特開 2016-213431 結合構造、その製造方法およびダイ構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-213431(P2016-213431A)

(43)【公開日】2016年12月15日

(54)【発明の名称】結合構造、その製造方法およびダイ構造

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20161118BHJP

   H01L 25/065 20060101ALI20161118BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20161118BHJP

   H01L 25/18 20060101ALI20161118BHJP

   C09J 5/00 20060101ALI20161118BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/02 B

   H01L25/08 Y

   C09J5/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-221094(P2015-221094)

(22)【出願日】2015年11月11日

(31)【優先権主張番号】104115136

(32)【優先日】2015年5月13日

(33)【優先権主張国】TW

(71)【出願人】

【識別番号】390023582

【氏名又は名称】財團法人工業技術研究院

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100161148

【弁理士】

【氏名又は名称】福尾 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100134577

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 雅章

(72)【発明者】

【氏名】陳 冠位

(72)【発明者】

【氏名】▲曾▼ 培哲

(72)【発明者】

【氏名】陳 建州

(72)【発明者】

【氏名】張 博智

【テーマコード（参考）】

4J040

【Ｆターム（参考）】

4J040NA20

4J040PA25

(57)【要約】      （修正有）

【課題】接着材層の気泡や突起物を減らして、結合構造の損傷や湾曲を防ぐことが可能な、少なくとも１つのトレンチを有する結合構造、その製造方法およびダイ構造を提供する。
【解決手段】結合構造は、第１基板２０２と、第２基板２０４と、接着材層２０８とを含む。第１基板は、複数の第１トレンチ２２を有する。接着材層は、第１基板と第２基板の間に設置され、第１トレンチは、接着材層で充填される。
【効果】トレンチが接着材層の気泡や突起物を減らすため、結合構造の損傷や湾曲を防ぐことができる。また、本発明のトレンチは、ケガキ線（scribe line）２０に設置されるため、ウェハまたはキャリアの設計や占有面積を変えなくてもよい。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１トレンチを有する第１基板と、
第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間に設置された接着層と、
を含み、前記第１基板および前記第２基板のうちの少なくとも１つが、ウェハであり、前記第１トレンチが、前記接着層で充填された結合構造。

【請求項2】

前記第１基板が、前記ウェハであり、前記第２基板が、キャリアであり、前記ウェハが、複数のケガキ線を有し、装置部が、前記ケガキ線の間に配置され、前記第１トレンチが、前記ケガキ線に設置された請求項１に記載の結合構造。

【請求項3】

前記第２基板が、複数の第２トレンチを有する請求項２に記載の結合構造。

【請求項4】

前記第２トレンチが、前記装置部に対応し、前記第１トレンチおよび前記第２トレンチが、交互に配置された請求項３に記載の結合構造。

【請求項5】

前記第１トレンチおよび前記第２トレンチが、互いに対応する請求項３に記載の結合構造。

【請求項6】

前記第１トレンチが、複数の列および複数の行を有する連続構造を構成し、前記列と前記行が交差して接続され、複数の交差点を形成する請求項１に記載の結合構造。

【請求項7】

前記交差点の形状が、同じである請求項６に記載の結合構造。

【請求項8】

前記交差点の形状が、異なる請求項６に記載の結合構造。

【請求項9】

前記交差点の形状が、十字架形状、矩形、円形、楕円形、多角形、またはその組み合わせを含む請求項６〜８のいずれか１項に記載の結合構造。

【請求項10】

前記第１トレンチが、複数のユニットを有する不連続構造を構成し、前記ユニットが、交互に配置され、且つ離れ離れである請求項１に記載の結合構造。

【請求項11】

前記ユニットの形状が、十字架形状、矩形、またはその組み合わせを含む請求項１０に記載の結合構造。

【請求項12】

前記第２基板が、前記ウェハであり、前記ウェハが、複数のケガキ線を有し、装置部が、前記ケガキ線の間に配置され、前記第１トレンチが、前記装置部に対応し、前記第１トレンチと前記ケガキ線が、交互に配置された請求項１に記載の結合構造。

【請求項13】

請求項１〜１２のいずれか１項に記載の前記第１基板および前記第２基板を提供することと、
前記第１基板と前記第２基板の間に第１接着層を形成することと、
を含み、前記第１トレンチが、第１接着層で充填された結合構造の製造方法。

【請求項14】

前記第１基板と前記第２基板の間に前記第１接着層を形成する前記方法が、
前記第１基板および前記第２基板のうちの１つの表面に第１接着材層を形成することと、
前記第１基板と前記第２基板を結合することと、
硬化プロセスを行うことと、
を含む請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記第１基板および前記第２基板のうちの１つの前記表面に前記第１接着材層を形成する前記方法が、スピンコーティングプロセス、ドライフィルムラミネーションプロセス、またはその組み合わせを含む請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記第１基板と前記第２基板の間に前記第１接着層を形成する前記方法が、
前記第１基板および前記第２基板を固定具により固定することと、
前記第１基板と前記第２基板の間の空間を前記第１接着材層で充填することと、
硬化プロセスを行うことと、
を含む請求項１３に記載の方法。

