(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
おもて面（１１）および背面（１６）を備える半導体ウェーハ（４０）を用意することと、
前記おもて面（１１）に集積電子回路（１５）または半導体デバイス構造体を生成することと、
前記ウェーハ（４０）の前記おもて面（１１）上の周辺に半径方向に延びる少なくとも１つの流体通路（１０）を設けることであり、前記流体通路（１０）が前記ウェーハ（１２）のｚ軸（６３）に沿ってダイシングすることによって設けられる、少なくとも１つの流体通路（１０）を設けることと、
前記おもて面（１１）が存在する第１の側（３）と、前記背面（１６）において環状の少なくとも１つの補強構造体によって囲まれた第２の側（４）とを有する薄化中央部分（２）を設けるために前記ウェーハ（４０）の前記背面（１６）に窪みを設けることと
を含み、
前記環状の補強構造体は、外周側の外面（８）と内周側の内面（９）とを有し、前記流体通路（１０）は、前記外面（８）と前記内面（９）との間に設けられる、方法。
【請求項２】
前記薄化中央部分（２）の前記おもて面（１１）と前記背面（１６）との間の電気的接続のための孔を設けることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記孔のエッチングまたはレーザ・アブレーションを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の側（３）および前記第２の側（４）を有する前記薄化中央部分（２）を前記背面（１２）と前記おもて面（１１）とに二重に有する窪み薄化中央部分（２９）を設けるための前記ウェーハ（４０）の前記背面（１６）および前記ウェーハ（４０）の前記おもて面（１１）への窪みを設けることを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記流体通路（１０）を設けることが、ダイシング・ソー・ブレード（３２）によるスリット（３１）の切削を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記スリット（３１）の切削深さ（ｃ）が前記薄化中央部分（２）の厚さ（ｄ）よりも深い、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記切削が半径方向傾斜で行われる、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記切削が水平傾斜で行われる、請求項５から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記流体通路（１０）を設けることがドライ・エッチングを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記エッチングがＲＩＥプラズマ・エッチング・プロセスを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記流体通路（１０）を設けることがウェット・エッチングを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
金属被覆構造体またはバンプ（２０）めっき構造体のための金属または炭素シード層（２１）の堆積が前記薄化中央部分（２）の前記第２の側（４）に行われる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記流体通路（１０）による過剰な液体の迂回または流出の下で、フォトレジスト（３５）の噴霧およびスピニング、現像液の噴霧、エッチング液の噴霧、清浄液のリンス、剥離液の噴霧、めっき、または電解液による被覆のステップの少なくとも１つによって前記金属または炭素シード層（２１）が、前記金属被覆構造体に構造化され、および／または前記電気バンプ（３４）にめっきされる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記金属または炭素シード層（１９）が前記金属被覆構造体および／または前記電気バンプ（２０）に構造化およびめっきされ、
前記薄化中央部分（２）の前記第２の側（４）に薄い金属または炭素シード層（２１）を堆積することと、
前記流体通路（１０）による過剰なレジストの流出の下でレジスト層（３５）を噴霧およびスピニングすることと、
前記レジスト層（３５）を乾燥させることと、
前記乾燥した層をマスクを通した露光によって構造化することと、
前記流体通路（１０）による過剰なレジストおよび過剰な現像液の流出の下で現像液を噴霧することによって前記露光されたレジスト層（３５）を現像することと、
前記流体通路（１０）による過剰なリンス液の流出の下でリンス液を噴霧することによって前記構造化されたレジスト層（３５）をリンスすることと、
前記現像されたレジスト構造体をめっきマスク（３６）に硬化させることと、
電気化学槽（３７）中で、前記構造化シード層（１９）上に電気化学液を循環させ、前記流体通路（１０）により前記液体を迂回させることによって前記被覆されていないレジストなしのシード層（１９）を金属被覆構造体および／または金属バンプ（３４）にめっきすることと、
前記流体通路（１０）による過剰な剥離液および剥離されたレジストの流出の下で剥離液を噴霧することによって前記第２の側（４）から前記めっきマスク（３６）の前記レジストを剥離除去することと、
前記流体通路（１０）による過剰な清浄液の流出の下で清浄液によって前記剥離された構造体を清浄化することと、
前記流体通路（１０）による過剰なエッチング液の流出の下でエッチング液を噴霧することによって前記薄いシード層（１９）の残りの部分をウェット・エッチングすることと、
前記流体通路（１０）による過剰なリンス液の流出の下でリンス液を噴霧することによって前記エッチングされた構造体をリンスすることと、
前記流体通路（１０）による過剰な清浄液の流出の下での清浄液と、前記半導体ウェーハ（１２）の乾燥とによってバンプをもつ前記第２の側を清浄化することと
を含む、請求項１２または１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、強化構造体をもつ半導体ウェーハ、および前記半導体ウェーハを生成する方法に関する。本出願の１つのさらなる態様は前記半導体ウェーハを保持するためのチャックに関する。この半導体ウェーハは、第１の側と、少なくとも１つの突出縁部部分で囲まれた第２の側とを有する薄化中央部分を備える。
【背景技術】
【０００２】
既知の半導体ウェーハには、環状リムが設けられている。前記リムは上面、底面、外面、および内面を備える。薄い中央部分および環状突出リムをもつそのようなウェーハを生成する方法は、文献の米国特許出願公開第２００８／００９０５０５Ａ１号から知られている。薄化中央部分は、処理済み標準ウェーハの前側のデバイス形成区域に対応する標準ウェーハの背面の区域に形成される。この薄い中央部分は研削ユニットで研削することによって完成され、環状リムは前記薄化中央部分のまわりに同時に形成される。環状リムは、ウェーハのそのような薄化中央部分の反りが回避されるように安定性を向上させることになる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本出願は、第１の側および第２の側を有する薄化中央部分と、半導体ウェーハの半径方向屈曲耐性を増大させるための少なくとも１つの補強構造体とをもつ半導体ウェーハを提供する。補強構造体は、前記１つの補強構造体の内面から補強構造体の外面に向かう流体流れのための１つまたは複数の通路を備える。流体はガスまたは液体とすることができる。
【０００４】
補強構造体は中央部分に対する隆起区域として設けることができ、１つまたは複数の通路はウェーハの外面に向かって隆起区域を備える。
【０００５】
前記通路は少なくとも２つの隆起区域を相互に分離するスリットとすることができる。スリットは隆起区域内に設けられ得る。
【０００６】
スリットは、それぞれのスリットの場所でスリットとウェーハの水平方向との間に水平傾斜角σ（シグマ）を含む空間方位を備えることもできる。スリットは、スリットとウェーハの半径方向との間に半径方向傾斜角φ（ファイ）を備えることもできる。
【０００７】
少なくとも１つのスリットの空間方位は、スリットの内側オリフィスとそれぞれの外側オリフィスとの半径方向オーバーラップがないように設けられることが好ましい。これはウェーハの安定性を向上させる。
【０００８】
さらなる例では、通路は、隆起区域に設けられる斜面とすることができる。
【０００９】
本出願の半導体ウェーハは、通常、ウェーハの平坦な研磨ミラーのようなおもて面である薄化中央部分をもつ標準半導体ウェーハであるはずであり、前記第１の側は複数の集積電子回路または半導体デバイスを備える。前記薄化中央部分の第２の側は、複数の集積電子回路または半導体デバイスをさらに備えるウェーハの背面の窪み部分とすることができ、第１の側および第２の側はＴＳＶ孔を通る電気相互接続を有する。
【００１０】
本出願は半導体ウェーハを保持するためのチャックをさらに提供し、チャックは穿孔を有するチャック・リムに囲まれた円形基部プレートを備え、穿孔は前記ウェーハの前記通路の少なくとも１つの位置に対応する。
【００１１】
チャックは、内側リングおよび外側リングをもつ二重リング構造を有することができ、前記リングは穿孔され、互いに回転可能に配置されて、組み合わせられた穿孔サイズの断面に変化を与える。
【００１２】
本出願は、さらに、
−  おもて面および背面を備える半導体ウェーハを用意することと、
−  おもて面に集積電子回路または半導体デバイス構造体を生成することと、
−  おもて面の周辺に、少なくともウェーハの外面から前記ウェーハの内面の方に半径方向に延びる少なくとも１つの流体（ガスまたは液体とすることができる）通路を設けることと、
−  第１の側と、少なくとも１つの補強構造体で囲まれた第２の側とを有する薄化中央部分を設けるためにウェーハの背面に窪みを設けることと
