專利名稱：壓合裝置、壓合方法、以及半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及當(dāng)將元件貼合在襯底等上而提供時(shí)使用的壓合裝置和壓合方法，并且涉及使用該壓合裝置和壓合方法的半導(dǎo)體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，個(gè)體識(shí)別技術(shù)引人注目，該個(gè)體識(shí)別技術(shù)通過(guò)對(duì)各個(gè)對(duì)象物給予ID(個(gè)體識(shí)別號(hào)碼)，明確該對(duì)象物的經(jīng)歷等的信息，來(lái)利用于生產(chǎn)和管理等。尤其對(duì)能夠非接觸地輸入輸出數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件的開發(fā)在展開。作為這種半導(dǎo)體器件，例如RFID標(biāo)簽(射頻識(shí)別)(也稱作ID標(biāo)簽、IC標(biāo)簽、IC芯片、RF標(biāo)簽(射頻)、無(wú)線標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無(wú)線芯片)等開始被引入在企業(yè)內(nèi)、市場(chǎng)等。
所述能夠非接觸地輸入輸出數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件通常包括具有晶體管等的元件的元件組以及電連接到該元件組且用作天線的導(dǎo)電膜。在分別形成元件組和用作天線的導(dǎo)電膜之后，將晶體管等的元件組貼合在形成有用作天線的導(dǎo)電膜的襯底上而提供(例如，專利文獻(xiàn)1)。
日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2004-94839號(hào)公報(bào)在貼合提供在襯底上的導(dǎo)電膜和晶體管等的元件組，并使它們電連接的情況下，隔著導(dǎo)電粘接劑等通過(guò)對(duì)襯底和元件組施加壓力或進(jìn)行加熱處理等來(lái)貼合而提供，然而，據(jù)施加的壓力或溫度等的條件，比所需要的壓力更大的壓力施加到元件組，有可能晶體管等的元件損壞。與此相反，在為了抑制晶體管等的元件的損壞而降低當(dāng)壓合時(shí)施加的壓力的情況下，不能充分地貼合襯底和元件組，有可能發(fā)生連接不良。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種壓合裝置和壓合方法，并且提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在將包括晶體管等的元件的元件組貼合在襯底上而提供的情況下，充分連接襯底和元件組并且防止貼合時(shí)的元件的損壞。
本發(fā)明的壓合方法之一的特征在于包括如下步驟在壓力檢測(cè)薄膜上設(shè)置襯底；在襯底上選擇性地設(shè)置元件組，以使提供在襯底上的第一導(dǎo)電膜和提供在元件組的第二導(dǎo)電膜重疊；通過(guò)施加壓力壓合襯底和元件組，使形成在襯底上的第一導(dǎo)電膜和提供在元件組的第二導(dǎo)電膜電連接；當(dāng)壓合時(shí)，由壓力檢測(cè)薄膜檢測(cè)施加到元件組的壓力值和壓力分布；以及基于檢測(cè)的壓力值和壓力分布控制當(dāng)壓合時(shí)施加的壓力。此外，這里所說(shuō)的壓合意味著通過(guò)施加壓力貼合兩個(gè)或更多個(gè)物體。
本發(fā)明的另一個(gè)壓合方法的特征在于包括如下步驟在壓力檢測(cè)薄膜上設(shè)置襯底；在襯底上選擇性地設(shè)置元件組，以使提供在襯底上的第一導(dǎo)電膜和提供在元件組的第二導(dǎo)電膜重疊；通過(guò)施加壓力壓合襯底和元件組，使形成在襯底上的第一導(dǎo)電膜和提供在元件組的第二導(dǎo)電膜電連接；當(dāng)壓合時(shí)，由壓力檢測(cè)薄膜檢測(cè)施加到在如下區(qū)域的壓力值和壓力分布，即元件組中的形成在襯底上的導(dǎo)電膜和提供在元件組的第二導(dǎo)電膜的連接區(qū)域、以及連接區(qū)域以外的區(qū)域；以及基于檢測(cè)的壓力值和壓力分布控制當(dāng)壓合時(shí)施加的壓力。
本發(fā)明的另一個(gè)壓合方法的特征在于包括如下步驟在通過(guò)施加壓力發(fā)色的薄膜上設(shè)置襯底；在襯底上選擇性地設(shè)置元件組，以使提供在襯底上的第一導(dǎo)電膜和提供在元件組的第二導(dǎo)電膜重疊；通過(guò)壓合而提供襯底和元件組，使形成在襯底上的導(dǎo)電膜和提供在元件組的第二導(dǎo)電膜電連接；當(dāng)壓合時(shí)，通過(guò)由攝像裝置光學(xué)測(cè)定薄膜的發(fā)色的濃淡，檢測(cè)施加到元件組的壓力值和壓力分布；以及基于檢測(cè)的壓力值和壓力分布控制當(dāng)壓合時(shí)施加的壓力。
本發(fā)明的壓合裝置之一的特征在于包括支撐襯底、提供在支撐襯底上的壓力檢測(cè)薄膜、施壓臺(tái)、給施壓臺(tái)施加壓力的加壓?jiǎn)卧⒁约疤峁┰谥我r底下方的攝像裝置，其中壓力檢測(cè)薄膜為被施加壓力的部分發(fā)色的薄膜，并且通過(guò)由攝像裝置光學(xué)測(cè)定壓力檢測(cè)薄膜的發(fā)色來(lái)檢測(cè)壓力分布。
本發(fā)明的另一個(gè)壓合裝置的特征在于包括支撐襯底、提供在支撐襯底上的壓力檢測(cè)薄膜、施壓臺(tái)、給施壓臺(tái)施加壓力的加壓?jiǎn)卧⒖刂萍訅簡(jiǎn)卧目刂茊卧?、以及提供在支撐襯底下方的攝像裝置，其中壓力檢測(cè)薄膜為被施加壓力的部分發(fā)色的薄膜，控制單元檢測(cè)通過(guò)由攝像裝置光學(xué)測(cè)定壓力檢測(cè)薄膜的發(fā)色而得到的壓力值和分布，并且基于檢測(cè)的壓力值和壓力分布控制加壓?jiǎn)卧?br>
本發(fā)明的另一個(gè)壓合裝置的特征在于包括支撐襯底、提供在支撐襯底上的壓力檢測(cè)薄膜、施壓臺(tái)、給施壓臺(tái)施加壓力的加壓?jiǎn)卧?、以及控制加壓?jiǎn)卧目刂茊卧渲锌刂茊卧獧z測(cè)施加到壓力檢測(cè)薄膜的壓力值和壓力分布，并且基于檢測(cè)的壓力值和壓力分布來(lái)控制加壓?jiǎn)卧?br>
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法之一的特征在于包括如下步驟在第一襯底上形成剝離層；在剝離層上形成包括元件形成層、導(dǎo)電膜、以及保護(hù)膜的元件層，所述元件形成層包括晶體管，所述導(dǎo)電膜與晶體管電連接地提供在元件形成層上，并且所述保護(hù)膜覆蓋所述導(dǎo)電膜的端部；在對(duì)元件層選擇性地照射激光束之后將第一板材貼合在元件層上，然后將元件層和第一板材從第一襯底剝離；在對(duì)通過(guò)剝離露出的元件層的表面上貼合第二板材的同時(shí)或貼合第二板材之后，將第一板材從元件層剝離；通過(guò)在保護(hù)膜上與導(dǎo)電膜電連接地形成用作凸塊的導(dǎo)電膜，而形成具有元件層、用作凸塊的導(dǎo)電膜、以及第二板材的元件組；在壓力檢測(cè)薄膜上設(shè)置第二襯底；在第二襯底上選擇性地設(shè)置元件組，以使提供在第二襯底上且用作天線的導(dǎo)電膜與用作凸塊的導(dǎo)電膜重疊；通過(guò)壓合第二襯底和元件組，使形成在第二襯底上的導(dǎo)電膜和用作凸塊的導(dǎo)電膜電連接；當(dāng)壓合時(shí)，由壓力檢測(cè)薄膜檢測(cè)施加到元件組的壓力值和壓力分布；以及基于檢測(cè)的壓力值和壓力分布控制當(dāng)壓合時(shí)施加的壓力。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的另一個(gè)制造方法的特征在于包括如下步驟在第一襯底上形成剝離層；在剝離層上形成包括元件形成層、導(dǎo)電膜、以及保護(hù)膜的元件層，所述元件形成層包括晶體管，所述導(dǎo)電膜與晶體管電連接地提供在元件形成層上，并且所述保護(hù)膜覆蓋導(dǎo)電膜的端部；在對(duì)元件層選擇性地照射激光束之后將第一板材貼合在元件層上，然后將元件層和第一板材從第一襯底剝離；在對(duì)通過(guò)剝離露出的元件層的表面上貼合第二板材的同時(shí)或貼合第二板材之后，將第一板材從元件層剝離；通過(guò)在保護(hù)膜上與導(dǎo)電膜電連接地形成用作凸塊的導(dǎo)電膜，形成具有元件層、用作凸塊的導(dǎo)電膜、以及第二板材的元件組；在通過(guò)施加壓力發(fā)色的薄膜上設(shè)置第二襯底；在第二襯底上選擇性地設(shè)置元件組，以使提供在第二襯底上且用作天線的導(dǎo)電膜和用作凸塊的導(dǎo)電膜重疊；通過(guò)壓合第二襯底和元件組，使形成在第二襯底上的導(dǎo)電膜和用作凸塊的導(dǎo)電膜電連接；當(dāng)壓合時(shí)，通過(guò)由攝像裝置光學(xué)測(cè)定薄膜的發(fā)色的濃淡，來(lái)檢測(cè)施加到元件組的壓力值和壓力分布；以及基于檢測(cè)的壓力值和壓力分布控制當(dāng)壓合時(shí)施加的壓力。
在壓合而提供襯底和元件組的情況下，通過(guò)在監(jiān)控施加到元件組的壓力值和壓力分布而控制當(dāng)壓合時(shí)施加的壓力的同時(shí)進(jìn)行壓合，使襯底和元件組充分連接且抑制過(guò)大的壓力施加到元件組，從而可以防止包括在所述元件組的晶體管等的元件的損壞。
圖1A和1B為示出本發(fā)明的壓合裝置的一例的圖；圖2A和2B為示出本發(fā)明的壓合裝置的一例的圖；圖3A和3B為示出本發(fā)明的壓合裝置的一例的圖；圖4A至4C為示出本發(fā)明的壓合方法的一例的圖；圖5A至5C為示出本發(fā)明的壓合方法的一例的圖；圖6A至6D為示出本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的一例的圖；圖7A至7C為示出本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的一例的圖；圖8A和8B為示出本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的一例的圖；圖9A和9B為示出本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的一例的圖；
圖10A和10B為示出本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的一例的圖；圖11A至11C為示出本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的使用方式的一例的圖；圖12A至12H為示出本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的使用方式的一例的圖；圖13A至13D為示出本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的天線的形狀的一例的圖；圖14A至14D為示出本發(fā)明的壓合方法的一例的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式將參照附圖給予說(shuō)明。但是，本發(fā)明不限于以下的說(shuō)明，可以通過(guò)多種不同的方式來(lái)實(shí)施，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是其方式和詳細(xì)內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在以下的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。注意，在以下說(shuō)明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，表示相同對(duì)象的附圖標(biāo)記在不同的附圖中共同使用。
