JPH0629384A - 集積回路の成形化合物の動きを防止する方法 - Google Patents

集積回路の成形化合物の動きを防止する方法

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JPH0629384A
JPH0629384A JP4143754A JP14375492A JPH0629384A JP H0629384 A JPH0629384 A JP H0629384A JP 4143754 A JP4143754 A JP 4143754A JP 14375492 A JP14375492 A JP 14375492A JP H0629384 A JPH0629384 A JP H0629384A
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die
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scribe line
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integrated circuit
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Steven R Eskildsen
スティーブン・アール・エスキルドセン
Suresh V Golwalkar
サレッシュ・ヴイ・ゴルウォーカー
Tito Barrios
ティト・バリオス
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ダイを封止する成形化合物の熱応力による損
傷を少なくする。 【構成】 ウェハのダイに隣接するスクライブ線領域に
形状上の変化を生じさせる表面構造。表面構造は成形化
合物の破壊を少なくすると共に、樹脂封止形集積回路に
おける成形化合物のダイの表面に関する動きを防止する
ために使用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は集積回路製造技術の分野
に関し、特に、樹脂封止形集積回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】樹脂封止形集積回路は、その集積回路を
取囲む成形化合物の熱膨張や収縮によって起こるストレ
スのために損傷を受けることがある。チップの温度サイ
クル及びチップ材料の他の熱膨張係数の不一致の結果と
して起こるストレスは、樹脂封止形集積回路に機械的ス
トレスを発生させる。それらのストレスの中で最も大き
なものは、封止用ダイの角部の付近で起こる。ダイの角
部に機械的な力が加わると、以下に説明するように、ダ
イに数種類の損傷が発生する。集積回路に見られる損傷
の量は、１つには、ダイの角部付近の領域のレイアウト
法によって決まる。
【０００３】成形化合物の熱膨張及び収縮と、その結
果、成形化合物に発生する機械的ストレスによって、層
間剥離、すなわち、ダイの表面に関する成形化合物の動
きが起こる。熱によって誘起されるストレスが成形化合
物の破壊を生じさせるほど大きい場合には、ダイの損傷
面積は広がってしまい、ダイの薄膜亀裂も起こりうる。
予期されるであろうが、ストレスの結果として起こるそ
のようなダイの損傷は、樹脂封止形集積回路デバイスの
性能が低下し、あるいは、回路全体が損傷してしまうと
考えられる。
【０００４】成形化合物の動きという問題を解決しよう
とする従来の試みは、金属層と、接点層とから構成され
るダイのコーナー構造に集中していた。そのような構造
では、金属層と接点層は、図１に関連して示すように、
成形化合物の接合領域として作用させるためにダイの角
部に配置される。ところが、金属層や接点層の深さ、す
なわち、形状上の変化は限られているので、成形化合物
をダイに係止する能力は低下する。さらに、コーナー構
造は成形化合物の破壊のおそれを軽減しない。
【０００５】樹脂封止形集積回路に関して起こるもう１
つの問題点は、層間剥離である。層間剥離は、成形化合
物がダイの表面から分離するときに起こる。層間剥離が
起こり、その分離が十分に大きい場合、コーナー構造の
形状上の変化はダイ表面に関する成形化合物の動きをそ
れ以上防止することはできなくなる。封止用ダイの表面
