JP5580439B2 - Method for separating a semiconductor wafer into individual semiconductor dies using implanted impurities - Google Patents

Method for separating a semiconductor wafer into individual semiconductor dies using implanted impurities Download PDF

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Description

本発明は概略として半導体ウエハを個々の半導体ダイに分離するための方法に関し、より具体的には、注入された不純物を用いて半導体ウエハを個々の半導体ダイに分離する方法及びそれを用いて半導体を製造する方法に関する。   The present invention generally relates to a method for separating a semiconductor wafer into individual semiconductor dies, and more specifically, a method for separating a semiconductor wafer into individual semiconductor dies using implanted impurities and a semiconductor using the same. It relates to a method of manufacturing.

集積回路の作製中に、一連の材料蒸着及び除去プロセスによって同時に複数の集積回路(半導体ダイ)が単一の半導体ウエハ上に形成される。そして、個々の半導体ダイはダイシングと言われるプロセスでウエハから分離される。ウエハダイシングは一般に円形鋸刃を用いて、又は(ウエハが結晶体の場合)ウエハをスクライビングして割ることによって切る工程を関与させる。ダイが分離される半導体ウエハの部分はひき目として知られ、半導体製造の分野の言葉では、ストリート又はスクライブストリートとして知られる。スクライブストリート幅はウエハのプロパティ、刃の寸法及びプロパティ、スクライブツールの寸法及びプロパティ等によって支配される。   During integrated circuit fabrication, multiple integrated circuits (semiconductor dies) are simultaneously formed on a single semiconductor wafer through a series of material deposition and removal processes. Individual semiconductor dies are separated from the wafer by a process called dicing. Wafer dicing generally involves cutting using a circular saw blade or by scribing and breaking the wafer (if the wafer is crystalline). The portion of the semiconductor wafer from which the dies are separated is known as a nick, and in terms of semiconductor manufacturing, it is known as street or scribe street. The scribe street width is governed by wafer properties, blade dimensions and properties, scribe tool dimensions and properties, and the like.

当業者であれば、従来のスクライブストリートは約62ミクロンのストリート幅を有し得ることを認識しているはずである。約30ミクロンの刃又はスクライブツール幅及び62ミクロンのストリート幅があれば、刃又はスクライブツールの片側に16ミクロンのクリアランスしかないことになる。しかし、半導体製造産業は、ウエハ当りのダイの歩留りを高くするための取り組みにおいて、例えば、52ミクロン以下の狭いスクライブストリートに向かって推移している。52ミクロンのストリート幅で作業するためには、刃又はスクライブツールを厚さ20ミクロン以下として刃の片側にも同じクリアランスを保持しなければならない。しかし、狭いひき目を可能とするために鋸刃又はスクライブツールの厚さを薄くすることには現実的な限界がある。   One skilled in the art will recognize that a conventional scribe street can have a street width of about 62 microns. With a blade or scribe tool width of about 30 microns and a street width of 62 microns, there will be only 16 microns of clearance on one side of the blade or scribe tool. However, the semiconductor manufacturing industry is moving towards narrow scribe streets of, for example, 52 microns or less, in an effort to increase die yield per wafer. To work with a 52 micron street width, the blade or scribe tool must be 20 microns thick or less and the same clearance must be maintained on one side of the blade. However, there is a practical limit to reducing the thickness of the saw blade or scribe tool in order to allow narrow marks.

従って、この技術で必要なことは、上記の厚さによって制約を受けないような、半導体ウエハを個々のダイに分離する方法である。   Therefore, what is needed in this technique is a method of separating a semiconductor wafer into individual dies that is not constrained by the above thickness.

従来技術の上記の欠点に対処するため、半導体ウエハを個々の半導体ダイに分離する方法が提供される。半導体ウエハを分離する方法は、他の工程の中でもとりわけ、半導体ダイが互いに接合するジャンクションに近接する半導体ウエハの領域に不純物を配置する工程を含み、不純物はジャンクションに近接する半導体ウエハにおける結合を分裂させて弱化領域をもたらすように構成される。半導体ウエハを分離する方法はさらに、不純物を有する半導体ウエハを弱化領域に沿って個々の半導体ダイに分離する工程を含む。   To address the above disadvantages of the prior art, a method is provided for separating a semiconductor wafer into individual semiconductor dies. The method of separating a semiconductor wafer includes, among other processes, placing an impurity in a region of the semiconductor wafer adjacent to the junction where the semiconductor dies are joined together, and the impurity breaks bonds in the semiconductor wafer adjacent to the junction. Configured to provide a weakened area. The method of separating the semiconductor wafer further includes the step of separating the semiconductor wafer having impurities into individual semiconductor dies along the weakened region.

