JP2018098294A - デバイスチップの製造方法、及び、積層チップの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デバイスチップの損傷発生を抑制し、ワイヤーボンディングの不良を防止する。【解決手段】第１のストリートに沿ってウェーハの内部に第１の改質層を形成する第１の改質層形成ステップと、第２のストリートに沿ってウェーハの内部に第２の改質層を形成する第２の改質層形成ステップと、ウェーハの裏面を研削して所定の厚さへ薄化するとともにウェーハを個々のデバイスチップへと分割する研削ステップと、を備え、該第２の改質層は、それぞれ、該第１のストリートの一つを境に一方側の第１の部分と、他方側の第２の部分と、を有し、該第２の改質層形成ステップでは、第２の改質層の第１の部分と、該第２の改質層の第２の部分と、を互いに第１の方向にずらして形成し、該第１の改質層形成ステップでは、該複数の電極のそれぞれから最も近い該第１の改質層までの距離が一定となるように、第１の改質層を該第２の方向にずらすことなく形成する。【選択図】図４

Description

本発明は、デバイスチップの製造方法、及び、複数のデバイスチップを積層することで構成された積層チップの製造方法に関する。

ＩＣ等のデバイスが形成された複数のデバイスチップを積層（スタック）させて積層チップを形成する技術が知られている。複数のデバイスチップを積層させて積層チップを形成して所定の対象に実装すると、該複数のデバイスチップを個別に実装するよりも、実装に必要な面積が小さくなる。

積層チップを構成するそれぞれのデバイスチップの電極（端子）には、例えば、金属等の導電体で形成されたワイヤーが接続され、該ワイヤーを通して信号のやり取り等が行われる。このように、電極にワイヤーを接続することはワイヤーボンディングと呼ばれる。

デバイスチップを積層させて積層チップを形成するとき、各デバイスチップを完全に重ねると、最上層以外のデバイスチップの電極を露出できなくなる。この場合には、電極へワイヤーを接続する経路が塞がれてしまうので、各電極にワイヤーを接続できない。そのため、デバイスチップを積層するとき、それぞれのデバイスチップの電極の直上に他のデバイスチップを重ねないように、各デバイスチップを互いにずらし、それぞれの電極を露出させるように積層する。

各デバイスチップでは、積層チップを構成する各デバイスチップの電極がすべて露出されるように、例えば、各デバイスチップの一辺に沿ってそれぞれのデバイスチップのすべての電極が配設される。すると、その一辺が覆われないように上層のデバイスチップをずらして重ねることで、各デバイスチップのすべての電極を露出させることができる。

ところで、デバイスチップを製造するには、まず、略円板形状のウェーハの表面に格子状に設定された複数のストリート（分割予定ライン）により区画される各領域にデバイスを形成する。次に、該ウェーハを該ストリートに沿って分割して、個別のデバイスチップを形成する。

ウェーハを分割するには、例えば、レーザ加工装置により格子状の該ストリートに沿ってウェーハ中に分割の起点となる改質層を形成し、次に、該ウェーハに外力を作用させて該改質層からウェーハの厚さ方向にクラックを伸長させる。該クラックが伸長してウェーハを厚さ方向に貫くに至ると、該ウェーハは分割される。

近年、デバイスチップの省スペース化のために、製造したデバイスチップの裏面側を研削することによる、デバイスチップの薄化が検討されている。該薄化はウェーハを分割する前に実施してもよく、その場合、該ウェーハを薄化した後に該ウェーハを分割することで個々のデバイスチップを形成する。

さらに、ウェーハの裏面側の研削と、デバイスチップへの分割と、を同時に実施する加工方法が検討され実用されている。該加工方法では、予めレーザ加工装置によりストリートに沿ってウェーハ中に改質層を形成しておき、その後、該ウェーハの裏面側を研削してウェーハを薄化するとともに該改質層からクラックを伸長させて、ウェーハを分割する。このように、分割と研削とを同時に実施するとウェーハの加工方法を簡略化できる。

特開平６−３７２５０号公報 特開２００１−１９６５２６号公報 国際公開第０３／０７７２９５号

ウェーハの分割と研削とを同時に実施する加工方法では、研削によりストリートに沿ってウェーハを分離する隙間が形成されて、個々のデバイスチップが形成されるが、該隙間は非常に狭い。そして、該隙間が形成された後もデバイスチップが所定の厚さになるまで研削は継続されるため、研削の際に加わる力によって、形成された各デバイスチップが個別に移動する。

格子状のストリートに沿ってウェーハが分割されると、複数のデバイスチップが碁盤の目状に密に配列された状態となる。そのため、さらなる研削によりデバイスチップが移動すると、デバイスチップの角部（コーナー）はその角部側に隣接する別のデバイスチップの角部に衝突する。デバイスチップの角部は衝撃に弱いので、互いの角部が接触して衝撃が加わるとそれぞれのデバイスチップに欠けやクラック等の損傷が生じ易くなる。損傷が生じたデバイスチップは不良となるため、角部同士の接触は特に問題である。

ところで、形成された上述のデバイスチップの各電極には上述の通りワイヤーボンディングが実施され、実装対象側の電極に対して電気的に接続される。このとき、デバイスチップの電極の位置が所定の位置から大きくずれている場合や、デバイスチップの電極のデバイスチップの外縁からの距離にばらつきがある場合、ボンディングが正しく実施されない場合がある。また、ワイヤーを接続できてもワイヤーの長さにばらつきが生じて、電気的な信号のやり取りにばらつきを生じる場合がある。

