JPH09106968A - 集積回路チップのエッジを正確に画定する方法 - Google Patents

集積回路チップのエッジを正確に画定する方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ウエハ・レベルの製造時にＩＣチ
ップのエッジを正確に画定する方法を与える。 【解決手段】 正確に画定されたエッジと寸法を有する
集積回路（「ＩＣ」）チップを形成する。ウエハ加工レ
ベルで、カーフ領域内にトレンチをリソグラフィによっ
てエッチングして、ウエハ上にＩＣチップのエッジを画
定する。トレンチに絶縁材料を充填し、ウエハ上のＩＣ
チップについて、上側レベルの配線および金属被覆を完
成する。他のトレンチが充填されている以前に形成した
トレンチまで画定する。ウエハをその底部から充填した
トレンチの上まで薄化し、その中の絶縁材料を除去し
て、ウエハから個々のＩＣチップを分離する。ＩＣチッ
プ・エッジの画定が正確であり、多数のスタック・レベ
ル生後プロセスが不要となるので、ＩＣチップをスタッ
ク内により簡単に形成することが容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に、集積回路
（「ＩＣ」）チップの製造に関する。さらに詳細には、
本発明は、ウエハ・レベルの製造時にＩＣチップのエッ
ジを正確に画定する方法、および後工程でそのようなＩ
Ｃチップをマルチチップ電子モジュール内で使用するこ
とに関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路技術の開発以来、コンピュータ
およびコンピュータ記憶素子は、複数の集積回路を含む
半導体材料のウエハから作製されるようになった。ウエ
ハを作製した後、回路は一般に、ウエハを小さいチップ
にダイシングすることによって互いに分離される。その
後、個々のチップは、各種のキャリヤにボンディングさ
れ、ワイヤによって相互接続された後、パッケージング
される。そのようなチップの「２次元」パッケージで
は、所与のスペース内に製造できる回路の個数を最適化
することができず、また、信号がチップ間を伝搬する際
に、望ましくない信号遅延、キャパシタンス、およびイ
ンダクタンスがもたらされる。
【０００３】最近、重要なパッケージング方法としてチ
ップの３次元アレイが出現した。代表的なマルチチップ
電子モジュールは、モノリシック構造として互いに接着
固定された多数のＩＣチップから構成される。金属被覆
パターンは、ＩＣチップを相互接続するため、およびＩ
Ｃチップをモジュールの外部の回路に電気的に接続する
ために、モジュールの１つ（または複数の）側面上に直
接設けられることが多い。金属被覆パターンは、個別の
接点とバス付き接点の両方を含むことができる。本明細
書では、ＩＣチップのスタックを含むマルチチップ・モ
ジュールを「スタック」と呼ぶ。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現行のスタック製造プ
ロセスには、全体的なスタック製造の収率および効率に
悪影響を及ぼす問題がある。その結果、スタックの製造
コストは高いままであり、利潤差額は低いままである。
これらの問題のうちのいくつかは次のようなものであ
る。（１）ウエハ・ダイシングの際のエッジ・チッピン
グのために、ＩＣチップがスタック内で使用できなくな
る。（２）側面チャネル・ビアの製造が困難である。
（３）側面ポリイミドのエッジ・ビードの厚さ。（４）
可変Ｔ接続部の質。これらの問題それぞれについて以下
に詳細に考察する。
【０００５】エッジ・チッピング（Chipping） スタック内で使用されるＩＣチップでは、エッジがきわ
めて均一であることが重要である。ＩＣチップを成層し
てスタックにする場合、ＩＣチップのエッジは、チップ
の相互接続に必要な薄膜金属をその上に付着させるスタ
ックの側面を画定する。欠陥を制御するために、この薄
膜加工は欠陥のないスタック側面を必要とする。したが
って、チップ・エッジの欠陥は、スタック側面薄膜構造
を製造できる能力に直接影響を及ぼす。
【０００６】ＩＣチップ・エッジのチッピングは、厚い
ポリイミド層とシリコン基板を通る従来の機械ウエハ・
ダイシング（すなわち、ソーイングやレーザ切断）によ
って生じる。従来の１つの解決法として、ＩＣチップ・
エッジの欠陥が最小となるように、ウエハ・ダイシング
・プロセスを代表的なダイシング速度の１／１０で動作
させた。この方法では、ＩＣチップ・エッジのチッピン
グが依然として起こるので、最低限の成功であった。さ
らに、使用したダイシング速度が極めて遅いことの他
に、後工程のダイシング・チップ・エッジ検査プロセス
に費用と時間がかかる。この従来のダイシング・プロセ
スの純収率は予見できず、例えば、３０％〜９０％の範
囲である。
【０００７】チャネル・ビア（Via）の製造 Ｔ接続部は、スタック内の各ＩＣチップとスタック側面
上の配線との間の電気的インタフェースを行うのに使用
される。さらに詳細には、Ｔ接続部は、ＩＣチップの表
面上の電気接点から延びるトランスファ金属リードを、
スタックの側面に対応するＩＣチップのエッジに接合す
る。スタックの側面上にＴ接続部を形成する現行のプロ
セスでは、側面上に配置されたポリイミド不動態化層を
通るチャネル・ビアをウェット・エッチングする。この
ビアは、ＩＣチップのエッジへ延びるトランスファ金属
リードに数ミクロン以内で正確に整合され、したがって
スタックの側面に設ける必要がある。
【０００８】従来のダイシング・プロセスに起因する不
規則なＩＣチップ・サイズのために、スタック内のＩＣ
チップを整合する場合、スタック内の各チップごとにビ
ア・エッジを個別に（すなわち、ステップ・アンド・リ
ピート方式で）実施する必要がある。不整合があると、
Ｔ接続パッドと接地された基板との間が短絡することに
なるので、ビアの整合は重要である。不整合ビアは、ス
タックの製造コストをさらに増加させる後工程のポリイ
ミド・エッチ検査プロセス時に検出される。問題が検出
された場合、再加工により、さらに別に時間のかかるか
つ困難なプロセスであるスタックの側面の再研磨が必要
となる。さらに、スタック全体を廃棄する前に実施でき
る側面の再加工の回数は、わずか数回である。ビアの厳
密な整合は、スタックの側面上に整合マークがないため
にさらに複雑になる。
【０００９】他の問題として、スタック側面ポリイミド
層は比較的薄く、現在例えば約２μｍである。これによ
り、所要の公差内でのビアのエッチングが容易になる。
しかしながら、側面ポリイミド層が薄いと、例えば、欠
陥のあるＩＣチップ・エッジ、研磨欠陥、混入物などを
含めて、スタックの側面欠陥が発生しやすくなる。した
がって、Ｔ接続パッドとシリコンＩＣチップ・エッジと
の間の電気的短絡の原因となる穴または欠陥がポリイミ
ド中に発生する可能性が高くなる。
【００１０】エッジ・ビード（Bead） 上述のスタック側面ポリイミド層を塗布した場合、通
常、大きい周囲エッジ・ビードが発生する。これらのエ
ッジ・ビードは、高さも横寸法も大きい。例えば、エッ
ジ・ビードは、塗布したスタック側面ポリイミド層の厚
さの２〜３倍（またはそれ以上）の高さ、および５００
μｍ〜１０００μｍの横寸法になる。
【００１１】上述の厳しい公差内でビアを適切に形成
（すなわちエッチング）するためには、側面ポリイミド
層の厚さが均一である必要がある。エッジ・ビーディン
グのために厚さが均一でない場合、エッチング・パター
ンがチャネル・ビアの公差に適合しない。例えば、側面
ポリイミド層の厚さが不均一であると、チャネル・ビア
の寸法が不均一になる。チャネル・ビアのある部分は小
さくなりすぎ（すなわち、十分に除去されない）、他の
領域は大きくなりすぎる。前者の場合には、ポリイミド
がトランスファ金属配線の端部の上に残り、電気伝導性
Ｔ接続部が形成できなくなる。後者の場合には、シリコ
ン・チップ・エッジが露出し、Ｔ接続パッドとシリコン
・チップとの間が短絡することになる。ビア形成への影
響の他に、エッジ・ビードの高さの変動が大きいため
に、フォトリソグラフィによる画定を必要とする薄膜金
属フィーチャ（例えば、スタック側面配線やＴ接続パッ
ド）の形成が不可能になる。
【００１２】これらの問題を回避するのに使用される現
行の技法は、スタック側面上のエッジ・ビード領域を
「グラウンド・ルール・アウト」することである。これ
