JPH11163258A - チップステープルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェハを準備するために簡単な公知の標準的
プロセスしか必要としない製造方法を提供することであ
る。 【解決手段】 ウェハの下側（７，７’）に接着シート
（８，８’）を設け、引き続き接着シートをチップ
（３，３’）に次のように分散させ、すなわち接着シー
ト（８，８’）が損傷されず、接着シートに付着するチ
ップ（３，３’）が相互に積み重なるように分散させ、
チップ（３）の第１の層（１）を基板（１１，２１，３
１）に可逆的に固定し、接着シート（８）を除去し、チ
ップ（３’）の次の層（２）を、すでに基板（１１，２
１，３１）に固定されているチップ（３）の下側に固定
し、接着シート（８’）を除去し、最後の２つのステッ
プを、所望数のチップ（３，３’）が相互に積み重ねら
れるまで繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハを順次積み
重ねることによりチップステープルを製造する方法に関
する。ここで個々のウェハは相互に接着され、得られた
ステープルは引き続きチップステープルに対して垂直に
分散される。

【０００２】

【従来の技術】この種の方法は、ドイツ特許４４１７１
６４号から公知である。ここでは、表面に導電接着剤の
形態の導電接続層を有するプレーン形高圧ブレークオー
バダイオードが直接相互に積層される。接着剤は予備的
に硬化させることのできる接着剤であり、個々のウェハ
の調整を順次積層する際に可能にする。積層した後、接
着剤は硬化され、これによりチップは電気的に接続され
る。ウェハステープルは続いて、チュップステープルに
垂直に分散される。完全に面で接合され、従って機械的
に強固な高圧ブレークオーバダイオードが得られる。こ
こでの欠点は、この方法は比較的面倒で、従ってコスト
のかかることである。

【０００３】さらに高圧ダイオードに対する製造方法が
公知である。ここでは、拡散されたシリコンウェハが順
次溶解され、続いてチップステープルに相互に切断され
る。しかしこの方法はすべてのチップ形式に適するもの
ではなく、例えばブレークオーバダイオード−プレーナ
形チップには適しない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ウェ
ハを準備するために簡単な公知の標準的プロセス（例え
ば導電接着剤シルクスクリーンプリント、ウェハのシー
トおよび切断部にウェハを取り付ける）しか必要としな
い製造方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題は本発明のよ
り、ウェハの下側に接着シートを設け、引き続き接着シ
ートをチップに次のように分散させ、すなわち接着シー
トが損傷されず、接着シートに付着するチップが相互に
積み重なるように分散させ、チップの第１の層を基板に
可逆的に固定し、接着シートを除去し、チップの次の層
を、すでに基板に固定されているチップの下側に固定
し、接着シートを除去し、最後の２つのステップを、所
望数のチップが相互に積み重ねられるまで繰り返すこと
により解決される。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の方法は非常に簡単で合理
的であり、従ってコストも安い。例えばブレークオーバ
ダイオードステープルを製造する際には、各個々のプロ
セスステップで、約１００００チップを有するウェハ接
合部全体が処理される。

【０００７】従属請求項に記載された手段によって、請
求項１に記載の方法の有利な発展形態および改善が可能
である。とりわけ次のような接着シートを使用すること
は有利である。すなわち、接着力を不活性化、例えば加
熱または紫外線照射によって低下させることができる接
着シートを使用すると有利である。これにより接着シー
トを除去することがいずれのステープル過程の後でもと
くに簡単である。

【０００８】とくに有利には、ブレークオーバダイオー
ド−プレーナチップを製造する際に予備的に硬化可能な
導電接着剤を使用する。このことによりいずれのウェハ
もチップ全体と共に切断の前に一度押圧され、後での接
着プロセスのために準備される。

【０００９】さらに有利には、基板の選択は多数の変形
を可能にする。とりわけ、チップの後での配向のために
規定された基本位置を前もって定める基板を使用すると
有利である。接着シートに固定されたチップの配列を維
持することにより、正確な位置決めステップによりウェ
ハのチップの総数がこの全体的基本位置の点で配向され
る。このことにより、製造されたステープルの高い寸法
精度が得られる。

