JPH01501032A - 少なくとも１つの半導体チップ装置の表面に重合体フィルムを結合する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリマー・フィルム・オーバーレ一層を用いて集積回路チップをパッケージする 方法と装置発　明　の　背　景 この発明は全般的に、不規則な基板、特に複数個の集積回路チップをその上に固 定した基板の表面に重合体フィルムを積層する方法と装置に関する。更に具体的 に云えば、この発明は、電子式集積回路チップ、特に、超大規模集積回路（ＶＬ ＳＩ）装置に対するパッケージ方法に関する。

更に、この発明の方法と装置は、基板の上に「マイクロチップ」を保持するだけ でなく、これらの装置を相互接続する手段にもなる重合体フィルム・オーバーレ ーを提供する。

更に重要なことは、この発明の方法と装置は相互接続部を着脱自在にすることが 出来る。

超大規模集積回路装置をパッケージする時、１つのチップを隣りの装置に接続す る機構の為に、かなりの場所がとられる。この為、集積回路装置及びその上に設 けられた電子部品のパッケージは、必要以上に大きくなる。その結果、所謂ウェ ーハ規模の集積過程の開発に多くの人が従事している。然し、この方向に向けら れた努力は、一般的に歩留りの問題の為に制限される傾向がある。ウェーハの上 にあるある数のチップ又はダイスが不良と判る場合が多いから、作られたウェー ハの内、完全に使えるウェーハの数は、一般的には希望するよりも小さい。更に 、ウェーハの上の種々のチップを相互接続する問題と、多数の非常に複雑な個別 の集積回路部品を相互接続する時の様な大形システムを試験するというそれに伴 う問題がある。従って、個別の試験し易い集積回路チップからウェーハ規模の集 積回路パッケージを構成することが出来れば、非常に望ましいことが理解されよ う、。この発明が目的とするのはこのことである。

更に具体的に云うと、この発明は重合体フィルム・オーバーレーを適用する方法 と装置を対象とする。このフィルムが、その下にある基板の上に互いに隣接して 配置された複数個の集積回路チップを覆う。更に、この発明の重合体フィルムは 、これらの個別の回路チップを相互接続する為の絶縁層になる。この発明の方式 の重要な利点は、これらの相互接続層の１つ又は更に多くを除いて、多数の構成 並びに試験能力が得られることである。

この発明の方式によって解決しようとする全体的な問題の内の１つは、規則的な 基板に重合体フィルムを積層することである。ある積層方法は、集積回路装置の 上にフィールム材料を配置しようとする時の極めて重要になる幾つかの欠点があ る。これは、こういう装置に不活性化層が未だ適用されていない場合、特にそう である。１つの連続積層方法は、所謂ロール積層であり、この場合、積層しよう とする基板を２枚の加熱ローラの間に通し、ローラの挟みつけ作用と熱との組合 せにより、フィルムを基板に積層する。

この方式には幾つかの問題がある。この方式は、基板が完全に平坦であれば適切 である。然し、ローラは不規則な面に合せることが出来ず、その結果、低い個所 では積層が悪くなり、高い個所では加圧の影響が出る。更に、下側に不規則な面 を持つ基板が下側のローラ又は基板を損傷する。

例えば、パッケージの下側から出て来るピンが痛められる。

ロール積層に伴う別の問題は、高温接着剤を処理する為に高い温度が必要になる 時に起る。高温に耐え得る柔軟性のある材料は利用出来ない。シリコーン材料が この目的にとって、これまで知られている最もよい柔軟な物質であると思われる 。然し、この材料は約２００℃の温度で、やはり粘着性を持つ状態に戻る傾向が ある。更にこの方法では、上側ロールが積層しようとする材料と接触する必要が ある為に、３番目の問題がある。その場合、上側ロールの汚染が積層される重合 体の表面を汚染することを防止することが出来ない。この問題は、シリコーン材 料で構成されたローラを用いる時、特に重大である。シリコーン材料は脱ガス生 成物を生じ、それが上面を汚染し、この後の層を、積層されたフィルムの上面に 適用する時、良好な接着の妨げになる。

積層に使われる２番目の方法は、真空バッグを使うものである。この方式では、 高温材料で形成されたバッグを積層しようとする材料の周りに配置する。バッグ を真空に引き、バックを炉に入れる。然し、この真空バッグ方法には幾つかの問 題がある。１つの問題は、連続プロセスではないことである。即ち、積層しよう とする材料をバッグの中に配置し、バッグを真空に引き、バッグをある期間の間 オーブンに配置し、積層の後、積層した製品をバッグから取出さなければならな い。従って、材料を自動的に供給することが出来ない。真空バッグ方法に伴う２ 番目の問題は、完全な真空の場合でも、圧力が外部空気圧力に制限されているこ とである。この方法に伴う更に別の問題は、真空バッグが積層する材料の頂部に 接触することである。その場合、バッグの汚染が積層される材料に伝わるおそれ がある。

