(57)【要約】【課題】分離経路の少なくとも一部が非線形であるデバイス製造プロセスを提供すること。【解決手段】シリコン・デバイスまたは光学デバイスなどの機器の製造において、複数のダイを有するウエハが初期的に形成される。次に、これらのダイは、個別のダイに分割され、個別のダイは、入力および／または出力リードを有する封入されたデバイスに形成される。ダイは、結晶学上の面のへき開に基づかない手段によって分離される。さらに分離が沿って実行される境界は、線形経路ではない。結晶学上の面によって制約されない非線形経路を用いることによって、ウエハ毎のデバイス収率は、非線形境界を有するダイに関して特に実質的に改善される。一実施形態において、ダイは、交互のドライ・エッチングおよびポリマー堆積技術を使用して分離される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器を作るプロセスであって、ウエハの一部として物理的に相互接続された複数のダイを有するウエハを得る工程、及び、複数の分離されたエンティティに経路に沿って前記ウエハを分割することによって、少なくとも他の前記ダイから少なくとも１つの前記ダイを物理的に分離する工程からなり、前記分離されたエンティティが、少なくとも１つの前記ダイからなり、
１）前記分離されたエンティティが、デバイス構造を含むこと、２）前記分割が、結晶学上のへき開以外の技術によって達成されること、及び、３）前記経路の少なくとも一部が、非線形であることを特徴とするプロセス。
【請求項２】
前記分離が、ドライ・エッチングからなる請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記エッチングが、堆積工程と交互のシーケンスで実行される請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記経路の前記非線形部分が、滑らかな曲線からなる請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
機器を作るプロセスであって、ウエハの一部として物理的に相互接続された複数のダイを有するウエハを得る工程、及び、前記ダイの少なくとも１つを備える複数の分離されたエンティティに経路に沿って前記ウエハを分割することによって、少なくとも他の前記ダイから少なくとも１つの前記ダイを物理的に分離する工程からなり、
１）前記分離されたエンティティが、デバイス構造を含むこと、２）前記分割が、結晶学上のへき開以外の技術によって達成されること、及び、３）前記経路の一部が、前記ダイの主寸法の少なくとも５％の前記経路に沿ったある距離にわたって非線形であり、前記経路に沿った前記距離の中間点が、前記経路に沿った前記距離の端点を接続する仮想の線から前記主寸法の１％より大きく横断方向に逸脱することを特徴とするプロセス。
【請求項６】
機器を作るプロセスであって、ウエハの一部として物理的に相互接続された複数のダイを有するウエハを得る工程、及び、前記ダイの少なくとも１つを備える複数の分離されたエンティティに経路に沿って前記ウエハを分割することによって、少なくとも他の前記ダイから少なくとも１つの前記ダイを物理的に分離する工程とからなり、
１）前記分離されたエンティティが、デバイス構造を含むこと、２）前記分離が、エッチ・ピットを形成するように前記ウエハをエッチングすることによって達成されること、及び、３）前記エッチ・ピットの少なくとも一部の前記ウエハの主面に沿った輪郭が、線形以外であることを特徴とするプロセス。
【請求項７】
前記エッチングが、エッチングと堆積との交互の工程によって達成される請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記エッチングが、ドライ・エッチングからなる請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
前記ウエハが、シリコンからなる請求項６に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記機器が、集積回路からなる請求項９に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学または半導体デバイスなどのデバイスの製造に関し、特に、複数のダイを有するウエハを使用するそのようなデバイスの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、Ｔｒｉｍｍｅｒ，Ｗ．Ｓ．によるＢｒｉｇｈｔ，Ｖ．Ｍ．，Ｅｄ．