さらに、半導体ダイを製造する方法が提供される。この方法は、これに制限されないが、半導体ウエハを取得する工程、及び半導体ウエハ内又はその上の複数の半導体構造体を形成する工程を含む。半導体ダイを製造する方法はさらに、半導体ダイが互いに接合するジャンクションに近接する半導体ウエハの領域に不純物を配置する工程を含み、不純物は、ジャンクションに近接する半導体ウエハにおける結合を分裂させて弱化領域をもたらすように構成されていて、その後、半導体構造体及び不純物を有する半導体ウエハを弱化領域に沿って個々の半導体ダイに分離する工程を含む。   In addition, a method of manufacturing a semiconductor die is provided. The method includes, but is not limited to, obtaining a semiconductor wafer and forming a plurality of semiconductor structures in or on the semiconductor wafer. The method of manufacturing a semiconductor die further includes the step of placing impurities in a region of the semiconductor wafer proximate to a junction where the semiconductor dies are joined together, the impurities splitting bonds in the semiconductor wafer proximate to the junction and causing weakened regions. And then separating the semiconductor structure and the semiconductor wafer having impurities into individual semiconductor dies along the weakened region.

発明のより完全な理解のために、添付図面との関係で以降の説明が参照される。   For a more complete understanding of the invention, reference is made to the following description in connection with the accompanying drawings.

図1は半導体ダイを製造する方法の実施例を示すフロー図を例示する。FIG. 1 illustrates a flow diagram illustrating an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor die. 図2A−Bは半導体ウエハを個々の半導体ダイに分離する方法の実施例を示す処理工程を例示する。2A-B illustrate process steps illustrating an embodiment of a method for separating a semiconductor wafer into individual semiconductor dies. 図3A−Bは半導体ウエハを個々の半導体ダイに分離する方法の実施例を示す処理工程を例示する。3A-B illustrate process steps illustrating an embodiment of a method for separating a semiconductor wafer into individual semiconductor dies. 図4A−Bは半導体ウエハを個々の半導体ダイに分離する方法の実施例を示す処理工程を例示する。4A-B illustrate process steps illustrating an embodiment of a method for separating a semiconductor wafer into individual semiconductor dies.

本開示は、少なくともある程度、半導体ダイが互いに接合するジャンクション付近の半導体ウエハに不純物が注入されて半導体ウエハをその個々の半導体ダイに分離することを補助することができるという認識に基づいている。開示はさらに、注入された不純物はジャンクションに近接する半導体ウエハにおける結合を分裂して弱化領域をもたらすこと、及び半導体ウエハが弱化領域に沿ってその個々の半導体ダイに分離されることを認識するものである。   The present disclosure is based on the recognition that at least to some extent, impurities can be implanted into a semiconductor wafer near the junction where the semiconductor dies join together to help separate the semiconductor wafer into its individual semiconductor dies. The disclosure further recognizes that the implanted impurity breaks bonds in the semiconductor wafer proximate the junction resulting in a weakened region and that the semiconductor wafer is separated along its weakened region into its individual semiconductor dies. It is.

図1に半導体ダイを製造する方法の実施例を示すフロー図100を示す。フロー図は、半導体ダイを製造する方法に加えて、半導体ウエハを個々の半導体ダイに分離する方法を含むサブセットを含む。従って、フロー図100は本開示を何らかの特定の工程に限定するために用いられるべきではない。   FIG. 1 shows a flow diagram 100 illustrating an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor die. The flow diagram includes a subset that includes a method for separating a semiconductor wafer into individual semiconductor dies in addition to a method for manufacturing a semiconductor die. Accordingly, the flow diagram 100 should not be used to limit the present disclosure to any particular process.