を用いる方法を提供する。
【００１３】
本出願によれば、流体通路はウェーハのｚ軸に沿ってダイシングすることによって設けられる。
【００１４】
本出願は、薄化中央部分の前記第２の側に構造化金属被覆を形成することが容易であるウェーハを提供する。前記薄化中央部分の第２の側での液体によるリンス、噴霧、剥離、またはエッチングを含むいかなる方法ステップも問題を引き起こさないはずであるが、それは、これらの液体が、前記薄化中央部分の前記第２の側と前記リムの前記内面との間を交差する隅部で容易に放出され得るからである。液体のこの蓄積により、正確に構造化された金属被覆層が可能になり、汚染問題が回避される。
【００１５】
本出願は、さらに、補強構造体をもつ半導体ウェーハ、および前記半導体ウェーハを生成する方法に関する。本出願の１つのさらなる態様は前記半導体ウェーハを保持するためのチャックに関する。この半導体ウェーハは、第１の側と、少なくとも１つの突出縁部部分で囲まれた第２の側とを有する薄化中央部分を備える。前記突出縁部部分は上面、底面、外面、および内面を備える。突出縁部構造は、少なくとも前記リムの前記内面から前記突出縁部構造体の前記外面の方に半径方向に延びる複数の穿孔を有し、前記突出縁部構造体の前記上面は穿孔されないままである。穿孔の傾斜角は、０度と±６０度との間、０度と±２０度との間、好ましくは５度と±１５度との間で半径方向からそれて与えられる。
【００１６】
そのような半導体ウェーハは、前記半導体ウェーハの前記薄化中央部分の第２の表面に与えられた過剰なプロセス液が、前記突出縁部構造体の内面から外面の方に半径方向に延びる前記複数の穿孔を通って流出または迂回することができるという利点を有する。前記薄化中央部分の第２の表面と前記縁部構造体の前記内面との間の交差の隅部での液体の蓄積は減少するかまたはさらに回避され、噴霧された液体のより良好な平坦性が達成される。さらに、汚染が回避され得る。
【００１７】
本出願の一実施形態によれば、前記穿孔の高さは前記薄化中央部分の厚さよりも大きい。前記穿孔の高さの増大により、前記穿孔を通る液体の迂回および流出が増加する。
【００１８】
さらなる実施形態では、前記薄化中央部分の第１の側および前記突出縁部構造体の前記底面は、標準半導体ウェーハの平坦な研磨ミラーのようなおもて面を備える。これは、中央薄化部分と突出縁部構造体の間を交差する隅部が前記半導体ウェーハの第１の側に存在せず、その結果、標準半導体プロセスが第１の側で行われ得るという利点を有する。
【００１９】
ウェーハが突出縁部構造体で囲まれた両側の窪み部分を備える場合、第２の側と突出縁部構造体の内面との間を交差する隅部だけでなく、薄化中央部分の第１の側と前記突出縁部構造体の前記内面との間を交差する隅部もあることになる。この場合および他の場合、タービン・ホイールのタービン・ブレードの方位と同様に、前記内面から前記外面の方に半径方向に傾斜した形態で延びている穿孔を備えることは有利である。
【００２０】
さらなる実施形態では、標準ウェーハのおもて面に等しい前記薄化中央部分の前記第１の側は、名目上の境界線で予め設定された複数の矩形区画を備え、各区画は集積電子回路または半導体デバイス構造体を備える。薄化中央部分の前記第２の側は標準半導体ウェーハの背面の窪み部分によって与えられる。
【００２１】
さらなる実施形態では、前記薄化中央部分の前記第２の側は、金属被覆層の１つの金属被覆構造体を備える。そのような金属被覆構造体は導電性ラインおよびコンタクト・パッド、または半導体チップの背面に相互接続を行うためのバンプさえも有することができる。
【００２２】
さらに、前記薄化中央部分の前記第２の側は、前記金属被覆構造体間に絶縁層を備え、前記絶縁層を通るスルー・コンタクトを含む複数の金属被覆構造体を備えることが可能である。過剰なプロセス液は今では半導体ウェーハの前記穿孔突出縁部構造体を通って迂回または流出することができるので、そのような複雑な多層金属被覆構造体が可能である。
【００２３】
好ましくは、前記コンタクト・バンプは、シード層部分と、金または銀合金層で被覆された銅合金の少なくともめっき済み本体とを備える。リムのウェーハ突出縁部構造体が前記穿孔を備えるので、前記薄化中央部分の第２の側のそのような複雑なコンタクト・バンプにいくつかの異なる被覆を設けるために、噴霧およびスピニングおよびリンスのステップをうまく処理することができる。
【００２４】
さらに、半導体ウェーハは、境界線によって決定された複数の順序よく配置された矩形区画の各側に構成されることが可能であり、各順序よく配置された区画は集積電子回路または半導体デバイス構造体を備える。この場合、集積回路を生成するプロセスは、ウェーハに設けられたアライメント・マークおよびウェーハ方位マークで支援された非常に正確な方法でウェーハの両側に適用されなければならない。
【００２５】
本発明のさらなる態様は、強化環状ウェーハ・リムをもつ半導体ウェーハを保持するためのチャックに関連し、前記ウェーハは少なくとも前記ウェーハの内面から前記ウェーハの外面の方に半径方向に延びる複数の穿孔を有する。前記ウェーハ・リムの一部は穿孔されないままである。前記チャックは穿孔を有するチャック・リムで囲まれた円形基部プレートを備える。チャックの基部プレートは半導体ウェーハに嵌合し、前記チャック・リムは前記ウェーハを取り囲む。そのようなチャックにより、薄化中央部分をもつ半導体ウェーハの安全な保持が可能となる。
【００２６】
さらに、チャック・リムの穿孔をウェーハ縁部の穿孔に位置合せすることが可能であり、その結果、プロセス液の迂回または流出が可能になる。したがって、前記チャック・リムの前記穿孔の位置は前記ウェーハ・リムの前記穿孔の位置に対応する。
【００２７】
チャックのさらなる実施形態では、チャック・リムは内側リングおよび外側リングをもつ二重リング構造を有し、前記リングは穿孔され、互いに回転可能に配置されて、組み合わせられた穿孔の断面のサイズを変化させる。したがって、チャックのそのような二重リング・リムにより穿孔を部分的にまたは完全に閉じること、ならびに穿孔を最大サイズまで完全に開口することが可能である。穿孔の最大開口が液体の迂回または流出を確実にするのに十分でない場合、前記チャックのチャック・リムに真空容器を接続し、前記ウェーハ・リムの前記穿孔および前記チャック・リムの前記穿孔を通して過剰な液体を流出または迂回させるのを支援することが可能である。
【００２８】
補強構造体をもつ半導体ウェーハを生成する一方法は以下のステップを含む。まず、標準半導体ウェーハが用意される。集積電子回路または半導体デバイス構造体がウェーハのおもて面の複数の所定の矩形区画に生成される。複数の穿孔および突出構造体が設けられる。これらの穿孔および突出構造体はウェーハの周辺に沿って位置決めされる。これらの穿孔は、ウェーハの所定の区域の外面と前記区域の内面との間を半径方向に延び、一方、前記ウェーハの他の区域は穿孔されないままであり、突出部分を備える。
【００２９】
そのために、最後に、前記ウェーハの周辺に沿って準備された穿孔をもつ前記標準ウェーハの背面に窪みが研削またはエッチングされる。この研削のステップにより、第１の側および第２の側を有する薄化中央部分が設けられる。次に、この薄化中央部分は突出環状縁部部分によって囲まれる。その結果として、穿孔を備えることができ、突出縁部構造体は変わらない。
【００３０】
この方法の１つのあり得る利点は、穿孔構造体および突出部分が半導体処理ステップの後に設けられることである。
【００３１】
補強構造体をもつ半導体ウェーハを生成するさらなる方法は以下のステップを含む。まず、標準半導体ウェーハが用意される。次に、ウェーハの周辺に沿った複数の穿孔および突出が設けられる。その後、表面への窪みの研削またはエッチングが行われる。その後、集積電子回路または半導体デバイス構造体がウェーハの１つまたは２つの側に設けられ得る。これらのデバイス構造体は複数の所定の矩形区画に位置決めされる。
【００３２】
前記複数の穿孔は、少なくともウェーハの前記外面から内面の方に半径方向に傾斜された、ダイシング・ソー・ブレードによって切削されたスリットの形態とすることができる。前記ウェーハの上面は切削されないままとすることができる。穿孔を設けるためにスリットを切削するのは非常に費用対効果が大きく、それほど複雑ではないが、この切削ステップの間にウェーハ表面の汚染が生じることがある。したがって、半導体処理ステップが終了した後で、かつウェーハの中央部分の任意の薄化が行われる前にこれらのスリットを切削することは有利である。
【００３３】
そのような切削は、前記スリットの切削深さが前記突出構造体の厚さよりも小さく、前記薄化中央部分の厚さよりも深くなるように行われ得る。前記薄化中央部分への切削が微小亀裂を起こす場合、前記スリットの傾斜半径方向切削長さは、前記薄化中央部分にできるだけ最小になるように延びることができる。
【００３４】
前記複数の穿孔および突出を製作する変更された方法は、好ましくはＲＩＥプラズマ・エッチング（反応性イオン・エッチング）によるドライ・エッチング・プロセスとすることができるエッチング・プロセスである。しかしながら、前記ウェーハの周辺に沿って前記複数の穿孔を構築するのにウェット・エッチング・プロセスを適用することも可能である。
【００３５】
穿孔された突出構造体をもつそのようなウェーハが用意されると、前記薄化中央部分の前記第２の側に金属被覆構造体またはバンプめっき構造体のための金属または炭素シード層を堆積することが可能である。めっき構造体が電気化学めっきプロセスによって達成される場合、金属または炭素のそのようなシード層が必要となることがある。次に、さらに、前記金属または炭素シード層を前記電気バンプにめっきすることが可能な場合、前記リムの前記複数の穿孔による過剰な液体の迂回または流出の下で、前記金属または炭素シード層は、フォトレジストの噴霧およびスピニング、現像液の噴霧、エッチング液の噴霧、清浄液のリンス、剥離液の噴霧、めっき、または電解液による被覆のステップの少なくとも１つによって前記金属被覆構造体に構造化され得る。