【請求項17】

前記第１基板と前記第２基板の間に前記第１接着層を形成した後、前記方法が、さらに、
剥離する工程を行って、前記第１基板を前記第２基板から分離し、前記第１接着層が、第１部と第２部に分割され、前記第１基板の表面が、前記第１部で充填され、前記第２基板の表面が、前記第２部で充填されることと、
前記第１基板と前記第２基板の間に、前記第１部と前記第２部の間に設置された第２接着層を形成することと、
を含む請求項１３に記載の方法。

【請求項18】

基板と、
前記基板の上に設置された装置部と、
を含み、前記基板の側壁が、段形状であるダイ構造。

【請求項19】

前記基板が、前記装置部の下に設置された主要部と、前記主要部の側壁の一部に設置された突出部とを含み、前記主要部の前記側壁の別の一部と前記突出部の上面の間に角度が形成され、前記角度が、鈍角または鋭角である請求項１８に記載のダイ構造。

【請求項20】

前記角度が、７０度〜１３５度である請求項１９に記載のダイ構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、結合構造、その製造方法およびダイ（die）構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

科学技術の急速な進歩に伴い、電子製品は、軽薄短小化の要求を満たす設計になった。近年、既存の電子製品を小型化する要求を満たすため、ＰＯＰ（package-on-package）構造実装技術等の様々な実装技術が開発されている。

【0003】

しかしながら、ウェハの結合プロセスにおいて、結合材料に気泡や突起物が生成されることがある。ウェハは、結合材料の熱膨張や収縮によって破裂や亀裂が生じると、歪みや湾曲を起こす可能性がある。そのため、いかにして結合材料の気泡や突起物を減らし、ウェハの損傷や湾曲を防ぐかが、重要な研究課題の１つとなっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、少なくとも１つのトレンチを有する結合構造、その製造方法およびダイ構造を提供し、接着材層の気泡や突起物を減らして、結合構造の損傷や湾曲を防ぐことである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の１つの実施形態において、複数の第１トレンチを有する第１基板と、第２基板と、接着層とを含む結合構造を提供する。第１基板および第２基板のうちの少なくとも１つは、ウェハである。接着層は、第１基板と第２基板の間に設置される。第１トレンチは、接着層で充填される。

【0006】

本発明の１つの実施形態において、結合構造の製造方法は、以下のステップを含む。第１基板および第２基板を提供する。第１基板は、複数の第１トレンチを有する。第１基板と第２基板の間に第１接着層を形成する。第１トレンチは、第１接着層で充填される。

【0007】

本発明の１つの実施形態において、基板と、装置部とを含むダイ構造を提供する。装置部は、基板の上に設置される。基板の側壁は、段（step）形状である。

【発明の効果】

【0008】

本発明のいくつかの実施形態において、第１基板および第２基板のうちの１つにトレンチを形成する。トレンチは、連続または不連続構造を構成してもよく、またはパターン状に配置されてもよい。第１基板と第２基板を接着している間、トレンチが接着材層の気泡や突起物を減らすため、結合構造の損傷や湾曲を防ぐことができる。また、本発明のトレンチは、ケガキ線（scribe line）に設置されるため、ウェハまたはキャリアの設計や占有面積を変えなくても、上述した課題を解決することができる。

【0009】

本発明の上記および他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の１つの実施形態に係る結合構造の概略的断面図である。

【図2】本発明の１つの実施形態に係る図１に示したトレンチの上面図である。

【図3】本発明の１つの実施形態に係る図１に示したトレンチの上面図である。

【図4】本発明の１つの実施形態に係る図１に示したトレンチの上面図である。

【図5】本発明の１つの実施形態に係る図１に示したトレンチの上面図である。

【図6】本発明の１つの実施形態に係る図１に示したトレンチの上面図である。

【図7】図７（ａ）および図７（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【図8】図８（ａ）および図８（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【図9】図９（ａ）および図９（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【図10】図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【図11】図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、本発明の第５実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【図12】図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、本発明の第６実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【図13】図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、本発明の第７実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【図14】図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、本発明の第８実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【図15】図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、本発明の第９実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【図16】図１６（ａ）〜図１６（ｄ）は、本発明の第１０実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【図17】図７（ａ）および図８（ａ）に示した第１基板の上面図である。

【図18】図１８（ａ）〜図１８（ｃ）は、破壊プロセスの概略的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、本発明の１つの実施形態に係る結合構造の概略的断面図である。

