(57)【要約】【課題】  従来は、軸方向に伸びるシンギュレーション・ラインを使用したので、半導体ダイは、これらのシンギュレーション・ラインのために、正方形および長方形の規則的な形状を有することを余儀なくされた。【解決手段】  一実施例において、非矩形の形状を有する半導体ダイおよび様々な異なる形状を有する半導体ダイが形成され、半導体ウエハからシンギュレートされる。【選択図】図１
2011146718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２半導体ダイを受け入れるためのレセプタクルを有する第１半導体ダイを提供する段階と、
前記レセプタクル内に前記第２半導体ダイを配置する段階と、
前記第１半導体ダイを第１接続端子に接続し、かつ、前記第２半導体ダイを第２接続端子に接続する段階と、
半導体パッケージ内に前記第１半導体ダイおよび前記第２半導体ダイを封止する段階と、
から成ることを特徴とする半導体装置を形成する方法。
【請求項２】
前記レセプタクルを有する第１半導体ダイを提供する段階は、前記第１半導体ダイを通る開口、前記第１半導体ダイの周囲に沿った突出、および、前記第１半導体ダイの周囲に沿った湾曲形状のうちの１つである前記レセプタクルを有する前記第１半導体ダイを提供する段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１半導体ダイを半導体ウエハからシンギュレートし、かつ、前記レセプタクルを同時に形成するために、ドライエッチング法を用いることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
第２半導体ダイを受け入れるためのレセプタクルを有する第１半導体ダイを提供する段階と、
前記レセプタクル内にコンポーネントを配置する段階と、
前記第１半導体ダイを第１接続端子に接続する段階と、
前記電気コンポーネントを、前記第１半導体ダイの１つまたは第２接続端子に接続する段階と、
前記第１半導体ダイおよび前記コンポーネントを封止する段階と、
から成ることを特徴とする半導体ダイを形成する方法。
【請求項５】
電気コンポーネントを受け入れるためのレセプタクルを有する第１半導体ダイと、
前記レセプタクル内に配置されたコンポーネントと、
から成る半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電子技術に関し、より詳しくは、半導体、その構造、および半導体装置を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去において、シンギュレーション・ラインは、一般に複数の平行線として形成され、各シンギュレーション・ラインは、ウエハの一方の側からウエハを横切ってシンギュレーション・ラインの長軸に沿うように軸方向にまっすぐ伸び、ウエハ・ソーまたはスクライブ・ラインは、ウエハを横切る直線ライン内を進むことができた。従来のシンギュレーション・ラインの各々は、一般に、ウエハの端から端まで一直線に伸び、そして、１本の連続した直線以外には、湾曲、屈曲、角度、または他の形状を有しなかった。この直線的なシンギュレーション・ラインの使用を容易にするために、従来の半導体ダイは、一般に、全てのダイが同一面積および同一形状（通常は正方形または長方形）を有するような規則的な形状であった。さらに、規則的な形状のダイは、規則的なパターンでウエハ上に配列されたので、シンギュレーション・ラインがダイの間に伸び、ダイをシンギュレート（個片化）することができた。長方形または正方形が直線で構成されていること、ダイが同一面積を有すること、および、規則的なパターンで配列されることによって、直線的なシンギュレーション・ラインを使用することが可能であった。これらの軸方向に伸びるシンギュレーション・ラインを使用するために、ダイは、正方形および長方形の規則的な形状を有することを余儀なくされた。
【０００３】
従って、軸方向のシンギュレーション・ラインを必要としない、半導体ダイを形成する方法が望まれる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本発明に従って、半導体ウエハの一実施例の縮小平面図を示す。
【図２】本発明に従って、図１のウエハにおける複数のダイの一実施例の拡大平面図を示す。
【図３】本発明に従って、図１のウエハにおける複数のダイの一実施例の拡大平面図を示す。
【図４】本発明に従って、図１のウエハにおける複数のダイの一実施例の拡大平面図を示す。
【図５】本発明に従って、図１のウエハにおける複数のダイの一実施例の拡大平面図を示す。
【図６】本発明に従って、図１のウエハにおける複数のダイの一実施例の拡大平面図を示す。
【図７】本発明に従って、図１のウエハにおける複数のダイの一実施例の拡大平面図を示す。
【図８】本発明に従って、図１のウエハにおける複数のダイの一実施例の拡大平面図を示す。
【図９】本発明に従って、図１のウエハにおける複数のダイの一実施例の拡大平面図を示す。
【図１０】本発明に従って、図１のウエハにおける複数のダイの一実施例の拡大平面図を示す。
【図１１】本発明に従って、ウエハからのダイをシンギュレートする工程の一実施例の一ステージにおける、図１の半導体ウエハの部分の一実施例の拡大断面図を示す。
【図１２】本発明に従って、ダイをシンギュレートする工程の一実施例の後続ステージにおける図１１のダイを示す。
【図１３】本発明に従って、ダイをシンギュレートする工程の一実施例の後続ステージにおける図１１のダイを示す。
【図１４】本発明に従って、ダイをシンギュレートする工程の一実施例の後続ステージにおける図１１のダイを示す。
【図１５】本発明に従って、ウエハからダイをシンギュレートする工程の他の実施例の一ステージにおける、図１の半導体ウエハの部分の一実施例の拡大断面図を示す。
【図１６】本発明に従って、ダイをシンギュレートする工程の一実施例の後続ステージにおける図１５のダイを示す。
【図１７】本発明に従って、ダイをシンギュレートする工程の一実施例の後続ステージにおける図１５のダイを示す。
【図１８】本発明に従って、ダイをシンギュレートする工程の一実施例の後続ステージにおける図１５のダイを示す。
【図１９】本発明に従って、ダイをシンギュレートする工程の一実施例の後続ステージにおける図１５のダイを示す。
【図２０】本発明に従って、ウエハからダイをシンギュレートする工程の他の実施例の一ステージにおける、図１の半導体ウエハの部分の一実施例の拡大断面図を示す。
【図２１】本発明に従って、ダイをシンギュレートする工程の一実施例の後続ステージにおける図２０のダイを示す。
【図２２】本発明に従って、ダイをシンギュレートする工程の一実施例の後続ステージにおける図２０のダイを示す。
【図２３】本発明に従って、図１のウエハの複数のダイの一実施例の拡大平面図を示す。
【図２４】本発明に従って、レセプタクルを具備する半導体ダイを有する半導体装置の一実施例の平面図を示す。
【図２５】本発明に従って、図２４の装置の断面図を示す。
【図２６】本発明に従って、図２４の装置の他の実施例における半導体装置の一実施例の平面図を示す。
【図２７】本発明に従って、レセプタクルを有する半導体装置を含む半導体装置の他の実施例の部分の平面図を示す。
【図２８】本発明に従って、多重連結ダイの拡大平面図を示す。
【０００５】
図面を単純かつ明瞭にするために、図中の要素は必ずしも同一縮尺ではなく、また、異なる図中の同一の参照番号は同一の要素を示す。さらに、周知の工程および要素に関する説明および詳細は、記述を単純化するために省略する。ここで用いられる場合、電流輸送電極とは、ＭＯＳトランジスタのソースまたはドレイン、バイポーラ・トランジスタのエミッタまたはコレクタ、あるいは、ダイオードのカソードまたはアノードのような装置を通って電流を輸送する装置の要素を意味し、また、制御電極とは、ＭＯＳトランジスタのゲート、または、バイポーラ・トランジスタのベースのような装置を通って電流を制御する装置の要素を意味する。ここでは、装置は、あるＮ−チャネルまたはＰ−チャネル装置、あるいは、あるＮ型またはＰ型にドープされた領域として説明されるが、当業者であれば、本発明に従って、補足的な装置もまた使用可能であることが解るであろう。ここで、回路動作に関して使用される用語「‥中(during)」、「‥する間(while)」、「‥する時(when)」は、最初の動作によって即座に生じる動作を正に意味する用語ではなく、最初の動作によって始まる反応との間に、伝播遅延のような、僅かではあるが合理的ないくらかの遅延がある場合もある。
【０００６】
用語「約(approximately)」または「ほぼ(substantially)」を使用する場合は、要素の値が、記述された値または位置に非常に接近することが予想されるパラメータを有することを意味する。しかしながら、当技術分野において周知であるように、正に記述されたとおりの値または位置になることを妨げるような僅かな分散が常に生じる。少なくとも１０％以内、また、半導体のドーピング濃度については２０％以内の分散であれば、記述どおりの理想的なゴールに対して合理的な分散であることが、当技術分野において充分に確立されている。図面を明瞭化するために、装置構造のドーピングされた領域は、一般に、直線状のエッジおよび正確な角度のコーナを有するように描かれる。しかしながら、当業者であれば、ドーパントの拡散および活性化により、ドーピングされた領域のエッジは一般に直線でない場合もあり、また、コーナが正確な角度でない場合もあることを理解するであろう。
【０００７】
ここで用いられる場合、「対称的な形状」とは、境界線または正中面、あるいは中心または軸に対して反対側にある部分について、サイズ、形状、および相対的位置が一致するような少なくとも２つの形状を意味し、形状が反転または回転によって変化しない場合、その形状は対称である。用語「非対称」とは、対称でない形状を意味し、形状が反転または回転によって変化する場合、その形状は非対称である。用語「矩形」とは、長さの等しい対辺および４つの直角を有する、閉じた平面の四辺形を意味する。「非矩形」とは、矩形ではない閉じた幾何学的図形を意味する。用語「多重連結(multiply-connected)」とは、その中に穴を有する平面内の開集合を意味する。例えばドーナツ形のように、その形状を貫通する穴を有する場合、その形状は多重連結である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、半導体ウエハ３０の一実施例の縮小平面図を示し、その上に複数の半導体ダイが形成される。ウエハ３０上の半導体ダイは、全てが同一形状を有してもよく、あるいは異なる形状を有してもよい。ダイは、シンギュレーション領域のようなウエハ３０の部分によって相互に隔離されており、その部分は、後に各ダイをシンギュレートするために除去される。シンギュレーション領域は、ウエハ３０上の各ダイを取り囲んでいるので、ウエハ３０上のシンギュレーション領域は、ダイをシンギュレートするために除去される。当技術分野において周知であるように、ウエハ３０上の複数の半導体ダイの全ては、一般に、シンギュレーション領域が形成されたウエハ３０の部分によって、全ての側辺が相互に隔離されている。ウエハ３０上のダイは、ダイオード、縦型トランジスタ、横型トランジスタ、または様々なタイプの半導体装置を含む集積回路を含む、任意のタイプの半導体ダイとして形成することができる。
【０００９】
以下で明らかにされるが、ウエハ３０上に形成されるダイは、一般に、ウエハ３０のシンギュレーション領域が、ウエハ３０の表面を軸方向または一直線に横断するように広がっていないウエハ３０の部分であることを必要とする。当業者であれば、図１において示されるウエハ３０のいくつかの部分は、ウエハ３０の一方端からウエハ３０の他方端へ、ウエハ３０を横断して軸方向に伸びるシンギュレーション・ラインを有することが分かるであろう。そのようなシンギュレーション・ラインの一例が、ライン３１によって示される。一般に、他の実施例では、ウエハ３０は、例えば、破線３３,１１２によって示されたシンギュレーション領域で終了するシンギュレーション・ライン３２のような、ウエハ３０の一部を横断して軸方向に伸び、かつ、ウエハ３０のシンギュレーション領域の境界で終了するシンギュレーション・ラインを有するが、これについては以下でさらに説明する。他の実施例では、ウエハ３０は、ウエハ３０の一部分を横断して軸方向に伸びるどのようなシンギュレーション・ラインをも有していなくてもよい。