フロー図100は工程105で開始する。その後、工程110において、半導体ウエハが得られる。半導体ウエハは多数の異なる材料からなる。例えば、とりわけ、半導体ウエハはマイクロエレクトロニクス又は同様の技術分野で使用される半導体、導体又は絶縁体材料からなる。例えば、GaAs、InP又はGaNのような(III)−(V)族半導体、(III)−(V)族合金半導体、シリコンゲルマニウム、シリコンカーバイド、合成水晶及び溶融シリカ、あるいはこれらの材料の組合せ又は上記以外の材料が使用され得る。   Flow diagram 100 begins at step 105. Thereafter, in step 110, a semiconductor wafer is obtained. Semiconductor wafers consist of a number of different materials. For example, among other things, semiconductor wafers consist of semiconductor, conductor or insulator materials used in microelectronics or similar technical fields. For example, a (III)-(V) group semiconductor such as GaAs, InP or GaN, a (III)-(V) group alloy semiconductor, silicon germanium, silicon carbide, synthetic quartz and fused silica, or a combination of these materials Materials other than those described above can be used.

得られる半導体ウエハは多数ある異なる製造段階のいずれかにおけるものであってよい。例えば一実施例では、半導体ウエハは、単一の層しか含まず機能構造体をそこに有さない剥き出しの半導体である(例えば、インゴットから直接取り出されたもの)。他の実施例では、半導体ウエハは複数の層からなり、そのうちの1つは埋め込まれた酸素であってもよい(例えば、絶縁体上のシリコン(SOI))。さらに他の実施例では、半導体ウエハは複数の層からなり、そのうちの幾つかは上述した材料と同じであってもよい。この実施例では、半導体ウエハは1以上の機能構造体(例えば、活性構造体)をその中に又はその上に既に含んでいてもよい。   The resulting semiconductor wafer may be in any of a number of different manufacturing stages. For example, in one embodiment, the semiconductor wafer is a bare semiconductor that contains only a single layer and does not have a functional structure therein (eg, taken directly from an ingot). In other embodiments, the semiconductor wafer consists of multiple layers, one of which may be embedded oxygen (eg, silicon on insulator (SOI)). In yet another embodiment, the semiconductor wafer consists of a plurality of layers, some of which may be the same as the materials described above. In this embodiment, the semiconductor wafer may already include one or more functional structures (eg, active structures) in or on it.

その後、工程120において、1以上の異なる半導体構造体が半導体ウエハの上に、その中に、又はそれを覆って形成され得る。この工程120は多くの異なる処理工程を含み得る。例えば、工程120は1以上の活性構造体(例えば、トランジスタ構造体、キャパシタ構造体、インダクタ構造体等)を半導体ウエハの上に、その中に、又はそれを覆って形成する工程を含むことができる。工程120はまた、1以上のフォトレジスト構造体を半導体ウエハの上に、その中に、又はそれを覆ってパターニングする工程を含むこともできる。それでもなお、工程120は何らかの単一の工程又は処理工程の組合せに限定されるものではない。   Thereafter, in step 120, one or more different semiconductor structures may be formed on, in or over the semiconductor wafer. This step 120 may include many different processing steps. For example, step 120 can include forming one or more active structures (eg, transistor structures, capacitor structures, inductor structures, etc.) on, in, or over a semiconductor wafer. it can. Step 120 may also include patterning one or more photoresist structures on, in, or over the semiconductor wafer. Nevertheless, step 120 is not limited to any single step or combination of processing steps.

工程120の後に工程130において、レジストがパターニングされて、半導体ダイが互いに接合するジャンクションに近接する半導体ウエハの領域を露出する。当業者であればレジスト(例えば、一実施例ではフォトレジスト)をパターニングするプロセスは理解できるはずである。例えば、レジストをパターニングするプロセスはレジスト材料の層を半導体ウエハに塗布することで始まり、エネルギー源に対するレジスト層の選択的露出が続き、エネルギー源への露出によってレジスト層の部分の特性が変化する。そのような露出の後に、レジストの部分を選択的に除去するために、レジスト層は、例えば液体化学溶剤を用いる「ウエット成長プロセス」によって成長させられる。結果として得られるものはレジスト内の所望のパターンであり、この実施例ではそれが、半導体ダイが互いに接合するジャンクションに近接する半導体ウエハの領域を露出させることになる。他の実施例では、レジストは半導体ウエハにおける少なくともスクライブストリートの部分を露出させることになる。   After step 120, in step 130, the resist is patterned to expose a region of the semiconductor wafer adjacent to the junction where the semiconductor dies are joined together. Those skilled in the art will understand the process of patterning a resist (eg, photoresist in one embodiment). For example, the process of patterning a resist begins with applying a layer of resist material to a semiconductor wafer, followed by selective exposure of the resist layer to an energy source, which changes the properties of portions of the resist layer. After such exposure, in order to selectively remove portions of the resist, the resist layer is grown by a “wet growth process” using, for example, a liquid chemical solvent. The result is the desired pattern in the resist, which in this embodiment exposes the area of the semiconductor wafer that is close to the junction where the semiconductor dies join together. In other embodiments, the resist will expose at least a portion of the scribe street in the semiconductor wafer.

