WO1997047029A1

WO1997047029A1 - Semiconductor chip and method for manufacturing the same

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Publication number: WO1997047029A1
Application number: PCT/JP1997/001935
Authority: WO
Inventors: Koichi Kitaguro; Hiroshi Kadonishi
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1997-12-11
Anticipated expiration: 1998-12-07
Also published as: CN1190489A; CN1097849C; EP0844648A4; JPH09330891A; EP0844648A1; KR19990022039A

Description

明細書半導体チップおよび半導体チップの製造方法

技術分野

この発明は、半導体チップに関し、特に、半導体ウェハから複数の半導体チップを切出す技術に関する。背景技術

半導体素子を多数形成した 1枚のウェハをダイシングソ一等により切り分けることにより、複数のダイ（半導体チップ）を得る技術が知られている。シリコンウェハからダイを切出す作業のようす（フルカットの場合）を、図 1 4 A、図 1 4 Bに示す。まず図 1 4 Aに示すように、ウェハ 2を、表面に粘着材を塗布したプラスチックフィルム 4に貼りつける。つぎに、図 1 4 Bに示すように、貼りつけたウェハ 2をダイシングソ一 6により完全に切断する。このようにして、 1枚のウェハ 2から多数のダイ 8を切出すことができる（図 1 5参照）。

しかしながら、上記のような従来の方法には、次のような問題点があった。ゥェハ 2からダイ 8を切出す際、ダイシングソー 6により、ダイ 8の一部が破損する場合がある。特に、図 1 5に示すように、縦方向のスクライブライン（切断線） 1 0と横方向のスクライブライン 1 2とが交差する交差点 1 4近傍において、ダィ 8の角部 8 aが破損することがある。

図 1 6に示すように、ダイ 8の上部がシリコン窒化物（S i N ) 等により構成された保護膜 1 6により覆われている場合、ダイ 8の角部 8 aが崩れることにより、この保護膜 1 6にひび割れ等の損傷が生じ、ダイ 8の防水性等が損われる。このような問題は、 1つのウェハ 2からより多数のダイ 8を切出すために、ダイ 8相互の間隔を狭く設定しなければならない場合、すなわち、スクライブラインのマージンが小さい場合に、特に顕著に生ずる。

I 一

差替え用紙（規則 26) 発明の開示

この発明は、このような問題点を解決し、半導体ウェハから半導体チップを切出す際、損傷を受けにくい半導体チップおよびその製造方法を提供することを目的とする。

請求項 1の半導体チップは、

半導体ウェハから切出す際に形成されたほぼ平坦な切断面を有する側面を複数備えた半導体チップにおいて、

前記側面に、切断面から実質的に退避させた逃げ部を設けたこと

を特徴とする。

請求項 2の半導体チップは、

請求項 1の半導体チップにおいて、

側面相互が交差する近傍における逃げ部の切断面からの退避量が、側面相互が交差する近傍以外の部分における逃げ部の切断面からの退避量より大きくなるよう形成したこと

を特徴とする。

請求項 3の半導体チップは、

請求項 1の半導体チップにおいて、

側面相互が交差する近傍における逃げ部の切断面からの退避量が、側面相互が交差する近傍以外の部分における逃げ部の切断面からの退避量とほぼ同じになるよう形成したこと

を特徴とする。

請求項 4の半導体チップは、

請求項 1の半導体チップにおいて、

前記側面の全周に渡り、前記逃げ部を設けたこと

を特徴とする。

請求項 5の半導体チップは、

請求項 1の半導体チップにおいて、

前記側面相互が交差する近傍にのみ、前記逃げ部を設けたこと

を特徴とする。一 2 一

差替え用紙（規則 26) 請求項 6の半導体チップは、

請求項 1の半導体チップにおいて、

前記側面相互が交差する近傍における逃げ部の形状が、半導体ウェハの上方から見て略円弧形状であること

を特徴とする。

請求項 7の半導体チップは、

請求項 1の半導体チップにおいて、

当該半導体チップは、プレーナトランジスタを備えたチップであることを特徴とする。

請求項 8の半導体チップの製造方法は、

半導体ウェハから半導体チップを切出す切断工程を有する半導体チップの製造方法において、

前記切断工程に先立ち、半導体ウェハの切断予定部分に、切出し工具の切断代より広い幅の切断用溝を形成する溝形成工程を設けたこと

を特徴とする。

請求項 9の半導体チップの製造方法は、

請求項 8の半導体チップの製造方法において、

前記切断用溝相互の交差点近傍における切断用溝の幅が、切断用溝相互の交差点近傍以外の部分における切断用溝の幅より広くなるよう形成したこと

を特徴とする。

請求項 1 0の半導体チップの製造方法は、

請求項 9の半導体チップの製造方法において、

前記溝形成工程の前の工程で使用したレジストを加熱して拡張したものを、溝形成工程におけるマスクとしてエッチングを行なうことにより、前記切断用溝を形成するよう構成するとともに、