【００３６】
前記金属または炭素シード層が前記金属被覆構造体および／または前記電気バンプに構造化およびめっきされる場合、スパッタ・プロセスによる薄化中央部分の第２の側への薄い金属または炭素シード層の堆積が行われる。前記穿孔による過剰なレジストの流出の下でレジスト層の噴霧およびスピニングが行われる。次に、レジスト層の乾燥が行われる。乾燥した層はマスクを通した露光によって構造化される。次に、露光されたレジスト層は、前記穿孔による過剰なレジストおよび過剰な現像液の流出の下で現像液をスピニングすることによって現像される。
【００３７】
これらのステップの後、リンス液の噴霧による構造化レジスト層のリンスが行われ、一方、リンス液の超過量は前記穿孔を通る。次に、現像されたレジスト構造体はめっきマスクへと硬化される。めっきプロセスの間に、電気化学槽中で、構造化シード層上に電気化学液を循環させ、前記穿孔を通して前記液体を迂回させることによって、被覆されていないレジストなしシード層は金属被覆構造体および／または金属バンプにされる。
【００３８】
めっきの後、薄化中央部分の第２の側からの前記めっきマスクのレジストの剥離除去が、前記穿孔による過剰な剥離液および剥離されたレジストの流出の下で剥離液を噴霧することによって行われる。次に、剥離された構造体は、前記穿孔による過剰な清浄液の流出の下で清浄液によって清浄化される。次に、前記穿孔による過剰なエッチング液の流出の下でエッチング液を噴霧することによって薄いシード層の残りの部分をウェット・エッチングすることが続く。
【００３９】
ウェット・エッチングの後、前記穿孔による過剰なリンス液の流出の下でリンス液を噴霧することによってエッチングされた構造体はすすがれる。最後に、バンプをもつ第２の側の清浄化が、前記穿孔による過剰な清浄液の流出の下での清浄液と、半導体ウェーハの乾燥とによって行われる。これらの方法ステップの結果は、薄化中央部分の第２の側に位置決めされたコンタクト・バンプであり、それは非常にコンパクトな方法で上下に半導体チップを積み重ねるのに使用され、積み重ねられた半導体デバイスのブロックまたは積み重ねられた集積回路のブロックを形成することができる。
【００４０】
本出願よる半導体ウェーハは、第１の側および第２の側を有する薄化中央部分と、半導体ウェーハの半径方向屈曲耐性を増大させるための少なくとも１つの補強構造体とを有し、補強構造体は前記１つの補強構造体の内面から補強構造体の外面に向かう流体流れのための少なくとも１つの通路を備える。
【００４１】
通路は隆起区域内に設けられるスリットとすることができ、スリットは、それぞれのスリットの場所でスリットとウェーハの水平方向との間に水平傾斜角σ（シグマ）を含む空間方位を備える。スリットは、それぞれのスリットの場所でスリットとウェーハの半径方向との間に半径方向傾斜角φ（ファイ）を設ける空間方位を備える。
【００４２】
少なくとも１つのスリットの空間方位が、スリットの内側オリフィスとそれぞれの外側オリフィスとの半径方向オーバーラップがないように設けられるとき、良好な屈曲耐性が得られ得る。
【００４３】
スリットの代わりに、またはスリットに加えて、前記通路は、隆起区域に設けられる斜面を備えることができる。
【００４４】
本出願はそのような半導体ウェーハを保持するためのチャックをさらに提供し、チャックは半導体ウェーハ中の通路に適応される。
【００４５】
本出願のいくつかの好ましい実施形態を示す添付の図面を参照して、本出願の上述および他の目的、特徴、および利点、ならびにそれらを実現する方法がより明確になり、本出願それ自体が、以下の説明および添付の特許請求の範囲の調査から最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】アライメント・マークをもつ修正半導体ウェーハの概略正面図である。
【００４７】
図２から８は、窪んで薄化された中央部分、環状リム、および周辺の穿孔を有するウェーハを形成する方法を示す概略図である。
【図２】標準半導体ウェーハの概略断面図である。
【図３】半導体デバイス構造体の加工後の図２に相当する概略断面図である。
【図４】ウェーハの周辺へと半径方向に延びる傾斜したスリットをソーイングした後の図３に相当するウェーハの断面図である。
【図５】図４に相当するウェーハの概略前側図である。
【図６】裏返し位置での図４の断面図である。
【図７】ウェーハの背面に窪みを研削した後の図６に相当するウェーハの断面図である。
【図８】図７に相当するウェーハの概略裏面図である。
【図９】窪み中央部分を研削するための研削砥石の概略断面図である。
【図１０】修正研削砥石の概略断面図である。
【図１１】穿孔された半導体ウェーハの概略斜視図である。
【図１２】図１１に相当するウェーハの概略断面図である。
【図１３】取り囲みリムをもつ二重の窪み中央部分を有する図１１に相当するウェーハの概略断面図である。
【図１４】修正ウェーハの概略裏面図である。
【図１５】修正ウェーハの概略裏面図である。
【図１６】修正ウェーハの概略裏面図である。
【図１７】修正ウェーハの概略裏面図である。
【図１８】薄化中央部分の第２の側にシード層を堆積させた後の図７に相当するウェーハの概略断面図である。
【図１９】シード層にレジスト層を堆積させた後の図１８に相当するウェーハの概略断面図である。
【図２０】レジスト層に開口を加工するための露光のステップおよび現像のステップの後の図１９に相当するウェーハの概略断面図である。
【図２１】前記レジスト層の前記開口にめっきされるバンプのめっきプロセスの概略図である。
【図２２】レジスト・マスクを剥離除去した後の図２１に相当するウェーハの概略図である。
【図２３】シード層をエッチングした後の図２１に相当するウェーハの概略図である。
【図２４】ウェーハの薄化中央部分の第２の側の多層構造体による概略断面図である。
【図２５】ウェーハ保持チャックの正面図である。
【図２６】図２５に相当するウェーハ保持チャックの概略断面図である。
【図２７】真空接続部をもつウェーハ保持チャックの概略断面図である。
【図２８】裏返し位置でのチャックによる図２７に相当する概略断面図である。
【図２９】さらなる半導体デバイス構造体の概略断面図である。
【図３０】図２９の半導体デバイス構造体の概略下面図である。
【図３１】切断線Ａ−Ａに沿った図２９および３０の半導体デバイス構造体の概略図である。
【図３２】外部から見たときの図２９から３１の半導体デバイス構造体の概略図である。
【図３３】外部から見たときの図７および８の半導体デバイス構造体の概略図である。
【図３４】さらなる半導体デバイス構造体の概略下面図である。
【図３５】さらなる半導体デバイス構造体の概略下面図である。
【図３６】外部から見たときの図３５の半導体デバイス構造体の概略図である。
【図３７】さらなる半導体デバイス構造体の概略上面図である。
【図３８】図１０の半導体デバイス構造体と同様のさらなる半導体デバイス構造体の概略上面図である。
【図３９】図３８の半導体デバイス構造体の概略断面図である。
【図４０】さらなる半導体デバイス構造体の概略上面図である。
【図４１】さらなる半導体デバイス構造体の概略上面図である。
【図４２】それぞれ切断線Ａ−Ａに沿った図３７および４０の半導体デバイス構造体の概略図である。
【図４３】外部から見たときのさらなる半導体デバイス構造体の概略下面図である。
【図４４】外部から見たときのさらなる半導体デバイス構造体の概略下面図である。
【図４５】さらなる半導体デバイス構造体の概略断面図である。
【図４６】矩形形状ダイシング・ホイールからの切欠きをもつウェーハの概略側面図である。
【図４７】円形形状ダイシング・ホイールからの切欠きをもつウェーハの概略側面図である。
【図４８】上空のエッチング液ディスペンサと共にウェーハの断面を示す図である。
【図４９】エッチングの前後の図４８のウェーハのスリットの形状を示す図である。
【図５０】垂直ｚ軸に沿って円形または正方形ダイシング・ホイールを移動させることによるスリットの製造を示す図である。
【図５１】垂直ｚ軸に沿って円形または正方形ダイシング・ホイールを移動させることによるスリットの製造を示す図である。
【図５２】ｚ軸に沿ってダイシング・ホイールを移動させることによって得ることができ、一方、切削が異なるｚまたはｘ位置でダイシング・ホイールの異なる直径で行われる変形を示す図である。
【図５３】ｚ軸に沿ってダイシング・ホイールを移動させることによって得ることができ、一方、切削が異なるｚまたはｘ位置でダイシング・ホイールの異なる直径で行われる変形を示す図である。
【図５４】ｚ軸に沿ってダイシング・ホイールを移動させることによって得ることができ、一方、切削が異なるｚまたはｘ位置でダイシング・ホイールの異なる直径で行われる変形を示す図である。
【図５５】ｚ軸に沿ってダイシング・ホイールを移動させることによって得ることができ、一方、切削が異なるｚまたはｘ位置でダイシング・ホイールの異なる直径で行われる変形を示す図である。
【図５６】オフセット値Ｙの計算を示す図である。
【図５７】ウェーハの外側縁部におけるスリットの隆起の計算を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１は、標準的な方位線３８の代わりに方位マーク３３をもつ修正半導体ウェーハ１２の概略正面図を示す。方位マーク３３は単結晶シリコン・ウェーハ１２の結晶方位に関連し、従来の半導体ウェーハの前記方位線３８と比較して非常に小さいマークである。これらの小さい方位マーク３３は、前記ウェーハ１２の周辺上の所定の区域に切削またはエッチングされ得る。さらに、図１は、ウェーハ・チャックへの前記ウェーハ１２の調整を容易にするアライメント・マーク３４を示す。ごく最近では、２００ｍｍを超える直径をもつウェーハは、１つだけの標準的な＜１００＞結晶方位で納入されるので、方位マークは省略され、単に位置合せ切欠きに取って代わられている。
【００４９】
ウェーハ１２の中心に、仮想対称軸６３が図１に与えられている。
【００５０】