３番目の積層方法は標準プレス積層である。この方法では、積層しようとする材 料を２つの加熱プラテンの間に配置する。これらのプラテンを流体圧ジヤツキの 様な手段によって圧接する。この方式は、積層する材料が平坦であれば旨く行く 。積層する基板が不規則な形であるか、又は積層する基板の表面に小さな粒子が あると、粒子が存在する場所で非常に高い圧力が、積層しようとするフィルムを 突抜き、基板の低い個所では圧力が利用出来なくなる。フィルムが薄ければ薄い 程、この問題は著しくなる。この問題に対する部分的な解決策は、幾分かの差圧 を吸収する為に、柔軟なパッドを使うことである。然し、柔軟なノくラドが積層 しようとするフィルムの上面を汚染し、高温の場合には、適当な柔軟なパッド材 料を利用することが出来ない。プレス積層の別の問題は、比較的熱容量の大きい プラテンを冷却及び加熱する為に、時間とエネルギを要することである。

プラテンは、曲がらずに、大きな面積にわたって大きな圧力を持つ必要があるか ら、物理的に厚手の構造にしなければならない。プレス積層に伴う別の問題は、 圧力が空気及び副生成物をトラップし、火ぶくれを形成する傾向がある為に、積 層過程の間、空気及び接着剤の加熱による副生成物を除去することである。

基板に積層しようとするフィルムが熱可塑性である場合、別の問題が起る。上側 のプレス・パッドが特別の離型性を持っていないと、熱可製性材料が、基板と同 じく、上側プレス・パッドにもくっつく。どんな柔軟なパッドも、熱可塑性フィ ルムに一定の圧力を保つと同時に、その下にある基板の輪郭と完全に釣合うと云 う二重の作用を果すことが出来ないと云う点で、別の問題がある。従って、ある 積層方法は、この発明で考えている様なウェーッ１規槙の集積回路装置を作るこ とを容易にするのに使うには、不適切であることが判る。

発　明　の　要　約 この発明の好ましい実施例では、不規則な基板に重合体フィルムを適用する方法 が、次の工程を含む。フィルムを基板の上に、それと極く接近させるが、それと 実質的に接触しない様に配置する。その後、フィルムの上下に真空条件を適用し 、この非接触状態を保つ。次に真空状態のちとにフィルムを加熱し、フィルムの 上方に流体圧力を加えて、それを基板と接触する様に移動させる。この発明で考 えている場合、基板は、複数個の集積回路チップ・ダイスがその上に配置されて いる為、不規則であるのが典型的である。

こういうダイスは、シリコンを基本としたチップ及び砒化ガリウムを基本とした チップと云う様に、異なるチップ技術によって得られた集積回路チップを表わす ものであってもよい。こういうチップは、シリコンを基本としたチップだけに制 限されない。この明細書では「実質的な接触」とは、空気並びに／又はガス状生 成物を除去することが出来ない様な接触を云う。

この発明の別の好ましい実施例では、不規則な基板に重合体フィルムを適用する 装置が、基板と、この基板の上方のある距離の所に重合体フィルムとを支持する 略平坦な基板ホルダ集成体を有する。装置が可動の上側室を持ち、これはホルダ 集成体及びフィルムに対して密封することが出来る。ホルダ集成体の片側にフィ ルム起しを配置して、基板の周りにダム状構造を形成し、それを可動の室によっ て包込むことが出来る様に配置する。ホルダ集成体、フィルレム起し及び重合体 フィルムによって区切られた容積に真空条件を加える手段を設ける。フィルムを 加熱する手段も設ける。可動の室は、一般的には、フィルムの上面に真空及び圧 力の両方の条件を加える手段をも備えている。この明細書で云う「室」と云う言 葉は、空所を指すので１まなく、囲まれた容積を限定する手段を指す。

従って、この発明の目的は、不規則な基板に重合体フィルムを積層する方法とし て、重合体フィルム及び基板の表面でプロセス・ガス又は捕捉された空気を除去 すると共１；、積層しようとするフィルムの上面に余分の圧力を加える方法を提 供することである。

この発明の別の目的は、連続的なロール間プロセスｇ二適応し得る積層装置を提 供することである０二の発明の別の目的は、積層するフィルムの上面に接触せず に、重合体フィルムを積層する装置を提供することである。

この発明の別の目的は、基板を上から加熱すると共に下からも加熱することが出 来る様にして、重合体層を介して感光材料を硬化させる為に紫外線を適用するこ とが出来る様にすることである。

