JPH08503813A - 集積回路装置を製造するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 集積回路装置の製造方法であって、多数のパッド（１９）を各々有する複数の集積回路をウェーハ上に製造する工程と、この工程の後にウェーハをスライスして複数の集積回路要素を構成するスライス工程とを有し、このスライス工程は、多数のパッドの断面を露呈する。また、この方法を実施するための装置及び集積回路装置である。

Description

【発明の詳細な説明】 集積回路装置を製造するための方法及び装置 発明の分野 本発明は、集積回路装置を製造するための方法及び装置、及びこれらの方法及 び装置によって製造された集積回路に関する。 発明の背景 全ての集積回路装置の製造における重要な工程は「パッケージング」として知 られており、この工程には、集積回路の中央にあるシリコンチップの機械的保護 及び環境に対する保護、並びにシリコンチップの所定の場所と外部電気端子との 間の電気的相互接続が含まれる。 現在、半導体のパッケージングには、ワイヤボンディング、テープ自動ボンデ ィング（ＴＡＢ）、及びフリップチップという三つの主要な技術が使用されてい る。 ワイヤボンディングは、チップの結合パッドとパッケージの接点との間に金ボ ンディングワイヤを溶接するのに熱及び超音波エネルギを使用する。 テープ自動ボンディング（ＴＡＢ）は、ボンディングワイヤの代わりに銅箔テ ープを使用する。銅箔テープは、特定のダイ−パッケージ組み合わせについて形 成されており、これに適した銅トレースの所定のパターンを有する。個々の導線 は個々に又は一群をなしてチップの種々のボンディングパッドに接続される。 フリップチップは、ソルダバンプが結合パッドの上側に形成された集積回路ダ イであり、該ダイをソルダバンプ側を下にした「フリップ」回路とし、基板に直 接はんだ付けすることができる。ワイヤボンディングを必要とせず、パッド内の 空間を大きく節約することができる。 上述の技術の各々には、特定の問題点がある。ワイヤボンディング及びＴＡＢ ボンディングは、ボンディング部を良好に形成できない場合があり、ダイに比較 的高い温度及び機械的圧力を加え易い。ワイヤボンディング技術及びＴＡＢ技術 は、両方とも、パッケージの大きさの観点から見て問題があり、ダイのパッケー ジに対する面積比が約１０％乃至６０％の集積回路装置を製造する。 フリップチップは、パッケージングを行わず、ただ相互接続のみを行う。この 相互接続には、ソルダバンプにおける比均等性の問題点並びに熱膨張による不整 合の問題点があり、これらの問題点は、シリコン又は熱膨張特性がシリコンと同 様の材料に対して有用な基板の使用を制限する。 発明の概要 本発明は、上述の問題点の多くを解決した集積回路装置を製造するための装置 及び技術を提供しようとするものであり、比較的小型で軽量で高性能の集積回路 を提供しようとするものである。 かくして、本発明の好ましい実施例によれば、多数のパッドを各々有する複数 の集積回路を第１及び第２の平らな表面を持つウェーハ上に製造する工程と、ウ ェーハの前記両表面に保護材料層を設けるウェーハワイズ取り付け工程と、その 後、ウェーハ及びこのウェーハに取り付けられた保護材料をスライスして複数の パッケージ前の集積回路装置を形成するスライス工程とを有する集積回路装置製 造方法が提供される。 「ウェーハワイズ」（waferwise）という用語は、ウェーハ全体にそのような 処理を一度に加えることを必要としないということに着目されたい。「ウェーハ ワイズ」という用語は、ダイシング前の多くのダイに加えられる工程に等しく適 用される。 本発明の好ましい実施例によれば、スライス工程は、多数のパッドの断面を露 呈する。 好ましくは、スライス工程は、一対の隣接した集積回路の両方について電気接 点領域を同時に形成するようにパッドを切断する。 更に、本発明の好ましい実施例によれば、多数のパッドを各々有する複数の集 積回路をウェーハ上に製造する工程と、その後、ウェーハをスライスして複数の 集積回路要素を形成するスライス工程とを有し、このスライス工程により多数の パッドの断面を露呈する、集積回路装置製造方法が提供される。 好ましくは、スライス工程は、一対の隣接した集積回路の一方と導通したパッ ド及び一対の隣接した集積回路の他方と導通したパッドを含む複数のパッドを切 断し、これによって、対をなした隣接する集積回路の両方についての電気接点領 域を形成する。 本発明の好ましい実施例によれば、集積回路のスライス縁部上に導電層をパッ ドの露呈縁部と導通した状態で設ける工程を更に有し、多数のパッドのうちの別 の一つのパッドと導通した導電層の部分を互いに電気的に分離する。 好ましくは、導電層を設ける工程の前に、集積回路のスライス縁部に沿って電 気絶縁層を設ける工程を更に有する。 本発明の好ましい実施例によれば、導電層を設ける工程は、導電コーティング を集積回路の縁部以外の部分にも形成する工程を含む。 好ましくは、スライス工程は、ウェーハに刻み目線を付ける工程、及びこの工 程の後にウェーハにエッチングを施す工程を含む。 更に、本発明の好ましい実施例によれば、多数のパッドの露呈縁部を各々有す る複数の集積回路を製造する工程と、複数の集積回路と回路基板とを多数のパッ ドの露呈縁部を介して電気的に接続する工程とを有する集積回路装置製造方法が 提供される。 