JPH07176760A - Wafer having phs structure and its manufacture - Google Patents
Wafer having phs structure and its manufactureInfo
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- JPH07176760A JPH07176760A JP31839493A JP31839493A JPH07176760A JP H07176760 A JPH07176760 A JP H07176760A JP 31839493 A JP31839493 A JP 31839493A JP 31839493 A JP31839493 A JP 31839493A JP H07176760 A JPH07176760 A JP H07176760A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体素子の下地と
なるウエハの構造およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a wafer as a base of a semiconductor element and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体素子を動作させると熱が発生す
る。この熱は、半導体素子のパッケージなどに効果的に
放散させることが必要である。このため、例えば、Ga
AsまたはInP基板を用いた、準マイクロ波〜マイク
ロ波〜ミリ波(数100MHz〜100GHz)の帯域
で動作する高出力トランジスタやモノリシックICで
は、PHS(plated heat sink) 構造が用いられてい
る。2. Description of the Related Art When a semiconductor device is operated, heat is generated. This heat needs to be effectively dissipated in the package of the semiconductor device or the like. Therefore, for example, Ga
A PHS (plated heat sink) structure is used in high-power transistors and monolithic ICs that operate in the quasi-microwave to microwave to millimeter wave (several 100 MHz to 100 GHz) band using an As or InP substrate.
【0003】以下、この発明の理解を容易にするため
に、図面を参照して、従来のPHS構造を有する半導体
素子の一例について簡単に説明する。図5は、従来のP
HS構造を有するウエハを下地とする半導体素子の説明
に供する一部断面斜視図である。In order to facilitate understanding of the present invention, an example of a conventional semiconductor device having a PHS structure will be briefly described below with reference to the drawings. FIG. 5 shows the conventional P
FIG. 3 is a partial cross-sectional perspective view for explaining a semiconductor element using a wafer having an HS structure as a base.
【0004】PHS構造では、効果的な放熱のため、通
常、ウエハ10を構成するGaAsの半導体基板12を
20〜100μmの厚さに薄板化してある。そして、薄
板化した半導体基板12の、機能素子14を形成した主
表面16の裏面側に、熱伝導度の高い厚い金属層(例え
ば金)18をメッキにより形成してヒートシンクとして
いる。また、半導体基板(基板とも略称する)12に
は、基板12を貫通する直径10〜100μm程度のバ
イアホール20が設けてある。このバイアホール20を
通じて、半導体基板12の主表面16側とその裏面とが
電気的および熱的に接続される。また、このバイアホー
ル20によって、半導体素子の接地インダクタンスの低
減を図ることができる。In the PHS structure, the GaAs semiconductor substrate 12 forming the wafer 10 is usually thinned to a thickness of 20 to 100 μm for effective heat dissipation. Then, a thick metal layer (for example, gold) 18 having high thermal conductivity is formed by plating on the back surface side of the main surface 16 on which the functional element 14 is formed of the thinned semiconductor substrate 12 to form a heat sink. Further, the semiconductor substrate (also referred to as a substrate) 12 is provided with a via hole 20 penetrating the substrate 12 and having a diameter of about 10 to 100 μm. Through the via hole 20, the main surface 16 side of the semiconductor substrate 12 and the back surface thereof are electrically and thermally connected. Further, the grounding inductance of the semiconductor element can be reduced by the via hole 20.
【0005】図5に示した半導体素子と同様にバイアホ
ールを具えたPHS構造の断面図が、文献:「GaAs
電界効果トランジスタの基礎、平成4年、電子情報通信
学会刊」の213頁の図5.22に記載されている。こ
の断面図では、基板を25μmの厚さに薄板化し、PH
S構造を有するウエハの厚さを50μmとしている。従
って、この文献に記載のウエハの金属層(金電極)の厚
さは、25μmであることが分かる。A cross-sectional view of a PHS structure having via holes similar to the semiconductor device shown in FIG.
Basics of Field Effect Transistors, 1992, published by The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, pp. 213, FIG. 5.22. In this cross-sectional view, the substrate is thinned to a thickness of 25 μm and
The thickness of the wafer having the S structure is 50 μm. Therefore, it can be seen that the thickness of the metal layer (gold electrode) of the wafer described in this document is 25 μm.