【0012】

図１を参照すると、本実施形態において、結合構造１を提供する。結合構造１は、第１基板１０２と、第２基板１０４と、接着層１０８ａとを含む。第１基板１０２および第２基板１０４のうちの少なくとも１つは、ウェハであり、別の１つは、ウェハ、回路基板またはその組み合わせであってもよい。ウェハは、その上に装置部を有してもよく、装置部は、例えば、集積回路装置であってもよい。集積回路装置は、例えば、トランジスタ、コンデンサ、レジスタ、ダイオード、光電ダイオード、ヒューズ装置等であってもよい。集積回路装置を互いに接続して、例えば、メモリ、プロセッサ、センサ、アンプ、動力分配装置、入力／出力回路等のうちの少なくとも１つの機能を実行してもよい。また、集積回路装置は、任意の適切な方法を適用して形成してもよい。

【0013】

第１基板１０２および第２基板１０４のうちの少なくとも１つは、複数のトレンチ１２を有する。図１に示した１つの実施形態では、第１基板１０２がトレンチ１２を有する。本発明の別の実施形態では、第２基板１０４がトレンチ１２を有する。本発明の別の実施形態では、第１基板１０２および第２基板１０４がトレンチ１２を有する。接着層１０８ａは、第１基板１０２と第２基板１０４の間に設置され、第１基板１０２と第２基板１０４を互いに接着する。トレンチ１２は、接着層１０８ａで充填される。接着層１０８ａの材料は、熱硬化性材料を含み、熱硬化性材料は、例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、またはその組み合わせであってもよい。

【0014】

本実施形態の第１基板１０２は、トレンチを有するため、第１基板１０２と第２基板１０４を互いに結合している間に、接着層１０８ａの気泡や突起物をトレンチ１２に一時的に保存するか、またはトレンチ１２に沿って接着層１０８ａから取り除くことができる。それにより、硬化プロセスにおいて、接着層１０８ａが熱膨張や収縮を起こしても、気泡や突起物によって結合構造が損傷したり湾曲したりしない。また、本実施形態において提供する第１基板１０２のトレンチ１２により、結合プロセスの間、トレンチ１２は、第１基板１０２および第２基板１０４に加わる力を分散させることができるため、結合構造の歪みや湾曲を低減することができる。

【0015】

図２〜図６は、本発明のいくつかの実施形態に係る図１に示したトレンチの上面図である。

【0016】

本発明は、多くの異なる方法により達成することができるため、ここで説明した実施形態のみに限定されるべきではない。図面では、明確に示すため、装置の寸法や形状が誇張または拡大されている。同じまたは類似する参照番号は、同じまたは類似する装置を示す。例えば、図１の第１基板１０２は、図２〜図６でそれぞれ説明する第１基板１０２ａ〜１０２ｅと同じまたは類似するため、ここでは説明を省略する。

【0017】

図１に示した第１基板１０２のトレンチ１２は、不連続構造（図２に示す）または連続構造（図３〜図６に示す）を構成してもよい。例えば、図２に示すように、第１基板１０２ａのトレンチ１２ａは、不連続構造を構成する。トレンチ１２ａは、例えば、複数のユニット１６ａ、１７ａおよび１８ａを含んでもよい。ユニット１６ａ、１７ａおよび１８ａは、交互に配置され、離れ離れである。本発明の１つの実施形態において、ユニット１６ａおよび１７ａは、同じ列（column）に配置され、ユニット１７ａおよび１８ａは、同じ行（row）に配置される。ユニット１６ａ、１７ａおよび１８ａは、複数の列および複数の行により構成されたアレイ状に配置されてもよい。ユニット１６ａ、１７ａおよび１８ａの形状は、同じであってもよく、異なっていてもよい。本発明の１つの実施形態において、ユニット１６ａ、１７ａおよび１８ａの形状は、例えば、それぞれ十字架形状、矩形、およびその組み合わせであってもよい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、本発明の別の実施形態において、ユニット１６ａ、１７ａおよび１８ａが交互に配置され、且つ離れ離れである限り、そのユニットおよび配置は、異なる方法で調整してもよい。また、本実施形態において、第１基板１０２ａのユニット１６ａ、１７ａおよび１８ａは、均一に分布する。本発明の別の実施形態において、第１基板１０２ａのユニット１６ａ、１７ａおよび１８ａの密度分布は、勾配分布であってもよい。例えば、ユニット１６ａ、１７ａおよび１８ａの密度は、第１基板１０２ａの辺縁領域から中心領域に向かって徐々に増加する。本発明の別の実施形態において、ユニット１６ａ、１７ａおよび１８ａの密度分布は、第１基板１０２ａ上の他の素子または装置の密度に応じて調整してもよい。