（１９９９）における「Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｐａｐｅｒ  ｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  ＭＥＭＳ．」、ＳＰＩＥ  Ｍｉｌｅｓｔｏｎｅ  Ｓｅｒｉｅｓ  １５３、ｉｎ  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ａｎｄ  ＭＥＭＳ，ｅｄ．に議論されるような、光学デバイス、例えばアレイ状の導波路、半導体デバイス、例えば集積回路、およびＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ，マイクロ電子機械システム）などの多くのデバイスの製造において、そのようなデバイスに対する多くのプレカーサが、個々のプレカーサに比べて比較的大きい基板上に形成される。例えば、シリコン・ウエハ上の集積回路の形成において、ウエハ基板は、直径において４、６、８、１０、１２インチまで大きい。それと比べると、集積されたシリコン回路のための大きなプレカーサは、１０ｍｍから１０ｃｍまでのオーダの寸法を有する。したがって、シリコン集積回路の例において、４００個のプレカーサまでの大きなプレカーサであっても、単一のウエハ上に製造される。
【０００３】
プレカーサは、デバイス構造を有して形成される。そのようなデバイス構造は、集積回路におけるソース、ドレイン、またはゲート、アレイ導波路（ＡＷＧ）における格子、ＭＥＭＳデバイスにおけるミラー、またはマイクロ化学反応装置におけるチャンバなどの同一であることができる構造である。さらに、デバイス構造は、入力エンティティ（光、電流、電圧、または流体質量束）と相互作用し、他の構造と共同してまたは単独で、そのような入力エンティティにおいて、その位相、強度、方向、変位、または化学特性などの特徴を変化させる。そのような構造の寸法は、シリコン集積回路における８０μｍまでの小ささから、しばしば１ｍｍから１ｃｍまでの大きさまで、またはさらに１０ｃｍの大きさまで、いくつかの例ではＭＥＭＳデバイスにおける１２０ｍｍの大きさまで変化する。その構造を有するプレカーサは、エッチング、イオン注入、および堆積などのプロセスを使用してウエハ上に形成される（そのような製造プロセスの一般的な記載に関して、Ｍａｄｏｕ，Ｍによる（１９９７）、「Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ」、ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓを参照されたい。）。
【０００４】
これらのプレカーサは、一般に当技術分野においてダイと呼ばれる。プレカーサからのデバイスの製造において、ウエハは、ダイが互いに物理的に分離されるように切断される。次にダイは、一般にテストされ、実行可能であれば、形成されるデバイスに対して外部の他のデバイスへの接続のために、入力および／または出力リードを有するようにさらに処理される。そのリードを有するダイは、一般に、例えばポリマー材料内に封入される（Ｃｈａｎｇ，Ｃ．Ｙ．およびＳｚｅ，Ｓ．Ｍ．による（１９９６）、「ＵＬＳＩ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、頁５５５から５５６を参照されたい。）。そのリードおよびその封入保護を有する結果としてのダイは、ＭＥＭＳ、集積回路、マイクロ化学反応装置（Ｓｅｎｔｕｒｉａによる、Ｓ．Ｄ．（２００１）、「Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ  Ｄｅｓｉｇｎ」、Ｋｌｕｗｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃ、頁６０５）、導波路、および他の電子、光学、化学、および／または機械デバイスなどの様々な適用に用いられる。（外部リードを形成し、封入するための一般的なプレカーサは、上述のＭａｄｏｕに見出される。）
【０００５】