は、フォトリソグラフィ・フィーチャ（例えば、ビアや
薄膜配線やＴ接続パッド）をその中に製造できるスタッ
ク側面の周囲のエッジ・ビード領域の識別を行うもので
ある。広いスタック側面面積が使用できなくなるので、
スタック側面の配線密度が小さくなる。
【００１３】Ｔ接続部の質 電気的に良好なＴ接続部の形成は、スタック側面に提供
されるトランスファ金属リードの端部の質および清浄度
に依存する。スタック側面の研磨により物質（例えば、
ポリイミドの薄片、研磨媒質および混入物）がトランス
ファ金属リードの端部の上に付着し、Ｔ接続部の電気抵
抗または電気伝導度が変化することが分かっている。代
表的な抵抗値は、完全な零から数オームまでである。残
念ながら、この混入は予見できず、肉眼で簡単に検出で
きない（現在まで、走査型電子顕微鏡を使用して混入を
観察するだけであった）。したがって、Ｔ接続部を付着
し、パラメトリック電気テストを実施し終えるまで、特
定のスタックに関してＴ接続部の抵抗の問題があるかど
うか分からない。問題が見つかった場合、スタック側面
全体を再加工する必要がある。上述のように、スタック
全体を廃棄する前に可能な側面再加工の回数には限界が
ある。
【００１４】上述の問題の他に、現行のスタック製造プ
ロセスでは、現在単一ＩＣチップ・プラスチック・カプ
セル封入型パッケージングに関連するＩＣチップ・ダイ
シングに必要なダイシング公差よりもはるかに厳しいダ
イシング公差が必要である。プラスチック・パッケージ
ングのダイシング公差は、例えば約±２０μｍである
が、スタック・プロセスでは、例えば約±５μｍのダイ
シング公差が必要である。
【００１５】公差の不十分なＩＣチップを重畳し成層し
た場合、ＩＣチップ・サイズが異なると、ＩＣチップが
スタック内で偏移することになる。そのような偏移は、
例えば、スタック内の各ＩＣチップのトランスファ金属
リードの不整合を引き起こす。したがって、スタックの
側面を研磨してすべてのトランスファ金属リードを露出
させ、それによりスタック側面を再加工できる合計回数
を減らす必要がある。さらに、ＩＣチップの不整合の結
果、すべての側面接続を「キャプチャ」するのにより幅
広な側面配線が必要となる。したがって、側面配線密度
が小さくなる。
【００１６】他の問題として、ＩＣチップ・サイズが異
なる場合、スタックのアセンブリに使用するスタックま
たは成層設備は、最大規格限界までの異なるサイズのＩ
Ｃチップに対応するように十分大きくなければならな
い。これにより、ＩＣチップが偏移する機会が増加す
る。さらに、成層設備と直接接触するために、スタック
内の最大のチップに成層時にスタックに加わる力が集中
する。したがって、これらの大きいチップは成層時に破
損しやすい。このためさらに、スタックの収率が低下
し、また側面の研磨を多くする必要がある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題を
解決することを目的とするものである。
【００１８】第１の様態では、本発明は、ウエハの一部
をなす集積回路（「ＩＣ」）チップの少なくとも１つの
エッジを画定する方法を含む。ウエハは、第１の主平坦
面と第２の主平坦面とを有する。ウエハの第２の主平坦
面の一部は、ＩＣチップの主平坦面に平行である。
【００１９】この方法は、その第１の主平坦面を横切る
ウエハ内に第１のトレンチをリソグラフィによって作成
するステップを含む。第１のトレンチは底部を含む。さ
らに、第１のトレンチがＩＣチップの少なくとも１つの
エッジを画定するように、ＩＣチップの主平坦面を第１
のトレンチの底部に向かって研磨してＩＣチップを薄化
する。
【００２０】改善策として、この方法は、ＩＣチップの
主表面を研磨する前に、第１のトレンチに絶縁材料を充
填するステップを含む。また、トランスファ金属層をウ
エハの第１の主平坦面の上に形成する。トランスファ金
属層は、ＩＣチップに機械的および電気的に結合する。
その後、トランスファ金属層中に第１のトレンチと一致
する第２のトレンチを形成する。したがって、ＩＣチッ
プの少なくとも１つのエッジはさらに画定され、トラン
スファ金属層のトランスファ金属リードの端部は、ＩＣ
チップの少なくとも１つのエッジと整合する。
【００２１】ＩＣチップをウエハから分離するために、
機械ダイシングを第１のトレンチ内の経路に沿って、第
１のトレンチと同一直線上で実施する。機械ダイシング
の後、絶縁材料を含むカーフを除去して、ＩＣチップの
少なくとも１つのエッジを露出させる。
【００２２】他の様態では、本発明は、ＩＣチップの少
なくとも１つのエッジを画定するのに使用する他の方法
を含む。この方法は、ウエハの第１の主平坦面を横切る
ウエハ内の第１のトレンチをリソグラフィによって生成
するステップを含む。第１のトレンチ内には、２つの絶
縁層が形成される。第１の絶縁層は、ＩＣチップの少な
くとも１つのエッジを含む面を有し、第２の絶縁層は、
除去可能なカーフ領域を含む。さらに、この方法は、ウ
エハからのＩＣチップの分離、およびＩＣチップの少な
くとも１つのエッジを画定するための除去可能なカーフ
領域の除去を容易にするために、その主平坦面からのＩ
Ｃチップを薄化するステップを含む。
【００２３】改善策として、この方法は、第１のトレン
チの内表面上に共形絶縁層として第１の絶縁層を形成す
るステップを含む。第１の絶縁層は、第１のトレンチか
らウエハの第１の主平坦面の上へ延びるリップを有す
る。第２の絶縁層の形成は、第１のトレンチ内の残りの
空間に第２の絶縁材料を充填するステップを含む。
【００２４】前の様態の場合と同様に、トランスファ金
属層をウエハの第１の主平坦面上に形成し、第２のトレ
ンチをその中に形成する。この様態では、第２のトレン
チは、第１のトレンチ内の第１の絶縁層の垂直内側部分
と一致する。したがって、ＩＣチップの少なくとも１つ
のエッジがさらに画定され、トランスファ金属層のトラ
ンスファ金属リードの端部が、ＩＣチップの少なくとも
１つのエッジと整合する。
【００２５】さらに、この方法は、ウエハからＩＣチッ
プを分離し、かつＩＣチップの少なくとも１つのエッジ
を画定するために第２の絶縁層を除去するステップを含
む。この除去ステップでは、例えば、化学除去プロセス
または第２の絶縁層を通る機械ダイシング・プロセスを
行い、その後ＩＣチップの少なくとも１つのエッジの上
の残りの第２の絶縁層を化学除去する。
【００２６】他の様態では、本発明は、ＩＣチップの少
なくとも１つのエッジを画定する方法を含む。この方法
は、ウエハの第１の主平坦面を横切るウエハ内の第１の
トレンチをリソグラフィによって生成するステップを含
む。第１のトレンチは、ＩＣチップの少なくとも１つの
エッジを画定する。その後、絶縁層を第１のトレンチ内
に形成する。
【００２７】この方法では、続いて第１のトレンチにほ
ぼ平行なＩＣチップの外側の経路に沿ってウエハをダイ
シングして、第１のトレンチと経路の間にカーフ領域を
形成する。その後、カーフ領域と絶縁層を除去してＩＣ
チップの少なくとも１つのエッジを形成する。
【００２８】改善策として、この方法は、ウエハからの
ＩＣチップの分離を容易にするために、第１のトレンチ
の底部に向かってウエハを薄化するステップを含む。第
１のトレンチを生成するステップは、１対の第１のトレ
ンチをリソグラフィによって生成するステップを含む。
一方のトレンチはＩＣチップの少なくとも１つのエッジ
を画定し、他方のトレンチは他の隣接するＩＣチップの
少なくとも１つのエッジを画定する。ダイシングは、１
対のトレンチの間の経路に沿って実施される。
【００２９】再び、トランスファ金属層をウエハの第１
の主平坦面上に形成し、第２のトレンチをその中に形成
する。この様態では、第２のトレンチは、対の第１のト
レンチの外部限界と一致する。
【００３０】上述のどの様態においても、この方法を繰
り返して、少なくとも１つのエッジを有する複数のＩＣ
チップを形成する。これらのチップを成層して電子モジ
ュールを形成する。
【００３１】他の様態では、本発明は、少なくとも１つ
のエッジ表面を有する少なくとも１つのＩＣチップの平
坦なグループを含むウエハ・セグメントを含む。ウエハ
・セグメントの電子モジュール内への成層を容易にする
ために、少なくとも１つのエッジ表面上に絶縁層を配置
する。
【００３２】本発明は、多数の利点およびそれに関連す
る多数の特徴を有する。本明細書に開示した技法によれ
