CN104009001A - 层叠晶片的加工方法和粘合片 - Google Patents

Abstract

本发明提供层叠晶片的加工方法和粘合片，在晶片上层叠多个芯片的层叠晶片中，在将芯片侧粘贴在粘合片上的状态下，也能够可靠地将晶片分割成各个层叠芯片。将在糊层（22）上与层叠晶片（1）的外周剩余区域（1B）对应地形成有突起部（3）的粘合片（2）的糊层（22）粘贴在层叠晶片（1）的芯片（15）上，将突起部（3）与外周剩余区域（1B）对应地粘贴在晶片（10）的表面（10a）上，通过突起部（3）支撑晶片（10）的外周剩余区域（1B）。在该状态下，形成沿着分割预定线（11）的对晶片（10）的分割起点（改质层10c），通过粘合片（2）的扩张对晶片（10）施加外力，由此，最外周部的层叠芯片（1c）也能够与其他的层叠芯片（1c）同样地进行分割。

Description

层叠晶片的加工方法和粘合片

技术领域

本发明涉及在晶片上配设多个芯片的层叠晶片的加工方法和适合在该加工方法中使用的粘合片。

背景技术

作为将多个半导体器件在1个封装内集成的方法之一，将多个半导体器件芯片在三维方向上层叠并进行安装的CoW（Chip on Wafer：晶片上的芯片）等的三维安装是已知的。CoW通过对在晶片上层叠了芯片的层叠晶片的晶片按照各个芯片进行分割，形成了在芯片上层叠了芯片的层叠芯片（参照专利文献1）。

另一方面，为了对这种晶片进行分割，通常进行使切削装置的切削刀切入晶片的基于机械加工的切割（参照专利文献2）。此外，近年来，开发出在通过激光束照射而在晶片内部形成改质层后，对晶片施加外力而以改质层为分割起点进行分割的方法（参照专利文献3），在该方法中提出了对粘贴在晶片上的粘合片进行扩张以施加外力的技术（参照专利文献4）。

专利文献1：日本特开2012-209522号公报

专利文献2：日本特开2007-214201号公报

专利文献3：日本专利第3408805号公报

专利文献4：日本特开2010-034250号公报

然而，作为实现三维安装的晶片，在内部装入布线和电极等的中介层晶片（Interposer wafer）已被实用化。在将这样的中介层晶片上层叠了多个芯片得到的层叠晶片分割成各个芯片而得到的层叠芯片中，有时对形成于中介层晶片中的凸块等电极进行特性检查。因此，在分割成层叠芯片后，需要将中介层晶片侧作为上表面，通过粘合片支撑芯片侧，才能进行该检查。因此，如通常实施的那样，在晶片侧即中介层晶片侧粘贴粘合片并进行了分割的情况下，如果在晶片分割后，实施在芯片侧粘贴粘合片并使晶片侧的粘合片剥离这样的粘合片的转印工序，则能够实现对层叠芯片的中介层晶片的检查。然而，该转印工序耗费时间，会导致生产率下降。

因此，通过在层叠晶片的芯片侧粘贴粘合片，并在使中介层晶片侧露出的状态下分割中介层晶片，能够消除粘合片的转印的必要。但是，在层叠晶片中，由于在外周部未层叠芯片，因此，在中介层晶片侧，在芯片区域与外周部之间存在阶差，因此，在芯片侧粘贴了粘合片的情况下，会产生中介层晶片的外周部向粘合片侧挠曲的现象。

这样，当在中介层晶片的外周部产挠曲时，产生以下问题：在中介层晶片上形成上述分割起点并进行分割的情况下，由于挠曲量，无法适当地在芯片区域与外周部的边界部分形成该分割起点。例如在分割起点是激光束照射得到的改质层的情况下，聚光点发生偏离而无法形成改质层，此外，在分割起点是激光加工或切削加工得到的槽的情况下，槽的深度会不够。而且，即使形成了分割起点，在上述专利文献4所记载的基于粘合片的扩张的晶片的分割方法中，由于存在上述阶差，在中介层晶片的外周部无法充分粘贴粘合片，因此，在芯片区域与外周部的边界部分，扩张产生的外力难以传递到该边界部分，产生最外周部的层叠芯片无法进行分割的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其主要的技术课题在于，提供层叠晶片的加工方法和粘合片，在晶片上层叠了多个芯片而得到的层叠晶片中，在将芯片侧粘贴在粘合片上的状态下，也能够可靠地将晶片分割为各个层叠芯片。

