JP2014220418A - 積層ウェーハの加工方法及び粘着シート - Google Patents

Abstract

【課題】積層ウェーハを適切に分割可能な積層ウェーハの加工方法、及び当該積層ウェーハの加工方法に使用される粘着シートを提供する。【解決手段】積層ウェーハ（２）のチップ（１２）側に粘着シート（１４）を貼着する粘着シート貼着ステップと、積層ウェーハのウェーハ（４）の裏面（４ｂ）側から分割予定ライン（１０）に沿ってウェーハを分割する分割ステップと、を備え、粘着シートは、基材層（１６ａ）と、基材層に設けられた糊層（１６ｂ）と、積層ウェーハの外周余剰領域（８）に対応して設けられ、上面がウェーハに対して接着性を示す突起部（１８）と、を有し、積層ウェーハのチップが粘着シートの糊層に貼着され、外周余剰領域が突起部で支持された状態で、積層ウェーハを分割する分割ステップが実施される構成とした。【選択図】図５

Description

本発明は、ウェーハ上に複数のチップが配置された積層ウェーハの加工方法、及び当該積層ウェーハの加工方法に使用される粘着シートに関する。

近年、集積回路等が形成されたチップを厚み方向に積層する三次元実装技術が注目されている。三次元実装技術の一つであるチップ・オン・ウェーハ（ＣｏＷ：Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｗａｆｅｒ）では、支持基板となるウェーハ上に複数のチップを配置して積層ウェーハを形成する（例えば、特許文献１参照）。

この積層ウェーハを各チップのサイズに分割することで、複数のチップが積層配置された積層チップを形成できる。積層ウェーハは、例えば、切削ブレードを備える切削装置で各チップのサイズに分割される（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２−２０９５２２号公報 特開２００７−２１４２０１号公報

ところで、上述のチップ・オン・ウェーハの支持基板として、配置されるチップに対応するバンプ（電極）等を備えたインターポーザウェーハを用いることがある。インターポーザウェーハを用いて形成された積層ウェーハの分割後には、インターポーザウェーハ側を上方に位置付けるように積層チップを粘着シートに支持させて、バンプ等の検査が行われる。

この検査の前工程を簡略化するには、積層ウェーハのチップ側に粘着シートを貼着して、インターポーザウェーハ側を上方に位置付けた状態で積層ウェーハを分割すれば良い。

しかしながら、インターポーザウェーハの外周領域（外周余剰領域）にはチップが配置されていないので、この方法では、インターポーザウェーハの外周領域を粘着シートで支持できない。

そのため、この方法を用いてインターポーザウェーハを分割すると、外周領域とチップの配置領域（チップ領域）との境界にクラックを生じる恐れがある。また、外周領域を分割した端材チップが飛散して、インターポーザウェーハやチップを損傷させる恐れもある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、積層ウェーハを適切に分割可能な積層ウェーハの加工方法、及び当該積層ウェーハの加工方法に使用される粘着シートを提供することである。

本発明によれば、ウェーハと、交差する複数の分割予定ラインで区画された該ウェーハの表面の各領域にそれぞれ積層されたチップと、を備え、複数の該チップが積層されたチップ領域と、該チップ領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該チップ領域と該外周余剰領域との間に段差が形成された積層ウェーハの加工方法であって、積層ウェーハの該チップ側に粘着シートを貼着する粘着シート貼着ステップと、該粘着シート貼着ステップを実施した後、該積層ウェーハのウェーハ裏面側から分割予定ラインに沿ってウェーハを分割する分割ステップと、を備え、該粘着シートは、基材層と、該基材層上に配設された糊層と、該積層ウェーハの該外周余剰領域に対応して該糊層上に形成された突起部と、を有し、少なくとも該突起部の上面は該ウェーハに対して接着性を有し、該粘着シート貼着ステップを実施した後、該積層ウェーハの該チップが該粘着シートの該糊層に貼着されるとともに該外周余剰領域が該突起部で支持された状態で該積層ウェーハに該分割ステップが実施されることを特徴とする積層ウェーハの加工方法が提供される。