實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中，將參照
本發(fā)明的壓合裝置和壓合方法的一例。具體而言，本實(shí)施方式對(duì)于將元件組壓合而提供到襯底上的情況進(jìn)行說(shuō)明。
圖1A表示通過(guò)將元件組105壓合在襯底103上，使形成在襯底103上的導(dǎo)電膜104和元件組105電連接的情況。更具體地，通過(guò)隔著各向異性導(dǎo)電膜(ACF，Anisotropic Conductive Film)或各向異性導(dǎo)電膏(ACP，Anisotropic Conductive Paste)等的具有粘接性的材料壓合形成在襯底103上的導(dǎo)電膜104與提供在元件組105且用作凸塊的導(dǎo)電膜106，來(lái)使它們電連接。注意，這里所說(shuō)的壓合是指通過(guò)施加壓力貼合而提供兩個(gè)或更多個(gè)的物體。此外，當(dāng)施加壓力時(shí)，還可以加熱。
在本實(shí)施方式中所示的壓合裝置至少具有支撐襯底101、壓力檢測(cè)薄膜102、施壓臺(tái)107、以及加壓?jiǎn)卧?08(圖1B)。這里，在支撐襯底101上提供有壓力檢測(cè)薄膜102，并且在壓力檢測(cè)薄膜102和施壓臺(tái)107之間設(shè)置有被壓合體(這里為襯底103和元件組105)。
作為支撐襯底101，可以使用玻璃襯底、塑料襯底或金屬襯底等。此外，在平整性有問題時(shí)，優(yōu)選使用由硅橡膠構(gòu)成的襯底。不言而喻，還可以在玻璃襯底或金屬襯底等的襯底上提供硅橡膠。
壓力檢測(cè)薄膜102只要具有檢測(cè)壓力的單元，就可以使用任何膜。優(yōu)選為可以更詳細(xì)地檢測(cè)施加到提供在壓力檢測(cè)薄膜上的被壓合體的壓力的膜。例如，可以使用提供有壓力傳感器的薄層等。
施壓臺(tái)107只要對(duì)被壓合體能夠均勻地施加壓力即可，例如可以使用硅橡膠。
加壓?jiǎn)卧?08只要具有對(duì)施壓臺(tái)107施加壓力的單元，就可以使用任何單元。注意，在與壓合一起進(jìn)行加熱的情況下，可以將用于加熱的單元提供在加壓?jiǎn)卧?08。
接下來(lái)，在下文中將說(shuō)明使用上述壓合裝置壓合襯底和元件組的方法。
首先，將作為被壓合體的襯底103和元件組105設(shè)置在壓力檢測(cè)薄膜102和施壓臺(tái)107之間。這里，在壓力檢測(cè)薄膜102上設(shè)置襯底103，并且在該襯底103上選擇性地重疊而設(shè)置元件組105。具體而言，形成在襯底103上的導(dǎo)電膜104和提供在元件組105且用作凸塊的導(dǎo)電膜106重疊地設(shè)置。
接著，通過(guò)由施壓臺(tái)107壓合襯底103和元件組105，使形成在襯底103上的導(dǎo)電膜104和提供在元件組105且用作凸塊的導(dǎo)電膜106電連接。注意，通過(guò)壓合時(shí)使用各向異性導(dǎo)電膜(ACF)或各向異性導(dǎo)電膏(ACP)等具有導(dǎo)電性的粘接劑，可以粘接襯底103和元件組105，并且使導(dǎo)電膜104和用作凸塊的導(dǎo)電膜106電連接。
這里示出了使用各向異性導(dǎo)電膜壓合襯底103和元件組105(具體地，導(dǎo)電膜104和用作凸塊的導(dǎo)電膜106)的情況，其中使用具有粘接性的樹脂109來(lái)粘接襯底103和元件組105。此外，通過(guò)使用包含在樹脂109中的導(dǎo)電粒子110將導(dǎo)電膜104和用作凸塊的導(dǎo)電膜106電連接。注意，在壓合時(shí)使用各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電膏的情況下，優(yōu)選同時(shí)進(jìn)行壓合和加熱處理。在此情況下，可以在支撐襯底101上提供加熱單元，也可以在施壓臺(tái)107或加壓?jiǎn)卧?08上提供加熱單元。此外，還可以使用如銀膏、銅膏或碳膏等的導(dǎo)電粘接劑或者焊接等來(lái)進(jìn)行襯底103和元件組105的壓合。
注意，在本實(shí)施方式中，當(dāng)壓合時(shí)，由壓力檢測(cè)薄膜102檢測(cè)施加到元件組105的壓力值和壓力分布，然后基于該檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)控制施加到襯底103和元件組105(具體地，導(dǎo)電膜104和用作凸塊的導(dǎo)電膜106)的壓力來(lái)進(jìn)行壓合。具體而言，當(dāng)壓合時(shí)控制從加壓?jiǎn)卧?08經(jīng)施壓臺(tái)107施加到被壓合體(這里為元件組105和襯底103)的壓力來(lái)進(jìn)行壓合。即，在監(jiān)控壓合時(shí)施加到元件組105的壓力值和壓力分布的同時(shí)，調(diào)整壓合時(shí)施加的壓力?？梢允褂糜呻娔X等構(gòu)成的控制單元220來(lái)監(jiān)控壓力值和壓力分布或調(diào)整施加的壓力值。
具體而言，通過(guò)使用壓力檢測(cè)薄膜102測(cè)定施加到元件組105的壓力值和壓力分布，并且在提供在控制單元220中的檢測(cè)部分220a以電信號(hào)等檢測(cè)所述被測(cè)定出來(lái)了的壓力值和壓力分布等。將檢測(cè)的壓力值和壓力分布等的電信號(hào)的數(shù)據(jù)與預(yù)先被輸入的作為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)比較起來(lái)，然后基于其結(jié)果立即從提供在控制單元220中的控制部分220b向加壓?jiǎn)卧?08發(fā)送指令，而控制施加到元件組105等的壓力值。例如，當(dāng)比較檢測(cè)的數(shù)據(jù)與作為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)時(shí)，在對(duì)元件組105施加過(guò)大的壓力的情況下，控制部分220b對(duì)加壓?jiǎn)卧?08發(fā)送停止施加更大的壓力的指令，而在施加到元件組105的壓力不夠的情況下，控制部分220b對(duì)加壓?jiǎn)卧?08發(fā)送施加更大的壓力的指令。
一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)壓合襯底103和元件組105(具體地，導(dǎo)電膜104和用作凸塊的導(dǎo)電膜106)時(shí)，在元件組105中，實(shí)現(xiàn)直接連接的區(qū)域(這里為提供有導(dǎo)電膜106的部分)(以下稱為“區(qū)域111”)具有導(dǎo)電膜106和導(dǎo)電膜104等的凸部分，所以與其他區(qū)域(以下稱為“區(qū)域112”)相比，局部地被施加大壓力。因此，包括在元件組105的晶體管等的元件提供在區(qū)域112，而避免提供在實(shí)現(xiàn)直接連接的區(qū)域111。
在本發(fā)明中，在此情況下，基于在元件組105中的至少兩個(gè)區(qū)域的壓力值和壓力分布的檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制當(dāng)壓合襯底103和元件組105時(shí)施加的壓力。這是因?yàn)椋趯?shí)現(xiàn)直接連接的區(qū)域111中優(yōu)選充分施加壓力來(lái)進(jìn)行壓合，若壓力不夠，則出現(xiàn)用作凸塊的導(dǎo)電膜106和導(dǎo)電膜104的連接不良等問題的緣故。此外，另一方面，在形成有晶體管等的元件的區(qū)域112，被施加的壓力越小越優(yōu)選，因?yàn)榭梢苑乐咕w管等的損壞。像這樣，當(dāng)壓合時(shí)施加的壓力過(guò)強(qiáng)也不行，過(guò)弱也不行，有折衷選擇的關(guān)系。
因此，在本發(fā)明中，在監(jiān)控壓合時(shí)施加到在元件組105中的至少兩個(gè)區(qū)域(這里為區(qū)域111和區(qū)域112)的壓力值和壓力分布的同時(shí)施加壓力。具體而言，在以為了用作凸塊的導(dǎo)電膜106和導(dǎo)電膜104之間實(shí)現(xiàn)電連接而需要的壓力值為P1，并且以晶體管等元件損壞的壓力值為P2的情況下(P1和P2要預(yù)先算出)，當(dāng)壓合時(shí)在區(qū)域111的壓力P111滿足于P111＞P1，并且在區(qū)域112的壓力P112滿足于P112＜P2地進(jìn)行壓合。
注意，上述壓合方法當(dāng)元件組105具有柔性時(shí)特別有效。這是因?yàn)?，與在玻璃襯底或硅等半導(dǎo)體襯底上提供有晶體管的情況相比，在塑料等具有柔性的襯底上提供有晶體管等的元件的情況對(duì)晶體管更容易施加壓力，從而晶體管損壞的可能性大的緣故。
此外，當(dāng)在壓合時(shí)進(jìn)行熱處理的情況下，即使通過(guò)施壓臺(tái)107對(duì)被壓合體施加相同的壓力，施加到元件組105的壓力也會(huì)根據(jù)熱處理溫度而發(fā)生改變。此外，隨著溫度的變化，被施加的壓力根據(jù)用于元件組105的材料而發(fā)生變化，從而在監(jiān)控的同時(shí)控制壓合時(shí)施加的壓力是非常有效的。
如上所述，在壓合而提供襯底和元件組的情況下，通過(guò)監(jiān)控施加到元件組的壓力值和壓力分布來(lái)實(shí)時(shí)控制壓合時(shí)施加的壓力，使襯底和元件組充分連接且抑制過(guò)大的壓力施加到元件組，從而可以防止包括在所述元件組的晶體管等的元件的損壞。
實(shí)施方式2在本實(shí)施方式中，將參照
與上述實(shí)施方式所示的壓合裝置不同的結(jié)構(gòu)。
圖2A和2B表示本實(shí)施方式所示的壓合裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)例子。圖2A所示的壓合裝置至少具有支撐襯底101、壓力檢測(cè)薄膜102、施壓臺(tái)107、加壓?jiǎn)卧?08、以及攝像裝置114。這里，在支撐襯底101上提供有壓力檢測(cè)薄膜102，并且在該壓力檢測(cè)薄膜102上設(shè)置有襯底103。而且，為使形成在襯底103上的導(dǎo)電膜104與元件組105電連接，壓合襯底103和元件組105。具體而言，使形成在襯底103上的導(dǎo)電膜104和形成在元件組105且用作凸塊的導(dǎo)電膜106電連接地貼合而提供它們。
注意，在圖2A和2B的壓合裝置中，使用在被施加壓力的部分發(fā)生視覺性變化(變色)的薄膜作為壓力檢測(cè)薄膜。例如，可以使用這樣的壓敏膜等，即，被施加壓力的部分發(fā)色，根據(jù)發(fā)色的濃淡(濃度)可獲得當(dāng)壓合時(shí)施加的壓力值和壓力分布。
作為壓敏膜，例如可以舉出這樣的膜，即，如圖2B所示那樣包括發(fā)色劑層116和顯色劑層117，若包含在發(fā)色劑層116中的膠囊受壓力而被破壞，則在其中的發(fā)色劑吸附在顯色劑上，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而發(fā)色。在基膜115上形成發(fā)色劑層116，在基膜119上形成顯色劑層117，并且通過(guò)重疊所述基膜115和基膜119來(lái)利用這里所示的壓敏膜。包含在被選擇性地施加壓力的區(qū)域的發(fā)色劑層的發(fā)色劑吸附在該區(qū)域的顯色劑層的顯色劑，而出現(xiàn)發(fā)色部分118。注意，作為壓敏膜，只要被施加壓力的部分選擇性地發(fā)色就可以使用任何壓敏膜，例如可以使用在形成于基膜上的顯色劑層上直接提供發(fā)色劑層的壓敏膜，而不限定于圖2B所示的結(jié)構(gòu)。