ウエハにおけるダイの物理的分離に関する２つの主要なアプローチが存在する。単結晶ウエハ上に形成された集積回路などのデバイスのためのダイにおいて、１つのアプローチで、ウエハは、結晶学上の面に沿ってへき開され、２つのエンティティにウエハを分離させる。（本発明の目的のために、結晶学上の面は、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ，Ｆ．Ｃ．（１９７９）．Ａｎ  Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｃｈａｐｔｅｒ  ３，「Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ」に記載されるような条件下、および含まれる結晶に関する、熱力学に好ましいへき開面として規定される。）結晶学上の面に沿ったへき開を達成するために、ウエハは、一般にへき開のための適切な結晶学上の方向に刻み目が付けられる。刻み目を付けた後、刻み目の両側の圧力が、ウエハ周辺のある点から周辺の第２の点へ、刻み目に沿った完全な物理的な分離を引き起こすために、ＤＩＡＦｒａｍｅ（商標）Ｗａｆｅｒ  Ｃａｒｒｉｅｒとともに、Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｔｏｕｃｈ  ＤＳ  Ｓｃｒｉｂｉｎｇ  Ｔｏｏｌなどとともに導入される。例えばダイヤモンド・スクライバを用いて達成される刻み目を付けるまたはスクライビング（この用語は当技術分野で使用される）は、ウエハの主面の実質的な部分に対して、一般に１ｍｍの範囲の距離に沿って、典型的に数十マイクロメートルから百または二百マイクロメートルの深さのスクラッチを作るために使用される。
【０００６】
ダイの分離に対する第２のアプローチにおいて、研磨ディスクが、ウエハの周囲のある点から周辺の第２の点へ、ウエハの全厚みを通って切断するために用いられる。２００１年８月２８日付けの米国特許第６２８１０３１号に例示されるようなこのプロセスは、テーブル・ソーを使用する木材の切断に類似する。しかしながら、対照的に、研磨ディスクの引き目は、一般に５０から２００μｍである。
【０００７】
へき開または研磨切断のいずれかが分離のために使用されるとき、分離されたエンティティに沿って形成される境界は線形である。結晶学的なへき開の場合には、結晶学上の面は明らかに線形であり、したがって露出された境界は、対応する線形幾何形状を有する。同様に、研磨ディスクを使用することは、ディスク幾何形状のまさに性質によって対応して線形分離を生じる。
【０００８】
分離の線形境界は、ダイシングの際にウエハの２つの部分間の分離を規定する経路の輪郭によって特徴付けられる。そのような経路の線形性は、経路に沿った３つの点に関して考慮され、３つの点の最外部の２つの間（端点と称される）の経路に沿ってある距離は、分離されるダイの主寸法の少なくとも５％である。（そのような主寸法を決定するために、特徴寸法が、分離されるウエハの２つの部分における各ダイに関して確かめられる。この特徴寸法は、ダイが刻まれることができる最も小さい矩形の最大側である。最小のこれらの特徴寸法が、主寸法である。）必要な分離距離を有する端点間の点の全ての選択に関して（中間点と称される）、端点を接続する想像線から主距離の１％よりも大きく横断方向に逸脱する中間点が存在しないなら、任意の２つの端点間の分離経路の部分は、線形である。
【０００９】
へき開による分離およびソーイングによる分離の両方は、基本的には十分であることが立証されているが、デバイス製造プロセスにおける改善が常に望ましい。
【非特許文献１】Ｔｒｉｍｍｅｒ，Ｗ．Ｓ．、「Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｐａｐｅｒ  ｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  ＭＥＭＳ．」、ＳＰＩＥ  Ｍｉｌｅｓｔｏｎｅ  Ｓｅｒｉｅｓ  １５３、ｉｎ  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ａｎｄ  ＭＥＭＳ，ｅｄ．、Ｂｒｉｇｈｔ，Ｖ．Ｍ．，ｅｄ．（１９９９）
【非特許文献２】Ｍａｄｏｕ，Ｍ、「Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ」、ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ（１９９７）
【非特許文献３】Ｃｈａｎｇ，Ｃ．Ｙ．ａｎｄＳｚｅ，Ｓ．Ｍ．、「ＵＬＳＩ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、ｐｐ５５５〜５５６、（１９９６）
【非特許文献４】Ｓｅｎｔｕｒｉａ、「Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ  Ｄｅｓｉｇｎ」、Ｋｌｕｗｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃ、ｐｐ．６０５、Ｓ．Ｄ．（２００１）
【非特許文献５】Ｐｈｉｌｌｉｐｓ，Ｆ．Ｃ．、「Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ」、Ａｎ  Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｃｈａｐｔｅｒ  ３、（１９７９）