【００１０】
図２は、ダイ３４−４２のような、突出を有する複数のダイの実施例の拡大平面図を示し、それらは、図１および図２に破線３３で示されたウエハ３０の部分上に形成される。
【００１１】
ダイ３４−４２は、いずれも、少なくとも一方の側辺にダイから拡張する突出またはフィンガを有するので、ダイ３４−４２の平面図（または上部表面）の外部周囲の形状は、いずれも突出を有する。ダイ３４−４２の平面図（または上部表面）の外部周囲は、ダイのアクティブ領域であるのみならず、ダイがシンギュレーションされた後のダイの実際の周囲である。例えば、ダイ３５は、右側辺４４、底側辺４５、および上側辺４６を有するように示されるが、それぞれは単一の直線で形成されている。しかしながら、ダイ３５の左側辺は、直線の代わりに突出を有する。従って、ダイ３５の周囲は、全てが同一の形状および寸法を有するわけではない複数の側辺を含む。ダイ３５の左側辺は、ダイ３５の左側辺の最も内側部分（側辺１８２）から外方向へ拡張する複数の突出（突出またはフィンガ１８３，１８４，１８５）を含む。突出またはフィンガのそれぞれは、ダイ３５の周囲の一部を形成し、そして、各突出は、周囲の一部である側辺（例えば、突出１８３の側辺１８０，１８１）を有する。突出は、周囲のいくらかの部分（例えば、側辺１８０）を形成し、周囲を形成する他の側辺または部分（例えば、側辺１８１または側辺１８２）から突出する。従って、ダイ３５は、ダイ３５の周囲に沿って外方向へ拡張する突出を有する。ダイ３６も、同様の突出１９９，２００，２０１を有する。図２に示されるように、ダイ３５の寸法は、その寸法がどこで測定されるかによって、３とおりまたはそれ以上の値を示す。例えば、側辺４４に沿った長さの値は１つであるが、幅については、側辺４４から側辺１８０までの幅の値、および、側辺４４から側辺１８２までの幅の値ように、２とおりまたはそれ以上の値がある。従って、幅は、少なくとも、１つの極大値および１つの最小値を有する。
【００１２】
ダイ３４は、ダイ３５とは異なる形状を有するだけでなく、突出１９６，１９７のような突出を有する。図２に示された実施例では、ダイ３４の突出１９６は、ダイ３５の突出１８３と突出１８４との間に拡張し、ダイ３５の突出１８３と突出１８４との間に形成された凹部内に配置される。ダイ３４とダイ３５の空間または位置関係は、しばしば、相互嵌合（inter-digitated）と呼ばれる。
【００１３】
ダイ３４−４２は、ダイの平面図の外部周囲の形状がいずれも四辺形でなく、かつ、４つの合同角（congruent angle）を有していないので、当業者であれば、ダイ３４−４２は、いずれも非矩形であることが理解できるであろう。
【００１４】
さらに、ダイ３４−４２は、いずれも不規則な形状を有するので、ダイの上部表面の外部周囲の形状によって、ダイ３５−４２のいずれか１つのダイとそれに隣接するダイとの間に軸方向に伸びる軸方向のシンギュレーション・ラインを用いたダイのシンギュレーションが妨げられる。例えば、ダイ３６とダイ３７との間のウエハ３０の部分を通って軸方向に伸びる軸方向のシンギュレーション・ラインは、ダイ３６をシンギュレートするために使用することができない。なぜなら、ダイ３６の外部周囲は突出を有するので、ダイの突出２００と突出２０１との間、および突出１９９と突出２００との間に存在するウエハ３０の部分は、そのような軸方向のシンギュレーション・ラインによって除去することができないからである。従って、不規則な形状によって、軸方向のシンギュレーション・ラインを用いてダイ３４−４２をシンギュレートすることが妨げられる。
【００１５】
さらに、ダイ３５−４２は、ウエハ３０上に不規則なパターンで配置されているとみなすことができる。なぜなら、シンギュレーション領域４９の少なくとも一部を通ってダイ３５−４２の１つの側辺に沿って（例えば、ダイ３５の側辺４４と平行に）軸方向に伸びるシンギュレーション・ラインが、近傍のダイ（例えばダイ４０）の内部部分と交差するからである。このように、不規則なパターンであることによって、そのような軸方向のシンギュレーション・ラインがダイの少なくとも１つの内部部分を横断することになるので、ダイ３５−４２のいくつかは、シンギュレートされるダイを含むウエハ３０の一部分を横切って軸方向に伸びる軸方向シンギュレーション・ラインを用いてウエハ３０からシンギュレートすることができない。従って、ダイ３５−４２を囲むシンギュレーション領域４９は、ダイ３５−４２が位置するウエハ３０の一部分を横断して軸方向に伸びる連続的な直線を形成し得ない。
【００１６】
ダイ３４−４２を形成した後、シンギュレーション領域４９の一部分であるような、ダイ３６−４２を囲むウエハ３０の部分は、ダイ３６−４２を個々のダイにシンギュレートするために、同時シンギュレーション法を用いて同時に除去される。一般に除去されるウエハ３０の部分は、斜線４８によって示される。斜線は、ウエハ３０の除去される部分を示す以外の意味を有しない。当業者であれば、ダイをシンギュレートするためには、領域４９を全て除去する必要はなく、外部周囲を囲む部分だけを除去すればよいことが解るであろう。それについては、以下でさらに述べる。
【００１７】
ダイ３４−４２の突出のために、あるいは、ダイ３４−４２の不規則な形状またはダイ３４−４２の不規則なパターンのために、ダイ３４−４２を囲むシンギュレーション領域４９は、ダイ３４−４２が配置されたウエハ３０を軸方向に横断し、またはウエハ３０の一部を軸方向に通過して伸びるような連続直線を形成し得ない。シンギュレーション領域のこのような連続直線であるシンギュレーション・ラインは、ダイ３４−４２の一部を通って伸び、ダイに破損するであろう。あるいは、直線のシンギュレーション・ラインを有するために、ウエハ３０の一部を、ダイの片側（例えば、ダイ３５の突出１８３，１８４，１８５）に沿って残されなければならないであろう。このようなウエハ３０の余分な部分によって、ウエハ３０の一部が浪費されるとともに、ウエハ３０の与えられた一領域内に形成されるダイの数が減少するであろう。しかしながら、同時シンギュレーション法がシンギュレーション領域４９の少なくとも一部を除去するために使用されるので、ウエハ３０の使用を最大限にし、かつ、ウエハ３０上に形成することができるダイの数を増加させるような構成で、ダイ３４−４２をウエハ３０上に配列および配置することができる。
【００１８】
ウエハ３０の一領域のような与えられた領域に配置することができるこの種のダイの数を最大限にするために、ダイは、ダイ３９と４０、または、ダイ３７と３８と４１と４２のように、相互嵌合する位置に配列される。相互嵌合する位置に配列される結果、ダイの突出を囲むシンギュレーション領域４９は、ウエハ３０を横断する軸方向に伸びる連続直線を形成し得ない。ダイ３４−４２が配置されたウエハ３０の部分を横切って軸方向に伸びる連続直線のシンギュレーション・ラインは、ダイの一方の側辺から（例えばダイ３５の側辺４４に沿って）、他のダイの部分を通って（例えばダイ４０の内部を通って）伸びるラインを形成し、ダイを破損するであろう。
【００１９】
さらに、複数の半導体ダイのうち、第１のダイの中心（例えばダイ３５の中心）は、隣接する半導体ダイの中心（例えばダイ３９またはダイ４０の中心）に対してずらして配列されている(staggered)ので、ダイ３４−４２は、非中心状のパターンでウエハ３０上に配列される。
【００２０】
シンギュレーション領域としての領域４９の少なくとも一部を同時に除去する同時シンギュレーション法は、典型的には、２００９年２月１２日に公開された米国特許公開番号２００９／００４２３６６（発明者: グリヴナ，ゴードン・エム）に記述されているようなドライ・エッチングの使用を含む。ダイ３４−４２を同時にシンギュレートするためにドライ・エッチング法を使用することにより、突出がある形状を有し、および／または、不規則な形状を有するダイ３４−４２を形成することが可能になり、および／または、ウエハ３０上の不規則なパターン内にダイ３４−４２を形成することが可能になり、および／または、ウエハ３０上の非中心状パターン内にダイ３４−４２を形成することが可能になる。ダイ３４−４２のように、ウエハから同時にダイをシンギュレートするための他の方法は、例えば、図１１−２２に関して以下で説明される。
【００２１】
いくつかの実施例では、当業者であれば、領域４９は、エッチング促進セクション６７をさらに有し、それが半導体ダイをシンギュレートするときにエッチング速度を速める支援をすることを理解するであろう。セクション６７は、領域４９の一部分、すなわちウエハ３０の一部分であり、それらは、ダイ３４−４２がシンギュレートされたときに除去されない。いくつかの実施例では、セクション６７は、ダイ３４−４２をシンギュレートするために使用される機器内でエッチング速度を増加させることができる。セクション６７は、ダイ３４−４２のいずれかの間にスペースがあれば、領域４９のいずれの部分にも形成することができる。
【００２２】
ダイ３４，３５の構成の一例では、ダイ３４，３５は異なる形状を有する。ダイ３４，３５は、一緒にシンギュレートされる。シンギュレーションの後、ダイ３４,３５は、１つのパッケージに組み立てられ、パッケージ内で相互嵌合する位置に配置される。この相互嵌合する位置は、２つの異なるタイプのダイ間に低インダクタンスの相互接続を提供するために用いることができる。別の例において、そのような２つのダイは、低電力論理回路および高電力トランジスタのような２つの異なるタイプのダイとして、異なるウエハ上に形成される。ダイが非常に近接していることによって、短い相互接続を使用して、１つのダイから他のダイへの相互接続の経路を形成することが可能になるであろう。その結果、２つのダイの動作特性を改善することができる低インダクタンス接続になる。
【００２３】
図３は、ダイ５１−５６のような、複数の非矩形であるダイの実施例の拡大平面図を示し、それらは、図１および図３に破線５０で示されたウエハ３０の部分上に形成される。ダイ５１−５６は、いずれも、ダイ平面図の外部周囲の形状が、４つの合同角を有する四辺形ではないので、非矩形である。さらに、ダイ５１−５６のいずれの周囲も、直線によって形成された周囲の代わりに、少なくとも１つのカーブした形状を有する。従って、ダイ５１−５６のいずれの周囲も、少なくとも１つの側辺が湾曲し、かつ、直線でない部分を包含した、複数の側辺を含む。例えば、ダイ５４は、直線の側辺２０５を有するように図示される。ダイ５４は、さらに、矢印によって一般的な方法で示された他の側辺２０６を有し、それは、湾曲部分２０７を含む。従って、ダイ５１−５６の周囲は、非矩形の形状を有し、かつ、湾曲した形状を有する少なくとも１つの側辺を含む。
【００２４】
さらに、ダイ５１−５５には、ダイを通る開口（例えば、穴または開口５８，６１）が形成されているので、ダイ５１−５５の外部周囲の形状は多重連結である。ここで用いられるように、多重連結とは、穴を有する平面内の開集合を意味する。従って、ダイ５１−５５のいずれもがダイを通る穴を有するので、それらは多重連結である。例えば、ダイ５１は、２つの異なるサイズの穴５８,５９を有し、また、ダイ５２は、両方が同じ大きさの穴６１を有する。従って、そのダイは、多重連結のトポロジーを有する。
【００２５】
ダイ５１−５６を形成した後、ダイ５１−５６を囲むウエハ３０の部分は、ダイ５１−５６を個々のダイにシンギュレートするために、同時に除去される。通常は除去されるウエハ３０の部分は、斜線６４によって示される。形状が非矩形であるので、同時シンギュレーション法を用いることによって、ウエハ３０の使用を最大限にし、かつ、ウエハ３０上で形成することができるダイの数を増加させるような構成で、ダイ５１−５６をウエハ３０上に配列および配置することができる。同時シンギュレーション法によって、ダイ５１−５６を通る穴も、シンギュレーションの間に形成することができる。当業者であれば、シンギュレーションの間にダイ５１−５６のいずれかを通って形成される開口は、例えばダイを半分に切断するようにダイをばらばらに分割せず、例えば、図３に示されるように、ダイの一部を通る開口を形成し、あるいは、図６に示されるように、ダイの周囲の端部に沿って開口を形成することを理解するであろう。あるいは、穴は、シンギュレーションに先立って形成されてもよい。