在圖2A和2B所示的壓合裝置中，通過(guò)由攝像裝置114光學(xué)測(cè)定出現(xiàn)在上述壓敏膜的發(fā)色的濃淡，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)壓合時(shí)的壓力值和壓力分布。注意，這里所述的光學(xué)測(cè)定就是利用光的性質(zhì)(例如，光的波長(zhǎng)等)來(lái)進(jìn)行測(cè)定。作為攝像裝置114，可以典型地舉出CCD攝像機(jī)。另外，還可以通過(guò)對(duì)壓敏膜照射光，并且測(cè)定其反射光和透過(guò)光，來(lái)檢測(cè)起因于壓力值和壓力分布的壓敏膜的濃淡。
注意，在圖2A和2B的壓合裝置中，由于使用攝像裝置114光學(xué)測(cè)定在壓力檢測(cè)薄膜102中出現(xiàn)的發(fā)色，所以優(yōu)選使用具有透光性的襯底作為支撐襯底101，例如可以使用具有透光性的玻璃襯底或塑料襯底等。
此外，在使用不能再利用的薄膜作為壓力檢測(cè)薄膜的情況下，優(yōu)選具有可以通過(guò)使用滾筒113a和113b，當(dāng)壓合時(shí)總是供給新的壓敏膜的結(jié)構(gòu)，以便提高生產(chǎn)率。具體而言，通過(guò)將使用前的壓敏膜卷在滾筒113a，然后由滾筒113b卷收使用后的壓敏膜，而可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高。
接下來(lái)，下面將說(shuō)明使用圖2A和2B所示的壓合裝置來(lái)壓合襯底和元件組的方法。
首先，將作為被壓合體的襯底103和元件組105設(shè)置在由壓敏膜構(gòu)成的壓力檢測(cè)薄膜102和施壓臺(tái)107之間。這里，在壓力檢測(cè)薄膜102上設(shè)置襯底103，在該襯底103上選擇性地重疊而設(shè)置元件組105。具體而言，將形成在襯底103上的導(dǎo)電膜104和提供在元件組105且用作凸塊的導(dǎo)電膜106彼此重疊地設(shè)置。注意，通過(guò)在設(shè)置襯底103之前，壓力檢測(cè)薄膜從滾筒113a移動(dòng)到滾筒113b的方向，而供給新的壓力檢測(cè)薄膜。
接著，通過(guò)使用施壓臺(tái)107來(lái)壓合襯底103和元件組105，以使形成在襯底103上的導(dǎo)電膜104和提供在元件組105且用作凸塊的導(dǎo)電膜106電連接。注意，當(dāng)壓合時(shí)通過(guò)使用各向異性導(dǎo)電膜(ACF)或各向異性導(dǎo)電膏(ACP)等的具有導(dǎo)電性的粘接劑，可以使襯底103和元件組105粘接，并且可以將導(dǎo)電膜104和用作凸塊的導(dǎo)電膜106電連接。
這里示出了將各向異性導(dǎo)電膜用于貼合襯底103和元件組105(具體地，導(dǎo)電膜104和用作凸塊的導(dǎo)電膜106)的情況，使用具有粘接性的樹脂109粘接襯底103和元件組105。此外，使用包含在樹脂109中的導(dǎo)電粒子110將導(dǎo)電膜104和用作凸塊的導(dǎo)電膜106電連接。在將各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電膏用于壓合的情況下，優(yōu)選同時(shí)進(jìn)行壓合和加熱處理。此外，還可以使用銀膏、銅膏或碳膏等的導(dǎo)電粘接劑或焊接等進(jìn)行襯底103和元件組105的貼合。
此外，由設(shè)置在支撐襯底101下方的攝像裝置114光學(xué)測(cè)定壓力檢測(cè)薄膜102，該壓力檢測(cè)薄膜102因壓合時(shí)被施加壓力而發(fā)色，檢測(cè)施加到元件組105的壓力值和壓力分布，而實(shí)時(shí)控制當(dāng)壓合時(shí)由加壓?jiǎn)卧?08施加的壓力。即，監(jiān)控當(dāng)壓合時(shí)使用攝像裝置114檢測(cè)的壓力值和壓力分布，同時(shí)調(diào)整施加到元件組105的壓力?？梢允褂糜呻娔X等構(gòu)成的控制單元220進(jìn)行監(jiān)控壓力值和壓力分布或調(diào)整施加的壓力值。具體而言，使用攝像裝置114光學(xué)測(cè)定發(fā)生在壓力檢測(cè)薄膜102的濃淡的變化，在提供于控制單元220中的檢測(cè)部分220a中，以電信號(hào)等檢測(cè)取決于用攝像裝置114測(cè)定的壓力值和壓力分布等的濃淡的變化。然后，基于用提供于控制單元220中的控制部分220b檢測(cè)的結(jié)果，立即從控制單元220向加壓?jiǎn)卧?08發(fā)送指令，由此控制施加到元件組105等的壓力值。
此外，如上述實(shí)施方式所示，當(dāng)壓合時(shí)在監(jiān)控施加到元件組105中的至少兩個(gè)區(qū)域(這里為區(qū)域111和區(qū)域112)的壓力值和壓力分布的同時(shí)施加壓力。具體而言，在以為了用作凸塊的導(dǎo)電膜106和導(dǎo)電膜104之間實(shí)現(xiàn)電連接而需要的壓力值為P1，并且以晶體管等的元件損壞的壓力值為P2的情況下(P1和P2要預(yù)先算出)，當(dāng)壓合時(shí)在區(qū)域111的壓力P111滿足于P111＞P1，并且在區(qū)域112的壓力P112滿足于P112＜P2地進(jìn)行壓合。像這樣，通過(guò)進(jìn)行襯底和元件組的壓合，使襯底和元件組充分連接并且抑制過(guò)大的壓力施加到元件組，從而可以防止包括在所述元件組的晶體管等的元件的損壞。
實(shí)施方式3在本實(shí)施方式中，將參照附圖對(duì)與上述實(shí)施方式所示的壓合裝置不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
在上述實(shí)施方式所示的壓合裝置中，示出了使用壓敏膜作為壓力檢測(cè)薄膜的例子，然而，只要可以檢測(cè)施加到設(shè)置在所述壓力檢測(cè)薄膜上方的元件組的壓力，就可以使用任何膜作為壓力檢測(cè)薄膜。
作為圖1B中的壓力檢測(cè)薄膜102，可以使用壓力傳感器，其中以矩陣形狀提供有可以檢測(cè)壓力的變化的壓敏元件121(圖3A)。例如，通過(guò)以矩陣形狀提供能夠?qū)毫Φ淖兓D(zhuǎn)換為電信號(hào)的壓敏元件，可以檢測(cè)當(dāng)壓合襯底和元件組時(shí)施加到元件組的壓力值和壓力分布。
作為壓力傳感器，例如可以利用硅薄膜方式等，其中在硅芯片上形成應(yīng)變電阻，通過(guò)利用應(yīng)變電阻的電阻值的變化來(lái)檢測(cè)壓力的變化，所述應(yīng)變電阻通過(guò)施加壓力使硅芯片彎曲而發(fā)生變化。
此外，除了上述以外，作為壓力傳感器，還可以使用在以矩陣形狀配置的電極之間提供壓敏導(dǎo)電橡膠的結(jié)構(gòu)。壓敏導(dǎo)電橡膠是通過(guò)將導(dǎo)電材(例如導(dǎo)電粒子)混合到絕緣性的橡膠材料中而在導(dǎo)電粒子均勻地分散在絕緣性的橡膠材料中的狀態(tài)下成形的。當(dāng)沒有施加壓力時(shí)由于分散在橡膠材料中的導(dǎo)電粒子互相沒有接觸，所以呈現(xiàn)非常高的電阻值，另一方面，當(dāng)施加壓力時(shí)分散在橡膠材料中的導(dǎo)電粒子漸漸開始接觸，并且隨著因壓力變化而導(dǎo)致的橡膠的彎曲使電阻發(fā)生變化。通過(guò)由電極檢測(cè)該電阻，可以檢測(cè)當(dāng)壓合襯底和元件組時(shí)施加到元件組的壓力值和壓力分布。通過(guò)使用這種結(jié)構(gòu)的壓力傳感器，無(wú)須以矩陣形狀地提供壓敏元件，從而可以更詳細(xì)地檢測(cè)產(chǎn)生在元件組的壓力分布。
注意，通過(guò)如上所述那樣實(shí)時(shí)檢測(cè)壓合時(shí)施加到元件組的壓力值和壓力分布并且進(jìn)行壓合時(shí)施加的壓力的控制，即使在使用上述壓力傳感器作為壓力檢測(cè)薄膜，也可以使襯底和元件組充分連接且抑制過(guò)大的壓力施加到元件組，從而可以防止包括在所述元件組的晶體管等的元件的損壞。此外，上述的壓力傳感器可以重復(fù)測(cè)定壓力，所以與使用一次性薄膜的情況相比，可以實(shí)現(xiàn)低成本化。
此外，在上述的壓合裝置中，示出了將壓力檢測(cè)薄膜102提供在支撐襯底101上并且在壓力檢測(cè)薄膜102和施壓臺(tái)107之間設(shè)置被壓合體來(lái)進(jìn)行壓合的情況，然而還可以與施壓臺(tái)107接觸地提供壓力檢測(cè)薄膜102，并且在支撐襯底101和壓力檢測(cè)薄膜102之間設(shè)置被壓合體來(lái)進(jìn)行壓合(圖3B)。當(dāng)采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，由于壓力檢測(cè)薄膜102與元件組105接觸，從而可以更正確地測(cè)定施加到元件組105的壓力值和壓力分布。
注意，本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合來(lái)實(shí)施。
實(shí)施方式4在本實(shí)施方式中，將參照
將包括晶體管等的元件的元件組貼合在形成在襯底上且用作天線的導(dǎo)電膜上的情況。
首先，示出了將具有柔性的元件組203壓合而提供在形成有用作天線的導(dǎo)電膜202的襯底201上的情況(圖4A至4C)。
首先，在襯底201上形成用作天線的導(dǎo)電膜202，另外形成元件組203。關(guān)于用作天線的導(dǎo)電膜202，實(shí)施者通過(guò)考慮通信方式或通信距離適當(dāng)?shù)貨Q定其形狀等即可。這里，在導(dǎo)電膜202上提供有用于與元件組電連接的兩個(gè)連接端子。元件組203具有元件形成層205和用作凸塊的導(dǎo)電膜206，所述元件形成層205包括提供在具有柔性的襯底204上的薄膜晶體管等，所述導(dǎo)電膜206電連接到所述元件形成層205。
接著，對(duì)使用上述實(shí)施方式所示的壓合裝置進(jìn)行襯底201和元件組203的壓合的情況進(jìn)行說(shuō)明。
在支撐襯底101上隔著壓力檢測(cè)薄膜102設(shè)置形成有導(dǎo)電膜202的襯底201(圖14A)，并且使用作凸塊的導(dǎo)電膜206重疊于提供在所述導(dǎo)電膜202上的連接端子來(lái)設(shè)置元件組203。注意，此時(shí)在襯底201和元件組203之間提供具有粘接性的材料如各向異性導(dǎo)電膜(ACF)或各向異性導(dǎo)電膏(ACP)等(圖14B)。
接著，由支撐襯底101和施壓臺(tái)107夾著襯底201和元件組203，使用加壓?jiǎn)卧?08漸漸施加壓力(圖14C)。加壓?jiǎn)卧?08所施加的壓力被由電腦等構(gòu)成的控制單元220控制。此外，這里，在施加壓力的同時(shí)還進(jìn)行加熱處理。
通過(guò)對(duì)元件組203等施加壓力，使用壓力檢測(cè)薄膜測(cè)定施加到元件組203的壓力值和壓力分布，并且由提供在控制單元220中的檢測(cè)部分220a檢測(cè)所述被測(cè)定了的壓力值和壓力分布等。然后，基于用檢測(cè)部分220a檢測(cè)的結(jié)果，立即從提供在控制單元220中的控制部分220b向加壓?jiǎn)卧?08發(fā)送指令，而控制施加到元件組203等的壓力值。