に関する成形化合物の動きが起こったときには、薄膜の
亀裂と、コーナー構造により被覆される領域を越える損
傷の可能性がある。
【０００６】コーナー構造を利用することにより成形化
合物の動きの問題を緩和しようとする試みは、さらに欠
点をもたらす。コーナー構造をダイの表面に配置する
と、利用可能な有効ダイ面積は狭くなる。そこで、成形
化合物の破壊を少なくし、ダイ表面に関する成形化合物
の動きを防止し且つそれらの結果を得るために有効ダイ
空間を使用することを必要としない方法又は手段が必要
である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ダイを封止
するために使用される成形化合物の破壊を少なくする方
法を提供し、ダイの表面に関する成形化合物の動きを有
効であるダイ空間を使用せずに防止する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明はチップの製造に
使用される１つ又は複数のマスク層を採用し、６〜８ミ
クロン以上の深さを有すると思われる「トレンチ」のよ
うな一連の表面構造を形成する。その深さは、金属のみ
又は金属と接点層との組合わせを利用する以前のコーナ
ー構造と関連する１〜２ミクロンの深さよりかなり良
い。表面構造は、有効であるダイを包囲するウェハのス
クライブ線領域に製造される。すなわち、トレンチは有
効ダイ領域の外側にあり、ダイの角部の貴重な有効ダイ
領域の使用を必要としない。
【０００９】ダイを成形化合物により封止するときに
は、成形化合物はダイの表面と、ダイに隣接してスクラ
イブ線領域に形成されたトレンチの中へ広がってゆく。
成形化合物が硬化すると、化合物はトレンチの中及びダ
イの周囲に「係止」される。スクライブ線領域にトレン
チによって形成される形状上の変化は、ダイの角部に現
れるストレスをいくつかの「ストレス解放箇所」へ拡散
させる。ストレスが拡散すると、成形化合物は破壊しに
くくなる。成形化合物の破壊を少なくすることにより、
成形化合物の動きは減少し、ダイの表面における薄膜亀
裂は防止される。さらに、万一、層間剥離が起こったと
しても、従来より深いスクライブ線の表面構造はダイの
周囲に係止され続け、それにより、ダイに対してそれ以
上の損傷が発生するのを阻止する。ダイを包囲するスク
ライブ線領域に表面構造を形成することにより、有効ダ
イ領域の損失を軽減でき、その結果、より安価なダイが
得られる。
【００１０】
【実施例】本発明は、集積回路を封止するために使用さ
れる化合物の破壊を防止すると共に、ダイ表面に関する
成形化合物の動きを有効なダイ空間を使用せずに阻止す
る方法を提供する。以下の説明中、本発明をより完全に
理解させるために特定の事項を数多く詳細に記載する
が、本発明を実施するためにそのような特定の詳細な事
項を採用しなくても差支えないことは当業者には明白で
あろう。本発明を無用にわかりにくくしないために、周
知の処理については詳細に説明しない。
【００１１】図１に示す通り、成形化合物の移動という
問題を解決するための従来の試みにおいては、有効なダ
イ表面２０にコーナー構造１０を配置することが必要で
あった。そのため、有効ダイ２０の角部を回路アーキテ
クチャでの使用に利用できなかった。その上、成形化合
物とダイ２０との層間剥離を生じると、成形化合物はコ
ーナー構造１０から分離してしまい、ダイ２０をさらに
損傷させる。
【００１２】次に、図２を参照すると、個々の回路、す
なわち、ダイ１０１を含むウェハ１００が示されてい
る。図２は実物大に示されているのではなく、本発明で
利用する領域を目立たせて示してある。ウェハ１００、
ダイ１０１及びスクライブ線領域１０２の厳密な寸法は
本発明には重要ではない。ウェハ１００にダイ１０１を
製造した後、スクライブ線領域１０２でダイ１０１を互
いに分離する。スクライブ線領域に１０２は、ダイ１０
１を分離する交差路と同じようにウェハ１００に配列さ
れている。ダイ１０１は当該技術分野では良く知られて
いる方法により製造されれば良い。本発明は個々のダイ
１０１の間のスクライブ線領域１０２を利用する。
【００１３】ダイ１０１を製造するとき、スクライブ線
領域１０２に深いトレンチのような表面構造を形成す
る。それらのトレンチはスクライブ線領域１０２に形状
の変化を生じさせる。表面構造はダイ１０１の一部又は