【００２６】
一実施例（必ずしも全ての実施例ではない）では、ウエハ３０の一領域のような与えられた領域に配置することができるこの種のダイの数を最大限にするために、ダイは、１つのダイの狭い部分が隣接するダイの広い部分の隣りに位置するように、互い違いに配列される。ダイ５１−５６の互い違いになったパターンおよび配置によって、１つのダイの１つの側辺は、それを延長したとき、少なくとも１つの隣接するダイの内部部分を横切ることになる。例えば、ダイ５４の側辺２０８を延長すると、側辺２０８はダイ５２の内部を横切って交差するであろう。この互い違いの配列によって、ウエハ３０の与えられた領域内に形成することができる非矩形のダイの数を増加させることができる。互い違いの配列の結果、ダイを囲むシンギュレーション領域６５は、ウエハ３０を横切って軸方向に伸びる連続直線を形成し得ない。ダイ５１−５６が配置されたウエハ３０の一部分を横切って軸方向に伸びる連続直線のシンギュレーション・ラインは、ダイの１つの側辺（例えば、ダイ５４の側辺２０８に沿って）から、他のダイの部分（例えば、ダイ５２の内部部分）を通って伸びるラインを形成し、ダイを破損するであろう。
【００２７】
さらに、ダイ５１−５６は不規則な形状を有するので、ダイの外部周囲の形状は、ダイ５１−５６の１つとダイ５１−５６に隣接する１つとの間に軸方向に伸びる軸方向のシンギュレーション・ラインを用いてダイがシンギュレートされることを妨げる。例えば、直線のシンギュレーション・ラインは、周囲のカーブした部分を除去することができないので、ダイ５１と５２との間に軸方向に延びる軸方向のシンギュレーション・ラインは、ダイ５２をシンギュレートするために使用することができない。
【００２８】
さらに、ダイ５１−５６の１つの側辺に沿った（例えば、ダイ５４の側辺２０８に平行する）シンギュレーション・ラインは、隣接するダイ（例えばダイ５２）の内部部分を横切るので、ダイ５１−５６はウエハ３０上に不規則なパターンで配列されるとみなすことができる。従って、不規則なパターンのために、そのようなシンギュレーション・ラインは、ダイの少なくとも１つを通って横切るから、ダイ５１−５６が配置されたウエハ３０を横切って、またはウエハ３０の一部分を横切って軸方向に伸びる軸方向のシンギュレーション・ラインを使用して、ダイ５１−５６のいくつかは、ウエハ３０からシンギュレートすることができない。従って、ダイ５１−５６を囲むシンギュレーション領域６５は、ダイ５１−５６が配置されたとき、ウエハ３０の部分を横切って軸方向に伸びる連続直線を形成し得ない。
【００２９】
当業者であれば、いくつかの実施例では、さらに領域６５は、半導体ダイをシンギュレートするとき、エッチング速度を速めるためのエッチング促進セクション６８を有してもよいことが解るであろう。セクション６８は、領域６５の部分、すなわちウエハ３０の部分であるが、それは、図２のセクション６７と同様に、ダイ５１−５６がシンギュレートされるときに除去されない。セクション６８は、ダイ５１−５６のいずれかの間にスペースがあるとき、領域６５の任意の部分内に形成することができる。
【００３０】
図４は、ダイ８６−９１のような突出を有する複数のダイの実施例の拡大平面図を示し、それらは、図１および図４に破線８５で示されたウエハ３０の部分上に形成される。ダイ８６−９１は、ダイの平面図の周囲の少なくとも一方に、ダイから伸びる突出またはフィンガを有する。例えば、ダイ８８は、それぞれが単一の直線で形成された上側辺２１１および底側辺２１２を有するように示される。しかしながら、ダイ８８の周囲の左側辺および右側辺は、それぞれ、単一の直線の代わりに突出を有する。従って、ダイ８８の周囲は、全てが同じ形状および寸法を有するわけではない複数の側辺を含む。ダイ８８の左側辺は、側辺２１６のようなダイ８８の左側辺の最も内側部分から外向きに拡張した複数の突出（例えば、突出またはフィンガ２１３，２１７）を含む。突出は、ダイの周囲のいくらかの部分（例えば、ダイ８８の側辺２１４）を形成し、他の周囲の側辺または近傍の側辺（例えば、側辺２１５または側辺２１６）から突出する。突出またはフィンガの各々は、ダイ８８の周囲の部分を形成し、各突出は、周囲部分である側辺（例えば、突出２１３の側辺２１４，２１５）を有する。さらに、ダイ８８は、ダイ８８の右側辺にも同様の突出を有する。従って、ダイ８６−９１の周囲は、いずれも、少なくとも１つの側辺が、ダイの少なくとも１つの部分から拡張した突出またはフィンガを有するような、複数の側辺を含む。
【００３１】
ウエハ３０の領域のような与えられた領域内に配置することができるこの種のダイの数を最大限にするために、ダイは、ダイ８８，８９およびダイ８８，９０によって示されるように、相互嵌合する位置に配列される。
【００３２】
さらに、ダイ８６−９１は、不規則な形状を有すると考えられるので、ダイの上部表面または平面図の外部周囲の形状は、ダイ８６−９１の１つとダイ８６−９１に隣接する１つとの間に軸方向に伸びる軸方向のシンギュレーション・ラインを使用することによって、ダイの１つの少なくとも一部をシンギュレートすることを妨げる。例えば、ダイ８８の側辺２１４に沿って軸方向に伸びる軸方向のシンギュレーション・ラインは、ダイ８８の側辺２１６に隣接するウエハ３０の部分を除去しないであろう。従って、不規則な形状は、軸方向のシンギュレーション・ラインを使用することによって、ダイ８６−９１のいずれか１つをシンギュレートすることを妨げる。
【００３３】
さらに、ダイ８６−９１の１つの側辺に沿った（例えば、ダイ８８の側辺２１４に平行する）シンギュレーション・ラインは、隣接するダイ（例えば、ダイ８６またはダイ８９）の内部部分と交差するので、ダイ８６−９１はウエハ３０上に不規則なパターンで配列されているとみなすことができる。従って、不規則なパターンによって、そのような軸方向のシンギュレーション・ラインは、ダイの少なくとも１つを横断することになるから、ダイ８６−９１のいくつかは、ダイ８６−９１が位置するウエハ３０あるいはウエハ３０の一部を横断して軸方向に伸びる軸方向のシンギュレーション・ラインを使用することによって、ウエハ３０からシンギュレートすることができない。従って、ダイ８６−９１を囲むシンギュレーション領域９４は、ウエハ３０またはダイ８６−９１が位置するウエハ３０の一部を横切って軸方向に伸びる連続直線を形成しない。さらに、当業者であれば、ダイ８６−９１のいずれもが非矩形であることが解るであろう。
【００３４】
ダイ８６−９１を形成した後、シンギュレーション領域９４の部分のようなダイ８６−９１を囲むウエハ３０の部分は、ダイ８６−９１を個々のダイにシンギュレートするために、同時に除去される。通常除去されるウエハ３０の部分は、斜線９３によって示される。相互嵌合するように配置されている結果、ダイの突出を囲むシンギュレーション領域９４は、ウエハ３０を横断して軸方向に伸びる連続直線を形成しない。連続直線のシンギュレーション・ラインは、ダイの１つの側辺から、例えばダイ８８の側辺２１６に沿って伸び、ダイ８８の一部を通り、さらに、ダイ９１の一部のような他のダイを通るラインを形成し、ダイを破損するであろう。
【００３５】
図５は、ダイ９９−１０２のような複数の多重連結ダイの実施例の拡大平面図を示し、それらは、図１および図５に破線１０８で示されたウエハ３０の部分上に形成される。ダイ９９−１０２の上部表面は、それを通る穴を有するので、ダイ９９−１０２は多重連結である。さらに、ダイ９９−１０２は、ダイ７１−７４の上部表面の外部周囲が非矩形なので、非矩形の形状を有する。ウエハ３０のシンギュレーション領域１０９は、ダイ９９−１０２の各々の周囲を囲む。ダイ９９−１０２は、ダイを通る少なくとも１つの開口または穴を有する平行四辺形として示される。さらに、ダイ１０２は、ダイ１０２を通って形成された開口１０５，１０６を有する。開口１０５,１０６は異なる形状であるので、ダイ１０２は非対称である。
【００３６】
ダイ９９−１０２を形成した後、シンギュレーション領域１０９の部分のような、ダイ９９−１０２を囲むウエハ３０の部分は、ダイ９９−１０２を個々のダイにシンギュレートするために、同時に除去される。通常除去されるウエハ３０の部分は、斜線１０８によって示される。たとえダイ９９−１０２の側辺が直線であっても、その側辺は直角に交差しない。従って、ダイ９９−１０２は、ウエハ３０の表面のような与えられた領域内に形成することができるダイの数を最大限にするために、相互にずらしたパターンに配列される。ダイ９９−１０２のずらしたパターンまたは配置によって、１つのダイの１つの側辺を延長したとき、それが、少なくとも１つの隣接するダイの内部部分を横切ることになる。例えば、ダイ９９の側辺２０９を延長すると、側辺２０９はダイ１０１の内部と交差または横断するであろう。ずらしたパターンのために、ダイ９９−１０２を囲むシンギュレーション領域１０９は、ダイ９９−１０２を含むウエハ３０の一部を横断して軸方向に伸びる連続直線を形成しない。ダイ９９−１０２が配置されたウエハ３０の一部を横断して軸方向に伸びる連続直線のシンギュレーション領域は、ダイ９９−１０２の部分を通って伸び、ダイを破損するであろう。あるいは、直線状の連続的なシンギュレーション・ラインがダイの間に伸びることを可能にするためには、ダイの間（例えば、ダイ９９の側辺とダイ１００の側辺との間）の距離を拡張しなければならないが、それによって、ウエハ上で形成することができるダイの数が減少するであろう。
【００３７】
さらに、ダイ９９−１０２は、ダイ９９−１０２の１つの側辺に沿った（例えば、ダイ９９の側辺２０９に平行な）シンギュレーション・ラインは、隣接するダイ（例えばダイ１０１）の内部部分と交差するので、不規則なパターンでウエハ３０上に配列されているとみなすことができる。従って、ダイ９９−１０２のいくつかは、不規則なパターンであるために、このようなシンギュレーション・ラインがダイの少なくとも１つを横断するので、ダイ９９−１０２を含むウエハ３０の一部を横断して軸方向に伸びるシンギュレーション・ラインを使用して、ウエハ３０からシンギュレートすることができない。従って、ダイ９９−１０２を囲むシンギュレーション領域１０９は、ウエハ３０を横断して、あるいは、領域１０９のような、ダイ９９−１０２を含むウエハ３０の一部を横断して、軸方向に伸びる連続直線を形成し得ない。
【００３８】
シンギュレーション領域１０９を除去するために同時シンギュレーション法が使用されるので、ダイ９９−１０２は、ウエハ３０の使用を最大限にし、かつ、ウエハ３０上に形成することができるダイの数を増加させるような構成で、ウエハ３０上に配置される。
【００３９】
ダイ９９−１０２がシンギュレートされた後、ダイ９９−１０２のそれぞれを通って形成された開口内に他のダイを配置することを含み、ダイは他のダイと共に組み立てられる。例えば、ダイ９９は、制御回路の低電力理論回路として形成され、また、他のダイは、電力トランジスタのような高電力装置として形成されてもよい。電力トランジスタは、ダイ９９の開口の内部に配置されてもよく、また、２つのダイが一緒に動作してもよい。あるいは、ダイ９９−１０２が電力トランジスタであり、他のタイプのダイが、ダイ９９−１０２のいずれかの開口内に組み立てられてもよい。これによって、非常に近接しかつ短い相互接続の形成が可能となり、さらに、接続内の寄生抵抗およびインダクタンスを最小限にすることができる。あるいは、ダイ９９の動作中に生成された電力の放散を助長するために、ヒートシンクが、ダイ９９の開口内に組み立てられてもよい。あるいは、ヒートシンクを提供するような装置の効率を向上させるため、または、ダイの上部表面上に形成された要素からダイの底部表面上に形成された要素への低抵抗電気接続を提供するために、誘電体または金属材料が、開口内に選択的に組み立てられてもよい。
【００４０】