【非特許文献６】Ｔｈｏｍｐｓｏｎ  ｅｔ．ａｌ．、「Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」、ＡＣＳ  Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｂｏｏｋ、（１９９４）
【非特許文献７】Ａｌｃａｔｅｌ  ６０１Ｅ  Ｄｅｅｐ  Ｅｔｃｈｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍに関する製造仕様書、１９９８年７月
【非特許文献８】ＭｃＡｕｌｅｙ，ｅｔ．ａｌ．、Ｊｏｕｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｄ：Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、３４、２７６９（２００１）
【非特許文献９】Ｋｏｓｎｏｗｓｋｉ，Ｓ．Ｇ．ａｎｄ  Ｈｅｌｌａｎｄ，Ａ．Ｒ．、「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ」、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、（１９９７）
【特許文献１】米国特許第６２８１０３１号
【特許文献２】米国特許第５５０１８９３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
多くのデバイスの製造において、分離経路の少なくとも一部が非線形であることは有利である。すなわち、線形分離経路を特徴付けるために上記で規定されたような３つの点に関して、相補的な基準が満足される。２つの端点を接続する想像線から主距離の１％以上横断方向に逸脱する中間点が存在するなら、主寸法の５％の分離を必要とする２つの端点間の経路は非線形である。（端点は、２つの線形領域の交差を規定する点のいずれかの側で選択されるべきではない。したがって、１つがそのような交差点のいずれかの側である点の対は、本発明に関連する端点ではない。）例示的な実施形態において、逸脱は、２％より大きく、３％より大きくもある。
【００１１】
そのようなデバイスに関して、ダイ分離の線形技術が用いられるなら、ウエハの実質的な面積が無駄になる。図１に示されるように、湾曲デバイス構造のための進歩的な技術がなければ、ダイ１および２におけるデバイス構造３の縁部６と、およびダイ１およびダイ２間の線形分離境界７との間の空間５は、無駄になる。明らかに、線形境界からのダイの逸脱が大きくなれば、この無駄の程度はより大きくなる。したがって、分離境界の一部が非線形であるプロセスは、より非線形のダイがウエハ上に形成され、かつ良好に分離されることを可能にし、それによって、ウエハ上により効率的にダイを詰め込むことを可能にする。（良好な分離とは、デバイスが、有用な作用を生じるためにダイ機能から最終的に形成されるような、２つのダイの物理的な分離である。）非線形境界が望ましいので、この目的を達成するために、非線形境界を作るのに結晶学的なへき開も研磨ディスクの使用も用いられない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施形態において、非線形分離境界、すなわち非線形部分を有する分離の境界は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる、１９９６年３月２６日付けの米国特許第５５０１８９３号によるデバイス構造製造に関連して記載されたような、リソグラフィ・エッチ・マスクおよびディープ・ドライ・エッチ技術を使用して形成される。主題の発明において、デバイス構造を形成することの代わりに、またはデバイス構造を形成することに加えて、ウエハ周辺のある部分から他の部分へウエハの全厚みを通る分離が、ウエハからエンティティの分離を作るために使用されるように、このプロセスが適合される。すなわち、互いにウエハの２つの部分の分離において、２つの結果としての部分は、それぞれ少なくとも１つのダイを含んで提供される。Ｔｈｏｍｐｓｏｎらの（１９９４）、「Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」、ＡＣＳ  Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｂｏｏｋに記載されるような標準的な技術によってエッチ・マスクを構成することによって、分離境界の非線形幾何形状における大きな柔軟性が達成可能である。
【００１３】