図２から８は、セグメント間に穿孔をもつセグメントの補強構造体と、窪み薄化中央部分とを有するウェーハを形成するいくつかの可能な方法のうちの１つを示す概略図を示す。
【００５１】
図２は、６００から７００μｍ（マイクロメートル）の範囲の厚さＤ、および約５０から１５０ｍｍ（ミリメートル）の半径ｒを有する標準シリコン半導体ウェーハ４０の断面図を示す。さらに、この標準シリコン半導体ウェーハは研磨ミラーのようなおもて面１１および研削背面１６を備える。前記研磨ミラーのようなおもて面１１は半導体技術の既知のプロセスで集積回路の構造体または半導体デバイスの構造体を導入するために設けられる。
【００５２】
図３は、標準半導体ウェーハ４０の研磨ミラーのようなおもて面１１上に半導体デバイス構造体または前記集積回路１５を加工した後の図２に相当する断面図を示す。破線はダイシング・ソーの仮想境界線１４であり、それにより、後で、前記半導体ウェーハ４０が集積回路１５の半導体チップまたは半導体デバイスの半導体チップに分割される。後でバイアを導電性にすることによって集積回路をもつ半導体チップの前面と後面とを接続するために、研削が行われる前に研磨表面にめくら孔をエッチングすることが可能である。これらの孔は導電層でめっきされ得る。前記ウェーハの研削および薄化の後、バイアは、前記ウェーハの後部側に後で設けられる導電構造体（ここでは図示せず）に接続され得る。
【００５３】
図４は、ウェーハの周辺へと半径方向に延びるスリット３１をソーイングした後の図３に相当するウェーハ４０の断面図である。この切削のステップは、図５に示されるような修正半導体ウェーハ１２で終了することになる。スリット３１は、矢印Ａの方向、および同時に矢印Ｂの方向に移動されるダイシング・ソー・ブレード３２によってソーイングされる。ソーイング長ｌは集積回路１５の区域によって制限され、方向Ｂの切削深さｃは、半導体ウェーハの厚さＤと、所定のリムが穿孔されていない上面を備えるという条件とによって制限される。穿孔されたリムを設けるために、切削のステップの代わりに代替としてエッチングのステップが可能である。さらに、応力解放と結晶欠陥の最小化とのためにソーイングの後にエッチングのステップを適用することが好ましい。
【００５４】
ここに図示されていない一実施形態では、傾斜角Ψは、０度と±２０度との間、好ましくは１０度と±１５度との間で半径方向からそれて与えられる。傾斜角Ψは、図５に点線で描かれた傾斜スロットでウェーハの右下部分に示されている。
【００５５】
図５は、ウェーハ１２の周辺への穿孔切り込みが終了した後の図４に相当するウェーハ１２の概略前側図を示す。２つの穿孔切り込みすなわちスリット３１の間のピッチはこの実施形態では１１．７５°（度）の角度αが適用され、それは、ウェーハ１２のおもて面１１のまわりに等距離の穿孔１０の３２個の切り込みをもたらす。このウェーハ１２の活性区域は、ダイシング・ソー・ブレード用の仮想境界線１４によって囲まれた仮想矩形区画１３を備える。この実施形態では、集積回路１５は各矩形区画に配置される。
【００５６】
図６は、裏返し位置での図４に相当するウェーハ１２の断面図を示す。前記集積回路１５を有するおもて面１１は今では下側位置にあり、一方、ウェーハの研削背面は今では上側位置にあり、その結果、研削砥石がこの背面１６に適用され、集積回路１５の裏面に薄化中央部分が生成され得る。
【００５７】
図７は、ウェーハ１２の背面１６に窪みを研削した後の図６に相当するウェーハ１２の断面図を示す。窪み中央薄化部分２は、前記研削によって、集積回路１５を備える第１の側３と、前記集積回路１５の裏面を形成する第２の側４とによって生成され得る。環状リム１はそのような窪みを研削することによって生成されることになり、リムはウェーハの元の背面１６の一部である上面６を備える。さらに、リム１は底面７を有し、それはこの実施形態ではウェーハのおもて面１１と同一平面にある。さらに、前記リムは外面８を有し、それはウェーハの外側周辺区域と同一である。内面９は、ウェーハ１２の前記窪み薄化中央部分２を研削する間に生成される。穿孔１０の開口は、スリット３１の範囲内で内面９を研削することにより加工される。これらの穿孔１０により、様々な集積回路１５または半導体デバイス構造体の裏面を準備する間、処理液の迂回および流出が可能になる。
【００５８】
図８は、図７に相当するウェーハの概略裏面図を示す。リム１は、第２の側４により示される前記薄化中央部分２を囲み、その結果、集積回路１５は破線で示される。環状縁部部分５を備えるリム１の上面６は穿孔されないので、穿孔１０は半径方向に延びる傾斜した破線でのみ示される。方位マーク３３および調整マーク３４は、リム１の幅ｗよりも小さく、その結果、リム１の上面６は乱されない。
【００５９】
図９は、窪み薄化中央部分２を研削するための研削砥石４１の概略断面図を示す。この研削砥石４１は回転可能な研削砥石保持部４２に固定される。この研削砥石保持部４２は矢印Ｃの方向に移動され、第２の側４と、前記区画側４と前記リム１の前記内面９との間の交差部とをもつ前記薄化中央部分２をウェーハ１２の背面１６に研削する。研削砥石４１は９０°の研削角度αを有するので、第２の表面４とリム１の内面９との間の交差部も矩形である。これは、輪郭が破線で記されているダイシン・ソー・ブレードによって穿孔を設けることができなければ、上述のプロセス液および汚染物の集塊を引き起こす。
【００６０】
図１０は、薄化中央部分２の第２の表面４と、この例では４５°の研削角度αによって生成されるリム１の内側表面９との間に円滑な交差部を設ける修正研削砥石４１の概略断面図を示す。この円滑な交差部はプロセス液の集塊ならびに汚染物の集塊の問題を低減させるが、そのような円滑な交差部のリムの区域はより大きくなければならず、集積回路用の区域は図９におけるような急峻な交差部によるものよりも小さくなることになる。したがって、ウェーハ１２の周辺のまわりに十分な数および十分なサイズの穿孔をリム１に設けることは妥当である。
【００６１】
図１１は、穿孔された半導体ウェーハ１２の概略斜視図を示す。やはり、薄化中央部分２はリム１によって囲まれ、リム１は、穿孔されていない上面６および外面８ならび内面９を有し、内面９は穿孔１０を示している。リム１の外面８において、方位マーク３３および調整マーク３４がリム１の上面６を乱すことなく位置決めされる。
【００６２】
図１２は、図１１に相当するウェーハの概略断面図を示す。この場合、ウェーハ１２は、前記薄化中央部分２を構築するために１つの窪み部分だけを有するが、一方、次の図では、この薄化中央部分の変形が示される。
【００６３】
図１３は、ウェーハ１２の二重の窪み中央部分２９の概略断面図を示す。この場合、窪みの研削および／またはエッチングは、ウェーハ１２の背面１６と、ウェーハ１２のおもて面１１とに行われる。この二重の窪み薄化中央部分２９は、第１の側３と、環状リム１を設けるための突出環状縁部部分５によって囲まれた第２の側４とを有する。この実施形態では、半導体処理は、研削プロセスが終了した後に両側３および４に行われ得る。
【００６４】
図１４から１７は、様々な方位マークおよび／または調整マークの構成を含む修正ウェーハの概略裏面図を示す。図１４のウェーハ１２は、標準半導体ウェーハの方位線の幅と比較して非常に小さい幅Ｗを備える方位線３８を有する。この小さい幅はリム１の連続的な穿孔されていない上面６を得るのに十分なほど小さくするべきである。この実施形態の穿孔１０はちょうど１０°のピッチ角を有し、その結果、３６個の穿孔１０が環状リム１に位置決めされる。
【００６５】
図１５は、図１に示された方位マークおよびアライメント・マークを備える修正ウェーハ１２の概略裏面図を示す。アライメント・マークは環状リム１への小さい切り込みだけを備える。したがって、左側の方位マーク３３から右側の方位マーク３３までの幅Ｗは図１４におけるよりも広くなり得る。
【００６６】
図１６は、埋め込まれた方位およびアライメント・マーク３３および３４を備える修正ウェーハ１２の概略裏面図を示す。これらのマークは、ウェーハ・リム１の穿孔されていない上面６を乱さない。
【００６７】
図１７は、修正ウェーハ１２の概略裏面図を示す。方位およびアライメント・マークはいくつかの穿孔１０のピッチ角を変化させることによって達成され、その結果、対応するフェザー・キーをもつチャックは前記ウェーハに調整され得る。
【００６８】
次の図１８から２４は、ウェーハ１２の前記薄化中央部分２の第２の側４に構造化金属被覆を形成するためのいくつかのステップを示す。
【００６９】
図１８は、薄化中央部分２の第２の側４上にシード層２１を堆積させた後の図７に相当する概略断面図を示す。数ナノメートルの厚さのこのシード層２１は薄化中央部分２の第２の側４の導電率を増加させ、金属被覆構造体またはバンプを薄化中央部分２の第２の側４に電気化学めっきするための電気的接触をもたらす。このシード層２１は、第２の表面４にスパッタするか、または金属もしくは炭素の堆積プロセスによって堆積することができる。
【００７０】
図１９は、シード層２１にレジスト層３５を堆積させた後の図１８に相当するウェーハの概略断面図を示す。このレジスト層は、シード層にバンプまたは金属被覆構造体をめっきによって生成する前にめっきマスクを形成するために構造化されなければならない。
【００７１】
図２０は、レジスト層に開口４３のための露光のステップおよび現像のステップの後の図１９に相当する概略断面図を示す。現像のステップにより、現像液が、ウェーハ１２の薄化中央部分２のレジスト層４上に矢印方向Ｆに噴霧され、過剰な現像液はウェーハ１２のリム１の前記穿孔１０を通って迂回または流出することができる。
【００７２】
図２１は、ウェーハ１２の薄化中央部分２の第２の側４へのバンプのためのめっきユニットの概略図を示す。このめっきユニットは、穿孔された銅板４５をもつ噴霧ノズル４４を有する。この銅板４５は直流源の正電位に接続され、電気化学液は前記穿孔された銅板４５を通って矢印Ｇの方向に噴霧され、ウェーハ１２の薄化中央部分２の第２の表面４上に電気化学槽３７として流体膜４６を形成する。