さらに、複数のデバイスチップを積層させて積層チップを形成する場合、デバイスチップの電極のデバイスチップの外縁からの距離が一定でなければ、各積層チップに同様にワイヤーを接続できずに、ワイヤーボンディングに不良等の問題を生じる場合がある。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、デバイスチップの角部の欠けやクラック等の損傷の発生を抑制できるとともに、デバイスチップの端子（電極）から各デバイスチップの外縁までの距離を一定にしてワイヤーボンディングの不良を防止できるデバイスチップの製造方法、及び、積層チップの製造方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、デバイスチップの製造方法であって、第１の方向に伸長する複数の第１のストリートと、該第１の方向と直交する第２の方向に伸長する複数の第２のストリートと、を有し、該第１のストリートと、該第２のストリートと、で区画された各領域にそれぞれデバイスが形成され、該デバイスは複数の電極を有し、該複数の電極は該ウェーハの該第１の方向に沿って整列して配設されたウェーハを準備するウェーハ準備ステップと、該ウェーハ準備ステップを実施した後、該第１のストリートに沿ってウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを照射してウェーハの内部に第１の改質層を形成する第１の改質層形成ステップと、該ウェーハ準備ステップを実施した後、該第２のストリートに沿ってウェーハに対して該レーザビームを照射してウェーハの内部に第２の改質層を形成する第２の改質層形成ステップと、該第１の改質層形成ステップと、該第２の改質層形成ステップと、を実施した後、ウェーハの裏面を研削してウェーハを所定の厚さへ薄化するとともに該第１の改質層と、該第２の改質層と、を起点にウェーハを個々のデバイスチップへと分割する研削ステップと、を備え、該第２の改質層は、それぞれ、該第１のストリートの一つを境に一方側の第１の部分と、他方側の第２の部分と、を有し、該第２の改質層形成ステップでは、第２の改質層の第１の部分と、該第２の改質層の第２の部分と、を互いに第１の方向にずらして形成し、該第１の改質層形成ステップでは、該複数の電極のそれぞれから最も近い該第１の改質層までの距離が一定となるように、第１の改質層を該第２の方向にずらすことなく形成することを特徴とするデバイスチップの製造方法が提供される。

本発明の他の一態様によれば、複数のチップが積層して構成された積層チップの製造方法であって、第１の方向に伸長する複数の第１のストリートと、該第１の方向と直交する第２の方向に伸長する複数の第２のストリートと、を有し、該第１のストリートと、該第２のストリートと、で区画された各領域にそれぞれデバイスが形成され、該デバイスは複数の電極を有し、該複数の電極は該ウェーハの該第１の方向に沿って整列して配設されたウェーハを準備するウェーハ準備ステップと、該ウェーハ準備ステップを実施した後、該第１のストリートに沿ってウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを照射してウェーハの内部に第１の改質層を形成する第１の改質層形成ステップと、該ウェーハ準備ステップを実施した後、該第２のストリートに沿ってウェーハに対して該レーザビームを照射してウェーハの内部に第２の改質層を形成する第２の改質層形成ステップと、該第１の改質層形成ステップと、該第２の改質層形成ステップと、を実施した後、ウェーハの裏面を研削してウェーハを所定の厚さへ薄化するとともに該第１の改質層と、該第２の改質層と、を起点にウェーハを個々のデバイスチップへと分割する研削ステップと、該研削ステップを実施した後、該電極が露出するように複数のデバイスチップを積層するデバイスチップ積層ステップと、を備え、該第２の改質層は、それぞれ、該第１のストリートの一つを境に一方側の第１の部分と、他方側の第２の部分と、を有し、該第２の改質層形成ステップでは、第２の改質層の第１の部分と、該第２の改質層の第２の部分と、を互いに第１の方向にずらして形成し、該第１の改質層形成ステップでは、該複数の電極のそれぞれから最も近い該第１の改質層までの距離が一定となるように、第１の改質層を該第２の方向にずらすことなく形成することを特徴とする積層チップの製造方法が提供される。

なお、本発明の一態様において、該電極は、該ウェーハを分割して形成されたデバイスチップの外周４辺中、１辺側に形成されていてもよい。

ウェーハに改質層を形成するとき、該第２の改質層形成ステップでは、第１のストリートを境にして一方側の第１の部分と、他方側の第２の部分と、を互いに第１の方向にずらして第２の改質層を形成する。すると、ウェーハが分割されて形成される複数のデバイスチップの角部同士は、ずらした距離の分だけ離れる。そのため、デバイスチップが移動しても角部同士が接触しにくくなり、角部の損傷の発生が抑制される。

例えば、デバイスチップにおいて、それぞれの電極を一つの方向に沿って整列して配設するとき、第１の方向ではなく第２の方向に沿って電極を配設すると、該電極からそれぞれのデバイスチップの外縁までの距離が一定ではなくなり問題となる。すなわち、第２の改質層の第１の部分と、第２の部分と、は第１の方向にずらして形成されるため、デバイスチップの外縁の位置が一定とはならない。すると、各電極のワイヤーボンディングに不良を生じる場合がある。