好ましくは、スライス工程は、結果的に得られた集積回路のスライス縁部のと ころでシリコン基板が露呈されない位置で行われる。変形例では、砒化ガリウム やゲルマニウムのようなシリコン以外の材料でできた基板を特定の用途で使用で きるということは理解されよう。簡明化を図る目的で、「シリコン」という用語 は、集積回路の基板として使用できるシリコン以外の材料を含む広い意味で、本 明細書及び請求の範囲の全体に亘って使用される。それにもかかわらず、特定の 実施例において本明細書中で説明した技術及びプロセスは、特にシリコンに適し ている。 本発明の好ましい実施例によれば、スライス工程の前に、集積回路の平らな表 面を保護絶縁層で取り囲み、縁部をエポキシで取り囲む。 好ましくは、前記集積回路装置の少なくとも一つの平らな外面に熱結合パッド を形成する。 更に、本発明の好ましい実施例によれば、集積回路装置に接地平面を一体に形 成する工程を更に有する。 更に、本発明の好ましい実施例によれば、集積回路を支持する複数のウェーハ を積み重ねた構成で互いに接合し、多層集積回路装置を構成する。 本発明の好ましい実施例によれば、集積回路装置をその縁部に沿って取り付け 要素に取り付ける工程を更に有する。 好ましくは、保護層は、消去可能なプログラム可能読み取り専用記憶装置の消 去に使用される放射線に対して透明である。 本発明の好ましい実施例によれば、前記集積回路装置の電気接点を耐蝕処理す る工程を実行する。特定的に述べると、好ましくは、パッドの露呈縁部に耐蝕処 理を施す。 更に、本発明の好ましい実施例によれば、機械的に保護され且つ電気的に絶縁 されたパッケージの内部の半導体素子を形成し、電気パッドの複数の露呈断面を パッケージの縁部で露呈させる工程と、前記露呈断面と外部回路との間を電気的 に接続する工程とを有する半導体装置製造方法が提供される。 好ましくは、半導体素子の形成工程は、保護層をウェーハ上に設けるウェーハ ワイズ取り付ける工程と、この工程に続いて、ウェーハを個々のダイにダイシン グするダイシング工程とを含む。「ウェーハワイズ」という用語は、ウェーハ全 体にそのような処理を一度に加えることを必要としないということに着目された い。「ウェーハワイズ」という用語は、ダイシング前の多くのダイに加えられる 工程に等しく適用される。 更に、本発明の好ましい実施例によれば、多数のパッドを各々有する複数の集 積回路を平らな両面を持つウェーハ上に製造する装置と、前記ウェーハの前記平 らな両面に保護パッケージング材料層を設けるウェーハワイズ取り付ける装置と 、その後、前記ウェーハ及びこれに取り付けられた前記保護材料をスライスして 複数のパッケージ前の集積回路装置を形成するスライス装置とを有する集積回路 製造装置が提供される。 好ましくは、スライス装置は、多数のパッドの断面を露呈し、スライス装置は 、隣接した集積回路を導通するパッドを切断すると同時に隣接した集積回路への 電気接点領域を構成する。 更に、本発明の好ましい実施例によれば、多数のパッドを各々有する複数の集 積回路をウェーハ上に製造する装置と、その後、ウェーハをスライスして複数の 集積回路装置を形成するスライス装置とを有し、スライス装置は、多数のパッド の断面を露呈するように作動する、集積回路装置製造装置が提供される。 好ましくは、スライス装置は、一対の隣接した集積回路の一方と導通したパッ ド、及び対をなした隣接した集積回路の他方と導通したパッドを含む複数のパッ ドを切断して、前記対をなした隣接する集積回路の両方の電気接点領域を構成す る。 本発明の好ましい実施例によれば、集積回路のスライス縁部上に導電層をパッ ドの縁部と電気的に導通した状態で付け、多数のパッドのうちの別のパッドと導 通した導電層の部分を電気的に分離するための装置を更に有する。 好ましくは、切断した集積回路のスライス縁部に沿って、導電層をその上側に 設ける前に、電気絶縁層を形成するための装置が更に設けられている。 好ましくは、導電層は、集積回路の縁部以外に付けた導電コーティングからな る。 本発明の好ましい実施例によれば、スライス装置はウェーハに刻み目線を付け るための装置及びこれに続いてウェーハをエッチングするための装置を含む。 更に、本発明の好ましい実施例によれば、多数の露呈したパッド縁部を各々有 する複数の集積回路を製造するための手段と、複数の集積回路と回路基板との間 を前記多数の露呈したパッド縁部を介して電気的に接続するための手段とを有す る集積回路製造装置が提供される。 好ましくは、スライス装置は、結果的に得られた集積回路のスライス縁部のと ころでシリコン基材が露呈されない位置で作動される。 好ましくは、本発明の装置は、上述した工程のいくつか及び全てを実施できる ように作動する。 更に、本発明の好ましい実施例によれば、機械的に保護され且つ電気的に絶縁 されたパッケージ内の半導体素子を形成し、電気パッドの複数の露呈された断面 を、パッケージの縁部で露呈させるための手段と、露呈された断面と外部回路と の間を電気的に接続するための装置とを有する半導体装置製造装置が提供される 。 本発明の好ましい実施例によれば、上述の特徴のうちの任意の特徴を持つ方法 に従って、又は装置を使用してつくられた集積回路装置が提供される。 更に、本発明の好ましい実施例によれば、電気絶縁性であり且つ機械的な保護 を与える材料で形成された上面及び下面と、導電パッドの露呈断面を持つ電気絶 縁性の縁部表面とを有する集積回路ダイからなる集積回路装置が提供される。 