具體而言，這里，在使用控制單元220監(jiān)控導(dǎo)電膜202的連接端子和用作凸塊的導(dǎo)電膜206連接的區(qū)域111與包括元件形成層205的區(qū)域112的壓力值和壓力分布的同時(shí)，繼續(xù)控制施加到元件組203等的壓力。尤其在對(duì)包括元件形成層205的區(qū)域112會(huì)施加一定量以上的壓力(晶體管損壞的壓力)的情況下，防止施加更大的壓力(圖14D)。此外，如果此時(shí)施加給區(qū)域111的壓力沒有達(dá)到用于連接導(dǎo)電膜202和用作凸塊的導(dǎo)電膜206的壓力，就有連接不良的可能性，所以優(yōu)選停止步驟而檢查。
通過(guò)這樣進(jìn)行壓合，充分連接襯底和元件組且抑制過(guò)大的壓力施加到元件組，從而可以防止包括在所述元件組的晶體管等的元件的損壞。
接著，將示出覆蓋形成在襯底上且用作天線的導(dǎo)電膜202的一部分地壓合而提供元件組203的情況(圖5A至5C)。
在此情況下，用作天線的導(dǎo)電膜202和包括晶體管等的元件形成層205重疊的區(qū)域210與它們沒有重疊的區(qū)域112相比，有局部地施加壓力的可能性。因此，當(dāng)像這樣覆蓋用作天線的導(dǎo)電膜202地提供元件形成層205時(shí)，優(yōu)選由控制單元220監(jiān)控區(qū)域111、區(qū)域112、以及區(qū)域210的壓力值和壓力分布，同時(shí)控制施加到元件組203等的壓力，所述區(qū)域111中導(dǎo)電膜202的連接端子和用作凸塊的導(dǎo)電膜206彼此連接，所述區(qū)域112包括元件形成層205且沒有重疊于導(dǎo)電膜206，所述區(qū)域210包括元件形成層205且重疊于導(dǎo)電膜202。
具體地，當(dāng)一定量以上的壓力(晶體管損壞的壓力)會(huì)施加到包括元件形成層205且重疊于導(dǎo)電膜202的區(qū)域210時(shí)，防止施加更大的壓力。
具體地，當(dāng)以為了實(shí)現(xiàn)用作凸塊的導(dǎo)電膜206和導(dǎo)電膜202的連接端子電連接所需要的壓力值為P1，并且以晶體管等的元件損壞的壓力值為P2時(shí)(P1和P2要預(yù)先算出)，在如下條件下進(jìn)行壓合當(dāng)壓合時(shí)在區(qū)域111的壓力P111滿足于P111＞P1，在區(qū)域112的壓力P112滿足于P112＜P2，并且在區(qū)域210的壓力P210滿足于P210＜P2。
通過(guò)像這樣進(jìn)行壓合，即使在覆蓋形成在襯底上且用作天線的導(dǎo)電膜地壓合而提供元件組的情況下，也可以充分連接襯底和元件組且抑制過(guò)大的壓力施加到元件組，從而可以防止包括在所述元件組中的晶體管等的元件的損壞。此外，預(yù)先決定為了連接所需要的最小壓力值，因此在達(dá)不到該壓力值時(shí)也通過(guò)另外進(jìn)行檢查而可以提高可靠性。
實(shí)施方式5在本實(shí)施方式中，將參照
使用壓合裝置和壓合方法的半導(dǎo)體器件的制造方法。具體而言，將說(shuō)明在通過(guò)將晶體管等的元件提供在具有柔性的襯底上來(lái)形成元件組之后，將該元件組壓合在襯底上而提供的情況。
首先在襯底701的一個(gè)表面上形成剝離層702，接著形成成為基底的絕緣膜703和非晶半導(dǎo)體膜704(例如，包含非晶硅的膜)(圖6A)。注意，剝離層702、絕緣膜703、以及非晶半導(dǎo)體膜704可以連續(xù)形成。
作為襯底701，優(yōu)選使用玻璃襯底、石英襯底、在金屬襯底或不銹鋼襯底的一個(gè)表面上形成絕緣膜的襯底、具有耐受該步驟的處理溫度的耐熱性的塑料襯底等。在使用上述襯底701的情況下，對(duì)其面積和形狀沒有大的限定，從而，通過(guò)使用例如一個(gè)邊長(zhǎng)具有一米或更長(zhǎng)的矩形襯底作為襯底701，可以格外提高生產(chǎn)率。該優(yōu)點(diǎn)與使用圓形的硅襯底的情況相比，是很大的優(yōu)異點(diǎn)。注意，在本步驟中，在襯底701的整個(gè)表面上提供剝離層702，然而根據(jù)需要，還可以在襯底701的整個(gè)表面上提供剝離層之后，通過(guò)光刻法選擇性地提供剝離層702。此外，這里與襯底701接觸地形成剝離層702，然而根據(jù)需要，還可以與襯底701接觸地形成成為基底的絕緣膜，然后與該絕緣膜接觸地形成剝離層702。
剝離層702可以采用金屬膜以及金屬膜和金屬氧化膜的疊層結(jié)構(gòu)等。作為金屬膜，可以使用由選自鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、以及銥(Ir)的元素、以上述元素為其主要成分的合金材料或化合物材料構(gòu)成的膜的單層或疊層。此外，這些材料可以使用濺射法或等離子體CVD法等各種CVD法等形成。作為金屬膜和金屬氧化膜的疊層結(jié)構(gòu)，通過(guò)在形成上述的金屬膜之后，在氧氣氛下或在N2O氣氛下進(jìn)行等離子體處理并且在氧氣氛下或在N2O氣氛下進(jìn)行加熱處理，可以在金屬膜的表面上提供該金屬膜的氧化物或氧氮化物。例如，在使用濺射法或CVD法等提供鎢膜而作為金屬膜的情況下，通過(guò)對(duì)鎢膜進(jìn)行等離子體處理，可以在鎢膜的表面上形成由鎢氧化物構(gòu)成的金屬氧化膜。在此情況下，鎢的氧化物以WOx表示，其中x為2至3。有如下情況x為2(WO2)、x為2.5(W2O5)、x為2.75(W4O11)、以及x為3(WO3)等。當(dāng)形成鎢的氧化物時(shí)，對(duì)上面舉出的x值沒有特別的限制，優(yōu)選基于蝕刻比率等來(lái)決定形成哪一種氧化物。另外，例如也可以在形成金屬膜(例如，鎢)之后，通過(guò)濺射法在該金屬膜上提供氧化硅(SiO2)等的絕緣膜，并且在金屬膜上形成金屬氧化物(例如，在鎢上形成鎢氧化物)。此外，作為等離子體處理，例如可以進(jìn)行高密度等離子體處理。
作為絕緣膜703，通過(guò)濺射法或等離子體CVD法等以單層或疊層形成包含硅的氧化物或硅的氮化物的膜。在成為基底的絕緣膜具有兩層結(jié)構(gòu)的情況下，例如可以形成氮氧化硅膜作為第一層，且形成氧氮化硅膜作為第二層。在成為基底的絕緣膜具有三層結(jié)構(gòu)的情況下，氧化硅膜、氮氧化硅膜和氧氮化硅膜可以分別形成為第一層絕緣膜、第二層絕緣膜和第三層絕緣膜?？蛇x地，氧氮化硅膜、氮氧化硅膜和氧氮化硅膜可以分別形成為第一層絕緣膜、第二層絕緣膜和第三層絕緣膜。成為基底的絕緣膜用作阻擋膜，該阻擋膜防止來(lái)自襯底701的雜質(zhì)的侵入。
通過(guò)濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等以25至200nm(優(yōu)選以30至150nm)的厚度形成半導(dǎo)體膜704。
然后，通過(guò)已知的晶化法(激光晶化法、利用RTA或退火爐的熱晶化法、利用促進(jìn)結(jié)晶化的金屬元素的熱晶化法、組合利用促進(jìn)結(jié)晶化的金屬元素的熱晶化法與激光晶化法的方法等)結(jié)晶非晶半導(dǎo)體膜704，以形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜。之后，將得到的結(jié)晶半導(dǎo)體膜蝕刻成所希望的形狀，由此形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜704a至704d，并且覆蓋該半導(dǎo)體膜704a至704d地形成柵極絕緣膜705(圖6B)。
在下文中，簡(jiǎn)單地描述結(jié)晶半導(dǎo)體膜704a至704d的制造步驟的一例。首先，通過(guò)等離子體CVD法形成50至60nm厚的非晶半導(dǎo)體膜。接下來(lái)，將包含作為促進(jìn)結(jié)晶化的金屬元素的鎳的溶液保持在非晶半導(dǎo)體膜上，然后對(duì)非晶半導(dǎo)體膜進(jìn)行脫氫處理(在500℃，一個(gè)小時(shí))和熱晶化處理(在550℃，四個(gè)小時(shí))，以形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜。之后，根據(jù)需要照射激光并且使用光刻法，以形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜704a至704d。
在通過(guò)激光晶化法形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜的情況下，可以使用連續(xù)振蕩型的激光束(CW激光束)或脈沖振蕩型的激光束(脈沖激光束)。作為激光束，在此可以使用從選自如下激光器的一種或多種中振蕩出來(lái)的激光束氣體激光器如Ar激光器、Kr激光器、受激準(zhǔn)分子激光器等；以將Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta中的一種或多種作為摻雜劑添加的單晶的YAG、YVO4、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、YAlO3、GdVO4、或者多晶(陶瓷)的YAG、Y2O3、YVO4、YAlO3、GdVO4作為介質(zhì)的激光器；玻璃激光器；紅寶石激光器；變石激光器；Ti:藍(lán)寶石激光器；銅蒸汽激光器；以及金蒸汽激光器。通過(guò)照射上述激光束的基波以及該基波的第二至第四高次諧波的激光束，可以獲得粒徑大的結(jié)晶。例如，可以使用Nd:YVO4激光器(基波為1064nm)的第二高次諧波(532nm)或第三高次諧波(355nm)。此時(shí)，激光的功率密度必需大約為0.01至100MW/cm2(優(yōu)選為0.1至10MW/cm2)。并且，以掃描速度大約為10至2000cm/sec來(lái)進(jìn)行照射。注意，以將Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta中的一種或多種作為摻雜劑添加的單晶的YAG、YVO4、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、YAlO3、GdVO4、或者多晶(陶瓷)的YAG、Y2O3、YVO4、YAlO3、GdVO4作為介質(zhì)的激光器；Ar離子激光器；以及Ti:藍(lán)寶石激光器都可以使激光連續(xù)振蕩，也可以通過(guò)進(jìn)行Q開關(guān)工作或鎖模等來(lái)以10MHz或更大的振蕩頻率使激光脈沖振蕩。當(dāng)以10MHz或更大的振蕩頻率使激光束振蕩時(shí)，在半導(dǎo)體膜被激光熔融直到固化的期間中，下一個(gè)脈沖被照射到半導(dǎo)體膜。因此，與使用低振蕩頻率的脈沖激光器的情況不同，可以在半導(dǎo)體膜中連續(xù)移動(dòng)固體和液體的界面，因此，可以獲得向掃描方向連續(xù)成長(zhǎng)的晶粒。
另外，當(dāng)通過(guò)利用促進(jìn)結(jié)晶化的金屬元素進(jìn)行非晶半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)在于可以在低溫下以短時(shí)間進(jìn)行結(jié)晶化，且結(jié)晶方向變得一致。另一方面，存在由于留在結(jié)晶半導(dǎo)體膜中的金屬元素引起截止電流增加而使特性不穩(wěn)定的問題。因此，優(yōu)選在結(jié)晶半導(dǎo)體膜上形成用作吸雜位置的非晶半導(dǎo)體膜。成為吸雜位置的非晶半導(dǎo)體膜需要含有諸如磷或氬的雜質(zhì)元素，因此，優(yōu)選通過(guò)濺射法形成，通過(guò)該濺射法可以包含高濃度的氬。之后，進(jìn)行加熱處理(RTA法、利用退火爐的熱退火等)以使金屬元素?cái)U(kuò)散到非晶半導(dǎo)體膜中，接著除去含該金屬元素的非晶半導(dǎo)體膜。以該方式，可以減少或除去結(jié)晶半導(dǎo)體膜中的金屬元素的含量。