また、前記積層ウェーハの加工方法においては、前記分割ステップでは、レーザビームまたは切削ブレードでウェーハが分割されることが好ましい。

また、本発明によれば、前記積層ウェーハの加工方法で使用される粘着シートであって、基材層と、該基材層上に配設された糊層と、前記積層ウェーハの前記外周余剰領域に対応して該糊層上に形成された突起部と、を有し、少なくとも該突起部の上面が該積層ウェーハの該ウェーハに対して接着性を有することを特徴とする粘着シートが提供される。

本発明によれば、積層ウェーハの外周余剰領域に対応して突起部を備える粘着シートを用いて、積層ウェーハの外周余剰領域を粘着シートの突起部に支持させた状態で積層ウェーハを分割するので、分割の際の積層ウェーハの撓みを低減できる。その結果、外周余剰領域とチップ領域との境界においてクラックの発生を抑制できる。

また、積層ウェーハの外周余剰領域は粘着シートの突起部に接着されるので、外周余剰領域を分割した端材チップの飛散を抑制して積層ウェーハの損傷を防止できる。このように、本発明によれば、積層ウェーハを適切に分割できる。

本実施の形態に係る積層ウェーハの構成例を示す斜視図である。 本実施の形態で使用される粘着シートの構成例を示す斜視図である。 本実施の形態の粘着シート貼着ステップを模式的に示す斜視図である。 本実施の形態の粘着シート貼着ステップを模式的に示す一部断面側面図である。 本実施の形態の分割ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、切削ブレードでウェーハを切削し分割する積層ウェーハの加工方法を説明するが、本発明の積層ウェーハの加工方法はこれに限定されない。例えば、レーザビームでウェーハを加工し分割する積層ウェーハの加工方法でも良い。

本実施の形態の積層ウェーハの加工方法は、粘着シート貼着ステップ（図３及び図４参照）と、分割ステップ（図５参照）とを含む。なお、分割ステップは、切削ブレード等の加工手段を備える加工装置（切削装置）で実施される。

粘着シート貼着ステップでは、複数のチップ１２が配置された積層ウェーハ２のチップ１２側（表面側）に、積層ウェーハ２の外周余剰領域８に対応する突起部１８を備えた粘着シート１４を貼着する。

分割ステップでは、ウェーハ４の裏面４ｂ側（積層ウェーハ２の裏面側）から切削ブレード２６を切り込ませ、分割予定ライン（ストリート）１０（図１参照）に沿ってウェーハ４を分割する。以下、本実施の形態に係る積層ウェーハの加工方法を詳述する。

図１は、本実施の形態に係る積層ウェーハの加工方法の対象となる積層ウェーハの構成例を示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態の積層ウェーハ２は、円盤状の外形を有するウェーハ４を備えている。ウェーハ４は、代表的には、バンプ（不図示）等が形成されたインターポーザウェーハであり、中央のチップ領域６と、チップ領域６を囲む外周余剰領域８とを有する。

ウェーハ４の表面４ａ側のチップ領域６は、交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１０で複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイスを備えた所定厚みのチップ１２が配置されている。これにより、チップ領域６と外周余剰領域８との間には段差が生じている。

本実施の形態の加工方法では、まず、上述した積層ウェーハ２のチップ１２側（表面側）に、粘着シート１４を貼着する粘着シート貼着ステップを実施する。図２は、本実施の形態で使用される粘着シートの構成例を示す斜視図である。

図２に示すように、本実施の形態で使用される粘着シート１４は、基材シート１６を備えている。基材シート１６は、積層ウェーハ２の表面側の全体を覆うことができる程度の面積を有しており、フィルム状の基材層１６ａ（図４及び図５参照）と、基材層１６ａに設けられた糊層１６ｂ（図４及び図５参照）とで構成されている。

基材シート１６の基材層１６ａは、ＰＯ（ポリオレフィン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂材料で形成されている。糊層１６ｂは、ゴムやアクリル等の樹脂材料で形成されており、積層ウェーハ２のチップ１２に対して接着性を示す。

基材シート１６の糊層１６ｂ側には、積層ウェーハ２の外周余剰領域８（ウェーハ４の外周余剰領域８）に対応する円環状の突起部１８が設けられている。この突起部１８は、積層ウェーハ２のチップ１２と同程度の厚みを有する基材層１８ａ（図４及び図５参照）と、基材層１８ａに設けられた糊層１８ｂ（図４及び図５参照）とで構成されている。なお、糊層１８ｂは、基材シート１６とは反対側（突起部１８の上面側）に設けられる。