【0006】次に、従来のPHS構造を有するウエハの
製造方法の一例について説明する。図6の(A)〜
(C)は、従来のPHS構造を有するウエハの製造方法
の説明に供する断面工程図である。図7の(A)は、図
6の(C)に続く断面工程図である。図7の(B)は、
スクライブライン上の基板を除去しない場合の断面図で
ある。尚、図6および図7では、基板の主表面に形成さ
れている機能素子の構造を省略して示している。Next, an example of a conventional method of manufacturing a wafer having a PHS structure will be described. 6 (A)-
FIG. 3C is a sectional process diagram for explaining a method for manufacturing a wafer having a conventional PHS structure. FIG. 7A is a sectional process drawing following FIG. 6C. FIG. 7B shows
It is sectional drawing when the board | substrate on a scribe line is not removed. 6 and 7, the structure of the functional element formed on the main surface of the substrate is omitted.
【0007】図6に示すPHS構造を有するウエハの製
造方法においては、先ず、基板12の主表面16に機能
素子(図示せず)を形成した後、この基板12の主表面
16側を石英の支持材22に貼り付け材24を用いて貼
りつける。次に、貼り付けた基板12をその裏面から研
磨して50〜100μmの厚さに薄板化する(図6の
(A))。In the method of manufacturing a wafer having the PHS structure shown in FIG. 6, first, a functional element (not shown) is formed on the main surface 16 of the substrate 12, and then the main surface 16 side of the substrate 12 is made of quartz. The support material 22 is attached to the support material 22 using the attachment material 24. Next, the attached substrate 12 is polished from its back surface to be thinned to a thickness of 50 to 100 μm ((A) of FIG. 6).
【0008】次に、薄板化した基板12にバイアホール
20を形成し、また、スクライブライン26上の基板1
2部分を除去する(図6の(B))。Next, the via hole 20 is formed in the thinned substrate 12, and the substrate 1 on the scribe line 26 is formed.
Two parts are removed ((B) of FIG. 6).
【0009】次に、基板12の裏面側の基板除去部分を
含むウエハ10全面にわたって、蒸着やスパッタリング
によりカレントフィルム28を形成する。次に、このカ
レントフィルム28上に電界メッキによりAuのメッキ
層30を形成する。このメッキ層30がヒートシンクと
しての役割を果たす(図6の(C))。Next, a current film 28 is formed on the entire surface of the wafer 10 including the substrate-removed portion on the back surface side of the substrate 12 by vapor deposition or sputtering. Then, an Au plating layer 30 is formed on the current film 28 by electroplating. The plated layer 30 serves as a heat sink ((C) of FIG. 6).
【0010】また、ウエハ10全面にわたって厚いメッ
キ層30を形成することによって、元来脆性の高い化合
物半導体を薄板化した基板12を以って構成されたウエ
ハ10に、2インチ、3インチといった広い面積でハン
ドリングするために必要な強度を待たせることができ
る。尚、メッキに際しては、無電解メッキによりNi層
をメッキ層として形成することができる。Further, by forming the thick plating layer 30 over the entire surface of the wafer 10, the wafer 10 constituted by the substrate 12 which is originally made of a thin compound semiconductor having a high brittleness has a wide area of 2 inches or 3 inches. The strength required for handling in the area can be kept waiting. When plating, the Ni layer can be formed as a plating layer by electroless plating.
【0011】次に、ウエハ10を支持材22から剥離し
て、メッキ層30側が接着面となるように、ウエハ10
をダイシングテープ32上に貼りつける(図7の
(A))。Next, the wafer 10 is peeled off from the support material 22 so that the plating layer 30 side becomes an adhesive surface.
Is pasted on the dicing tape 32 ((A) of FIG. 7).
【0012】この従来例では、スクライブライン上の半
導体基板を除去したが、これは、基板の内部応力や、基
板とメッキ層の熱膨張係数の違いに起因するストレスを
緩和して、基板の反りや破損を避けるためである。しか
し、図7の(B)に示すように、スクライブライン26
上の半導体基板を除去しない場合もある。In this conventional example, the semiconductor substrate on the scribe line was removed, but this reduces the internal stress of the substrate and the stress caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate and the plating layer, and warps the substrate. This is to avoid damage. However, as shown in FIG. 7B, the scribe line 26
In some cases, the upper semiconductor substrate is not removed.