【００１０】

【実施例】本発明の方法を以下、ＤＥ４４１７１６４か
ら公知のブレークオーバダイオード−プレーナチップの
製造例に基づいて説明する。ここでは一般的に１０から
２５個のチップ３，３’が上下に積み重ねられている。
ブレークオーバダイオードの阻止電圧領域はチップ表面
に発生し、ポリイミド層５，５’の上に覆われている。
ポリイミド層５，５’は同時にチップ３，３’の間の絶
縁間隔を定める。導電接続は、予備的に硬化可能な導電
接着剤５，５’によりチップ３の層の上側４およびチッ
プ３’の次の層２の下側７’で行われる。機械的接合も
同じように導電接着剤６，６’を介して行われる。詳細
についてはＤＥ４４１７１６４を参照されたい。

【００１１】図１には、チップ３，３’の個々の層１，
２を上下に積み重ねる方法ステップが概略的に示されて
いる。層１，２は次のように製造される。シリコンウェ
ハに公知のようにブレークオーバダイオードチップが設
けられる。これは個々の層（ｐ，ｎ，ｐ，ｎ）に例えば
拡散によりドープすることによって設けられる。形成さ
れたＨＫＤプレーナチップ３，３’の上側４，４’の概
略的に示した構造体４ａ，４ａ’にはポリイミド層５，
５’が設けられる。ここでカソード端子と切断溝１０，
１０’は開放されたままである。ウェハ上側４，４’の
ポリイミド構造体５，５’には続いて固有の導電接着剤
６，６’が塗布される。この導電接着剤は、例えば銀を
含有した予備的に硬化可能なポリイミド導電接着剤であ
る。この導電接着剤６，６’は例えばシルクスクリーン
法またはスタンプにより設けることができる。この実施
例では、約８０℃と２００℃以上の２つの硬化段階を有
する導電接着剤６，６’が使用される。塗布した後、導
電接着剤６，６’は約８０℃の第１の段階で予備的硬化
される（予備焼成）。この予備的硬化ステップにより、
ウェハ上の導電接着剤６，６’が後続のプロセス（例え
ば切断、洗浄、調整）の際に影響を受けなくなる。

【００１２】次のステップで、チップ３，３’を有する
ウェハの下側７，７’に固有の接着シート８，８’が接
着される。この接着シート８，８’の接着力を熱的に不
活性化することができる。約２００℃への加熱による不
活性化の際に接着シート８，８’の接着力が低下され
る。

【００１３】付加的にウェハは接着シート８，８’によ
りさらに支持プレート９，９’に接着される。このこと
は必ずしも必要ではない。従って支持プレート９，９’
は図１には破線で示してある。次のステップで、ウェハ
上のチップ３，３’は、切断溝１０，１０’に沿った切
断により相互に分離される。このことはウェハが前もっ
て支持プレート９，９’に接着されているととりわけ簡
単に行われる。これにより相互に積み重ねるべき層１，
２が完成される。

【００１４】チップ３の第１の層１は例えば、図１に示
すように基板１１に固定することができる。この基板
は、支持プレート１２と別のウェハ１４からなる。支持
プレート１２はチャネル１３を有しており、このチャネ
ルによって負圧（矢印によって示されている）をかける
ことができる。第１のウェハ１４は基本的に上に説明し
たウェハと同じである。すなわち完成したチップ１５が
設けられている。しかしチップ１５には導電接着剤は設
けられていない。さらにウェハ１４には切り込みが入れ
られるだけである。従ってチップ１５は完全には相互に
分離されず、ブリッジ１６を介して相互に結合されてい
る。負圧をチャネル１３に沿ってかけることによりウェ
ハ１４は支持プレート１２に吸着され、固定される。

【００１５】ウェハ１４上のチップ構造体は所定の基本
位置を定める。この基本位置に、チップ３，３’の層
１，２が配向される。従って第１の層１は機械的または
光学的センタリング法により、ウェハ１４により定めら
れた基本位置へ配向され、チップ１５に位置決めされ
る。続いて、接合部全体が加熱される。この実施例で
は、約１８０℃に加熱される。ここで導電接着剤６は、
チップ３がチップ１５の下側層に付着するまで硬化され
る。

【００１６】接着シート８は熱的に不活性化可能である
から、このステップで同時に接着シート８の接着力は加
熱によって、接着シートが、場合により支持プレート９
と共に、チップ層１５から剥がれるまで低減される。接
着シート８および場合により支持プレート９は除去され
る。