【0018】

反対に、図３〜図６に示すように、トレンチ１２ｂ、１２ｃ、１２ｄおよび１２ｅは、連続構造を構成する。トレンチ１２ｂ、１２ｃ、１２ｄおよび１２ｅは、複数の列および複数の行を含んでもよい。列および行は、交差し、且つ連続構造を構成するよう接続される。本発明の１つの実施形態において、連続構造は、例えば、チェッカー盤（checker-board）構造であってもよい。列および行により定義される各交差点１７ｂ、１７ｃおよび１７ｄの寸法（直径または幅）は、別の行または列と交差していない各列または各行の幅よりも大きいか、それに等しい。また、交差点１７ｂ、１７ｃおよび１７ｄの形状は、図３〜図５に示すように、同じであってもよく、交差点１７ｅの形状は、図６に示すように、異なっていてもよく、または部分的に同じであってもよい。交差点１７ｂ、１７ｃ、１７ｄおよび１７ｅの形状は、例えば、十字架形状、三角形、矩形、円形、楕円形、多角形（例えば、五角形または六角形）、またはその組み合わせであってもよい。

【0019】

図３に示すように、第１基板１０２ｂのトレンチ１２ｂは、複数の列１８ｂおよび複数の行１６ｂを有する連続構造を構成する。列１８ｂおよび行１６ｂは、交差し、且つ複数の交差点１７ｂを定義するよう構成される。交差点１７ｂの形状は、同じであってもよく、例えば、矩形であってもよい。図４を参照すると、第１基板１０２ｃのトレンチ１２ｃは、複数の列１８ｃおよび複数の行１６ｃを有する連続構造を構成する。列１８ｃおよび行１６ｃは、交差し、且つ複数の交差点１７ｃを定義するよう構成される。交差点１７ｃの形状は、同じであってもよく、例えば、楕円形であってもよい。図５を参照すると、第１基板１０２ｄのトレンチ１２ｄは、複数の列１８ｄおよび複数の行１６ｄを有する連続構造を構成する。列１８ｄおよび行１６ｄは、交差し、且つ複数の交差点１７ｄを定義するよう構成される。交差点１７ｄの形状は、同じであってもよく、例えば、六角形であってもよい。図６を参照すると、第１基板１０２ｅのトレンチ１２ｅは、複数の列１８ｅおよび複数の行１６ｅを有する連続構造を構成する。列１８ｅおよび行１６ｅは、交差し、且つ複数の交差点１７ｅを定義するよう構成される。交差点１７ｅの形状は、異なっていてもよく、矩形、楕円形および六角形であってもよい。

【0020】

以下、本発明のいくつかの実施形態に基づき、結合構造の製造プロセスを提供する。

【0021】

図７（ａ）および図７（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。図８（ａ）および図８（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。図１７は、図７（ａ）および図８（ａ）に示した第１基板の上面図である。

【0022】

図７（ａ）を参照すると、第１基板１０２および第２基板１０４を提供する。本実施形態において、第１基板１０２は、ウェハ（以下、ウェハ１０２と称す）であってもよい。本発明の別の実施形態において、第１基板１０２は、例えば、回路基板であってもよい。ウェハ１０２は、複数のケガキ線１０を有する。装置部１０６は、ケガキ線１０の間に配置される。図７（ａ）に例示した断面図において、ケガキ線１０および装置部１０６は、交互に配置される。図１７に例示した上面図において、ケガキ線１０は、複数の列および複数の行を有するため、装置部１０６は、アレイ状に配置される。

【0023】

本実施形態において、第２基板１０４は、例えば、キャリア、ウェハ、回路基板、またはその組み合わせであってもよい。第２基板１０４は、複数のトレンチ１４を有する。トレンチ１４は、上述した装置部１０６の上に対応して配置され、トレンチ１４およびケガキ線１０は、交互に配置される。トレンチ１４は、不連続構造（図２に示す）または連続構造（図３〜図６に示す）を構成してもよい。トレンチ１４の形成方法は、例えば、ドライエッチングプロセスまたはウェットエッチングプロセスであってもよい。本発明の１つの実施形態において、各トレンチ１４の深さは、例えば、１μｍ〜１０μｍである。しかしながら、本発明はこれに限定されず、各トレンチ１４の深さは、第２基板１０４の厚さよりも小さい限り、実際の使用者の要求に応じて決定してもよい。

【0024】

第１接着材層１０８は、ウェハ１０２の上に形成される。ケガキ線１０は、装置部１０６で充填され、装置部１０６は、第１接着材層１０８で覆われる。本発明の１つの実施形態において、第１接着材層１０８の材料は、熱硬化材料を含み、例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、またはその組み合わせであってもよい。第１接着材層１０８の形成方法は、スピンコーティングプロセス、ドライフィルムラミネーション（dry film lamination）プロセス、ニードルコーティング（needle coating）プロセス、ニードルディスペンシング（needle dispensing）プロセス、またはその組み合わせを含む。