【0013】ダイシングテープ32に貼りつけられたP
HS構造を有するウエハ10は、スクライブライン26
に沿って切断され、チップ毎に分離される。切断に際し
ては、通常ダイヤモンドブレード(図示せず)がダイシ
ングソーとして使用されている。ダイヤモンドブレード
は、ボンドと呼ばれる金属片やレジン樹脂に微細なダイ
ヤモンド砥粒を埋め込んだ構造となっている。P attached to the dicing tape 32
The wafer 10 having the HS structure has a scribe line 26.
Is cut along with and separated into chips. At the time of cutting, a diamond blade (not shown) is usually used as a dicing saw. The diamond blade has a structure in which fine diamond abrasive grains are embedded in a metal piece called a bond or a resin resin.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、PHS
構造を構成する金属層として、特に、金(Au)や銅
(Cu)のように硬度が低く、展延性の高い金属を用い
た場合、金属層をダイヤモンドブレードを用いて長距離
にわたって連続的に切断することは困難である。これ
は、切断時に生ずる金属細片がブレードのボンドに付着
して、ダイヤモンド砥粒の突起を埋めて平坦化してしま
うためである。この現象は、金属層に厚さ数10μm以
上のAuを用いた場合に顕著となる。例えば、厚さ20
μmのAuからなる金属層を切断した場合、約100c
mの距離を切断した時点で切断面の欠けが生じ始める。
また、Auの金属層の厚さを50μmとした場合には、
数cmの切断が限界である。このような切断面の欠け
は、チップの外観不良となるだけでなく、半導体基板に
クラックを生ずる原因となる。[Problems to be Solved by the Invention] However, PHS
When a metal having a low hardness and a high malleability such as gold (Au) or copper (Cu) is used as the metal layer forming the structure, the metal layer is continuously formed over a long distance using a diamond blade. It is difficult to cut. This is because the metal pieces generated during cutting adhere to the bond of the blade and fill the protrusions of the diamond abrasive grains to flatten them. This phenomenon becomes remarkable when Au having a thickness of several tens of μm or more is used for the metal layer. For example, thickness 20
Approximately 100c when cutting the metal layer made of Au of μm
When a distance of m is cut, chipping of the cut surface starts to occur.
When the thickness of the Au metal layer is 50 μm,
A few cm is the limit. Such chipping of the cut surface not only causes a defective appearance of the chip, but also causes cracks in the semiconductor substrate.
【0015】従って、この発明の目的は、ウエハのハン
ドリングが可能で、かつ、ウエハのチップ分離のための
切断が容易な、PHS構造を有するウエハおよびその製
造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a wafer having a PHS structure and a method of manufacturing the same, which can handle the wafer and can be easily cut for separating the wafer into chips.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】この発明のPHS構造を
有するウエハによれば、半導体素子の下地となる、PH
S(plated heat sink)構造を有するウエハにおいて、
このウエハを構成する薄板化した半導体基板の、素子を
設けた主表面の裏面側に、このウエハの全面にわたって
下部金属層を具え、この下部金属層の厚さを、このウエ
ハのハンドリングが可能であり、かつ、チップ分離の際
にこのウエハの切断が容易である厚さとし、この下部金
属層の非スクライブライン領域の少なくとも一部分上
に、ヒートシンクとしての上部金属層を具えてなること
を特徴とする。According to the wafer having the PHS structure of the present invention, the PH which becomes the base of the semiconductor element is
In a wafer having an S (plated heat sink) structure,
A thin metal substrate constituting this wafer is provided with a lower metal layer over the entire surface of this wafer on the back surface side of the main surface on which the elements are provided, and the thickness of this lower metal layer enables handling of this wafer. And a thickness that facilitates cutting of the wafer during chip separation, and an upper metal layer as a heat sink on at least a part of the non-scribe line region of the lower metal layer. .
【0017】また、この発明のPHS構造を有するウエ
ハの製造方法によれば、半導体素子の下地となるウエハ
を製造するにあたり、機能素子を設けた主表面側を支持
材に貼り付けた半導体基板を薄板化する工程と、薄板化
したこの半導体基板の主表面の裏面側全面にわたって、
ウエハのハンドリングが可能となり、かつ、チップ分離
の際にウエハの切断が容易となる厚さの下部金属層を形
成する工程と、この下部金属層の、非スクライブライン
領域の少なくとも一部分上に、ヒートシンクとしての上
部金属層を形成する工程とを含むことを特徴とする。Further, according to the method of manufacturing a wafer having the PHS structure of the present invention, in manufacturing a wafer as a base of a semiconductor element, a semiconductor substrate having the main surface side provided with the functional element attached to a support material is used. The step of thinning, and the entire back surface side of the main surface of this thinned semiconductor substrate,
A step of forming a lower metal layer having a thickness that enables wafer handling and facilitates cutting of the wafer during chip separation, and a heat sink on at least a portion of the non-scribe line region of the lower metal layer. And a step of forming an upper metal layer as.