一方で、本発明の一態様では、それぞれのデバイスチップにおいて複数の電極が第１の方向に沿って整列して形成される。そのため、ウェーハが分割されて個々のデバイスチップが形成されたとき、該複数の電極からデバイスチップの外縁までの距離を一定にできる。すると、該複数の電極にワイヤーをボンディングするときに、ボンディング不良を生じにくくなり、該デバイスチップを積層して積層チップを安定的に製造できる。

さらに、複数の電極が第１の方向に沿って整列して形成されると、複数のデバイスチップを積層して積層チップを形成するとき、すべてのデバイスチップの電極を露出するように、デバイスチップを互いにずらして積層でき、該電極にワイヤーを接続できる。そのため、各デバイスチップを用いて積層チップを形成することができる。

したがって、本発明の一態様によりデバイスチップの角部への欠けやクラック等の損傷の発生を抑制できるとともに、デバイスチップの端子（電極）から各デバイスチップの外縁までの距離を一定としてワイヤーボンディングの不良を防止できるデバイスチップの製造方法、及び、積層チップの製造方法が提供される。

図１（Ａ）は、ウェーハ準備ステップを模式的に説明する斜視図であり、図１（Ａ）は、デバイス表面を模式的に説明する斜視図である。 改質層の形成を模式的に説明する部分断面図である。 研削ステップを模式的に説明する断面図である。 改質層の形成位置を模式的に説明する上面図である。 図５（Ａ）は、チップ積層ステップを説明する断面図であり、図５（Ｂ）は、積層チップを説明する断面図である。

本発明に係る実施形態について説明する。本実施形態に係るデバイスチップの製造方法、及び、積層チップの製造方法について説明する。本実施形態に係る製造方法では、まず、ウェーハを準備するウェーハ準備ステップを実施する。その後、該第１の改質層形成ステップと、第２の改質層形成ステップと、を実施する。その後、研削ステップを実施する。さらに、本実施形態に係る該積層チップの製造方法では、その後に、デバイスチップ積層ステップを実施する。

まず、ウェーハ準備ステップについて説明する。図１（Ａ）は、ウェーハ準備ステップで準備される該ウェーハの一例を示す斜視図である。ウェーハ１は、例えば、シリコン、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる基板である。

ウェーハ１の表面１ａは格子状に配列されたストリート３で複数の領域に区画されている。ストリート３は、第１の方向１ｃに伸長する第１のストリート３ａと、該第１の方向１ｃに交差する第２の方向１ｄに伸長するストリート３ｂと、を含む。そして、ストリート３により区画された各領域にはＩＣ等のデバイス５が形成されている。最終的に、ウェーハ１がストリート３に沿って分割されることで、個々のデバイスチップが形成される。

図１（Ｂ）は、デバイス５の表面を模式的に説明する斜視図である。図１（Ｂ）に示す通り、デバイス５の表面５ａには複数の電極５ｂを有し、該複数の電極５ｂは該ウェーハ１の該第１の方向１ｃに沿って整列して配設されている。ウェーハ１が分割されてデバイスチップが形成された後、該複数の電極５ｂにはそれぞれ、例えば、金属等の導電体からなるワイヤーが接続される。そして、該ワイヤーを通してデバイス５に対する電気信号等の入出力が行われる。

ウェーハ準備ステップにより該ウェーハ１が準備された後、該ウェーハ１に改質層を形成する前に、該ウェーハ１の表面１ａに表面保護テープを貼着する表面保護テープ貼着ステップを実施する。表面保護テープは、各ステップやウェーハ１の搬送等の際に加わる衝撃からウェーハ１の表面１ａ側を保護する。

表面保護テープは、可撓性を有するフィルム状の基材と、該基材の一方の面に形成された糊層（接着剤層）と、を有する。例えば、基材にはＰＯ（ポリオレフィン）が用いられる。ＰＯよりも剛性の高いＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等が用いられても良い。剛性の高い基材を用いると、デバイスチップの移動をより抑制できる。また、糊層（接着剤層）には、例えば、シリコーンゴム、アクリル系材料、エポキシ系材料等が用いられる。

なお、本実施形態にかかる製造方法において、表面保護テープ貼着ステップを実施しなくてもよい。

次に、本実施形態に係る第１の改質層形成ステップについて、図２を用いて説明する。図２は、改質層の形成を説明する部分断面図である。第１の改質層形成ステップは、準備ステップが実施された後、かつ、研削ステップが実施される前に実施される。

第１の改質層形成ステップでは、ウェーハ１の裏面１ｂ側からレーザビームを照射し、ウェーハ１の内部の所定の深さに集光させて、第１のストリート３ａに沿って第１の改質層９ａを形成する。第１の改質層形成ステップで使用されるレーザ加工装置２は、ウェーハ１を吸引保持するチャックテーブル４と、レーザビームを発振する加工ヘッド６と、を備える。

チャックテーブル４は上面側に多孔質部材を有する。該多孔質部材の上面はチャックテーブル４のウェーハ１を保持する保持面４ａとなる。チャックテーブル４は、吸引源（不図示）に接続された吸引路（不図示）を内部に有し、該吸引路の他端が該多孔質部材に接続されている。該保持面４ａ上にウェーハ１が載せ置かれ、該多孔質部材の孔を通して該ウェーハ１に対して該吸引源により生じた負圧が作用されると、ウェーハ１はチャックテーブル４に吸引保持される。