好ましくは、集積回路ダイは、積み重ねた関係で互いに結合された複数のシリ コンチップからなる。 本発明の好ましい実施例によれば、複数のシリコンチップは、集積回路ダイ内 で互いに絶縁されている。 好ましくは、集積回路装置の外面に形成され且つ導電パッドの露呈断面と電気 的に導通した導電ストリップを更に有する。 本発明の好ましい実施例によれば、導電ストリップは、集積回路装置の縁部に 沿って延びており、更に、集積回路装置の平らな表面にまで延びている。 好ましくは、導電ストリップは、複数のダイの導電パッドの露呈断面を相互接 続するため、集積回路装置の外面上に形成されており、これによって、その間に 電気的相互接続を構成する。 本発明の好ましい実施例によれば、集積回路装置は、互いに絶縁された複数の シリコン部分を有する。 更に、本発明の好ましい実施例によれば、集積回路装置は、この装置の前記外 面から機械的に及び電気的に絶縁された少なくとも一つのシリコン要素を有する 。 更に、本発明の好ましい実施例によれば、集積回路装置は、この装置の平らな 外面に設けられたヒートシンクへの、一体に形成された熱連結部、及び一体に形 成された接地平面を有する。 好ましくは、複数の縁部の導電パッドの前記露呈断面を相互接続するため、導 電ストリップが前記集積回路装置の前記外面に形成されている。 図面の簡単な説明 本発明は、以下の詳細な説明を添付図面を参照することにより更によく理解さ れるであろう。 第１図は、本発明の好ましい実施例に従ってつくられており且つ作動する集積 回路装置の概略斜視図であり、 第２図は、複数の集積回路ダイを備えたウェーハへの保護パッケージング層の 取り付け工程を示す概略斜視図であり、 第３図は、保護パッケージング層のウェーハへの取り付け工程に続いて行われ る、ウェーハに刻み目線を付けて個々のダイを構成する工程の概略斜視図であり 、 第４Ａ図、第４Ｂ図、第４Ｃ図、第４Ｄ図、及び第４Ｅ図は、本発明の好まし い実施例による集積回路装置の種々の製造段階の断面図であり、 第５図は、第４Ｅ図のウェーハをダイシングすることによって製造された集積 回路装置を示す部分切断詳細斜視図であり、 第６図は、ダイシング後でパッケージ前の個々のダイの斜視図であり、 第７図は、導電コーティングを付着させた後で且つフォトレジスト印刷中の第 ６図のダイの斜視図であり、 第８図は、垂直取り付けに特に適した集積回路パッケージの変形例の形体の斜 視図であり、 第９図は、本発明の好ましい実施例に従って基板を絶縁した集積回路ダイの斜 視図であり、 第１０図は、本発明の好ましい実施例に従ってつくられており且つ作動するマ ルチダイ集積回路パッケージの斜視図であり、 第１１Ａ図、第１１Ｂ図、第１１Ｃ図、第１１Ｄ図、第１１Ｅ図、第１１Ｆ図 、第１１Ｇ図、第１１Ｈ図、第１１Ｉ図、第１１Ｊ図、第１１Ｋ図、第１１Ｌ図 及び第１１Ｍ図は、本発明の好ましい実施例による集積回路装置の種々の製造段 階の断面図であり、 第１２Ａ図及び第１２Ｂ図は、本発明の方法を実施するための装置の概略ブロ ックダイヤグラムである。 実施例 第１図乃至第１２Ｂ図を参照すると、これらの図には本発明の好ましい実施例 による集積回路装置の製造が示してある。 第１図は、本発明の好ましい実施例に従って製作されており且つ作動する集積 回路装置の好ましい実施例が示してあり、この集積回路装置は、比較的薄く且つ コンパクトで、環境に対して保護されており且つ機械的に強化された集積回路パ ッケージ１０を含む。この集積回路パッケージには、その縁部表面１４に沿って 複数の電気接点１２がメッキしてある。本発明の好ましい実施例によれば、接点 １２は、縁部表面を通ってパッケージの平らな表面１６上に延びている。接点が このように構成されているため、パッケージ１０を平らな表面及び縁部表面の両 方で回路基板上に取り付けることができる。集積回路パッケージ１０には、一体 に形成された接地平面（図示せず）並びに接地平面接点１８が含まれるというこ とに着目されたい。 本発明の好ましい実施例によれば、集積回路パッケージ１０には、一つ又はそ れ以上の熱結合パッド１９がその平らな表面１６の一方又は両方に形成されてい る。このような熱結合パッド１９を設けることは、随意である。 本発明の好ましい実施例によれば、及び第２図及び第４Ａ図を参照すると、複 数の完成したダイ２２が、通常の技術で上側に形成された完全なシリコンウェー ハ２０の能動面２４を絶縁カバープレート２６にエポキシ層２８を介して結合す る。絶縁カバープレート２６は、代表的には、ガラス、アルミナ、酸化ベリリウ ム、サファイヤ、又は任意の他の適当な絶縁基材からなる。 カバープレート２６は、光学アライメント又は赤外線アライメントを行うのに 有用なスペクトル領域の放射線に対して透明であるのが好ましい。 ウェーハを本発明に従って使用する場合には、シリコンウェーハ２０の従来の 製造の特定の工程をなくすことができるということは理解されよう。なくすこと のできる工程には、パッドの上側のパシベーション層にヴァイア開口部を設ける 工程、ウェーハ背部研削工程、及びウェーハ背部金属コーティング工程が含まれ る。 完全なシリコンウェーハ２０には、接地平面を通常の平版印刷技術で任意の適 当な位置に一体に形成することができる。変形例では、接地平面が能動面２４と エポキシ層２８との間にあるように、第４Ａ図の結合工程の前に通常の技術によ り接地平面を能動面２４上に置き、形成するのがよい。 