全体を囲むように設計されれば良い。さらに、スクライ
ブ線領域１０２に形成される表面構造は、それらがダイ
１０１の角部を取囲むスクライブ線領域にのみ存在する
ように形成されても良い。スクライブ線領域に形成され
る表面構造を図３に示す。表面構造は、トレンチの代わ
りに又はトレンチに加えて、スクライブ線領域１０２に
金属層又はポリシリコン層のスタックを配置することに
より形成されても良い。また、トレンチと薄膜スタック
とを交互に配列することにより、形状上の変化を生じさ
せても良い。本発明の好ましい実施例では、スクライブ
線領域１０２に形成されるトレンチはダイ１０１を完全
に取囲んでおり、ウエットエッチングと、プラズマエッ
チングとの組合わせによって製造される。ただし、本発
明の方法は当該技術分野で良く知られている数多くの関
連方法のいずれにも適用できる。
【００１４】本発明は、多様な表面構造深さを採用する
ことも可能である。ダイ１０１で使用している構造より
深くウェハ１００の中へ掘り込むトレンチ１０４を形成
するために、マスク層を使用することができる。２つ以
上のマスク層を使用することにより、深さが６〜８ミク
ロンを越えるトレンチ１０４を形成しても良い。また、
トレンチ領域１０４は、最上部マスク層のみを使用し
て、深さが６〜８ミクロンになるという結果を得るよう
に形成されても良い。本発明の好ましい実施例では、ダ
イ１０１の製造に使用するパッシベーションマスク、す
なわち、パッドマスクをスクライブ線領域１０２に表面
構造を形成するときにも使用する。従って、本発明の場
合、追加の処理工程は不要である。
【００１５】図３を参照すると、本発明の好ましい実施
例においては、スクライブ線領域１０２に形成される表
面構造は、そのパターンがダイ１０１の表面に対する
「Ｘ」と「Ｙ」の両方向の成形化合物の動きを阻止する
一方、「Ｚ」方向については成形化合物の幾分かの動き
を可能にするように設計されている。成形化合物の動き
が制限されるように表面構造を設計することにより、ダ
イ１０１の角部に現れるストレスを分散させる多数の角
部１０５が追加される。表面構造によってそれらの角部
１０５が加わると、成形化合物の破壊のおそれは少なく
なり、そのため、薄膜亀裂の可能性が少なくなる。
【００１６】図３に示すように、表面構造は、個々のダ
イ１０１の分離後、隆起領域１０３がウェハの切断処理
の結果として形成される角部領域１０６と一致しないよ
うに設計、配置されている。すなわち、隆起領域１０３
は取り囲むスクライブ線領域１０２の角部領域１０６に
突出しない。しかしながら、本発明の方法は、隆起領域
１０３をスクライブ線領域１０２の角部領域１０６に配
置する場合を含めて、隆起領域１０３の様々な配置状況
に適用可能である。
【００１７】本発明の好ましい実施例は、図３に示すよ
うな「タイヤトレッド」パターンを形成する表面構造で
ある。さらに、好ましい実施例では、隆起領域１０３と
トレンチ領域１０４は、それぞれがスクライブ線領域１
０２の約５０％を占めるような比で設計されている。た
だし、本発明の方法を多くの表面構造の形状と比のいず
れにも適用できることは当業者には自明であろう。そこ
で、図２を参照すると、回路、すなわち、ダイ１０１を
ウェハ１００上に製造するとき、同時にスクライブ線領
域１０２に表面構造を形成する。次に、個々のダイ１０
１が互いに分離するようにウェハ１００を切断する。同
じように、広範囲にわたる分離方法のいずれかを使用し
てダイ１０１を分離、すなわち、隔離させても良いこと
は当業者には自明であろう。ダイ１０１は、それぞれの
ダイ１０１が図３に示す表面構造を含むスクライブ線領
域１０２の一部によって取囲まれているように分離され
る。
【００１８】ダイ１０１を製造し、分離した後、当該技
術分野では良く知られている封止方法のいずれかを使用
して、個々のダイを成形化合物の中に封止する。本発明
の好ましい実施例では、ダイ１０１と、それを取囲むス
クライブ線領域１０２の封止は液化プラスチックタイプ
化合物を個々のダイ１０１を入れた型の中に注入するこ
とにより行われるが、本発明の方法は他の種類の成形化
合物又は封止方法にも同じように適用できる。
【００１９】次に図４を参照すると、成形化合物１１０
がスクライブ線領域１０２を包囲するときに、化合物は