【0018】但し、ここでハンドリングとは、支持材か
らウエハを剥離する工程から、ダイシングの工程までの
ウエハの取扱いを意味する。例えば、支持材から剥離し
た後に、ワックスを落とすための清浄を行う際のウエハ
の取扱い、および、洗浄後に、必要に応じてウエハの電
気的特性の測定を行いう際のウエハの取扱いも含む。However, the handling here means the handling of the wafer from the step of peeling the wafer from the support material to the step of dicing. For example, the handling of the wafer when performing cleaning for removing the wax after peeling from the support material, and the handling of the wafer when performing measurement of the electrical characteristics of the wafer after the cleaning, if necessary.
【0019】また、ハンドリングが可能とは、ウエハの
端を持ちあげたときに自重でウエハが割れることがな
く、また、支持材からウエハを剥離する際の引張り応力
にウエハが耐えられる強度を有することを意味する。The handling is possible so that the wafer is not broken by its own weight when the edge of the wafer is lifted, and the wafer has a strength capable of withstanding the tensile stress when the wafer is peeled from the support material. Means that.
【0020】[0020]
【作用】この発明のPHS構造を有するウエハおよびそ
の製造方法によれば、ウエハの全面にわたって、ヒート
シンクと、ウエハのハンドリングを可能とする補強材と
を兼ねる下部金属層を設ける。この下部電極層は、ハン
ドリングが可能で、かつ、チップ分離の際のウエハの切
断が容易である厚さである。そして、スクライブライン
を除く少なくとも一部の領域には、ヒートシンクとして
の上部金属層を設けて熱の効果的な放散を図っている。
従って、熱の効果的な放散を損なうことなく、ハンドリ
ングが可能で、かつ、切断が容易であるPHS構造を有
するウエハを得ることができる。According to the wafer having the PHS structure and the method of manufacturing the same of the present invention, the lower metal layer which also functions as a heat sink and a reinforcing member for handling the wafer is provided over the entire surface of the wafer. The lower electrode layer has a thickness that allows handling and facilitates cutting of the wafer during chip separation. Then, an upper metal layer as a heat sink is provided in at least a part of the region excluding the scribe line to effectively dissipate the heat.
Therefore, it is possible to obtain a wafer having a PHS structure that can be handled and easily cut without impairing effective heat dissipation.
【0021】[0021]
【実施例】以下、図面を参照して、この発明のPHS構
造を有するウエハおよびその製造方法の実施例について
説明する。尚、図面はこの発明が理解できる程度に各構
成成分の大きさ、形状および配置関係を概略的に示して
あるにすぎない。従って、この発明は、この図示例にの
み限定されるものでないことは明らかである。また、以
下に参照する図では、断面を表すハッチングを一部省略
して示す。Embodiments of a wafer having a PHS structure and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the drawings merely schematically show the sizes, shapes, and arrangement relationships of the respective constituent components to the extent that the present invention can be understood. Therefore, it is obvious that the present invention is not limited to this illustrated example. In the drawings referred to below, hatching showing a cross section is partially omitted.
【0022】1.第1実施例 第1実施例では、この発明のPHS構造を有するウエハ
の一例について説明する。図1は、第1実施例の説明に
供する断面図である。1. First Example In a first example, an example of a wafer having the PHS structure of the present invention will be described. FIG. 1 is a sectional view for explaining the first embodiment.
【0023】第1実施例では、半導体素子の下地とな
る、PHS(plated heat sink)構造を有するウエハ4
0において、このウエハ40を構成する薄板化した半導
体基板42の、素子(図示せず)を設けた主表面44の
裏面側に、このウエハ40の全面にわたって下部金属層
46を具えている。この実施例では、バイアホール48
およびスクライブライン50上の半導体基板42部分を
除去してあり、この除去部分48および50にも下部金
属層46を設けている。In the first embodiment, the wafer 4 having a PHS (plated heat sink) structure, which is the base of the semiconductor element, is used.