図６は、ダイ７１−７４のような複数の不規則な形状のダイの実施例の拡大平面図であり、それらは、図１および図６に破線７０で示されたウエハ３０の部分上に形成される。さらに、ダイ７１−７４は、ダイの上部表面の外部周囲の一部に沿って湾曲した形状を含む。ダイ９９−１０２がそうであったように、ダイ７１−７４は、ダイ７１−７４の内部を通る開口を有する代わりに、ダイ９９−１０２の開口と同様に応用できる湾曲部分を含む周囲を有する。ダイ７１−７４の周囲の湾曲部分のために、ダイ７１−７４は、ダイ７１−７４を含むウエハ３０の一部を横断して軸方向に伸びるシンギュレーション・ラインによってシンギュレートすることができない。ダイ７１−７４の湾曲した形状は、ダイに隣接するウエハ３０の部分を除去するために、軸方向のシンギュレーション・ラインを使用することを妨げる。例えば、軸方向のシンギュレーション・ラインは、ダイ７１の側辺７７に隣接するウエハ３０の部分を除去することができない。さらに、側辺７５の配置によって、ダイ７４の平面図または上部表面の周囲の形状が非対称になるので、ダイ７４は非対称の形状を有する。従って、シンギュレーション領域８０は、ウエハ３０からのダイ７１−７４のシンギュレートを促進するために、ダイ７１−７４の周囲を囲むように形成される。ウエハ３０の通常除去される部分は、斜線７９によって示される。周囲の湾曲部分のために、シンギュレーション領域８０は、ウエハ３０を横断して、あるいは、ダイ７１−７４を含むウエハ３０の一部分を横断して、軸方向に伸びる連続直線を形成し得ない。ダイ７１−７４は、ダイ９９−１０２に関して記述されたようにシンギュレートされる。
【００４１】
図７は、非矩形の形状をしたダイの上部表面の周囲を有する複数のダイ１２４−１２７の実施例の拡大平面図を示す。ダイ１２４−１２７は、図１および図４に破線１２３で示されたウエハ３０の部分上に形成される。ダイ１２４−１２７は、図５のダイ９９−１０２に類似しており、ダイ１２４−１２７が多重連結でない以外は、同一のダイの形状および類似の配置を有する。ウエハ３０のシンギュレーション領域１３０は、ダイ１２４−１２７のそれぞれ周囲を囲む。通常除去されるウエハ３０の部分は、斜線１２９によって示される。
【００４２】
ダイ１２４−１２７の側辺は直角に交差しないので、ダイ１２４−１２７の１つの任意の側辺から伸びる直線は、ダイ１２４−１２７の他の１つを横断するであろう。この構成のために、ダイ１２４−１２７は、ダイ１２４−１２７が配置されたウエハ３０を横断して、あるいはウエハ３０の一部分を横断して、軸方向に伸びるシンギュレーション・ラインを使用してシンギュレートすることができない。従って、ダイ１２４−１２７を囲むシンギュレーション領域１３０は、ダイ１２４−１２７が配置または形成されたウエハ３０の部分を横断して軸方向に伸びる連続直線を形成し得ない。
【００４３】
さらに、ダイ１２４−１２７の１つの側辺に沿った（例えば、ダイ１２４の側辺２１０に平行する）シンギュレーション・ラインは、隣接するダイ（例えばダイ１２６）の内部部分と交差するから、ダイ１２４−１２７は不規則なパターンでウエハ３０上に配列されているとみなすことができる。従って、不規則なパターンによって、そのようなシンギュレーション・ラインがダイの少なくとも１つを通って横断することになるから、ダイ１２４−１２７のいくつかは、ダイ１２４−１２７が形成されたウエハ３０の一部分を横断して軸方向に伸びるシンギュレーション・ラインを使用することによってウエハ３０からシンギュレートすることができない。従って、ダイ１２４−１２７を囲むシンギュレーション領域１３０は、ウエハ３０を横断して軸方向に伸びる連続直線を形成し得ない。当業者であれば、軸方向のシンギュレーション・ラインを使用することよってダイ１２４−１２７を取り出すことができるような異なるパターンで、ダイ１２４−１２７をウエハ３０上に配列することも可能であることを理解するであろう。
【００４４】
ダイ１２４−１２７は、ウエハ３０上に非中心パターンで示されるが、ダイ１２４−１２７の中心が整列されてもよく、あるいは、非中心に配置されてもよい。しかしながら、そのような構成は、それでもなお、ダイ１２４−１２７が形成されたウエハ３０の部分を横断して軸方向に伸びる軸方向のシンギュレーション・ラインを使用して、ダイ１２４−１２７をシンギュレートすることを妨げる。
【００４５】
図８は、ダイ１１３−１１６のような複数の非矩形であるダイの実施例の拡大平面図を示し、それらは、図１および図８に破線１１２で示されたウエハ３０の部分上に形成される。ダイ１１３−１１６は、いずれも上部表面の周囲が三角形の形状を有し、矩形の形状ではないので、ダイ１１３−１１６は非矩形である。ウエハ３０のシンギュレーション領域１１９は、ダイ１１３−１１６のそれぞれの周囲を囲む。
【００４６】
たとえダイ１１３−１１６の側辺が直線であっても、側辺は直角に交わることはない。ウエハ３０の領域のような与えられた領域内に配置することができるこの種のダイの数を最大限にするために、ダイは、ダイの１つの側辺の１つの延長が隣接するダイと交差するように、ずらしたパターンに配列される。例えば、ダイ１１４の側辺１１７を延長すると、その延長はダイ１１３と交差するであろう。さらに、少なくとも一方向に沿ったダイ１１４−１１５の中心が整列しないように、ダイ１１４−１１５を非中心になるように配列してもよい。例えば、ダイ１１３−１１６は、ダイ１１４，１１６の中心が水平線に沿って整列されることを示す。しかしながら、たとえウエハ３０の他のダイ（図示せず）が垂線に沿ってダイ１１４に整列したとしても、ダイ１１３およびダイ１１４の中心は、垂線に沿って整列せず、ダイ１１３の中心を通る垂線は、ダイ１１４を通過するであろう。非矩形の形状またはずらしたパターンのために、ダイ１１３−１１６を囲むシンギュレーション領域１１９は、ウエハ３０を横切って軸方向に伸びる連続直線を形成し得ない。さらに、ダイ１１３−１１６が配置または形成されたウエハ３０の一部分を横切って軸方向に伸びる軸方向シンギュレーション・ラインは、ダイ１１３−１１６のいくつかの内部を通って伸び、ダイを破損するであろうから、ダイ１１４−１１６は、不規則なパターンでウエハ３０上に配置されているとみなすことができる。当業者であれば、ダイ１１３−１１６がウエハ３０上に異なるパターンで配列できることを理解するが、そのパターンによりダイ１１３−１１６を取り出すために軸方向シンギュレーション・ラインを使用することが可能となる。
【００４７】
ダイ１１３−１１６を形成した後、シンギュレーション領域１１９の部分のような、ダイ１１３−１１６を囲むウエハ３０の部分は、ダイ１１３−１１６を個々のダイにシンギュレートするために、ドライ・エッチング法を用いて同時に除去される。一般に除去されるウエハ３０の除去部分は、斜線１１８によって示される。
【００４８】
従来のダイのシンギュレーション法は、直線状の連続的なシンギュレーション・ラインが、ダイ１１４とダイ１１５との間に伸びることができるように、ダイ１１４の側辺とダイ１１５の側辺との間のような、ダイ間の距離を拡大する必要があった。従って、ダイ１１４−１１６の配置または空間の配列によって、ウエハの利用が改善されるとともに、ウエハ上に形成されるダイの数を増やすことができる。
【００４９】
図９は、ダイ１３６−１４２のような複数の非矩形の形状を有するダイの実施例である拡大平面図を示し、それらは、図１および図８に破線１３５で示されたウエハ３０の部分上に形成される。ダイ１３６−１４２の上部表面または平面図の外部周囲が非矩形の形状を有するので、ダイ１３６−１４２は、八角形のような非矩形の形状を有する。八角形の形状は、非矩形の形状の一例であり、ダイ１３６−１４２は他の非矩形の形状を有してもよい。ウエハ３０のシンギュレーション領域１４５は、ダイ１３６−１４２のそれぞれの周囲を囲む。
【００５０】
ウエハ３０の領域のような与えられた領域に配置することができる非矩形の形状であるダイの数を最大限にするために、ダイ１３６−１４２は、一般に不規則なパターンでウエハ３０に配置される。不規則なパターンの一実施例では、ダイ１３６−１４２を囲むシンギュレーション領域１４５は、ダイ１３６−１４２が形成されるウエハ３０の部分を横断して軸方向に伸びる連続直線を形成しないように、ダイ１３６−１４２が配置される。
【００５１】
さらに、ダイの上部表面の外部周囲の形状は、ダイ３５−４２の１つと、それに隣接するダイ３５−４２の１つとの間に軸方向に伸びる軸方向シンギュレーション・ラインを使用してダイをシンギュレートすることを妨げるので、ダイ１３６−１４２は不規則な形状を有する。例えば、ダイ１３６の外部周囲は、そのような軸方向のシンギュレーション・ラインによって除去することができない側辺１４３を有するので、ダイ１３６とダイ１３７との間にあるウエハ３０の部分を通って軸方向に伸びる軸方向のシンギュレーション・ラインは、ダイ１３６をシンギュレートするために使用できない。図のように、ダイ１３６は、この不規則な形状に寄与する他の側辺を有する。従って、不規則な形状は、軸方向のシンギュレーション・ラインを使用することによってダイ１３６−１４２のいずれもがシンギュレートされることを妨げる。従って、不規則な形状は、ダイ１３６−１４２をシンギュレートするために軸方向のシンギュレーション・ラインを使用することを妨げる。
【００５２】
さらに、ダイ１３６−１４２のいずれも、ダイの中心が、隣接するダイと整列しないようにダイを配置することによって、隣接するダイに対して非中心の位置に配置することができる。さらに、ダイ１３６−１４２は、隣接するダイに対してずらした位置でウエハ３０上に配置される。この構成は、ウエハ３０の与えられた領域で形成することができる、多角形の形状を有するダイの数を増やすことができるので、このずらしたパターンが一般に使用される。ずらしたパターンの結果、ダイ１３６−１４２の１つのいずれかの側辺から伸びる直線は、ダイ１３６−１４２の他の１つを通って横断するであろう。この配置のために、ダイ１３６−１４２は、ダイ１３６−１４２が形成されたウエハ３０の部分を横断して軸方向に伸びるシンギュレーション・ラインを使用してシンギュレートすることができない。従って、ダイ１３６−１４２を囲むシンギュレーション領域１４５は、ダイ１３６−１４２が形成されたウエハ３０の部分を横断して軸方向に伸びる連続直線を形成しない。
【００５３】
さらに、ダイ１３６−１４２のいずれも、ダイ１３６−１４２の１つの側辺に沿った（例えば、ダイ１３６の側辺２２１に平行する）軸方向のシンギュレーション・ラインは、隣接するダイの内部部分（例えばダイ１３８）と交差するから、不規則なパターンにウエハ３０上で配列されているとみなすことができる。従って、ダイ１３６−１４２のいくつかは、ダイ１３６−１４２が形成されたウエハ３０の部分を横断して軸方向に伸びる軸方向のシンギュレーション・ラインを使用することによって、ウエハ３０からシンギュレートすることができない。従って、ダイ１３６−１４２を囲むシンギュレーション領域１４５は、ダイ１３６−１４２が形成されたウエハ３０を横断して、またはウエハ３０の一部分を横断して軸方向に伸びる連続直線を形成しない。
【００５４】
さらに、ダイ１３６−１４２のいずれも、シンギュレーション領域１４５の少なくとも一部を通ってダイ１３６−１４２の１つの側辺に沿って軸方向に伸びる軸のシンギュレーション・ラインが、ダイ４０のような隣接するダイの内部部分と交差するから、不規則なパターンでウエハ３０上に配列されているとみなすことができる。従って、ダイ３５−４２のいくつかは、不規則なパターンによって、ダイの少なくとも１つの内部を通ってそのような軸方向のシンギュレーション・ラインを横断するから、シンギュレートされるであろうダイを含むウエハ３０の部分を横断して軸方向に伸びる軸方向のシンギュレーション・ラインを使用して、ウエハ３０からシンギュレートすることができない。従って、ダイ３５−４２を囲むシンギュレーション領域４９は、ダイ５１−５６が配置されたウエハ３０の部分を横断して軸方向に伸びる連続直線を形成し得ない。
【００５５】
ダイ１３６−１４２を形成した後、シンギュレーション領域１４５の部分のような、ダイ１３６−１４２を囲むウエハ３０の部分は、ダイ１３６−１４２を個々のダイにシンギュレートするために、同時に除去される。一般に除去されるウエハ３０の部分は、斜線１４４によって示される。同時シンギュレーション法がシンギュレーション領域１４５またはその一部を除去するために使用されるので、ダイ１３６−１４２は、記述された形状に形成され、あるいは、記述された構成でウエハ３０上に配列および配置され、ウエハ３０の使用を最大限にできるとともに、ウエハ３０上で形成することができるダイの数が増加する。
【００５６】