【0025】

図７（ａ）および図７（ｂ）を参照すると、ウェハ１０２は、第２基板１０４に結合される。結合後、トレンチ１４は、装置部１０６の上に対応して配置され、トレンチ１４およびケガキ線１０は、交互に配置される。その後、第１接着材層１０８に硬化プロセスを実行して、ウェハ１０２と第２基板１０４の間に第１接着層１０８ａを形成する。本発明の１つの実施形態において、硬化プロセスは、例えば、熱硬化プロセスであってもよい。第１接着材層１０８を熱硬化材料で作ることにより、熱循環（thermal cycling）プロセスの間に結合構造に亀裂が生じるのを防ぐことができる。また、第１接着層１０８ａが高硬度を有することにより、結合構造１００の硬度を上げることができる。

【0026】

図７（ｂ）を参照すると、本発明の第１実施形態において提供する結合構造１００は、第２基板１０２と、第２基板１０４と、第１接着層１０８ａとを含む。本実施形態において、第１基板１０２は、ウェハ（以下、ウェハ１０２と称す）であってもよい。ウェハ１０２は、複数のケガキ線１０を有する。装置部１０６は、ケガキ線１０の間に配置される。第２基板１０４は、複数のトレンチ１４を有する。トレンチ１４は、装置部１０６の上に対応して配置され、トレンチ１４は、ケガキ線１０と交差する。第１接着層１０８ａは、第２基板１０２と第２基板１０４の間に設置される。装置部１０６の表面およびケガキ線１０は、第１接着層１０８ａで充填され、トレンチ１４も第１接着層１０８ａで充填される。

【0027】

図８（ａ）および図８（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【0028】

図８（ａ）および図８（ｂ）を参照すると、第２実施形態において提供する結合構造１００ａは、第１実施形態の結合構造１００と類似するが、第２実施形態において、第１および第２基板１０２および１０４は、異なる方法で結合される。第２実施形態において、第１および第２基板１０２および１０４は、固定具（fixture）１１０を用いて結合される。固定具１１０は、第１基板１０２および第２基板１０４の位置を固定するために適用される。この方法において、第１基板１０２および第２基板１０４は、固定具１１０により一時的に固定される。トレンチ１４は、装置部１０６の上に対応して配置され、トレンチ１４は、ケガキ線１０と交差する。

【0029】

図８（ｂ）を参照すると、第１接着層１０８ａは、ウェハ１０２と第２基板１０４の間に形成される。本発明の１つの実施形態において、第１接着層１０８ａの形成方法は、ウェハ１０２と第２基板１０４の間の空間を第１接着材層（図示せず）で充填することである。例えば、結合構造１００の周辺および／またはウェハ１０２と第２基板１０４の間の間隙は、第１接着材層で充填されてもよい。第１接着材層は、ケガキ線１０またはトレンチ１４に沿って、結合構造１００の辺縁から結合構造１００ａの中心（図１７に示すように）に入ることができる。そして、第１接着材層に対して硬化プロセスを行い、ウェハ１０２と第２基板１０４の間に第１接着層１０８ａを形成する。

【0030】

図９（ａ）および図９（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【0031】

以下の実施形態において、同じまたは類似する参照番号は、同じまたは類似する装置、素子および層を示す。例えば、図９（ａ）および図１０（ａ）に示した第１基板２０２、図１１（ａ）および図１２（ａ）に示した第１基板３０２、および図１３（ａ）および図１４（ａ）に示した第１基板４０２は、図７（ａ）に示した第１基板１０２と同じまたは類似するため、ここでは説明を省略する。

【0032】

図９（ａ）を参照すると、第３実施形態において提供する結合構造２００は、第１実施形態の結合構造１００と類似するが、第３実施形態において、結合構造２００の第２基板２０４は、トレンチを有さず、第１基板２０２は、複数のトレンチ２２を有する。ここで、トレンチ２２は、ケガキ線２０に設置される。

【0033】

図９（ａ）を参照すると、本実施形態において、第１基板２０２は、ウェハ（以下、ウェハ２０２と称す）であってもよい。トレンチ２２の構造、その形状およびトレンチ２２の形成方法は、上述したトレンチ１２の構造、形状および形成方法に類似し、上述した実施形態において既に説明しているため、ここでは説明を省略する。本発明の１つの実施形態において、各トレンチ２２の深さは、例えば、１μｍ〜１０μｍである。しかしながら、本発明はこれに限定されず、各トレンチ２２の深さは、ウェハ２０２の厚さよりも小さい限り、実際の使用者の要求に応じて決定してもよい。各トレンチ２２の幅は、各ケガキ線２０の幅に等しいか、それよりも小さくてもよい。本発明の１つの実施形態において、各トレンチ２２の幅は、例えば、１μｍ〜１０μｍである。