当該前の工程で使用するレジス卜のパターンのうち、交差する切断用溝の輪郭線に対応する部分相互を滑らかに接続したこと

を特徴とする。

請求項 1 1の半導体チップの製造方法は、

― 3 一差替え用紙（規則 26) 請求項 8の半導体チップの製造方法において、

半導体チップの前記切断用溝の形状に沿うよう、半導体チップを構成する半導体素子の配置を定めたこと

を特徴とする。

請求項 1 2の半導体チップの製造方法は、

請求項 9の半導体チップの製造方法において、

を特徴とする。

請求項 1 3の半導体チップの製造方法は、

請求項 1 0の半導体チップの製造方法において、

を特徴とする。

請求項 1 4の半導体チップの製造方法は、

請求項 1 0の半導体チップの製造方法において、

前記前の工程で使用するレジス卜のパターンのうち、交差する切断用溝の輪郭線に対応する部分相互を略円弧形状に接続したこと

を特徴とする。

請求項 1 5の半導体チップの製造方法は、

請求項 8の半導体チップの製造方法において、

請求項 1の半導体チップおよび請求項 8の半導体チップの製造方法は、半導体チップの側面に、切断面から実質的に退避させた逃げ部を設けることを特徴とする。

したがって、半導体ウェハから半導体チップを切出す際、切出し工具が逃げ部に接触することはない。このため、逃げ部が切出し工具により損傷を受けることはない。すなわち、損傷を受ける可能性が高い部分に逃げ部を設けることで、損

差替え用紙（規則 26) 傷を受けにくい半導体チップを実現することができる。

請求項 2の半導体チップおよび請求項 9の半導体チップの製造方法は、側面相互が交差する近傍における逃げ部の切断面からの退避量が、側面相互が交差する近傍以外の部分における逃げ部の切断面からの退避量より大きくなるよう設定したことを特徴とする。

したがって、半導体ウェハから半導体チップを切出す際、特に欠けやすい半導体チップの角部に、より大きな逃げ部が設けられることになる。このため、より損傷を受けにくい半導体チップを実現することができる。

請求項 1 0の半導体チップの製造方法は、溝形成工程の前の工程で使用するレジス卜のパターンのうち、交差する切断用溝の輪郭線に対応する部分相互を滑らかに接続したことを特徴とする。

したがって、当該前の工程で使用したレジストを加熱すると、滑らかに接続された部分については、レジストが一様に拡張される。このため、拡張されたレジストを溝形成工程におけるマスクとしてエッチングを行なった場合、切断用溝の交差部分における輪郭線も、角がなく滑らかなものとなる。すなわち、半導体チップの角部に、大きな逃げ部を確実に設けることができる。

請求項 1 1〜請求項 1 3の半導体チップの製造方法は、半導体チップの切断用溝の形状に沿うよう、半導体チップを構成する半導体素子の配置を定めたことを特徴とする。したがって、逃げ部の寸法や位置が、チップ内の半導体素子の存在により制限されることはない。このため、必要な位置に必要な寸法の逃げ部を設けることができる。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の一実施形態による半導体チップであるプレーナトランジス夕のダイ 2 2を示す断面図である。

