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JPH076982A - Method for dividing thin-layer semiconductor substrate - Google Patents

Method for dividing thin-layer semiconductor substrate

Info

Publication number
JPH076982A
JPH076982A JP20527992A JP20527992A JPH076982A JP H076982 A JPH076982 A JP H076982A JP 20527992 A JP20527992 A JP 20527992A JP 20527992 A JP20527992 A JP 20527992A JP H076982 A JPH076982 A JP H076982A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor substrate
crystal silicon
substrate
single crystal
silicon substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20527992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Tsuji
秀行 辻
Mitsuo Matsunami
光雄 松浪
Kazumasa Kioi
一雅 鬼追
Manabu Yumoto
学 湯元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP20527992A priority Critical patent/JPH076982A/en
Publication of JPH076982A publication Critical patent/JPH076982A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Dicing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歩留まりよく確実に基板を分割することがで
きる薄層化半導体基板の分割方法を提供するものであ
る。 【構成】 透明ガラス基板20に接着させた単結晶シリ
コン基板11を薄層化し、チップに分割する薄層半導体
基板11aの分割方法において、スルーホール17の形
成工程で単結晶シリコン基板11のダイシングラインと
なる領域にあらかじめスルーホール17深さと同一深さ
の溝18を形成する工程、この後単結晶シリコン基板1
1に透明ガラス基板20を接着させて単結晶シリコン基
板11の裏面研磨を行なう工程、さらに、透明ガラス基
板20に薄層化単結晶シリコン基板11aに形成した溝
18と重なる位置にダイシングを施す工程を含んでいる
ことを特徴とする薄層化半導体基板の分割方法。
(57) [Summary] [Object] To provide a method for dividing a thin-layer semiconductor substrate, which can surely divide the substrate with a high yield. A method for dividing a thin-layer semiconductor substrate 11a in which a single-crystal silicon substrate 11 adhered to a transparent glass substrate 20 is thinned and divided into chips. A step of previously forming a groove 18 having the same depth as the depth of the through hole 17 in the region to be formed, and then the single crystal silicon substrate 1
1. A step of adhering a transparent glass substrate 20 to 1 and polishing the back surface of the single crystal silicon substrate 11, and a step of dicing the transparent glass substrate 20 at a position overlapping the groove 18 formed in the thinned single crystal silicon substrate 11a. A method for dividing a thinned semiconductor substrate, comprising:

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は薄層半導体基板の分割方
法、より詳細には半導体基板を薄層化し、積層化するた
めの薄層半導体基板の分割方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for dividing a thin semiconductor substrate, and more particularly to a method for dividing a thin semiconductor substrate for thinning and stacking the semiconductor substrates.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路の集積度は3年間
に4倍の割合で増加しており、西暦2000年のDRA
Mではデザインルールが約0.15μmの1Gの集積度
になっていると予想される。ところが、これら高集積回
路は設計、製造、検査のすべての面で技術的困難を招い
ている。例えば、ROM、RAM、ALU、CPU、I
/Oコントローラ等を含めた1チップマイクロコンピュ
ータがあるが、1チップの集積素子数が増大するにつ
れ、設計に要する時間が長くなり製造歩留まりも低下
し、検査時間が長くなり、それと共に完全な検査が困難
となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of semiconductor integrated circuits has increased fourfold over three years.
In M, the design rule is expected to be 1G integration degree of about 0.15 μm. However, these highly integrated circuits pose technical difficulties in all aspects of design, manufacturing, and inspection. For example, ROM, RAM, ALU, CPU, I
There is a 1-chip microcomputer including an I / O controller, etc., but as the number of integrated elements on 1 chip increases, the time required for designing increases, the manufacturing yield decreases, and the inspection time increases. Has become difficult.

【0003】そこで、平面的な微細化ではなくチップや
ウエハを立体的に接着・積層化する研究開発が活発に進
められている。
Therefore, research and development for three-dimensionally bonding and laminating chips and wafers, rather than planar miniaturization, are being actively pursued.