この発明の別の目的は、不規則な基板の輪郭に正確に従い、熱可筺性フィルムを 覆う離型層を必要としない、熱可塑性層を積層する方法を提供することである。

この発明の別の目的は、表面に直接的に入射する赤外線エネルギによって加熱が 行なわれ、フィルムに圧力をかけたま＼にしている間、積層するフィルムの上面 の上にガス又はその他の冷却材流体を流すことが出来る様にすることによって、 急速な冷却を達成し得る様に、熱容量の大きいプラテンを用いない装置を提供す ることである。

この発明の別の目的は、不規則な基板に重合体フィルムを積層する装置として、 溶融又はその他の予定の温度に達するまで、最初に真空を加えることが出来、そ の後圧力を加え、こうして圧力によってフィルムが最終的に柔軟に積層され゛る 前に、ガスを最大限に除去することが出来る様な装置を提供することである。

この発明の別の目的は、基板と積層フィルムの間、又は積層フィルムの上方に特 別の処理ガスを取入れることが出来る装置を提供することである。

最後に、これに限らないが、この発明の方法は、集積回路装置をパッケージする 方法、特に、ウェーハ規模の集積方法に対する相互接続手段となる様な形で、こ ういう装置をパッケージする方法を提供することである。

図　面　の　説　明 この発明の要旨は明細書の終りに具体的に指摘し、明確に記載しであるが、この 発明の構成、実施方法、並びにその他の目的及び利点は、以下図面について説明 する所から、最もよく理解されよう。

第１図はこの発明による装置の部分的な側面断面図である。

第２Ａ図は第１図の一部分の細部を示す簡略側面断面図で、接触する前の重合体 フィルムと積層しようとする基板との関係を特に示している。

第２Ｂ図は、フィルムが今度は基板の表面と接触し、それに追従する状態を示す 他は、第２Ａ図と同様な図である。

第３Ａ図は別々の積層フィルム及び密封フィルムを使うことを特に示す図である 。

第３Ｂ図は第３Ａ図の層状構造を詳細に示す側面断面図である。

第３Ｃ図は第３Ａ図と同様な図であるが、熱可筺性積層フィルム及び離型密封層 を利用することを特に示している。

第３Ｄ図は第３Ｃ図の層状構造の細かい部分を示す側面断面図である。

第３Ｅ図は第３Ａ図と同様な図であるが、離型の為にその上に薄い金属を沈積し た熱可筺性積層フィルムを用いることを特に示している。

第３Ｆ図は第３Ｅ図の層状構造の細かい部分を示す側面断面図である。

第３Ｇ図は第３Ａ図と同様な図であるが、乾いたフィルム・レジストを積層する 方法を特に示している。

第３Ｈ図は第３Ｇ図の層状構造の細かい部分を示す側面断面図である。

第４Ａ図は、特に熱可塑性フィルムに使う為、Ｍ型機構としての金属箔を使うこ とを示す図である。

第４Ｂ図は第４Ａ図と同様な図であるが、基板３３の加熱を容易にする為、金属 箔に開口を設けることを特に示している。

第５図は基板の上を除いて、熱可塑性材料の溶融を防止する為に冷却手段を使う ことを特に示す側面断面図である。

１＠６図は第１図と同様な部分的な側面断面図であるが、連続的なロール間作用 を持つ装置を特に示している。

発明の詳細な説明 第１図はこの発明の好ましい実施例による装置１０の基本的な構成部分を示す簡 略断面図である。装置の構成部分は、基板ホルダ３０を含み、その上に処理の為 に工作物３３が配置される。基板ホルダ集成体３０が、ホルダ集成体の凹部に配 置された赤外線透過窓３２を持つことが好ましい。窓３２は熱容量が小さいこと が好ましい。基板ホルダ集成体３０がフィルム（又は封じ材料）３５の下方に真 空状態を作る流体ポート３１をも持っている。更に基板ホルダ集成体３０が、ホ ルダ集成体の上に配置されていて、フィルム３５を工作物３３の上方に支持して 、希望するまで、フィルムと工作物の間の接触が起らない様にするフィルム起し ３４を持っている。