0, a lower metal layer 46 is provided over the entire surface of the wafer 40 on the back surface side of the main surface 44 on which the elements (not shown) are provided in the thinned semiconductor substrate 42 constituting the wafer 40. In this embodiment, the via hole 48
The semiconductor substrate 42 portion on the scribe line 50 is removed, and the lower metal layer 46 is also provided on the removed portions 48 and 50.
【0024】そして、この下部金属層46の厚さは、こ
のウエハ40のハンドリングが可能であり、かつ、チッ
プ分離の際にこのウエハ40の切断が容易である厚さで
ある。この実施例では、下部金属層46をメッキ法によ
り形成するためのカレントフィルム52を設けてある。The thickness of the lower metal layer 46 is such that the wafer 40 can be handled and the wafer 40 can be easily cut at the time of chip separation. In this embodiment, the current film 52 for forming the lower metal layer 46 by the plating method is provided.
【0025】また、この下部金属層46の非スクライブ
ライン領域上には、ヒートシンクとしての上部金属層5
4を具えている。従って、スクライブライン50部分の
ウエハは、カレントフィルム52と下部金属層46とを
以って保持されることになる。On the non-scribe line area of the lower metal layer 46, the upper metal layer 5 as a heat sink is formed.
It has 4. Therefore, the wafer in the scribe line 50 portion is held by the current film 52 and the lower metal layer 46.
【0026】2.第2実施例 第2実施例では、この発明のPHS構造を有するウエハ
の製造方法の一例について説明する。2. Second Example In a second example, an example of a method of manufacturing a wafer having a PHS structure of the present invention will be described.
【0027】図2の(A)〜(C)は、第2実施例の説
明に供する、前半の断面工程図である。図3の(A)〜
(C)は、図2の(C)に続く、後半の断面工程図であ
る。FIGS. 2A to 2C are sectional process diagrams of the first half for explaining the second embodiment. (A) of FIG.
FIG. 3C is a sectional process drawing of the latter half of FIG. 2C.
【0028】第2実施例では、半導体素子の下地となる
ウエハを製造するにあたり、先ず、GaAsの半導体基
板42の、機能素子(図示せず)を設けた主表面44側
を石英の支持材56に、貼り付け材58を用いて貼りつ
ける。貼り付け材58としては、適当なウエハ貼り付け
用ワックスを用いれば良い。次に、半導体基板42の主
表面44の裏面側を、研磨機を用いてラッピングし、半
導体基板42を30〜100μmの厚さに薄板化する
(図2の(A))。In the second embodiment, when manufacturing a wafer as a base of semiconductor elements, first, the GaAs semiconductor substrate 42 is provided with a quartz support material 56 on the side of the main surface 44 on which the functional elements (not shown) are provided. Then, it is attached using the attaching material 58. As the attaching material 58, a suitable wafer attaching wax may be used. Next, the back surface side of the main surface 44 of the semiconductor substrate 42 is lapped by using a polishing machine to thin the semiconductor substrate 42 to a thickness of 30 to 100 μm ((A) of FIG. 2).
【0029】次に、この実施例では、半導体基板42上
に、バイアホール48形成予定領域およびスクライブラ
イン50上に開口部を有するレジストパターン(図示せ
ず)を形成し、このレジストパターンをエッチングマス
クとして用いて、反応性イオンエッチング(RIE)法
などによるエッチングを行い、バイアホール48および
スクライブライン50上の半導体基板42部分を除去す
る(図2の(B))。Next, in this embodiment, a resist pattern (not shown) having an opening on the region where the via hole 48 is to be formed and on the scribe line 50 is formed on the semiconductor substrate 42, and this resist pattern is used as an etching mask. Then, etching is performed by a reactive ion etching (RIE) method or the like to remove the semiconductor substrate 42 portion on the via hole 48 and the scribe line 50 ((B) of FIG. 2).
【0030】次に、バイアホール48およびスクライブ
ライン50上を含む、半導体基板42の主表面44の裏
面側全面にわたり、カレントフィルム52として、チタ
ン(Ti)と金(Au)とを順次に形成する。カレント
フィルム52の形成にあたっては、蒸着法といった従来
周知の金属薄膜形成方法を用いれば良く、また、カレン
トフィルム52の厚さは、後述する電界メッキの際に、
ウエハ40全面において電流密度が均一になるような厚
さに選べば良い。この実施例では、厚さ500A°(A
°はオングストロームを表す)Tiの層(図示せず)
と、厚さ1000A°のAuの層(図示せず)とを形成
する。Next, titanium (Ti) and gold (Au) are sequentially formed as the current film 52 over the entire rear surface side of the main surface 44 of the semiconductor substrate 42 including the via holes 48 and the scribe lines 50. . In forming the current film 52, a conventionally well-known metal thin film forming method such as a vapor deposition method may be used, and the thickness of the current film 52 may be determined by electrolytic plating described later.