ば、非常に正確なＩＣチップ・サイズおよびエッジ精度
が得られる。この正確なサイズおよびエッジ精度を有す
るＩＣチップの成層が大きく強化される。詳細には、ス
タックの個々のＩＣチップのトランスファ金属リードの
端部の正確な整合は、本明細書に開示したＩＣチップ・
エッジ画定プロセスから得られる。したがって、従来必
要とされたよりも少ない再加工ステップおよび整合ステ
ップで、スタック側面加工が実施される。さらに、本発
明のいくつかの様態では、スタック・レベル側面絶縁層
加工が不要となる。要するに、本発明の原理は、本明細
書に開示したウエハ・レベル加工技法によってスタック
製造の全体的な効率およびコスト競合度を改善するもの
である。
【００３３】
【発明の実施の形態】本発明の技法は、正確に画定され
たエッジを有するＩＣチップの形成を容易にする。した
がって、正確に画定されたＩＣチップ・エッジが従来の
スタック製造技法に関連する多くの問題を軽減するの
で、そのようなＩＣチップのスタックの形成が簡単にな
る。例として、図１４のスタック６１は、本発明の一実
施形態の原理に従って画定されたエッジを有する多数の
ＩＣチップ１２を含む。ＩＣチップ１２のトランスファ
金属リード３９は、スタックの側面と、スタック内の他
のＩＣチップのトランスファ金属リード３９とに正確に
整合する。さらに、この例では、各ＩＣチップ１２は、
スタック化する前に実施した側面絶縁層３５を有する。
したがって、１つの利点として、スタック６１は、側面
金属被覆を形成するのに必要なプロセス・ステップがよ
り少なく、したがってより高い収率およびより低いコス
トで製造できる。
【００３４】本発明の第１の実施形態では、本明細書に
記載の技法は、能動回路領域１３、１５、および１７が
その中に形成されたウエハ１１から始まる（図１）。パ
ターン形成した絶縁層１９をウエハ（例えば、窒化シリ
コン）上に配置し、電気接点２１を能動回路１５に接続
する。電気接点２１は、ウエハから形成したＩＣチップ
のエッジに電気伝導を提供する後で形成するトランスフ
ァ金属リード用の接触点となる。能動回路領域１３、１
５および１７を分離するのは、カーフ領域２３である。
【００３５】図１の構造の製造は周知のものであり、当
業者には明らかであろう。本明細書では、「ＩＣチッ
プ」という用語は、例えば、下地の基板、能動回路、隣
接するカーフ領域の部分、上位レベル絶縁および配線を
含む、ＩＣチップに関連するすべての構造を表すのに使
用するが、これらに限定されない。
【００３６】図１のウエハを設けた後、トレンチ２５を
ウエハのカーフ領域２３内に形成する（図２）。プロセ
スの一例としては、ドライ・エッチングを使用してトレ
ンチ２５を生成する。これは、マスクを画定するフォト
リソグラフィ・ステップと、トレンチ２５を形成するた
めの後工程の反応性イオン・エッチング（「ＲＩＥ」）
プロセスを含む。トレンチは、ウエハ内の能動回路の下
で、以下に説明するウエハを薄化するステップの後のウ
エハの所望の厚さに対応する所定の深さまで延びる必要
がある。例えば、ウエハを１００μｍまで薄化する場
合、トレンチ２５は、少なくとも１００μｍの深さが必
要である。トレンチの幅は、カーフ領域の幅よりもやや
小さい必要があり、したがって製造中の実際のＩＣチッ
プによって決まる。例えば、カーフ領域が幅３００μｍ
である場合、トレンチ２５は幅２５０μｍとなる。
【００３７】上述の能動回路領域１３、１５および１７
は、図３の上面図に能動回路領域２８および３１ととも
に示されている。さらに詳細には、図４に示される図３
の拡大領域は、カーフ領域２３およびトレンチ２５を示
す。この例では、トレンチ２５は、ウエハのＩＣチップ
の４つのエッジすべてを囲むが、これは必要ではない。
例えば、ＩＣチップの単一のエッジ上で正確なエッジ整
合が必要な場合、ウエハのＩＣチップの単一辺上のトレ
ンチを画定する。同様に、２つまたは３つのＩＣチップ
・エッジ上の正確なエッジ整合が必要な場合、ぞれぞれ
ウエハのＩＣチップの２つまたは３つの辺上のトレンチ
を画定する。
【００３８】続いて、前に形成した各トレンチ２５内に
絶縁層３５を形成する（図５）。さらに詳細には、例え
ば、酸化物の共形層３５は、各トレンチ２５内に形成さ
れ、トレンチのエッジの上にわずかに延びるリップを有
する。従来の熱酸化プロセスを使用して、酸化物層を形
成できる（酸化物は、窒化シリコン絶縁層１９の上には
形成しない）。酸化物層３５は、ウエハから形成した各
ＩＣチップのエッジを画定する。
【００３９】以下のプロセス・ステップでは、トレンチ
２５に第２の絶縁層３７を充填する（図６）。絶縁層３
７は、後工程の加工ステップ時にＩＣチップを互いに機
械的に固定し、例えば、ポリイミドや機械的に硬いエポ
キシを含む。その付着は、使用可能な多数のプロセスの
うちの１つによって達成できる。例示のプロセスには、
マスク式化学気相付着（ＣＶＤ）プロセス、またはウエ
ハの両端間に共形層を付着し、その後研磨によってパタ
ーン形成した絶縁層１９に戻すプロセスがある。
【００４０】従来のバック・エンド・オブ・ライン（Ｂ
ＥＯＬ）加工をウエハ上で実施して、トランスファ金属
リード３９を含むトランスファ金属層を形成する（図
７）。トランスファ金属リードは、絶縁層４１の間に配
置された薄膜配線から構成される。さらに、スタック内
に編成した際にＩＣチップが互いにボンディングするの
を容易にするために接着層４３を設ける。周知のよう
に、トランスファ金属リード３９は、電気接点２１と、
ＩＣチップを含む後で形成するスタックの側面を含むＩ
Ｃチップ・エッジとの間に電気伝導を提供する。トラン
スファ金属リード３９と、関連する絶縁層４１および接
着層４３を形成するのに使用する例示のプロセスは、参
照によりその全体が本明細書の一部となる「Polyimide
Insulated Cube Package of Stacked Semiconductor De
vice Chips」１９９３年６月２１日出願に記載されてい
る。
【００４１】ＩＣチップのエッジをさらに画定して、ト
ランスファ金属リード３９および関連する絶縁層４１お
よび接着層４３の中に第２のトレンチ４５（図８）をエ
ッチングする。第２のトレンチ４５は、酸化物層３５の
内側垂直面と整合する。したがって、ウエハから個々の
ＩＣチップを分離した際に、トランスファ金属リード３
９がそれに対して延びる正確なエッジが形成される。
【００４２】次のプロセス・ステップでは、例えば化学
機械研磨（「ＣＭＰ」）またはウェット・エッチング
（図９）を使用して、ウエハの背面１１を薄化する。し
かしながら、ＣＭＰには、侵襲性の化学エッチング環境
からウエハを保護する対策を必要としない独自の利点が
ある。プロセスの例として、ＣＭＰは、参照によりその
全体が本明細書の一部となる米国特許第４９４４８３６
号「Chem-Mech Polishing Method for Producing Copla
nar Metal/Insulator Films on a Substrate」、１９９
０年６月３１日発行に記載されているが、ウェット・エ
ッチングは、例えば、ＫＯＨのアルコール溶液を含む全
面シリコン・ウェット・エッチング液を使用して実施で
きる。薄化するステップは、トレンチ２５の底部が現わ
れるまで、さらに詳細には、第２の絶縁層３７が現われ
るまで実施する。したがって、薄化した後、第２の絶縁
層３７だけがウエハのＩＣチップに機械的に結合する。
あるいは、トレンチ２５または絶縁層３７の底部に遭遇
する前に、薄化を停止することもできる。ただし、トレ
ンチ２５よりも幅広の鋸刃を使用する背面ダイシング、
背面フォト・パターン、シリコン・エッチング、および
レジスト除去など、追加の背面加工が必要となる。
【００４３】ウエハ薄化プロセスの後、ＩＣチップを接
合する絶縁層３７を除去することによって、個々のＩＣ
チップをウエハから分離する（図１０）。プロセスの例
として、酸素アッシュの後の機械除去プロセス（すなわ
ち、ドクターブレード）を使用してポリイミドかまたは
エポキシを含む場合の層３７を除去できる。また、層３
７を選択的に除去するのに適した化学プロセスを使用し
てＩＣチップを分離することもできる。
【００４４】他のプロセスの例として、従来のソーイン
グ・プロセスやレーザ切断プロセスを使用してウエハを
機械的にダイシングすることもできる。詳細には、第２
のトレンチ４５内の経路に沿って、絶縁層３７の中にダ