第１図の装置が上側の可動の室２０を持ち、これはガスケット又は封じ２８によ り、ホルダ集成体２０及び重合体フィルムに対して密封することが出来る。上側 室集成体２０が、重合体フィルムの上方に真空状態及び圧力状態の両方を発生す る手段を含む。特に、上側室２０が３方弁２７に接続された流れ導管２２を持ち 、この弁は、上側室２０を導管２８を介して真空ポンプに、又は導管２９を介し て周囲大気圧状態に接続する様に選択することが出来る。上側室２０は、弁２６ を介して圧力調整器１９に接続された流れ導管２３をも持っている。これは、可 動の室２０が、（図示の様に）重合体フィルム３５及び基板ホルダ集成体３０に 対して密封される様に位置ぎめされた時、重合体フィルム３５の上方に流体圧力 を加える手段になる。上側室２０が、ガスケット又は封じ２５と押さえ集成体２ ４を使って、図示の様に密封可能に固定される様に配置された赤外線透過窓２１ をも持つことが好ましい。更に、窓２１の上方に配置されていて、フィルム３５ 及び工作物３３を上から加熱する放射性赤外線エネルギ熱源１８をも設けること が好ましい。

同様に、窓３２の下方に下側室４０を設け、例えば封じ或いはガスケット４８に より、ホルダ集成体３０に密封出来る様に固定出来る様に構成する。下側室４０ は周囲大気圧又は真空状態を保つ様に設計されている。下側室４０が赤外線反射 器４２と共に加熱器４１を持っていて、この反射器が放射赤外線エネルギを赤外 線透過窓３２を通る様に差向けて、工作物３３及びフィルム３５を下から加熱す る様に位置ぎめされることが好ましい。加熱器４１は、例えば給電部４３を介し て、給電することが好ましい。下側室４０が３方弁４４に接続された流れ導管４ ７を持っている。

この弁は、下側室４０の容積を導管４６を介して真空状態に、又は導管４５等を 介して周囲空気状態に接続する様に選択し得る。

第１図に示す装置１０は全体的に次の様に動作して、所望の結果をもたらす。動 作の際、工作物３３を基板ホルダ集成体３０上に置き、積層しようとする重合体 フィルムで工作物を覆う（但し接触させない）。１実施例では、工作物は熱可塑 性接着剤で予め被覆されている。その後、上側室２０を重合体フィルム３５及び 基板ホルダ集成体３０と強制的に緊密に接触させる。これによって片側は重合体 フィルムと上側圧力室集成体の間、そして反対側は重合体フィルムと基板ホルダ 集成体の間に封じが形成される。特に、基板ホルダ集成体３０の真空ポート３１ に注意されたい。

特にこのポートを介して下側室３０を真空に引くと、重合体フィルムの下側の容 積全体にわたり、重合体フィルムが基板ホルダ集成体と密封される所まで、真空 になる。この真空が、重合体フィルムと工作物の間から空気を取除き、それとの 緊密な接触が出来る様にする。然し、一般的に、上側室集成体２２も同時に真空 状態を加えて、フィルムが基板の不規則な区域に密封されない様にすると共に、 下側の真空が重合体フィルムと工作物の間から全てのガスを除去することがない 様にすることが出来る。この段階の間、フィルムが工作物に接触しない様にする 為に、フィルム起し３４が重要である。工作物の接着剤が粘着性の場合、これは 特に重要である。この後の加熱の時、真空が、任意の接着剤、重合体フィルム及 び工作物の加熱によって発生される脱ガス生成物を除去する。適当な脱ガスの後 、上側室集成体にガス又はその他の流体を取入れることにより、重合体フィルム の上側に圧力を加える。この時、上側室集成体の容積全体にわたって、この室集 成体が重合体フ、イルムに密封される点まで、重合体フィルムに対して一様な圧 力が加えられる。圧力室集成体に取込んだガスは、圧力室と重合体フィルムの間 の封じの為に、脱出することが出来ない。基板の加熱は異なる幾つかの方法で行 なうことが出来る。好ましい実施例では、工作物を透明窓３２の上に配置する。

これによって、下側の加熱器４１からの赤外線放射が直接的に工作物３３に入射 し、こうして窓集成体を殆んど加熱せずに、工作物を加熱することが出来る。更 に、上側圧力集成体に窓を配置し、別の放射エネルギを重合体フィルムに上から 加え、重合体フィルムを介して工作物自体に加えることが好ましい。支持構造は 熱容量が小さい為、基板の非常に急速な加熱が達成される。高温ガス或いは高温 の液体さえも、圧力室の入口２３から取込んで、重合体フィルムの表面を非常に 急速に加熱することが出来ることに注意されたい。更に、冷却は、冷却ガスを供 給し、上側室集成体の出口ポートを通って流すことにより、冷却ガスの流れがフ ィルム及び基板を急速に冷却する間、重合体フィルムに圧力を保つことが出来る 。

この発明の好ましい実施例では、ニーで説明する方法と装置は、工作物３３が、 その上に複数個の集積回路チップが配置された基板を含む場合に特に適している 。こういうチップは任意の適当な接着剤によって基板に固定することが出来る。