図 2は、図 1に示すウェハ 2 0の平面図（略図）である。

図 3は、ウェハ 2 0のうち 1つのプレーナトランジスタ部分についての、製造工程の一部を示す平面図である。

図 4は、ウェハ 2 0のうち 1つのプレーナトランジスタ部分についての、製造

差替え用紙（規則 26) 工程の一部を示す平面図である。

図 5は、ウェハ 2 0のうち 1つのプレーナトランジスタ部分についての、製造工程の一部を示す平面図である。

図 6は、ウェハ 2 0のうち 1つのプレーナトランジスタ部分についての、製造工程の一部を示す平面図である。

図 7は、ウェハ 2 0のうち 1つのプレーナトランジスタ部分についての、製造工程の一部を示す平面図である。

図 8は、ウェハ 2 0のうち 1つのプレーナトランジスタ部分についての、製造工程の一部を示す平面図である。

図 9は、ウェハ 2 0のうち 1つのプレーナトランジスタ部分についての、製造工程の一部を示す平面図である。

図 1 0は、一部の製造工程におけるウェハ 2 0の部分拡大平面図である。

図 1 1 Aは、一部の製造工程におけるウェハ 2 0の断面図の一部である。

図 1 I Bは、一部の製造工程におけるウェハ 2 0の断面図の一部である。

図 1 2 Aは、一部の製造工程におけるウェハ 2 0の断面図の一部である。

図 1 2 Bは、一部の製造工程におけるウェハ 2 0の断面図の一部である。

図 1 3 Aは、一部の製造工程におけるウェハ 2 0の断面図の一部である。

図 1 3 Bは、一部の製造工程におけるウェハ 2 0の断面図の一部である。

図 1 4 Aは、シリコンウェハからダイを切出す作業のようす（フルカットの場合）を示す図面（断面図）である。

図 1 4 Bは、シリコンウェハからダイを切出す作業のようす（フルカットの場合）を示す図面（断面図）である。

図 1 5は、シリコンウェハからダイを切出す作業のようすを示す図面（平面図）である。

図 1 6は、シリコウェハから切出した従来のダイを示す図面である。発明を実施するための最良の形態

図 1に、この発明の一実施形態による半導体チップであるプレーナトランジス夕のダイ 2 2を示す断面図である。図 1は、ウェハ 2 0からダイ 2 2を切出す前一 6 ―

差替え用紙（規則 26) の状態を示す。この後、ウェハ 2 0は、ダイシングソ一（図示せず）により、切断される。ウェハ 2 0の切断部の上部には、ダイシングソ一によるスクライブライン（切断線） 2 4よりも広い幅の切断用溝 2 6が形成されている。

したがって、スクライブライン 2 4で分割されたダイ 2 2の側面 2 8は、ダイシングソ一によりカツトされたほぼ平坦な切断面 3 0と、切断用溝 2 6の側壁 3 2とにより構成されることになる。切断用溝 2 6の側壁 3 2が、逃げ部に対応する。すなわち、切断用溝 2 6の側壁 3 2は、切断面 3 0から待避させられた状態になっている。

図 2は、図 1に示すウェハ 2 0の平面図（略図）である。図 2に示すように、ダイ 2 2は、上述の構成を有する 4つの側面 2 8により囲まれている。また、図 2に示すように、互いに交差する切断用溝 2 6の側壁 3 2は、交差点 3 4近傍において接続部 3 2 aにより接続されている。この実施形態においては、接続部 3 2 aは、円弧状に形成されている。

つぎに、図 1〜図 1 3 Bに基づいて、プレーナトランジスタの製造手順を説明する。図 3〜図 9は、ウェハ 2 0のうち 1つのプレーナトランジスタ部分についての、製造工程の一部を示す平面図である。図 1 0は、一部の製造工程におけるウェハ 2 0の部分拡大平面図である。図 1 1 A〜図 1 3 Bは、一部の製造工程におけるウェハ 2 0の断面図の一部である。

まず、図 1に示すように、 N型の基板 4 0の表面に、ェピタキシャル成長層 4 2およびシリコン酸化膜（S i〇2 ) 4 4をこの順に形成したものを用意する。つぎに、図 3に示すように、シリコン酸化膜（S i〇₂) 4 4のうち斜線部のみを、エッチングにより取り除く。エッチングは、斜線部以外の部分をレジストによりマスクすることにより行なう。エッチング後、レジストを取り除き、残されたシリコン酸化膜 4 4 (斜線部以外の部分）をマスクとして、ボロンを熱拡散させる。これにより、ベース領域 4 6が形成される。

その後、再びウェハ 2 0の表面にシリコン酸化膜 4 4を形成し、上述のベース領域 4 6の形成と同様の手順で、図 4に示すように、エミッ夕領域 4 8を形成する。ただし、この場合、ボロンではなくリンを熱拡散させる。この工程において、同時にガードリング 5 0も形成される。ガードリング 5 0は、プレーナトランジ

差替え用紙（規則 26) ス夕の素子を取巻くように形成され、チップ表面におけるリーク電流の発生を防止する。この実施形態においては、ガードリング 5 0の角部 5 0 aは、円弧状に形成されている。

つぎに、図 5に示すように、ポリシリコンにより構成された抵抗体 5 2 (斜線部）を形成する。すなわち、ウェハ 2 0の表面に、再度、シリコン酸化膜 4 4を形成し、その上にポリシリコンを堆積させる。堆積させたポリシリコンをパ夕ニングすることにより、抵抗体 5 2が形成される。

