(57)【要約】      （修正有）【課題】背面からテストを実行するための半導体ウェハを準備する方法の提供。【解決手段】ウェハ３００におけるテスト対象のダイ３２５を選択するステップと、ダイ３２５の対角線を測定するステップと、スクライブライン３２０ａおよび３２０ｂを越えて延在するダイ３２５上のエリアを薄型化するステップと、該薄型化エリア３５０内にインサート３６０を載置するステップと、ダイ３２５までの光路を不明瞭にしないように、インサート３６０の周辺エリアに接着剤３８０を塗布するステップとを含む。インサート３６０は、ドープされていないシリコンから作られることが有益である。【選択図】図３
2007013124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テスト用の半導体ウェハを準備する方法であって、
テスト対象のダイを選択するステップと、
前記ダイの大きな対角線の長さを測定するステップと、
前記大きな対角線より大きな直径を有する、前記ダイ上の円形エリアを薄型化するステップと、
前記円形エリアにインサートを載置するステップと、
前記ダイまでの光路を不明瞭にしないように、前記インサートの周辺エリアに接着剤を塗布するステップと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記円形エリアが、傾斜した壁を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記円形エリアが、垂直の壁を含み、前記インサートの直径が、前記円形エリアの直径より小さい、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記円形エリアが、壁面取り部が設けられた壁を含み、前記インサートが、前記壁面取り部の厚みより大きい厚みを有する合わせ面取り部を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記インサートが、ドープされていないシリコンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記インサートが、ドープされていないシリコンを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記インサートが、ドープされていないシリコンを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記インサートが、ドープされていないシリコンを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
光学テスト用に予め準備された半導体ウェハであって、
スクライブラインによって画成された境界を各々が有する複数のダイが作製された、厚みＴを有するウェハ基板と、
前記ダイの１つのダイ上にあり、前記ダイのスクライブラインを越えて延在する境界を有し、前記ウェハ基板の厚みを厚みＴより小さな厚みｔに低減した円形の少なくとも１つの薄型化エリアと、
前記薄型化エリア内に設けられたインサートと、
前記ダイまでの光路を不明瞭にしないように、前記インサートの周辺エリアに設けられた接着剤と、
を備える、半導体ウェハ。
【請求項１０】
前記エリアが、傾斜した壁を含む、請求項９に記載の半導体ウェハ。
【請求項１１】
前記エリアが、垂直の壁を有する円形エリアを含み、前記インサートの直径が、前記円形エリアの直径より小さい、請求項９に記載の半導体ウェハ。
【請求項１２】
前記エリアが、壁面取り部が設けられた壁を含み、前記インサートが、前記壁面取り部の厚みより大きい厚みを有する合わせ面取り部を含む、請求項９に記載の半導体ウェハ。
【請求項１３】
前記インサートが、シリコンを含む、請求項９に記載の半導体ウェハ。
【請求項１４】
前記インサートが、シリコンを含む、請求項１０に記載の半導体ウェハ。
【請求項１５】
前記インサートが、シリコンを含む、請求項１１に記載の半導体ウェハ。
【請求項１６】
前記インサートが、シリコンを含む、請求項１２に記載の半導体ウェハ。
【請求項１７】
テスト用の半導体ウェハを準備する方法であって、
スクライブラインによって画成された、テスト対象のダイを選択するステップと、
前記スクライブラインを越えて延在した、前記ダイ上のエリアを薄型化するステップと、
前記エリアにインサートを載置するステップと、
前記ダイまでの光路を不明瞭にしないように、前記インサートの周辺エリアに接着剤を塗布するステップと、