接下來(lái)，形成覆蓋結(jié)晶半導(dǎo)體膜704a至704d的柵極絕緣膜705。作為柵極絕緣膜705，通過(guò)CVD法或?yàn)R射法等以單層或疊層形成包含硅的氧化物或硅的氮化物的膜。具體而言，以單層或疊層形成包含氧化硅的膜、包含氧氮化硅的膜、或包含氮氧化硅的膜。
此外，可以對(duì)半導(dǎo)體膜704a至704d進(jìn)行所述的高密度等離子體處理，使表面氧化或氮化來(lái)形成柵極絕緣膜705。例如，通過(guò)引入了稀有氣體諸如He、Ar、Kr、Xe等與氧、氧化氮(NO2)、氨、氮、氫等的混合氣體的等離子體處理形成。通過(guò)微波的引入進(jìn)行在此情況下的等離子體的激發(fā)，可以以低電子溫度生成高密度的等離子體。由通過(guò)該高密度等離子體生成的氧基(還有包括OH基的情況)或氮基(還有包括NH基的情況)，可以使半導(dǎo)體膜的表面氧化或氮化。
通過(guò)如上所述的使用高密度等離子體的處理，1至20nm典型為5至10nm的絕緣膜被形成在半導(dǎo)體膜上。在此情況下的反應(yīng)為固相反應(yīng)，所以可以使所述絕緣膜和半導(dǎo)體膜的界面態(tài)密度極低。這種高密度等離子體處理由于使半導(dǎo)體膜(結(jié)晶硅或多晶硅)直接氧化(或氮化)，所以可以使被形成的絕緣膜的厚度的不均勻性極為小。加上，即使在結(jié)晶硅的晶粒界面也不會(huì)加強(qiáng)氧化，所以成為很優(yōu)選的狀態(tài)。即，通過(guò)這里所示的高密度等離子體處理使半導(dǎo)體膜的表面固相氧化，可以形成均勻性好且界面態(tài)密度低的絕緣膜，而不使在晶粒界面異常地氧化反應(yīng)。
柵極絕緣膜可以僅僅使用通過(guò)高密度等離子體處理形成的絕緣膜，還可以在其上利用等離子體或熱反應(yīng)的CVD法淀積氧化硅、氧氮化硅、氮化硅等的絕緣膜來(lái)層疊。在任何情況下，也可以減小晶體管的特性的不均勻性，所述晶體管是在其柵極絕緣膜的一部分或所有部分包括通過(guò)高密度等離子體形成的絕緣膜而形成的。
此外，通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體膜照射連續(xù)振蕩激光或以10MHz或更大的頻率振蕩的激光束并使它向一個(gè)方向掃描而進(jìn)行結(jié)晶化得到的半導(dǎo)體膜704a至704d具有結(jié)晶向其光束的掃描方向成長(zhǎng)的特性。通過(guò)將其掃描方向?qū)?yīng)于溝道長(zhǎng)度方向(當(dāng)形成溝道形成區(qū)域時(shí)載流子所流過(guò)的方向)地設(shè)置晶體管，并且組合上述柵極絕緣層，可以得到一種特性不均勻性小且場(chǎng)效應(yīng)遷移率大的薄膜晶體管(TFT)。
接下來(lái)，在柵極絕緣膜705上層疊形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜。這里，通過(guò)等離子體CVD法或?yàn)R射法等以20至100nm的厚度形成第一導(dǎo)電膜。以100至400nm的厚度形成第二導(dǎo)電膜。第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜由選自鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈮(Nb)等中的元素、以上述元素為其主要成分的合金材料或化合物材料形成?？蛇x擇地，第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜由以摻雜磷等的雜質(zhì)元素的多晶硅為典型的半導(dǎo)體材料形成。作為第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜組合的實(shí)例，可以給出氮化鉭膜和鎢膜、氮化鎢膜和鎢膜或者氮化鉬膜和鉬膜等。由于鎢和氮化鉭具有高耐熱性，可以在形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜之后進(jìn)行目的為熱激活的加熱處理。此外，在不是雙層結(jié)構(gòu)而是三層結(jié)構(gòu)的情形中，優(yōu)選采用由鉬膜、鋁膜和鉬膜組成的疊層結(jié)構(gòu)。
接下來(lái)，通過(guò)光刻法形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模，并且進(jìn)行用于形成柵電極和柵極線的蝕刻處理，以在半導(dǎo)體膜704a至704d上方形成柵電極707。
接下來(lái)，通過(guò)光刻法形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模。然后，通過(guò)離子摻雜法或離子注入法以低濃度將賦予n型的雜質(zhì)元素添加到結(jié)晶半導(dǎo)體膜704a至704d中。使用屬于元素周期表第15族的元素作為賦予n型的雜質(zhì)元素即可，例如，使用磷(P)或砷(As)。
接下來(lái)，形成絕緣膜以覆蓋柵極絕緣膜705和柵電極707。作為絕緣膜，通過(guò)等離子體CVD法或?yàn)R射法等以單層或疊層形成含有無(wú)機(jī)材料諸如硅、硅的氧化物或硅的氮化物的膜、或者含有有機(jī)材料諸如有機(jī)樹脂等的膜。接下來(lái)，通過(guò)主要沿著垂直方向的各向異性蝕刻選擇性地蝕刻絕緣膜，形成與柵電極707的側(cè)面接觸的絕緣膜708(也稱為側(cè)壁)。當(dāng)之后形成LDD(輕摻雜漏)區(qū)域時(shí)使用絕緣膜708作為用于摻雜的掩模。
接下來(lái)，使用通過(guò)光刻法形成的由抗蝕劑構(gòu)成的掩模、柵電極707、以及絕緣膜708作為掩模，將賦予n型的雜質(zhì)元素添加到結(jié)晶半導(dǎo)體膜704a至704d中，以形成第一n型雜質(zhì)區(qū)域706a(也稱為L(zhǎng)DD區(qū)域)、第二n型雜質(zhì)區(qū)域706b、以及溝道區(qū)域706c(圖6C)。第一n型雜質(zhì)區(qū)域706a所包含的雜質(zhì)元素的濃度低于第二n型雜質(zhì)區(qū)域706b所包含的雜質(zhì)元素的濃度。
然后，通過(guò)覆蓋柵電極707和絕緣膜708等形成單層或疊層的絕緣膜，以形成薄膜晶體管730a至730d(圖6D)。通過(guò)CVD法、濺射法、SOG法、液滴噴射法、絲網(wǎng)印刷法等由無(wú)機(jī)材料諸如硅的氧化物和硅的氮化物等；有機(jī)材料諸如聚酰亞胺、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene)、丙烯酸、環(huán)氧樹脂等；或硅氧烷材料等形成單層或疊層的絕緣膜。例如，在絕緣膜為兩層結(jié)構(gòu)的情況下，可以形成氮氧化硅膜作為第一層絕緣膜709，并且形成氧氮化硅膜作為第二層的絕緣膜710。
要注意的是，在形成絕緣膜709和710之前或在形成絕緣膜709和710中的一個(gè)或多個(gè)薄膜之后，優(yōu)選進(jìn)行目的在于恢復(fù)半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性、激活已加入到半導(dǎo)體膜中的雜質(zhì)元素或氫化半導(dǎo)體膜的加熱處理。對(duì)于加熱處理，優(yōu)選采用熱退火法、激光退火法或RTA法等。
接下來(lái)，通過(guò)光刻法蝕刻絕緣膜709和710等，以形成露出第二n型雜質(zhì)區(qū)域706b的接觸孔。隨后，填充接觸孔地形成導(dǎo)電膜，并且選擇性地蝕刻該導(dǎo)電膜來(lái)形成導(dǎo)電膜731。注意，也可以在形成導(dǎo)電膜之前在接觸孔中被露出了的半導(dǎo)體膜704a至704d的表面上形成硅化物。
導(dǎo)電膜731通過(guò)CVD法或?yàn)R射法等使用選自鋁(Al)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、錳(Mn)、釹(Nd)、碳(C)、硅(Si)的元素、以上述元素為其主要成分的合金材料或化合物材料以單層或疊層形成。以鋁為其主要成分的合金材料，例如相當(dāng)于其主要成分是鋁且含鎳的材料、或者主要成分是鋁且含鎳以及碳和硅中之一或二者的合金材料。作為導(dǎo)電膜731，例如優(yōu)選采用阻擋膜、鋁-硅(Al-Si)膜和阻擋膜的疊層結(jié)構(gòu)、或者阻擋膜、鋁-硅(Al-Si)膜、氮化鈦(TiN)膜和阻擋膜的疊層結(jié)構(gòu)。要注意的是，阻擋膜對(duì)應(yīng)于由鈦、鈦的氮化物、鉬、或鉬的氮化物構(gòu)成的薄膜。由于鋁和鋁硅的電阻低而且價(jià)廉，所以是形成導(dǎo)電膜731的最佳材料。另外，當(dāng)提供上和下阻擋層時(shí)可以防止產(chǎn)生鋁或鋁硅的小丘。此外，當(dāng)由還原性高的元素鈦形成阻擋膜時(shí)，即使在結(jié)晶半導(dǎo)體膜上形成薄的自然氧化膜，也可以還原該自然氧化膜而獲得與結(jié)晶半導(dǎo)體膜的更好接觸。
接下來(lái)，覆蓋導(dǎo)電膜731地形成絕緣膜711，并且與導(dǎo)電膜731電連接地將導(dǎo)電膜712形成在所述絕緣膜711上(圖7A)。絕緣膜711通過(guò)CVD法、濺射法、SOG法、液滴噴射法、或絲網(wǎng)印刷法等由無(wú)機(jī)材料或有機(jī)材料以單層或疊層形成。此外，絕緣膜711優(yōu)選以0.75至3μm的厚度形成。此外，上述導(dǎo)電膜731的任何材料可以用于導(dǎo)電膜712。
接下來(lái)，在導(dǎo)電膜712上形成導(dǎo)電膜713。導(dǎo)電膜713通過(guò)CVD法、濺射法、液滴噴射法、絲網(wǎng)印刷法等由導(dǎo)電材料形成(圖7B)。優(yōu)選的是，導(dǎo)電膜713由選自鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)的元素、以上述元素為其主要成分的合金材料或化合物材料以單層或疊層形成。這里，通過(guò)絲網(wǎng)印刷法將含有銀的膏形成在導(dǎo)電膜712上，然后進(jìn)行50至350℃的加熱處理使它成為導(dǎo)電膜713。此外，在將導(dǎo)電膜713形成于導(dǎo)電膜712上之后，可以對(duì)導(dǎo)電膜713和導(dǎo)電膜712重疊的區(qū)域照射激光，以便提高電連接。注意，還可以不提供絕緣膜711和導(dǎo)電膜712地將導(dǎo)電膜713選擇性地形成在導(dǎo)電膜731上。
接著，覆蓋導(dǎo)電膜712和713地形成絕緣膜714，并且通過(guò)光刻法選擇性地蝕刻絕緣膜714，以形成露出導(dǎo)電膜713的開口部分715(圖7C)。絕緣膜714通過(guò)CVD法、濺射法、SOG法、液滴噴射法、或絲網(wǎng)印刷法等由無(wú)機(jī)材料或有機(jī)材料形成為單層或疊層。
接著，從襯底701剝離包括薄膜晶體管730a至730d等的層732(以下也稱為“層732”)。這里，在通過(guò)照射激光束(例如UV光)形成開口部分716之后(圖8A)，可以利用物理性的力量從襯底701剝離層732。此外，在從襯底701剝離層732之前，也可以將蝕刻劑引入到開口部分716中，除去剝離層702。作為蝕刻劑，使用含有氟化鹵或鹵素互化物的氣體或液體。例如，使用三氟化氯(ClF3)作為含有氟化鹵的氣體。如果使用三氟化氯，層732成為從襯底701剝離的狀態(tài)。注意，可以部分地留下剝離層702而無(wú)需全部除去。通過(guò)殘留一部分剝離層702，可以減少蝕刻劑的消耗并縮短除去該剝離層所需的處理時(shí)間。此外，即使在已除去剝離層702之后，也可以將層732保留在襯底701上。此外，優(yōu)選再利用剝離了層732的襯底701，以便減少成本。