The thickness may be selected so that the current density is uniform on the entire surface of the wafer 40. In this embodiment, the thickness is 500 A ° (A
° represents Angstrom) Ti layer (not shown)
And a layer of Au (not shown) with a thickness of 1000 A °.
【0031】次に、薄板化した半導体基板42の主表面
44の裏面側全面にわたって、このカレントフィルム5
2上にメッキ法を用いて、Auからなる下部金属層46
を形成する。下部電極層46の厚さは、ウエハ40のハ
ンドリングが可能となり、かつ、チップ分離の際にウエ
ハ40の切断が容易となる厚さとし、この実施例では1
0μmとする(図2の(C))。Next, the current film 5 is formed over the entire rear surface of the main surface 44 of the thinned semiconductor substrate 42.
A lower metal layer 46 made of Au by plating on
To form. The thickness of the lower electrode layer 46 is set so that the wafer 40 can be handled and the wafer 40 can be easily cut at the time of chip separation.
The thickness is 0 μm ((C) in FIG. 2).
【0032】次に、下部電極層46のスクライブライン
50上に、レジストまたはポリイミドからなるマスクパ
ターン60をホトリソグラフィ法を用いて形成する。
尚、マスクパターン60は、例えばアルミニウム(A
l)のメタル蒸着層をマスクとしてO2 ガスを用いたR
IE法で形成しても良い(図3の(A))。Next, a mask pattern 60 made of resist or polyimide is formed on the scribe line 50 of the lower electrode layer 46 by using the photolithography method.
The mask pattern 60 is made of, for example, aluminum (A
R) using O 2 gas with the metal vapor deposition layer of 1) as a mask
It may be formed by the IE method (FIG. 3A).
【0033】次に、マスクパターン60の開口部62の
下部金属層46上に、電界メッキ法によりAuからなる
ヒートシンクとしての上部金属層54を形成する。この
実施例では、半導体素子で発生する熱をパッケージなど
に効果的に放散させるため、上部金属層の厚さを50μ
mとする。次に、マスクパターン60を除去してPHS
構造を得る(図3の(B))。Next, an upper metal layer 54 as a heat sink made of Au is formed on the lower metal layer 46 of the opening 62 of the mask pattern 60 by electroplating. In this embodiment, the thickness of the upper metal layer is set to 50 μm in order to effectively dissipate the heat generated in the semiconductor device to the package and the like.
m. Next, the mask pattern 60 is removed to remove the PHS.
The structure is obtained ((B) of FIG. 3).
【0034】次に、PHS構造を形成したウエハ40を
支持材から剥離する(図3の(C))。Next, the wafer 40 having the PHS structure is peeled from the supporting material ((C) of FIG. 3).
【0035】3.変形例 次に、第2実施例の変形例について説明する。図4の
(A)〜(C)は、図2の(C)に続く、変形例の断面
工程図である。この変形例では、下部金属層46を形成
する工程迄は、第2実施例と同一であるので、説明を省
略する。3. Modified Example Next, a modified example of the second embodiment will be described. FIGS. 4A to 4C are cross-sectional process diagrams of a modified example following FIG. 2C. In this modification, the steps up to the step of forming the lower metal layer 46 are the same as those in the second embodiment, and therefore the description thereof will be omitted.
【0036】下部金属層46を形成した後、この変形例
では、塗布されたレジストが平坦化することを利用し
て、レジストのパターニングの後、これをエッチングす
ることにより、スクライブライン上の半導体基板の除去
部分にのみマスクパターン60aを残留形成する(図4
の(A))。After forming the lower metal layer 46, in this modification, the applied resist is flattened, and after patterning the resist, the resist is etched to etch the semiconductor substrate on the scribe line. The mask pattern 60a remains and is formed only on the removed portion (FIG. 4).
(A)).