イシングを実施する（図９）。その後、各ＩＣチップに
は、そこから延びる本願でカーフと呼ばれる絶縁層３７
の一部ができる（同様な例については、以下に記載する
図２０〜図２２を参照されたい）。上述の同じ酸素アッ
シュ・プロセスを使用して絶縁層３７の残りの部分を除
去すると、完成したＩＣチップができる（図１０）。
【００４５】絶縁層３７を除去するのにどの特定のプロ
セスを使用しても、上述のプロセスの最終結果は、きわ
めて均一に寸法決定されかつきわめてよく画定されたエ
ッジを有するＩＣチップになる。ＩＣチップ・サイズお
よびエッジ整合は、フォトリソグラフィ公差内で画定さ
れ、これは前の機械ダイシング・プロセスに勝る著しい
進歩である。さらに、ＩＣチップのエッジは、ウエハ・
レベル加工の際に絶縁され、したがってスタック・レベ
ル側面絶縁層加工の必要がない。
【００４６】本発明の他の実施形態では、ウエハ・レベ
ル加工の順序の早いほうでプロセスを開始する。ウエハ
上に能動回路を形成する前に、トレンチ２５をウエハ１
１内に画定する（図１１）。一例として、図２に関して
上述のように、従来のＲＩＥ加工を使用してトレンチを
形成する。
【００４７】トレンチ２５を形成した後、２つの絶縁層
３５および３７をトレンチ２５内に形成する（図１
２）。これらの絶縁層を形成するプロセスは、このウエ
ハ加工の段階で窒化シリコン層１９（例えば、図２）が
ないので、上述のものと異なる。さらに、この実施形態
では、後工程で能動回路を形成するための高温加工に耐
えられる酸化物層および窒化シリコン層が絶縁層として
使用される。まず、例えばＣＶＤプロセスを使用して共
形窒化シリコン絶縁層３５を付着する。その後、例えば
ＣＶＤプロセスを使用して厚い共形酸化物層３７を付着
する。次いで、窒化シリコン層３５を研磨停止剤として
使用してＣＭＰを絶縁層上で実施する。最後に、リソグ
ラフィ・プロセスを使用してトレンチ２５の内部および
ウエハの表面上の「リップ」を除く残りのすべての窒化
シリコンを除去する。
【００４８】他の実施形態では、窒化シリコン層３７の
「リップ」を除去するか、またはウエハ１１の表面と同
一平面に凹所を設ける。リップが望ましくない場合、窒
化層３５の中で直前に述べたＣＭＰを続行し、ウエハの
表面で停止する。凹形リップが望ましい場合、深いトレ
ンチ２５の他に、狭いトレンチをエッチングする。狭い
トレンチを凹形窒化シリコン「リップ」に適合するよう
に寸法決定する。それに応じて窒化シリコン層３５およ
び酸化物層３７を付着し、ウエハ１１の表面にＣＭＰを
実施する。したがって、凹形リップ絶縁構造その中に配
置されたトレンチが得られる。
【００４９】プロセスを続行すべく、次に従来のウエハ
加工ステップを使用して能動回路をＩＣチップ上に形成
する（図６）。その後、本質上図６〜図１０に関して上
述のようにプロセスを続行して個々のＩＣチップを形成
する。プロセスの１つの変化として、絶縁層３７が前に
使用したポリイミドやエポキシではなく酸化物を含むの
で、この層を除去するのに使用する最終ディップまたは
エッチング・ステップが異なる。したがって、希釈フッ
化水素酸プロセスを使用して酸化物層３７を除去する。
このようにして上述の利点および特徴を有する個々のＩ
Ｃチップが作成される。
【００５０】上述の実施形態のＩＣチップを製造した
後、それらをＩＣチップのスタック内に組み込む。ＩＣ
チップ・サイズの固有の均一さ、エッジ精度およびトラ
ンスファ金属リード整合により、従来可能であったより
も簡単なスタック製造が容易になる。例示のＩＣチップ
のスタッキングまたは整合設備を図１３に示す。スタッ
ク側面の研磨が不要となるように、配線すべきスタック
側面は、平坦度が高いことが重要である。したがって、
配線すべきスタックの側面がサポート５７の光学的に平
坦な表面５５上に静止するように、スタック６１を固定
具案内５３および５９内に配置する。光学的に平坦な表
面５５に関連して、上述の正確なＩＣチップ・エッジ画
定によりほぼ自己整合するスタックが得られるので、部
材５１からの軽い圧力だけが必要である。
【００５１】成層スタックを図１４〜図１５に示す。ス
タックのＩＣチップをそれぞれトランスファ金属リード
３９を介して相互接続するのに使用する側面金属被覆６
３を、スタック６１の側面上に直接製造する。絶縁層を
付着するための従来の側面加工およびトランスファ金属
リードへのオープン・ビアは不要である。さらに、ある
チップのトランスファ金属リードと隣接するチップとの
整合は、すべての方向でフォトリソグラフィ公差内で行
われる。したがって、不整合トランスファ金属リードを
キャプチャするための側面配線の余分な「幅」が不要と
なるので、前に可能であったよりもはるかに細かいピッ
チで側面金属被覆を製造できる。したがって、側面配線
密度および対応するスタック機能性が高くなる。
【００５２】この構造の他の利点は、スタック・レベル
側面絶縁層付着プロセスがないので、スタックの側面上
の絶縁ビーディングがないことである。したがって、従
来使用できなかったかなりの領域にまでアクセスが達成
される。例えば、薄膜配線やＴ接続パッドを含むフォト
リソグラフィによって画定したフィーチャをこの新しい
領域に形成できる。したがって、スタック側面配線密度
の著しい増加が達成される。
【００５３】スタック製造収率は、上述の実施形態の技
法によって著しく高くなる。詳細には、以下の従来のプ
ロセスによる製造収率の低下がなくなる。 １）ＩＣチップの機械ダイシングによる収率低下。 ２）スタック側面チャネル・ビアの欠陥による収率低
下。 ３）成層に可変サイズのチップを使用することによって
生じるチップ・エッジの欠陥に関連する収率低下。 ４）スタック側面絶縁層の欠陥による収率低下。 ５）スタック側面研磨の欠陥による収率低下。
【００５４】さらに、大きいスタック・プロセス・スル
ープットおよび次のような製造コストの利点が実現され
る。 １）機械ダイシング・プロセスおよび関連する厳しいプ
ロセス公差が不要である。 ２）スタック側面チャネル・ビアの画定プロセスおよび
形成プロセスが不要である。 ３）スタック側面絶縁物塗布プロセスが不要である。 ４）スタック側面研磨プロセスが不要である。 ５）上述のプロセスに関連する検査が不要である。 ６）上述のプロセスに関連する再加工プロセスが不要で
ある。
【００５５】したがって、スタック製造プロセスの全体
的な品質、製造効率およびコスト効率が向上する。
【００５６】上記のプロセスの変化として、上述の技法
を使用してＩＣチップの個々のグループをウエハから分
離できる。例えば、ＩＣチップの平坦な行、列およびア
レイをウエハから分離する。そのような平坦な行、列ま
たはアレイ、または単一のチップをも本明細書では「ウ
エハ・セグメント」と呼ぶ。ウエハ・セグメントの電子
モジュールへのスタッキングを容易にするために、本明
細書に開示した技法を使用して、ウエハ・セグメントの
すべてのエッジ表面に対する１つのエッジ表面の上に絶
縁層を配置する。ウエハ・セグメントのスタッキングに
ついては一般に、参照によりその全体が本明細書の一部
となるＣｏｃｋｅｒｉｌｌ他による「Method for Formi
ng A Monolithic Electronic Module by Stacking Plan
ar Arrays of Intergrated Circuit Chips」米国特許願
第０８／２９３９９１号、１９９４年８月２２日出願に
記載されている。ウエハ・セグメントのエッジを画定す
るトレンチを形成する場合、ウエハ・セグメントの個々
のＩＣチップはウエハ・セグメントの一部としてともに
残っているので、それらの間のカーフ領域にトレンチを
形成する必要はないことに留意されたい。
【００５７】本発明の他の実施形態では、正確なサイズ
およびエッジ精度を有するＩＣチップを製造するが、上
述の固有のエッジ表面絶縁層（例えば、図１４の３５）
はない。したがって、スタック製造には、従来の側面絶
縁層付着プロセスおよびエッチング・プロセスが必要と
なるが、ウエハ・レベル加工は上述の実施形態よりも複
雑でなくなる。本発明の原理に従ってＩＣチップの正確
な整合を行えば、関連する従来のスタック側面加工が簡
単になる。したがって、後述する実施形態では、上述の
ものよりも簡単なウエハ製造プロセスが容易になり、こ
れは周知であるが簡単化されたスタック側面加工ととも
に使用できる。
【００５８】プロセスは、前述の実施形態と同様に、能