突起部１８の基材層１８ａは、ＰＯ（ポリオレフィン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の柔軟性を有する樹脂材料で形成されている。糊層１８ｂは、ゴムやアクリル等の樹脂材料で形成されており、積層ウェーハ２の外周余剰領域８に対して接着性を示す。

突起部１８は、例えば、基材層１８ａと糊層１８ｂとを備えるテープ等を、基材シート１６（糊層１６ｂ）において積層ウェーハ２の外周余剰領域８と対応する位置に接着することで形成される。ただし、突起部１８はこれに限定されない。突起部１８は、後述する分割ステップにおいて、外周余剰領域８が撓まない程度に積層ウェーハ２を支持できれば良い。

例えば、積層ウェーハ２の外周余剰領域８と対応する位置に光硬化型の樹脂（代表的には、紫外線硬化樹脂）を塗布し、突起部１８として用いても良い。この場合、粘着シート貼着ステップを実施した後、分割ステップの前に、光（紫外線）を照射して樹脂を硬化させる。

また、基材シート１６の糊層１６ｂと同一の材料で突起部１８を構成しても良い。この場合、例えば、基材シート１６を形成する際に、積層ウェーハ２の外周余剰領域８と対応する位置の糊層１６ｂを厚くすれば良い。もちろん、基材シート１６の形成後に、積層ウェーハ２の外周余剰領域８と対応する位置の糊層１６ｂを厚くしても良い。

突起部１８の内周の径ｄは、ウェーハ４の外周の径より小さく設定される。一方で、突起部１８の外周の径Ｄは、ウェーハ４の外周の径より大きく設定されることが好ましい。これにより、積層ウェーハ２に粘着シート１４を貼着する際の位置決め精度の要求が緩和され、粘着シート貼着ステップを容易に実施できるようになる。

このように構成された粘着シート１４を、積層ウェーハ２のチップ１２側（表面側）に貼着する。図３は、粘着シート貼着ステップを模式的に示す斜視図であり、図４は、粘着シート貼着ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

粘着シート貼着ステップでは、図３及び図４に示すように、まず、粘着シート１４を環状のフレーム２０に貼着する。具体的には、粘着シート１４の突起部１８を、フレーム２０の中央に形成された開口部２０ａ内に位置付けるようにする。その後、粘着シート１４を、環状フレーム２０の形状に合わせて裁断する。

次に、積層ウェーハ２のチップ１２側を、フレーム２０に貼着された粘着シート１４の突起部１８側に対向させて、粘着シート１４の突起部１８と積層ウェーハ２の外周余剰領域８とが重なるように位置を合わせる。そして、粘着シート１４と積層ウェーハ２とを接近させて、粘着シート１４を積層ウェーハ２に貼着する。

その結果、積層ウェーハ２のチップ領域６に設けられた複数のチップ１２には、突起部１８で囲まれた領域に相当する基材シート１６が接着され、積層ウェーハ２の外周余剰領域８には、突起部１８が接着される。

突起部１８は、チップ１２と同程度の厚みに形成されているので、ウェーハ４の表面４ａ（または、裏面４ｂ）の高さ位置（基材シート１６を基準とする高さ位置）は、チップ領域６と、粘着シート１４の突起部１８に支持される外周余剰領域８とで同程度になる。

そのため、後の分割ステップにおいて、ウェーハ４の外周余剰領域８の撓みを抑制できる。なお、この粘着シート貼着ステップは、例えば、オペレータの手作業で実施されるが、シート貼着装置などを用いてオペレータの手を介さずに実施されても良い。

粘着シート貼着ステップの後には、積層ウェーハ２を分割する分割ステップを実施する。図５は、分割ステップを模式的に示す一部断面側面図である。分割ステップでは、まず、粘着シート１４を介してフレーム２０に支持された積層ウェーハ２を、保持テーブル２２に保持させる。

具体的には、保持テーブル２２が備えるクランプ２４でフレーム２０を固定し、積層ウェーハ２のチップ１２側を、粘着シート１４を介して保持テーブル２２に吸着保持させる。

次に、切削ブレード２６の位置を分割予定ライン１０（図５において不図示、図１参照）に合わせ、回転する切削ブレード２６をウェーハ４の裏面４ｂ側に切り込ませて加工送りする。この加工送りと、加工送りの方向に対して垂直な方向への割り出し送りとを繰り返し行うことで、積層ウェーハ２は分割予定ライン１０に沿って分割される。