【0037】次に、マスクパターン60aの開口部62
aの下部金属層46上に、第2実施例と同様にして、A
uからなるヒートシンクとしての上部金属層54aを形
成する。次に、マスクパターン60aを除去してPHS
構造を得る(図4の(B))。Next, the opening 62 of the mask pattern 60a.
On the lower metal layer 46 of a, in the same manner as in the second embodiment, A
An upper metal layer 54a as a heat sink made of u is formed. Next, the mask pattern 60a is removed to remove the PHS.
A structure is obtained ((B) of FIG. 4).
【0038】次に、PHS構造を形成したウエハ40a
を支持材から剥離する(図4の(C))。Next, the wafer 40a having the PHS structure is formed.
Is separated from the support material ((C) of FIG. 4).
【0039】上述した各実施例では、この発明を特定の
材料を使用し、また、特定の条件で製造した例について
説明したが、この発明は多くの変更および変形を行うこ
とができる。例えば、上述した実施例では、上部金属層
を、スクライブライン上を除くウエハ全面に設けたが、
この発明では、上部金属層は、非スクライブライン領域
の少なくとも一部分上、例えば、バイアホール上にのみ
設けることもできる。In each of the above-described embodiments, the present invention is described by using the specific material and manufactured under the specific conditions. However, the present invention can be modified and modified in many ways. For example, in the above-described embodiment, the upper metal layer is provided on the entire surface of the wafer except on the scribe line,
In the present invention, the upper metal layer may be provided only on at least a part of the non-scribe line region, for example, on the via hole.
【0040】また、上部金属層の厚さの最適値は、半導
体基板の種類、厚さおよび素子の大きさなどに依存す
る。例えば、GaAs基板の厚さを30μmよりも薄く
する場合は、上部金属層の厚さを50μmよりもさらに
薄くしても良い。The optimum value of the thickness of the upper metal layer depends on the type and thickness of the semiconductor substrate and the size of the device. For example, when the thickness of the GaAs substrate is thinner than 30 μm, the thickness of the upper metal layer may be thinner than 50 μm.
【0041】[0041]
【発明の効果】この発明のPHS構造を有するウエハお
よびその製造方法によれば、ウエハの全面にわたって、
ヒートシンクと、ウエハのハンドリングを可能とする補
強材とを兼ねる下部金属層を設ける。この下部金属層
は、ハンドリングが可能で、かつ、チップ分離の際のウ
エハの切断が容易である厚さである。そして、スクライ
ブラインを除く少なくとも一部の領域には、ヒートシン
クとしての上部金属層を設けて熱の効果的な放散を図っ
ている。従って、熱の効果的な放散を損なうことなく、
ハンドリングが可能で、かつ、切断が容易であるPHS
構造を有するウエハを得ることができる。According to the wafer having the PHS structure and the method of manufacturing the same of the present invention, the entire surface of the wafer is
A lower metal layer is provided that also serves as a heat sink and a stiffener that enables wafer handling. The lower metal layer has a thickness that allows handling and facilitates cutting of the wafer during chip separation. Then, an upper metal layer as a heat sink is provided in at least a part of the region excluding the scribe line to effectively dissipate the heat. Therefore, without compromising the effective dissipation of heat,
PHS that can be handled and easily cut
A structured wafer can be obtained.
【0042】また、この発明は、例えば熱伝導度が小さ
く、脆性の高い化合物半導体基板を含むウエハに用いて
好適である。Further, the present invention is suitable for use in, for example, a wafer including a compound semiconductor substrate which has low thermal conductivity and high brittleness.
【図1】この発明の第1実施例の説明に供する断面図で
ある。FIG. 1 is a sectional view for explaining a first embodiment of the present invention.
【図2】(A)〜(C)は、この発明の第2実施例の説
明に供する前半の断面工程図である。FIG. 2A to FIG. 2C are sectional process drawings of the first half provided for explaining the second embodiment of the present invention.
【図3】(A)〜(C)は、図2の(C)に続く、後半
の断面工程図である。3A to 3C are cross-sectional process diagrams of the second half following FIG. 2C.
【図4】(A)〜(C)は、図2の(C)に続く、変形
例の断面工程図である。4A to 4C are sectional process diagrams of a modified example following FIG. 2C.
【図5】従来のPHS構造を有する半導体素子の説明に
供する一部断面斜視図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional perspective view for explaining a conventional semiconductor device having a PHS structure.