工程140において、不純物が半導体ウエハの領域(例えば、この実施例では露出領域)に配置される。一実施例では、不純物はジャンクションに近接する半導体ウエハにおける結合を分裂させ、弱化領域をもたらすよう構成される。弱化領域を最終的に形成するために用いられる不純物は多数ある。例えば、一実施例では、不純物は1以上の希ガスイオンである。例えば、水素イオン及びヘリウムイオンの一方又は組合せが不純物としてよく動作することが観察されてきた。それでもなお、不純物は、ホウ素又は燐のような他のイオンであってもよいし、これらのイオンと前述したイオンの組合せからなっていてもよい。しかし、あるアプリケーションでは、周辺領域のカウンタードーピングを防止するためにホウ素及び燐は避けるべきである。他の不純物も使用できる。   In step 140, impurities are placed in a region of the semiconductor wafer (eg, an exposed region in this example). In one embodiment, the impurities are configured to break bonds in the semiconductor wafer proximate the junction, resulting in a weakened region. There are many impurities used to ultimately form the weakened region. For example, in one embodiment, the impurity is one or more noble gas ions. For example, it has been observed that one or a combination of hydrogen ions and helium ions perform well as impurities. Nevertheless, the impurities may be other ions such as boron or phosphorus, or may be a combination of these ions and the ions described above. However, in some applications, boron and phosphorus should be avoided to prevent counter-doping of the peripheral region. Other impurities can also be used.

不純物は種々の異なるプロセスを用いて半導体ウエハ内に配置されることができるが、一実施例では、不純物は注入(インプラント)技術を用いて半導体ウエハ内に配置される。例えば、一実施例では、不純物は約10keVから約1000keVの範囲の注入エネルギー及び約1E12atoms/cmから約1E16atoms/cmの範囲の注入量で半導体ウエハに注入される。他の実施例では、注入条件は、注入が最初に接触する半導体ウエハの表面から反対側表面まで弱化領域が拡張するように選択される。それでもなお、上述のレジストを必要としない注入法等の他の注入条件も使用できる。 While impurities can be placed in a semiconductor wafer using a variety of different processes, in one embodiment, impurities are placed in a semiconductor wafer using an implant technique. For example, in one embodiment, the impurities are implanted into the semiconductor wafer with an implantation energy in the range of about 10 keV to about 1000 keV and an implantation dose in the range of about 1E12 atoms / cm 3 to about 1E16 atoms / cm 3 . In other embodiments, the implantation conditions are selected such that the weakened region extends from the surface of the semiconductor wafer that the implantation first contacts to the opposite surface. Nevertheless, other implantation conditions such as implantation methods that do not require the resist described above can also be used.

その後、工程150において、内部に不純物を有する半導体ウエハが弱化領域に沿ってその個々の半導体ダイに分離される。半導体ウエハの個々のダイへの分離は多数の異なる工程又は工程の組合せを含むことができる。例えば、一実施例では、弱化領域を有する半導体ウエハは弱化領域を折るために温度的ストレスに曝され、これによって、半導体ダイを分離することを可能とする。温度的ストレスは、とりわけ、適切な温度でそこに含まれる不純物を有する半導体ウエハをアニーリングすることによって加えられる。当業者は、半導体を折るのに必要な適切な(それでも充当される温度バジェット内に収まる)温度を理解している。   Thereafter, in step 150, the semiconductor wafer having impurities therein is separated into its individual semiconductor dies along the weakened region. The separation of the semiconductor wafer into individual dies can include a number of different processes or combinations of processes. For example, in one embodiment, a semiconductor wafer having a weakened region is subjected to thermal stress to break the weakened region, thereby allowing the semiconductor die to be separated. Thermal stress is applied, among other things, by annealing a semiconductor wafer having impurities contained therein at an appropriate temperature. Those skilled in the art understand the proper temperature (still within the temperature budget to be met) required to fold a semiconductor.