加工ヘッド６は、ウェーハ１が透過性を有する波長のレーザビームを発振してウェーハ１の内部の所定の深さに集光する機能を有し、該所定の深さに第１の改質層９ａを形成する。なお、該レーザビームには、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧを媒体として発振されるレーザビームが用いられる。

レーザ加工装置２はパルスモータ等を動力とする加工送り手段（加工送り機構、不図示）により、チャックテーブル４をレーザ加工装置２の加工送り方向（例えば、図２の矢印の方向）に移動できる。ウェーハ１の加工時等には、チャックテーブル４を加工送り方向に送ってウェーハ１を加工送りさせる。また、チャックテーブル４は保持面４ａに略垂直な軸の周りに回転可能であり、ウェーハ１の加工送りの方向を変えられる。

さらに、レーザ加工装置２はパルスモータ等を動力とする割り出し送り手段（割り出し送り機構、不図示）により、チャックテーブル４をレーザ加工装置２の割り出し送り方向（不図示）に移動できる。

第１の改質層形成ステップでは、まず、ウェーハ１の表面１ａを下側に向け、レーザ加工装置２のチャックテーブル４上にウェーハ１を載せ置く。そして、該チャックテーブル４から負圧を作用させて、ウェーハ１をチャックテーブル４の保持面４ａ上に吸引保持させる。ウェーハ１の表面１ａに表面保護テープ７が貼着されている場合、ウェーハ１は該表面保護テープ７を介してチャックテーブル４に保持される。

ウェーハ１を吸引保持させた後、第１のストリート３ａに沿って第１の改質層９ａを形成できるように、チャックテーブル４と加工ヘッド６との相対位置を調整する。次に、レーザ加工装置２の加工ヘッド６からウェーハ１の裏面１ｂにレーザビームを照射する。レーザビームをウェーハ１の所定の深さに集光させ第１の改質層９ａを形成する。第１のストリート３ａに沿って第１の改質層９ａが形成されるように、レーザビームを照射させながらチャックテーブル４を移動させてウェーハ１を加工送りする。

一つの第１のストリート３ａに沿って第１の改質層９ａが形成された後、ウェーハ１を割り出し送りして、隣接する第１のストリート３ａに沿って次々と第１の改質層９ａを形成する。

なお、レーザビームの照射条件次第では、第１の改質層９ａを形成した上、該第１の改質層９ａからウェーハ１の表面１ａに至るクラックを形成できる。このように、第１の改質層形成ステップにてクラックを形成できると、クラックを形成するためのステップを別途実施する必要がなく工程を簡略化できる。

次に、第２の改質層形成ステップについて説明する。第２の改質層形成ステップは、準備ステップが実施された後、かつ、研削ステップが実施される前に実施される。第２の改質層形成ステップでは、第１の改質層形成ステップと同様に、ウェーハ１の第２のストリート３ｂに沿ってウェーハ１にレーザビームを照射し、第２の改質層９ｂを形成する。

第２の改質層形成ステップでは、第１の改質層形成ステップに用いられるレーザ加工装置２（図２参照）と同様のレーザ加工装置を使用できる。第２の改質層形成ステップを第１の改質層形成ステップの後に実施する場合、そのまま図２に示すレーザ加工装置２を用いて第２の改質層形成ステップを実施してよい。

その場合、第１の改質層形成ステップを実施した後、ウェーハ１を吸引保持するチャックテーブル４を４分の１回転させ、チャックテーブル４の加工送り方向を第２の方向１ｄに沿った方向に変える。その後、ウェーハ１が透過性を有する波長のレーザビームをウェーハ１の裏面１ｂから第２のストリート３ｂに沿って照射することで、第２の改質層９ｂを形成する。さらに、第２の改質層形成ステップでは、レーザビームの照射条件を調整して第２の改質層９ｂからウェーハ１の表面１ａに至るクラックを形成してもよい。

なお、第１の改質層形成ステップで形成される第１の改質層９ａと、第２の改質層形成ステップで形成される第２の改質層９ｂと、は、ともにウェーハ１の裏面１ｂから所定の深さに形成される。換言すると、第１の改質層９ａと、第２の改質層９ｂと、はウェーハ１の表面１ａから所定の深さに形成される。

ところで、デバイスチップに該改質層が残ると、該改質層から不要なクラック等が生じてデバイスチップが損傷する場合がある。そのため、表面１ａからの該所定の深さとは、後の研削ステップで形成されるデバイスチップの仕上がり厚さよりも大きい深さである。すなわち、改質層は研削により除去される部分に形成する。例えば、ウェーハ１の表面１ａから８０μｍ程度の深さにこれらの改質層を形成し、デバイスチップの厚さを８０μｍよりも小さくすると、該改質層は形成されるデバイスチップに残らない。

次に、図３を用いて研削ステップについて説明する。該研削ステップは、第１の改質層形成ステップ、及び、第２の改質層形成ステップの後に実施される。該研削ステップでは、ウェーハ１の裏面１ｂ側が研削されウェーハ１が所定の厚さに薄化されるとともに、ウェーハ１が個々のデバイスチップに分割される。