本明細書中、上述した結合工程に続き、好ましくは、第４Ｂ図に示すように、 シリコンウェーハを研削して所定の厚さ、代表的には、２００μｍにする。ウェ ーハは、絶縁カバープレート２６をウェーハに結合して機械的強度を高めること によってこのように薄くすることができる。 ウェーハを薄くした後、個々のダイを分離する所定のダイシング線に沿って、 ウェーハの後面に刻み目線を付ける。刻み目線の溝３０は、これらの溝の下のウ ェーハの厚さを代表的には１００μｍに減じるのに十分な深さを持っている。刻 み目線を設けたウェーハを第３図及び第４Ｃ図に示す。 次いで、刻み目線を設けたウェーハを、第４Ｄ図、及び更に詳細には第５図に 示すように、シリコンをフィールド酸化物層まで蝕刻するように、水酸化カリウ ム（ＫＯＨ）を２４％、水を６３％、及びイソプロピルアルコールを１３％含む 溶液のような通常のシリコンエッチング溶液内でエッチングする。 次に、第５図を特に参照すると、フィールド酸化物層を含む少なくとも一つの 絶縁層に参照番号３２が附してあり、金属パッドに参照番号３４が附してある。 金属層の上側の絶縁層には参照番号３６が附してある。接地平面には参照番号３ ８が附してある。 シリコンエッチング工程の結果、厚さが約１００μｍのシリコン３９を各々含 む複数の別々のダイ４０が形成される。 シリコンエッチング工程に続き、第２絶縁パッケージング層４２をダイ４０の 絶縁パッケージング層２６の反対側に結合する。エポキシ層４４は、ダイ４０と 層４２との間にあり、エポキシは、更に、ダイ４０間の隙間を埋める。 第４Ｅ図でわかるように、ダイ４０、第１及び第２の絶縁パッケージング層２ ６及び４２からなるサンドウィッチを、隣接したダイ４０間の隙間に沿って延び る線５０に沿ってダイシングする。ダイシングしたチップの縁部が、第４Ｅ図及 び第５図に示すように、シリコン３９の外周から少なくとも距離ｄだけ離間され ているように線５０を選択するということが本発明の大きな特徴である。 第４Ｅ図のサンドウィッチを線５０に沿ってダイシングすることによって、ウ ェーハ２０上に形成された多数のパッド３４の縁部を露呈し、これらのパッドの 縁部が、このように露呈したとき、ダイ４０の接点表面を構成するというのが本 発 明の大きな特徴である。第４Ｅ図のサンドウィッチのダイシングは、更に、接地 平面３８の縁部分を露呈する。これらの縁部は、接地平面の接点表面５２を構成 する。 第６図は、ダイシング後でパッケージ前の個々のダイを示す。露呈された接点 表面５１及び５２以外の集積回路装置全体の周囲が、集積回路パッケージを構成 する絶縁パッケージング層２６と４２との間に、エポキシ５３でシールされてい る。 本発明の好ましい実施例によれば、ダイの全体又は部分、又は少なくともその 縁部にアルミニウムのような導電コーティングを真空蒸着によってコーティング する。この導電コーティングを標準的なフォトレジスト印刷技術を使用して第７ 図に示すように選択的にエッチングし、電気的に絶縁された多数の導電ストリッ プ６２を形成する。これらのストリップの各々は、異なる接点表面５１又は５２ と電気的に導通している。更に、熱結合パッド１９はこの段階で構成される。 導電層は、好ましくは、ニッケルコーティングが施されており、更に、通常の 方法で金メッキ及び／又ははんだコーティングが施してある。第８図は、全ての 接点ストリップがその一方の縁部７０上に現れる本発明の変形例を示す。集積回 路装置を垂直に取り付けるため、この縁部は、次いで、プリント回路基板の表面 に取り付けられる。例示の実施例は、装置の種々の縁部に設けられた個々の接点 面５１と縁部７０に設けられた接点ストリップ７４とを導通させる導電路７２を 構成する。このような導路は、集積回路パッケージの平らな表面の一方又は両方 に形成される。 次に、第９図を参照すると、本発明の別の随意の特徴を示している。第９図か らわかるように、基板を集積回路ダイの部分から容易に分離することができる。 これは、第４Ｃ図及び第４Ｄ図に示すように、別の刻み目線を加え、これらの刻 み目線に沿ってエッチングを行うことによって行われるが、こうした作業は、ダ イの境界に沿ってでなく、一つの所与のダイ境界内で行われる。このような刻み 目線の付与及びエッチングに続き、シリコン基板の隣接部分７６間をエポキシ７ ８で充填する。 次に、本発明の好ましい実施例に従ってつくられており且つ作動するマルチダ イ集積回路パッケージを示す第１０図を参照する。 パッケージにダイが一つしか含まれない第１図乃至第９図の実施例とは異なる ように、第１０図の実施例は複数のダイ１０２を含み、これらのダイは、好まし くは、積み重ねた構成で配置されている。各ダイ１０２には、同じ又は異なる回 路が設けられている。ダイは、電気的に絶縁された関係で互いの上に重ねられて おり、これらのダイの間には追加の絶縁層が介在されていてもよいし、なくても よい。 多層ダイ集積回路パッケージ１００は、比較的薄く且つコンパクトであり、環 境に対して保護されており且つ機械的に強化してあり、その縁部表面１１４に沿 ってメッキされた多数の電気接点１１２を有する。本発明の好ましい実施例によ れば、これらの接点１１２は、パッケージの縁部表面を通って平らな表面１１６ 上に延びている。接点のこの構成により、パッケージ１００は、その平らな表面 及びその縁部表面の両方で回路基板上に取り付けることができる。