同様に、弱化領域を折るために弱化領域を有する半導体ウエハが機械ストレスに曝されてもよい。機械ストレスは、とりわけ、半導体ウエハの表面にわたってロールする機械装置によって加えることができる。代替実施例では、機械及び温度ストレス双方が使用されて半導体ダイの分離を補助するために用いられる。半導体ウエハを個々のダイに折る工程の後に、プロセスは工程155で停止する。   Similarly, a semiconductor wafer having a weakened region may be exposed to mechanical stress to break the weakened region. Mechanical stress can be applied, inter alia, by mechanical devices that roll over the surface of the semiconductor wafer. In an alternative embodiment, both mechanical and temperature stresses are used to assist in the separation of the semiconductor die. After the step of folding the semiconductor wafer into individual dies, the process stops at step 155.

図1のフロー図100は、開示の一実施例によって半導体ダイを製造するのに使用される特定の工程を含む。代替の実施例では、開示の代替実施例に従って半導体ダイを製造するために、より少ない又は追加の工程が使用され得る。さらに、各工程が実行される特定の順序は変更できる。従って、例えばある実施例では、工程130及び140を工程120の前に行ってもよい。   The flow diagram 100 of FIG. 1 includes certain steps used to manufacture a semiconductor die according to one embodiment of the disclosure. In alternative embodiments, fewer or additional steps may be used to manufacture a semiconductor die in accordance with the disclosed alternative embodiments. Furthermore, the specific order in which each step is performed can be changed. Thus, for example, in some embodiments, steps 130 and 140 may be performed before step 120.

図2A−4Bに、半導体ウエハを個々の半導体ダイを分離する方法の実施例を示す処理工程を例示する。図2Aに、最初に半導体ウエハ210を示す。図2Aに示すウエハ210はノッチ260及び1以上のダイ領域270を含む。ノッチ260は、当業者には予想できるように、特定の半導体構造体の位置、ダイ領域270等、ウエハ210上の種々の異なる構成を調整するためにウエハ210の中心(又は他の既知の点)に沿って使用される。   2A-4B illustrate process steps illustrating an embodiment of a method for separating a semiconductor wafer from individual semiconductor dies. FIG. 2A first shows a semiconductor wafer 210. The wafer 210 shown in FIG. 2A includes a notch 260 and one or more die regions 270. The notch 260 is centered on the wafer 210 (or other known points) to adjust various different configurations on the wafer 210, such as the position of a particular semiconductor structure, die region 270, etc., as would be expected by one skilled in the art. ) Used along.

1以上のダイ領域270は半導体ウエハ210上の異なるダイについてのダイ境界を表す。これらのダイ境界は最終的には、ウエハ210が個々の半導体ダイにダイシングされるスクライブストリートとなる。さらに、ダイ領域270は、拡大手段を用いるか否かを問わず、肉眼で見えるものであってもなくてもよい。所与のウエハ210上のダイ領域270の数は一般にウエハ210のサイズ、及び個々のダイ領域270に対する所望のサイズに基づいて変わる。   One or more die regions 270 represent die boundaries for different dies on the semiconductor wafer 210. These die boundaries eventually become scribe streets where the wafer 210 is diced into individual semiconductor dies. Furthermore, the die region 270 may or may not be visible to the naked eye, regardless of whether or not the enlargement means is used. The number of die areas 270 on a given wafer 210 will generally vary based on the size of the wafer 210 and the desired size for the individual die area 270.

図2Bに進むと、図2Aの半導体ウエハ210の一部分の拡大図が示される。図示するように、半導体ウエハ210は異なる材料、層及び構造体の集合を含む。例えば、半導体ウエハ210はベース層212(例えば、一実施例では単結晶シリコン)、活性構造体層214(例えば、一実施例ではトランジスタデバイス)及び相互接続構造体層216(例えば、一実施例では1以上の相互接続層)を含む。ベース層212、活性構造体層214及び相互接続構造体層216は、とりわけ、上記の材料のいずれか又は集合からなっていればよい。同様に、この製造段階で追加の層が半導体ウエハ210に存在してもよい。   Proceeding to FIG. 2B, an enlarged view of a portion of the semiconductor wafer 210 of FIG. 2A is shown. As shown, the semiconductor wafer 210 includes a collection of different materials, layers and structures. For example, the semiconductor wafer 210 includes a base layer 212 (eg, single crystal silicon in one embodiment), an active structure layer 214 (eg, a transistor device in one embodiment), and an interconnect structure layer 216 (eg, in one embodiment). One or more interconnect layers). Base layer 212, active structure layer 214, and interconnect structure layer 216 may comprise, among other things, any one or collection of the above materials. Similarly, additional layers may be present on the semiconductor wafer 210 during this manufacturing stage.