第１の改質層形成ステップと、第２の改質層形成ステップと、において、それぞれ改質層からウェーハ１の表面１ａに至るクラックを形成していない場合は、該研削ステップにおいて該クラックを形成する。その場合、研削で生じる外力を該改質層に作用させてクラックを形成する。すべての改質層からウェーハ１の表面１ａに至るクラックが形成され、ウェーハ１が裏面１ｂから研削されて該改質層が除去されると、個々のデバイスチップが形成される。

図３は、研削ステップを模式的に説明する部分断面図である。本ステップでは研削装置８が用いられる。研削装置８は、研削ホイール１４に垂直な回転軸を構成するスピンドル１０と、該スピンドル１０の一端側に装着され下側に研削砥石１２を備える円盤状の研削ホイール１４と、を備える。該スピンドル１０の他端側にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、該モータが該スピンドル１０を回転させると、該スピンドル１０に装着された研削ホイール１４も回転する。

また、研削装置８は、研削ホイール１４と対面しウェーハ１等の被加工物を保持するチャックテーブル１６を有する。チャックテーブル１６上の保持面１６ａは、吸引源（不図示）に接続された多孔質部材で構成される。なお、チャックテーブル１６は、保持面１６ａに略垂直な軸の周りに回転可能である。さらに、研削装置８は、昇降機構（不図示）を有しており、研削ホイール１４は該昇降機構により加工送り（下降）される。

研削ステップでは、まず、ウェーハ１の表面１ａを下側に向け、チャックテーブル１６の保持面１６ａ上にウェーハ１を載せ置く。そして、該多孔質部材を通して該吸引源による負圧を作用させて、ウェーハ１をチャックテーブル１６上に吸引保持させる。ウェーハ１の表面１ａに表面保護テープ７が貼着されている場合、ウェーハ１は該表面保護テープ７を介してチャックテーブル１６に吸引保持される。

研削時には、チャックテーブル１６を回転させるとともに、スピンドル１０を回転させて研削ホイール１４を回転させる。チャックテーブル１６及び研削ホイール１４が回転している状態で、研削ホイール１４が加工送り（下降）されて研削砥石１２がウェーハ１の裏面１ｂに当たると、該裏面１ｂの研削が開始される。そして、ウェーハ１が所定の厚さとなるように研削ホイール１４をさらに加工送りする。

改質層９を形成する際に改質層９からウェーハ１の表面１ａに達するクラックを形成していない場合、または、該クラックの形成が不十分である場合、該研削ステップにて該クラックを形成する。すなわち、該研削により生じた力がウェーハ１の内部に作用して、改質層９からウェーハ１の厚さ方向にクラックを伸長させる。ウェーハ１の裏面１ｂを研削してストリートに沿って該クラックを形成し、ウェーハ１が所定の厚さに薄化されて改質層９が除去されると、個々のデバイスチップが形成される。

本実施形態に係る加工方法では、該研削ステップにおいてウェーハ１を薄化する際に、ウェーハ１が個々のデバイスチップに分割される。そのため、デバイスチップを分割するためだけに別のステップを実施する必要がなく、デバイスチップの作製工程が簡略化される。一方で、個々のデバイスチップが形成された後にも研削は続けられるので、個々のデバイスチップには、保持面１６ａに平行な面内の方向に力がかかり、個々のデバイスチップが該面内の方向に移動する場合がある。

ウェーハ１に形成されるすべての改質層９が、それぞれ対応するストリート３に沿って一直線状に形成される場合、研削により形成されたデバイスチップが移動すると、デバイスチップの角部はその角部側に隣接する別のデバイスチップの角部と衝突する。デバイスチップの角部は衝撃に弱いので、角部と角部との衝突により衝撃を受けると該デバイスチップに欠けやクラック等の損傷が生じる場合がある。

一方、本実施形態に係る製造方法では、第１のストリート３ａに沿って形成される第１の改質層９ａは一直線状に形成されるが、第２のストリート３ｂに沿って形成される第２の改質層９ｂは一直線状に形成されない。該第２の改質層９ｂは、該第１のストリート３ａの一つを境に一方側の第１の部分１１ａと、他方側の第２の部分１１ｂと、を有する。該第２の改質層形成ステップでは、第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａと、該第２の改質層９ｂの第２の部分１１ｂと、を互いに第１の方向３ｃにずらして形成する。

ウェーハ１に形成される第１の改質層９ａと、第２の改質層９ｂと、について、図４を用いて位置関係を説明する。図４は、第１の改質層形成ステップと、第２の改質層形成ステップと、を実施した後、研削ステップを実施する前におけるウェーハ１の改質層９を模式的に説明する平面図である。

図４に示す通り、該第２の改質層９ｂは、任意の該第１のストリート３ａを境に、一方側の第１の部分１１ａと、他方側の第２の部分１１ｂと、を有する。該第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａと、該第２の改質層９ｂの第２の部分１１ｂと、は一直線状ではなく、互いに第１の方向１ｃにずれている。

すると、デバイスチップが形成されるとき、ずれている距離（図４のｄ参照）の分だけデバイスチップの角部同士は離される。デバイスチップの角部同士が離されていると、デバイスチップの角部はその角部側に隣接するデバイスチップの角部と衝突しにくくなり、研削ステップでデバイスチップが移動してもデバイスチップは損傷しにくくなる。