【００７３】
ウェーハ１２は容器４７の内部に位置決めされる。リム１の外面８は、直流源の負電位に接続される容器４７の内面４８に嵌合する。ウェーハ１２は容器４７の底部に位置決めされ、導電性シール４９は、ウェーハ１２の第２の側３と液密接触しており、その結果、銅イオンは、めっきマスク３６として働く前記レジスト層３５の前記開口４３を通してシード層２１の開放された部分を覆いめっきすることができる。電気化学槽３７の過剰な液は、ウェーハ１２の穿孔１０を通り、容器４７の開口５０を通って迂回および流出することができる。容器４７がウェーハ１２と共に回転する場合、過剰な処理液は矢印Ｈの方向に遠心力による支援のもとで流出することができる。
【００７４】
図２２は、レジストを剥離除去した後の図２１に相当するウェーハ１２の概略図を示す。レジストを剥離除去するために、剥離液が薄化中央部分の第２の側４に噴霧され、ウェーハ１２の穿孔１０を通って流出することができる。次に、めっきされたバンプ２０がウェーハ１２の薄化中央部分２の第２の側４のシード層２１上に現れる。残りのシード層２１による短絡を避けるために、シード層はエッチング液によってエッチングされなければならない。
【００７５】
図２３は、シード層をエッチングした後の図２１に相当するウェーハ１２の概略断面図を示す。このエッチングの間、エッチング液はウェーハ１２の穿孔１０を通って迂回または流出することができ、エッチングの後、リンスが必要であり、その結果、噴霧されたリンス液もこれらの穿孔１０を通って迂回および流出する。
【００７６】
図２４は、ウェーハ１２の薄化中央部分２の第２の側４に多層構造体５１をもつウェーハ１２の概略断面図を示す。この多層構造体５１は、導電性ラインと、前記金属被覆層１７間の絶縁層１８とをもつ複数の金属被覆層１７を有することができる。この多層構造体５１の上に、バンプ２０が金属被覆層１７の方に様々な絶縁層１８を通るスルー・コンタクト５２により位置決めされることも可能である。前記多層構造体５１の形成には、多数の処理液の噴霧が必要であり、それらは今ではウェーハ１２の穿孔されたリム１を通って迂回または流出することができる。
【００７７】
図２５は、ウェーハ保持チャック２２の正面図を示す。ウェーハ保持チャック２２は、図２２に示されたような半導体ウェーハ１２を強化環状ウェーハ・リム１により支持および保持することができ、前記ウェーハ・リム１は、少なくとも前記リム１の内面９から前記リム１の外面８の方に半径方向に延びる複数の穿孔１０を有する。前記ウェーハ・リム１の上面６は穿孔されないままである。前記チャック２２は、穿孔２４を有する前記チャック・リム３０によって囲まれた半導体ウェーハ１２を支持するために円形基部プレートを備える。チャック２２の基部プレートは半導体ウェーハに嵌合し、前記チャック・リム３０は前記ウェーハ・リム１を取り囲む。
【００７８】
図２５に相当するチャック２２の実施形態は、チャック２２が内側リング２６および外側リング２７をもつ二重リング構造を含むチャック・リム３０を備え、前記リング２６および２７は穿孔され、互いに回転可能に配置されて、組み合わせられた穿孔サイズの断面に変化を与えることを示している。ハンドル５３により、リング２６および２７は、閉まる方向Ｃ、または穿孔２４の最大開口まで開く方向Ｏに移動され得る。したがって、処理液は、矢印Ｋの方向に、ウェーハ・リム１の穿孔１０と、チャック・リム３０のリング２６および２７の穿孔を通って迂回または流出することができる。
【００７９】
図２６は、図２５に相当するウェーハ保持チャック２２の概略断面図を示す。図２６の右側に、歯車５４と協働するハンドル５３が示される。歯車５４は、前記ハンドル５３に接続された大歯車５６を有する。大歯車５６は小さい歯数を有する。大歯車５６は基部プレート２３の歯部分に一致する。大歯車５６のシャフト５５の軸受部はチャック・リム３０の外側リング２７に配置され、その結果、ハンドル５３を移動させることによってチャック・リム３０の穿孔２４の組合せ交差区画サイズの前記変化が可能である。
【００８０】
図２７は、真空接続部５７をもつウェーハ保持チャック２２の概略断面図を示す。この真空接続部５７は、ウェーハ・リム１の穿孔１０を通り、チャック・リング２６および２７の穿孔２４を通ってウェーハ１２の薄化中央部分２の第２の側４から処理液Ｌが迂回および流出するのを支持する。この真空接続部５７は真空容器２８の方に処理液を吸い込み、処理液は収集され、再利用され得る。
【００８１】
図２８は、裏返し位置でのチャック２２による図２７に相当する概略断面図を示す。この図２８は、特に、チャックが真空容器２８の方に真空接続部５７によって支持される場合、チャックは裏返し位置でも適用可能であることを示している。
【００８２】
図２９、３０、３１、および３２はさらなる半導体デバイス構造体を示す。前述の半導体デバイス構造体の部分と同様な部分は同じ参照番号を有する。
【００８３】
ウェーハ１２の下面からの図３０で最もよく分かるように、スリット３１は、底面７および外面８を切削して中央部分２と交差するように設けられる。ウェーハ１２の上部側の上面６は切削されない。図２９から３２の半導体デバイス構造体は、その限りにおいて、図７の半導体デバイス構造体と同様である。これは、中央部分２に対する隆起区域として補強構造体を備え、補強構造体はリム１の一部を含む。
【００８４】
図７の半導体デバイス構造体と異なり、図２９から３２の半導体デバイス構造体のスリット３１は、それぞれのスリット３１の場所で各スリット３１とウェーハ１２の半径方向との間に半径方向傾斜角φ（ファイ）を設ける空間方位を備える。これにより、ウェーハ１２の安定性が改善され得ることが分かった。
【００８５】
図３１は、図３０の線Ａ−Ａを通る切断部を示す。図３１は、スリット３１により設けられるウェーハ１２の外面８から内面９までの通路を示す。
【００８６】
図３２は図２９と共にウェーハ１２の柔軟性へのスリット３１の傾斜方位の影響を示す。スリット３１は、同じスリット３１の外側オリフィスとずれていない（ウェーハ１２の半径方向に）内側オリフィス３１’を有する。それは、ウェーハ１２の半径方向を覗くときスロット３１を通して完全には見ることができないことを意味する。半径の傾斜角φが、適切に、ここでは６０°（度）として選ばれる場合、ウェーハ１２の半径方向断面の実効断面二次モーメントは、図１２の設計と比較して異なる。半径方向傾斜角φを選ぶ一方法は、スリット３１の内側オリフィス３１’とそれぞれの外側オリフィスとの間に半径方向のオーバーラップがないようにスリットを設けることである。これは、半径方向にウェーハ１２の外側からスリット３１を通して見る場合、内側オリフィス３１’ではなくウェーハ１２のリム１内のスリット３１の内壁だけを見ることができることを意味する。
【００８７】
よりよく比較するために、図３３は、図３２のウェーハ１２の図に対応する外側からの図７のウェーハ１２の図を示す。図３３で分かるように、半径方向傾斜角φはここでは０°（度）であり、その結果、スリット３１の内側オリフィス３１’とそれぞれの外側オリフィスとの完全な半径方向オーバーラップがある。ウェーハ１２の寸法およびスリット３１の寸法が同じである場合、図１９から３２のウェーハ１２の半径方向断面の実効断面二次モーメントは、図７のウェーハの対応する断面二次モーメントとは異なる。
【００８８】
ウェーハの半径方向断面の断面二次モーメントの実際のサイズだけが関与するのではないと考えられる。ウェーハの周辺に沿った半径方向断面二次モーメントの最も小さい絶対サイズも重要であるが、それは、ウェーハの破壊がしばしば最も小さい半径方向断面二次モーメントの場所で生じるからである。ウェーハのリムのスリットの適切な場所および方位はこの挙動を改善することができる。
【００８９】
ウェーハの製造で使用された結晶の主対称軸に沿って結晶学的に好ましいまたは主要破壊線とは異なる方向にスリットを入れることはさらに有利であることがある。
【００９０】
図３４は、図２９〜３２の半導体デバイス構造体と同様のさらなる半導体デバイス構造体の概略下面図を示す。前述の半導体デバイス構造体の部分と同様な部分は同じ参照番号を有する。
【００９１】
スリット３１はウェーハ１２の面において湾曲され、タービン・ブレードの形状と同様である。湾曲スリットを生成する一方法は、ウェーハ１２のリム１内に移動される円柱形または円錐形ミリング・ヘッドを使用することであろう。その結果得られるスリット３１は、底面７および外面８を切削して中央部分２と交差するように設けられる。ウェーハ１２の上部側の上面６は切削されない。スリット３１は少なくとも部分的にエッチング・プロセスによっても設けられ得る。
【００９２】
これは、中央部分２に対する隆起区域として補強構造体を備え、補強構造体はリム１の一部を含む。
【００９３】
ウェーハ１２の半径方向断面二次モーメントはさらに改善することができ、スリット３１の局部応力集中は低減することができ、それ故に、ウェーハ１２の破壊強度が改善される。湾曲スリット３１は、ウェーハ３１が回転しているときにスリット３１の穿孔１０を通して液体を放出する良い効果を有することもできる。
【００９４】
図３５および３６は、図２９〜３２または図３４の半導体デバイス構造体と同様のさらなる半導体デバイス構造体の概略下面図および外面図を示す。前述の半導体デバイス構造体の部分と同様な部分は同じ参照番号を有する。
【００９５】
スリット３１は、底面７および外面８で開始してウェーハ１２のリム１内に移動される斜角または傾斜切削ブレードで製作される。その結果得られるスリット３１は、底面７および外面８を切削して中央部分２と交差するように設けられる。ウェーハ１２の上部側の上面６は切削されない。スリット３１は、少なくとも部分的にエッチング・プロセスによっても設けられ得る。
【００９６】
これは、中央部分２に対する隆起区域として補強構造体を備え、補強構造体はリム１の一部を含む。
【００９７】
底面７内および外面８内に斜角のついた場所を有するスリット３１は、図７の設計と比較して、所与の切削深さの増加した断面積を有する。これは、スリット３１の穿孔１０を通して液体を放出するのに良い効果を有することができる。