動回路を形成する前に、ウエハ１１内にトレンチ２５を
エッチングすることから開始する（図１６）。エッチン
グは、例えば、マスクまたはＲＩＥプロセスによって実
施できる。次に、例えば酸化物を含む絶縁層３５をトレ
ンチに充填する（図１７）。酸化物は、例えば、ウエハ
を熱酸化してトレンチ２５に酸化物を充填し、その後ウ
エハ１１の表面のＣＭＰを実施して、トレンチ２５の外
側の酸化物を除去するプロセスを含めて、各種の個々の
プロセスによって形成できる。
【００５９】次いで、従来の加工を使用して能動回路を
ウエハ上に形成する（図１８）。この例では、電子接点
２１およびパターン形成した窒素絶縁層１９に沿って、
能動回路領域１３、１５および１７を形成する。その
後、上述のようにＢＥＯＬ加工を実施して、トランスフ
ァ金属リード３９および関連する絶縁層４１および接着
層４３を形成する（図１９）。さらに、上述のように、
ウエハの個々のＩＣチップの分離を容易にするために、
第２のトレンチ４５を前に形成したトレンチ２５の下ま
でエッチングする（図２０）。その後、例えばＣＭＰを
使用してウエハを薄化する。
【００６０】次いで、従来のソーイングまたはレーザ切
断プロセスを使用してウエハ１１を機械ダイシングす
る。詳細には、ダイシングは、絶縁層３７の中で、トレ
ンチ（２５および４５）と同一直線の切断経路７１に沿
って実施する。その後、各ＩＣチップには、そこから延
びる絶縁層３７のカーフができる（図２１）。上述の同
じディップ・プロセスを使用して絶縁層３７のカーフを
除去すると、完成したＩＣチップができる（図２２）。
例えば、希釈ＨＦディップを使用して絶縁層３７の残り
の酸化物カーフを除去することができる。
【００６１】本発明の他の実施形態では、正確なエッジ
整合を有するＩＣチップを形成するプロセスは、ウエハ
１１内に二重トレンチ２６の組をエッチングすることか
ら開始する（図２３）。二重トレンチの組の各トレンチ
は、各ＩＣチップの所望のエッジに隣接する。二重トレ
ンチ２６の組には、例えば、酸化物を含む絶縁物３５を
充填する（図２４）。上述のように（例えば、図１
７）、熱酸化プロセスを使用してトレンチ２６を充填
し、その後ＣＭＰ研磨を実施して余分な酸化物を除去す
る。
【００６２】その後、従来の加工を使用して、能動回路
領域１３、１５および１７およびトランスファ金属リー
ド３９（図２５）を形成する。その後、すべて上述した
ように、トランスファ金属リード３９および関連する絶
縁層４１および接着層４３の中に第２のトレンチ４５を
エッチングし、ウエハを背面から薄化する。第２のトレ
ンチ４５は、図のようにトレンチ２６の外部側壁と一致
する。次いで、従来のソーイングまたはレーザ切断を使
用して、二重トレンチの組のトレンチに平行でありかつ
トレンチの間に配置された切断経路７１に沿ってウエハ
を機械ダイシングして個々のＩＣチップを形成する（図
２６）。
【００６３】プロセスを完成させるべく、酸化物３５を
溶解するディップ・プロセスを使用して、残りの酸化物
３５および付属した残りのシリコン・カーフ１１'を除
去する。例えば、希釈ＨＦディップを使用して残りの酸
化物層３５を除去し、それによりシリコン・カーフ１
１'を落とす。それにより別個のＩＣチップができる
（図２２）。
【００６４】上述のプロセスの他の変形も可能である。
例えば、上述の２つのプロセスをそれぞれ修正し、それ
によりウエハ上に能動回路を形成した後で、ただしＢＥ
ＯＬ加工の前にトレンチ２５または２６を形成できる
（図１６〜図２２および図２３〜図２６）。そのような
プロセスについての個々の技法は、上述の開示に基づけ
ば当業者には明らかであろう。
【００６５】例えば、図２２のＩＣチップをスタック６
１内に成層することができる（図２７）。本発明の技法
によって提供される正確なＩＣチップ１２のエッジ画定
および寸法決定によって、スタックの整合が容易にな
る。図１６〜図２６の実施形態では、本来的に、従来の
実施形態の場合と同様なスタック側面絶縁が得られな
い。しかしながら、そのような側面絶縁６５および関連
する配線６３の製造（図２８）は、上述の正確なＩＣチ
ップ整合によって簡単化される。
【００６６】配線すべき側面は、最初にスタッキングす
る場合、平坦度が高く、欠陥がないことが有利である。
トランスファ金属リードの端部は、ＩＣチップ間でもス
タックに対しても正確に整合される。したがって、側面
薄膜絶縁および配線に関連する研磨および整合の問題の
多くは解消される。
【００６７】以上、本発明のいくつかの好ましい実施形
態に従って本発明について本明細書で詳細に説明した
が、当業者は本明細書に多くの修正および変更を実施で
きる。したがって、首記の請求項によって、本発明の真
の精神および範囲に入るそのようなすべての修正および
変更を網羅するものとする。
【００６８】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００６９】（１）ＩＣチップの少なくとも１つのエッ
ジを画定するのに使用する方法であって、前記ＩＣチッ
プが、第１の主平坦面と第２の主平坦面とを有するウエ
ハの一部をなし、前記ウエハの前記第２の主平坦面の一
部が前記ＩＣチップの主平坦面に平行である方法におい
て、（ａ）前記ウエハ内に、前記ウエハの前記第１の主
平坦面を横切る、底部を有する第１のトレンチをリソグ
ラフィによって生成するステップと、（ｂ）前記第１の
トレンチがＩＣチップの少なくとも１つのエッジを画定
するように、前記ＩＣチップの前記主平坦面を前記第１
のトレンチの前記底部に向かってかつ前記ウエハの前記
第１の主平坦面に向かって研磨してＩＣチップを薄化す
るステップとを含む方法。 （２）前記研磨ステップ（ｂ）の前に、前記第１のトレ
ンチに絶縁材料を充填するステップをさらに含むことを
特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （３）前記研磨ステップ（ｂ）中に前記ウエハに対して
前記ＩＣチップの機械安定度をもたらすために、前記第
１のトレンチを充填する前記ステップが、前記第１のト
レンチに機械的に硬い絶縁材料を充填するステップを含
むことを特徴とする、上記（２）に記載の方法。 （４）前記ＩＣチップに機械的および電気的に結合する
トランスファ金属層を前記ウエハの前記第１の主平坦面
の上に形成するステップをさらに含むことを特徴とす
る、上記（２）に記載の方法。 （５）ＩＣチップの少なくとも１つのエッジがさらに画
定され、かつ前記トランスファ金属層のトランスファ金
属リードの端部がＩＣチップの少なくとも１つのエッジ
と整合するように、前記トランスファ金属層中に前記第
１のトレンチと一致する第２のトレンチを形成するステ
ップをさらに含むことを特徴とする、上記（４）に記載
の方法。 （６）前記ＩＣチップが前記ウエハから分離されるよう
に、前記第１のトレンチ内の経路に沿ってそれと同一直
線上で前記ウエハを機械ダイシングするステップをさら
に含むことを特徴とする、上記（２）に記載の方法。 （７）機械ダイシングの後、前記絶縁材料を含むカーフ
を除去して、ＩＣチップの少なくとも１つのエッジを露
出させるステップをさらに含むことを特徴とする、上記
（６）に記載の方法。 （８）前記方法を繰り返して、それぞれ前記少なくとも
１つのエッジを有する複数のＩＣチップを形成するステ
ップと、各ＩＣチップの少なくとも１つのエッジが共通
に整合して、前記複数のＩＣチップのスタックの側面を
形成するステップとをさらに併用することを特徴とす
る、上記（１）に記載の方法。 （９）ＩＣチップの少なくとも１つのエッジを画定する
のに使用する方法であって、前記ＩＣチップが、第１の
主平坦面と第２の主平坦面とを有するウエハの一部をな
し、前記ウエハの前記第２の主平坦面の一部が前記ＩＣ
チップの主平坦面に平行である方法において、（ａ）前
記ウエハ内に、前記ウエハの前記第１の主平坦面を横切
る第１のトレンチをリソグラフィによって生成するステ
ップと、（ｂ）前記ＩＣチップの少なくとも１つのエッ
ジを含む表面を有する第１の絶縁層と、除去可能なカー
フ領域を含む第２の絶縁層の２つの絶縁層を第１のトレ
ンチ内に形成するステップと、（ｃ）前記ウエハからの
前記ＩＣチップの分離、およびＩＣチップの少なくとも
１つのエッジを画定するための前記除去可能なカーフ領
域の除去を容易にするために、前記ＩＣチップの前記主
平坦面から前記ウエハの前記第１の主平坦面に向かって