集積回路パッ ケージ１００には、一つ又はそれ以上の一体に形成された接地平面（図示せず） 並びに接地平面接点１１８が設けられているということに着目されたい。更に、 複雑な相互接続機能を提供する、ＡＳＩＣのような、一つ又はそれ以上の特定の ダイを積み重ねた集積回路間に介在させるのがよい。 本発明の好ましい実施例によれば、集積回路パッケージ１００には、その平ら な面１１６の一つ又は両方に形成された一つ又はそれ以上の熱結合パッド１１９ が設けられているのがよい。このような熱結合パッド１１９を設けることは随意 である。 第１１Ａ図、第１１Ｂ図、第１１Ｃ図、第１１Ｄ図、第１１Ｅ図、第１１Ｆ図 、第１１Ｇ図、第１１Ｈ図、第１１Ｉ図、第１１Ｊ図、第１１Ｋ図、第１１Ｌ図 及び第１１Ｍ図は、本発明の好ましい実施例による多層ダイ集積回路装置の製造 の種々の段階の断面図である。 第１図乃至第９図の実施例の第４Ａ図乃至第４Ｄの工程と同様に、本発明の好 ましい実施例によれば、及び第１１Ａ図に示すように、複数のダイ１２２が通常 の技術によって上側に形成された完成したシリコンウェーハ１２０の能動面１２ ４を、エポキシ層１２８を介して絶縁カバープレート１２６に結合する。絶縁カ バープレート１２６は、代表的には、ガラス、アルミナ、酸化ベリリウム、サフ ァイヤ、又は任意の他の適当な絶縁基材からなる。 完成したシリコンウェーハ１２０の任意の適当な位置に一体の接地平面を通常 の技術で形成するのがよい。変形例では、接地平面が能動面１２４とエポキシ層 １２８との間にあるように、第１１Ａ図の結合工程の前に、接地平面を能動面１ ２４上に置き且つこれに合わせて通常の技術で形成するのがよい。 上述の結合工程に続き、シリコンウェーハを研削して第１１Ｂ図に示すように 代表的には２００μｍにする。 ウェーハを薄くする工程に続き、随意であるが、個々のダイを分離する所定の ダイシング線に沿って、ウェーハの背面に刻み目線を付ける。刻み目線の溝１３ ０は、その下にあるウェーハの厚さを代表的には１００μｍにまで減じるのに十 分な深さを有する。刻み目線を付けたウェーハを第１１Ｃ図に示す。 次に、刻み目線を付けたウェーハを上文中に説明したような通常のシリコンエ ッチング溶液内でエッチングし、シリコンを第１１Ｄ図に示すようにフィールド 酸化層まで蝕刻する。 この段階では、各ダイは、全体として、第５図に示し且つ上文中に説明した形 体に形成されている。 多層ダイ集積回路装置の製造では、第４Ｄ図の工程に続いてウェーハを第１図 乃至第９図の実施例におけるように結合しダイシングする代わりに、刻み目線を 付け且つエッチングしたダイ１２２上に第１１Ｅ図に示すように別のウェーハ１ ５０を結合する。結合に使用したエポキシ１５２は、隣接したダイ１２２のシリ コン基材間の隙間を埋め、及びかくして、各ダイに設けられた酸化物パシベーシ ョン層が提供する絶縁に加え、これらのダイを絶縁する。 第１１Ｅ図の結合工程に続き、第１１Ｆ図に示すようにウェーハ１５０を薄く し、第１１Ｇ図及び第１１Ｈ図に夫々示すようにウェーハ１５０に刻み目線を付 け、次いでエッチングする。これらの工程は、第４Ｂ図乃至第４Ｄ図と関連して 上文中に説明したのと同様に行われる。 第１１Ｈ図のエッチング工程に続き、第１１Ｉ図に示すように、刻み目線を付 け且つエッチングしたウェーハ１５０上に別のウェーハ１６０を結合する。結合 工程で使用されたエポキシ１６２は、ウェーハ１５０上の隣接したダイ１６３の シリコン基材間の隙間を埋め、及びかくしてこれらを絶縁する。 第１１Ｉ図の結合工程に続き、第１１Ｊ図に示すようにウェーハ１６０を薄く し、第１１Ｋ図及び第１１Ｌ図の夫々に示すようにウェーハ１６０に刻み目線を 付け、次いでエッチングする。これらの工程は、第４Ｂ図乃至第４Ｄ図と関連し て上文中に説明したのと同様に行われる。 所望数のウェーハが互いに結合されるまで上述のプロセスを繰り返す。 最後のウェーハのシリコンエッチングに続き、第１１Ｍ図に示すように、第２ 絶縁パッケージング層１７０をこれに結合する。エポキシ層１７２が最後のウェ ーハのダイ１７４と層１７０との間にあり、このエポキシは、ダイ１７４間の隙 間を埋める。 第４Ｅ図と関連して上文中に説明したように、複数のウェーハと第１及び第２ の絶縁パッケージング層１２６及び１７０とからなるサンドウィッチを、次いで 、各ウェーハの隣接したダイ間の隙間に沿って延びる線に沿ってダイシングし、 予めパッケージングされた複数の集積回路を構成する。 第４Ｅ図及び第１１Ｍ図のサンドウィッチを切断することによってウェーハ上 の多数のパッドの縁部を露呈することが本発明の大きな特徴である。これらのパ ッドの縁部は、このように露呈されたとき、接点表面を構成する。これらの接点 表面には、好ましくは、耐蝕処理が施される。第１１Ｍ図のサンドウィッチをダ イシングすることによって、接地平面の縁部もまた露呈される。これらの縁部は 接地平面の接点表面を構成し、好ましくは、これらの表面にも耐蝕処理が施され る。露呈した接点表面以外の集積回路装置全体の周囲がパッケージング層１２６ と１７０との間でエポキシでシールされ、これによって集積回路パッケージが構 成される。 第１図乃至第９図の実施例と同様に、及び本発明の好ましい実施例によれば、 ダイの全体又は部分、又は少なくともその縁部にアルミニウムのような導電コー ティングを真空蒸着等でコーティングする。