這里，在通過(guò)激光束的照射而蝕刻絕緣膜以形成開口部分716之后，將層732的一方表面(絕緣膜714的露出了的表面)貼合在第一板材717上，從襯底701完全剝離(圖8B)。作為第一板材717，可以使用例如通過(guò)加熱降低粘接力的熱剝離膠帶。
接著，在層732的另一方表面(剝離了的面)提供第二板材718，然后進(jìn)行加熱處理和加壓處理的一方或雙方，來(lái)貼合第二板材718。此外，在提供第二板材718的同時(shí)或在提供之后剝離第一板材717(圖9A)。作為第二板材718，可以使用熱熔膜等。此外，在作為第一板材717使用熱剝離膠帶的情況下，可以利用當(dāng)貼合第二板材718時(shí)施加的熱量來(lái)剝離。
作為第二板材718，也可以使用經(jīng)受抗靜電處理以防止靜電等的薄膜(在下文中稱為抗靜電薄膜)。作為抗靜電薄膜，可以舉出將抗靜電材料分散在樹脂中的薄膜、貼合有抗靜電材料的薄膜等。設(shè)置有抗靜電材料的薄膜可以是一個(gè)表面提供有抗靜電材料的薄膜或者兩個(gè)表面都提供有抗靜電材料的薄膜。再者，對(duì)于一個(gè)表面提供有抗靜電材料的薄膜，其設(shè)置有抗靜電材料的表面可以貼合在薄膜的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)。應(yīng)當(dāng)指出，抗靜電材料提供在薄膜的整個(gè)或者部分表面上即可。作為這里的抗靜電材料，可以使用金屬、銦和錫的氧化物(ITO)、以及表面活性劑如兩性表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑和非離子表面活性劑等。此外，除了上述材料以外還可以使用含有在側(cè)鏈上具有羧基和季銨堿的交聯(lián)共聚物高分子的樹脂材料等而作為抗靜電材料。可以通過(guò)將這些材料貼合、捏合或者涂敷在薄膜上而獲得抗靜電薄膜。通過(guò)使用抗靜電薄膜密封，可以使半導(dǎo)體元件在作為產(chǎn)品被處理時(shí)免受來(lái)自外部的靜電等導(dǎo)致的不好影響。
接下來(lái)，通過(guò)覆蓋開口部分715地形成導(dǎo)電膜719，而形成元件組733(圖9B)。注意，還可以通過(guò)在形成導(dǎo)電膜719之前或形成導(dǎo)電膜719之后對(duì)導(dǎo)電膜712和713照射激光束，提高電連接。
接著，通過(guò)對(duì)元件組733選擇性地照射激光束，將它分?jǐn)喑啥鄠€(gè)元件組(圖10A)。
接著，將元件組733壓合在形成有用作天線的導(dǎo)電膜722的襯底721上(圖10B)。具體而言，如上述實(shí)施方式所示，形成在襯底721上的用作天線的導(dǎo)電膜722與元件組733的導(dǎo)電膜719電連接地貼合而提供。這里，使用具有粘接性的樹脂723粘接襯底721和元件組733。此外，使用包含在樹脂723中的導(dǎo)電粒子724使導(dǎo)電膜722和導(dǎo)電膜719電連接。
注意，作為壓合裝置和壓合方法，可以使用上述實(shí)施方式所示的任何裝置和方法。本實(shí)施方式中的元件組733具有柔性，所以若在進(jìn)行熱處理的同時(shí)進(jìn)行壓合，則薄膜晶體管容易受損傷。因此，如上述實(shí)施方式所示，通過(guò)在監(jiān)控施加到設(shè)置有晶體管的區(qū)域的壓力的同時(shí)進(jìn)行壓合，可以有效地防止薄膜晶體管730a至730d等的損壞。
注意，本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合來(lái)實(shí)施。即，上述實(shí)施方式所示的材料和形成方法可以組合而應(yīng)用于本實(shí)施方式，并且本實(shí)施方式所示的材料和形成方法可以組合而應(yīng)用于上述實(shí)施方式。
實(shí)施方式6在本實(shí)施方式中，將說(shuō)明使用上述實(shí)施方式所示的制造方法而得到的半導(dǎo)體器件的使用方式的一例。具體而言，參照附圖對(duì)可以非接觸地輸入輸出數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用例子進(jìn)行說(shuō)明。取決于應(yīng)用方式，可以非接觸地輸入輸出數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件還稱為RFID標(biāo)簽、ID標(biāo)簽、IC標(biāo)簽、IC芯片、RF標(biāo)簽、無(wú)線標(biāo)簽、電子標(biāo)簽或者無(wú)線芯片。
半導(dǎo)體器件80具有非接觸地傳遞數(shù)據(jù)的功能，并且包括高頻電路81、電源電路82、復(fù)位電路83、時(shí)鐘產(chǎn)生電路84、數(shù)據(jù)解調(diào)電路85、數(shù)據(jù)調(diào)制電路86、控制其它電路的控制電路87、存儲(chǔ)電路88、以及天線89(圖11A)。高頻電路81是通過(guò)天線89接收信號(hào)并且將通過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)制電路86接收的信號(hào)從天線89輸出的電路。電源電路82是根據(jù)接收信號(hào)產(chǎn)生電源電位的電路。復(fù)位電路83是生成復(fù)位信號(hào)的電路。時(shí)鐘產(chǎn)生電路84是基于從天線89輸入的接收信號(hào)而生成各種時(shí)鐘信號(hào)的電路。數(shù)據(jù)解調(diào)電路85是解調(diào)接收信號(hào)并且將該信號(hào)輸出到控制電路87的電路。數(shù)據(jù)調(diào)制電路86是調(diào)制從控制電路87接收的信號(hào)的電路。此外，作為控制電路87，例如提供了代碼提取電路91、代碼確定電路92、CRC確定電路93、以及輸出單元電路94。應(yīng)當(dāng)指出，代碼提取電路91是分別提取包含在被傳輸?shù)娇刂齐娐?7的指令中的多個(gè)代碼的電路。代碼確定電路92是比較提取了的代碼和相當(dāng)于基準(zhǔn)的代碼來(lái)確定指令內(nèi)容的電路。CRC電路是基于確定了的代碼檢查是否存在傳送誤差等的電路。
其次，對(duì)上述半導(dǎo)體器件的操作一例進(jìn)行說(shuō)明。首先，由天線89接收無(wú)線信號(hào)。無(wú)線信號(hào)經(jīng)過(guò)高頻電路81被傳送到電源電路82，并且產(chǎn)生高電源電位(以下稱為VDD)。VDD被提供給包括在半導(dǎo)體器件80中的各個(gè)電路。此外，經(jīng)過(guò)高頻電路81被傳送到數(shù)據(jù)解調(diào)電路85的信號(hào)被解調(diào)(以下稱為解調(diào)信號(hào))。而且，經(jīng)過(guò)高頻電路81且通過(guò)復(fù)位電路83和時(shí)鐘產(chǎn)生電路84的信號(hào)以及解調(diào)信號(hào)被傳送到控制電路87。被傳送到控制電路87的信號(hào)接受代碼提取電路91、代碼確定電路92、以及CRC確定電路93等的分析。然后，根據(jù)分析的信號(hào)，貯存在存儲(chǔ)電路88中的半導(dǎo)體器件的信息被輸出。被輸出了的半導(dǎo)體器件的信息經(jīng)由輸出單元電路94被編碼。此外，半導(dǎo)體器件80的編碼信息通過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)制電路86從天線89與無(wú)線信號(hào)一起被傳送。應(yīng)當(dāng)指出，低電源電位(以下稱為VSS)在構(gòu)成半導(dǎo)體器件80的多個(gè)電路中是通用的，并且可以將VSS設(shè)置成GND。
像這樣，通過(guò)將信號(hào)從讀取/寫入器傳送到半導(dǎo)體器件80，并且以讀取/寫入器接收由所述半導(dǎo)體器件80傳送的信號(hào)，而可以讀取半導(dǎo)體器件的數(shù)據(jù)。
此外，半導(dǎo)體裝置80可以采用如下兩種方式不安裝電源(電池)而以電磁波將電源電壓供給給各電路；安裝電源(電池)而以電磁波和電源(電池)將電源電壓供給給各電路。
通過(guò)采用上述實(shí)施方式所示的制造方法，可以制造能夠彎曲的半導(dǎo)體器件，因此，可以將它貼合而設(shè)置在具有曲面的物體上。
其次，將說(shuō)明具有柔性且能夠非接觸地輸入輸出數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件的使用方式的一個(gè)例子。將讀取/寫入器3200設(shè)置于包括顯示部分3210的便攜式終端的側(cè)面，并且將半導(dǎo)體器件3230設(shè)置于商品3220的側(cè)面(圖11B)。當(dāng)將讀取/寫入器3200對(duì)準(zhǔn)商品3220所包括的半導(dǎo)體器件3230時(shí)，和商品有關(guān)的信息如商品的原材料和原產(chǎn)地、各生產(chǎn)過(guò)程的檢查結(jié)果、流通過(guò)程的記錄等以及商品的說(shuō)明等被顯示在顯示部分3210。此外，當(dāng)商品3260被傳送帶傳輸時(shí)，可以使用讀取/寫入器3240和設(shè)置于商品3260的半導(dǎo)體器件3250檢查該商品3260(圖11C)。像這樣，通過(guò)將半導(dǎo)體器件適用于系統(tǒng)，可以容易獲取信息，并且實(shí)現(xiàn)高功能化和高附加價(jià)值化。此外，如上述實(shí)施方式所示那樣，即使貼合在具有曲面的物體上，也可以防止包括在半導(dǎo)體器件中的晶體管等的損壞，并且，可以提供高可靠性的半導(dǎo)體器件。注意，在將半導(dǎo)體器件貼合在商品上的情況下，可以采用上述實(shí)施方式所示的壓合裝置和壓合方法。通過(guò)采用上述壓合裝置和壓合方法，當(dāng)將半導(dǎo)體器件貼合在商品上時(shí)抑制過(guò)大的壓力施加到半導(dǎo)體器件，而可以防止半導(dǎo)體器件的損壞。
此外，在上述能夠非接觸地輸入輸出數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件中的信號(hào)傳輸方式可以采用電磁耦合方式、電磁感應(yīng)方式或微波方式等。實(shí)施者可以考慮到使用用途適當(dāng)?shù)剡x擇傳輸方式，并且可以根據(jù)傳輸方式適當(dāng)?shù)卦O(shè)置最合適的天線。
例如，當(dāng)應(yīng)用電磁耦合方式或電磁感應(yīng)方式(例如13.56 MHz頻帶)作為在半導(dǎo)體器件中的信號(hào)傳輸方式時(shí)，由于利用根據(jù)磁場(chǎng)密度的變化的電磁感應(yīng)，所以用作天線的導(dǎo)電膜形成為環(huán)狀(例如環(huán)形天線)或螺旋狀(例如螺線天線)。
此外，當(dāng)應(yīng)用微波方式(例如UHF頻帶(860至960MHz頻帶)、2.45GHz頻帶等)作為在半導(dǎo)體器件中的信號(hào)傳輸方式時(shí)，可以鑒于用于傳輸信號(hào)的電磁波的波長(zhǎng)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定用作天線的導(dǎo)電膜的長(zhǎng)度等的形狀，例如，可以將用作天線的導(dǎo)電膜形成為線狀(例如偶極天線(圖13A))、平整的形狀(例如貼片天線(圖13B))、或蝴蝶結(jié)形狀(圖13C和13D)等。此外，用作天線的導(dǎo)電膜的形狀不局限于線狀，鑒于電磁波的波長(zhǎng)而可以設(shè)置成曲線狀、蜿蜒形狀，或者組合這些的形狀。注意，即使在將用作天線的導(dǎo)電膜形成為任何形狀，也如上述實(shí)施方式所示那樣，通過(guò)當(dāng)貼合元件組時(shí)監(jiān)控施加到元件組的壓力，以控制不使過(guò)大的壓力施加到元件組，而可以防止元件組的損壞等。
