CN108231569B - 中介层的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供中介层的制造方法，能够提高使用了玻璃基板的中介层的耐热性。一种中介层的制造方法，从材料基板制造出多个中介层，该材料基板具有玻璃基板和层叠体，其中，该玻璃基板被呈格子状设定的多条分割预定线划分成多个区域，该层叠体层叠在该玻璃基板的第1面或与该第1面相反的一侧的第2面上，并且该层叠体包含绝缘层和配线层，该中介层的制造方法的特征在于，包含如下的工序：切削槽形成工序，使第1切削刀具沿着分割预定线切入层叠体的露出面，在层叠体中形成未到达玻璃基板的深度的切削槽；以及分割工序，使宽度比切削槽窄的第2切削刀具沿着切削槽切入玻璃基板，对玻璃基板进行分割而制造出多个中介层。

Description

中介层的制造方法
技术领域
本发明涉及使用了玻璃基板的中介层的制造方法。
背景技术
为了实现半导体装置的更小型化和高集成化，实用化了在厚度方向上重叠半导体芯片而利用贯通电极(TSV：Through Silicon Via：硅通孔)进行连接的三维安装技术。但是，在该三维安装技术中，由于在厚度方向上重叠多个半导体芯片，所以容易使散热性降低，也无法使用尺寸不同的半导体芯片。此外，还存在制造成本容易随着贯通于半导体芯片的贯通电极的形成而变高的问题。
近年来，还提出了借助使用硅晶片而形成的中介层(中继用基板)来安装多个半导体芯片的安装技术(例如，参照专利文献1)。该安装技术也被称为2.5维安装技术等，例如，具有存储功能的半导体芯片和具有运算功能的半导体芯片按照不重叠的方式与中介层连接。在2.5维安装技术中，由于至少一部分半导体芯片不在厚度方向上重叠，所以容易解决上述的三维安装技术的各种问题。
另一方面，在使用了硅晶片的中介层中还存在高频区域中的损失较大、价格较高的问题。因此，提出了在中介层中使用有利于降低高频区域中的损失并且价格低廉的玻璃基板的技术(例如，参照专利文献2)。例如，在玻璃基板的至少一方的主面上形成包含绝缘层和配线层的层叠体，然后沿着预先设定的分割预定线对玻璃基板进行分割而得到该中介层。
专利文献1：日本特表2003-503855号公报
专利文献2：日本特开2015-198212号公报
通常，利用使旋转的切削刀具沿着分割预定线切入的方法来进行玻璃基板的分割。但是，通过该方法制造的中介层在耐热性方面存在问题。具体来说，例如，当对该中介层进行温度循环试验(TCT：Temperature Cycling Test)时，会在玻璃基板上产生裂纹，或是层叠体从玻璃基板剥离而使次品率变高。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的，其目的在于，提供中介层的制造方法，能够提高使用了玻璃基板的中介层的耐热性。
根据本发明的一个方式，提供中介层的制造方法，从材料基板制造出多个中介层，该材料基板具有玻璃基板和层叠体，其中，该玻璃基板被呈格子状设定的多条分割预定线划分成多个区域，该层叠体层叠在该玻璃基板的第1面或与该第1面相反的一侧的第2面上，并且该层叠体包含绝缘层和配线层，该中介层的制造方法的特征在于，包含如下的工序：切削槽形成工序，使第1切削刀具沿着该分割预定线切入该层叠体的露出面，在该层叠体中形成未到达该玻璃基板的深度的切削槽；以及分割工序，使宽度比该切削槽窄的第2切削刀具沿着该切削槽切入该玻璃基板，对该玻璃基板进行分割而制造出多个中介层。
在本发明的一个方式中，优选所述第2切削刀具所包含的磨粒的粒径比所述第1切削刀具所包含的磨粒的粒径小。
并且，根据本发明的另一个方式，提供中介层的制造方法，从材料基板制造出多个中介层，该材料基板具有玻璃基板和层叠体，其中，该玻璃基板被呈格子状设定的多条分割预定线划分成多个区域，该层叠体层叠在该玻璃基板的第1面或与该第1面相反的一侧的第2面上，并且该层叠体包含绝缘层和配线层，该中介层的制造方法的特征在于，包含如下的工序：激光加工槽形成工序，沿着该分割预定线对该层叠体的露出面照射对于该层叠体具有吸收性的波长的激光束，在该层叠体中形成未到达该玻璃基板的深度的激光加工槽；以及分割工序，使宽度比该激光加工槽窄的切削刀具沿着该激光加工槽切入该玻璃基板，对该玻璃基板进行分割而制造出多个中介层。