【0004】立体的に半導体基板を接着・積層化する場
合、小型化の面から積層化する半導体基板を薄層化し、
上下半導体基板間の信号授受を行なうための配線を通す
スルーホールの形成が必要である。スルーホールを形成
するには、薄層化する前の半導体基板表面にスルーホー
ルとなる孔を形成しておき、半導体基板の表面に接着剤
を用いて透明ガラス基板を接着し、半導体の裏面からス
ルーホール底部まで研磨することでスルーホールを形成
している。
When three-dimensionally adhering and laminating semiconductor substrates, the semiconductor substrates to be laminated are thinned in terms of miniaturization,
It is necessary to form a through hole through which a wiring for exchanging signals between the upper and lower semiconductor substrates is passed. To form a through hole, a hole to be a through hole is formed on the surface of the semiconductor substrate before thinning, a transparent glass substrate is adhered to the surface of the semiconductor substrate with an adhesive, and the back surface of the semiconductor is removed. A through hole is formed by polishing the bottom of the through hole.

【0005】また薄層化された半導体基板を積層化する
前に、薄層化された半導体基板を所望の大きさに分割し
なければならず、薄層化された半導体基板を分割するた
めに、ダイシングによって分割を行なう方法が提案され
ている。
Before stacking the thinned semiconductor substrate, the thinned semiconductor substrate must be divided into a desired size. In order to divide the thinned semiconductor substrate, , A method of dividing by dicing has been proposed.

【0006】図3(a)は従来の単結晶シリコン基板を
示す平面図であり、(b)はダイシングソーによってス
クライブラインが形成された従来の単結晶シリコン基板
を示した平面図である。また図4(a)〜(e)は従来
の単結晶シリコン基板の分割工程を示した概略断面図で
あり、図3に示したBーB’間断面を示す。
FIG. 3A is a plan view showing a conventional single crystal silicon substrate, and FIG. 3B is a plan view showing a conventional single crystal silicon substrate having scribe lines formed by a dicing saw. 4 (a) to 4 (e) are schematic cross-sectional views showing the dividing step of the conventional single crystal silicon substrate, and show the cross section between BB 'shown in FIG.

【0007】まず、単結晶シリコン基板101上にゲー
ト酸化膜102を形成し、ゲート酸化膜102上にゲー
ト電極103を形成し、さらにゲート電極103上及び
ゲート電極103が形成されていない単結晶シリコン基
板101上に層間絶縁膜104を形成し、層間絶縁膜1
04間に電極配線105を選択的に形成してトランジス
タ100を形成する。また、電極縦配線を行なうため
に、100μm以上のスルーホール107を形成し、単
結晶シリコン基板101上に表面保護膜106を選択的
に形成する(図3(a)、図4(a))。
First, a gate oxide film 102 is formed on a single crystal silicon substrate 101, a gate electrode 103 is formed on the gate oxide film 102, and further, on the gate electrode 103 and single crystal silicon on which the gate electrode 103 is not formed. The interlayer insulating film 104 is formed on the substrate 101, and the interlayer insulating film 1 is formed.
Electrode wiring 105 is selectively formed between the regions 04 to form the transistor 100. In addition, a through hole 107 having a thickness of 100 μm or more is formed for vertical electrode wiring, and a surface protective film 106 is selectively formed on the single crystal silicon substrate 101 (FIGS. 3A and 4A). .

【0008】このように形成された単結晶シリコン基板
101の表全面に、接着剤として熱溶融ワックス108
を塗布し、熱溶融ワックス108により透明ガラス基板
109を単結晶シリコン基板101上に接着する(図4
(b))。
On the entire front surface of the single crystal silicon substrate 101 thus formed, the hot melt wax 108 is used as an adhesive.
Is applied, and the transparent glass substrate 109 is bonded onto the single crystal silicon substrate 101 by the hot-melt wax 108 (FIG. 4).
(B)).

【0009】次に、単結晶シリコン基板101の裏面を
研磨し、貫通したスルーホール107aを形成し、薄層
化単結晶シリコン基板101aを形成する(図4
(c))。
Next, the back surface of the single crystal silicon substrate 101 is polished to form a through hole 107a penetrating therethrough to form a thinned single crystal silicon substrate 101a (FIG. 4).
(C)).