この導電コーティングを標準的なフ ォトレジスト平版印刷技術を使用して第１０図に示すように選択的にエッチング し、電気的に絶縁された多数の導電ストリップ１１２を形成する。これらのスト リッ プの各々は、異なる接点表面と電気的に連通している。導電ストリップ１１２は 種々のダイ間を相互接続し並びにこれらのダイを外部回路に相互接続する。更に 、接地平面接点１１８及び熱結合パッド１９がこの段階で構成される。 導電層には、好ましくは、ニッケルコーティングが施してあり、更に、通常の 技術で金メッキ及び／又ははんだコーティングが施してあるのがよい。適当な耐 蝕処理も施してあるのがよい。上文中に説明した積み重ね集積回路パッケージは 、必ずしも単一の全ウェーハからの即ち同じウェーハからの集積回路ダイで形成 されていなくてもよい。積み重ねをなして組み合わされた集積回路ダイは、任意 の適当な技術で個々に又はグループをなして形成されているのがよい。集積回路 ダイは、好ましくは、積み重ねの歩留りを高めるため、積み重ねに組み込まれる 前に選別段階を通過する。 熱伝導率の高い絶縁基板をダイの積み重ねに組み込むことによって、積み重ね の放熱を改善することができる。 次に、第１２Ａ図及び第１２Ｂ図を参照する。これらの図には、集積回路装置 を本発明の好ましい実施例に従って製作するための装置が図示されている。通常 のウェーハ製作設備１８０は、完全なウェーハ２０を提供する。個々のウェーハ ２０は、それらの能動面が結合装置１８２で結合され、好ましくは、エポキシが 均等に分布するようにウェーハ２０、層２６、及びエポキシ２８を回転させるた めの設備を備えた結合装置１８２で結合されている。 結合したウェーハ（第３図参照）の非能動面を、英国のスピードファム機械社 から商業的に入手できる、１２．５Ａ研磨材を使用した型番３２ＢＴＧＷのよう な研削装置１８４等によって薄くする。 次いで、ニッケルメッキしたダイヤモンドブレードを使用したクリッケアンド ソッファ７７５ダイシング鋸によってウェーハの非能動面に刻み目線を付け、第 ４Ｃ図に示す結果を得る。 次いで、第４Ｃ図の刻み目線を付けたウェーハをシリコンエッチング溶液１９ ０が入った温度制御浴１８８内でエッチングする。この目的のために商業的に入 手できる器具には、ケムクリーン浴及びＷＨＲＶ循環器浴が含まれ、これらは両 方とも米国のワファブ社が製造している。適当な通常のシリコンエッチング溶液 は、英国のマイクローイメージ技術社から商業的に入手できるイソファームシリ コンエッチング液である。ウェーハは、従来の通りにエッチング後に濯がれる。 かくして得られたエッチング済みのウェーハを第４Ｄ図に示す。 エッチング済みのウェーハの非能動側を、装置１８２と本質的に同じであるの がよい結合装置１９２で別の保護層４２に結合し、第４Ｅ図に示すような両面が 結合されたウェーハサンドウィッチを形成する。 装置１８６と同じであるのがよいダイシング装置１９４が第４Ｅ図の結合済み のウェーハサンドウィッチをダイシングして個々のダイにする。好ましくは、厚 さが約０．１０２mm乃至約０．３０５mm（４ミル乃至１２ミル）のダイヤモンド レジノイドブレードでなければならない。結果的に得られたダイの外観は、ほぼ 第６図に示す通りである。 次いで、米国特許第２，５０７，９５６号、第２，８５１，３８５号、及び第 ２，７９６，３７０号のうちの任意の特許に記載されているように、ダイシング したダイにクロム酸塩処理溶液１９８が入った浴１９６内で耐蝕処理を施す。こ れらの特許について触れたことにより、これらの特許に開示されている内容は本 明細書中に組み入れたものとする。 米国のマテリアル・リサーチ社が製造した９０３Ｍ型スパッタリング機のよう な、真空蒸着技術によって作動する導電層付着装置２００を使用して導電層を第 ６図のダイの片面又は両面に付ける。 第７図に示すような接点ストリップの形成は、好ましくは、デュポン社からプ ライムコートの商標名で商業的に入手できる、又はシップレー社からイーグルの 商標名で商業的に入手できる通常の電気式フォトレジスト付着装置を使用して行 われる。フォトレジストは、デュポン社又はシップレー社から商業的に入手でき るフォトレジスト浴アッセンブリ２０２によってダイに被覆される。 好ましくは、適当なレーザースキャナ２０４でフォトレジストを照射し、適当 なエッチングパターンを形成する。次いで、フォトレジストを現像浴２０６内で 現像し、次いでエッチング浴２１０内の金属エッチング溶液２０８でエッチング し、かくして、第７図に示すような導電体形体を形成する。 次いで、第７図に示す露呈した導電ストリップに、好ましくは無電解メッキ装 置２１２でメッキを施す。この無電解メッキ装置は、日本のオクノ社から商業的 に入手できる。 導電ストリップは、写真平版以外の技術で形成できるということは理解されよ う。変形例では、直接書き込みのような任意の適当な技術を使用してもよい。 本発明は、上文中に特定的に図示且つ説明したものに限定されないということ は当業者には明らかであろう。本発明の範囲は、以下の請求の範囲のみによって 定義される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 25/18