前記インサートと物理的に接触させて固体浸レンズを配置するステップと、
を備える、方法。
【請求項１８】
前記インサートが、ドープされていないシリコンから作られる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記固体浸レンズが、ドープされていないシリコンから作られた、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ダイの大きな対角線の長さを測定するステップを更に備え、エリアを薄型化する前記ステップが、前記大きな対角線より大きな直径を有する円形エリアを薄型化する工程を備える、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
[0001]本発明は、ウェハの局所的薄型化および薄型化エリアの強化方法と、そのように作製したウェハとに関する。
【関連技術の記載】
【０００２】
[0002]当分野における集積回路（ＩＣ）およびウェハテストは、被テストデバイス（ＤＵＴ：ｄｅｖｉｃｅ  ｕｎｄｅｒ  ｔｅｓｔ）の照明および／またはＤＵＴからの光反射または放射の検出を行うために、さまざまな光学顕微鏡を使用することが既知である。最新のテスト手順では、特定のＤＵＴに応じて、主に厚みが数百ミクロンのシリコンであるＤＵＴの背面からテストを実行する。ドープされたシリコンが、一般に、光子照明を吸収するため、ドープされた厚いシリコン層を介してＤＵＴを撮像することが非常に困難である。したがって、観察するために約１００ミクロンまでウェハを薄型化することが提案された。一方で、ウェハ全体を１００ミクロンまで薄型化すると、その物理的な完全性が著しく低下してしまい、著しく破損する可能性がある。したがって、着目するエリアのみを薄型化し、ウェハの残りを元の厚みに保つことがすでに提案されている。
【０００３】
[0003]図１は、一般に、正面と呼ばれる側、すなわち、ＩＣ作製が行われる側から見た従来の半導体ウェハ１００を描いている。位置確認のために、ウェハの底部にノッチ１３０が設けられる。既知のように、ウェハは、従来、スクライブライン１２０によって分離された、一般にダイ１１０と呼ばれる複数のＩＣを形成するように従来処理されている。ウェハの処理が完了すると、スクライブライン１２０は、別々のＩＣを提供するようにダイを分離するために使用される。次いで、個々のＩＣがカプセル化され、個々のＩＣには、ＩＣが使用される回路と通信可能な状態になるようにコンタクトが設けられる。図１において、ダイ１２５は、ダイ１２５がテスト用に選択されたものであることを示すように射影を付けている。
【０００４】
[0004]認識されているように、ダイ１２５のエリアを局所的に薄型化すると、ウェハ１００が著しく脆弱化してしまい、破損する可能性がある。特に、ダイ１２５に小さな圧力しかかけなくても、ウェハがスクライブライン１２０に沿って破損してしまうこともある。しかしながら、多くのテスト手順は、ダイ１２５とプローブとを接触させて、ダイに圧力をかけることを含む。従来技術において、ウェハを局所的に薄型化し、次いで、薄型化エリア内にガラスインサートを接着して、テスト中のウェハの破損を防ぐことが提案されてきた。しかしながら、ガラスの屈折率は約１．４〜１．６であるのに対して、シリコンの屈折率は、約３．６である。結果的に、このようなインサートを使用すると、光学収差が生じる。更に、インサートを接着するのに使用される接着剤は、その屈折率に応じて、更なる収差を導入してしまうこともある。接着剤は、屈折率がガラスインサートのものと一致するように選択されてもよいが、そのように組み合わせても、ガラスインサートおよび接着剤が、ＤＵＴのドープされたシリコンに一致しないため、収差は依然として存在する。したがって、ウェハの完全性を維持しながら、ダイのエリアを薄型化するための改良された方法が必要とされる。
【概要】
【０００５】
[0005]本発明のさまざまな実施形態により、ウェハの完全性を維持しながら、半導体ウェハを局所的に薄型化する方法が提供される。
【０００６】
[0006]本発明の１つの態様において、検査対象のダイが選択され、その対角線が測定される。次いで、測定された対角線より大きな直径を有する円形エリアが薄型化される。直径が薄型化エリアのものに類似した透明なインサートが、薄型化シリコンを物理的に接触するように、薄型化エリア内に配置されて準備される。次いで、インサートの周囲にのみ接着剤が設けられる。本発明の他の実施形態によれば、薄型化エリアは円形でなくてもよいが、テスト対象のダイのスクライブラインを越えて延在する。