隆起領域１０３を被覆し、トレンチ１０４を充填し、表
面構造の形状にサブミクロン単位で適応していることが
わかる。スクライブ線領域１０２にあるトレンチ１０４
と、隆起領域１０３と、角部領域１０５は、成形化合物
１１０が硬化するにつれて、成形化合物１１０をダイ１
０１の周囲に係止する。先に述べた通り、表面構造は、
成形化合物１１０のダイ１０１に対する「Ｘ」と「Ｙ」
の両方向の動きを阻止するが、幾分かの「Ｚ」方向の動
きを許容するように設計されている。また、表面構造
は、機械的ストレスを成形化合物とダイ１０１との間に
分散させるためのストレス解放箇所も形成する。すなわ
ち、ダイ１０１と成形化合物１１０が熱変化及び熱膨張
係数の不一致のために膨張と収縮を受けるに従って、そ
の結果発生する機械的ストレスは追加の表面構造の間に
分割されるので、ダイ１０１の角部にストレスが集中す
ることは少なくなる。ストレスを少なくすることによ
り、成形化合物１１０は破壊しにくくなり、従って、薄
膜亀裂の形態をとるそれ以上の損傷は阻止される。
【００２０】成形化合物１１０とダイ１０１との層間剥
離が起こった場合、成形化合物１１０はスクライブ線領
域１０２のトレンチ１０４の中に係止されたままであ
る。成形化合物１１０がダイ１０１の周囲に堅固に係止
していれば、ダイ１０１の表面に関する成形化合物１１
０の動き、そして、その後に起こるダイ１０１の損傷は
阻止される。以上、成形化合物の破壊を少なくし、ダイ
の表面に関する成形化合物の動きを阻止し、しかも、有
効ダイ空間の使用を必要としない方法を示した。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイの角部に構造が配置されている従来の技術
を示す図。
【図２】個々のダイと、隣接するスクライブ線とを含む
ウェハを示す図。
【図３】本発明に従って形成されるパターンの１例を示
す単一のダイと、それに隣接する領域の横断面図。
【図４】成形化合物により封止された１個のダイを示す
横断面図。
【符号の説明】
１００ ウェハ １０１ ダイ １０２ スクライブ線領域 １０３ 隆起領域 １０４ トレンチ領域 １０５，１０６ 角部領域 １１０ 成形化合物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サレッシュ・ヴイ・ゴルウォーカー アメリカ合衆国 95662 カリフォルニア 州・オレンジベイル・オールド ランチ ロード・8409 (72)発明者 ティト・バリオス アメリカ合衆国 95842 カリフォルニア 州・サクラメント・スタンフォード オー ク ドライブ・7116

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 樹脂封止形集積回路ダイを包囲するため
    に使用される成形化合物の破壊を少なくし、且つ前記集
    積回路の表面に関する前記成形化合物の動きを防止する
    方法において， ａ）ウェハのスクライブ線領域に前記ダイに隣接して、
    形状上の変化を生じさせる表面構造を形成する工程と； ｂ）前記表面構造が前記ダイに隣接したままであるよう
    に、前記ウェハを複数の個別のダイに分離する工程と； ｃ）前記成形化合物が前記スクライブ線領域に存在して
    いる前記表面構造と接触して、それにより前記成形化合
    物を前記ダイの周囲に係止させるように、前記ダイを前
    記成形化合物で封止する工程とから成る方法。
  2. 【請求項２】 樹脂封止形集積回路ダイを包囲するため
    に使用される成形化合物の破壊を少なくし、且つ前記集
    積回路ダイの表面に関する前記成形化合物の動きを防止
    する方法において， ａ）ウェハのスクライブ線領域に前記ダイに隣接して、
    形状上の変化を生じさせる表面構造を形成する工程と； ｂ）前記表面構造が前記ダイに隣接したままであるよう
    に、前記ウェハを複数の個別のダイに分離する工程と； ｃ）前記成形化合物が前記スクライブ線領域に存在して
    いる前記表面構造と接触させ、それにより前記成形化合
    物を前記ダイの周囲に係止させるように、前記ダイを前
    記成形化合物で封止する工程とから成る方法。
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