【図6】(A)〜(C)は、従来のPHS構造を有する
ウエハの製造方法の説明に供する断面工程図である。6A to 6C are cross-sectional process charts for explaining a method for manufacturing a wafer having a conventional PHS structure.
【図7】(A)は、図6の(C)に続く、断面工程図で
ある。(B)は、スクライブライン上の基板部分を除去
しない場合の断面図である。FIG. 7A is a sectional process diagram following FIG. 6C. FIG. 6B is a cross-sectional view when the substrate portion on the scribe line is not removed.
10:ウエハ 12:半導体基板(基板) 14:機能素子(素子) 16:主表面 18:金属層 20:バイアホール 22:支持材 24:貼り付け材 26:スクライブライン 28:カレントフィルム 30:メッキ層 32:ダイシングテープ 40:ウエハ 42:半導体基板 44:主表面 46:下部金属層 48:バイアホール 50:スクライブライン 52:カレントフィルム 54:上部金属層 56:支持材 58:貼り付け材 60、60a:マスクパターン 62、62a:開口部 10: Wafer 12: Semiconductor substrate (substrate) 14: Functional element (element) 16: Main surface 18: Metal layer 20: Via hole 22: Support material 24: Attachment material 26: Scribing line 28: Current film 30: Plating layer 32: dicing tape 40: wafer 42: semiconductor substrate 44: main surface 46: lower metal layer 48: via hole 50: scribe line 52: current film 54: upper metal layer 56: support material 58: adhesive material 60, 60a: Mask pattern 62, 62a: opening
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/41 H01L 23/36 Z 8826−4M 29/44 B ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location H01L 29/41 H01L 23/36 Z 8826-4M 29/44 B
Claims (2)
ed heat sink)構造を有するウエハにおいて、 該ウエハを構成する薄板化した半導体基板の、素子を設
けた主表面の裏面側に、該ウエハの全面にわたって下部
金属層を具え、 該下部金属層の厚さを、該ウエハのハンドリングが可能
であり、かつ、チップ分離の際に該ウエハの切断が容易
である厚さとし、 該下部金属層の非スクライブライン領域の少なくとも一
部分上に、ヒートシンクとしての上部金属層を具えてな
ることを特徴とするPHS構造を有するウエハの構造。1. A PHS (plating) which is a base of a semiconductor device.
In a wafer having an ed heat sink) structure, a lower metal layer is provided over the entire surface of the wafer on the back surface side of the main surface on which the elements are provided in the thinned semiconductor substrate that constitutes the wafer, and the thickness of the lower metal layer. The thickness of the wafer such that the wafer can be handled and the wafer can be easily cut during chip separation, and the upper metal as a heat sink is provided on at least a part of the non-scribe line region of the lower metal layer. A structure of a wafer having a PHS structure, characterized in that it comprises a layer.
るにあたり、 機能素子を設けた主表面側を支持材に貼り付けた半導体
基板を薄板化する工程と、 薄板化した該半導体基板の前記主表面の裏面側全面にわ
たって、前記ウエハのハンドリングが可能となり、か
つ、チップ分離の際に前記ウエハの切断が容易となる厚
さの下部金属層を形成する工程と、 該下部金属層の、非スクライブライン領域の少なくとも
一部分上に、ヒートシンクとしての上部金属層を形成す
る工程とを含むことを特徴とするPHS構造を有するウ
エハの製造方法。2. A step of thinning a semiconductor substrate in which a main surface side provided with a functional element is attached to a supporting material in manufacturing a wafer as a base of a semiconductor element, and the main step of thinning the semiconductor substrate. A step of forming a lower metal layer having a thickness that enables handling of the wafer and facilitates cutting of the wafer at the time of chip separation over the entire surface on the back surface side of the front surface, and non-scribing of the lower metal layer. A step of forming an upper metal layer as a heat sink on at least a part of the line region, and a method of manufacturing a wafer having a PHS structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31839493A JPH07176760A (en) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | Wafer having phs structure and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP31839493A JPH07176760A (en) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | Wafer having phs structure and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07176760A true JPH07176760A (en) | 1995-07-14 |
Family
ID=18098670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP31839493A Withdrawn JPH07176760A (en) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | Wafer having phs structure and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07176760A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6664640B2 (en) | 2001-07-30 | 2003-12-16 | Nec Compound Semiconductor Devices, Ltd. | Semiconductor device |
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-
1993
- 1993-12-17 JP JP31839493A patent/JPH07176760A/en not_active Withdrawn
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