図2Bに示すように、パターンニングされたレジスト220が半導体ウエハ210の領域230を露出するために半導体ウエハ210上に形成される。上述したのと同様のプロセスがレジスト220をパターニングするのに使用され得る。露出領域230は、一例では、半導体ダイ270が互いに接合するジャンクションに近接して位置決めされる。他の実施例では、露出領域230は半導体ウエハ210におけるスクライブストリートの少なくとも一部分を露出する。   As shown in FIG. 2B, a patterned resist 220 is formed on the semiconductor wafer 210 to expose the region 230 of the semiconductor wafer 210. A process similar to that described above can be used to pattern the resist 220. The exposed region 230, in one example, is positioned proximate to a junction where the semiconductor dies 270 are joined together. In other embodiments, the exposed region 230 exposes at least a portion of the scribe street in the semiconductor wafer 210.

一実施例では、露出領域230は約5ミクロンよりも小さい幅(w)を有する。露出部分230は、代替の実施例では、約1ミクロンよりも小さい幅(w)を有する。上述の幅(w)は、半導体ウエハ210を個々の半導体ダイにダイシングするために以前に使用されていたような鋸刃又はスクライブツールの幅よりもかなり小さい。従って、相当な半導体ウエハ210の基板スペースが節約されることになる。   In one embodiment, exposed region 230 has a width (w) that is less than about 5 microns. Exposed portion 230 has a width (w) less than about 1 micron in an alternative embodiment. The width (w) described above is much smaller than the width of a saw blade or scribe tool as previously used to dice the semiconductor wafer 210 into individual semiconductor dies. Therefore, a considerable substrate space of the semiconductor wafer 210 is saved.

図2Bはさらに、不純物240がレジスト220内の開口部によって露出領域230に導入されることを示す。不純物240は、とりわけ、上述と同様のプロセスを用いて半導体内に配置され得る。上述したように、不純物240は半導体ダイ270が互いに接合するジャンクションに近接する半導体ウエハ210において結合を分裂させるように構成される。不純物240はさらに、半導体ウエハ210における弱化領域250をもたらすことができる。弱化領域250は、一実施例では、不純物240が配置された最初の表面に対して実質的に垂直に伸張する。これは、表面に対して実質的に平行に伸張する弱化領域を作成する他のプロセスとの直接の差異である。   FIG. 2B further shows that impurities 240 are introduced into the exposed region 230 through openings in the resist 220. Impurity 240 may be disposed in the semiconductor using a process similar to that described above, among others. As described above, the impurities 240 are configured to break bonds in the semiconductor wafer 210 proximate to the junction where the semiconductor dies 270 are joined together. Impurities 240 can further result in weakened regions 250 in the semiconductor wafer 210. The weakened region 250, in one embodiment, extends substantially perpendicular to the initial surface on which the impurities 240 are disposed. This is a direct difference from other processes that create weakened regions that extend substantially parallel to the surface.

図2A及び2Bの実施例は、不純物240を半導体基板210内に精密に配置するのにレジスト220が使用されることを示す。それでもなお、レジストが必要でない他の実施例が存在する。例えば、直接書込み注入法が使用される公知の実施例も存在する。例えば、不純物240を半導体基板210内に含むために、xyステージによって駆動されるフォトンビームが使用され得る。   The example of FIGS. 2A and 2B shows that resist 220 is used to precisely place impurities 240 in semiconductor substrate 210. Nevertheless, there are other embodiments that do not require a resist. For example, there are known examples in which a direct write injection method is used. For example, a photon beam driven by an xy stage can be used to include the impurities 240 in the semiconductor substrate 210.