エッチングを用いる実施形態において、分離境界の輪郭、すなわちエッチ・ピットでのより大きな自由度が利用可能である。特に、分離境界または分離境界の一部を形成する任意の連続するエッチ・ピットに関して、線形以外の構成を有するようにエッチ・ピットを形成することによって、上述のような利点が得られる。したがって、例えば円形輪郭、直線セグメントから形成されるジグザグ輪郭、または曲線の弦であるエッチ・ピットの直線セグメントによって形成される曲線の近似であるエッチ・ピットは有用である。
【００１４】
進歩性のある技術を使用することによって、アレイ状の導波路格子、ＭＥＭＳ、集積回路、およびマイクロ化学反応装置などの様々なデバイスの収率は向上し、一方、そのような分離に必要な領域、例えば一般に１００μｍから１ｍｍ以上の領域は、従来技術に対して実質的に低減される。したがって、良好に分離されることができるウエハ上のダイの数を増大させるさらなる機会さえある。ドライ・エッチング技術が使用可能であるので、研磨分離技術とは対照的に、本質的にウエハの表面上には残渣は残らない。残渣は、しばしば収率損失を引き起こし、したがって残渣の低減は有利である。外部リードを加えられて封入されて最終的に形成されたデバイスは、対応して増大した収率で得られる。さらに、分離に用いられる技術、例えばリソグラフィおよびドライ・エッチングは、通常の技術であるので、新規な技術が、デバイス製造プロセスに導入される必要はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上述したように、本発明は、デバイスへの最終的な形成に関して、少なくともその周辺に非線形な部分を有するダイの製造を含む。実際に、そのようなある実施形態において、そのような部分は、滑らかな非線形曲線を備える。エッチングが使用される実施形態において、エッチの輪郭はほとんど制約されず、線形以外のエッチング輪郭が用いられる。これに関連して、線形以外の輪郭は、線形セグメントを規定しない連続するエッチ・ピット（最終的に分離境界を形成する）上の２つの点に対応する端点を選択することが可能である場合に生じる。特に、端点のいくつかの対に関して、２つの端点を接続する想像線から主距離の１％以上横断方向に逸脱する端点間のエッチ・ピット輪郭に沿って、中間点が存在する。
【００１６】
本発明によれば、ウエハは、それぞれ少なくとも１つのダイを含む、分離されたエンティティと呼ばれる部分に物理的に分離される。（前に議論したように、ダイは、デバイス構造を含むウエハの一部であり、ダイが、外部リードを備えることを含むプロセスによってデバイスに形成されたとき、デバイスは、入力光学、電気、または他のエンティティに有用な結果を作る。）ウエハに用いられる例示的な材料は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、ＩＩＩ−ＩＶ半導体材料などの単結晶または多結晶化合物半導体材料を含む。ある材料に関する現在のエッチング速度は遅いが、本発明は適用可能である。
【００１７】
様々な結晶特性の基板が有用である。したがって、単結晶ウエハ、すなわち１０１２／ｃｍ３より小さいドーパント欠陥以外の結晶欠陥密度を有するウエハを用いることができる。同様に、基板を形成する多結晶または非晶質材料も許容可能である。ウエハ形状は重要ではない。しかしながら、一般のウエハは、アライメントおよび識別の目的でノッチを有する本質的に丸い形状を有する。さらに、ウエハの寸法も、本発明にとって重要ではない。集積回路に関しては一般に、径が２インチ、４インチ、６インチ、８インチ、加えて１２インチのウエハもが、現在様々なデバイスのために用いられる。同様に、ＭＥＭＳデバイスの製造において、１ｍｍから１０ｃｍの寸法を有するウエハがしばしば用いられ、一方、ＡＷＧなどの光学デバイスに関しては、５ｃｍから２０ｃｍの寸法が一般的である。ウエハの厚みも、製造されるデバイスに応じて変化する。光学デバイス、集積回路、およびＭＥＭＳダイは、ウエハ上に形成され、ウエハは、集積回路に関しては２００μｍから１ｍｍの範囲の厚み、ＡＷＧおよびＭＥＭＳに関しては３００μｍから８００μｍの厚みを有する。
【００１８】