【００１７】加熱が十分でなかった場合には、接着シー
ト８の接着力が十分に低下するまで約１８０℃での加熱
を延長することができる。

【００１８】これに対して紫外線により不活性化される
接着シートを用いる場合には、このシートに加熱処理後
に紫外線を照射し、引き続き場合により支持プレート９
と共に除去する。

【００１９】次のステップで、チップ層２は上に述べた
ように、チップ層１のチップ３に固定される。

【００２０】個々の方法ステップを、所望の数のチップ
３が相互に積層されるまで繰り返す。

【００２１】チップの最後の層が固定されると、接合部
全体が最終硬化される。続いて、接合部は支持プレート
１２から取り外される。このことは負圧の印加を終了す
ることにより行われる。このようにしてすでに個別化さ
れたチップステープルが得られる。このチップステープ
ルは、ウェハ１４のチップ１５の間にある細いブリッジ
１６によりまとめられているだけである。このブリッジ
１６は破壊、切断またはエッチングにより除去すること
ができる。切り込みの入れられたウェハ１４を使用する
ことによって基板１２の予備構造を形成すれば、最終的
個別化ステップが非常に楽になる。

【００２２】図２と図３には、基板の別の実施例が示さ
れている。同じ構成部材には同じ参照符号が付してあ
る。

【００２３】図２に示された実施例は図１の実施例と
は、基板２１として切れ目のない支持プレート２２が使
用され、この支持プレートに第１のウェハ２４がチップ
２５と共に固定されている点でのみ異なる。このウェハ
２４も完成したチップ２５を含むが、導電接着剤はな
い。ウェハ２４はチップ２５の製造後、補助材料２６に
より、例えば接着剤、はんだまたは接着シート８の１つ
に相当するが、この接着シートより高い温度または別の
波長で活性可能である補助材料により支持プレート２２
に可逆的に固定される。続いてウェハ２４は完全に切断
される。個別化されたチップ２５は補助材料２６を介し
て支持プレート２２に固定され、チップ層１，２が配向
される基本位置を定める。

【００２４】積み重ね方法の終了後に、単に支持プレー
ト２２または補助材料２６によって保持されただけのす
でに個別化されたチップステープルが得られる。完成し
たチップステープルは補助材料２６の除去により、例え
ば接着シートまたはハンダの溶解、接着剤または接着シ
ートの、温度または紫外線による活性化により個別化さ
れる。

【００２５】図３は再び、別の基板３１を示す。この基
板は、マトリクス３４内のヘッドワイヤ３２からなる。
ヘッドワイヤ３２またはその表面３３は、個々のチップ
層１，２が配向される基本位置を定める。マトリクス３
４は例えばホールマスクまたはプラスチックマスクとす
ることができ、高温で溶解する。ホールマスクの場合
は、ヘッドワイヤ３２も同じように負圧の印加により吸
着され、固定される。積み重ね方法の終了後、負圧の印
加は終了され、ヘッドワイヤ３２は簡単にホールマスク
から引き離される。

【００２６】基板としてもちろん別の、接着シート８と
同等の活性可能な接着シートを用いることができる。こ
の場合の接着シートは接着シート８よりも高温で、また
は別の波長で活性化される。

【００２７】図４は、種々の接着シートの接着力と温度
との関係を示す。導電接着剤ＬＫウェハにプリントされ
るか、またはスタンプされ、まず約８０℃まで加熱され
る（第１段階）。約１８０℃への加熱により導電接着剤
は硬化し、チップ層を固定する（第２段階）。導電接着
剤の接着力は、方法ステップの実行中、１００℃と３０
０℃との間でほぼ一定に上昇しなければならない。

【００２８】８０℃から１００℃の間の温度領域、すな
わち第１段階と第２段階との間では、接着シートＦの接
着力は急激に低下する。すなわち、導電接着剤が硬化
し、個々のチップ層を相互にしっかりと固着する間に、
接着シートは同時に剥がれる。

【００２９】しかし個々の方法ステップの実行時に達成
される温度では、最下のチップ層を支持プレートに固定
する補助材料Ｈの接着力は実質的に維持される。補助材
料Ｈの接着力は、比較的に高い温度、例えば約２００℃
で初めて顕著に低下する。従って本発明の方法の終了
後、チップステープルはステープル全体の最終硬化中、
すなわち約２００℃から３００℃で初めて剥がれ落ち
る。