根据本发明的中介层的制造方法，在沿着分割预定线在层叠体中形成了未到达玻璃基板的深度的槽(切削槽或激光加工槽)之后，使宽度比该槽窄的切削刀具沿着槽切入玻璃基板，因此在所制造的中介层的端部留下较薄的层叠体。
当对端部的层叠体较厚的以往的中介层进行加热时，因玻璃基板与层叠体的热膨胀系数的差别而引起的较大的力作用于端部，层叠体容易从玻璃基板剥离。与此相对，在通过本发明制造的中介层中，由于端部的层叠体变薄，所以与通过以往的方法制造的中介层相比不容易对端部作用将层叠体剥离的较大的力。
也就是说，即使对通过本发明制造的中介层进行加热，层叠体也不容易从玻璃基板剥离。这样，根据本发明的中介层的制造方法，能够提高使用了玻璃基板的中介层的耐热性。
附图说明
图1的(A)是示意性地示出在本实施方式中使用的材料基板的结构例的立体图，图1的(B)是将材料基板的一部分(区域A)放大而得的剖视图。
图2的(A)和图2的(B)是用于说明切削槽形成工序的局部剖视侧视图。
图3的(A)是用于说明在切削槽形成工序之后进行的分割工序的局部剖视侧视图，图3的(B)是示意性地示出经分割工序而制造的中介层的结构例的立体图。
图4的(A)是用于说明激光加工槽形成工序的局部剖视侧视图，图4的(B)是用于说明在激光加工槽形成工序之后进行的分割工序的局部剖视侧视图。
标号说明
1：材料基板；3：中介层；11：玻璃基板；11a：第1面(正面)；11b：第2面(背面)；11c：贯通孔；13：分割预定线(间隔道)；15：层叠体；15a：露出面；15b：切削槽；15c：激光加工槽；17：配线层；19：绝缘层；21：电极；2：切削刀具(第1切削刀具)；4：切削刀具(第2切削刀具)；6：激光照射单元；8：切削刀具；L：激光束。
具体实施方式
参照附图对本发明的一个方式的实施方式进行说明。本实施方式的中介层的制造方法是用于从具有玻璃基板和层叠体的材料基板制造出多个中介层的方法，包含切削槽形成工序(参照图2的(A)和图2的(B))和分割工序(参照图3的(A))。
在切削槽形成工序中，使切削刀具(第1切削刀具)沿着设定于玻璃基板的分割预定线切入层叠体的露出面，在层叠体中形成未到达玻璃基板的深度的切削槽。在分割工序中，使宽度比切削槽窄的切削刀具(第2切削刀具)沿着切削槽切入玻璃基板，对玻璃基板进行分割而制造出多个中介层。以下，对本实施方式的中介层的制造方法进行详述。
图1的(A)是示意性地示出在本实施方式中使用的材料基板1的结构例的立体图，图1的(B)是将材料基板1的一部分(区域A)放大而得的剖视图。例如，使用圆盘状的玻璃基板11来构成本实施方式的材料基板1，该玻璃基板11由钠钙玻璃、无碱玻璃、石英玻璃等玻璃制成，该材料基板1被呈格子状设定的多条分割预定线(间隔道)13划分成多个区域。
在玻璃基板11的第1面(正面)11a和与第1面11a相反的一侧的第2面(背面)11b上，分别设置有由多个层(膜)层叠而成的层叠体15。该层叠体15例如包含由金属等导体制成的配线层17和由树脂等绝缘体制成的绝缘层19，通过绝缘层19将相邻的配线层17之间绝缘。
并且，在玻璃基板11上形成有从第1面11a朝向第2面11b贯通的贯通孔11c。在贯通孔11c中埋入有由金属等导体制成的电极21。第1面11a侧的配线层17与第2面11b侧的配线层17经由该电极21来连接。
另外，在本实施方式中，例示了在玻璃基板11的第1面11a和第2面11b的两个面上具有层叠体15的材料基板1，但层叠体15也可以仅设置在第1面11a和第2面11b中的一方上。在该情况下，还能够省略贯通孔11c或电极21等。并且，层叠体15(配线层17、绝缘层19)、贯通孔11c、电极21等的结构和形成方法等也没有特别的限制。