従って、この発明では、この結果得られる生成物は、薄い重合体フィルムによっ て覆われた複数個の集積回路チップを持つ基板で構成され、このフィルムに開口 を形成することが出来ると共に、その上に導電パターンを配置して、集積回路チ ップを相互接続することが出来る。この発明の好ましい実施例では、その上にチ ップを配置する基板は、セラミックの様な材料で構成されることが好ましい。然 し、利用し得る基板としては、金属、硝子、プラスチック及び複合体がある。上 に述べた様に集積回路の上方に配置される重合体フィルムが着脱自在であって、 集積回路チップの形式を変えたり、それらを独立に試験する機構になることが、 この発明の重要な特徴である。

上に述べた方法と装置が、この様な集積回路を製造しようとする時の重要な問題 の多くを解決することが理解されよう。特に、ニーで説明する装置と方法は、高 温処理に伴う問題を軽減すると共に、その下にある基板の上に配置された複数個 の集積回路チップによって構成される様な不規則な形の面の上にフィルムを配置 することに伴う問題をも軽減する。更に脱ガス生成物を除去すると云う問題をも 軽減する。

第２Ａ図は第１図に示した構成の一部分の拡大図である。

具体的に云うと、第２Ａ図は、この図面に一層詳しく示したフィルム３５と工作 物３３の間で接触が起る前の状態を示している。特に、工作物３３が基板３３ａ を持ち、その上に集積回路チップ３７ｂが固定されている。基板３３ａの上には 、望ましくない粒子３７ａも存在することが示されており、これは例に過ぎない 。接着剤３６の被覆も基板３３Ｂ及びチップ３７ｂの上に示されている。重合体 フィルム３５が工作物又は接着剤の上方に配置されているが、その何れとも接触 しないことが判る。この状態では、基板との緊密な接触は未だ達成されておらず 、この為、空気及び脱ガス生成物が吸出され、従ってそれらが最終的な積層構造 で火ぶくれを形成することがない。これによってチップの表面から望ましくない 汚染物も除去される。ある期間の間加熱した後、接着剤が溶融し、前に述べた様 にフィルム３５の上面に圧力が加えられる。その結果束ずる状態が第２Ｂ図に図 式的に示されている。この時重合体フィルムが不規則な基板の形と正確に合うこ とに注意されたい。重合体フィルムが粒子３７ａの形にも従うことに注意された い。粒子は、望ましくないものではあるが、重合体フィルムによって有効に覆わ れていて、非常に尖った粒子が重合体フィルムを突抜くことがないことを特に指 摘しておきたい。柔軟なパッド又はローラの場合、粒子の区域の周りに、非常大 きな圧力勾配が発生され、粒子が薄い重合体フィルムを突抜くおそれがある。こ の発明では、重合体フィルムの全ての区域の圧力が同じであり、加圧ガス又は液 体から得られる。この為、不規則な形の基板に考えられる限りの最もよい追従性 が得られるが、縁及び尖つた粒子における著しい圧力勾配が防止される。重合体 と工作物の間の区域を真空に引く他に、重合体と基板との緊密な、空所のない接 触が保証される。

ｍａＡ図及び第３Ｂ図はこの発明の別の実施例を示しており、特に第１図に示す 装置によって扱うことが出来る重合体フィルムと工作物の別の組合せを示してい る。特に第３Ａ図は、接着剤３６が不規則な工作物を被覆している場合を示す。

工作物に結合しようとするフィルム５０がその上方に配置され、２番目の密封フ ィルム３５が実際に構造の真空区域及び圧力区域の間の封じを形成している。こ の形式は、基板に対してフィルムの小片を積層するのに有利である。更にこれは 大きな連続的なフィルムが実用的でない場合にも有利である。例えば、結合しよ うとするフィルムが非常に薄く、突抜ける可能性なしに、この方法の高い圧力に 確実に耐えることが出来ない場合、第３Ａ図の形式が望ましい。この形式は、結 合しようとするフィルムが基板を完全に覆わない場合にも有利である。これは、 基板の修理又はそれに対して相互接続バッチを追加する場合である。第３Ｂ図は 第３Ａ図に図式的に示した層状構造の更に詳しい図である。

第２図又は第３Ａ図に示した接着剤は熱可塑性、熱硬化性又は紫外線硬化性接着 剤であってよい。各々の種類の接着剤に対する硬化条件の例を次に取上げる。例 えば、ＵＬＴＥＭ　（登録商標）の様な熱可塑性接着剤を使う時、工作物は３分 間、真空状態で２６０℃の温度に加熱し、その後約３０ポンド／平方吋の圧力を 加え、直ちに冷却を開始することが好ましい。アクリル系接着剤を使う時、工作 物を真空状態のもとに３分間、約２００℃の温度に加熱し、その後約３０ポンド ／平方吋の圧力を加え、この温度及び圧力を約３０分間一定に保ってから、冷却 を開始することが好ましい。紫外線硬化性エポキシ接着剤の場合、工作物及び接 着剤は真空状態で２０秒間、約４０℃の温度に加熱し、その後約３０ポンド／平 方吋の圧力を加える。材料を、基板の前後にゆっくりと動かすハノビア紫外線ラ ンプから２００Ｗ／吋で照射し、一様にカバーする。エポキシを５乃至１０秒間 露出し、圧力を解除する。