ウエハを横断して軸方向に伸びる直線のシンギュレーション・ラインを形成した先行するシンギュレーション法では、連続直線のシンギュレーション・ラインは、ダイ１３６−１４２の部分を通って伸びるので、ダイを破損したであろう。例えば、そのような連続直線のシンギュレーション・ラインは、ダイ１３６の側辺２２１に沿うように、ダイの１つの側辺から伸び、ダイ１３８の内部部分のような、他のダイの部分を通って伸びるシンギュレーション・ラインを形成し、ダイ１３８を破損したであろう。あるいは、ダイ１３６の側辺とダイ１３８の側辺との間のようなダイ間の距離は、直線の連続的なシンギュレーション・ラインがダイ間に伸びるために拡大されなければならないので、それによって、ウエハ上に形成することができるダイの数が減少するであろう。
【００５７】
図１０は、ダイ１５１−１５７のような複数のダイの実施例の拡大平面図を示し、それらは、図１および図９に破線１５０で示されたウエハ３０の部分上に形成される。ダイ１５６,１５７のように、ダイのうちのいくつかは、ダイ１５１,１５４のようなウエハ３０の他のダイの上部表面の外部周囲のまわりの領域および距離よりも大きい、ダイの上部表面の外部周囲のまわりの領域および距離を有する。ウエハ３０のシンギュレーション領域１６０は、ダイ１５１−１５７のそれぞれの周囲を囲む。図１０に示す実施例のために、ダイ１５１−１５７は矩形として示される。ダイは異なる領域および周囲を有するので、ダイは、ウエハ３０の表面上のような与えられた領域に形成することができるダイの数を最大限にするために、相互にずらしたパターンで配列される。従って、ダイ１５１の領域は、ダイ１５４または１５６のどちらかの領域とあまり等しくなく、また、ダイ１５４の領域は、ダイ１５６の領域ともあまり等しくない。さらに、ダイ１５１−１５７の１つの側辺に沿った（例えば、ダイ１５４の側辺２１９に平行する）シンギュレーション・ラインは、隣接するダイ（例えばダイ１５２,１５６）の内部部分と交差するから、ダイ１５１−１５７は不規則なパターンでウエハ３０上に配列されているとみなすことができる。従って、ダイ１５１−１５３または１５４−１５５または１５６−１５７のいずれも、ダイ１５１−１５７が形成されるウエハ３０の部分を横断して軸方向に伸びる軸方向シンギュレーション・ラインを使用することによって、ウエハ３０からシンギュレートすることができない、なぜならそのような軸方向のシンギュレーション・ラインは、少なくともダイの１つを通って横断するからである。従って、ダイ１５１−１５７を囲むシンギュレーション領域１６０は、ダイ１５１−１５７が形成されたウエハ３０を横断して、またはウエハ３０の一部を横断して、軸方向に伸びる連続直線を形成し得ない。
【００５８】
シンギュレーション領域１６０の少なくとも一部を除去するために、同時シンギュレーション法が使用されるので、ダイ１５１−１５７は、ウエハ３０の使用を最大限にし、かつ、ウエハ３０上で形成することができるダイの数を増加することができるような、ずらした構成または不規則なパターンでウエハ３０上に配列または配置される。
【００５９】
当業者であれば、ダイ１５３,１５５の領域を有するダイのように、少なくとも２つの異なるダイのサイズがあり、それは、ウエハ３０上の他のダイの領域と異なる領域を有する単一のダイであってもよいことを理解するであろう。いくつかの実施例では、異なるサイズのダイは、ウエハ３０からシンギュレートされ、第１および第２半導体ダイの周囲は、矩形のような同じ形状を有し、また、第１および第２半導体ダイの両方が、２つの全体で完全なダイとしてウエハ３０からシンギュレートされる。他の実施例では、異なるサイズのダイの１つは、製造作業中にプロセッシング・パラメータあるいは他のパラメータをテストするためにウエハ３０上に形成されるテスト構造であってもよい。そのような実施例に関しては、テスト構造ダイは、ウエハ３０からシンギュレートされなくてもよい。
【００６０】
図１１は、図１および図２の切断線２−２に沿って切断したウエハ３０の拡大した断面部分を示す。図面および記述を明瞭にするために、この切断線２−２は、ダイ３６およびダイの部分３５，３７についてのみ示される。半導体ダイ３５−３７は、一般に半導体基板３１８を含み、それは、半導体ダイのアクティブおよびパッシブ部分を形成するために基板３１８内に形成されたドープ領域を有する。図１１に示された断面部分は、ダイ３５−３７の各々のコンタクト・パッド３２４に沿って切断したものである。コンタクト・パッド３２４は、一般に、半導体ダイと半導体ダイの外部の要素との間に電気的な接触を提供するために、半導体ダイ上に形成される金属である。例えば、コンタクト・パッド３２４は、後続工程でパッド３２４に接合されるボンディング・ワイヤを受け取るために形成され、あるいは、後続工程でパッド３２４に接合されるソルダ・ボールまたは他のタイプの相互接続構造を受け取るために形成される。基板３１８は、バルク基板３１９を含み、そして、バルク基板３１９は、その表面上に形成されたエピタキシャル層３２０を有する。エピタキシャル層３２０の一部はドープされ、半導体ダイ３５または３６または３７のアクティブおよびパッシブ部分を形成するために使用されるドープ領域３２１を形成する。層３２０および／または領域３２１は、いくつかの実施例では省略されてもよく、あるいは、ダイ３５または３６または３７の他の領域にあってもよい。
【００６１】
典型的には、個々の半導体ダイの他の部分からパッド３２４を分離し、かつ、隣接する半導体ダイから各パッド３２４を分離するために、誘電体３２３が基板３１８の上部表面上に形成される。誘電体３２３は、通常、基板３１８の表面上に形成された二酸化けい素の薄い層である。コンタクト・パッド３２４は、一般に金属であり、基板３１８と電気的に接触するコンタクト・パッド３２４の部分と、誘電体３２３の一部分の上に形成された他の部分を有する。金属性のコンタクトおよび関連する層間誘電体（図示せず）も含めてダイ３５−３７が形成された後、複数の半導体ダイの全ての上に誘電体３２６が形成され、ウエハ３０および個々の半導体ダイ３５−３７のためのパッシベーション層として機能する。誘電体３２６は、通常、例えば全面的に誘電体を堆積することによって、ウエハ３０の全表面上に形成される。誘電体３２６の厚さは、一般に、誘電体３２３の厚さよりも厚い。
【００６２】
誘電体３２６を形成した後、誘電体３２６の部分のような下にある層をエッチングすることなく基板３１８を通る開口を形成するために、シンギュレーション・マスクが形成される。好適な実施例では、シンギュレーション・マスクは、アルミニウム窒化物（ＡｌＮ）で形成される。この好適な実施例では、ＡｌＮ層３９１は、少なくとも誘電体３２６上に形成される。層３９１は、一般に、ウエハ３０をすべて覆うように与えられる。
【００６３】
図１２は、ウエハ３０から、ダイ３５−３７のような不規則な形状のダイをシンギュレートする方法の好適な実施例に関し、図１１の後続ステージにおけるウエハ３０の断面部分を示す。ＡｌＮ層３９１が形成された後、マスク３３２が基板３１８の表面に与えられ、そしてパターン化されて、各パッド３２４の上（すなわち、ウエハ３０の部分の上）を覆う誘電体３２６の一部を露出させるための開口が形成され、そこにシンギュレーション領域（例えばシンギュレーション領域４９）が形成される。
【００６４】
マスク３３２を形成するために、写真用マスク材料がウエハ３０に与えられ、次に、紫外線のような光線が照射され、シンギュレーション・ラインが形成されるべき位置およびパッド３２４が形成されるべき位置の上に開口を有するマスク３３２が形成されるように、マスク材料の露光部分の化学組成が変化する。その後、現像液が、マスク材料の未露光部分を除去するために使用され、それによって、各シンギュレーション領域（例えばシンギュレーション領域４９）が形成されるべき位置の上に開口３２８，３２９を有するマスク３３２が残る。開口３２８,３２９は、典型的には、ダイ３５−３７を囲む単一の開口の２つの部分であるが、断面図であるために、２つの開口として示されていることが、当業者には理解できるであろう。さらに、水酸化アンモニウムを基剤とする現像液を用いることによって、マスク材料の未露光部分の下にあるＡｌＮ層３９１の部分を除去できることが解っている。層３９１の除去された部分は、破線３９２によって示され、また、層３９１の残存部分は、ＡｌＮ３９３として示される。ＡｌＮ３９３は、シンギュレーション・マスクとして機能するが、それについては後述する。
【００６５】
図１３は、ウエハ３０からダイ３５−３７をシンギュレートする方法の実施例に関し、図１２の後続のステージにおけるウエハ３０の断面部分を示す。誘電体３２６,３２３は、マスク３３２およびＡｌＮ３９３内の開口を通してエッチングされ、その下にある基板３１８およびパッド３２４の表面を露出させる。領域４９のようなシンギュレーション領域が形成される領域において、ＡｌＮ３９３および誘電体３２６,３２３によって形成された開口は、シンギュレーション開口３２８,３２９として機能する。パッド３２４の上の誘電体３２６を通して形成された開口は、コンタクト開口として機能する。エッチング工程では、誘電体を選択的にエッチングする工程が、金属をエッチングする工程よりも速く行なわれることが好ましい。エッチング工程では、一般に、金属がエッチングされるよりも少なくとも１０倍速く誘電体がエッチングされる。パッド３２４の金属は、エッチングを停止する機能を果たし、エッチングによってパッド３２４の露出部分は除去されない。好適な実施例では、フッ素を基剤とする異方性反応イオン・エッチング工程が用いられる。
【００６６】
誘電体３２６,３２３を通る開口を形成した後、マスク３３２は、通常、破線によって示されたように除去される。続いて、基板３１８は、一般に、基板３１８の底部表面から材料を取り除き、かつ、破線によって示されるように基板３１８の厚さを削減するために薄くされる。一般に、基板３１８は、約２５〜４００ミクロン未満、好ましくは約５０〜２５０ミクロンの間の厚さに薄くされる。このような薄化手順は、当業者間において周知である。ウエハ３０が薄くされた後、ウエハ３０の裏面は金属層３２７によって金属化されてもよい。この金属化ステップは、いくつかの実施例では省略されてもよい。その後、ウエハ３０は、通常、複数のダイがシンギュレートされた後に複数のダイをサポートするための輸送テープまたはキャリヤ・テープ３３０に取り付けられる。いくつかの実施例では、テープ３３０は省略され、あるいは、異なるキャリヤ装置に置き換えられる。
【００６７】
図１４は、ウエハ３０から半導体ダイ３５−３７をシンギュレートする方法の実施例に関し、後続のステージにおけるウエハ３０を示す。ＡｌＮ３９３は、シンギュレーション開口３２８,３２９を通して基板３１８をエッチングするためのマスクとして使用される。ＡｌＮ３９３は、誘電体３２６がエッチングの影響を受けないように保護する。ＡｌＮ３９３は、約５０〜３００オングストロームの厚さであるが、それでもなお誘電体３２６を保護する。ＡｌＮ３９３は、好ましくは、約２００オングストロームの厚さである。エッチング工程によって、シンギュレーション開口３２８,３２９は、基板３１８の上部表面から、基板３１８を通って伸び、ウエハ３０からシンギュレーション領域４９が除去され、ダイ３５−３７がシンギュレートされる。エッチング工程は、通常、誘電体または金属をエッチングするよりもはるかに速い速度で選択的にシリコンをエッチングするような化学的性質を用いて行なわれる。エッチング工程では、一般に、誘電体または金属がエッチングされるよりも少なくとも５０倍、好ましく１００倍の速さでシリコンがエッチングされる。シンギュレーション領域４９を形成するために、典型的には、等方性および異方性エッチング条件の組合せを用いる深掘り反応性イオン・エッチング・システムが、基板３１８の上部表面（例えばダイ３６の表面１１）から基板３１８の底部表面まで通る開口３２８,３２９をエッチングするために使用される。好適な実施例では、一般にボッシュ（ＢＯＳＣＨ）法と呼ばれる工程が、基板３１８を通るシンギュレーション開口３２８,３２９を異方性エッチングするために使用される。一例において、ウエハ３０は、アルカテル社の深掘り反応性イオン・エッチング・システムでボッシュ法を用いてエッチングされる。
【００６８】
シンギュレーション開口３２８,３２９の幅は、一般に、５〜１０ミクロンである。このような幅は、開口３２８,３２９が基板３１８を完全に通って形成されるとともに、短時間で開口を形成できることを充分に保証できる細さである。典型的には、開口３２８,３２９は、約１５〜３０分で、開口４９のように基板３１８を通って延伸することが可能である。ウエハ３０の全てのシンギュレーション領域は同時に形成されるので、全てのシンギュレーション領域が、約１５〜３０分の同じ時間内にウエハ３０の全体わたって形成される。