前記ＩＣチップを薄化するステップとを含む方法。 （１０）前記形成ステップ（ｂ）が、前記第第１のトレ
ンチ内に残りの空間が存在するように、前記第１のトレ
ンチの少なくとも１つの側壁の上に共形絶縁層として前
記第１の絶縁層を形成するステップを含むことを特徴と
する、上記（９）に記載の方法。 （１１）前記形成ステップ（ｂ）が、熱酸化プロセスを
使用して、共形酸化物層として前記第１の絶縁層を形成
するステップを含むことを特徴とする、上記（１０）に
記載の方法。 （１２）前記形成ステップ（ｂ）が、前記第１のトレン
チから前記ウエハの前記第１の主平坦面の上へ延びるリ
ップを有するように第１の絶縁層を形成するステップを
含むことを特徴とする、上記（１０）に記載の方法。 （１３）前記形成ステップ（ｂ）が、前記第１のトレン
チ内の前記残りの空間に第２の絶縁材料を充填すること
によって、前記第２の絶縁層を形成するステップを含む
ことを特徴とする、上記（１０）に記載の方法。 （１４）前記形成ステップ（ｂ）が、前記第１のトレン
チ内の前記残りの空間にポリイミドとエポキシの一方を
充填するステップを含むことを特徴とする、上記（１
３）に記載の方法。 （１５）前記ＩＣチップに機械的および電気的に結合す
るトランスファ金属層を前記ウエハの前記第１の主平坦
面の上に形成するステップをさらに含むことを特徴とす
る、上記（１３）に記載の方法。 （１６）ＩＣチップの少なくとも１つのエッジがさらに
画定され、かつ前記トランスファ金属層のトランスファ
金属リードの端部がＩＣチップの少なくとも１つのエッ
ジと整合するように、前記トランスファ金属層中に、Ｉ
Ｃチップの少なくとも１つのエッジを含む前記第１の絶
縁層の表面と一致する第２のトレンチを形成するステッ
プをさらに含むことを特徴とする、上記（１５）に記載
の方法。 （１７）ウエハからＩＣチップを分離し、かつＩＣチッ
プの少なくとも１つのエッジを画定するために、前記第
２の絶縁層を除去するステップをさらに含むことを特徴
とする、上記（９）に記載の方法。 （１８）前記第２の絶縁層を除去する前記ステップが、
化学除去プロセスを実施するステップを含むことを特徴
とする、上記（１７）に記載の方法。 （１９）前記第２の絶縁層を除去する前記ステップが、
前記第２の絶縁層中を機械ダイシングし、その後ＩＣチ
ップの少なくとも１つのエッジ上の残りの第２の絶縁層
を化学的に除去するステップを含むことを特徴とする、
上記（１７）に記載の方法。 （２０）前記方法を繰り返して、それぞれ前記少なくと
も１つのエッジを有する複数のＩＣチップを形成するス
テップと、各ＩＣチップの少なくとも１つのエッジが共
通に整合して、前記複数のＩＣチップのスタックの側面
を形成するステップとをさらに併用することを特徴とす
る、上記（９）に記載の方法。 （２１）複数のエッジ表面を有する少なくとも１つのＩ
Ｃチップの平坦なグループと、ウエハ・セグメントの電
子モジュール内へのスタッキングを容易にする少なくと
も１つのエッジ表面上に配置された絶縁層とを含むウエ
ハ・セグメント。 （２２）前記平坦グループが単一のＩＣチップを含むこ
とを特徴とする、上記（２１）に記載のウエハ・セグメ
ント。 （２３）前記平坦グループが、ＩＣチップの平坦アレイ
を含むことを特徴とする、上記（２１）に記載のウエハ
・セグメント。 （２４）ＩＣチップの少なくとも１つのエッジを画定す
るのに使用する方法であって、前記ＩＣチップが、第１
の主平坦面と第２の主平坦面とを有するウエハの一部を
なし、前記ウエハの前記第２の主平坦面の一部が前記Ｉ
Ｃチップの主平坦面に平行である方法において、（ａ）
前記ＩＣチップの少なくとも１つのエッジを画定する、
前記ウエハの前記第１の主平坦面を横切る第１のトレン
チを前記ウエハ内にリソグラフィによって生成するステ
ップと、（ｂ）前記第１のトレンチ内に絶縁層を形成す
るステップと、（ｃ）前記第１のトレンチに実質上平行
でありかつ前記ＩＣチップの外側にある経路に沿って前
記ウエハをダイシングして、前記第１のトレンチと前記
経路との間にカーフ領域を形成するステップと、（ｄ）
前記カーフ領域および前記絶縁層を除去して、前記ＩＣ
チップの少なくとも１つのエッジを形成するステップと
を含む方法。 （２５）前記除去ステップ（ｄ）を容易にするために、
前記第１のトレンチの底部に向かってかつ前記ウエハの
前記第１の主平坦面に向かって前記ウエハを薄化するス
テップをさらに含むことを特徴とする、上記（２４）に
記載の方法。 （２６）前記生成ステップ（ａ）が、１対の第１のトレ
ンチをリソグラフィによって生成するステップを含み、
第１のトレンチの一方のトレンチはＩＣチップの少なく
とも１つのエッジを画定し、第１のトレンチの他方のト
レンチは他の隣接するＩＣチップの少なくとも１つのエ
ッジを画定することを特徴とする、上記（２４）に記載
の方法。 （２７）前記ダイシング・ステップ（ｃ）が、前記第１
のトレンチの対の間の経路に沿って前記ウエハをダイシ
ングするステップを含むことを特徴とする、上記（２
６）に記載の方法。 （２８）前記ＩＣチップに機械的および電気的に結合す
るトランスファ金属層を前記ウエハの前記第１の主平坦
面の上に形成するステップをさらに含むことを特徴とす
る、上記（２７）に記載の方法。 （２９）前記第１のトレンチの対がともに一対の外部側
壁を含み、さらに、ＩＣチップの少なくとも１つのエッ
ジがさらに画定されかつ前記トランスファ金属層のトラ
ンスファ金属リードの端部がＩＣチップの少なくとも１
つのエッジと整合するように、前記トランスファ金属層
中に、前記第１のトレンチの対の前記外部側壁と一致す
る第２のトレンチを形成するステップを含むことを特徴
とする、上記（２８）に記載の方法。 （３０）前記方法を繰り返して、それぞれ前記少なくと
も１つのエッジを有する複数のＩＣチップを形成するス
テップと、各ＩＣチップの少なくとも１つのエッジが共
通に整合して、前記複数のＩＣチップのスタックの側面
を形成するステップとをさらに併用することを特徴とす
る、上記（２４）に記載の方法。 （３１）前記除去ステップ（ｄ）が、化学ディッピング
を使用して実施されることを特徴とする、上記（２４）
に記載の方法。 （３２）前記形成ステップ（ｂ）が、熱酸化を使用し
て、第１のトレンチ内に酸化物絶縁層を形成するステッ
プを含むことを特徴とする、上記（２４）に記載の方
法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、それから形成すべきＩＣチップ
の製造の中間段階の後のウエハの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による、ＩＣチップのエッ
ジを画定するトレンチを形成した後の図１のウエハの断
面図である。
【図３】本発明の一実施形態による、図２のウエハの上
面図である。
【図４】本発明の一実施形態による、図２のウエハの上
面図である。
【図５】本発明の一実施形態による、トレンチ内に絶縁
層を付着した後の図２のウエハの断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による、トレンチに絶縁材
料を充填した後の図５のウエハの断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による、トランスファ金属
層を形成した後の図６のウエハの断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による、前に形成したトレ
ンチの下方に第２のトレンチを形成した後の図７のウエ
ハの断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による、ウエハを薄化した
後の図８のウエハの断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、そのエッジが正
確に画定された図９のウエハの完成したＩＣチップの断
面図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、能動回路を形成
する前の、ただしウエハから形成したＩＣチップのエッ
ジを画定するのに使用するトレンチを形成した後のウエ
ハ製造の段階の断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態による、各トレンチ内に