【0034】

図９（ａ）を参照すると、第１接着材層２０８は、ウェハ２０２の上に形成される。ケガキ線２０、トレンチ２２および装置部２０６は、第１接着材層２０８で充填される。

【0035】

図９（ａ）および図９（ｂ）を参照すると、ウェハ２０２は、第２基板２０４に結合される。そして、第１接着材層２０８に対して硬化プロセスを行い、ウェハ２０２と第２基板２０４の間に第１接着層２０８ａを形成する。硬化プロセスの詳細については、上述した実施形態で既に説明しているため、ここでは説明を省略する。

【0036】

一般的な半導体におけるウェハのケガキ線は、主に、マークやアライメントパターン（alignment pattern）を有するが、本発明の実施形態において、ウェハ２０２のケガキ線２０は、さらに、複数のトレンチ２２を含む。ウェハ２０２と第２基板２０４を互いに結合している間に、第１接着材層２０８の気泡や突起物をトレンチ２２に一時的に保存してもよく、またはトレンチ１２に沿って第１接着材層２０８から取り除いてもよい。そのため、後続の硬化プロセスにおいて、第１接着材層２０８が熱膨張や収縮を起こしても、気泡や突起物により結合構造が損傷したり湾曲したりしない。また、本実施形態により、ウェハ２０２の設計や占有面積を変えなくても、上述した課題を解決することができる。

【0037】

図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【0038】

図１０（ａ）および図１０（ｂ）を参照すると、第４実施形態において提供する結合構造２００ａは、第３実施形態の結合構造２００と類似するが、結合構造２００ａの製造方法は、結合構造２００の製造方法と異なる。第４実施形態において提供する結合構造２００ａの製造方法は、図８（ａ）および図８（ｂ）において説明した製造方法と類似するため、ここでは説明を省略する。

【0039】

図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、本発明の第５実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）を参照すると、第５実施形態において提供する結合構造３００は、第１実施形態の結合構造１００と類似するが、第５実施形態の結合構造３００において、第１基板３０２は、複数のトレンチ３２を有し、第２基板３０４は、複数のトレンチ３４を有する。トレンチ３２は、ケガキ線３０に設置される。トレンチ３４は、第２基板３０４内に設置され、装置部３０６の上に対応して配置され、トレンチ３４は、トレンチ３２と交差する。第５実施形態の結合構造３００の製造方法は、図７（ａ）および図７（ｂ）において説明した製造方法と類似するため、ここでは説明を省略する。

【0040】

図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、本発明の第６実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。図１２（ａ）および図１２（ｂ）を参照すると、第６実施形態において提供する結合構造３００ａは、第５実施形態の結合構造３００と類似するが、結合構造３００ａの製造方法は、結合構造３００の製造方法と異なる。第６実施形態において提供する結合構造３００ａの製造方法は、図８（ａ）および図８（ｂ）において説明した製造方法と類似するため、ここでは説明を省略する。

【0041】

図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、本発明の第７実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【0042】

図１３（ａ）および図１３（ｂ）を参照すると、第７実施形態において提供する結合構造４００は、第１実施形態の結合構造１００と類似するが、第７実施形態において、結合構造４００の第１基板４０２のケガキ線４０は、複数のトレンチ４２を有し、第２基板４０４は、複数のトレンチ４４を有する。トレンチ４４および装置部４０６は、交互に配置され、トレンチ４２は、トレンチ４４に対応する。第７実施形態において提供する結合構造４００の製造方法は、図７（ａ）および図７（ｂ）において説明した製造方法と類似するため、ここでは説明を省略する。

【0043】

図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、本発明の第８実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。図１４（ａ）および図１４（ｂ）を参照すると、第８実施形態において提供する結合構造４００ａは、第７実施形態の結合構造４００と類似するが、結合構造４００ａの製造方法は、結合構造４００の製造方法と異なる。第８実施形態において提供する結合構造４００ａの製造方法は、図８（ａ）および図８（ｂ）において説明した製造方法と類似するため、ここでは説明を省略する。

【0044】

第１実施形態〜第８実施形態においてそれぞれ説明した結合構造１００、１００ａ、２００、２００ａ、３００、３００ａ、４００および４００ａの他に、言及すべきこととして、本発明の別の実施形態において、第１基板はウェハであってもよく、第２基板もウェハであってもよい。これらのウェハは、いずれも複数のケガキ線を有し、装置部は、ケガキ線の間に設置される。また、これらのウェハは、いずれもトレンチを有し、トレンチは、両方のウェハのケガキ線、または１つのウェハのケガキ線に配置されてもよい。

【0045】

図 １５（ａ）および図１５（ｂ）は、本発明の第９実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【0046】