【０００７】
[0007]本発明の１つの態様によれば、インサートは、半導体ウェハと同じ材料から作られる。特定の実施例において、インサートは、薄型化されていないウェハと比較すると、優れた透光性を示す、研磨されたドープされていないシリコンから作られる。本発明の特定の態様によれば、インサートは、ドープされていないシリコンから作られ、シリコンから作られた固体浸レンズが、顕微鏡をインサートに光学的に結合するために使用されることで、全光路の全体にわたって屈折率を維持する。
【０００８】
[0008]テスト用に半導体ウェハを準備するための本発明の例示的な方法によれば、この方法は、テスト対象のダイを選択するステップと、上記ダイの大きな対角線の長さを測定するステップと、上記大きな対角線より大きな直径を有する、ダイ上の円形エリアを薄型化するステップと、上記円形エリアにインサートを載置するステップと、ダイまでの光路を不明瞭にしないように、インサートの周辺エリアに接着剤を塗布するステップを用いて進行する。本発明の１つの特定の態様において、円形エリアは、傾斜した壁を含む。別の態様によれば、円形エリアは、垂直の壁を含み、インサートの直径は、円形エリアの直径より小さい。更なる別の態様によれば、円形エリアは、壁面取り部が設けられた壁を含み、インサートは、壁面取り部の厚みより大きい厚みを有する合わせ面取り部を含む。本発明の実施形態の任意のものおいて、インサートは、ドープされていないシリコンから作られることが有用かつ有益なこともある。
【０００９】
[0009]本発明の別の態様によれば、光学テスト用に予め準備された半導体ウェハが提供され、このウェハは、スクライブラインによって画成された境界を各々が有する複数のダイが作製された、厚みＴを有するウェハ基板と、上記ダイの１つのダイ上にあり、上記ダイのスクライブラインを越えて延在する境界を有し、上記ウェハ基板の厚みを厚みＴより小さな厚みｔに低減した円形の少なくとも１つの薄型化エリアと、上記薄型化エリア内に設けられたインサートと、ダイまでの光路を不明瞭にしないように、上記インサートの周辺エリアに設けられた接着剤とを備える。１つの態様において、このエリアは、傾斜した壁を含む。別の態様において、このエリアは、垂直の壁を有する円形エリアを含み、上記インサートの直径は、円形エリアの直径より小さい。更なる別の態様によれば、このエリアは、壁面取り部が設けられた壁を含み、上記インサートは、壁面取り部の厚みより大きい厚みを有する合わせ面取り部を含む。記載した態様の任意のものにおいて、インサートは、シリコンを含むことが有用かつ有益なこともある。
【００１０】
[0010]本発明の更なる別の態様によれば、テスト用の半導体ウェハを準備する方法が提供され、この方法は、スクライブラインによって画成された、テスト対象のダイを選択するステップと、上記スクライブラインを越えて延在した、上記ダイ上のエリアを薄型化するステップと、上記エリアにインサートを載置するステップと、ダイまでの光路を不明瞭にしないように、インサートの周辺エリアに接着剤を塗布するステップと、上記インサートと物理的に接触させて固体浸レンズを配置するステップとを備える。本発明の１つの態様によれば、インサートは、ドープされていないシリコンから作られる。本発明の更なる別の態様によれば、固体浸レンズは、ドープされていないシリコンから作られる。本発明の特定の態様によれば、この方法は、上記ダイの大きな対角線の長さを測定するステップを更に備え、エリアを薄型化するステップが、上記大きな対角線より大きな直径を有する円形エリアを薄型化する工程を備える。
【００１１】
[0011]本発明の方法の利点は、薄型化ウェハの物理的な完全性を維持しやすくすることである。本発明の方法の別の利点は、光路の全体にわたって屈折率を同じに維持することである。
【００１２】
[0012]本発明の他の態様および特徴は、本明細書に記載するさまざまな実施形態の記載から明らかになり、特許請求の範囲に記載されるような本発明の範囲および趣旨内のものである。
【詳細な記載】
【００１３】
[0022]図面に例示した特定の実施形態を参照しながら、本明細書において本発明について記載する。しかしながら、図面に描かれているさまざまな実施形態は、例示的なものにすぎず、特許請求の範囲に規定されるように、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【００１４】