２つの絶縁層を形成した後の図１１のウエハの断面図で
ある。
【図１３】本発明の一実施形態による、製造設備内のＩ
Ｃチップのスタックの断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態による、図１３のスタッ
クの断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態による、側面金属被覆を
形成した後の図１４のスタックの断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態による、能動回路を形成
する前の、ただしウエハから形成したＩＣチップのエッ
ジを画定するのに使用するトレンチを形成した後のウエ
ハ製造の段階の断面図である。
【図１７】本発明の一実施形態による、トレンチに絶縁
材料を充填した後の図１６のウエハの断面図である。
【図１８】本発明の一実施形態による、能動回路を形成
した後の図１７のウエハの断面図である。
【図１９】本発明の一実施形態による、トランスファ金
属層を形成した後の図１８のウエハの断面図である。
【図２０】本発明の一実施形態による、前のトレンチの
下方に第２のトレンチを形成し、かつウエハを薄化した
後の図１９のウエハの断面図である。
【図２１】本発明の一実施形態による、図２０のウエハ
からダイシングしたＩＣチップの断面図である。
【図２２】本発明の一実施形態による、そのエッジ表面
を除去した後の図２１のＩＣチップの断面図である。
【図２３】本発明の一実施形態による、能動回路を形成
する前の、ただしウエハから形成したＩＣチップのエッ
ジを画定するのに使用する双対トレンチの組を形成した
後のウエハ製造の段階の断面図である。
【図２４】本発明の一実施形態による、双対トレンチの
組に絶縁材料を充填した後の図２３のウエハの断面図で
ある。
【図２５】本発明の一実施形態による、トランスファ金
属層を形成し、双対トレンチの組の下方に第２のトレン
チを形成し、ウエハを薄化した後の図２４のウエハの断
面図である。
【図２６】本発明の一実施形態による、図２５のウエハ
からダイシングしたＩＣチップの断面図である。
【図２７】本発明の一実施形態による、図２２のＩＣチ
ップのスタックの断面図である。
【図２８】本発明の一実施形態による、側面配線を形成
した後の図２７のスタックの断面図である。
【符号の説明】
１１ ウエハ １１' シリコン・カーフ １２ ＩＣチップ １３ 能動回路領域 １５ 能動回路領域 １７ 能動回路領域 １９ 絶縁層 ２１ 電気接点 ２３ カーフ領域 ２５ トレンチ ２８ 能動回路領域 ３１ 能動回路領域 ３５ 絶縁層 ３７ 絶縁層 ３９ トランスファ金属リード ４１ 絶縁層 ４３ 接着層 ４５ 第２のトレンチ ５１ 部材 ５３ 設備案内 ５５ 光学的に平坦な表面 ５７ サポート ５９ 設備案内 ６１ スタック ６３ 側面金属被覆 ６５ 側面絶縁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウェイン・ジョン・ハウェル アメリカ合衆国05495 バーモント州ウィ リストンタマラック・ドライブ ４ (72)発明者 ハワード・レオ・カルター アメリカ合衆国05446 バーモント州コル チェスター ビレッジ・ドライブ 14 (72)発明者 パトリシア・エレン・マルミリオン アメリカ合衆国05446 バーモント州コル チェスター サイヤー・ビーチ・ロード 26 (72)発明者 アンソニー・マイケル・パラゴニア アメリカ合衆国05489 バーモント州アン ダーヒルボックス 4520 ロード・ナンバ ー １ (72)発明者 バーナデット・アン・ピアソン アメリカ合衆国05486 バーモント州サウ ス・ヒーロー ランバード・レイン 90 (72)発明者 デニス・アーサー・シュミット アメリカ合衆国05403 バーモント州サウ ス・バーリントン ディアフィールド・ロ ード ４

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ＩＣチップの少なくとも１つのエッジを画
    定するのに使用する方法であって、前記ＩＣチップが、
    第１の主平坦面と第２の主平坦面とを有するウエハの一
    部をなし、前記ウエハの前記第２の主平坦面の一部が前
    記ＩＣチップの主平坦面に平行である方法において、
    （ａ）前記ウエハ内に、前記ウエハの前記第１の主平坦
    面を横切る、底部を有する第１のトレンチをリソグラフ
    ィによって生成するステップと、（ｂ）前記第１のトレ
    ンチがＩＣチップの少なくとも１つのエッジを画定する
    ように、前記ＩＣチップの前記主平坦面を前記第１のト
    レンチの前記底部に向かってかつ前記ウエハの前記第１
    の主平坦面に向かって研磨してＩＣチップを薄化するス
    テップとを含む方法。
  2. 【請求項２】前記研磨ステップ（ｂ）の前に、前記第１
    のトレンチに絶縁材料を充填するステップをさらに含む
    ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記研磨ステップ（ｂ）中に前記ウエハに
    対して前記ＩＣチップの機械安定度をもたらすために、
    前記第１のトレンチを充填する前記ステップが、前記第
    １のトレンチに機械的に硬い絶縁材料を充填するステッ
    プを含むことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記ＩＣチップに機械的および電気的に結
    合するトランスファ金属層を前記ウエハの前記第１の主
    平坦面の上に形成するステップをさらに含むことを特徴
    とする、請求項２に記載の方法。
  5. 【請求項５】ＩＣチップの少なくとも１つのエッジがさ
    らに画定され、かつ前記トランスファ金属層のトランス
    ファ金属リードの端部がＩＣチップの少なくとも１つの
    エッジと整合するように、前記トランスファ金属層中に
    前記第１のトレンチと一致する第２のトレンチを形成す
    るステップをさらに含むことを特徴とする、請求項４に
    記載の方法。
  6. 【請求項６】前記ＩＣチップが前記ウエハから分離され
    るように、前記第１のトレンチ内の経路に沿ってそれと
    同一直線上で前記ウエハを機械ダイシングするステップ
    をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の方
    法。
  7. 【請求項７】機械ダイシングの後、前記絶縁材料を含む
    カーフを除去して、ＩＣチップの少なくとも１つのエッ
    ジを露出させるステップをさらに含むことを特徴とす
    る、請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】前記方法を繰り返して、それぞれ前記少な
    くとも１つのエッジを有する複数のＩＣチップを形成す
    るステップと、各ＩＣチップの少なくとも１つのエッジ
    が共通に整合して、前記複数のＩＣチップのスタックの
    側面を形成するステップとをさらに併用することを特徴
    とする、請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】ＩＣチップの少なくとも１つのエッジを画
    定するのに使用する方法であって、前記ＩＣチップが、
    第１の主平坦面と第２の主平坦面とを有するウエハの一
    部をなし、前記ウエハの前記第２の主平坦面の一部が前
    記ＩＣチップの主平坦面に平行である方法において、
    （ａ）前記ウエハ内に、前記ウエハの前記第１の主平坦
    面を横切る第１のトレンチをリソグラフィによって生成
    するステップと、（ｂ）前記ＩＣチップの少なくとも１
    つのエッジを含む表面を有する第１の絶縁層と、除去可
    能なカーフ領域を含む第２の絶縁層の２つの絶縁層を第
    １のトレンチ内に形成するステップと、（ｃ）前記ウエ
    ハからの前記ＩＣチップの分離、およびＩＣチップの少
    なくとも１つのエッジを画定するための前記除去可能な
    カーフ領域の除去を容易にするために、前記ＩＣチップ
    の前記主平坦面から前記ウエハの前記第１の主平坦面に
    向かって前記ＩＣチップを薄化するステップとを含む方