【0010】この薄層化単結晶シリコン基板101aを
チップに分割するため、ダイシングソー110によって
薄層化単結晶シリコン基板101aの裏面から図3
(b)に示したように格子状にスクライブライン110
aを形成し、薄層化半導体基板101aのみを切断する
(図4(d))。
In order to divide the thin-layered single crystal silicon substrate 101a into chips, a dicing saw 110 is used from the back surface of the thinned single-crystal silicon substrate 101a as shown in FIG.
As shown in (b), the scribe lines 110 are arranged in a grid pattern.
a is formed, and only the thinned semiconductor substrate 101a is cut (FIG. 4D).

【0011】薄層化単結晶シリコン基板101aを切断
した後、加熱して熱溶融ワックス108を溶融させ、さ
らに有機溶剤等に浸漬して薄層化単結晶シリコン基板1
01aを透明ガラス基板109から分離させ、チップと
しての薄層化単結晶シリコン基板101aを得る(図4
(e))。
After cutting the thin-layered single crystal silicon substrate 101a, the thinned single-crystal silicon substrate 1 is heated by melting the hot-melt wax 108 and further immersed in an organic solvent or the like.
01a is separated from the transparent glass substrate 109 to obtain a thin layer single crystal silicon substrate 101a as a chip (FIG. 4).
(E)).

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た方法では、以下の問題点が生じる。
However, the above-mentioned method has the following problems.

【0013】(1)熱溶融ワックス108を用いて薄層
化単結晶シリコン基板101aと透明ガラス基板109
を接着した場合、研削(グラインディング)や研磨(ラ
ッピング、ポリッシング)による摩擦熱で熱溶融ワック
ス108が軟化あるいは溶融し、密着性が低下すること
で薄層化単結晶シリコン基板101aが透明ガラス基板
109から剥れてしまう。
(1) Thin layered single crystal silicon substrate 101a and transparent glass substrate 109 using hot melt wax 108
, The heat-melting wax 108 is softened or melted by frictional heat due to grinding (grinding) or polishing (lapping, polishing), and the adhesion is lowered, so that the thin single-crystal silicon substrate 101a becomes a transparent glass substrate. It comes off from 109.

【0014】(2)薄層化単結晶シリコン基板101a
裏面からダイシングソー110を用いてチップに切断す
る際に、薄層化単結晶シリコン基板101aのダイシン
グ部に当たる周辺にカケやクラック等が発生する。
(2) Thinned single crystal silicon substrate 101a
When the back surface is cut into chips by using the dicing saw 110, chips, cracks, and the like are generated around the dicing portion of the thinned single crystal silicon substrate 101a.

【0015】単結晶シリコン基板101の素子部にカケ
やクラックがあると、積層化する際、チップエッジにて
下層半導体基板とアライメントするのが困難であると
か、トランジスタ100部を破壊することになり、歩留
まりを著しく低下させるだけでなく、ゴミ発生の原因と
もなり正常な素子作製が不可能となる。
If the element portion of the single crystal silicon substrate 101 is chipped or cracked, it is difficult to align it with the lower layer semiconductor substrate at the chip edge when stacking, or the transistor 100 portion is destroyed. However, not only the yield is remarkably reduced, but also dust is generated, which makes it impossible to manufacture a normal device.

【0016】(3)薄層化単結晶シリコン基板101a
と透明ガラス板109とは固さが違うため、同じダイシ
ングソー110を用い、薄層化単結晶シリコン基板10
1aのみの切断だけではなく、連続して透明ガラス基板
109を切断することは困難である。
(3) Thinned single crystal silicon substrate 101a
Since the hardness of the transparent glass plate 109 is different from that of the transparent glass plate 109, the same dicing saw 110 is used, and the thinned single crystal silicon substrate 10 is used.
It is difficult to cut not only 1a but also the transparent glass substrate 109 continuously.

【0017】通常ダイシングソー110は、切断する材
料によって刃の種類を変える必要があり、刃の交換を行
なうと、余計な時間を要することとなり、コストアップ
を招く原因となる。
In the dicing saw 110, it is usually necessary to change the type of blade depending on the material to be cut, and if the blade is replaced, extra time is required, which causes an increase in cost.