【００６９】
その後、ウエハ３０のダイは、キャリヤ・テープ３３０によってサポートされ、そして、そのダイは、後続の組立作業へ送られる。
【００７０】
ＡｌＮ３９３は誘電体であるので、ダイ３５−３７に残る。他の実施例では、ＡｌＮ３９３は、例えば現像液を使用することによって、基板３１８を通るエッチングを行なった後に除去されるが、それには追加の処理工程が必要である。層３１９の露出部分を除去するための現像液を使用することにより、処理工程が少なくなり、それによって製造コストが削減できる。また、マスクとしてＡｌＮ３９３を使用することにより、エッチング作業による影響から誘電体３２６を保護することができる。
【００７１】
他の実施例では、シンギュレーション・マスクは、ＡｌＮの代わりに他の材料で形成されてもよい。シンギュレーション・マスクの他の材料は、基板３１８のシリコンをエッチングするために用いられるプロセスによってほとんどエッチングされないような材料である。基板３１８をエッチングするために用いられるエッチング手順では、金属よりも速くシリコンがエッチングされるので、シンギュレーション・マスクを形成するために金属化合物を材料として使用することができる。このような金属化合物の例には、ＡｌＮ、チタンニトライド、酸化チタン、チタンオキシニトライド、および他の金属化合物が含まれる。ＡｌＮ以外の金属化合物を使用する例において、金属化合物の層は、層３９１と同様に与えられる。その後、マスク３３２が、金属化合物層をパターン化するために使用され、金属化合物内に開口が形成される。その後、マスク３３２は除去され、そして、金属化合物の残部は、基板３１８のエッチング中に、誘電体３２６のような下層を保護する。金属化合物は、シンギュレーション後のダイに残されてもよく、あるいは、完全なシンギュレーションの前（例えば、テープ３３０からダイを分離する前）に除去されてもよい。
【００７２】
さらに、金属−シリコン化合物中の金属は、金属−シリコン材料内へのエッチングの進行を妨げるので、金属−シリコン化合物もまた、シンギュレーション・マスクを形成するために使用することができる。金属−シリコン化合物のいくつかの例には、ケイ化チタンおよびケイ化コバルトのような金属ケイ化物が含まれる。金属−シリコン化合物の実施例に関し、金属−シリコン化合物の層は、金属化合物の例と同様に形成およびパターン化される。しかしながら、金属−シリコン化合物は一般に導体であるので、ダイから除去されなければならず、例えば、テープ３３０からダイを完全にシンギュレートするのに先立って、金属−シリコン化合物が除去される。
【００７３】
さらに、ポリマーが、シンギュレーション・マスクに使用されてもよい。適切なポリマーの一例は、ポリイミドである。他の周知のポリマーが使用されてもよい。ポリマーは、金属化合物と同様にパターン化され、その後除去されるか、あるいは、ダイに残される。
【００７４】
図１５は、ウエハ３０のような半導体ウエハから、ダイ３５−３７のような不規則な形状の半導体ダイをシンギュレートする他の方法の実施例におけるステージを示す。このシンギュレーション方法は、シンギュレートされるダイ上に角度のあるサイドウォールを形成する。図１５に示されたステージは、図１２について記述された開口３２８−３２９を形成した後から始まる。ＡｌＮ３９３は、シンギュレーション開口３２８,３２９を通して基板３１８をエッチングし、かつ、シンギュレーション領域４９をウエハ３０から除去するためのマスクとして使用される。基板３１８の表面が露出した後、基板３１８および全ての露出パッド３２４は、等方性エッチング工程でエッチングされ、それは、誘電体または金属よりもはるかに速い速度（一般には、少なくとも５０倍、好ましくは、少なくとも１００倍の速さ）で選択的にシリコンをエッチングする。典型的には、フッ素の化学的性質を備えた下流エッチング剤が、このエッチングに用いられる。例えば、ウエハ３０は、十分な等方性エッチングを使用するアルカテル社の深掘り反応性イオン・エッチング・システムでエッチングされる。このエッチング工程は、開口の幅を横方向へ拡張させる深さまで開口３２８,３２９を基板３１８内へ延伸させる一方で、開口４００を形成するためにその深さを基板３１８内へ拡張するために行なわれる。この工程は、ダイ３５−３７に、角度のあるサイドウォールまたは傾斜したサイドウォールを形成するために用いられるので、多数の等方性エッチングが、開口の深さを基板３１８内へ伸ばすとともに、開口３２８,３２９の幅を連続的に広げるために用いられるであろう。ダイ３６および基板３１８の表面１１において、開口４００の幅が開口３２８,３２９の幅よりも大きくなった後、等方性エッチングは終了する。
【００７５】
その後、炭素を基剤とするポリマー４０１が、開口４００内に露出された基板３１８の部分に加えられる。
【００７６】
図１６は、図１５に関して記述されたステージの後続ステージを示す。開口４００のサイドウォール上のポリマー４０１の一部を残す一方で、開口４００の底にあるポリマー４０１の部分を除去するために、異方性エッチングが用いられる。
【００７７】
図１７は、図１６に関して記述されたステージの後続ステージを示す。開口４００内の基板３１８の露出した表面、および、全ての露出したパッド３２４は、図１５に関して記述した工程に類似する等方性エッチング工程でエッチングされる。等方性エッチングによって、シンギュレーション開口３２８および３２９の幅を再び横方向に拡大される一方で、基板３１８内に開口４０４を形成するために、さらに深さも拡張される。深さが増すにつれて開口の幅が広くなることにより、開口４０４の幅が開口４００の幅よりも大きくなった後、等方性エッチングは通常終了する。開口４００のサイドウォール上に残されたポリマー４０１の部分は、開口４０４のエッチングが開口４００の幅に影響を与えないように、開口４００のサイドウォールを保護する。典型的には、ポリマー４０１のほぼ全てが、開口４０４のエッチング中に開口４００のサイドウォールから除去される。
【００７８】
その後、ポリマー４０１に類似する炭素を基剤とするポリマー４０５が、開口４０４内に露出した基板３１８の部分に加えられる。ポリマー４０５の形成中に、その工程は、通常、開口４００のサイドウォール上に再びポリマー４０１を形成する。
【００７９】
図１８は、図１７に関して記述されたステージの後続ステージを示す。開口４０４のサイドウォール上のポリマー４０５の部分を残す一方で、開口４０４の底にあるポリマー４０５の部分を除去するために、異方性エッチングが用いられる。この工程の段階は、図１６に関して記述したステップに類似する。
【００８０】
図１９は、シンギュレーション領域４９が完全に基板３１８を通って伸びるように形成されるまで、このシーケンスが繰り返されることを示す。開口（例えば開口４０８,４１２）を形成するための異方性エッチングのシーケンス、すなわち、開口のサイドウォール上のポリマー（例えばポリマー４０９）を形成し、そして、サイドウォール上のポリマーの部分（例えばポリマー４０９）を残す一方で、開口の底からポリマーを除去するというシーケンスが、開口３２８,３２９が基板３１８を通って延伸し、基板３０からシンギュレーション領域４９が取り除かれるまで繰り返される。
【００８１】
開口４１２を形成するためのエッチングのような最後の等方性エッチングの後は、ポリマーは、一般に、後続のオペレーション中に基板３１８を保護するために必要でないので、堆積されない。ポリマー４０１,４０５,４０９は、開口４００,４０４,４０８のそれぞれのサイドウォール上に示されているが、すべての工程が完了した後、対応する開口のサイドウォールからこれらのポリマーをほぼ除去するために、開口４１２を形成するためのエッチングのような最後の等方性エッチングのステップが用いられてもよいことを、当業者であれば理解するであろう。従って、これらのポリマーは、説明を明瞭にするためにのみ示されている。
【００８２】
図１９から解るように、ダイ３６のサイドウォール３３６、およびダイ３７のサイドウォール３３５は、上部表面１１から底部へ内側に傾斜しているので、各ダイの底部におけるダイの幅は、そのダイの上部におけるダイの幅よりも狭い。従って、基板３１８の上部におけるダイの外側のエッジは、基板３１８の底部におけるダイの外側のエッジを距離４１６だけ越えて伸長し、ダイ３５の上部表面が、距離４１６だけ底部上に張り出す。距離４１６は、ダイ３５−３７の厚さの約５〜１０パーセントであると考えられる。一実施例では、距離４１６は、約１〜５ミクロンであり、従って、基板３１８の底部でのダイ３５の幅は、表面１１におけるダイ３５の上部での幅よりも約２〜１０ミクロン狭い。一般に、シンギュレーション領域４９の開口の上部は、シンギュレーション領域４９の開口の底部よりも約２〜４０ミクロン狭い。他の実施例では、サイドウォール３３６は、サイドウォール３３６と、基板３１８の上部表面に対して垂直な線のような垂線との間に、約１５〜４０度の角度４１７を形成すると考えられる。従って、各エッチングが開口３２９幅を拡張する量は、角度４１７を形成するのに十分であるべきである。当業者であれば、複数の異方性エッチング工程によって、ダイ３５−３７の各々に粗いサイドウォールが形成されるので、その結果、サイドウォールは、サイドウォールに沿ってぎざぎざを有するエッジを有することが解るであろう。しかしながら、ぎざぎざを有するエッジの程度は、説明を明瞭にするために、図１５−１９では誇張されている。これらのサイドウォールは、一般に、ほぼ平滑なサイドウォールであると見なされる。
【００８３】
当業者であれば、ダイ３５−３７をシンギュレートする方法の他の実施例において、シンギュレーション・マスク層が省略されていることが解るであろう。かかる場合において、等方性かつ／または異方性エッチングの手順は、誘電体または金属よりもシリコンを速くエッチングするようなエッチングを使用し、従って、誘電体３２６が、ダイ３５−３７のそれぞれの下にある部分に保護を提供する（２００９年２月１２日に公開された米国特許公開番号２００９／００４２３６６（発明者：ゴードン・エム・グリヴナ）参照）。
【００８４】
図２０は、ウエハ３０のような半導体ウエハから、不規則な半導体ダイ、例えば３５−３７をシンギュレートする他の方法の実施例に関するステージを示す。図２０は、基板３１８の上部表面上に誘電体３２３を形成した後であって、パッド３２４を形成する前の製造状態（図１１参照）におけるダイ３５−３７の拡大断面部分を示す。図２０に示されたシンギュレーション方法に関し、ダイ３５−３７は、ウエハ３０上に各ダイを囲む単一の分離トレンチ３７９を有する。さらに、後述するように、トレンチ３７９は、シンギュレーション領域４９を形成し、かつ、ウエハ３０から領域４９を除去するために使用される。
【００８５】
トレンチ３７９は、基板３０内への開口として形成され、そして、誘電体ライナ３８０は、開口のサイドウォールおよび底部に形成される。誘電体ライナは、一般に、二酸化けい素のような誘電材料である。開口の残部は、一般に、充填材料３８１（図２１参照）で満たされる。好適な実施例では、誘電体ライナ３８０の底部は除去されるので、トレンチ３７９の底部は、破線３８４によって示されるように開いている。ライナ３８０の底部を除去する方法の一例としては、トレンチ３７９を露出するための開口を有するマスク３８５を適用する方法、および、ライナ３８０の底部を通ってエッチングするために、スペーサ・エッチングのような等方性エッチングを行なう方法が含まれる。エッチングは、トレンチ３７９の下にある基板３１８の部分の破損を防止するために、シリコン上の誘電体に対して選択的に行なわれる。マスク３８５は、一般に、ライナ３８０の底部が除去された後に除去される。トレンチ３７９の底部を除去した後、トレンチ３７９の残りの開口が、充填材料３８１で満たされる。充填材料３８１は、後続の工程の段階を促進させるために、一般にポリシリコンのようなシリコンを基剤とする材料であるが、これについては後述する。
【００８６】