本发明的层叠晶片的加工方法，该层叠晶片具备晶片和芯片，该芯片分别在该晶片的表面的由交叉的多个分割预定线划分的各区域上进行层叠，该层叠晶片具有层叠有多个该芯片的芯片区域和围绕该芯片区域的外周剩余区域，在该芯片区域与该外周剩余区域之间形成有阶差，该层叠晶片的加工方法的特征在于，包括：粘合片粘贴步骤，在所述层叠晶片的所述芯片侧粘贴粘合片；分割起点形成步骤，在实施了该粘合片粘贴步骤后，从所述层叠晶片的晶片的背面侧沿着与所述分割预定线对应的区域形成分割起点；以及分割步骤，在实施了该分割起点形成步骤后，对所述层叠晶片施加外力，以所述分割起点作为起点对所述晶片进行分割，所述粘合片具有：基材层；配设在该基材层上的糊层；以及与所述层叠晶片的所述外周剩余区域对应地在该糊层上形成的突起部，至少该突起部的上表面对于所述晶片具有粘接性，在实施了所述粘合片粘贴步骤后，将所述层叠晶片的所述芯片粘贴在所述粘合片的所述糊层上，并且在所述外周剩余区域被所述突起部支撑的状态下，对所述层叠晶片实施所述分割起点形成步骤和所述分割步骤（技术方案1）。

在本发明的层叠晶片的加工方法中，通过粘合片粘贴步骤在芯片侧粘贴了粘合片的层叠晶片成为如下状态：粘合片的突起部的上表面与相比于层叠晶片的阶差靠近外周侧的外周剩余区域粘接，该外周剩余区域被突起部支撑。因此，抑制了晶片的外周剩余区域向粘合片侧挠曲，其结果是，当通过在晶片上形成分割起点并施加外力而将晶片分割为层叠芯片时，能够适当地形成分割起点。因此，在将层叠晶片的芯片侧粘贴在粘合片上的状态下，也能够将晶片分割成各个芯片，特别是在对粘合片进行扩张而分割晶片的情况下，最外周部的层叠芯片也能够进行分割。此外，由于在分割晶片前在层叠晶片的芯片侧粘贴粘合片，因此，不需要在晶片侧粘贴了粘合片的状态下进行分割时所需要的粘合片的转印工序。

在本发明的所述分割步骤中，包含通过扩张所述粘合片而对所述晶片施加外力的方式（技术方案2）。在该方式中，如上所述，晶片的最外周部的层叠芯片也能够与其他的层叠芯片同样地被进行分割。

此外，在所述分割起点形成步骤中，包含照射对于所述晶片具有透过性的波长的激光束而在该晶片内部形成改质层的方式（技术方案3）。

接着，本发明的粘合片是在上述技术方案1～3中记载的层叠晶片的加工方法中所使用的粘合片，其特征在于，该粘合片具有：基材层；配设在该基材层上的糊层；以及与所述层叠晶片的所述外周剩余区域对应地在该糊层上形成的突起部，至少该突起部的上表面对于所述层叠晶片的所述晶片具有粘接性。

根据本发明，得到提供层叠晶片的加工方法和粘合片的效果，在晶片上层叠了多个芯片的层叠晶片中，在将芯片侧粘贴在粘合片上的状态下，也能够将晶片可靠地分割成各个层叠芯片。