【0018】さらに、ダイシングソー110で粘性を持
つ熱溶融ワックス108を切断すると、刃が目詰まりを
おこし、切断できなくなる。
Further, when the viscous hot-melt wax 108 is cut by the dicing saw 110, the blade is clogged and it becomes impossible to cut.

【0019】本発明は上記課題に鑑み発明された方法で
あって、歩留まりよく確実に基板を分割することができ
る薄層半導体基板の分割方法を提供することを目的とし
ている。
The present invention is a method invented in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a method for dividing a thin-layer semiconductor substrate which can surely divide the substrate with a high yield.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る薄層半導体基板の分割方法は、透明ガラ
ス基板に接着させた半導体基板を薄層化し、チップに分
割する薄層半導体基板の分割方法において、スルーホー
ルの形成工程で前記半導体基板のダイシングラインとな
る領域にあらかじめスルーホール深さと同一深さの溝を
形成する工程、この後前記半導体基板に前記透明ガラス
基板を接着させて前記半導体基板の裏面研磨を行なう工
程、さらに、前記透明ガラス基板に前記半導体基板に形
成した溝と重なる位置にダイシングを施す工程を含んで
いることを特徴とし、また上記記載の薄層半導体基板の
分割方法において、前記透明ガラス基板と前記半導体基
板を接着する接着剤として、透明の紫外線硬化型樹脂を
用いることを特徴とし、さらに上記記載の薄層半導体基
板の分割方法において、前記スルーホール及び前記溝を
エッチングにより形成することを特徴としている。
To achieve the above object, a method for dividing a thin layer semiconductor substrate according to the present invention is a thin layer semiconductor in which a semiconductor substrate adhered to a transparent glass substrate is made into a thin layer and divided into chips. In the method of dividing a substrate, in the step of forming a through hole, a step of previously forming a groove having the same depth as the depth of the through hole in a region that will be a dicing line of the semiconductor substrate, and then bonding the transparent glass substrate to the semiconductor substrate. And a step of polishing the back surface of the semiconductor substrate by dicing the transparent glass substrate at a position overlapping with a groove formed in the semiconductor substrate, and the thin semiconductor substrate described above. In the dividing method, a transparent ultraviolet curable resin is used as an adhesive agent for adhering the transparent glass substrate and the semiconductor substrate. And, in yet a method of dividing the thin layer semiconductor substrate described above, the through hole and said groove is characterized by formed by etching.

【0021】[0021]

【作用】上記した方法によれば、スルーホールの形成工
程においてスルーホールと同一の深さで溝を形成し、半
導体基板裏面を前記スルーホール及び前記溝の底部まで
研磨あるいは研削するため、薄層半導体基板を分割する
場合、前記薄層半導体基板が接着されている透明ガラス
基板のみを前記溝に位置合わせしてダイシングソーによ
りダイシングすることにより前記溝が裂け目となり、直
接前記薄層化半導体基板をダイシングすることなく、安
定した状態でチップに分割することが可能となる。
According to the above method, a groove is formed at the same depth as the through hole in the step of forming the through hole, and the back surface of the semiconductor substrate is polished or ground to the bottom of the through hole and the groove. When the semiconductor substrate is divided, only the transparent glass substrate to which the thin-layer semiconductor substrate is bonded is aligned with the groove and the groove becomes a crack by dicing with a dicing saw, and the thin-layer semiconductor substrate is directly attached. It becomes possible to divide into chips in a stable state without dicing.

【0022】また上記方法において、前記透明ガラス基
板と前記薄層半導体基板を接着する接着剤として透明の
紫外線硬化型樹脂を用いる場合には、前記透明ガラス基
板をダイシングする際、ダイシングソーを前記薄層半導
体基板の前記溝に位置合わせすることが容易となり、前
記薄層半導体基板を正確に分割することが可能となる。
Further, in the above method, when a transparent UV-curable resin is used as an adhesive for adhering the transparent glass substrate and the thin-layer semiconductor substrate, a dicing saw is used to dice the transparent glass substrate. It becomes easy to align with the groove of the layer semiconductor substrate, and the thin layer semiconductor substrate can be accurately divided.