当業者であれば、ダイ３５−３７のいずれもが、ダイ内に他のトレンチ（例えばトレンチ３７８）をさらに有すること、および、これらのトレンチは、トレンチ３７９を形成するために用いた工程に類似した工程を用いて形成されることが解るであろう。トレンチ３７８は、底部の酸化物が有用な作用をするかどうかによって、底部の酸化物を保持してもよく、または、除去してもよい。例えば、トレンチ３７８は、ドープしたポリシリコンで満たされ、例えば、金属層３２７（図２０には示されない）、あるいは、基板３１８の底部または裏面の他のコンタクトへの、低抵抗基板コンタクトまたは裏面コンタクトを提供する。しかしながら、トレンチ３７８の好適な実施例では、底部は除去されず、また、好ましくは、トレンチ３７８はダイの内部にあり、ダイの外部周囲を囲まない。このように、トレンチ３７９は、トレンチ３７８または他の同様のトレンチと同時に形成することができるので、それによって製造コストが低減する。当業者であれば解るように、ダイ３５−３７は、基板３１８上または基板３１８内に形成された様々なアクティブまたはパッシブ要素を有する。
【００８７】
トレンチ３７９は、シンギュレーション領域４９内、好ましくはシンギュレーション領域の中央に形成されるので、領域４９のどの点においても、トレンチ３７９の中央は、２つのダイの中間点のような、領域４９のほぼ中央にある。さらに後述するように、シンギュレーションは、トレンチ３７９のほぼ中央を通って生じるであろう。
【００８８】
図２１は、ウエハ３０から半導体ダイ３５−３７をシンギュレートする方法の一例に関する後続ステージにおけるウエハ３０を示す。トレンチ３７９が形成された後、ダイ３５−３７の他の部分が、コンタクト・パッド３２４の形成、およびダイ３５−３７を被覆する誘電体３２６の形成を含めて形成される。誘電体３２６は、一般に、基板３１８の部分を含むウエハ３０の他の部分をさらに被覆し、そこに、領域４９のようなシンギュレーション領域が形成される。その後、マスク３８７が与えられ、パターン化されて下にある誘電体３２６が露出し、そこにシンギュレーション領域４９およびコンタクト開口が形成される。マスク３８７は、図１２に示されるマスク３３２に類似するが、通常、マスク３８７の位置は、わずかに異なっている。シンギュレーション領域４９が形成されるマスク３８７内の開口は、さらにトレンチ３７９の上に位置する。誘電体３２６は、マスク３８７内の開口を通ってエッチングされ、その下にあるトレンチ３７９内の充填材料３８１が露出する。典型的には、エッチングによって、さらに、誘電体３２６の下にあるパッド３２４が露出する。領域４９のようなシンギュレーション領域が形成される領域内において誘電体３２６を通って形成される開口は、シンギュレーション開口３８２,３８３として機能する。誘電体３２６を通る開口３８２,３８３を形成するために用いられるエッチング工程は、一般に、誘電体３２３,３２６を通る開口３２８,３２９（図１２参照）を形成するために用いられた工程と同じである。開口３８２,３８３は、典型的には、それらに対応するトレンチ３７９のサイドウォール上の誘電体ライナ３８０が、開口３８２,３８３の下に位置するように形成されるが、誘電体ライナ３８０は、材料３８１が露出している限り、露出している必要はない。当業者であれば、開口３８２,３８３は、典型的には、ダイ３５−３７を囲む単一の開口の２つの部分であるが、断面図であるために２つの開口として示されていることが解るであろう。
【００８９】
誘電体３２６,３２３を通る開口３８２,３８３が形成された後、破線で示されるようにマスク３８７が除去され、そして基板３１８は、破線３８６で示されるように薄くされる。シンニングによって、トレンチ３７９の下にある基板３１８のほとんどが除去される。誘電体ライナ３８０の誘電材料によって、ウエハ３０を薄くするために使用されたツールが破損されるか、あるいは、ウエハ３０にかき傷がつくかもしれないので、基板３１８は、一般に、トレンチ３７９の底部に至るまで薄くされることはない。好ましくは、基板３１８は、トレンチ３７９の底部から基板３１８までが約２〜５ミクロンになるまで、薄くされる。いくつかの実施例では、トレンチ３７９の底部が露出するまで、基板３１８が薄くされてもよい。その後、基板３１８の底部表面は、図１３に関して記述したように、金属層３２７で金属化される。この金属化ステップは、いくつかの実施例では省略される。続いて、ウエハ３０は、通常、一般的なキャリヤ基板またはキャリヤ・テープ３３０のような、一般的なキャリヤに取り付けられる。
【００９０】
図２２は、ウエハ３０からダイ３５−３７をシンギュレートする方法の実施例に関し、後続のステージにおけるウエハ３０を示す。基板３１８を通る開口として領域４９を形成するために、第２の開口が充填材料３８１を通って形成される。基板３１８は、好ましくは、誘電体３２６をマスクとして使用して、シンギュレーション開口３８２,３８３を通してエッチングされる。エッチング工程は、通常、図１４に関して記述したエッチングに類似するような、誘電体または金属よりもはるかに速い速度で選択的にシリコンをエッチングする化学剤を使用して行なわれる。エッチング工程によって、材料３８１を通る開口が形成される。典型的には、エッチングによって、材料３８１のほぼ全てが除去され、シンギュレーション領域４９が、基板３１８の上部表面から、トレンチ３７９の充填材料３８１を完全に通って伸び、そして、ウエハ３０から領域４９が取り除かれる。エッチング・ステップは、誘電体上のシリコンに対して選択的に行なわれるので、充填材料３８１は、トレンチ３７９のサイドウォール上の誘電体ライナ３８０をエッチングすることなく除去される。従って、トレンチ３７９のサイドウォール上の誘電体ライナ３８０は、等方性エッチングから基板３１８のシリコンを保護する。等方性エッチングは、ボッシュ法を用いて、またはボッシュ法を限定的に用いて得られるよりも、はるかに高いエッチング処理能力を有する。等方性エッチング工程は、充填材料３８１を通って、トレンチ３７９の下にある基板３１８の任意の部分をエッチングする。従って、等方性エッチングは、トレンチ３７９通って、基板３１８の下にある任意の部分を素早くエッチングし、それによってダイ３５−３７がシンギュレートされる。このような迅速なエッチングによって、処理能力が改善されるとともに製造コストが低減する。さらに、当業者であれば、充填材料３８１のシリコンを基剤とする材料によって、誘電体ライナ３８０および基板３１９上の材料に対するストレスが軽減されることが解るであろう。
【００９１】
トレンチ３７９を通るシンギュレーション領域４９に沿ってダイ３５−３７をシンギュレートすることにより、シンギュレーション領域は、半導体ウエハの非常に小さなスペースしか占領しなくなる。例えば、充填材料３８１を含むトレンチ３７９の幅は、典型的には、わずか約３ミクロンである。従って、シンギュレーション領域４９の幅は、スクライビングまたはウエハ・ソーイングのような、ダイをシンギュレートする他の方法では１００ミクロンであるのに対し、わずか約３ミクロンである。当業者にとって、ウエハ３０を薄化するステップは省略してもよく、また、材料３８１のエッチングは、開口３８２,３８３がウエハ３０を貫通するまで継続されてもよいことは明白であろう。
【００９２】
当業者であれば、図１０−１３に関して記述したように、層３９１およびＡｌＮ３９３をシンギュレーション・マスクとして使用してもよいことが解るであろう。
【００９３】
図２３は、ダイ２３３,２３７,２４１のような複数の非矩形の形状を有するダイの一実施例の拡大平面図を示し、それらは、図１および図２３の破線２３０によって特定されたウエハ３０の部分上に形成される。ダイ２３３,２３７,２４１は、直角に交差しないコーナを有する。ダイ２３３は、側辺２３６から側辺２３１に斜めに走る直線を有する斜線で形成されたコーナ２３４を有する。従って、コーナは直角ではなく斜線である。コーナ２３４の斜めの部分は、直角であるコーナ２３５からコーナ２３４を識別するための、ダイ２３３のアラインメント・キーとして使用することができる。このアラインメント・キーによって、製造作業中に基板またはパッケージにダイ２３３を取り付ける際に、ダイ２３３の方向付けが容易になる。
【００９４】
ダイ２３７は、直角を形成するコーナ２３８、および湾曲した形状を有するコーナ２３９を有する。湾曲形状は、コーナにかかるストレスを軽減し、それによって、直角のコーナを有するダイの全体にわったてダイ２３７の信頼性を改善する。コーナ２３９はコーナ２３８と異なっているので、いくつかの実施例では、コーナ２３９はアラインメント・キーとして使用することができる。コーナ２３９は、凸状に湾曲した形状として示されるが、コーナ２３９は、どのようなタイプの湾曲形状でもよい。
【００９５】
ダイ２４１は、全てのコーナが湾曲形状として形成されたコーナ２４２有する。湾曲形状によってストレスが軽減され、ダイ２４１の信頼性が改善される。
【００９６】
当業者であれば、ダイ２３３,２３７は、コーナ２３４,２３９のような、ダイの他のコーナとは異なる形状の１つのコーナを有するダイとして形成されていることが解るであろう。コーナ２３４,２３９の形状は、異なるコーナの形状の一例を示すために使用されたものであり、コーナの形状は、斜線および湾曲したコーナに制限されない。しかしながら、どのようなコーナであっても、ダイの１つコーナを識別するためのアラインメント・キーを形成するために、ダイの他のコーナとは異なっていることを要する。さらに、コーナ２３５のような他のコーナは、直角である必要はないが、コーナ２３４のような識別用のコーナとは異なる形状であることを要する。
【００９７】
ダイ２３７,２４１は、非矩形の形状であることに加えて、シンギュレートされたダイの外部周囲が、少なくとも１つの湾曲部分のある形状を有する。
【００９８】
当業者であれば、ここに含まれる記述は、当業者に対して、図２−１０および図２３に示されたダイの１つのような、非矩形の形状、多重連結の形状、周囲にそって外方向に伸びた突出を有する形状、非対称の形状、および、少なくとも１つの湾曲部分を有する形状のうちの１つを有する半導体ダイの上部表面の周囲を含む、半導体ダイを形成する方法を教示するものであることを理解するであろう。
【００９９】
さらに、当業者であれば、非矩形の形状は、三角形、平行四辺形、周囲に沿って外方向に伸びる突出を有する形状、多重連結の形状、および、周囲の一部に湾曲した形状を有する形状のうちの１つを含むことが解るであろう。
【０１００】
さらに、当業者であれば、半導体ダイは、例えばダイ２３３によって示されるように、他のコーナとは異なる形状をした１つのコーナを有し、あるいは、半導体ダイは、例えばダイ２３７またはダイ２４１によって示されるように、湾曲形状をした少なくとも１つのコーナを有することが解るであろう。
【０１０１】
さらに、当業者であれば、半導体ダイを形成する方法は、半導体ウエハの上部表面上に複数の半導体ダイを形成する段階であって、複数の半導体ダイの２またはそれ以上のダイは、非矩形の形状、周囲に沿って少なくとも１つの突出を有する形状、多重連結の形状、少なくとも１つの湾曲部分を有する形状、非対称の形状、周囲まわりの距離が異なる値（例えば、ダイ３４−４２,１５１−１５７によって示される）、および、不規則な形状（例えばダイ３４−４２, ５１−５６, ８６−９１, ７１−７４, １３６−１４２よって示される）のうちの１つの形状をした周囲を有し、この不規則な形状は、半導体ウエハを横断して軸方向に伸びるシンギュレーション・ラインを使用することによって不規則な形状がシンギュレートされることを防ぐ、段階；半導体ダイ間にある半導体ウエハの領域としてシンギュレーション領域を形成する段階；ならびに、複数の半導体ダイを同時にシンギュレートするためにドライ・エッチングを使用する段階；を含むことが解るであろう。
【０１０２】
さらに、当業者であれば、半導体ダイを形成する方法は、半導体ウエハの上部表面上に複数の半導体ダイを形成する段階であって、複数の半導体ダイの少なくとも２つの半導体ダイは、複数の半導体ダイが形成される半導体ウエハの部分を横断して単に軸方向に伸びる軸方向のシンギュレーション・ラインを使用することによって複数の半導体ダイがシンギュレートされることを防ぐために、不規則なパターン（例えば、ダイ１５１−１５７,３４−４２,５１−５６,８６−９１,９９−１０２,１２４−１２７,１１４−１１５,１３６−１４２によって形成されたパターン）に配列される、段階；ならびに、複数の半導体ダイを同時にシンギュレートするためにドライ・エッチングを使用する段階；を含むことが解るであろう。