この発明の別の実施例が第３Ｃ図及び第３Ｄ図に示されている。この場合、熱可 塑性フィルム５１が工作物に直接的に積層される。この場合、熱可塑性フィルム ５１がフィルム３５によって覆われており、フィルム３５が離型フィルムとして 作用し、実際に真空区域及び圧力区域の間の封じを作る。離型フィルム３５が流 動せず、基板と同形になる為、熱可塑性フィルムの実質的な流動に対処すること が出来る。この実施例の１例では、ユニオン・カーバイド社によって製造される 厚さ１ミルのＵＤＥＬフィルムの様なポリスルホン・フィルムを用いる。このフ ィルムを真空中で約２５０℃の温度に加熱し、次に約２０ポンド／平方吋の圧力 を加え、それから２５０℃で１分間の後、冷却を開始する。第３Ｄ図は第３Ｃ図 に図式的に示した層状構造を更に詳しく示す図である。

第３Ｅ図及び第３Ｆ図はこの発明の別の実施例を示す。

熱可塑性材料５１がそれと重なる離型フィルム３５とよく接着する場合、積層サ イクルの前に、熱可塑性材料に金属層５２を沈積することが出来る。この場合、 薄い金属層５２が熱可塑性材料５１が実際にそれと重なる積層層３５に接触しな い様にし、こうして熱可塑性材料５１と重なる層３５の間の接着を防止する。例 えば、この実施例では、ポリスルホン・フィルムに、厚さ１．０００人のクロム 層及び厚さ２．５００人のアルミニウム層を沈積することが出来る。第３Ｅ図に 示した層状構造の詳細については、第３Ｆ図を参照されたい。

この発明の別の実施例では、この発明の方法と装置を用いて、乾いたフィルム・ フォトレジストを積層することが出来る。例えば、ＲＩＳＴＯＮ（デニポン・ド ウφネムアース・カンバニイ・インコーホレーテッド社から供給される）の様な 乾いたフィルム−フォトレジストは、ＭＹＬＡＲ（登録商標）支持層５４、レジ スト層５３及び接着剤層３６の主に３層で構成される。この材料はロール・ラミ ネータで積層される様に設計されている。然し、不規則な基板とぶつかった場合 、第１図の装置を用いて、乾いたフィルム舎レジストは第３Ｇ図に示す様に積層 することが出来る。このフィルムでは、約１分の期間にわたる１００℃の温度及 び約３０ポンド／平方吋の圧力で、非常に接着性のよい、十分同形になったフォ トレジストで覆うのに十分である。支持層５４は、別の実施例の封じ３５として 使うことも出来る。層状構造の詳しいことは、第３Ｈ図を参照されたい。

熱可塑性フィルムを、真空領域及び圧力領域の間の封じを形成するフィルムとし て使うことも出来る。第４Ａ図及び第４Ｂ図はこういう種類の積層が出来るこの 発明の２つの実施例を示す。第４Ａ図では、アルミニウムの様な金属箔５５を工 作物の下に配置し、密封領域まで連続させ仝。

熱可塑性フィルム３５が工作物を覆う。この後加熱された時、熱可塑性フィルム ３５が軟化して、基板及び金属箔５５の両方に接着する。基板の下に箔を配置せ ず、又は密封領域まで伸ばさない場合、熱可塑性材料が基板ホルダ集成体にくっ つき、基板を外すことが出来なくする傾向がある。

これは望ましくない。第４Ｂ図は別の実施例の手順を示しており、この場合、金 属箔５５′は基板を収容する切欠き（１つ又は複数）を持っていて、こうして放 射エネルギが下から基板に直接的に入射し、こうして工作物を更に効率よく加熱 することが出来る様にする。

第５図はこの発明の更に別の実施例を示しており、冷却される銅の挿着体６０を 工作物の周りに設けて、工作物の縁を越えた熱可塑性層が溶融するのを防止し、 こうして熱可塑性層が基板ホルダ集成体に接着するのを防止する。