通过沿着分割预定线13对这样构成的材料基板1进行分割，能够制造出多个中介层3(参照图3的(B))。在本实施方式的中介层的制造方法中，首先，进行切削槽形成工序，使第1切削刀具沿着分割预定线13切入层叠体15的露出面，在层叠体中形成未到达玻璃基板11的深度的切削槽。
图2的(A)和图2的(B)是用于说明切削槽形成工序的局部剖视侧视图。在该切削槽形成工序中，例如，使用环状的切削刀具(第1切削刀具)2，该切削刀具2利用树脂或金属等结合材料将金刚石等磨粒固定并形成为规定的宽度(水平方向上的长度、厚度)。
构成切削刀具2的磨粒或树脂的材质根据层叠体15的材质等而适当设定。切削刀具2所包含磨粒的粒径并没有特别的限制，但例如为20μm～40μm左右，优选为25μm～35μm左右(代表性的是30μm左右)。切削刀具2的宽度也没有特别的限制，但例如为150μm～500μm，优选为200μm～300μm左右。
该切削刀具2安装在作为与水平方向大致平行的旋转轴的主轴(未图示)的一端侧。主轴的另一端侧与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，安装于主轴的切削刀具2通过从该旋转驱动源传递的力而旋转。
在切削槽形成工序中，首先，将材料基板1保持成使玻璃基板11的第1面11a侧朝向上方。例如，能够使用卡盘工作台(未图示)等来进行材料基板1的保持。接着，对材料基板1与切削刀具2的相对的位置进行调整，使切削刀具2在任意的分割预定线13的延长线上对齐。
并且，将切削刀具2的下端对齐在比第1面11a侧的层叠体15的露出面15a低且比玻璃基板11的第1面11a高的位置。之后，使切削刀具2旋转而使材料基板1和切削刀具2沿着与作为对象的分割预定线13平行的方向相对地移动。
由此，如图2的(A)所示，使切削刀具2沿着作为对象的分割预定线13切入第1面11a侧的层叠体15的露出面15a，能够在第1面11a侧的层叠体15中形成未到达玻璃基板11的深度的切削槽15b。
另外，切削刀具2的下端的位置被调整为从切削槽15b的底部到玻璃基板11的第1面11a的距离例如为1μm～30μm左右(优选为2μm～20μm左右)。即，沿着分割预定线13留下例如厚度为1μm～30μm左右(优选为2μm～20μm左右)的层叠体15。由此，能够适当缓和因受热而在中介层3的端部产生的力，防止层叠体15的剥离。
在沿着作为对象的分割预定线13在第1面11a侧的层叠体15中形成了切削槽15b之后，重复进行上述的动作而沿着全部的分割预定线13在第1面11a侧的层叠体15中形成切削槽15b。之后，使材料基板1的上下翻转而如图2的(B)所示，按照同样的过程在第2面11b侧的层叠体15中形成切削槽15b。当沿着全部的分割预定线13在第2面11b侧的层叠体15中形成切削槽15b时，切削槽形成工序结束。
另外，在本实施方式中，当在第1面11a侧的层叠体15中形成了切削槽15b之后，在第2面11b侧的层叠体15中形成切削槽15b，但也可以在第2面11b侧的层叠体15中形成了切削槽15b之后，在第1面11a侧的层叠体15中形成切削槽15b。
在切削槽形成工序之后，进行分割工序，使宽度比切削槽15b窄的切削刀具(第2切削刀具)沿着切削槽15b切入玻璃基板11，对玻璃基板11进行分割而制造出多个中介层3。图3的(A)是用于说明分割工序的局部剖视侧视图。
在该分割工序中，使用切削刀具(第2切削刀具)4，该切削刀具4利用树脂或金属等结合材料将金刚石等磨粒固定并形成为比切削槽15b窄的宽度。构成切削刀具4的磨粒或树脂的材质根据玻璃基板11的材质等而适当设定。
切削刀具4所包含的磨粒的粒径并没有特别的限制，但例如为5μm～20μm左右，优选为15μm左右。另一方面，切削刀具4的宽度需要比切削槽15b的宽度(即，切削刀具2的宽度)窄。具体来说，例如为50μm～150μm左右，优选为75μm～125μm左右(代表性的是100μm左右)。由此，能够在所制造的中介层3的端部留下较薄的层叠体15。