【００９８】
ここには図示されていないさらなる代替では、下部表面７、ならびにリム１および外面８に斜角のついた場所をもつスリット３１はウェーハ１２の半径方向に対して傾斜方位を備える。この設計は、その限りにおいて、図２９〜３２の設計と同様である。
【００９９】
図３７は、さらなる半導体デバイス構造体の概略上面図を示す。前述の半導体デバイス構造体の部分と同様な部分は同じ参照番号を有する。前の設計とは異なり、図３７の設計は、スリット３１がリム１の上部を通って延びるようにウェーハ１２の上面６上にリム１において設けられるスリット３１を有する。２つの隣接するスリット３１間に隆起ブロックとして設けられた補強構造体がある。図３７は、ここでは０°（度）である半径方向傾斜角φによる設計を示し、その結果、穿孔１０の内側オリフィス３１’とスリット３１のそれぞれの外側オリフィスとの完全な半径方向オーバーラップがある。補強構造体のないウェーハと比較して、ウェーハ１２の半径方向への曲げに対する安定性に関して重要な利点はないように見えるが、この設計は、回転するウェーハ１２からの流体の放出に関して利点を有することができる。
【０１００】
図３８は、リム１の切削の前に図１０の半導体デバイス構造体と同様のさらなる半導体デバイス構造体の概略上面図を示す。前述の半導体デバイス構造体の部分と同様な部分は同じ参照番号を有する。
【０１０１】
図３８の半導体デバイス構造体の概略断面図を示す図３９で最もよく分かるように、約４５°の研削角度α（アルファ）をもつ研削砥石が上面６の上部縁部６０および第２の側４の下部縁部６１を生成しており、傾斜表面が上部縁部６０と下部縁部６１との間を延びる。上部縁部６０と下部縁部６１との間の傾斜表面の他の角度α（アルファ）が、特に１０°と６０°との間で可能である。ここでは図示されていないさらなる実施形態では、上部縁部６０および下部縁部６１は、正確な稜線がないように丸くすることができる。これは、上面６上の流体の流れを容易にすることができる。傾斜表面の輪郭が数学的双曲正接曲線の形状に従う場合、良好な結果が得られ得る。
【０１０２】
図３８のウェーハ１２は、例えば、前の図に示されたように、特に図１から２８に関連して示されたように、おもて面１１および第２の側４上に電子回路および半導体デバイス構造体を設けるのに直ちに使用され得る。これらの処理のステップで使用される液体は、上部縁部６０と下部縁部６１との間の傾斜表面上を単に流れることによってリム１を通して流出することができる。
【０１０３】
図３７ならびに図３８および３９の教示の組合せであるさらなる実施形態はここでは示されない。設けられた中央部分に対する隆起区域として補強構造体があり、補強構造体はスリットによって分離されるリムの一部を備える。補強構造体は、上部縁部と下部縁部との間に延びる傾斜表面をもつウェーハの上面の上部縁部および第２の側の下部縁部を有する。そのようなウェーハは、おもて面および第２の側上に電子回路および半導体デバイス構造体を設けるのに使用され得る。これらの処理ステップで使用される液体は、上部縁部と下部縁部との間の傾斜表面または斜面上および補強構造体間のスリットを通って流れることによってリムを通して流出することができる。
【０１０４】
図４０は、さらなる半導体デバイス構造体の概略上面図を示す。前述の半導体デバイス構造体の部分と同様な部分は同じ参照番号を有する。図３７の設計と同様に、図４０の設計は、スリット３１がリム１の上部を通って延びるようにウェーハ１２の上面６上にリム１において設けられるスリット３１を有する。それによって、補強構造体は２つの隣接するスリット３１間に隆起ブロックとして設けられる。図４０は、ここでは約６０°（度）である半径方向傾斜角φによる設計を示し、その結果、穿孔１０の内側オリフィス３１’とスリット３１のそれぞれの外側オリフィスとの半径方向オーバーラップがない。
【０１０５】
これは、補強構造体のないウェーハと比較してウェーハ１２の半径方向の曲げに対する安定性の向上と、回転するウェーハ１２からの流体の放出に関する利点とを含む。
【０１０６】
大部分の製造ステップ、および特に第２の側４の研削およびスリット３１を設けることなどの製造の機械的ステップは、それぞれの製造ステップ間でウェーハの中間操作なしに一方の片側から行われ得るので、ウェーハ１２は容易に製造され得る。湿式処理がウェーハ１２で行われる場合、ウェーハ・チャックは化学物質による汚染を防止する。さらに、スリット３１を通る流体の流れを強化するスリット３１の有効断面積は増加され得る。
【０１０７】
図４２は、図４０の線Ａ−Ａを通る切断部を示し、スリット３１により設けられるウェーハ１２の外面８から内面９までの通路を示す。
【０１０８】
図４１は、図４０および４２の半導体デバイス構造体と同様のさらなる半導体デバイス構造体の概略上面図を示す。前述の半導体デバイス構造体の部分と同様な部分は同じ参照番号を有する。
【０１０９】
スリット３１はウェーハ１２の面において湾曲され、タービン・ブレードの形状と同様である。湾曲スリットを生成する一方法は、ウェーハ１２のリム１内に移動される円柱形または円錐形ミリング・ヘッドを使用することであろう。その結果得られるスリット３１は、底面７および外面８を切削して中央部分２と交差するように設けられる。ウェーハ１２の上部側の上面６は切削されない。スリット３１は、少なくとも部分的にエッチング・プロセスによっても設けられ得る。
【０１１０】
これは、中央部分２に対する隆起区域として補強構造体を備え、補強構造体はリム１の一部を含む。
【０１１１】
ウェーハ１２の半径方向断面二次モーメントはさらに改善することができ、スリット３１の局部応力集中は低減することができ、それ故に、ウェーハ１２の破壊強度が改善される。湾曲スリット３１は、ウェーハ３１が回転しているときにスリット３１の穿孔１０を通して液体を放出する良い効果を有することもできる。
【０１１２】
図４３は、さらなる半導体デバイス構造体を示す。前述の半導体デバイス構造体の部分と同様な部分は同じ参照番号を有する。
【０１１３】
図２９から３２の半導体デバイス構造体のスリット３１は、それぞれのスリット３１の場所で各スリット３１とウェーハ１２の水平方向との間に水平方向傾斜角σ（シグマ）を設ける空間方位を備える。これにより、ウェーハ１２の安定性がさらに改善され得ることが分かった。
【０１１４】
スリット３１の空間方位は、さらに、図３２におけるような半径方向傾斜角φと組み合わされ得る。スリット３１の内側オリフィス３１’とそれぞれの外側オリフィスとの半径方向オーバーラップは回避され、第２の側４を未切削で、本質的に損傷または亀裂を少なくまたはない状態のままにすることができる。
【０１１５】
図４４は、さらなる半導体デバイス構造体を示す。前述の半導体デバイス構造体の部分と同様な部分は同じ参照番号を有する。
【０１１６】
図４２の半導体デバイス構造体は、水平傾斜角σ（シグマ）を備え、半径方向傾斜角φをもつ空間方位による上面６を通るスリット３１を有し、底面７を本質的に未切削のままとするが、図４３の半導体デバイス構造体は、同様の空間方位による底面７を通るスリット３１を有し、上面６を本質的に未切削のままとする。
【０１１７】
図４５は、水平傾斜角σ（シグマ）を備え、半径方向傾斜角φ（ファイ）をもつ空間方位によるスリット３１を有するさらなる半導体デバイス構造体による断面を示し、スリット３１は、上面６を通り、底面７を通って延びる。仮想半径方向湾曲軸６２、上部湾曲区域Ａｕ、および下部湾曲区域Ａｌがリム１の周辺の特定の位置に与えられる。これらの区域は、仮想半径方向湾曲軸６２のまわりの半径方向曲げに対するウェーハの局所断面二次モーメントを計算し改善するのに、および最終的にはウェーハ１２の応力レベルを改善するのに有用である。
【０１１８】
補強構造体をもつ前述の半導体ウェーハを生成するために、まずスリット３１の形態の通路を生成し、次に、ウェーハ１２の背面１６に窪みを生成することができる。代替として、まずウェーハ１２の背面１６に窪みを生成し、それに続いてスリット３１の形態の通路を生成することができる。いくつかの生成方法を用い、さらに斜面６０、６１またはスリット３１の形態の通路および背面１６の窪みが、ウェーハ１２の同じ側に設けられる（図３７、４０、４１、４２、４３、および４５におけるように）場合、ウェーハ１２の背面１６の窪み、および斜面６０、６１の形態の通路、またはスリット３１の形態の通路は、一緒に、さらに同じプロセス期間中に生成され得る。
【０１１９】
スリット３１間の補強構造体は連続的なリム１を形成しないので、ウェーハ１２の同じ側の背面１６にスリット３１の形態の流体通路および窪みを設けることは有利である。これらの補強構造体は、ウェーハ１２の周辺に不連続に配置される別個のブロック・セグメントの集合である。そのような補強構造体では、いかなる機械的研削もなしでプラズマ・エッチングを使用することさえできる。
【０１２０】
スリット３１の形態または斜面６０、６１の形態の通路は、ダイシング・ソーによって、またはより一般的な意味では数値制御による周辺研削工具によって設けられ得る。スリット３１の形態または斜面６０、６１の形態の通路を設けるさらなる方法は、図３４または４１におけるような湾曲スリットを設けるのに特に適するレーザ研磨法、またはフィンガ・ミルもしくはエンド・ミルの使用を含む。リソグラフィ構造体と、それに続くシリコンのドライ・エッチング、またはウェット・エッチング、または両方のエッチング法の組合せなどの少なくとも１つのエッチング・ステップを備えることも可能である
研削のステップがウェーハ１２の背面の窪みのために行われる場合、しばしばウェーハ材料の応力の軽減ためにプラズマ・プロセスが続く。これはウェット・エッチングのステップで行うこともできる。本出願のウェーハ１２は、ウェーハの背面の窪みからスリット３１の形態または斜面６０、６１の形態の通路を通るプラズマ・ガスまたはエッチング液の排出が容易であるという利点を与える。これは、背面に窪みをもつ既知のウェーハでは容易には可能でなかった。