    法。
  10. 【請求項１０】前記形成ステップ（ｂ）が、前記第第１
    のトレンチ内に残りの空間が存在するように、前記第１
    のトレンチの少なくとも１つの側壁の上に共形絶縁層と
    して前記第１の絶縁層を形成するステップを含むことを
    特徴とする、請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記形成ステップ（ｂ）が、熱酸化プロ
    セスを使用して、共形酸化物層として前記第１の絶縁層
    を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項１
    ０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記形成ステップ（ｂ）が、前記第１の
    トレンチから前記ウエハの前記第１の主平坦面の上へ延
    びるリップを有するように第１の絶縁層を形成するステ
    ップを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】前記形成ステップ（ｂ）が、前記第１の
    トレンチ内の前記残りの空間に第２の絶縁材料を充填す
    ることによって、前記第２の絶縁層を形成するステップ
    を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
  14. 【請求項１４】前記形成ステップ（ｂ）が、前記第１の
    トレンチ内の前記残りの空間にポリイミドとエポキシの
    一方を充填するステップを含むことを特徴とする、請求
    項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】前記ＩＣチップに機械的および電気的に
    結合するトランスファ金属層を前記ウエハの前記第１の
    主平坦面の上に形成するステップをさらに含むことを特
    徴とする、請求項１３に記載の方法。
  16. 【請求項１６】ＩＣチップの少なくとも１つのエッジが
    さらに画定され、かつ前記トランスファ金属層のトラン
    スファ金属リードの端部がＩＣチップの少なくとも１つ
    のエッジと整合するように、前記トランスファ金属層中
    に、ＩＣチップの少なくとも１つのエッジを含む前記第
    １の絶縁層の表面と一致する第２のトレンチを形成する
    ステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１５に
    記載の方法。
  17. 【請求項１７】ウエハからＩＣチップを分離し、かつＩ
    Ｃチップの少なくとも１つのエッジを画定するために、
    前記第２の絶縁層を除去するステップをさらに含むこと
    を特徴とする、請求項９に記載の方法。
  18. 【請求項１８】前記第２の絶縁層を除去する前記ステッ
    プが、化学除去プロセスを実施するステップを含むこと
    を特徴とする、請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】前記第２の絶縁層を除去する前記ステッ
    プが、前記第２の絶縁層中を機械ダイシングし、その後
    ＩＣチップの少なくとも１つのエッジ上の残りの第２の
    絶縁層を化学的に除去するステップを含むことを特徴と
    する、請求項１７に記載の方法。
  20. 【請求項２０】前記方法を繰り返して、それぞれ前記少
    なくとも１つのエッジを有する複数のＩＣチップを形成
    するステップと、各ＩＣチップの少なくとも１つのエッ
    ジが共通に整合して、前記複数のＩＣチップのスタック
    の側面を形成するステップとをさらに併用することを特
    徴とする、請求項９に記載の方法。
  21. 【請求項２１】複数のエッジ表面を有する少なくとも１
    つのＩＣチップの平坦なグループと、 ウエハ・セグメントの電子モジュール内へのスタッキン
    グを容易にする少なくとも１つのエッジ表面上に配置さ
    れた絶縁層とを含むウエハ・セグメント。
  22. 【請求項２２】前記平坦グループが単一のＩＣチップを
    含むことを特徴とする、請求項２１に記載のウエハ・セ
    グメント。
  23. 【請求項２３】前記平坦グループが、ＩＣチップの平坦
    アレイを含むことを特徴とする、請求項２１に記載のウ
    エハ・セグメント。
  24. 【請求項２４】ＩＣチップの少なくとも１つのエッジを
    画定するのに使用する方法であって、前記ＩＣチップ
    が、第１の主平坦面と第２の主平坦面とを有するウエハ
    の一部をなし、前記ウエハの前記第２の主平坦面の一部
    が前記ＩＣチップの主平坦面に平行である方法におい
    て、（ａ）前記ＩＣチップの少なくとも１つのエッジを
    画定する、前記ウエハの前記第１の主平坦面を横切る第
    １のトレンチを前記ウエハ内にリソグラフィによって生
    成するステップと、（ｂ）前記第１のトレンチ内に絶縁
    層を形成するステップと、（ｃ）前記第１のトレンチに
    実質上平行でありかつ前記ＩＣチップの外側にある経路
    に沿って前記ウエハをダイシングして、前記第１のトレ
    ンチと前記経路との間にカーフ領域を形成するステップ
    と、（ｄ）前記カーフ領域および前記絶縁層を除去し
    て、前記ＩＣチップの少なくとも１つのエッジを形成す
    るステップとを含む方法。
  25. 【請求項２５】前記除去ステップ（ｄ）を容易にするた
    めに、前記第１のトレンチの底部に向かってかつ前記ウ
    エハの前記第１の主平坦面に向かって前記ウエハを薄化
    するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２
    ４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】前記生成ステップ（ａ）が、１対の第１
    のトレンチをリソグラフィによって生成するステップを
    含み、第１のトレンチの一方のトレンチはＩＣチップの
    少なくとも１つのエッジを画定し、第１のトレンチの他
    方のトレンチは他の隣接するＩＣチップの少なくとも１
    つのエッジを画定することを特徴とする、請求項２４に
    記載の方法。
  27. 【請求項２７】前記ダイシング・ステップ（ｃ）が、前
    記第１のトレンチの対の間の経路に沿って前記ウエハを
    ダイシングするステップを含むことを特徴とする、請求
    項２６に記載の方法。
  28. 【請求項２８】前記ＩＣチップに機械的および電気的に
    結合するトランスファ金属層を前記ウエハの前記第１の
    主平坦面の上に形成するステップをさらに含むことを特
    徴とする、請求項２７に記載の方法。
  29. 【請求項２９】前記第１のトレンチの対がともに一対の
    外部側壁を含み、さらに、ＩＣチップの少なくとも１つ
    のエッジがさらに画定されかつ前記トランスファ金属層
    のトランスファ金属リードの端部がＩＣチップの少なく
    とも１つのエッジと整合するように、前記トランスファ
    金属層中に、前記第１のトレンチの対の前記外部側壁と
    一致する第２のトレンチを形成するステップを含むこと
    を特徴とする、請求項２８に記載の方法。
  30. 【請求項３０】前記方法を繰り返して、それぞれ前記少
    なくとも１つのエッジを有する複数のＩＣチップを形成
    するステップと、各ＩＣチップの少なくとも１つのエッ
    ジが共通に整合して、前記複数のＩＣチップのスタック
    の側面を形成するステップとをさらに併用することを特
    徴とする、請求項２４に記載の方法。
  31. 【請求項３１】前記除去ステップ（ｄ）が、化学ディッ
    ピングを使用して実施されることを特徴とする、請求項
    ２４に記載の方法。
  32. 【請求項３２】前記形成ステップ（ｂ）が、熱酸化を使
    用して、第１のトレンチ内に酸化物絶縁層を形成するス
    テップを含むことを特徴とする、請求項２４に記載の方
    法。
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