第２の改質層形成ステップにおいて、第２の改質層９ｂをこのように形成するには、例えば、各第２のストリート３ｂに対して、レーザビームを２回ずつ照射すればよい。具体的には、まず、第２のストリート３ｂに第１の部分１１ａを形成するようにウェーハ１を加工送りしながら、ウェーハ１がデバイスチップの１辺の長さ程度加工送りされるたびに、レーザビームの発振と停止とを繰り返す。このとき、第２のストリート３ｂと第１のストリート３ａとの交差点付近でレーザビームの発振と停止とを切り替える。

次に、同じ第２のストリート３ｂに第２の部分１１ｂを形成するようにウェーハ１を距離ｄの分だけ第１の方向１ｃに割り出し送りする。そして、第２のストリート３ｂの第１の部分１１ａが形成されていない領域に対してレーザビームを同様に照射して第２の部分１１ｂを形成する。すると、第１の部分１１ａと、該第１の部分１１ａとは距離ｄだけ第１の方向１ｃにずれた第２の部分１１ｂと、が交互に並ぶように形成される。

さらに、第１の部分１１ａと、第２の部分１１ｂと、は別の方法で形成してもよい。例えば、ウェーハ１を第２のストリート３ｂに沿って加工送りしながら、照射するレーザビームが該交差点に差し掛かるたびに、ウェーハ１を第１の方向１ｃに距離ｄの分だけ割り出し送りして、第１の部分１１ａと、第２の部分１１ｂと、を交互に第１の方向１ｃにずれるように形成する。

ところで、研削ステップにおいて改質層９からウェーハ１の表面１ａに至るクラックが形成され、ウェーハ１が個々のデバイスチップに分割されるとき、形成されるデバイスチップの外縁の位置は、該改質層９の位置により決定される。ここで、本実施形態においては、デバイス５の複数の電極５ｂは、図１及び図４に示す通り、第１の方向１ｃに沿って整列するようにデバイス５上に形成される。

第１の改質層形成ステップでは、形成されるデバイスチップの外縁から該複数の電極５ｂまでの距離が一定となるように第１の改質層９ａが直線状に形成される。すると、形成されるデバイスチップの外縁からそれぞれの電極５ｂまでの距離が一定となるため、それぞれの電極へ同様にワイヤーを接続できる。

一方で、第１の改質層形成ステップで、第１の改質層９ａがこのように形成されず、複数の電極５ｂからそれぞれのデバイスチップの外縁までの距離が一定とならなければ、所定の条件でワイヤーボンディングを実施しても、同様に接続できない場合がある。

例えば、デバイスチップが所定の対象に実装されるとき、ワイヤーの長さが一定とならずに、それぞれのワイヤーの電気信号の伝送に関する性能にばらつきが生じる場合がある。また、ワイヤーが電極５ｂからずれて接続され、該伝送が不能になる場合もある。

このように、電極５ｂからデバイスチップの外縁までの距離が一定でなければ、ボンディング不良を生じる場合がある。そこで、本実施形態に係る製造方法では、ボンディング不良を防止するために、デバイス５の電極５ｂからデバイスチップの外縁までの距離が一定となるように第１の改質層９ａを形成する。

ここで、デバイスチップの角部同士の衝突による損傷の発生を防ぐ目的で、一つのストリートに沿って該ストリートに垂直な方向に所定の距離ずれるように第１の部分と第２の部分とを交互に有する該改質層９を形成するとき、上述した問題が生じる場合がある。すなわち、第１の改質層９ａに第１の部分と、第２の部分と、を設け、互いに第２の方向１ｄにずれるように形成すると、デバイスチップの外縁から電極５ｂまでの距離が各デバイスチップで一定とはならないため、ボンディング不良が発生してしまう場合がある。

そこで、本実施形態に係る製造方法では、デバイスチップの角部同士の衝突による損傷の発生を抑制すると当時に、ボンディング不良の発生を抑制するために、複数の電極５ｂが並ぶ方向と垂直な方向のストリートにおいて、改質層をずらして形成する。すると、デバイスチップに形成される複数の電極５ｂのそれぞれからデバイスチップの外縁までの距離が一定となる上、デバイスチップの角部同士が離されて衝突による損傷の発生が抑制される。

ところで、第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａと、第２の部分１１ｂと、はそれぞれ第１の改質層９ａと接触しないように離してもよい。すなわち、第２のストリート３ｂでは、第１の部分１１ａ及び第２の部分１１ｂのそれぞれ両端と、それぞれ最も近い第１の改質層９ａと、の間に改質層を形成しない領域が設けられる。第２の改質層９ｂのそれぞれの部分の端と、第１の改質層９ａと、は、例えば５μｍ以上離す。

第２の改質層９ｂを形成する際、加工送りの誤差等を生じると、第１の部分１１ａの端部や第２の部分１１ｂの端部が、所定の位置で終端せずに所定の位置よりも第２の方向１ｄに進んだ位置で終端する場合がある。よって、第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａの端部または第２の部分１１ｂの端部と、該端部に隣接する第１の改質層９ａと、が離れていないと、第２の改質層９ｂが第１の改質層９ａを横切って形成される場合がある。

この場合、第１の改質層９ａを横切って形成された第２の改質層９ｂの第１の改質層９ａからはみ出した部分からクラックが伸長して、形成されるデバイスチップに該クラックが残り、損傷を生じる起点になりかねない。そのため、加工送りの誤差等が生じても形成されるチップに該起点を残さないために、第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａと、第２の部分１１ｂと、を、隣接する第１の改質層９ａから離れるように形成する。