该切削刀具4也安装在作为与水平方向大致平行的旋转轴的主轴(未图示)的一端侧。主轴的另一端侧与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，安装于主轴的切削刀具4通过从该旋转驱动源传递的力而旋转。
在分割工序中，首先，将材料基板1保持成使玻璃基板11的第1面11a侧朝向上方。例如，能够使用卡盘工作台(未图示)等来进行材料基板1的保持。接着，对材料基板1与切削刀具4的相对的位置进行调整，使切削刀具4在任意的切削槽15b(分割预定线13)的延长线上对齐。
并且，使切削刀具4的下端对齐在比形成于第2面11b侧的层叠体15中的切削槽15b的底部低的位置。之后，使切削刀具4旋转而使材料基板1和切削刀具4沿着与作为对象的切削槽15b(分割预定线13)平行的方向相对地移动。
由此，如图3的(A)所示，使切削刀具4沿着作为对象的切削槽15b(分割预定线13)切入玻璃基板11，能够对玻璃基板11进行分割。在沿着作为对象的切削槽15b(分割预定线13)对玻璃基板11进行了分割之后，重复进行上述的动作而沿着全部的切削槽15b(分割预定线13)对玻璃基板11进行分割。
当沿着全部的切削槽15b(分割预定线13)对玻璃基板11进行分割而完成多个中介层3时，分割工序结束。另外，在本实施方式中，使切削刀具4从第1面11a侧切入玻璃基板11，但也可以将材料基板1保持成使第2面11b侧朝向上方并使切削刀具4从第2面11b侧切入玻璃基板11。
图3的(B)是示意性地示出通过本实施方式制造的中介层3的结构例的立体图。如图3的(B)所示，在通过本实施方式制造的中介层3的端部，层叠体15比其他的区域薄。由此，能够通过玻璃基板11与层叠体15的热膨胀系数的差别将产生于端部的力(例如，内部应力)抑制为较小，防止层叠体15的剥离。即，能够提高中介层3的耐热性。
如以上那样，根据本实施方式的中介层的制造方法，在沿着分割预定线(间隔道)13在层叠体15中形成了未到达玻璃基板11的深度的切削槽15b之后，使宽度比该切削槽15b窄的切削刀具4沿着切削槽15b切入玻璃基板11，因此在所制造的中介层3的端部留下较薄的层叠体。
当对端部的层叠体较厚的以往的中介层进行加热时，因玻璃基板与层叠体的热膨胀系数的差别而引起的较大的力作用于端部，层叠体容易从玻璃基板剥离。与此相对，在通过本实施方式制造的中介层3中，由于端部的层叠体15变薄，所以与通过以往的方法制造的中介层相比不容易对端部作用将层叠体15剥离的较大的力。
也就是说，即使对通过本实施方式制造的中介层3进行加热，层叠体15也不容易从玻璃基板11剥离。这样，根据本实施方式的中介层的制造方法，能够提高使用了玻璃基板11的中介层3的耐热性。
为了确认该耐热性，进行了将低温处理(-55℃、15分钟)和高温处理(125℃、15分钟)分别重复500次的温度循环试验(TCT：Temperature Cycling Test)，结果在本实施方式的中介层6中，在全部30个样品中没有发现层叠体15的剥离。另一方面，在端部的层叠体较厚的以往的中介层中，在全部30个样品中发现了层叠体的剥离。
另外，本发明并不限于上述实施方式的记载，能够实施各种变更。例如，也可以代替形成切削槽15b的切削槽形成工序而进行利用激光束形成激光加工槽的激光加工槽形成工序。图4的(A)是用于说明激光加工槽形成工序的局部剖视侧视图。
在该激光加工槽形成工序中，例如，使用激光照射单元6，该激光照射单元6用于照射适合于激光加工槽的形成的激光束L。激光照射单元6具有聚光用的透镜(未图示)，使由激光振荡器(未图示)脉冲振荡出的激光束L照射并会聚在规定的位置。激光振荡器构成为能够脉冲振荡出对于层叠体15(特别是绝缘层19)具有吸收性的波长(容易被吸收的波长)的激光束L。
在激光加工槽形成工序中，首先，将材料基板1保持成使玻璃基板11的第1面11a侧朝向上方。例如，能够使用卡盘工作台(未图示)等来进行材料基板1的保持。接着，对材料基板1与激光照射单元6的相对的位置进行调整，使激光照射单元6在任意的分割预定线13的延长线上对齐。