【００３０】使用される種々の接着剤の個々の活性化領
域を整合することにより本発明の方法をとりわけ簡単に
安価に調整および最適化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の概略図である。

【図２】本発明の第２実施例の概略図である。

【図３】本発明の第３実施例の概略図である。

【図４】種々の接着剤の接着力と温度との関係を示す線
図である。

【符号の説明】

１，２ 層 ３，３’ チップ ５，５’ ポリイミド層 ６，６’ 導電接着剤

フロントページの続き (72)発明者 ヨハン コンラート ドイツ連邦共和国 タム トラウベンヴェ ーク ７ (72)発明者 ハンス−ペーター ヤーン ドイツ連邦共和国 プリーツハウゼン フ リーダーヴェーク ４ (72)発明者 マーティン クナップ ドイツ連邦共和国 キルヒエンテリンスフ ルト バウムガルテンシュトラーセ 10 (72)発明者 ハンス−ペーター フュッスル ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン ゾン ネンシュトラーセ ２ (72)発明者 ニン クー ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン ハン ゼンシュトラーセ １

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェハを順次積み重ねることによりチッ
   プステープルを製造する方法であって、個々のウェハは
   相互に接着されており、形成されたステープルが引き続
   きチップステープルに対して垂直に分散される形式の製
   造方法において、 ウェハの下側（７，７’）に接着シート（８，８’）を
   設け、 引き続き接着シートをチップ（３，３’）に次のように
   分散させ、すなわち接着シート（８，８’）が損傷され
   ず、接着シートに付着するチップ（３，３’）が相互に
   積み重なるように分散させ、 チップ（３）の第１の層（１）を基板（１１，２１，３
   １）に可逆的に固定し、接着シート（８）を除去し、 チップ（３’）の次の層（２）を、すでに基板（１１，
   ２１，３１）に固定されているチップ（３）の下側に固
   定し、接着シート（８’）を除去し、 最後の２つのステップを、所望数のチップ（３，３’）
   が相互に積み重ねられるまで繰り返す、ことを特徴とす
   る製造方法。
2. 【請求項２】 接着力を不活性化できる接着シート
   （８，８’）を使用する、請求項１記載の製造方法。
3. 【請求項３】 接着シート（８，８’）は加熱または紫
   外線の照射により不活性化される、請求項２記載の製造
   方法。
4. 【請求項４】 チップ（３，３’）を固定するために導
   電接着剤（６）を使用する、請求項１から３までのいず
   れか１項記載の製造方法。
5. 【請求項５】 ウェハを接着シート（８，８’）を用い
   て支持プレート（９，９’）に接着し、該支持プレート
   は接着シート（８，８’）と共に除去される、請求項１
   から４までのいずれか１項記載の製造方法。
6. 【請求項６】 チップ（３，３’）の後続のステープル
   に対して所定の基本位置を前もって設定する基板（１
   １，２１，３１）を用いる、請求項１から５までのいず
   れか１項記載の製造方法。
7. 【請求項７】 予備構造体を有する基板（１１，２１，
   ３１）を用い、 該予備構造体に沿って、基板（１１，２１，３１）に接
   着したチップステープルの最終的分散を行う、請求項１
   から６までのいずれか１項記載の製造方法。
8. 【請求項８】 基板（１１，２１）として、下側が支持
   プレート（１２，２２）に固定されたウェハ（１４，２
   ４）を用いる、請求項６または７記載の製造方法。
9. 【請求項９】 基板（３１）として、ヘッドワイヤ（３
   ２）のマトリクス（３４）を用いる、請求項６または７
   記載の製造方法。
10. 【請求項１０】 マトリクス（３４）内のヘッドワイヤ
    （３２）または支持プレート（１２）を負圧による吸引
    によって固定する、請求項８または９記載の製造方法。
11. 【請求項１１】 基板として別の接着シートを用いる、
    請求項６または７記載の製造方法。
12. 【請求項１２】 チップ（３，３’）の層（１，２）を
    機械的または光学的センタリング法により基本位置に対
    して配向する、請求項１から１１までのいずれか１項記
    載の製造方法。