図3A及び3Bは、半導体ウエハ210の背面側(例えば、不純物240が最初に配置された表面の反対の面)の少なくとも一部を除去した後の図2A及び2Bの半導体ウエハ210を示す。一実施例では、半導体ウエハ210の厚さを約200ミクロンから約400ミクロンの範囲の値に減らすために従来のウエハのバックグラインドが使用される。代替の実施例では、より大きい又は小さいバックグラインドが使用される。半導体ウエハ210の背面の少なくとも一部を除去するプロセスは、半導体ウエハ210をその個々の半導体ダイに分離することを補助するように設計される。   FIGS. 3A and 3B show the semiconductor wafer 210 of FIGS. 2A and 2B after removal of at least a portion of the back side of the semiconductor wafer 210 (eg, the surface opposite the surface where the impurities 240 were originally disposed). In one embodiment, a conventional wafer backgrind is used to reduce the thickness of the semiconductor wafer 210 to a value in the range of about 200 microns to about 400 microns. In alternative embodiments, a larger or smaller back grind is used. The process of removing at least a portion of the backside of the semiconductor wafer 210 is designed to assist in separating the semiconductor wafer 210 into its individual semiconductor dies.

図4A及び4Bは不純物240を有する半導体ウエハ210を弱化領域250に沿って個々の半導体ダイ410に分離した後の図3A及び3Bの半導体ウエハ210を示す。前述したように、半導体ウエハ210を個々の半導体ダイに分離するプロセスは応力の付加で補助され得る。図4A及び4Bに示す実施例はローラー420を用いて加えられた機械的ストレスの使用を示す。この実施例では応力を加えるためにローラー420が使用されるが、当業者は種々の他の技術及びデバイスが使用できることを理解している。なお、温度的ストレス又は他の形式のストレス(例えば、音響的ストレス)も使用できることを再度注記しておく。   4A and 4B show the semiconductor wafer 210 of FIGS. 3A and 3B after separating the semiconductor wafer 210 with impurities 240 into individual semiconductor dies 410 along the weakened region 250. As described above, the process of separating the semiconductor wafer 210 into individual semiconductor dies can be aided by the application of stress. The example shown in FIGS. 4A and 4B illustrates the use of mechanical stress applied using a roller 420. In this example, rollers 420 are used to apply stress, but those skilled in the art will appreciate that various other techniques and devices can be used. It should be noted again that thermal stress or other types of stress (eg, acoustic stress) can be used.

図1から4Bに関して上述したプロセスは、その中に1以上の構造体を形成することの後に、特に相互接続構造物の形成の後に、不純物が半導体ウエハ内に配置されることを示す。何らかの構造体がその上又その中に形成される前に不純物が半導体ウエハ内に含まれるような実施例もある。同様に、活性構造体をその上又はその中に形成した直後に不純物が半導体ウエハ内に含まれるような実施例もある。   The process described above with respect to FIGS. 1-4B shows that impurities are disposed in a semiconductor wafer after forming one or more structures therein, particularly after forming an interconnect structure. In some embodiments, impurities may be included in the semiconductor wafer before any structure is formed thereon or therein. Similarly, in some embodiments, impurities are included in the semiconductor wafer immediately after the active structure is formed on or in it.

発明の側面は他の従来的なプロセス以上の一定の利益を提供する。例えば、上記の開示によると、他の鋸引き及びスクライブ技術で許容されるものよりもダイのレーンを小さくできるので、シリコンをより多く利用することが可能となる。さらに、半導体ウエハを個々のダイに分離するための注入法の使用は従来の鋸及びスクライブツールの購入及び保守に比べて低コストとなるので最終的には処理コストは低い。   Aspects of the invention provide certain benefits over other conventional processes. For example, according to the above disclosure, the die lanes can be smaller than allowed by other sawing and scribing techniques, so that more silicon can be utilized. Furthermore, the use of an implantation method to separate the semiconductor wafer into individual dies is lower in cost compared to the purchase and maintenance of conventional saws and scribe tools, and ultimately lower in processing costs.

不純物の含有に関する更なる詳細、その他関連の情報は米国特許第6335258号、6020252号、5877070号、及び6372609号、並びに米国特許出願公開第2004/0171232号及び2004/0166649号に開示され、その全部がそれらの全部が含まれるかのように参照としてここに取り込まれる。   Further details regarding the inclusion of impurities, as well as other relevant information, are disclosed in U.S. Pat. Nos. 6,335,258, 6020252, 5877070, and 6372609, and U.S. Patent Application Publication Nos. 2004/0171232 and 2004/0166649, all of which are incorporated herein by reference. Are incorporated herein by reference as if they were all included.

上記の開示に関連する当業者であれば、発明の範囲から逸脱することなく他の及び更なる付加、削除、代用及び修正が上記実施例に対してなされ得ることが理解できるはずである。   Those skilled in the art to which the above disclosure pertains will understand that other and further additions, deletions, substitutions and modifications may be made to the above embodiments without departing from the scope of the invention.

