JP3979942B2 - 平坦な基板を備える集積回路装置及び集積回路装置を製作する方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１に記載の平坦な基板を備える集積回路装置に関する。

今日、半導体チップ上に配置される集積回路の開発コストが非常に高いので、その集積回路をコピーするための解析が、益々競合企業の関心の対象になっている。さらに、半導体チップの安全性を危うくし得、半導体チップに対する今日の攻撃のいくつかは、これらのモジュールの内部構造の詳細な知識に基づいている。従って、安全性の理由からも、攻撃者が、このような半導体チップの構造についての詳細を知ることを防止する試みがなされる。さらに、その間には、集積回路が常駐の態様で格納されたデータを有する用途が一般化している。このようなモジュールを解析から保護するために、これまで複数の方法が開示されてきた。例として、集積回路が光学的に容易に解析され得ないように、集積回路の表面を覆うことが公知である。欧州特許出願公開第０９８１１６２ Ａ１号は、このような保護を記載する。

しかしながら、このような防護策は、表面保護がエッチングに対して耐性を有する場合であっても、研削で慎重に除去して被覆を取り外すことによって破られ得る。このタイプの構成の場合、層を連続的に除去し、かつ露出した層をそれぞれ撮影することによって、引き続き、集積回路の構造が解析され得る。

米国特許第５，９５５，７６６号は、球形の基板上に集積回路を形成することを開示する。しかしながら、この構造は、従来技術を用いて製作され得ない。
Ｐａｔｅｎｔ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ Ｊａｐａｎ、Ｖｏｌ．２０００、Ｎｏ．０７、２０００年９月２９日（２０００−０９−２９）およびＪＰ ２０００１１２８２５ Ａから、フリップチップ技術を用いて、階段形状のチップカード基板上に階段越しにチップを取付けることが公知である。この場合、階段に適合されるマウントシール（Ｍｏｎｔａｇｅｓｔｅｍｐｅｌ）が用いられる。このマウントシールは、フリップチップ実装方式にてチップを変形させて、チップを同様に階段形状に適合させる。次に、チップの構成を安定させるために、封止材で包囲される。

従って、本発明は、解析に対する高い安全性を少ない経費で提供する集積回路装置を提供するという目的に基づく。

本目的は、請求項１に規定される措置により、本発明によって達成される。すなわち、基板の、少なくとも１つの広がり方向が、キャリアによって平面（ｐｌａｎａｒ）の形状から非平面（ｎｏｎ−ｐｌａｎａｒ）の形状にされるという事実により、基板は、研削法によってでは、許容可能なコストで、表面が、解析可能な態様で層ごとに完全に除去され得るようには処理され得ない。

さらに、本発明のさらなる有利な改良点は、従属請求項に規定される。第２の方向の平面性の欠如は、上述の安全性を高める。基板は、例えば、接着剤または硬化性セラミックといった、高い機械的応力を生成する材料を付与することによって変形される。

所望の変形は、基板自体、例えば、基板の化学的または物理的微細構造の変更により生じる機械的応力によってもまた生成され得る。例えば、注入法、拡散法または熱的方法が、この目的で利用され得る。基板に目的の態様の機械的応力を発生させるために、例えば、重ね合わされた構成の複数の基板間をはんだ付けおよび接続する方法が同様に用いられ得、適切な技術が付与され得る。

変形された基板は、通常、その変形された形状を特定の時間の後に維持する。かけられた圧力によって、基板が平坦な平面の形状に戻ることを防止するために、部分的領域が、少なくとも１つの表面上で除去されることもまた可能である。

キャリアを隆起させることによって、集積回路装置の非常に複雑な非平面の表面形状が単純な手段を用いて取られ得る。

本発明は、以下において、図面を参照して説明される。

図１は、集積回路装置の基本構造を示す。基板１上に、公知の態様の複数の層の集積回路が構成され、これらは、本明細書中において、最小限の解決策として層２および層３として図示される。現在においては、通常、２つよりもはるかに多い層がある。２つの層は、本発明の便宜的適用可能性に対する最小限の出発点である。なぜなら、そうしてのみ、下に位置する層を解析するために除去され得る層の存在が１つになるからである。

図２における図示は、材料４が層２および層３から離れた面に付与されることを示す。この材料は、硬化すると、基板１に応力をもたらし、これにより、少なくとも１つの方向に湾曲された表面を形成する。エポキシ樹脂を基材とする市販の接着剤が、この目的で用いられ得る。

この表面が、例えば、破線Ｓのレベルにて研削作業によって除去された場合、認識可能なのは、下に位置する層のほんの細部のみである。層３の残り部分も除去された場合、さらに、層２の大部分が付随して同時に除去される。

図３に図示されるように、１つの方向に可能な湾曲に加えて、２方向の湾曲もまた可能である。今日の一般的なチップ厚さは１８５μｍであるので、少なくとも１μｍの変形は、チップ領域全体にわたって容易に達成され得る。この場合、適切ならば、チップは、より大きい変形を得るために、より大きく広がるまで薄くされ得る。図７に図示されるように、ねじり変形が同様に考えられ得る。この場合、例として、図示された矢印によって示されるように、両面をそれぞれ正反対の方向にねじることが可能である。

材料４が除去された場合、基板１が圧力によって平面形状に強制的に戻されることを防止するために、図２に破線によって示されるように、部分Ａは基板表面から除去され得る。これは、図２の左手側に図示されるように、基板を斜めにエッチングして除去するか、または基板のエッジ領域を研削することによって、あるいは、図２の右手側に図示されるように、個々の部分Ａをエッチングして取り去るか、または研削することによって行われる。これは、基板１が、変形後、これを平面形状に戻すことが不可能であるか、または少なくとも非常に複雑なプロセスであることを保証する。