附图说明

图1的（a）是通过本发明一个实施方式的加工方法分割的层叠晶片的立体图，图1的（b）是该层叠晶片的侧面图，图1的（c）是该层叠晶片的局部放大俯视图。

图2的（a）是本发明一个实施方式的粘合片的立体图，图2的（b）是该粘合片的局部放大剖视图。

图3是以分解状态示出一个实施方式的加工方法中在粘合片上粘贴的框架和层叠晶片的立体图。

图4是示出该加工方法的粘合片粘贴步骤的侧剖视图。

图5的（a）是示出该加工方法的分割起点形成步骤的侧剖视图，图5的（b）是详细示出改质层形成的图。

图6是经过分割起点形成步骤，在晶片内部形成了改质层的层叠晶片的局部侧剖视图。

图7是示出一个实施方式的加工方法的分割步骤的侧剖视图。

标号说明

1：层叠晶片

1A：芯片区域

1B：外周剩余区域

10：晶片

10a：晶片的表面

10b：晶片的背面

10c：改质层（分割起点）

11：分割预定线

12：区域

15：芯片

16：阶差

2：粘合片

21：粘合片基材层

22：粘合片的糊层

3：突起部

L：激光束

具体实施方式

［1］层叠晶片

图1示出在一实施方式中被分割为各个层叠芯片的层叠晶片1。层叠晶片1在内部装入了布线和电极等的圆板状的中介层晶片（以下简称为晶片）10的表面10a上层叠多个矩形状的芯片15。芯片15是半导体器件等，如图1的（c）所示，各芯片15被层叠在由格子状的分割预定线11在晶片10的表面10a上划分的矩形状的各区域12上。晶片10预先对背面10b侧进行磨削，薄化加工为规定的厚度。

将层叠晶片1分为层叠有多个芯片15的大致矩形状的芯片区域1A、和未层叠芯片15的外周部的外周剩余区域1B。芯片15的厚度例如是100μm左右，因此，如图1的（b）所示，在芯片区域1A和围绕芯片区域1A的外周剩余区域1B之间形成有与芯片15的厚度相应的阶差16。

［2］粘合片

图2示出在上述层叠晶片1上粘贴的一个实施方式的粘合片2。如图2的（b）所示，该粘合片2是在由PO（聚烯烃）、PVC（聚氯乙烯），PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）等具有柔软性的树脂片构成的基材层21的一个面上形成由橡胶系或丙烯酸系的树脂构成的糊层22而得到的。在该粘合片2的糊层22侧配设有环状的突起部3。

突起部3具有与晶片10的外周剩余区域1B对应的大小，如图2的（b）所示，形成为具有一定的宽度的截面矩形状。突起部3的内径被设定为比层叠晶片1的芯片区域1A大、且比晶片10的外径小的范围，并且，突起部3的外径被设定为比晶片10的外径大。

如图2的（b）所示，突起部3使用与粘合片2相同的结构，即通过在由上述PO、PVC等具有柔软性的树脂构成的基材层31上形成有糊层32的带构成突起部3，并且突起部3被配设成在粘合片2的糊层22上粘贴基材层31侧。因此突起部3的上表面由糊层32形成，具有粘接性。将突起部3的厚度设定为与层叠晶片1的上述阶差16的高度、即芯片15的厚度相同的程度。即，根据芯片15的厚度选择用于构成突起部3的带的厚度，此外，在比芯片15薄的带的情况下，通过层叠多个带来构成与芯片15的厚度同等的突起部3。

［3］加工方法

接着，对沿着分割预定线11分割上述层叠晶片1的晶片10来得到多个层叠芯片的一个实施方式的加工方法进行说明。

［3-1］粘合片粘贴步骤

首先，将图3所示的操作（Handling）用的环状的框架4配设在上述粘合片2的突起部3的周围。框架4由不锈钢等具有刚性的金属板等构成，内周缘形成为圆形，内径形成为比突起部3的外径大。被框架4设定在与突起部3同心的位置，如图4所示，粘贴在粘合片2的糊层22上。

接着，如图4所示，在带框架4的粘合片2上粘贴层叠晶片1的芯片15侧。即，如图4的（a）所示，以使芯片15与突起部3的内侧的粘合片2的糊层22相对，并且外周剩余区域1B与突起部3对应的方式，将层叠晶片1与粘合片2相对配置，从该状态起，如图4的（b）所示，将各芯片15粘贴在糊层22上，并将晶片10的表面10a侧的外周剩余区域1B粘贴在突起部3的糊层32上。由此，在层叠晶片1中，各芯片15被粘贴在糊层22上，晶片10的背面10b露出，此外，晶片10的表面10a侧的外周剩余区域1B被粘贴在突起部3的糊层32上，成为被该突起部3支撑的状态。由于突起部3的厚度是与芯片15的厚度相同程度的厚度，因此，晶片10的外周剩余区域1B不会向粘合片2侧挠曲，而位于与芯片区域1A相同的平面上，晶片10整体被平坦地保持。另外，得到在带框架4的粘合片2上粘贴了层叠晶片1的状态的步骤不限于上述步骤，例如也可以将层叠晶片1粘贴在粘合片2上后，将框架4粘贴在粘合片2上。

［3-2］分割起点形成步骤

接着，从层叠晶片1的晶片10的背面10b侧沿着与分割预定线11对应的区域形成分割起点。分割起点例如可以举出通过激光加工或切削加工得到的槽，但是，此处将通过激光加工得到的改质层作为分割起点，如下形成该改质层。