【0023】さらに上記方法において、前記スルーホー
ル及び前記溝をエッチングにより形成する場合には、前
記薄層化半導体基板を分割する際、前記薄層化半導体基
板の分割面が滑らかな直線的な断面になり、アライメン
トが容易になり、また半導体基板にダメージを与えるこ
とがない。
Further, in the above method, when the through hole and the groove are formed by etching, when dividing the thinned semiconductor substrate, the divided surface of the thinned semiconductor substrate has a smooth linear cross section. Therefore, alignment is facilitated and the semiconductor substrate is not damaged.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明に係る薄層半導体基板の分割方
法の実施例を図面に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for dividing a thin layer semiconductor substrate according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】図1(a)〜(g)は実施例に係る薄層半
導体基板の分割工程を説明するための断面図であり、図
2(a)はダイシングソーによってスクライブラインが
形成された半導体基板の平面図であり、(b)はエキス
パンダーシート上に搭載されて分割された薄層半導体基
板を示した平面図である。
FIGS. 1A to 1G are sectional views for explaining a dividing process of a thin semiconductor substrate according to an embodiment, and FIG. 2A is a semiconductor in which a scribe line is formed by a dicing saw. It is a top view of a board | substrate, (b) is a top view which showed the thin layer semiconductor substrate mounted and divided on the expander sheet | seat.

【0026】まず、半導体製造工程に従って、単結晶シ
リコン基板11上にMOSトランジスタを形成する。す
なわち、525μm厚の直径4インチの単結晶シリコン
基板11上にゲート酸化膜12を形成し、ゲート酸化膜
12上にゲート電極13を形成し、さらにゲート電極1
3上及びゲート電極13が形成されていない単結晶シリ
コン基板11上に層間絶縁膜14を形成し、層間絶縁膜
14間に電極配線15を選択的に形成する。また電極縦
配線を行なう5〜50μm角のスルーホール17とチッ
プ分離のための50〜100μm幅のスクライブライン
である溝18をRIE(Reactive Ion Etching) 法によ
って60°〜85°のテーパ角で15〜105μm深さ
で形成する。このときチップ分離のためのスクライブラ
インとして形成する溝18は、図2(a)に示すよう
に、ある一定間隔で格子状に構成する。次いで、溝18
以外の部分に選択的にSiN 等の表面保護膜16を形成す
る。(図1(a))。
First, a MOS transistor is formed on the single crystal silicon substrate 11 according to a semiconductor manufacturing process. That is, a gate oxide film 12 is formed on a single crystal silicon substrate 11 having a diameter of 4 inches and a thickness of 525 μm, a gate electrode 13 is formed on the gate oxide film 12, and the gate electrode 1
3 and the single crystal silicon substrate 11 on which the gate electrode 13 is not formed, the interlayer insulating film 14 is formed, and the electrode wiring 15 is selectively formed between the interlayer insulating films 14. Further, a through hole 17 of 5 to 50 μm square for vertical electrode wiring and a groove 18 which is a scribe line of 50 to 100 μm width for chip separation are formed by a RIE (Reactive Ion Etching) method with a taper angle of 60 to 85 °. It is formed to a depth of ˜105 μm. At this time, the grooves 18 which are formed as scribe lines for chip separation are formed in a grid pattern at a certain fixed interval, as shown in FIG. Then the groove 18
A surface protective film 16 of SiN or the like is selectively formed on the other portions. (FIG. 1 (a)).

【0027】次に、透明の紫外線硬化型樹脂19を全面
に塗布し、支持基板である透明ガラス基板20を上に置
き、矢印で示したように全面に均一な10〜50μW/
cm2 の紫外線光Uを10〜60秒間照射して、下地で
ある単結晶シリコン基板11と接着させる。この紫外線
硬化型樹脂19は透明であり、透明ガラス基板20越し
に単結晶シリコン基板11を見ることができるため後の
工程で都合が良く、しかも150℃までなら軟化、溶融
しないという特性を有しており、後の熱処理工程で自由
度がある(図1(b))。
Next, a transparent ultraviolet curable resin 19 is applied on the entire surface, a transparent glass substrate 20 which is a supporting substrate is placed on the entire surface, and a uniform 10 to 50 μW /
Ultraviolet light U of cm 2 is irradiated for 10 to 60 seconds to adhere the single crystal silicon substrate 11 as the base. The ultraviolet curable resin 19 is transparent, and the single crystal silicon substrate 11 can be seen through the transparent glass substrate 20, which is convenient in the subsequent steps, and has a characteristic that it does not soften or melt up to 150 ° C. Therefore, there is a degree of freedom in the subsequent heat treatment process (FIG. 1 (b)).