なお、切削ブレード２６の切り込み深さは、ウェーハ４を完全に切断できる深さであれば特に限定されない。例えば、粘着シート１４の基材シート１６に至る深さでも良いし、それより浅くても構わない。

このように、本実施の形態の積層ウェーハの加工方法によれば、積層ウェーハ２の外周余剰領域８に対応して突起部１８を備える粘着シート１４を用いて、積層ウェーハ２の外周余剰領域８を粘着シート１４の突起部１８に支持させた状態で積層ウェーハ２を分割するので、分割の際の積層ウェーハ２の撓みを低減できる。その結果、外周余剰領域８とチップ領域６との境界においてクラックの発生を抑制できる。

また、積層ウェーハ２の外周余剰領域８は粘着シート１４の突起部１８に接着されるので、外周余剰領域８を分割した端材チップの飛散を抑制して積層ウェーハ２の損傷を防止できる。このように、本発明によれば、積層ウェーハ２を適切に分割できる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、切削ブレード２６を用いて積層ウェーハ２を加工する積層ウェーハの加工方法を示しているが、レーザビームを照射して積層ウェーハ２を加工する積層ウェーハの加工方法としても良い。この場合には、レーザビームを照射可能なレーザ加工ヘッドを備える加工装置（レーザ加工装置）が用いられる。

また、上記実施の形態では、粘着シート貼着ステップにおいて、粘着シート１４をフレーム２０に貼着して裁断した後に、粘着シート１４を積層ウェーハ２に貼着しているが、粘着シート貼着ステップはこれに限定されない。

例えば、粘着シート１４を積層ウェーハ２に貼着してからフレーム２０に貼着し、その後、粘着シート１４を裁断するようにしても良い。この場合、粘着シート１４と積層ウェーハ２との貼着時に粘着シート１４がフレーム２０に貼着されていないので、粘着シート１４と積層ウェーハ２との面接触を防ぐことができる。これにより、積層ウェーハ２と粘着シート１４との界面における気泡の発生を抑制できる。

その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ 積層ウェーハ
４ ウェーハ
４ａ 表面
４ｂ 裏面
６ チップ領域
８ 外周余剰領域
１０ 分割予定ライン（ストリート）
１２ チップ
１４ 粘着シート
１６ 基材シート
１６ａ 基材層
１６ｂ 糊層
１８ 突起部
１８ａ 基材層
１８ｂ 糊層
２０ フレーム
２０ａ 開口部
２２ 保持テーブル
２４ クランプ
２６ 切削ブレード

Claims (3)

1. ウェーハと、交差する複数の分割予定ラインで区画された該ウェーハの表面の各領域にそれぞれ積層されたチップと、を備え、複数の該チップが積層されたチップ領域と、該チップ領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該チップ領域と該外周余剰領域との間に段差が形成された積層ウェーハの加工方法であって、
   積層ウェーハの該チップ側に粘着シートを貼着する粘着シート貼着ステップと、
   該粘着シート貼着ステップを実施した後、該積層ウェーハのウェーハ裏面側から分割予定ラインに沿ってウェーハを分割する分割ステップと、を備え、
   該粘着シートは、基材層と、該基材層上に配設された糊層と、該積層ウェーハの該外周余剰領域に対応して該糊層上に形成された突起部と、を有し、少なくとも該突起部の上面は該ウェーハに対して接着性を有し、
   該粘着シート貼着ステップを実施した後、該積層ウェーハの該チップが該粘着シートの該糊層に貼着されるとともに該外周余剰領域が該突起部で支持された状態で該積層ウェーハに該分割ステップが実施されることを特徴とする積層ウェーハの加工方法。
2. 前記分割ステップでは、レーザビームまたは切削ブレードでウェーハが分割されることを特徴とする請求項１に記載の積層ウェーハの加工方法。
3. 請求項１または２に記載の積層ウェーハの加工方法で使用される粘着シートであって、
   基材層と、
   該基材層上に配設された糊層と、
   前記積層ウェーハの前記外周余剰領域に対応して該糊層上に形成された突起部と、を有し、
   少なくとも該突起部の上面が該積層ウェーハの該ウェーハに対して接着性を有することを特徴とする粘着シート。

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