図１５（ａ）および図１５（ｂ）を参照すると、本実施形態は、結合構造５００に適用される。結合構造５００は、第１基板５０２と、第２基板５０４と、第１接着層５０８とを含む。第２基板５０４は、複数のトレンチ５４を有する。第１接着層５０８は、第１基板５０２と第２基板５０４の間に既に形成されている。第１接着層５０８は、接着プロセス中に、粒子５６ａ、気泡５６ｂおよび５６ｃ（図１５（ａ）に示す）を有することにより、結合構造５００が歪みや湾曲を起こすことがある。図１５（ｂ）を参照すると、第１基板５０２と第２基板５０４の間に、さらに第２接着層５１８を形成する。本発明の１つの実施形態において、第２接着層５１８の形成方法は、第１基板５０２と第２基板５０４の間の間隙を第２接着材層（図示せず）で充填することである。例えば、結合構造５００の周辺および／または第１基板５０２と第２基板５０４の間の間隙を第２接着材層で充填してもよい。第２接着材層は、トレンチ５４に沿って、結合構造５００の辺縁から気泡５６ｂおよび５６ｃを入れることができる。そして、第２接着材層に対して硬化プロセスを行い、第１基板５０２と第２基板５０４の間に第２接着層５１８を形成する。

【0047】

図１６ａ〜図１６ｄは、本発明の第１０実施形態に係る結合構造の製造プロセスの概略的断面図である。

【0048】

図１６ａおよび図１６ｂを参照すると、本実施形態も結合構造５００に適用され、２つのキャリアが接着層５０８により既に互いに結合されているが、ここで提供する第２接着材層５１８の形成方法は、第９実施形態において提供した第２接着材層の形成方法とは異なる。図１６ａおよび図１６ｂに示すように、結合構造５００に対して剥離する工程（de-bonding process）を行った後、第１基板５０２を第２基板５０４から分離して、第１接着層５０８を第１部５０８ａと第２部５０８ｂに分割する。図１６ｂに示すように、第１基板５０２の表面は、第１部５０８ａで充填され、第２基板５０４の表面は、第２部５０８ｂで充填される。トレンチを有さない一般のプレート（例えば、キャリア）と比較して、第２基板５０４は、トレンチ５４を有し、第１接着層５０８が第２基板５０４と接触する表面面積は、相対的に小さい。そのため、剥離する工程の間、第２基板５０４を第１基板５０２から容易に分離することができる。こうすることにより、第１および第２基板５０２および５０４は、剥離する工程中に破損しない。

【0049】

図１６ｃを参照すると、第２接着材層５１８ａは、第１部５０８ａの表面に形成され、同時に、第２接着材層５１８ｂは、第２部５０８ｂの表面に形成される。本発明の１つの実施形態において、気泡５６ｂおよび５６ｃは、それぞれトレンチ５４に沿って、結合構造５００の辺縁から第２接着材層５１８ｃおよび５１８ｄで充填されてもよい。

【0050】

図１６ｃおよび図１６ｄを参照すると、第１基板５０２および第２基板５０４は、互いに接着されるため、第２接着材層５１８ａおよび５１８ｂは、互いに接触する。そして、硬化プロセスを行って、第２接着材層５１８ａおよび５１８ｂを硬化することにより、第１基板５０２と第２基板５０４の間に第２接着層５１８を形成する。

【0051】

図１８ａ〜図１８ｃは、破壊プロセスの概略的断面図である。

【0052】

図１８ａ〜図１８ｃを参照すると、膨張機（expanding machine）により破壊プロセスを行う。ここで、結合構造２００（図９（ｂ）に示し、第３実施形態で説明）に対して剥離する工程を行い、第１接着層２０８ａを取り除く。その後、残った第１基板（ウェハ）２０２（以下、ウェハ２０２と称す）を用いて、破壊プロセスについて説明する。ウェハ２０２は、複数のケガキ線２０および複数のトレンチ２２を有する。装置部２０６は、ケガキ線２０の間に配置される。トレンチ２２は、ケガキ線２０に設置される。本発明の１つの実施形態において、トレンチ２２の底面とウェハ２０２の底面の間の距離Ｈは、１０μｍよりも小さくてもよい。本発明の別の実施形態において、トレンチ２２の底面とウェハ２０２の底面の間の距離Ｈは、５μｍよりも小さくてもよい。本発明のさらに別の実施形態において、トレンチ２２の底面とウェハ２０２の底面の間の距離Ｈは、１μｍよりも小さくてもよい。

【0053】

ウェハ２０２に対して、膨張機により破壊プロセスを行う。膨張機は、固定台６１０と、膨張素子６１８とを含む。固定台６１０は、固定構造６１２と、固定リング６１４とを含んでもよい。固定リング６１４は、固定構造６１２の上に配置され、ウェハ２０２は、固定台６１０の上に配置される。ウェハ２０２と固定台６１０の間に保護層６１６を配置して、ウェハ２０２を保護してもよい。本発明の１つの実施形態において、保護層６１６は、例えば、剥離紙、剥離膜、高分子膜、またはその組み合わせであってもよい。剥離膜は、例えば、青いテープ（blue tape）であってもよい。