つぎに、図 6に示すように、ベース領域 4 6およびエミッ夕領域 4 8の上部のシリコン酸化膜 4 4を、エッチングにより一部取り除き、コンタクトホール 5 4、 5 6を形成する。この工程で、ガードリング 5 0の外側のシリコン酸化膜 4 4も取り除いておく。斜線部が、この工程で取り除かれるシリコン酸化膜 4 4の範囲である。

つぎに、図 7に示すように、斜線部にアルミ配線 5 8を形成する。アルミ配線 5 8は、真空蒸着等の手法を用いてウェハ 2 0の表面にアルミの層を形成し、これをエッチングによりパタニングすることにより得られる。

つぎに、図 1 1 Aに示すように、 C V D法等により、ウェハ 2 0の表面に保護膜としてシリコン窒化膜（S i N ) 6 0を形成し、図 1 1 Bに示すように、形成したシリコン窒化膜 6 0上にレジスト 6 2をパタニングする。つぎに、図 1 2 A に示すように、レジスト 6 2をマスクとしてエッチングを行なうことにより、シリコン窒化膜 6 0の一部を取り除く。

このようにして取り除かれたシリコン窒化膜 6 0の範囲が、図 8に示す斜線部である。この工程において、ボンディングワイヤ（図示せず）のためのコンタクトホール 6 4が形成されるとともに、ダイ 2 2の周辺部 2 2 aのシリコン窒化膜 6 0が取り除かれる。したがって、図 1 2 Aに示すように、ダイ 2 2の周辺部 2 2 aにおいては、シリコンのェピタキシャル成長層 4 2が露出する。

つぎに、図 1 2 Aの状態のまま、すなわち、図 1 2 Aの工程で使用したレジス卜 6 2を残したまま、ウェハ 2 0を加熱する。この加熱により、図 1 2 Bに示すように、レジスト 6 2が少し広がり、ダイ 2 2の周辺部 2 2 aを一部覆うようになる。

― 8 ―

差替え用紙（規則 26) 図 1 0に示すハッチング部分が、加熱前のレジスト 6 2を示す。加熱により、レジスト 6 2は、破線部分まで広がる。この実施形態においては、前述のスクライブライン 2 4の交差点 3 4近傍にあるレジスト 6 2の角部 6 2 aを円弧状にパタニングするよう構成している。したがって、加熱した場合、角部 6 2 aにおいて、レジスト 6 2は円弧の法線方向に向って、均一に広がる。

つぎに、図 1 3 Aに示すように、加熱により広がったレジスト 6 2をマスクとしてエッチングを行なう。この工程で、ダイ 2 2の周辺部 2 2 aの一部において、ェピタキシャル成長層 4 2が所定深さだけ取り除かれ、上述（図 2参照）の切断用溝 2 6が形成される。なお、コンタクトホール 6 4の一部においてアルミ配線 5 8が露出しているが、シリコンに比しアルミニウムのエッチングレー卜がかなり小さいため、アルミ配線 5 8はほとんどエッチングされない。

このようにして形成された切断用溝 2 6力図 9の斜線部で示される。その後、図 1 3 Bに示すように、レジスト 6 2を取り除く。図 9に示すように、プレーナトランジスタを構成する要素は、ガードリング 5 0を含め、全て切断用溝 2 6の内側に納まるように配置されている。

つぎに、図 1に示すように、切断用溝 2 6の幅より狭い幅のダイシングソ一 (図示せず）を用いて、切断用溝 2 6の中心に沿ってウェハ 2 0を切断する。したがって、スクライブライン 2 4の幅は切断用溝 2 6の幅より狭く、ダイシングソ一が切断用溝 2 6の側壁 3 2に接する可能性はきわめて低い。このため、ダイシングソ一の刃の進入にともなうダイ 2 2上面の破損を防止することができる。このように、切断用溝 2 6を設けることにより、切断の精度を大幅に向上させることができる。したがって、 1つのウェハ 2 0から、より多数のダイ 2 2を切出すために、ダイ 2 2相互の間隔を狭く設定しなければならない場合、すなわち、スクライブライン 2 4のマージンを小さくせざるを得ない場合であっても、ダイシングソ一の幅自体を変更する必要はない。

図 2に示すように、ウェハ 2 0の上面に形成された縦および横の切断用溝 2 6 に沿って、ダイシングソ一でウェハ 2 0を切断することにより、ウェハ 2 0からダイ 2 2を切出す。