このように第２の改質層９ｂを第１の改質層９ａと接しないように形成しても、互いに離れすぎていなければ、研削による力が作用してこれらの改質層からクラックが伸長してウェーハをデバイスチップに分割できる。

以上の各ステップにより、デバイスチップが形成される。

次に、本発明の一態様に係る積層チップの製造方法では、該研削ステップを実施した後、形成された複数のデバイスチップを積層して積層チップを形成する、デバイスチップ積層ステップを実施する。このとき、積層された各デバイスチップのそれぞれが有する複数の電極（端子）にワイヤーボンディングを実施できるように、各デバイスチップの該複数の電極を露出させて積層（スタック）する。

図５（Ａ）は、デバイスチップ積層ステップで形成される積層チップ１３を模式的に説明する断面図である。複数のデバイスチップ１７は、ベース基板１５上で積層され、それぞれの該デバイスチップ１７が有する複数の電極１９は、ワイヤー２１によりそれぞれ該ベース基板１５の電極１５ａに電気的に接続される。ベース基板１５の下面には、例えば、電極バンプ（不図示）が形成され、積層チップ１３が所定の実装対象に実装されるとき、該電極バンプが該実装対象に電気的に接続される。

図５（Ａ）に示す積層チップ１３では、４つのデバイスチップ１７が積層されている。それぞれのデバイスチップは上述のように形成されるため、それぞれの複数の電極１９は、一つの辺に沿って並んで形成されている。そして、積層チップ１３を形成するときは、それぞれのデバイスチップ１７の該辺を同一の方向に向け、すべての電極１９が露出するようにデバイスチップ１７を互いにずらして積層する。

例えば、まず、最下段のデバイスチップ１７をベース基板１５上の所定の位置に設置する。このとき、デバイスチップの複数の電極１９が形成されている側の辺をベース基板１５の電極１５ａの方向に向けて、後に電極１９と電極１５ａとをワイヤーボンディングにより接続できるようにする。

次に、２段目のデバイスチップ１７を、最下段のデバイスチップ１７の上に設置する。このとき、２段目のデバイスチップ１７の複数の電極１９が形成されている側の辺を、該方向に向ける。そして、１段目のデバイスチップ１７の複数の電極１９を露出させるように、２段目のデバイスチップ１７を１段目のデバイスチップ１７の複数の電極１９よりも該方向とは逆向きにずらして、１段目デバイスチップ１７の上に２段目のデバイスチップ１７を配設する。

同様の方法で、３段目のデバイスチップ１７を２段目のデバイスチップ１７の上に配設し、４段目のデバイスチップ１７を３段目のデバイスチップ１７の上に配設する。積層チップ１３を構成するすべてのデバイスチップ１７を配設した後、複数のデバイスチップ１７のそれぞれの複数の電極１９と、ベース基板１５の電極１５ａと、を電気的に接続するようにワイヤー２１を設ける。

ワイヤー２１は、例えば、金、銅、または、アルミニウム等を含む導電体からなり、例えば、ワイヤーヘッド（不図示）から繰り出されて供給される。ワイヤーヘッドからワイヤーを一方の接続対象の上に繰り出して溶融させて、熱、超音波、または、圧力等により該一方の接続対象に対して接続する。次に、ワイヤーヘッドからワイヤーを繰り出しながら、該ワイヤーヘッドを他方の接続対象の上に移動させ、熱、超音波、または圧力等により該他方の接続対象に対して同様に接続する。

該ワイヤーヘッド（不図示）から繰り出されるワイヤー２１の径は、２０μｍ〜５０μｍ程度で非常に細い。積層チップ１３を構成するそれぞれのデバイスチップ１７の電極１９にワイヤー２１を接続するとき、該電極１９のデバイスチップ１７の外縁からの距離が一定ではない場合、ワイヤーの長さや接続の状態等が一定とはならずにワイヤーボンディングが不均一になる場合がある。さらに、ワイヤーの接続を所定の水準で実施できずにボンディング不良を生じる場合がある。

本実施形態に係る製造方法において製造されたデバイスチップ１７では、それぞれの電極１９はデバイスチップ１７の外縁からの距離が一定となるため、ワイヤーボンディングを均一に実施でき、ボンディング不良の発生が抑制される。

なお、本発明は、上記実施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、上記実施形態では、それぞれのデバイスチップが有する複数の電極をデバイスチップの一つの辺に沿って並ぶように形成し、他の辺に沿っては電極を形成していないが、本発明はこれに限定されない。例えば、デバイスチップの一つの辺と、該辺と対向する他の辺と、に沿って並ぶように複数の電極を形成することもできる。

そのような場合について、図５（Ｂ）を用いて説明する。図５（Ｂ）は、積層チップの構成例を示す断面図である。図５（Ｂ）に示す通り、積層チップ２３は、ベース基板２５の上に４つのデバイスチップ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが積層されて形成される。それぞれのデバイスチップには、一つの辺と、該辺と対向する他の辺と、に沿って並ぶように複数の電極２９が形成されている。

積層チップ２３においては、すべての電極２９に対してワイヤーボンディングが可能となるように、すべての電極２９を露出させなければならない。そのために、４つのデバイスチップ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄは同一の形状ではなく、異なる形状となるように形成される。すなわち、図５（Ｂ）に示す通り、該一つの辺と、該他の辺と、の距離を下段に配設するデバイスチップから上段に配設するデバイスチップにかけて小さくなるように各デバイスチップを形成する。