【0054】

図１８ａおよび図１８ｂを参照すると、膨張素子６１８は、保護膜６１６に作用力Ｆを加える。作用力Ｆは、トレンチ２２の底面から保護層６１６上のウェハ２０２を亀裂させ、複数のダイ２０２ａを形成する。

【0055】

図１８ａおよび図１８ｃを参照すると、ウェハ２０２は、トレンチ２２を有するため、破壊プロセスを行った後、形成されたダイ２０２ａの側壁は、段形状になる。

【0056】

図１８ｃに示すように、詳しく説明すると、各ダイ２０２ａは、基板６２０と、装置部２０６ａとを含む。装置部２０６ａは、基板６２０の上に設置される。ここで、装置部２０６ａは、第１実施形態で説明した装置部である。

【0057】

基板６２０は、例えば、シリコン基板等の半導体基板である。基板６２０の側壁は、段形状である。具体的に説明すると、基板６２０は、主要部６２０ａと、突出部６２０ｂとを含む。主要部６２０ａは、装置部２０６ａの下に設置され、突出部６２０ｂは、主要部６２０ａの側壁の一部に設置される。つまり、突出部６２０ｂは、主要部６２０ａの側壁から突出するため、主要部６２０ａおよび突出部６２０ｂの輪郭は、段形状である。突出部６２０ｂの上面は、トレンチ２２の底面の一部を構成し、突出部６２０ｂの側壁は、破壊プロセスで生じた輪郭を有する。主要部６２０ａの側壁は、トレンチ２２の側壁の一部を構成する。本発明の１つの実施形態において、トレンチ２２は、例えば、ドライエッチングプロセス（異方性エッチング）またはウェットエッチングプロセス（等方性エッチング）を行うことにより形成される。そのため、主要部６２０ａの側壁は、エッチングプロセスで生じた輪郭、例えば、波紋状の輪郭、半円弧状の輪郭、または平坦な輪郭を有する。したがって、主要部６２０ａの側壁の輪郭は、突出部６２０ｂの側壁の輪郭と異なる。また、主要部６２０ａの側壁の他の部分（突出部６２０ｂと接触していない部分）と突出部６２０ｂの上面の間に角度θが形成され、本実施形態において、角度θは、鈍角または鋭角である。本発明の１つの実施形態において、角度θは、７０度〜１３５度の範囲内である。

【0058】

以上のように、第１基板および第２基板のうちの１つにトレンチを形成する。トレンチは、連続または不連続構造を構成してもよく、またはパターン状に配置されてもよい。第１基板と第２基板を接着している間、トレンチが接着材層の気泡や突起物を減らすため、結合構造の損傷や湾曲を防ぐことができる。また、本発明のトレンチは、ケガキ線に設置されるため、ウェハまたはキャリアの設計や占有面積を変えなくても、上述した課題を解決することができる。

【0059】

以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本発明は、電子製品を形成するＰＯＰ構造実装等の様々な実装技術に適用することができる。

【符号の説明】

【0061】

１００、１００ａ、２００、２００ａ、３００、３００ａ、４００、４００ａ、５００、５００ａ、５００ｂ 結合構造
１０、２０、３０、４０ ケガキ線
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１４、２２、３２、３４、４２、４４、５４ トレンチ
１６ａ、１７ａ、１８ａ ユニット
１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ 行
１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ 交差点
１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ 列
５６ａ 粒子
５６ｂ、５６ｃ 気泡
１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、２０２、３０２、４０２、５０２ 第１基板（ウェハ）
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４ 第２基板
１０６、２０６、２０６ａ、３０６、４０６ 装置部
１０８ａ 接着層（第１接着層）
１０８、２０８、３０８、４０８ 第１接着材層
２０８ａ、３０８ａ、４０８ａ、５０８、５０８ａ、５０８ｂ 第１接着層
１１０、２１０、３１０、４１０ 固定具
２０２ａ ダイ
５０８ａ 第１部
５０８ｂ 第２部
５１８ 第２接着層
５１８ａ、５１８ｂ、５１８ｃ、５１８ｄ 第２接着材層
６１０ 固定台
６１２ 固定構造
６１４ 固定リング
６１６ 保護層
６１８ 膨張素子
６２０ 基板
６２０ａ 主要部
６２０ｂ 突出部
Ｆ 作用力
Ｈ 距離
θ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16a】

【図16b】

【図16c】

【図16d】

【図17】

【図18a】

【図18b】

【図18c】

【外国語明細書】

2016213431000001.pdf