然后，一边从激光照射单元6照射激光束L，一边使材料基板1和激光照射单元6沿着与作为对象的分割预定线13平行的方向相对地移动。由此，如图4的(A)所示，沿着作为对象的分割预定线13对第1面11a侧的层叠体15的露出面15a照射激光束L，能够对该第1面11a侧的层叠体15进行烧蚀加工而形成激光加工槽15c。
其中，在能够在第1面11a侧的层叠体15中形成未到达玻璃基板11的深度的激光加工槽15c的范围内对使激光束L会聚的聚光点的位置、激光束L的光斑直径以及激光束L的输出等条件进行调整。具体来说，按照沿着分割预定线13留下例如厚度为1μm～30μm左右(优选为2μm～20μm左右)的层叠体15的条件照射激光束L。由此，能够防止因受热引起的层叠体15的剥离。
在沿着作为对象的分割预定线13在第1面11a侧的层叠体15中形成了激光加工槽15c之后，重复进行上述的动作而沿着全部的分割预定线13在第1面11a侧的层叠体15中形成激光加工槽15c。之后，使材料基板1的上下翻转而按照同样的过程在第2面11b侧的层叠体15中形成激光加工槽15c。当沿着全部的分割预定线13在第2面11b侧的层叠体15中形成激光加工槽15c时，激光加工槽形成工序结束。
另外，这里，当在第1面11a侧的层叠体15中形成了激光加工槽15c之后，在第2面11b侧的层叠体15中形成激光加工槽15c，但也可以在第2面11b侧的层叠体15中形成了激光加工槽15c之后，在第1面11a侧的层叠体15中形成激光加工槽15c。
在激光加工槽形成工序之后，进行分割工序，使宽度比激光加工槽15c窄的切削刀具沿着激光加工槽15c切入玻璃基板11，对玻璃基板11进行分割而制造出多个中介层3。图4的(B)是用于说明在激光加工槽形成工序之后进行的分割工序的局部剖视侧视图。
按照与上述实施方式的分割工序同样的过程来进行该分割工序。另外，在该分割工序中，使用宽度形成为比激光加工槽15c窄的切削刀具8。构成切削刀具8的磨粒或树脂的材质根据玻璃基板11的材质等而适当设定。磨粒的粒径或切削刀具8的厚度的详细内容与切削刀具4相同。当沿着全部的切削槽15b(分割预定线13)对玻璃基板11进行分割而完成多个中介层3时，分割工序结束。
另外，上述实施方式的构造、方法等只要在不脱离本发明的目的的范围内便能够适当变更而实施。

Claims (3)

1.一种中介层的制造方法，从材料基板制造出多个中介层，该材料基板具有玻璃基板和层叠体，其中，该玻璃基板被呈格子状设定的多条分割预定线划分成多个区域，该层叠体层叠在该玻璃基板的第1面或与该第1面相反的一侧的第2面上，并且该层叠体包含绝缘层和配线层，该中介层的制造方法的特征在于，包含如下的工序：
切削槽形成工序，使第1切削刀具沿着该分割预定线切入该层叠体的露出面，在该层叠体中形成未到达该玻璃基板的深度的切削槽；以及
分割工序，使宽度比该切削槽窄的第2切削刀具沿着该切削槽切入该玻璃基板，对该玻璃基板进行分割而制造出多个中介层。
2.根据权利要求1所述的中介层的制造方法，其特征在于，
所述第2切削刀具所包含的磨粒的粒径比所述第1切削刀具所包含的磨粒的粒径小。
3.一种中介层的制造方法，从材料基板制造出多个中介层，该材料基板具有玻璃基板和层叠体，其中，该玻璃基板被呈格子状设定的多条分割预定线划分成多个区域，该层叠体层叠在该玻璃基板的第1面或与该第1面相反的一侧的第2面上，并且该层叠体包含绝缘层和配线层，该中介层的制造方法的特征在于，包含如下的工序：
激光加工槽形成工序，沿着该分割预定线对该层叠体的露出面照射对于该层叠体具有吸收性的波长的激光束，在该层叠体中形成未到达该玻璃基板的深度的激光加工槽；以及
分割工序，使宽度比该激光加工槽窄的切削刀具沿着该激光加工槽切入该玻璃基板，对该玻璃基板进行分割而制造出多个中介层。
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