如图5所示，在保持单元5上以使背面10b侧露出的方式保持层叠晶片1，通过从激光照射单元6沿着分割预定线11照射对晶片10具有透过性的波长的激光束L，在晶片10的内部形成改质层10c。如图5的（b）所示，将激光束L的聚光点设置在从背面10b起规定深度的位置，由此，在晶片10的内部沿着分割预定线11形成改质层10c。改质层10c具有强度比晶片10内的其他部分低的特性，当对晶片10施加外力时，成为分割起点，晶片10沿着分割预定线11被分割。

通过使保持单元5和激光照射单元6在水平方向上相对移动来进行沿着分割预定线11的激光束L的扫描，但是，此处设为保持单元5侧进行移动。另外，也可以设为激光照射单元6侧进行移动，还可以构成为保持单元5和激光照射单元6双方进行移动。

保持单元5在具有保持层叠晶片1的水平的保持面51a的圆板状的保持台51的周围配设有保持框架4的多个夹持机构52，因此，层叠晶片1隔着粘合片2载置在保持面51a上，通过夹持机构52挟持框架4，由此，在对粘合片2向径向外侧施加了张力的状态下，将层叠晶片1保持在保持单元5上。

保持单元5能够在一个方向（图5中左右方向）和与该一个方向正交的另一个方向上移动，并且，被支撑为能够以中心为旋转轴进行旋转，另一方面，激光照射单元6被固定地支撑。然后，一边使保持单元5移动并进行加工进给，一边从激光照射单元6沿着分割预定线11照射激光束L，由此，沿着在一个方向上延伸的分割预定线11在晶片10的内部形成改质层10c，通过使保持单元5在另一个方向上移动，能够进行要照射激光束的分割预定线11的分度。此外，通过使保持单元5旋转90°，能够对未加工的分割预定线11照射激光束L。

［3-3］分割步骤

如图6所示，在通过上述分割起点形成步骤沿着全部的分割预定线11在晶片10内形成改质层10c后，从保持单元5搬出层叠晶片1，将层叠晶片1搬入图7所示的扩张装置7。

扩张装置7具有载置晶片10的圆筒台71、以及在圆筒台71的周围配设的环状的升降台72。圆筒台71的外径比粘合片2的突起部3大，在水平的上端开口部上隔着粘合片2载置层叠晶片1。升降台72被配设成与圆筒台71同心状、且可升降，通过使用气压或液压的流体压力缸装置73的活塞杆74进行伸缩而进行升降。在升降台72上，在周向上隔开间隔配设有多个夹持机构75。

为了实施分割步骤，如图7的（a）所示，将升降台72的高度位置设为与圆筒台71的上端开口部相同，隔着粘合片2在圆筒台71的上端开口部载置层叠晶片1，并且，通过夹持机构75挟持并固定框架4，使粘合片2成为水平的状态，将层叠晶片1设置在圆筒台71上。接着，如图7的（b）所示，使各缸装置73的活塞杆74同步地缩小，使升降台72下降。

当升降台72下降时，粘合片2被向径向外侧拉伸而扩张，伴随粘合片2的扩张，对晶片10向径向外侧同样地施加拉伸的外力。于是，晶片10以改质层10c为起点沿着分割预定线11被分割，层叠晶片1被分割成在所分割的晶片10上层叠有1个芯片15的各个层叠芯片1c。

由此分割步骤结束，然后，针对在粘合片2上粘贴了芯片15的状态的各层叠芯片1c，对在背面10b露出的晶片10上形成的例如凸块等电极实施特性检查。在该检查后，将层叠芯片1c从粘合片2拾取并转移到下一工序。

［4］一个实施方式的作用效果

根据上述一个实施方式，通过粘合片粘贴步骤在芯片15侧粘贴了粘合片2的层叠晶片1成为如下状态：粘合片2的突起部3的上表面的糊层32与相比于层叠晶片1的阶差16靠近外周侧的、晶片10的表面10a侧的外周剩余区域1B粘接，外周剩余区域1B被突起部3支撑。因此，晶片10的外周剩余区域1B通过与突起部3抵接，抑制了向粘合片2侧挠曲。