【０１２１】
ウェーハが後で曲げを受ける場合、シリコン・ウェーハで、特にスリットの区域またはその近くで機械的応力が増大することが予想される。
【０１２２】
さらに、裏面研削およびダイシング中の機械的処理に起因して、シリコンは表面下の損傷により弱められ、それがウェーハ材料の機械的強度をさらに低減することがある。
【０１２３】
以下に、曲げからの応力を低減させ、ウェーハ１２の機械的強度を高める３つの方法、さらにそれらの組合せが提示される。
【０１２４】
第１の応力低減対策によれば、丸いダイシング・ホイールがスリット３１の生成に使用される。破壊力学理論によれば、これは、スリット３１の切欠きの応力を低減することになる。
【０１２５】
第１の応力低減対策の代替または追加として使用され得る第２のストレス低減対策によれば、スリット３１は、ウェーハ１２の最終機械的処理の後、ドライまたはウェット・エッチング・プロセスを使用してエッチングされ得る。１つの目的は、ウェーハ１２の表面のわずか数マイクロメートルのシリコンを除去するための主に等方性のエッチング・プロセスを使用することである。この外側シリコンはスリット３１を裏面研削またはダイシングすることによる機械的処理を受けており、それは、微小亀裂および他の表面特性に起因して製造のステップを行う前の未処理シリコンよりも著しく低下した機械強度を有する。さらに、等方性エッチング・プロセスは未処理ウェーハ１２のいかなる縁部および隅部も自動的に平滑化し、したがって、「切欠き効果」を低減している。
【０１２６】
第１および第２の応力低減対策の一方または両方の代替または追加として使用され得る第３の応力低減対策によれば、特別なダイシング技法はリム構造体の断面二次モーメントを増加させることができる。このダイシング技法によって、曲げ剛性が向上し、したがって、曲げが処理済みウェーハ１２に行われるとき、応力は低減される。
【０１２７】
これらの３つの対策は選択的に組み合わせること、または上記の図、特に図３７、３８、４０、４１、４２、および４３に示されたような「受動側からの傾斜スリット」の概念と共に使用することもできる。
【０１２８】
図４７は丸いダイシング・ホイール１００を示し、それは、それぞれの切欠きの機械的応力に関して著しく異なる機械的特性を有するスリット３１のプロファイルを生成する。切欠きが、例えば曲げから生じる引張応力を受ける場合、切欠きの機械的応力は、ｒ＾（−０．５）または１／ＳＱＲ（ｒ）に比例し、ここで、ｒは切欠きの半径である。この現象は破壊力学の理論では切欠き効果として知られている。
【０１２９】
図４６は、矩形形状ダイシング・ホイール１０１からの切欠きをもつウェーハ１２を示し、それは平滑な切欠きをもつウェーハ１２と比較して非常に高い応力を受けることになる。丸いダイシング・ホイール１００を使用することによって、図４７のウェーハ１２の応力レベルは低下し、したがって、全体的機械強度が増加する。
【０１３０】
丸いダイシング・ホイールの使用のさらなる技術的利点は、これらのホイールの機械的磨耗が矩形ホイールの場合よりも均一であるということである。矩形ダイシング・ホイールは縁部で磨耗を受ける。したがって、丸いダイシング・ホイール１００ではより長い耐久性および工具寿命が見込まれる。
【０１３１】
それは、最初にウェーハ１２が内側部分において薄化され、それに続いてスリット３１のダイシングが行われるかどうか、または最初にダイシングが行われ、それに続いて内側部分の薄化が行われるかどうかにはそれほど関係しない。端部の幾何学的結果は同じである。
【０１３２】
図４８および４９は、ウェーハ１２の表面下の損傷の低減または除去のためのウェットまたはドライ・エッチングを示す。シリコンのような脆い材料は、裏面研削またはダイシングのような機械的処理の間、例えば鋼のような延性材料とは全く異なる機械的挙動を示す。シリコンが機械的処理を受ける場合、表面近くの単結晶構造は破壊および変更される。「表面下の損傷」という用語は、ここではこれらの変更を記述するのに使用される。この区域は、微小亀裂、転位密度の増加、および多結晶またはさらにアモルファス結晶構造の比率の増加によって特徴づけられる。この表面下の損傷の深さが、通常、プロセスおよび機器技術に応じて数マイクロメートルの深さしかない場合でも、そのような微小亀裂の発生は、曲げから生じることがある引張応力下のときにシリコンの巨視的強度に悪影響を有し、これらの微小亀裂は広がり、最終的にシリコン・ウェーハ１２の巨視的亀裂になることがある。
【０１３３】
これらの表面下の損傷は、例えばＨＦに基づくウェット・エッチング・プロセス、またはＳＦ６もしくはＣＦ４に基づく好ましい等方性エッチング・プロセスのいずれかによって低減される。材料除去は、通常、わずかに数マイクロメートルの範囲である。これは表面下の損傷を除去するのに十分であると考えられる。特に、微小亀裂はそれらの切欠き効果により除去される。上述のエッチング・プロセスの特別な特徴は、それらが純粋に化学効果に基づいているということであり、したがって、シリコンへのさらなるいかなる機械的損傷も回避される。処理の後、表面は、表面下の損傷が本質的にないと考えることができ、以前よりも良好な機械的特性を有する。
【０１３４】
等方性エッチングの副次的効果は、２つ以上側からのエッチング攻撃により縁部および隅部の平滑化ももたらされるということである。
【０１３５】
ウェットまたはドライ処理による等方性エッチングは、
ａ）最初にスリット３１のダイシングで、次に内側部分の薄化、
ｂ）最初に内側部分の薄化で、次にスリット３１のダイシング
という変形の両方に適用することができることに留意すべきである。
【０１３６】
理想的なプロセス流れでは、最初にスリット３１がウェーハ１２にダイシングされ、それに続いて内側部分の薄化が行われる。最後に、ウェーハ１２はウェットまたはドライ・エッチングを受ける。これによって、薄化された内側部分の表面下の損傷は除去され、スリット３１の表面下の損傷は同時に除去される。
【０１３７】
スリット３１のダイシング直後にウェットまたはドライ・エッチングを行うことも可能である。この利点は、エッチング・プロセスが、スリットの形状および要件に対して特別仕様とすることができることである。さらなるエッチング・ステップが、内側部分の薄化の後に適用され得る。
【０１３８】
図４８は、上空のエッチング液ディスペンサ１０６を伴ったウェーハ１２を示す。エッチング液１０７はウェーハ１２の薄化部分に分配される。ウェーハ１２は縦軸１０５のまわりに回転され、その結果、エッチング液１０７がスリット３１を通って追い出される。
【０１３９】
図４９は、点線によるエッチング前、および実線によるエッチング後のスリット３１、３１’の形状を示す。スリット３１、３１’の丸い形状を見ることができる。
【０１４０】
図５０および５１は、垂直ｚ軸に沿って円形または正方形ダイシング・ホイール１００または１０１を移動させることによるスリット３１の製造を示す。
【０１４１】
この方法は２つのステップを含む。第１のステップは、傾斜したスリット３１を生成するために標準ダイシング・ソーを使用することに関係する。これはスリット３１のダイシングの必要条件である。第２のステップは、リムの断面二次モーメントを増大させるためにダイシングが改善され得る方法に関係する。
【０１４２】
スリット３１を生成する１つの可能な方法は、以下の構成要素の使用を含む。
【０１４３】
−  ダイシング・ホイール１００または１０１のスピンドル、スピンドルはｘおよびｙ（水平）およびｚ（横）方向に移動可能である、
−  ウェーハ１２が取り付けられるダイシング・チャック、ダイシング・チャックは、例えば図５に示されたように水平面内でアルファ方向に回転可能である。
【０１４４】
アルファの回転が可能でない場合には、ダイシング・ホイール１００のスピンドルは直交座標方向にのみ移動され得ることに留意されるべきである。したがって、ダイシング・ソーが傾斜したスリット３１を生成できるように、いくつかの調整が行われる。
【０１４５】
図５６は、Ｙ（オフセット）＝ｆ（半径Ｒ、傾斜角ファイ）の計算を示す。
【０１４６】
ファイを半径方向軸に対するスリット３１の傾斜角とする。Ｒがウェーハ１２の外側半径である場合、Ｙ（オフセット）の項はスピンドルのｙ軸のオフセットを記述し、それは、Ｙ（オフセット）＝Ｒ×ｓｉｎ（ファイ）として与えられる。ダイシング・ホイール１００がこの位置で最初の切り込みを生成する場合、スリット３１が半径方向軸に対して角度ファイで生成されることが分かる。次に、ウェーハ１２が角度デルタ・アルファの増加量だけチャックを移動させることによって回転する場合、多くのスリット３１がウェーハ１２の外側周辺に沿って生成され得る。
【０１４７】
図５０および５１は、垂直ｚ軸に沿ってスピンドルを移動させることによるスリット３１の製造を示す。スリット３１をダイシングする改善された方法が開示される。新しい方法は、ウェーハ１２の曲げに対する断面二次モーメントを改善することになる。
【０１４８】
ダイへのウェーハのシンギュレーションのための１つのダイシング法は以下の通りである。
【０１４９】
ダイシング・ホイール１００は、ウェーハ区域の外側に離して位置決めされ、切削深さを規定する正確なｚ位置に持って来られる。１００μｍ厚ダイシング・テープ上に積層され、ダイシング・テープ内に２０μｍ切削することによりダイシングされるべき７００μｍ（マイクロメートル）厚さのウェーハでは、チャック（それは通常ｚ＝０を規定する）に対するｚ厚さは、１００μｍ−２０μｍ＝８０μｍである。ウェーハ１２の厚さは最終的に無関係である。
【０１５０】
ダイシング・ホイール１００はその目標高さに達した後、ｚ位置は、通常、ダイシングの間変わらないままである。ダイシング・ホイール１００はｘおよびｙ方向に移動し、それによって、チャックは９０度の角度だけ回転され、最終結果はチェス盤様パターンであり、それにより、ウェーハ１２はダイに分離される。
【０１５１】