上述のように、互いに交差する切断用溝 2 6の側壁 3 2は、交差点 3 4近傍に

― 9 一

差替え用紙（規則 26) おいて接続部 3 2 aで接続され、接続部 3 2 aは、円弧状に形成されている。つまり、交差点 3 4近傍において、切断用溝 2 6の側壁 3 2は、スクライブライン 2 4から、より離れている。したがって、スクライブライン 2 4の交差点 3 4近傍において、ダイシングソ一が切断用溝 2 6の側壁 3 2の接続部 3 2 aに接することはない。このため、切断時にもっとも欠けやすいダイ 2 2上面角部の破損を確実に防止することができる。

なお、上述の実施形態においては、切断用溝 2 6の側壁 3 2の接続部 3 2 aを円弧状に形成したが、接続部 3 2 aを円弧状以外の形状、たとえば楕円形状、双曲線形状等の 2次曲線形状や 3次以上の曲線形状にすることができる。また、 2 以上の直線を接続した形状や、 1つの曲線（面取り形状）により形成することもできる。

また、上述の実施形態においては、溝形成工程の前の工程で使用したレジストを加熱して拡張したものを、溝形成工程におけるマスクとしてエッチングを行なうことにより、切断用溝を形成するよう構成したが、前の工程で使用したレジス卜を使用することなく、全く独立の工程により切断用溝を形成するよう構成することもできる。

また、上述の実施形態においては、切断用溝相互の交差点近傍における切断用溝の幅が、切断用溝相互の交差点近傍以外の部分における切断用溝の幅より広くなるよう形成したが、切断用溝相互の交差点近傍における切断用溝の幅が、切断用溝相互の交差点近傍以外の部分における切断用溝の幅より広くならないよう形成することもできる。

また、上述の実施形態においては、半導体チップの側面全周に渡り、側面の上部に逃げ部を設けたが、逃げ部は、必ずしも半導体チップの側面全周に渡り設ける必要はない。たとえば、半導体チップの角部にのみ設けるよう構成することもできる。また、逃げ部は、必ずしも側面の上部に設ける必要はない。

なお、上述の実施形態においては、プレーナトランジスタにこの発明を適用した場合を例に説明したが、この発明はこれに限定されるものではない。この発明は、プレーナトランジスタ以外のトランジスタや、 I C 、 L S I等、半導体チップ一般に適用することができる。一 I 0 ― 差替え用紙（規則 26)

Claims

請求の範囲

1 . 半導体ゥェ八から切出す際に形成されたほぼ平坦な切断面を有する側面を複数備えた半導体チップにおいて、

を特徴とする半導体チップ。

2 . 請求項 1の半導体チップにおいて、

を特徴とするもの。

3 . 請求項 1の半導体チップにおいて、

を特徴とするもの。

4 . 請求項 1の半導体チップにおいて、

前記側面の全周に渡り、前記逃げ部を設けたこと

を特徴とするもの。

5 . 請求項 1の半導体チップにおいて、

を特徴とするもの。

6 . 請求項 1の半導体チップにおいて、

前記側面相互が交差する近傍における逃げ部の形状が、半導体ウェハの上方か

差替え用紙（規則 26) ら見て略円弧形状であること

を特徴とするもの。

7 . 請求項 1の半導体チップにおいて、

当該半導体チップは、プレーナトランジスタを備えたチップであることを特徴とするもの。

8 . 半導体ゥェ八から半導体チップを切出す切断工程を有する半導体チップの製造方法において、

前記切断工程に先立ち、半導体ゥェ八の切断予定部分に、切出し工具の切断代より広い幅の切断用溝を形成する溝形成工程を設けたこと

を特徴とする半導体チップの製造方法。

9 . 請求項 8の半導体チップの製造方法において、

を特徴とするもの。

1 0 . 請求項 9の半導体チップの製造方法において、

当該前の工程で使用するレジストのパターンのうち、交差する切断用溝の輪郭線に対応する部分相互を滑らかに接続したこと

を特徴とするもの。

1 1 . 請求項 8の半導体チップの製造方法において、

— 1 2 —

差替え用紙（規則 26) を特徴とするもの。

1 2 . 請求項 9の半導体チップの製造方法において、

を特徴とするもの。

1 3 . 請求項 1 0の半導体チップの製造方法において、

を特徴とするもの。

1 4 . 請求項 1 0の半導体チップの製造方法において、

を特徴とするもの。

1 5 . 請求項 8の半導体チップの製造方法において、

— I 3 —

差替え用紙（規則 26)