図４に従って、集積回路装置は、基板がキャリア５上に付与され、このキャリア５が基板を形づくるように構成される。この場合も、凹部が再び提供され得る。この凹部は、図４との関連では図示されない。図５による構成によると、図４によるものとは異なって、キャリア５は、１つの表面が変形されるだけでなく、むしろ、同様に、その全体が、平面形状から湾曲形状、またはそうでない場合ねじられた形状にされる。

本発明による、さらなる例示的実施形態において、キャリア５の表面に複数の隆起６が形成され、基板１と一緒にされる場合、付与された層と一緒に基板１を変形させる。これは、特に、図２により図示された例示的実施形態におけるものと類似であり、複数の隆起と基板とキャリアとの間のすきまに導入される材料４によってなされ得、その結果、乾燥すると、基板に応力が生じる。

まとめとして、本発明の基本的考え方は、集積回路を支持する基板を永続的に変形させて、基板上に付与された層が、研削法により、層ごとに選択的に除去されることができないようにするということに基づくといえる。

原則的に平面から外れる表面を有する半導体チップを直接製造することもまた考えられ得る。所望の複雑性を有する集積回路を製造するために、このタイプのチップ面上で、今日利用可能である技術を用いて、集積回路を製造する従来の方法工程がどうにか用いられ得る。

図１は、半導体チップ上の集積回路装置の基本構造を示す。 図２は、半導体チップ上の、本発明による集積回路装置の第１の例示的実施形態を示す。 図３は、第１の例示の実施形態を改変した場合の表面を示す。 図４は、本発明による第２の例示的実施形態を示す。 図５は、第２の例示的実施形態の改変を示す。 図６は、第２の例示的実施形態の第２の改変を示す。 図７は、可能な表面構成を示す。

符号の説明

１ 基板
２ 第１の層
３ 第２の層
４ 材料（例えば、接着剤、セラミック）
５ キャリア
６ 隆起
Ａ 凹部

Claims (12)

1. 少なくとも１つの広がり方向に少なくとも１つの非平面である表面を有するシート状の基板と、
   該基板上に形成された集積回路と
   を備え、
   該集積回路は、少なくとも、該基板の１つの側の複数の層内に形成されており、
   該基板は、
   該基板の表面に付与された、エポキシ樹脂を基材とする接着剤であって、硬化すると該基板に機械的応力を生じさせる接着剤と、
   注入法によって該基板の物理的微細構造を変更することによって生じた機械的応力と、
   拡散法によって生じた該基板の物理的微細構造を変更することによって生じた機械的応力と、
   該基板を支持する湾曲したキャリアであって、該キャリアは、該キャリアの湾曲した表面によって該基板の形を作っており、それにより、該基板の非平面である表面を規定する永続的な湾曲を与える、湾曲したキャリアと
   のうちの１つによって永続的に変形されており、
   該湾曲したキャリアの表面は、平面的なキャリアの表面上に形成された複数の隆起により湾曲されている、集積回路装置。
2. 前記少なくとも１つの非平面である表面は、２つの広がり方向に非平面であり、該少なくとも１つの非平面である表面は、２つの方向に湾曲を有している、請求項１に記載の集積回路装置。
3. 前記基板は、該基板の１つの表面をエッチングまたは研削することによって、該基板の１つの表面から除去される部分領域を有している、請求項１に記載の集積回路装置。
4. 前記基板の１つの表面から除去される前記部分領域は、エッジ領域である、請求項３に記載の集積回路装置。
5. 前記部分領域が除去された前記基板の領域内に硬化性材料を含み、該硬化性材料は、硬化すると該基板に応力を加える、請求項３または４に記載の集積回路装置。
6. 前記隆起と前記基板と前記キャリアとの間の空間は、硬化性材料で充填されている、請求項１に記載の集積回路装置。
7. 集積回路装置を作製する方法であって、該方法は、
   シート状の基板を提供することと、
   該基板上に集積回路を形成することであって、該集積回路は、少なくとも、該基板の１つの側の複数の層内に形成されている、ことと
   該基板を変形することと
   を包含し、
   該基板は、
   該基板の表面に、エポキシ樹脂を基材とする接着剤を付与し、該接着剤を硬化させることであって、該接着剤は、硬化すると該基板に機械的応力を生じさせる、ことと、
   注入法によって該基板の物理的微細構造を変更することにより、該基板内に機械的応力を生じさせることと、
   拡散法によって該基板の物理的微細構造を変更することにより、該基板内に機械的応力を生じさせることと、
   キャリアの湾曲した表面上の基板を支持することにより、該基板の形を作り、それにより、該基板の少なくとも１つの広がり方向に少なくとも１つの非平面である表面を規定する湾曲を与えることと
   のうちの１つによって変形され、
   該湾曲したキャリアの表面は、平面的なキャリアの表面上に形成された複数の隆起により湾曲されている、方法。
8. 前記基板は、２つの広がり方向に変形されており、かつ、２つの方向に湾曲を有している、請求項７に記載の方法。
9. 前記基板の１つの表面をエッチングまたは研削することによって、部分領域が前記基板の１つの表面から除去される、請求項７に記載の方法。
10. 前記部分領域は、前記基板のエッジ領域から除去される、請求項９に記載の方法。
11. 前記部分領域が除去された前記基板の領域は、硬化性材料で充填されており、該硬化性材料は、硬化され、該硬化性材料は、硬化すると該基板に応力を加える、請求項９に記載の方法。
12. 前記隆起と前記基板と前記キャリアとの間の空間は、硬化性材料で充填されている、請求項７に記載の方法。

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