[0023]以下、図２および図３を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に記載する。図２において、破線形式で描かれているスクライブライン２２０によって示すように、背面側から見たウェハ２００が示されている。この場合も、検査対象として選択されたダイ２２５が射影を付けて示されている。既知のように、ダイ２２５は、通常、正方形または長い対角線２４０を有する矩形であり得る。検査対象のダイを選択すると、その長い対角線２４０が測定される。次いで、測定された対角線より大きな直径を有する、薄型化される円形エリアが決定される。
【００１５】
[0024]図３は、本発明の一実施形態により準備されたウェハ３００の部分断面図である。図３において、ダイ３２５の境界は、スクライブライン３２０ａおよび３２０ｂによってマーキングされる。ウェハの全厚みＴｔは、数百ミクロンオーダー、例えば、６５０ミクロンである。ダイ３２５上のあるエリア３５０が、約１００ミクロンの厚みＴｄまで薄型化される。図示するように、エリア３５０は、薄型化エリアがスクライブライン３２０ａおよび３２０ｂを越えて延在するような直径Ｄを有する。円形エリア３５０が、約５０〜１５０ミクロンまで薄型化されると、薄型化エリア内に、薄いインサート３６０が設けられる。インサート３６０は、着目する波長で光学的に透明な材料から作られる。一実施形態によれば、インサートは、ドープされていないシリコンから作られ、約２００〜３００ミクロンの厚みＴｉを有する。ドープされたシリコンと異なり、ドープされていないシリコンは光を吸収しないため、インサートをドープされていないシリコンで作ることで、透過性が高まる。更に、ドープされていないシリコンの屈折率は、ダイ３２５のドープされたシリコンのものと一致するため、光学収差がまったく導入されない。
【００１６】
[0025]図３に示すように、薄型化エリア３５０の壁３７０には、薄型化エリア３５０の開口が直径Ｄより大きくなるように傾斜がつけられる。このように傾斜をつけることで、インサート３６０の周りに作り出された「リング」エリアに接着剤３８０を塗布することができる。このような構成は、光学プローブの「見通し線」に接着剤が存在しないため有益である。その結果、光は、同様または同一の屈折率を有するウェハとシリコンインサートのみを通って伝播する。したがって、測定の完全性が保たれ、使用する接着剤の屈折率による影響を受けない。
【００１７】
[0026]図４は、薄型化エリア４５０を示すウェハ４００の一部の平面図である。ダイ４２５は、マンハッタンスタイルのスクライブライン４２０によってマーキングされた境界を有し、この境界は、長い対角線４４０を規定する。薄型化エリア４５０の底部の直径Ｄは、対角線４４０の長さより大きい。薄型化エリア４５０の外側リム４５５は、薄型化エリア４５０の底部の直径Ｄより大きい。このように配列することで、接着剤４８０を塗布するためのエリアが残ることで、インサート４６０が薄型化エリア４５０内に固定される。インサートの周囲にのみ接着剤が与えられるため、接着剤は、光路の外側にあり、接着剤の屈折率は問題とされない。その結果、接着剤は、屈折率の特性と関係なく要求される特性に応じて選択することができる。
【００１８】
[0027]図５は、本発明の別の実施形態を描いている。図５において、薄型化エリア５５０の壁５７０は垂直である。その結果、薄型化エリアの上側リム５５５の直径は、直径Ｄと同一である。他の実施形態のように、直径Ｄは、テスト対象のダイ５２５の対角線より大きい。直径Ｄより小さいが、ダイ５２５の対角線より大きいインサート５６０が、ダイ５２５と接触した状態で薄型化エリアの中心に配置される。次いで、インサートと薄型化エリアの壁５７０との間の空間に、接着剤５８０が塗布される。
【００１９】
[0028]図６は、本発明の更なる別の実施形態を描いている。図６において、薄型化エリア６５０の壁６７０は、面取り部または溝６７５が生じるように作られる。インサート６６０上にも、つや消し面取り部または溝６６５が作製される。しかしながら、インサートの厚みＴｉは、薄型化エリアの溝の厚みＴｃより大きくされる。これにより、インサート６６０の底部は、ウェハ６００の薄型化エリアと物理的に接触した状態になる。インサート６６０を薄型化エリア６５０内に挿入する前に、射影をつけたエリアで示すように、溝に接着剤６８０が塗布される。
【００２０】