同様の方法はスリット３１を生成するのに使用され得る。以下に、薄化内側部分が１００μｍの目標厚さを有する７００μｍ厚のウェーハの一例が与えられる。
【０１５２】
ステップ１：ダイシング・ホイール１００は、ウェーハ半径Ｒおよび傾斜角ファイの関数として上述された位置Ｙ（オフセット）の方に移動する。ダイシング・ホイール１００のこの設定はさらなる手順の間同じままである。
【０１５３】
ステップ２：ダイシング・ホイール１００は垂直位置ｚ＝１００μｍまで移動する。これは、衝突を避けるためにウェーハ１２の外側のｘ位置で行われる。このｚ設定もさらなる手順の間変わらないままである。
【０１５４】
ステップ３：次に、ダイシング・ホイール１００はｘ軸変位を使用することによってウェーハ内に移動する。移動の量は、後でウェーハ１２上に生成されることになる安定性増大セグメントの目標幅に応じて約３…６ｍｍである。
【０１５５】
ステップ４：次に、ダイシング・ホイール１００はステップ２の位置に移動して戻る。
【０１５６】
ステップ５：ウェーハ・チャックは、図５６に示されるようなデルタ・アルファのステップだけウェーハ１２と共に回転する。１００個のスリット３１が生成されなければならない場合、増加分は１ステップ当たり３６０／１００＝３．６度である。
【０１５７】
ステップ４〜６が１００回繰り返される。
【０１５８】
その結果は、すべての点でウェーハの下部表面に平行なスリット３１である。
【０１５９】
以下で、隆起区域１１０を生成することによってウェーハ１２の曲げに対する断面二次モーメントの改善をもたらすさらなるダイシング法が説明される。
【０１６０】
ステップ１：ダイシング・ホイール１００はウェーハ１２の上のｚ位置にあり、その結果、ダイシング・ホイール１００はウェーハ１２と衝突することなくｘ方向およびｙ方向に移動することができる。
【０１６１】
ステップ２：ダイシング・ホイール１００はｙ位置ｙ＝ｙ（オフセット）まで移動する。この設定はさらなるステップの間変わらないままである。
【０１６２】
ステップ３：ダイシング・ホイール１００は、ダイシング・ホイール１００の下部頂点がウェーハ１２上に配置されるようにｘ方向に沿って移動し、その頂点からウェーハ１２の縁部までの半径方向距離は生成されるべき安定強化セグメントの目標幅と同じほどの大きさである。
【０１６３】
この位置に到達した後、ｘ位置はさらなる処理の間変わらないままである。
【０１６４】
ステップ４：ダイシング・ホイール１００は、ダイシング・ホイール１００の下部頂点がウェーハ１２の内側部分の目標厚さに接するまでｚ方向に沿って下方に移動する。この時、ウェーハ１２はまだ薄化されておらず、この薄化は後で行われる。
【０１６５】
ステップ５：ダイシング・ホイール１００は、ダイシング・ホイール１００とウェーハ１２との間に接触がなくなるまでｚ方向に沿って上方に移動する。
【０１６６】
ステップ６：ウェーハ１２を伴う取付けチャックは、１００個のスリット３１が生成されるべきである場合３．６度だけ回転する。
【０１６７】
ステップ７：ステップ４から７が１００回繰り返される。
【０１６８】
ウェーハ１２の裏面研削は、スリット３１を切削する前または後に行われ得る。
【０１６９】
図５０および５１は、裏面研削の前に適用される上述のダイシング法で生成される隆起区域１１０を伴うスリット３１をもつウェーハ１２を示す。
【０１７０】
この結果は、ｘ軸に沿ってダイシング・ホイール１００を移動させるダイシング法を使用することによって得られ得るものとは異なる形状を有するスリット３１である。スリット３１ｂはウェーハ１２の内側薄化部分と同じ高さで始まり、ウェーハ１２の縁部８における隆起区域１１０でのわずかに高いレベルで終わる。スリット３１の外側の区域（さらにそれはせいぜいへりとするべきである）のそのような隆起は、ウェーハ１２の曲げに対する断面二次モーメントの比較的大きい増加をもたらす。ウェーハ１２の曲げに対する断面二次モーメントは、スリットの外側の区域での隆起の高さを３乗したものである。曲げモーメントがウェーハに与えられる場合、断面二次モーメントの増加は自動的に曲げ剛性の増加および最大引張応力の減少をもたらす。
【０１７１】
下部頂点が正確に安定強化セグメントの内側開始点上にある場合には、下部頂点が内側薄化部分の目標厚さと同一の高さで正確に停止する場合、以下の関係が、スリットＨの隆起、ダイシング・ホイール半径Ｒ、傾斜角ファイ、および安定性セグメントＢの幅の間で導き出され得る。
【０１７２】
開口３１と３１’の間のスリット３１の実効長Ｂ’はＢ’＝Ｂ／ｃｏｓ（ファイ）で与えられ、ここで、Ｂは通常２…５ｍｍの範囲にある安定セグメントの幅であり、ファイはスリットの傾斜角（２０…８０度の範囲）であり、例えば図４０を参照されたい。
【０１７３】
実効スリット長Ｂ’は、以下の式の
Ｈ＝Ｒ×（１−ｃｏｓ（アルファ））
によるスリット３１の隆起Ｈによって近似することができると考えられ、ここで、Ｒ＝ダイシング・ホイールの半径、およびアルファ＝ａｒｃｓｉｎ（Ｂ’／Ｒ）である。
【０１７４】
図５７は外側縁部８でのスリット３１の隆起Ｈの計算を示す。
【０１７５】
したがって、ウェーハ１２の外側縁部８でのスリット３１の増加量Ｈはセグメント幅Ｂ’、ダイシング・ホイール半径Ｒ、および傾斜角ファイの関数である。セグメント幅Ｂ’が３ｍｍに選ばれ、傾斜角ファイが４５度である場合、スリット３１の実効長は４．２４ｍｍであると計算される。
【０１７６】
４０ｍｍのダイシング・ホイール半径を用いると、そのとき隆起Ｈは２２５μｍである。ウェーハの内側薄化部分の目標厚さがそのとき例えば１００μｍである場合、外側縁部８でのスリット３１の全シリコン厚は３２５μｍである。
【０１７７】
そのとき、スリットの平均傾斜は、２２５μｍ／４２４０μｍ×１００％＝５％である。スリットを通ってウェーハを出ていく流体の流体力学的挙動への効果は、この傾斜がかなり低く、スリットに切れ目がないので期待されない。
【０１７８】
ダイシング・ホイール１００はウェーハ内にｚ軸から１回またはさらに数回移動するが、各切削が異なるｚまたはｘ位置でおよび異なる直径のダイシング・ホイールで行われ得る場合、さらなる変形が得られ得る。図５２、５３、５４、および５５はこれを示す。
【０１７９】
ｘ位置の関数である以下の位置および区域を定義する。
【０１８０】
−  位置Ｉは、正確に、後で生成される安定セグメントの内側開始の上にある、
−  区域Ｖは、半径方向に、位置Ｉの内部を見られるところにある、
−  位置ＩＩＩは、正確に、ウェーハの外側縁部の上にある、
−  区域ＩＶは半径方向にウェーハの外側にある、
−  区域ＩＩＩは位置Ｉと位置ＩＩＩとの間にある。
【０１８１】
さらに、ｚ位置の関数である以下の位置および区域を定義する。
【０１８２】
ｉ）ホイール１００の下部頂点がウェーハ１２の薄化内側部分のレベルの上にある区域、
ｉｉ）頂点が、本質的に、薄化内側部分のレベルにある位置、
ｉｉｉ）頂点が薄化内側部分のレベルよりも低い区域。
【０１８３】
ｘおよびｚの関数であるすべての位置および区域は自由に組み合わせられ得る。いくつかの連続する切り込みを有することも可能であるが、切り込みは様々なｘ区域、ｙ区域、およびダイシング・ホイール１００の半径を有することができる。これは、スリット３１の形状を変化させるためのより多くの機会を提供する。
【０１８４】
いくつかの例がこれを示すためにさらに与えられる。
【０１８５】
図５３は、位置Ｉ−ｉｉでなされる第１の切削を示しており、別の切削がＩＩ−Ｉで行われる。これは、外側縁部８に向かってスリット３１の平坦化をもたらす。
【０１８６】
図５４は、位置Ｉ−ｉｉｉでなされる１つだけの切削を示す。これは裏面研削のためのある種の許容差をもたらし、内側部分の薄化プロセスに不正確さがある場合、スリット３１が常に同一高さにあり、薄化内側部分と位置合せされるのを確実にし、それにより、流体がウェーハ１２から流れるのが可能になる。いくつかの薄化誤差を考慮に入れると、流体力学的挙動に負の効果を有することがあるいかなる急激な段差も回避される。例えば、内側部分の目標厚さが１００μｍである場合、切削深さｚは９０μｍに設定されることになる。
【０１８７】
別の変形は、図５５に示されるように、切削がＶ−ｉｉに設定される場合に達成され得る。これは、スリット３１に段差を生成することになり、それは、例えば、スリット３１中の液体の動きを遅くするのに使用され得る。
【０１８８】
ダイシングによるスリットの生成のすべての上述の方法は、スリットが薄化の前にされるかどうか、または最初にダイシングが行われ、次にウェーハ１２の内側部分の薄化が行われるどうかとは無関係であることに留意するのは重要である。幾何学的最終結果は同じであるが、プロセスに差があり得る。
【０１８９】
外側縁部の方に隆起をもつスリットを生成する上述方法は、シリコンを処理する他の方法、例えば、シリコンの異方性ドライまたはウェット・エッチング、レーザ・アブレーション、またはそれらの任意の他の組合せによって部分的にまたは完全に代用され得る。
【０１９０】
ここに図示されていないさらなる実施形態では、上述の方法の「丸いダイシング・ホイール１００の使用」、「ダイシング後のウェット／ドライ・エッチング」、およびｚ軸に沿ってダイシング・ホイールを下ろすことによるスリットの生成の組合せは組み合わせられ得る。
【０１９１】
さらに、この特許中の他のすべての方法は一緒に組み合わせられ得る。
【０１９２】
信頼できる結果は以下の比較的単純なプロセスによって達成され得る。
【０１９３】
−  後で研削を受けるウェーハ１２の側からのダイシング、
−  スリットは、丸い形状をもつダイシング・ホイール１００を使用して、傾斜角ファイでダイシングされるべきであり、ダイシングは、隆起区域１１０を生成するためにｚ軸に沿ったダイシング・ホイールの移動で行われる、
−研削およびダイシング後のウェットまたはドライ・エッチング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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