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数のパッドを各々有する複数の集積回路を第１及び第２の平らな表面を持 つウェーハ上に製造する工程と、 前記ウェーハの前記表面の両方に保護材料層を設けるウエーハワイズ取り付け 工程と、 その後、前記ウェーハ及びこれに取り付けられた前記保護材料をスライスして 複数のパッケージ前の集積回路装置を形成するスライス工程とを有する集積回路 装置の製造方法。 ２．前記スライス工程は、前記複数のパッドの断面を露呈する、請求項１に記載 の集積回路装置の製造方法。 ３．前記スライス工程は、一対の隣接した集積回路と関連したパッドを切断し、 これによって、前記対をなした隣接した集積回路の両方について電気接点領域を 同時に形成する、請求項２に記載の集積回路装置の製造方法。 ４．多数のパッドを各々有する複数の集積回路を、ウェーハ上に製造する工程と 、 その後、前記ウエーハをスライスして複数の集積回路要素を形成するスライス 工程とを有し、前記スライス工程により前記多数のパッドの断面を露呈する、集 積回路装置の製造方法。 ５．前記スライス工程は、一対の隣接した集積回路の一方と導通したパッド及び 一対の隣接した集積回路の他方と導通したパッドを含む複数のパッドを切断し、 これによって前記対をなした隣接した集積回路の両方についての電気接点領域を 形成する、請求項４に記載の集積回路装置の製造方法。 ６．前記集積回路のスライス縁部上に導電層を設け、前記多数のパッドのうちの 別の一つのパッドと導通した前記導電層の部分を電気的に分離する工程を更に有 する、請求項１乃至５のいずれかに記載の集積回路装置の製造方法。 ７．導電層を設ける前記工程の前に、前記集積回路の前記スライス縁部に沿って 電気絶縁層を設ける、請求項６に記載の集積回路装置の製造方法。 ８．導電層を設ける前記工程は、導電コーティングを前記集積回路の縁部以外の 部分にも形成する工程を含む、請求項６に記載の集積回路装置の製造方法。 ９．前記スライス工程は、前記ウェーハに刻み目線を付ける工程、及びこの工程 の後にウェーハにエッチングを施す工程を含む、請求項１乃至８のいずれかに記 載の集積回路装置の製造方法。 10．多数の露呈されたパッド縁部を各々有する複数の集積回路を、製造する工程 と、 前記複数の集積回路と回路基板とを前記多数の露呈されたパッド縁部を介して 電気的に接続する工程とを有する集積回路装置の製造方法。 11．前記スライス工程は、結果的に得られた集積回路のスライス縁部のところで シリコン基材が露呈されない位置で行われる、請求項１乃至９のいずれかに記載 の集積回路装置の製造方法。 12．前記スライス工程の前に、前記集積回路の平らな表面を保護絶縁層で取り囲 み、縁部をエポキシで取り囲む、請求項１乃至９及び１１のいずれかに記載の集 積回路装置の製造方法。 13．前記集積回路装置の少なくとも一つの平らな外面にヒートシンクへの熱連結 部を形成する請求項１乃至１２のいずれかに記載の集積回路装置の製造方法。 14．前記集積回路装置に接地平面を一体に形成する工程を更に有する、請求項１ 乃至１３のいずれかに記載の集積回路装置の製造方法。 15．前記集積回路を支持する複数のウェーハを積み重ねた構成で互いに接合し、 多層集積回路装置を構成する、請求項１乃至１４のうちのいずれかに記載の集積 回路装置の製造方法。 16．前記集積回路装置をその縁部に沿って取り付け要素に取り付ける工程を更に 有する、請求項１乃至１５のいずれかに記載の集積回路装置の製造方法。 17．前記保護層は、消去可能なプログラム可能読み取り専用記憶装置の消去に使 用される放射線に対して透明である、請求項１乃至１６のいずれかに記載の集積 回路装置の製造方法。 18．露呈されたパッド縁部を有する前記集積回路装置の電気接点を耐蝕処理する 工程を更に有する、請求項１乃至１７のいずれかに記載の集積回路装置の製造方 法。 19．機械的に保護され且つ電気的に絶縁され、電気パッドの複数の露呈断面をパ ッ ケージの縁部で露呈させてなるパッケージの内部に、半導体要素を形成する工程 と、 前記露呈断面と外部回路との間を電気的に接続する工程とを有する半導体装置 の製造方法。 20．前記半導体要素形成工程は、保護層をウェーハ上に設けるウェーハワイズ取 り付け工程と、この工程に続いて、前記ウェーハを個々のダイにダイシングする 工程とを含む、請求項１９に記載の半導体装置の製造方法。 21．多数のパッドを各々有する複数の集積回路を平らな両面を持つウェーハ上に 製造する装置と、 前記ウェーハの前記平らな両面に保護パッケージング材料層を設けるウェーハ ワイズ取り付ける装置と、 その後、前記ウェーハ及びこれに取り付けられた前記保護材料をスライスして 複数のパッケージ前の集積回路装置を形成するスライス装置とを有する集積回路 製造装置。 22．前記スライス装置は、前記多数のパッドの断面を露呈する、請求項２１に記 載の集積回路製造装置。 23．前記スライス装置は、隣接した集積回路を導通するパッドを切断すると同時 に前記隣接した集積回路への電気接点領域を構成する、請求項２２に記載の集積 回路製造装置。 24．多数のパッドを各々有する複数の集積回路を、ウェーハ上に製造する装置と 、 その後、前記ウェーハをスライスして複数の集積回路装置を形成するスライス 装置とを有し、前記スライス装置は、前記多数のパッドの断面を露呈するように 作動する集積回路装置製造装置。 25．前記スライス装置は、一対の隣接した集積回路の一方と導通したパッド及び 対をなした隣接した集積回路の他方と導通したパッドを含む複数のパッドを切断 して前記対をなした隣接した集積回路の両方の電気接点領域を構成する、請求項 ２４に記載の集積回路装置製造装置。 