一実施形態において、ウエハにおけるダイの物理的分離は、ドライ・エッチングと組み合わされたリソグラフィを使用して達成される。特定のダイに用いられる特定のリソグラフィ・マスクは、ウエハの厚み、およびウエハ材料とエッチ・プロセスのマスク材料との間の選択性に応じる。一般に、Ｓｈｉｐｌｅｙ５７４０（ポリマー・ベースのレジスト）などの従来のレジスト材料に関しては、１５μｍまでの厚みで用いることができる。ＳｈｉｐｌｅｙＳＵ８などの他のレジスト材料は、１００μｍまでの厚みで用いられることができる。１５μｍまでの厚みのそのようなレジスト・マスクについて、６００μｍの深さのエッチが可能である。より厚い厚みに関して、１２インチ・ウエハでも、その全厚みに達するエッチ深さが可能である。そのような露光に用いられる特定の放射およびパラメータは従来のものであり、上述のＴｈｏｍｐｓｏｎなどの様々な文献に議論されている。ＡｌＮなどの他のマスク材料も、例えばシリコンにおけるより深いエッチングに有用である。そのような材料の堆積は、一般に１００ｎｍから３００ｎｍの範囲の厚みであり、そのような材料は、従来の技術によってマスクに形成される。６００μｍより厚いウエハに関して、またはエッチ・ピット・アスペクト比が３０：１を超えるなら、物理的分離は、ウエハの両側からのエッチングによって促進される。特に、６００μｍまでの深さへのエッチングは、ウエハの片側で実行される。次に、第１のウエハ面上の元のエッチング・パターンにアライメントされた対応するマスクの形成後、エッチングが、反対側のウエハ面で実施される。２つの面上でのマスクの必要なアライメントは、従来のものであり、かつ一般に、２μｍまたはそれ以上の精度でアライメントを可能にする、ＳＵＳＳ  Ｍｉｃｒｏｔｅｃ  Ｉｎｃ．Ｖｅｒｍｏｎｔ、ＵＳＡによって製造されるＫａｒｌ  Ｓｕｓｓ  ＭＡ８コンタクト・プリンタなどのツールで達成されるなど、赤外線または裏側アライメントによって実行される。
【００１９】
したがって一実施形態において、図２におけるウエハ１１は、レジスト１２で被覆され、レジスト１２は、所望のパターンで露光され、かつ分離が意図される１４で示されるような開口を有するように現像される。結果として生じるパターンは、例えばドライ・エッチングによって分離に用いられる。ドライ・エッチングのための１つの有用な技術が、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第５５０１８９３号に記載される。様々な異なるエッチング機器を用いてこのプロセスを実行することが可能であるが、１つの適切なエッチング装置は、１９９８年７月付けのＡｌｃａｔｅｌ  ６０１Ｅ  Ｄｅｅｐ  Ｅｔｃｈｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍに関する製造仕様書に記載されている。このＡｌｃａｔｅｌエッチング装置は、ＭＥＭＳデバイスの製造におけるなどディープ・シリコン・エッチングのために設計された自動プラズマ・エッチング・システムである。この機器は、単一のウエハ・プロセス・チャンバを有する高密度プラズマ源を有する。プラズマ源は、ウエハの誘導結合を有する自動ＲＦ整合ネットワークを使用して１３．５６ＭＨｚで動作する。プラズマは、磁気的に安定化され、チャンバ壁は水冷される。プラズマは、ウエハ転送チャンバに入らないように閉じ込められる。
【００２０】
米国カリフォルニアのＳｕｒｆａｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｃ．（ＩＣＰ）エッチング装置も、用いられることができる。（このエッチング装置および関連するディープ・エッチング・プロセスは、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる、ＭｃＡｕｌｅｙらの（２００１）、Ｊｏｕｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｄ：Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、３４、２７６９に記載される。）ウエハは、ウエハの材料に適切なエッチング・エンティティを含むプラズマに曝される。例えば、シリコン・ウエハの場合には、ＳＦ６と酸素ガスの混合物が、エッチング種を作るためにプラズマに導入される。ＳＦ６とＯ２のモル比は、一般に１０から６０の範囲にある。ＧａＡｓ、水晶、およびガラスなどの材料、およびアルミナと同様に、Ｃｌ２、ＨＣｌ、およびＢＣｌ３などの塩素を含むガス、Ｃ２Ｆ６などのフッ素を含むガス、およびＣｌ２などの塩素を含むガスの対応するガスは有用である。一般に、シリコン・エッチングのためのプラズマに導入されるパワーは、３００ワットから３０００ワットの範囲にあるべきである。３０００ワットより大きいパワーは可能であるが、容易には達成されない。３００ワットより小さいパワーは、不利な遅いエッチング速度を生じる。プラズマ・パワーのソースは、１３．５６ＭＨｚのマイクロ波ソースである。塩素エンティティを含むエッチングに関して、３００ワットから１０００ワットの範囲のパワーが有用であり、一方、ガラス・エッチングのためのフッ素エンティティに関して、３００ワットから３０００ワットを用いることができる。