用作天線的導(dǎo)電膜通過(guò)CVD法、濺射法、印刷法如絲網(wǎng)印刷或凹版印刷等、液滴噴射法、點(diǎn)滴法、鍍法等由導(dǎo)電材料形成。使用選自鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉭(Ta)和鉬(Mo)中的元素、以這些元素為主成分的合金材料或化合物材料作為導(dǎo)電材料，并且采用單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)形成用作天線的導(dǎo)電膜。
例如，當(dāng)使用絲網(wǎng)印刷法形成用作天線的導(dǎo)電膜時(shí)，可以通過(guò)選擇性地印刷如下導(dǎo)電膏來(lái)形成用作天線的導(dǎo)電膜，即，在該導(dǎo)電膏中，粒徑為幾nm至幾十μm的導(dǎo)體粒子溶解或分散到有機(jī)樹脂中。作為導(dǎo)體粒子，可以使用銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、和鈦(Ti)等中的任何一個(gè)或更多個(gè)的金屬粒子、鹵化銀的微粒子、或者分散性納米粒子。此外，作為包含在導(dǎo)電膏的有機(jī)樹脂，可以使用選自用作金屬粒子的粘合劑、溶劑、分散劑和覆蓋劑的有機(jī)樹脂中的一個(gè)或多個(gè)。典型地，可以舉出環(huán)氧樹脂、硅樹脂等的有機(jī)樹脂。此外，當(dāng)形成導(dǎo)電膜時(shí)，優(yōu)選擠出導(dǎo)電膏之后進(jìn)行焙燒。例如，當(dāng)使用以銀為主成分的微粒子(例如粒徑為1至100nm(包含1nm和100nm))作為導(dǎo)電膏的材料時(shí)，通過(guò)以150至300℃的溫度范圍焙燒而使其固化，可以獲得導(dǎo)電膜。此外，也可以使用以焊料或不包含鉛的焊料為主成分的微粒子，在這種情況下優(yōu)選使用粒徑為20μm或更小的微粒子。焊料或不包含鉛的焊料具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是低成本。
此外，除了上述材料以外，還可以將陶瓷或鐵氧體等適用于天線?；蛘撸部梢詫⒃谖⒉l帶中介電常數(shù)和磁導(dǎo)率成為負(fù)的材料(超穎物質(zhì))適用于天線。
此外，當(dāng)應(yīng)用電磁耦合方式或電磁感應(yīng)方式，并且與金屬接觸地形成具有天線的半導(dǎo)體器件時(shí)，優(yōu)選在所述半導(dǎo)體器件和金屬之間形成具有磁導(dǎo)率的磁性材料。當(dāng)與金屬接觸地形成具有天線的半導(dǎo)體器件時(shí)，渦電流相應(yīng)磁場(chǎng)的變化而流過(guò)金屬，并且，因所述渦電流而產(chǎn)生的反磁場(chǎng)使磁場(chǎng)的變化減弱而降低通信距離。因此，通過(guò)在半導(dǎo)體器件和金屬之間形成具有磁導(dǎo)率的材料，可以抑制流過(guò)金屬的渦電流和通信距離的降低。注意，作為磁性材料，可以使用磁導(dǎo)率高且高頻損失小的鐵氧體或金屬薄膜。
注意，除了上述以外，具有柔性的半導(dǎo)體器件的用途的范圍很寬，只要是非接觸地明確把握對(duì)象物的記錄等的信息并且有助于生產(chǎn)和管理等的商品，就可以適用于任何物品。例如，該半導(dǎo)體器件可以安裝在如下物品而使用紙幣、硬幣、有價(jià)證券類、證書類、無(wú)記名債券類、包裝用容器類、書籍類、記錄媒體、個(gè)人用品、交通工具類、食品類、衣物類、保健用品類、生活用品類、藥品類、以及電子設(shè)備等。將參照?qǐng)D12A至12H說(shuō)明這些例子。
紙幣和硬幣是指市場(chǎng)上流通的金錢，其包括在特定區(qū)域作為像貨幣一樣通用的東西(金券)、紀(jì)念幣等。有價(jià)證券類是指支票、證券、期票等(圖12A)。證書類是指駕駛執(zhí)照、居住證等(圖12B)。無(wú)記名債券類是指郵票、米券、各種贈(zèng)券等(圖12C)。包裝用容器類是指用于盒飯等的包裝紙、塑料瓶等(圖12D)。書籍類是指書、合訂本等(圖12E)。記錄媒體是指DVD軟件、錄像帶等(圖12F)。交通工具類是指諸如自行車等的車輛、船舶等(圖12G)。個(gè)人用品是指包、眼鏡等(圖12H)。食品類是指食料品、飲料等。衣物類是指衣服、鞋等。保健用品類是指醫(yī)療器具、健康器具等。生活用品類是指家具、照明器具等。藥品類是指醫(yī)藥品、農(nóng)藥等。電子設(shè)備是指液晶顯示器件、EL顯示器件、電視裝置(電視接收機(jī)和薄型電視接收機(jī))、便攜式電話等。
通過(guò)對(duì)紙幣、硬幣、有價(jià)證券類、證書類、無(wú)記名債券類等提供半導(dǎo)體器件80，可以防止偽造。此外，通過(guò)對(duì)包裝用容器類、書籍類、記錄媒體等、個(gè)人用品、食品類、生活用品類、電子設(shè)備等提供半導(dǎo)體器件80，可以改善商品檢查系統(tǒng)、租賃店中的系統(tǒng)等的效率。通過(guò)對(duì)交通工具類、保健用品類、藥品類等提供半導(dǎo)體器件80，可以防止偽造和偷竊，并且當(dāng)用于藥品類時(shí)，可以防止誤食藥物。作為半導(dǎo)體器件80的設(shè)置方法，將半導(dǎo)體器件貼合到物品的表面上或嵌入到物品中。例如，當(dāng)用于合訂書時(shí)，半導(dǎo)體器件優(yōu)選嵌入到紙中，而當(dāng)用于由有機(jī)樹脂構(gòu)成的包裝時(shí)，半導(dǎo)體器件優(yōu)選嵌入到該有機(jī)樹脂中。通過(guò)使用上述實(shí)施方式所示的方法提供半導(dǎo)體器件，即使將它設(shè)置在紙等中，也可以防止包括在該半導(dǎo)體器件中的元件的損壞等。
像這樣，通過(guò)對(duì)包裝用容器類、記錄媒體、個(gè)人用品、食品類、衣物類、生活用品類、電子設(shè)備等提供半導(dǎo)體器件，可以改善商品檢查系統(tǒng)、租賃店中的系統(tǒng)等的效率。此外，通過(guò)對(duì)交通工具類提供半導(dǎo)體器件，可以防止偽造和偷竊。此外，通過(guò)將半導(dǎo)體器件嵌入到諸如動(dòng)物等的生物中，可以容易地識(shí)別各個(gè)生物。例如通過(guò)將具備傳感器的半導(dǎo)體器件嵌入到諸如家畜等的生物中，不僅可以容易管理出生年、性別、或種類等，而且還可以容易管理現(xiàn)在的體溫等的健康狀態(tài)。
注意，本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合來(lái)實(shí)施。換言之，上述實(shí)施方式所述的材料和形成方法也可以在本實(shí)施方式中被組合使用，以及本實(shí)施方式中所述的材料和形成方法也可以在上述實(shí)施方式中被組合使用。
權(quán)利要求
1.一種壓合方法，包括在壓力檢測(cè)薄膜上設(shè)置襯底；在所述襯底上設(shè)置元件組，以使形成在所述襯底上的第一導(dǎo)電膜與所述元件組的第二導(dǎo)電膜彼此重疊；壓合所述襯底和所述元件組，以使形成在所述襯底上的所述第一導(dǎo)電膜和所述元件組的所述第二導(dǎo)電膜彼此電連接；當(dāng)壓合時(shí)，由所述壓力檢測(cè)薄膜檢測(cè)施加到所述元件組的壓力值和壓力分布；以及基于所述檢測(cè)的壓力值和壓力分布控制在所述檢測(cè)后給所述元件組施加的壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的壓合方法，其中使用硅薄膜壓力傳感器作為所述壓力檢測(cè)薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的壓合方法，其中使用在一對(duì)電極之間插入壓敏導(dǎo)電橡膠的壓力傳感器作為所述壓力檢測(cè)薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的壓合方法，其中當(dāng)使所述襯底和所述元件組彼此重疊時(shí)，在所述襯底和所述元件組之間插入各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電膏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的壓合方法，其中與所述壓合同時(shí)進(jìn)行加熱處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的壓合方法，其中使用具有柔性的元件組作為所述元件組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的壓合方法，其中作為所述壓力值和所述壓力分布檢測(cè)如下壓力的數(shù)值和分布施加到形成在所述襯底上的所述第一導(dǎo)電膜和所述元件組的所述第二導(dǎo)電膜彼此連接的連接區(qū)域的壓力；施加到所述元件組中的除了所述連接區(qū)域以外的區(qū)域的壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的壓合方法，其中使用硅薄膜壓力傳感器作為所述壓力檢測(cè)薄膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的壓合方法，其中使用在一對(duì)電極之間插入壓敏導(dǎo)電橡膠的壓力傳感器作為所述壓力檢測(cè)薄膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的壓合方法，其中當(dāng)使所述襯底和所述元件組彼此重疊時(shí)，在所述襯底和所述元件組之間插入各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電膏。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的壓合方法，其中與所述壓合同時(shí)進(jìn)行加熱處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的壓合方法，其中使用具有柔性的元件組作為所述元件組。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的壓合方法，其中所述壓力檢測(cè)薄膜是當(dāng)施加壓力時(shí)發(fā)色的薄膜，并且，通過(guò)由攝像裝置光學(xué)測(cè)定所述當(dāng)施加壓力時(shí)發(fā)色的薄膜的發(fā)色的濃淡，而檢測(cè)所述壓力值和壓力分布。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的壓合方法，其中當(dāng)使所述襯底和所述元件組彼此重疊時(shí)，在所述襯底和所述元件組之間插入各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電膏。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的壓合方法，其中與所述壓合同時(shí)進(jìn)行加熱處理。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的壓合方法，其中使用具有柔性的元件組作為所述元件組。
17.一種壓合裝置，包括壓力檢測(cè)薄膜；施壓臺(tái)；給所述施壓臺(tái)施加壓力的加壓?jiǎn)卧?；以及控制所述加壓?jiǎn)卧目刂茊卧?，其中所述控制單元檢測(cè)施加到所述壓力檢測(cè)薄膜的壓力值和壓力分布，并且基于所述檢測(cè)的壓力值和壓力分布控制所述加壓?jiǎn)卧?br>