第６図はこの発明の別の実施例を示しており、特にロール間処理に適した第１図 の基本的な加圧ラミネータの側面図を示している。この装置では、３３に示す様 に接着剤で被覆された工作物が、重合体フィルム３５の移動方向に対して直角に 供給される。新しい基板が基板ホルダ集成体の上に位置ぎめされる度に、圧力室 集成体を重合体フィルムの上に押付け、こうして真空部分及び圧力部分の両方に 対する封じを作る。この方法に必要な真空に引くこと、加圧、加熱、放射エネル ギの適用、ガスの流れによる冷却が前に述べた様に行なわれる。基板が十分に冷 却された時、圧力室を後退させ、重合体フィルムを供給リール６５から、積層さ れた基板が右から左へ移動し、新しいフィルムが積層位置に運ばれ、新しい基板 が基板ホルダ集成体の中に位置ぎめされる様な位置まで、繰出される。この点で 、プロセスを繰返すことが出来る。基板は巻取ロールに巻取ってもよいし、或い はポンチ６４によって、フィルムの中心から打抜いてもよい。このプロセスは、 フィルム装置及び検査装置を取入れる様に改造して、単に基板に重なるフィルム に欠陥がなくなるまで、このロール作業を続けることにより、フィルムの内の不 良部分を側路することが出来る。これまでの説明全体にわたり、接着剤が基板の 上に存在するものとして説明した。接着剤を重合体フィルムに直接的に適用する ことも同じ様に可能である。接着剤がフィルムに適用された場合の適当な方法を 次に説明する。例えば、デュポン・ドウ・ネムアース・カンパニイ・インコーホ レーテッド社から供給されるＫＡＰＴＯＮ　（登録商標）ポリイミド・フィルム の片側を、５０％のＣＦａ及び５０％の酸素で構成されるガス中で、バーレル・ プラズマ・エツチャー内で０．４トルの圧力で、３００ワツトで６分間エッチす る。２６グラムのＵＬＴＥＭ（登録商標、ザ・ゼネラル壷エレクトリック・カン バニイから供給される）樹脂、１０４グラムの塩化メチレン及び１５５グラムの アセトフェノンの溶液を、エッチしたＫＡＰＴＯＮフィルムに吹付ける。エッチ して吹付けたフィルムを３分間約１８０℃の温度で乾かした後、約５分間、３５ ０℃の温度で焼成する。

ニーで説明した装置及び方法は、その下にある基板の上に配置された集積回路チ ップを覆う極めて便利で、経済的でやり易い機構であることが理解されよう。回 路チップが存在することが、ニーで取上げる不規則な形をした面の最も重要なも の一内の１つである。然し、この発明の利点は、この発明に従って１つのチップ だけを覆う場合にも達成し得ることを承知されたい。特に、係属中の米国特許出 願通し番号　（出願人控え番号ＲＤ−１７，４２１１１）に記載される様なレー ザ方法により、重合体フィルムに開口を設ける。次にメタライズ層を沈積し、パ ターンを定めて、回路チップ上の種々の相互接続パッドの間を相互接続する。

こうすることによって、同じチップの異なる部分又はチップの間で接続を行なう ことが出来る。この発明の重要な利点は、重合体フィルムが着脱自在であること である。この為、試験して、その後で形式を直す機構になる。この発明の多重チ ップ集積回路パッケージ形式及び方法が、この出願と同日に出願された係属中の 米国特許出願通し番号（出願人控え番号ＲＤ−１７，４３２）に記載されている 。

以上の説明から、この発明の方法と装置が、電子回路チップ部品をパッケージす る上で重要な利点を提供することが理解されよう。特に、この発明の方法と装置 は、装置の試験及び形式の再構成を独立に出来るようにした形でつ工−ハ規模の 集積回路チップ装置を構成する手段になることが判る。更に重要なことは、この 発明のフィルム沈積方法は、不規則な面に対するフィルムの高温に於ける柔軟性 に伴う問題を軽減する。この発明のフィルムは、得られた生成物を塩化メチレン の様な適当な溶媒の中に入れることにより、装置から取除くことが出来ることも 判る。上に述べた全ての目的が、二へに説明した方法と装置によって完全に満た されることも理解されよう。

この発明のある好ましい実施例を詳しく説明したが、当業者には、種々の変更が 考えられよう。従って、請求の範囲は、この発明の範囲内に含まれるこの様な全 ての変更を包括するものであることを承知されたい。