４つのデバイスチップ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄのそれぞれは、上述のデバイスチップの製造方法により製造される。各デバイスチップに分割される前のウェーハでは、第１のストリートに沿って一直線状の第１の改質層を形成し、第２のストリートに沿って、該第１のストリートの一つを境に一方側の第１の部分と、他方側の第２の部分と、を有する第２の改質層を形成する。このとき、各デバイスチップには、該デバイスチップを挟み込む２つの第１のストリートのそれぞれに沿って複数の電極が設けられる。

このように各デバイスチップを形成することで、デバイスチップの製造時に各デバイスチップの角部同士の衝突を抑制でき、かつ、デバイスチップの積層時にワイヤーのボンディング不良を防止できる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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。

１ ウェーハ
１ａ 表面
１ｂ 裏面
１ｃ 第１の方向
１ｄ 第２の方向
３ ストリート
３ａ 第１のストリート
３ｂ 第２のストリート
５ デバイス
５ａ 表面
５ｂ 電極
７ 表面保護テープ
９ 改質層
９ａ 第１の改質層
９ｂ 第２の改質層
１１ａ 第１の部分
１１ｂ 第２の部分
１３，２３ 積層チップ
１５，２５ ベース基板
１７，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ デバイスチップ
１９，２９ 電極
２１ ワイヤー
２ レーザ加工装置
４ チャックテーブル
４ａ 保持面
６ 加工ヘッド
８ 研削装置
１０ スピンドル
１２ 研削砥石
１４ 研削ホイール
１６ チャックテーブル
１６ａ 保持面

Claims (3)

1. デバイスチップの製造方法であって、
   第１の方向に伸長する複数の第１のストリートと、該第１の方向と直交する第２の方向に伸長する複数の第２のストリートと、を有し、該第１のストリートと、該第２のストリートと、で区画された各領域にそれぞれデバイスが形成され、該デバイスは複数の電極を有し、該複数の電極は該ウェーハの該第１の方向に沿って整列して配設されたウェーハを準備するウェーハ準備ステップと、
   該ウェーハ準備ステップを実施した後、該第１のストリートに沿ってウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを照射してウェーハの内部に第１の改質層を形成する第１の改質層形成ステップと、
   該ウェーハ準備ステップを実施した後、該第２のストリートに沿ってウェーハに対して該レーザビームを照射してウェーハの内部に第２の改質層を形成する第２の改質層形成ステップと、
   該第１の改質層形成ステップと、該第２の改質層形成ステップと、を実施した後、ウェーハの裏面を研削してウェーハを所定の厚さへ薄化するとともに該第１の改質層と、該第２の改質層と、を起点にウェーハを個々のデバイスチップへと分割する研削ステップと、を備え、
   該第２の改質層は、それぞれ、該第１のストリートの一つを境に一方側の第１の部分と、他方側の第２の部分と、を有し、
   該第２の改質層形成ステップでは、第２の改質層の第１の部分と、該第２の改質層の第２の部分と、を互いに第１の方向にずらして形成し、
   該第１の改質層形成ステップでは、該複数の電極のそれぞれから最も近い該第１の改質層までの距離が一定となるように、第１の改質層を該第２の方向にずらすことなく形成することを特徴とするデバイスチップの製造方法。
2. 複数のチップが積層して構成された積層チップの製造方法であって、
   第１の方向に伸長する複数の第１のストリートと、該第１の方向と直交する第２の方向に伸長する複数の第２のストリートと、を有し、該第１のストリートと、該第２のストリートと、で区画された各領域にそれぞれデバイスが形成され、該デバイスは複数の電極を有し、該複数の電極は該ウェーハの該第１の方向に沿って整列して配設されたウェーハを準備するウェーハ準備ステップと、
   該ウェーハ準備ステップを実施した後、該第１のストリートに沿ってウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを照射してウェーハの内部に第１の改質層を形成する第１の改質層形成ステップと、
   該ウェーハ準備ステップを実施した後、該第２のストリートに沿ってウェーハに対して該レーザビームを照射してウェーハの内部に第２の改質層を形成する第２の改質層形成ステップと、
   該第１の改質層形成ステップと、該第２の改質層形成ステップと、を実施した後、ウェーハの裏面を研削してウェーハを所定の厚さへ薄化するとともに該第１の改質層と、該第２の改質層と、を起点にウェーハを個々のデバイスチップへと分割する研削ステップと、
   該研削ステップを実施した後、該電極が露出するように複数のデバイスチップを積層するデバイスチップ積層ステップと、を備え、
   該第２の改質層は、それぞれ、該第１のストリートの一つを境に一方側の第１の部分と、他方側の第２の部分と、を有し、
   該第２の改質層形成ステップでは、第２の改質層の第１の部分と、該第２の改質層の第２の部分と、を互いに第１の方向にずらして形成し、
   該第１の改質層形成ステップでは、該複数の電極のそれぞれから最も近い該第１の改質層までの距離が一定となるように、第１の改質層を該第２の方向にずらすことなく形成することを特徴とする積層チップの製造方法。
3. 該電極は、該ウェーハを分割して形成されたデバイスチップの外周４辺中、１辺側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の積層チップの製造方法。