18.根據(jù)權(quán)利要求17的壓合裝置，其中所述壓力檢測(cè)薄膜是硅薄膜壓力傳感器。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的壓合裝置，其中所述壓力檢測(cè)薄膜是在一對(duì)電極之間插入壓敏導(dǎo)電橡膠的壓力傳感器。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的壓合裝置，其中所述壓力檢測(cè)薄膜包括當(dāng)施加壓力時(shí)發(fā)色的部分，并且通過(guò)由攝像裝置光學(xué)測(cè)定所述當(dāng)施加壓力時(shí)發(fā)色的部分的發(fā)色的濃淡，而檢測(cè)所述壓力值和壓力分布。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的壓合裝置，其中所述壓力檢測(cè)薄膜被提供在具有透光性的支撐襯底上。
22.一種壓合裝置，包括壓力檢測(cè)薄膜；施壓臺(tái)；給所述施壓臺(tái)施加壓力的加壓?jiǎn)卧?；以及提供在所述壓力檢測(cè)薄膜下方的攝像裝置，其中所述壓力檢測(cè)薄膜包括當(dāng)施加壓力時(shí)發(fā)色的部分，并且所述攝像裝置光學(xué)測(cè)定在所述壓力檢測(cè)薄膜中的發(fā)色，以便檢測(cè)壓力分布。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的壓合裝置，其中所述壓力檢測(cè)薄膜被提供在具有透光性的支撐襯底上。
24.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在第一襯底上形成剝離層；在所述剝離層上形成包括元件形成層、導(dǎo)電膜、以及保護(hù)膜的元件層，所述元件形成層包括晶體管，所述導(dǎo)電膜與所述晶體管電連接地提供在所述元件形成層上，并且所述保護(hù)膜覆蓋所述導(dǎo)電膜的端部；在對(duì)所述元件層選擇性地照射激光束之后將第一板材貼合在所述元件層上，然后將所述元件層和所述第一板材從所述第一襯底剝離；將第二板材貼合在通過(guò)所述剝離露出的所述元件層的表面上，然后將所述第一板材從所述元件層剝離；在所述保護(hù)膜上與所述導(dǎo)電膜電連接地形成導(dǎo)電凸塊，以形成具有所述元件層、所述導(dǎo)電凸塊、以及所述第二板材的元件組；在壓力檢測(cè)薄膜上設(shè)置第二襯底；在所述第二襯底上選擇性地設(shè)置所述元件組，以使提供在所述第二襯底上且用作天線的導(dǎo)電膜與所述導(dǎo)電凸塊彼此重疊；壓合所述第二襯底和所述元件組，以使形成在所述第二襯底上的導(dǎo)電膜和所述導(dǎo)電凸塊彼此電連接；當(dāng)所述壓合時(shí)，由所述壓力檢測(cè)薄膜檢測(cè)施加到所述元件組的壓力值和壓力分布；以及基于所述檢測(cè)的壓力值和壓力分布控制在所述檢測(cè)后給所述元件組施加的壓力。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中使用硅薄膜壓力傳感器作為所述壓力檢測(cè)薄膜。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中使用在一對(duì)電極之間插入壓敏導(dǎo)電橡膠的壓力傳感器作為所述壓力檢測(cè)薄膜。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中當(dāng)彼此重疊地設(shè)置所述第二襯底和所述元件組時(shí)，在所述第二襯底和所述元件組之間插入各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電膏。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中與所述壓合同時(shí)進(jìn)行加熱處理。
29.根據(jù)權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中使用具有柔性的薄膜作為所述第二板材。
30.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在第一襯底上形成剝離層；在所述剝離層上形成包括元件形成層、導(dǎo)電膜、以及保護(hù)膜的元件層，所述元件形成層包括晶體管，所述導(dǎo)電膜與所述晶體管電連接地形成在所述元件形成層上，并且所述保護(hù)膜覆蓋所述導(dǎo)電膜的端部；在對(duì)所述元件層選擇性地照射激光束之后將第一板材貼合在所述元件層上，然后將所述元件層和所述第一板材從所述第一襯底剝離；將第二板材貼合在通過(guò)所述剝離露出的所述元件層的表面上，然后將所述第一板材從所述元件層剝離；在所述保護(hù)膜上與所述導(dǎo)電膜電連接地形成導(dǎo)電凸塊，以形成包括所述元件層、所述導(dǎo)電凸塊、以及所述第二板材的元件組；在當(dāng)施加壓力時(shí)發(fā)色的薄膜上設(shè)置第二襯底；在所述第二襯底上選擇性地設(shè)置所述元件組，以使形成在所述第二襯底上且用作天線的導(dǎo)電膜與所述導(dǎo)電凸塊彼此重疊；壓合所述第二襯底和所述元件組，以使形成在所述第二襯底上的所述導(dǎo)電膜和所述導(dǎo)電凸塊彼此電連接；當(dāng)壓合時(shí)，通過(guò)由攝像裝置光學(xué)測(cè)定所述薄膜的發(fā)色的濃淡，而檢測(cè)施加到所述元件組的壓力值和壓力分布；以及基于所述檢測(cè)的壓力值和壓力分布控制在所述檢測(cè)后給所述元件組施加的壓力。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中當(dāng)彼此重疊地設(shè)置所述第二襯底和所述元件組時(shí)，在所述第二襯底和所述元件組之間插入各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電膏。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中與所述壓合同時(shí)進(jìn)行加熱處理。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中使用具有柔性的薄膜作為所述第二板材。
34.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在壓力檢測(cè)薄膜上設(shè)置襯底；在所述襯底上設(shè)置包括晶體管的元件組，以使形成在所述襯底上且包括天線的第一導(dǎo)電膜與所述元件組的第二導(dǎo)電膜彼此重疊；壓合所述襯底和所述元件組，以使形成在所述襯底上的所述第一導(dǎo)電膜與所述元件組的所述第二導(dǎo)電膜彼此電連接；當(dāng)壓合時(shí)，由所述壓力檢測(cè)薄膜檢測(cè)施加到所述元件組的壓力值和壓力分布；以及基于所述檢測(cè)的壓力值和壓力分布控制在所述檢測(cè)后給所述元件組施加的壓力。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中使用硅薄膜壓力傳感器作為所述壓力檢測(cè)薄膜。
36.根據(jù)權(quán)利要求34的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中使用在一對(duì)電極之間插入壓敏導(dǎo)電橡膠的壓力傳感器作為所述壓力檢測(cè)薄膜。
37.根據(jù)權(quán)利要求34的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中當(dāng)使所述襯底和所述元件組彼此重疊時(shí)，在所述襯底和所述元件組之間插入各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電膏。
38.根據(jù)權(quán)利要求34的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中與所述壓合同時(shí)進(jìn)行加熱處理。
39.根據(jù)權(quán)利要求34的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中使用具有柔性的元件組作為所述元件組。
40.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在第一襯底上形成剝離層；在所述剝離層上形成包括元件形成層、導(dǎo)電膜、以及保護(hù)膜的元件層，所述元件形成層包括晶體管，所述導(dǎo)電膜與所述晶體管電連接地形成在所述元件形成層上，并且所述保護(hù)膜覆蓋所述導(dǎo)電膜的端部；將第一板材貼合在所述元件層上，然后將所述元件層和所述第一板材從所述第一襯底剝離；將第二板材貼合在通過(guò)所述剝離露出的所述元件層的表面上，然后將所述第一板材從所述元件層剝離；在所述保護(hù)膜上與所述導(dǎo)電膜電連接地形成導(dǎo)電凸塊，以形成包括所述元件層、所述導(dǎo)電凸塊、以及所述第二板材的元件組；在壓力檢測(cè)薄膜上設(shè)置第二襯底；在所述第二襯底上選擇性地設(shè)置所述元件組，以使形成在所述第二襯底上且用作天線的導(dǎo)電膜與所述導(dǎo)電凸塊彼此重疊；壓合所述第二襯底和所述元件組，以使形成在所述第二襯底上的所述導(dǎo)電膜和所述導(dǎo)電凸塊彼此電連接；當(dāng)壓合時(shí)，由所述壓力檢測(cè)薄膜檢測(cè)施加到所述元件組的壓力值和壓力分布；以及基于所述檢測(cè)的壓力值和壓力分布控制在所述檢測(cè)后給所述元件組施加的壓力。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中使用硅薄膜壓力傳感器作為所述壓力檢測(cè)薄膜。
42.根據(jù)權(quán)利要求40的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中使用在一對(duì)電極之間插入壓敏導(dǎo)電橡膠的壓力傳感器作為所述壓力檢測(cè)薄膜。
43.根據(jù)權(quán)利要求40的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中當(dāng)彼此重疊地設(shè)置所述第二襯底和所述元件組時(shí)，在所述第二襯底和所述元件組之間插入各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電膏。
44.根據(jù)權(quán)利要求40的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中與所述壓合同時(shí)進(jìn)行加熱處理。
45.根據(jù)權(quán)利要求40的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中使用具有柔性的薄膜作為所述第二板材。
全文摘要
本發(fā)明的技術(shù)方案是在壓力檢測(cè)薄膜上設(shè)置襯底；在襯底上選擇性地設(shè)置元件組，以使提供在襯底上且用作天線的導(dǎo)電膜與提供在元件組且用作凸塊的導(dǎo)電膜重疊；通過(guò)施加壓力壓合襯底和元件組，使形成在襯底上的導(dǎo)電膜和提供在元件組且用作凸塊的導(dǎo)電膜電連接；以及當(dāng)壓合時(shí)，通過(guò)由壓力檢測(cè)薄膜檢測(cè)施加到元件組的壓力值和壓力分布，并且基于檢測(cè)的壓力值和壓力分布來(lái)控制當(dāng)壓合時(shí)施加的壓力。
文檔編號(hào)G06K19/077GK1964011SQ20061014634
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者高橋秀和, 楠本直人 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所