Claims (10)

半導体ウエハを個々の半導体ダイに分離する方法であって、
半導体ダイが互いに接合するジャンクションに近接する半導体ウエハの一表面の領域に、該ジャンクションに近接する半導体ウエハにおける結合を分裂させて弱化領域をもたらすように構成された不純物を配置する工程、
該不純物を該半導体ウエハの該領域に配置した後に該半導体ウエハの反対側表面の少なくとも一部分を除去する工程、及び
該弱化領域に沿って、該不純物及び除去された部分を有する半導体ウエハを分離する工程を備え、
前記半導体ウエハを分離する工程が鋸刃又はスクライブツールを使用せずに機械的又は音響的ストレスを用いて該半導体ウエハを分離する工程を含む方法。
A method of separating a semiconductor wafer into individual semiconductor dies,
Placing an impurity configured to split a bond in a semiconductor wafer adjacent to the junction to provide a weakened region in a region of one surface of the semiconductor wafer adjacent to a junction where the semiconductor dies are joined together;
Removing at least a portion of the opposite surface of the semiconductor wafer after the impurity is disposed in the region of the semiconductor wafer, and separating the semiconductor wafer having the impurity and the removed portion along the weakened region With a process,
METHOD mechanical Also, including the step of separating the semiconductor wafer using an acoustic stress without a step saw blade or scribe tool for separating the semiconductor wafer.
請求項1の方法において、前記不純物を配置する工程が希ガスイオンを前記領域に注入する工程を含む方法。   2. The method of claim 1, wherein the step of disposing the impurities includes the step of implanting noble gas ions into the region. 請求項1の方法において、前記領域が約5ミクロンよりも小さい幅を有している、方法。   The method of claim 1, wherein the region has a width less than about 5 microns. 請求項1の方法において、前記不純物が前記半導体ウエハにおけるスクライブストリート内に配置される、方法。   The method of claim 1, wherein the impurities are disposed in scribe streets in the semiconductor wafer. 請求項1の方法において、前記反対側表面から除去された部分の少なくとも一部分が前記一表面における弱化領域に位置的に対応している、方法。   The method of claim 1, wherein at least a portion of the portion removed from the opposite surface corresponds in position to a weakened region on the one surface. 請求項1の方法において、前記半導体ウエハを分離する工程が前記機械的ストレスを発生させるためのローラー用いて該半導体ウエハを分離する工程を含む方法。   2. The method of claim 1, wherein the step of separating the semiconductor wafer includes the step of separating the semiconductor wafer using a roller for generating the mechanical stress. 請求項1の方法において、前記領域が約1ミクロンよりも小さい幅を有している、方法。   The method of claim 1, wherein the region has a width less than about 1 micron. 請求項1の方法において、前記領域が5ミクロンよりも小さい幅を有している、方法。 The method of claim 1, wherein the region has a width less than 5 microns . 半導体ウエハを個々の半導体ダイに分離する方法であって、
半導体ダイが互いに接合するジャンクションに近接する半導体ウエハの一表面の、5ミクロンよりも小さい幅を有する領域に、該ジャンクションに近接する半導体ウエハにおける結合を分裂させて弱化領域をもたらすように構成された不純物を配置する工程、
該不純物を該半導体ウエハの該領域に配置した後に該半導体ウエハの反対側表面の少なくとも一部分を除去する工程、及び
該弱化領域に沿って、鋸刃又はスクライブツールを使用せずに機械的又は音響的ストレスを用いて該不純物及び除去された部分を有する半導体ウエハを分離する工程を備える方法。
A method of separating a semiconductor wafer into individual semiconductor dies,
Constructed to split a bond in a semiconductor wafer proximate to the junction into a region having a width of less than 5 microns on one surface of the semiconductor wafer adjacent to the junction where the semiconductor dies are bonded to each other to provide a weakened region A step of arranging impurities,
Removing at least a portion of the opposite surface of the semiconductor wafer after the impurities are disposed in the region of the semiconductor wafer, and mechanical or acoustical along the weakened region without the use of a saw blade or scribe tool Separating the semiconductor wafer having the impurity and the removed portion using a mechanical stress .
請求項9の方法において、前記領域が約5ミクロンよりも小さい幅を有している、方法。   10. The method of claim 9, wherein the region has a width that is less than about 5 microns.
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