颯 国際調査報告 ＩＩＩ＋ｍ自Ｍ１＾−一一組？・内Ｎ・　ＰＣＴノυＳ　８７／Ｃ２５０１国際 調査　”　ＵＳ　２７０２５０１

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．不規則な工作物に重合体フィルムを適用する装置に於て、 工作物を支持すると共に重合体フィルムを該工作物の上方に支持する略平坦な基 板ホルダ集成体と、該ホルダ集成体の第１の面及び前記重合体フィルムに対して 密封し得る可動の室と、 前記フィルムを前記工作物と実質的に接触させずに、その上方に支持する様に、 前記ホルダ集成体の前記第１の面の上に配置されたフィルム超しと、 前記ホルダ集成体及び重合体フィルムによって区切られた容積に真空状態を加え る手段と、 前記フィルムを加熱する手段とを有する装置。
2. ２．加熱する手段が前記可動の室にある赤外線透明窓を含む請求項１記載の装置 。
3. ３．前記真空状態を加える手段が、前記フィルム起しと向い合った点で、前記ホ ルダ集成体の第２の面に対して密封し得る第２の室を含み、該第２の室及び前記 ホルダ集成体によって限定された容積が、少なくとも部分的には前記重合体フィ ルム及びホルダ集成体によっ限定された容積と流れが連通する請求項１記載の装 置。
4. ４．前記フィルムを加熱する手段が前記第２の室内に配置された加熱器を含む請 求項３記載の装置。
5. ５．前記ホルダ集成体が、その上に工作物を配置することが出来る赤外線透明窓 を含む請求項１記載の装置。
6. ６．前記ホルダ集成体がその上に工作物を配置することが出来る熱容量の小さい 部分を含む請求項１記載の装置。
7. ７．その中に工作物を配置する凹部を形成する様に、前記ホルダ集成体上に配置 される略平坦な冷却可能な挿着体を含む請求項１記載の装置。
8. ８．不規則な形の工作物に重合体フィルムを適用する方法に於て、 該フィルムを前記工作物の上方に、但しそれと実質的に接触させずに配置し、 前記非接触状態を保つ様に、前記フィルムの上下に真空状態をかけ、 脱ガス生成物を除去する様に、前記真空状態を保ちながら前記フィルムを加熱し 、 前記フィルムを強制的に工作物と接触させる様に、前記フィルムの上方に流体圧 力状態をかける工程を含む方法。
9. ９．前記フィルムを前記工作物の上方に配置する前に、前記フィルム及び前記工 作物の間に接着剤を設ける工程を含む請求項８記載の方法。
10. １０．前記接着剤が熱可塑性材料で構成される請求項９記載の方法。
11. １１．前記接着剤が熱硬化性材料で構成される請求項９記載の方法。
12. １２．前記接着剤が紫外線硬化性材料で構成される請求項９記載の方法。
13. １３．前記フィルムが熱可塑性材料であり、更に、前記熱可塑性フィルムの上方 に離型層を配置する工程を含み、前記圧力状態が離型層の上からかけられる請求 項８記載の方法。
14. １４．前記フィルムが熱可塑性であって、その上に金属離型層が配置されている 請求項１３記載の方法。
15. １５．前記重合体フィルムが支持層、フォトレジスト層及び接着剤層を夫々持っ ており、該接着剤層が前記工作物に一番接近して配置されており、前記支持層の 上に離型層が配置される請求項８記載の方法。
16. １６．前記工作物を取巻く領域にある重合体フィルムを冷却する工程を含む請求 項８記載の方法。
17. １７．前記工作物の下方に離型フィルムを配置することを含む請求項８記載の方 法。
18. １８．前記離型フィルムが金属箔で構成される請求項１７記載の方法。
19. １９．前記金属箔がアルミニウムで構成される請求項１８記載の方法。
20. ２０．前記工作物を下から加熱する為に、前記離型フィルムに少なくとも１つの 閉口を設ける工程を含む請求項１７記載の方法。
21. ２１．基板上に配置された少なくとも１つの回路チップに量合体フィルムを適用 する装置に於て、前記少なくとも１つの回路チップの上方に前記基板及び重合体 フィルムを支持する略平坦な基板ホルダ集成体と、該ホルダ集成体の第１の面及 び前記重合体フィルムに対して密封し得る可動の室と、 前記フィルムを前記少なくとも１つのチップの上方に、但しそれと実質的に接触 させずに支持する様に、前記ホルダ集成体の第１の面上に配置されたフィルム起 しと、前記ホルダ集成体及び前記重合体フィルムによって区切られた容積に真空 状態をかける手段と、前記フィルムを加熱する手段とを有する装置。
22. ２２．基板上に配置された少なくとも１つの回路チップに重合体フィルムを適用 する方法に於て、フィルムを前記少なくとも１つの回路チップの上方に、但しそ れと接触させずに配置し、 前記非接触状態を保つ様に、前記フィルムの上下に真空状態をかけ、 脱ガス生成物を除去する様に、前記真空状態を保ちながら前記フィルムを加熱し 、 前記フィルムを強制的に前記少なくとも１つのチップと接触させる様に、前記フ ィルムの上方に流体圧力状態をかける工程を含む方法。