[0029]図７は、本発明の別の実施形態を描いている。図７の実施形態において、顕微鏡対物レンズ７６５をＤＵＴ２２５に光学的に結合するために、固体浸レンズ（ＳＩＬ：ｓｏｌｉｄ  ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  ｌｅｎｓ）７８５が使用されている（対物レンズハウジング７７４は、本発明の特徴には重要ではないため破線で示す）。更に詳しく言えば、この実施形態において、ダイ７２５上のエリア７５０は、薄型化されており、そしてインサート７６０は、接着剤７８０を用いて、そのエリアの周囲でＤＵＴに接合されている。この実施形態において、インサート７６０は、ドープされていないシリコンから作られることで、光吸収性がなく、ＤＵＴと屈折率が一致するという利点が得られる。同様に、ＳＩＬ７８５も、ドープされていないシリコンから作られる。このようにして、ＤＵＴからインサート７６０およびＳＩＬ７８５を通って進む光は、一致した屈折率を通って進み、光学収差がまったく導入されない。
【００２１】
[0030]上述した実施形態において、薄型化エリアおよびインサートの形状は円形である。円形の薄型化エリアは、応力を均等に分布することで、耐破損性をもたらすという利益を生み出し、提供しやすい。しかしながら、認識され得るように、スクライブラインを越えるかぎり、他の形状で作られてもよい。薄型化エリアがスクライブライン上、またはそれよりも小さくなると、従来技術の故障モードに至り、このモードでは、スクライブラインに沿って破損が生じるため、ダイは、圧力がかかると、ウェハから「飛び出す」。図８および図９は、円形ではない薄型化されるエリア８５０、９５０のそれぞれの平面図を描いている。エリア８５０は、全境界がスクライブラインを越えて延在する楕円である。同様に、エリア９５０は、周囲がスクライブラインを越えて延在する丸みのある正方形である。直角の正方形または矩形が使用されてもよいが、角が丸い正方形または矩形の方が良好な耐故障性を示すと考えられている。
【００２２】
[0031]特定の実施形態を参照しながら、本発明について記載してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。更に詳しく言えば、特許請求の範囲によって規定されているような本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者らによってさまざまな変形例および修正例が実施されてもよい。更に、上述した従来技術の参照のすべては、参照として本明細書に組み入れられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術による半導体ウェハを描いている概略図である。
【図２】背面から見た薄型化されるエリアの選択を示す図である。
【図３】本発明の方法の一実施形態を描いている断面図である。
【図４】図４に示す実施形態の平面図である。
【図５】本発明の別の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の更なる別の実施形態を示す断面図である。
【図７】ＳＩＬを用いた本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明の別の実施形態を示す平面図である。
【図９】本発明の更なる別の実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
２００，３００，４００，５００，６００，７００…ウェハ、２１０，２２０，３２０ａ，３２０ｂ，４２０…スクライブライン、２２５，３２５，４２５，５２５，７２５…ダイ、２４０，４４０…長い対角線、３５０，４５０，５５０，６５０，７５０，８５０，９５０…薄型化エリア、３６０，４６０，５６０，６６０，７６０…インサート、３７０，５７０，６７０…壁、３８０，４８０，５８０，６８０，７８０…接着剤、７６５…対物レンズ、７８５…固体浸レンズ。
【図１】
2007013124.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007013124.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007013124.tif 000009
【図８】
2007013124.tif 000010
【図９】
2007013124.tif 000011
【外国語明細書】
2007013124000001.pdf