通过在该状态下实施分割起点形成步骤，以使聚光点位于晶片10内的规定的深度的位置的方式，对作为芯片区域1A与外周剩余区域1B之间的边界部分的最外周部的分割预定线11也照射激光束L，适当地形成改质层10c。此外，由于突起部3的上表面通过糊层32与晶片10的表面10a侧的外周剩余区域1B粘接，因此，在分割步骤中的粘合片2的扩张时，扩张产生的外力还能够充分地传递到最外周部的分割预定线11，最外周部的层叠芯片1c也能够与其他的层叠芯片1c同样地进行分割。

此外，由于在层叠晶片1的芯片15侧粘贴粘合片2并对晶片10进行分割，因此，针对分割步骤后的层叠晶片1c，能够在维持粘贴了粘合片2的状态下继续对晶片10的背面10b进行上述特性检查。因此，不需要在晶片10侧粘贴了粘合片2的状态下进行分割时所需要的粘合片的转印工序，实现生产率的提高。

另外，图2的（b）所示的本实施方式的突起部3的结构仅是一例，本发明的突起部构成为是与层叠晶片1的外周剩余区域1B对应的大小、具有芯片15程度的厚度，且上表面具有粘接性即可。例如，也可以是，以在粘合片2的糊层22上以与外周剩余区域1B对应的大小形成UV（紫外线）硬化型树脂的方式配设突起部，在将晶片10粘贴在粘合片2上后，对突起部照射UV，使其与晶片10的外周剩余区域1B粘接。该情况下，形成突起部的UV硬化型树脂是使用在UV照射后还残留粘接性的UV硬化型树脂，粘合片2侧的粘着层22为了在受到UV照射后还保持对芯片15的粘接性，优选并非UV硬化型而是感压式的粘合片。在通过UV硬化型树脂形成突起部的情况下，当形成为连续的环状时，在分割步骤中存在粘合片2的扩张被由UV硬化型树脂构成的突起部限制的情况，因此为了能够扩张，配设成点状即可。此外，也可以局部较厚地形成粘合片2的糊层22，并以与糊层22相同的素材形成环状的突起部3。在任意情况下，都设为与粘合片2相对的上表面具有粘接性。

此外，上述实施方式的晶片10是中介层晶片，在该晶片10上层叠芯片15而构成层叠晶片1，但是，例如将晶片10设为在上述区域12上形成由IC、LSI等电子电路构成的器件的器件晶片，针对在器件上层叠了芯片15的结构的层叠晶片等，也能够通过本发明的加工方法分割成层叠芯片。

Claims (4)

1.一种层叠晶片的加工方法，该层叠晶片具备晶片和芯片，该芯片分别层叠在该晶片的表面的由交叉的多个分割预定线划分而成的各区域上，该层叠晶片具有层叠有多个该芯片的芯片区域和围绕该芯片区域的外周剩余区域，在该芯片区域与该外周剩余区域之间形成有阶差，

该层叠晶片的加工方法的特征在于包括：

粘合片粘贴步骤，在所述层叠晶片的所述芯片侧粘贴粘合片；

分割起点形成步骤，在实施了该粘合片粘贴步骤后，从所述层叠晶片的晶片的背面侧沿着与所述分割预定线对应的区域形成分割起点；以及

分割步骤，在实施了该分割起点形成步骤后，对所述层叠晶片施加外力，以所述分割起点作为起点来对所述晶片进行分割，

所述粘合片具有：

基材层；

配设在该基材层上的糊层；以及

突起部，其与所述层叠晶片的所述外周剩余区域对应地形成在该糊层上，

至少该突起部的上表面对于所述晶片具有粘接性，

在实施了所述粘合片粘贴步骤后，将所述层叠晶片的所述芯片粘贴在所述粘合片的所述糊层上，并且在所述外周剩余区域被所述突起部支撑的状态下，对所述层叠晶片实施所述分割起点形成步骤和所述分割步骤。

2.根据权利要求1所述的层叠晶片的加工方法，其特征在于，

在所述分割步骤中，通过使所述粘合片扩张来对所述晶片施加外力。

3.根据权利要求1或2所述的层叠晶片的加工方法，其特征在于，

在所述分割起点形成步骤中，照射对于所述晶片具有透过性的波长的激光束，在该晶片内部形成改质层。

4.一种在权利要求1～3中所述的层叠晶片的加工方法中使用的粘合片，其特征在于，该粘合片具有：

基材层；

配设在该基材层上的糊层；以及

突起部，其与所述层叠晶片的所述外周剩余区域对应地形成在该糊层上，

至少该突起部的上表面对于所述层叠晶片的所述晶片具有粘接性。