【００２１】
エッチング種を提供するガス流量は、１０ｓｃｃｍから１００ｓｃｃｍの範囲にある。１００ｓｃｃｍより大きな流量は、しばしば過剰な残留時間を導き、一方、１０ｓｃｃｍより小さい流量は、しばしば望ましくない低いエッチ速度を生じる。しかしながら、これらの値は、異なる真空ポンプ速度および所望の分圧のためにいくぶん変化する。制御サンプルは、用いられる特定の状況に関してそのようなパラメータを改善するために、特定のエッチング・ツールに容易に用いられることができる。
【００２２】
１０ワットから３００ワットの範囲の高密度エッチング装置に関する、プラズマと基板ホルダーとの間のパワー・バイアスを作ることが望ましい。１０ワットより小さいパワー・バイアスは、過剰な非対称性の損失を作り、一方、１００ワットより大きなバイアスは、ウエハ損傷を生じる。
【００２３】
非対称性を強めるために、０．５μｍから１μｍの厚みを介してエッチングが進行した後で、エッチングが終了し、側壁堆積プロセスが始まる。一般的なパワーおよび流量は、エッチング工程で使用されたパワーおよび流量と同様である。３００ワットから１２００ワットの範囲のパワー、および５０ｓｃｃｍから２００ｓｃｃｍの範囲の流量は、例えばシリコンに適している。導入されるガスは、エッチング剤から、Ｃ４Ｆ８、ＣＨＦ３、または他のフッ化炭素ガスなどの側壁堆積ガスに変更される。堆積プロセスは、次のエッチ間隔を通して側壁を保護するために、十分な厚みの堆積された材料を生じるように連続される。５秒から１０秒の範囲の堆積時間は、一般に十分である。エッチングおよび堆積のプロセスが、ダイの物理的分離が達成されるまで、または２つの側方エッチングが用いられるならウエハ面反転が実行されるまで、交互にされる。そのような交互のプロセスは、ウエハの主面に対して垂直なスカロップ状の縁部を作る。
【００２４】
エッチングが、ウエハの両方の主面から実施される状況において、交互のエッチ、プロセスおよび側壁堆積プロセスは、一般に、ウエハ厚みの半分の深さ、例えば図２に２０で示されるような２００μｍから５００μｍの範囲に、ウエハの一方側で第１に使用される。レジストは、２１で示されるように剥離される。ウエハのエッチングされた側は、次に、分離された片をともに保持するように被覆され（図２における２２）、分離された片は、エッチング・チャンバから取り出されることができる。一般に、堆積された酸化物に関する０．５μｍから２μｍの範囲、およびレジストに関する１５μｍまでの厚みが、移送中に片を保持するために適切である。代わりに、ダイシング・テープを用いることができる。上述したように、層２２は、エッチングされた側上に被覆され、ウエハ主面は、エッチング装置で交換される。マスク２９が、ウエハの新たに露出された主面上に作られ、マスク開口２８を作るためにパターン形成される。交互のエッチングおよび堆積工程が、エッチ・ピットが２５で示されるようにウエハを横断するまで続く。レジスト・マスクは、市販のレジスト剥離溶剤または酸素プラズマを用いて２４で示されるように取り除かれる。マスクがＡｌＮであるなら、ＯＨエンティティを含む溶液が、除去のために用いられる。ウエハが、エッチング機器から取り出された後、分離された片をともに保持する材料が、レジストの場合には市販の剥離液を用いて、酸化物の場合にはＨＦ溶液を用いて、影響を受け易いプレカーサ構造の損傷を避けるために慎重に取り除かれる。
【００２５】
結果として生じた分離されたダイは、デバイスを作るために用いられることができる。入力および／または出力リードを加えること、およびダイの封入が、従来行われ、Ｋｏｓｎｏｗｓｋｉ，Ｓ．Ｇ．およびＨｅｌｌａｎｄ，Ａ．Ｒ．（１９９７）の、「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ」、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌに記載されている。リードを加えることと封入は従来行われていたが、結果としてのダイの形状は従来とは異なる。
【００２６】
特に、図３に示されるような一実施形態において、ダイの周囲を規定する境界の少なくとも一部は、ダイの特徴寸法（前述で規定されるような）の少なくとも５％の境界に沿ってある距離にわたって非線形である。中間点が、端点を接続する想像線３３から特徴寸法の１％よりも大きく横断方向に逸脱するように、端点３７の少なくとも１つのセット間に中間点３１が存在するとき、境界が非線形であると考えられる。横断方向距離３８は、中間点から、必要な距離の端点を接続する想像線３３に垂直な方向に測定される。結晶学上の面に従うダイ周辺の部分は、ダイが非線形周辺を有するなら決定において考慮されない。非線形のこの決定に加えて、端点は、周辺の２つの線形領域の交差を規定する点のいずれか側で選択されるべきではない。したがって、図４に示されるように、端点は、ダイ４７の周辺の２つの線形部分の交差４８のいずれかの側で選択されるべきではない。同様に、２つの結晶学上の面４２および４３に沿った交差４９を規定する線形部分は、また、ダイが非線形周辺を有するなら、決定において考慮されない。