26．前記切断したウェーハのスライス縁部上に導電層を付け、前記多数のパッド のうちの別のパッドと導通した前記導電層の部分を電気的に分離するための装置 を更に有する請求項２１乃至２５のいずれかに記載の集積回路装置製造装置。 27．前記切断したウェーハの前記スライス縁部に沿って、前記導電層を設ける前 に、電気絶縁層を形成する、請求項２６に記載の集積回路装置製造装置。 28．前記導電層は、前記集積回路の前記縁部以外に付けた導電コーティングから なる、請求項２６に記載の集積回路装置製造装置。 29．前記スライス装置は、前記ウェーハに刻み目線を付けるための装置及びこれ に続いて前記ウェーハをエッチングするための装置を含む、請求項２１乃至２８ のいずれかに記載の集積回路装置製造装置。 30．多数の露呈したパッド縁部を各々有する複数の集積回路を製造するための手 段と、 前記複数の集積回路と回路基板との間を前記多数の露呈したパッド縁部を介し て電気的に接続するための手段とを有する集積回路製造装置。 31．前記スライス装置は、結果的に得られた集積回路のスライス縁部のところで シリコン基板が露呈されない位置で作動される、請求項２１乃至２９のいずれか に記載の集積回路製造装置。 32．前記スライス工程の前に、前記集積回路の平らな表面を保護絶縁層で取り囲 み、縁部をエポキシで取り囲む、請求項２１乃至２９及び３１のいずれかに記載 の集積回路製造装置。 33．前記集積回路装置の少なくとも一つの平らな外面にヒートシンクへの熱連結 部を形成する、請求項２１乃至３２のいずれかに記載の集積回路製造装置。 34．前記集積回路装置と一体に形成された接地平面を更に有する、請求項２１乃 至３３のいずれかに記載の集積回路製造装置。 35．前記集積回路を支持する複数のウェーハを積み重ねた構成で互いに接合し、 多層集積回路装置を構成する、請求項２１乃至３４のいずれかに記載の集積回路 製造装置。 36．前記集積回路装置をそれらの集積回路装置の縁部に沿って取り付け要素に取 り付けるための装置を更に有する、請求項２１乃至３５のいずれかに記載の集積 回路製造装置。 37．前記保護層は、消去可能なプログラム可能読み取り専用記憶装置の消去に使 用される放射線に対して透明である、請求項２１乃至３６のいずれかに記載の集 積回路製造装置。 38．前記集積回路装置の電気接点及びパッド縁部に耐蝕処理保護のための処理を 施す、請求項２１乃至３７のいずれかに記載の集積回路製造装置。 39．機械的に保護され且つ電気的に絶縁され、電気パッドの複数の露呈された断 面をパッケージの縁部で露呈させてなるパッケージ内部に、半導体要素を形成す る手段と、 前記露呈された断面と外部回路との間を電気的に接続するための装置とを有す る半導体装置製造装置。 40．半導体要素を形成するための前記装置は、保護層をウェーハ上に設けるウェ ーハワイズ取り付け装置と、これに続いて、前記ウェーハを個々のダイにダイシ ングするための装置とを含む、請求項３９に記載の半導体装置製造装置。 41．請求項１乃至２０のうちのいずれか一項に記載の方法に従って製造された集 積回路装置。 42．請求項２１乃至４０のうちのいずれか一項に記載の装置を使用して製造され た集積回路装置。 43．電気絶縁性であり且つ機械的な保護を与える材料で形成された上面及び下面 と、導電パッドの露呈断面を持つ電気絶縁性の縁部表面とを有する集積回路アッ センブリからなる集積回路装置。 44．前記集積回路アッセンブリは、積み重ねた関係で互いに結合された複数のシ リコンチップからなる、請求項４３に記載の集積回路装置。 45．前記複数のシリコンチップは、前記集積回路アッセンブリ内で互いに絶縁さ れている、請求項４４に記載の集積回路装置。 46．前記集積回路装置の外面に形成され且つ導電パッドの前記露呈断面と電気的 に導通した導電ストリップを更に有する、請求項４１乃至４５のうちのいずれか 一項に記載の集積回路装置。 47．前記導電ストリップは、前記集積回路装置の前記縁部に沿って延びている、 請求項４６に記載の集積回路装置。 48．前記導電ストリップは、前記集積回路装置の平らな表面にまで延びている、 請求項４７に記載の集積回路装置。 49．前記導電ストリップは、複数のダイの導電パッドの前記露呈断面を相互接続 するため、前記集積回路装置の前記外面上に形成されており、これによって、そ の間に電気的相互接続を構成する、請求項４１乃至４８のうちのいずれか一項に 記載の集積回路装置。 50．前記集積回路装置は、互いに絶縁された複数のシリコン部分を有する、請求 項４１乃至４９のうちのいずれか一項に記載の集積回路装置。 51．前記装置の前記外面から機械的に及び電気的に絶縁された少なくとも一つの シリコン要素を有する、請求項４１乃至５０のうちのいずれか一項に記載の集積 回路装置。 52．前記装置の平らな外面に設けられたヒートシンクへの、一体に形成された熱 連結部を更に有する、請求項４１乃至５１のうちのいずれか一項に記載の集積回 路装置。 53．一体に形成された接地平面を更に有する、請求項４１乃至５２のうちのいず れか一項に記載の集積回路装置。 54．複数の縁部の導電パッドの前記露呈断面を相互接続するため、導電ストリッ プが前記集積回路装置の前記外面に形成されている、請求項４１乃至５３のうち のいずれか一項に記載の集積回路装置。