【０１０３】
図２４は、半導体ダイ５０４を含む半導体装置５００の一実施例の平面図である。
【０１０４】
図２５は、図２４の切断線２５−２５に沿った装置５００の断面図である。以下の記述は、図２４および図２５を参照する。ダイ５０４は、他のコンポーネント５１０を受け入れるためのレセプタクル５０６を有するために形成される。コンポーネント５１０は、半導体ダイのような他のアクティブ電気コンポーネント、または、窒化ガリウム発光ダイオードのような半導体基板上に形成されていないアクティブ電気コンポーネント、キャパシタ、インダクタであってもよく、あるいは、ダイ５０４の電力損失を改善するためのヒートシンク、モールド・ロックまたはアラインメント・ピンまたはアラインメント・キーまたは他のタイプの配向要素のような他のタイプのコンポーネントであってもよい。例えば、ダイ５０４は、ダイ５０４のみに合致する装置に適合させるために方向付けをするためのアラインメント・ピンまたは配向要素を有するパッケージまたは他の装置に適合される。
【０１０５】
一例において、コンポーネント５１０は半導体ダイであり、また、レセプタクル５０６はダイ５０４を通る開口である。この実施例において、ダイ５０４と共にコンポーネント５１０は、プラスチックのパッケージ・ボディを有するパッケージのような半導体パッケージ５０１内で封止される。パッケージ５０１は、複数の接続ターミナルおよび複数のリード５２０−５２３を有するリード・フレームを含む。リード５２０−５２３のうちのいくつか（例えばリード５２０,５２２）は、ダイ５０４に電気的に接続され、また、他のリード（例えばリード５２１,５２３）は、コンポーネント５１０の半導体ダイに電気的に接続される。さらに、パッケージ５０１のリード・フレームは、ダイ５０４が取り付けられるフラグ５２７、および、コンポーネント５１０の半導体ダイが取り付けられる他のフラグ５１８を含む。他の実施例では、ダイ５０４、およびコンポーネント５１０の半導体ダイは、図２５に破線で示されるような１つのフラグに取り付けられてもよい。リード５２０−５２３と、ダイ５０４と、コンポーネント５１０との間の電気接続には、ワイヤボンド、リード・クリップ、リボン・ボンド等の当技術分野において周知であるあらゆるタイプの接続を用いることができる。コンポーネント５１０は、通常、パッド５１２のようなコンタクト・パッドを含み、それによって、コンポーネント５１０への電気接続の形成が促進される。
【０１０６】
図２６は、図２４の装置５００の代替実施例における半導体装置５５０の一実施例の平面図を示す。この実施例において、ダイ５０４は、レセプタクル５０６内にコンポーネント５４６を有する。コンポーネント５４６は、コンポーネント５１０に類似する。この実施例では、コンポーネント５４６は、コンポーネント５４６への電気接続を促進するためのコンタクト・パッド５４７を含む半導体ダイである。コンポーネント５４６は、図２４に示されたようなリード５２１,５２３に電気接続される代わりに、ダイ５０４に電気接続される。他の実施例では、コンポーネント５１０または５４６は、ダイ５０４に対するいくつかの接続を有してもよく、また、リード５２０−５２３のいくつかに対する他の接続を有してもよい。コンポーネント５４６は、コンポーネント５１０に類似する。
【０１０７】
レセプタクル５０６内のコンポーネント５１０または５４６の実施例における半導体ダイの配置によって、１つのパッケージ内で２つの異なるタイプの半導体ダイを配置することが容易になる。コンポーネント５４６の配列によって、通常は１つの半導体基板上に形成することができない２つの半導体ダイ間に短い電気接続を形成することが容易になる。例えば、シリコン半導体ダイとガリウムひ素ダイとの間、または、パワー半導体ダイとパワー半導体をコントロールするために使用される論理半導体ダイとの間である。
【０１０８】
当業者であれば、ダイ５０４は矩形の多重連結ダイとして示されているが、ダイ５０４は、図２−１０および図２３に関して記述された、いずれのダイでもよいことが解るであろう。さらに、レセプタクル５０６は、図２−６に記述されたものに類似するような、ダイの周囲のあらゆる突出または湾曲した形状、あるいは、多重連結ダイの開口のいずれであってもよい。
【０１０９】
図２７は、装置５００,５５０に使用される他の実施例の部分の平面図を示す。図２７は、ダイ３４,３５（図２参照）を含み、ダイ３４，３５の１つは、ダイ３４，３５の他の１つを受け入れるためのレセプタクルを有し、これはダイ５０４（図２４−２６参照）に相当する。例えば、ダイ３４は、ダイ３５と共にダイ５０４に相当し、ダイ３５は、ダイ３４を受け入れるためのレセプタクルを形成する突出を有する。ダイ３４,３５は、図２６に関して記述されたように、接続４９５によって相互に接続されてもよく、あるいは、図２５関して記述されたように、リードに接続されてもよく、あるいは、２つの接続構成を組み合せて接続されてもよい。
【０１１０】
図２８は、ダイ５３４を通る開口５３５を有する多重連結ダイ５３４の拡大平面図を示す。開口５３５は、ダイ５３４の高周波部分５３６をダイ５３４の残りの部分から分離するための位置に置かれる。開口５３５から除去されるシリコンは、ドープされたシリコンのような導電性シリコンから、真正シリコン用の約１１．７の最小誘電率まで及ぶ。開口５３５からシリコンを除去することによって、例えば開口５３５の反対側にあるダイ５３４の部分間の誘電率は、空気または真空の誘電率である１．０に接近して劇的に低下する。ダイ５３４の残りの部分から部分５３６を分離する低誘電材料は、領域間の容量結合または電磁結合を最小限にするために使用することができる。
【０１１１】
以上の記述を考慮すると、当業者であれば、半導体素子を形成する方法の一例は、第２半導体ダイを受け入れるためのレセプタクル（例えばレセプタクル５０６）を有する第１半導体ダイ（例えばダイ５０４）を提供する段階；レセプタクル内に第２半導体ダイ（例えばダイ５１０）を配置する段階；第１半導体ダイを第１接続端子（例えば接続端子５２０）に接続し、かつ、第２半導体ダイを第２接続端子（例えば接続端子５２１）に接続する段階；および、半導体パッケージ（例えばパッケージ５００）内に第１半導体ダイおよび第２半導体ダイを封止する段階；を含むことを理解するであろう。
【０１１２】
例示された方法は、さらに、第１半導体ダイを通る開口、第１半導体ダイの周囲に沿った突出、および、第１半導体ダイの周囲に沿った湾曲形状のうちの１つとして、レセプタクルを形成する段階をさらに含む。
【０１１３】
さらに、当業者であれば、ここにおける記述は、半導体ダイを形成する方法の一例を含み、それは、第２半導体ダイを受け入れるためのレセプタクル（例えばレセプタクル５０６）を有する第１半導体ダイ（例えばダイ５０４）を提供する段階；レセプタクル内にコンポーネント（例えばコンポーネント５１０／５４６）を配置する段階；第１半導体ダイを第１接続端子（例えば端子５２０）に接続する段階；コンポーネントを、第１半導体ダイの１つまたは第２接続端子（例えば端子５２２）に接続する段階；および、第１半導体ダイおよびコンポーネントを封止する（例えばセラミック・ボディ内に封止する）段階；を含むことを理解するであろう。
【０１１４】
当業者であれば、本方法は、第１半導体ダイを通る開口、第１半導体ダイの周囲に沿った突出、および、第１半導体ダイの周囲に沿った湾曲形状のうちの１つとしてレセプタクルを形成する段階をさらに含むことを理解するであろう。
【０１１５】
本方法は、レセプタクル内に、アラインメント・キー、ヒートシンク、ガリウムひ素アクティブ装置、非半導体アクティブ装置、窒化ガリウム・アクティブ、および、パッシブ電気コンポーネントのうちの１つを配置する段階をさらに含む。
【０１１６】
当業者であれば、ここにおける記述から、半導体装置は、コンポーネントを受け入れるためのレセプタクル（例えばレセプタクル５０６）を有する第１半導体ダイ（例えばダイ５０４）；および、レセプタクル内に配置されたコンポーネント（例えばコンポーネント５４６）を含むことが解るであろう。
【０１１７】
他の実施例において、ダイを通る開口（例えば開口５３５、または図３−６に関して説明された開口）は、モールド・ロックとして機能する。モールド・ロックに関し、ダイをモールド混合物で封止する過程中に、いくらかのモールド混合物が開口内に広がり、その開口によってモールド混合物をダイにロックすることを支援する。当業者であれば、ダイの開口（例えば、図３の開口５８、図５の開口１０４、図６の開口７７,７５、図２８の開口５３５）は、ダイのシンギュレーション中に形成されてもよく、あるいは、シンギュレーションに先立って形成されてもよいことが解るであろう。また、当業者であれば、グロップトップ混合物を含むモールド混合物、セラミック半導体パッケージの一部分のようなセラミック・ボディ、または、他の周知の封止装置の代わりに、他の周知の封止技術または装置を使用してもよいことが解るであろう。
【０１１８】
ダイ５０４は、４つの接続または端子を有するように示され、また、ダイ５１０,５４６は、２つの接続または端子を有するように示されるが、当業者であれば、あらゆるダイが、あらゆる数の接続または端子を有し得ることを理解するであろう。
【０１１９】
上記のすべてを考慮して、新規の形状のダイ、および、新規の形状のダイを形成するための新規の方法が開示された。数ある特徴の中でも、特に、様々な形状を有するダイを形成すること、ならびに、ダイの配置も含めて、ウエハ上に形成可能なダイの数を最大限にすることによって、浪費されるウエハの量を最小限にすることが含まれる。
【０１２０】
本発明の主題が、特定の好適な実施例および異なる実施例とともに記述されたが、前述した図面およびそれに関する説明は、単に本発明の主題の典型的な実施例であり、従って、本発明の範囲を限定するものであると考えるべきではなく、当業者であれば多数の代替およびバリエーションを想起できることは明らかである。当業者であれば、図２に関し、ダイをシンギュレートするために領域４９の全てを除去する必要は無く、外部周囲を囲む部分のみが除去されればよく、例えば、セクション６７は除去されなくてもよいことが解るであろう。さらに、セクション６７または６８に類似のセクションは、ウエハ３０上のいずれのダイにも使用することができる。ここに記述されたシンギュレーション・マスクのような保護層、あるいは、誘電層または層３２４のような選択的なエッチング層のいずれもが、半導体ダイの同時シンギュレーション中にエッチングされないように、エンハンスメント領域を保護するために使用することができる。図２−１０および図２３における、例えばダイ３５−３７のようなダイの典型的な形状は、ここで説明されたような、ダイの形状をシンギュレートするための様々な方法について記述するための手段として用いられた。しかしながら、当業者であれば、ここで説明されたような、いくつかのダイをシンギュレートする方法は、あらゆるダイをシンギュレートするために適用可能であることが解るであろう。さらに、図２−１０および図２３において示されたダイのグループは、ダイが、他の特定のダイの形状と共に形成されることを制限する意図ではなく、ダイの形状のあらゆる組合せを使用することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
３０：半導体ウエハ
３１：シンギュレーション・ライン
３４−４２，５１−５６，８６−９１，９９−１０２，７１−７４，１２４−１２７，１１４−１１６，１３６−１４２，１５１−１５７：ダイ
４９，６５，８０，９４，１０９，１３０，１１９，１４５，１６０：シンギュレーション領域
３１８：基板
３１９：バルク基板
３２０：エピタキシャル層
３２１：ドープ領域
３２３,３２６：誘電体
３２４：コンタクト・パッド
３９１，３９３：ＡｌＮ層
３２８，３２９：開口
３３２，３８７：マスク
３２７：金属層
３３０：輸送（キャリヤ）テープ
４０１，４０５，４０９：ポリマー
３３５，３３６：サイドウォール
３７９：トレンチ
３８０：誘電体ライナ
５００：半導体装置
５０４：ダイ
５１０：コンポーネント
５１２：パッド
５２２：リード
【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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