【実施例】
【００２７】
本発明に適切なエッチング技術および本発明に関連するエッチング技術を示すために、直径８インチの寸法で、７２５μｍの厚みを有するシリコン・ウエハが用いられた。５ｍｌから１０ｍｌのＳｈｉｐｌｅｙ  ＳＪＲ５７４１が、ウエハの中心に置かれ、ウエハは、１５μｍのレジスト層を作るために３０秒間１２００ｒｐｍで回転された。露光前の焼成が、１５分間１２０℃で実行された。次に、ウエハは、Ｋａｒｌ  Ｓｕｓｓ  ＭＡ８コンタクト・プリンタおよびアライナのステージに置かれた。図５に示されるような四角形および円形パターンを有するマスクが、プリンタに挿入された。レジストは、３０秒間露光され、次に５分間Ｓｈｉｐｌｅｙ４５５現像液に浸漬することによって現像された。レジスト・マスクは、２０分間１２０℃で焼成して硬化された。
【００２８】
ウエハは、ＳＴＳ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＳｙｓｔｅｍのＨｉｇｈ  Ｒａｔｅ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｉｌｉｃｏｎエッチング・システムのウエハ保持ステージに転送された。システムは、１．０×１０−７Ｔｏｒｒ（１．３３×１０−５Ｐａ）に排気された。１２５ｓｃｃｍ流量のＳＦ６と５ｓｃｃｍ流量のＯ２が確立され、プラズマが、別個の１３．５６ＭＨｚのソースによって生成された、ソース・パワーのために６００ワットおよびバイアス・パワーのために１４ワットを使用して、ガス混合物に当てられた。エッチングは、１２秒間続いた。ＳＦ６／Ｏ２混合物が終了し、Ｃ４Ｆ８ガスが、９５ｓｃｃｍの流量で導入された。プラズマが、６００ワットのソース源を使用してバイアス・パワーなしで再び当てられた。この堆積工程が、７秒間続いた。エッチ深さが３５０μｍに到達するまで、交互のエッチ／堆積手順が続いた。次に、エッチ・チャンバが排気され、ウエハが取り出された。
【００２９】
レジストは、１時間８５℃でＥＫＣ２６５（ＥＫＣ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙの製品）レジスト剥離液に浸漬することによって剥離された。エッチングされたボイドを有する表面は、次に２μｍの酸化物層で被覆された。この被覆は、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ５０００  ＰＥＣＶＤツールでの従来の技術によって、シラン・ガスを使用するプラズマ支援化学気相堆積によって形成された。
【００３０】
被覆された側と反対側のウエハの主面は、次に前述のように１５μｍのＳｈｉｐｌｅｙ  ＳＪＲ５７４１レジストで被覆された。レジストは、次に１５分間１２０℃で露光前焼成された。ウエハは、Ｋａｒｌ  Ｓｕｓｓ  ＭＡ８コンタクト・プリンタおよびアライナのホルダーに挿入された。ウエハは、その反対側に用いられたパターンと同じパターンとアライメントされかつ露光され、エッチングされたパターンと新たに露光されたレジストにおけるボイドとが正確にアライメントされた。ウエハは、次に再びＳＴＳエッチング装置内に挿入され、前述されたような交互のエッチングおよび堆積サイクルは、ウエハを通してエッチングするために用いられる。ウエハは、次にエッチング装置から取り出され、残りのレジストは、１時間８５℃の温度でＥＫＣ２６５レジスト剥離液に浸漬することによって剥離される。酸化物は、ほぼ２０分間ＨＦ溶液に浸けることによって取り除かれ、レジストは従来の溶剤で取り除かれる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来のダイ分離の不十分性を例示する図である。
【図２】ダイ分離のために適切なプロセスを示す図である。
【図３】非線形分離境界を含む概念を示す図である。
【図４】非線形分離境界を含む概念を示す図である。
【図５】四角形および円形パターンを有するマスクを示す図である。
【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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