【0028】次に、固定ダイヤモンド(直径20μm以
下)砥石を用いる機械式研磨法(グラインディング)に
よって、単結晶シリコン基板11の裏面から425〜5
15μmの研磨を行ない、10〜100μm厚の薄層化
単結晶シリコン基板11aを得る。この時、スルーホー
ル17と溝18は、薄層化単結晶シリコン基板11aを
同時に貫通するものとなり、貫通したスルーホール17
aと貫通した溝18aが形成される。つまり、貫通した
スルーホール17aは、上下半導体基板間の縦電極配線
を行なうものとなり、また側壁が滑らかで順テーパの貫
通した溝18aによって、薄層単結晶シリコン基板11
aをチップに分割したことになる(図1(c))。
Next, by a mechanical polishing method (grinding) using a fixed diamond (diameter 20 μm or less) grindstone, 425 to 5 from the back surface of the single crystal silicon substrate 11.
Polishing to 15 μm is performed to obtain a thinned single crystal silicon substrate 11a having a thickness of 10 to 100 μm. At this time, the through hole 17 and the groove 18 simultaneously penetrate the thinned single crystal silicon substrate 11a.
A groove 18a penetrating with a is formed. In other words, the through hole 17a that penetrates serves as a vertical electrode wiring between the upper and lower semiconductor substrates, and the thin-layer single crystal silicon substrate 11 is formed by the through groove 18a having a smooth sidewall and a forward taper.
This means that a is divided into chips (FIG. 1 (c)).

【0029】次に、接着剤23を厚さ200〜300μ
mのチップエキスパンダーシート25上に塗布し、接着
剤23が塗布されたエキスパンダーシート25上に薄層
単結晶シリコン基板11aを接着する。そして薄層半導
体基板11a中に設けたスクライブラインである貫通し
た溝18aにアライメントを行ない、ダイシングソー2
1によって透明ガラス基板20のみを切断し、薄層半導
体基板11aと同一形状に切断された透明ガラス基板2
0aを得る(図1(d))。
Next, the adhesive 23 is applied to a thickness of 200 to 300 μm.
m of the chip expander sheet 25, and the thin-layer single crystal silicon substrate 11a is adhered on the expander sheet 25 coated with the adhesive 23. Then, the dicing saw 2 is aligned with the penetrating groove 18a which is a scribe line provided in the thin semiconductor substrate 11a.
1. A transparent glass substrate 2 obtained by cutting only the transparent glass substrate 20 by 1 to obtain the same shape as the thin-layer semiconductor substrate 11a.
0a is obtained (FIG. 1 (d)).

【0030】次に、図示しないチップエキスパンダーを
用いてウエハ周辺からエキスパンダーシート25を引っ
張って、紫外線硬化型樹脂19を分離し、分割したチッ
プを得る。この時のチップエキスパンダーシート25の
厚さは、50〜100μmと薄くなる(図1(e)、図
2(b))。
Next, the expander sheet 25 is pulled from the periphery of the wafer using a chip expander (not shown) to separate the ultraviolet curable resin 19 and obtain a divided chip. At this time, the thickness of the chip expander sheet 25 is as thin as 50 to 100 μm (FIG. 1 (e), FIG. 2 (b)).

【0031】次に、100℃以下に加熱したホットプレ
ート上に置き、接着剤23を軟化させ、真空ピンセット
により切断透明ガラス基板20aの表面を吸着して、エ
ポキシ樹脂22を塗布した下層半導体基板24の所望の
位置に積層する(図1(f))。
Next, it is placed on a hot plate heated to 100 ° C. or lower to soften the adhesive 23, adsorb the surface of the cut transparent glass substrate 20a with vacuum tweezers, and apply the epoxy resin 22 to the lower semiconductor substrate 24. Are stacked at desired positions (FIG. 1 (f)).

【0032】次に、150℃以下でエポキシ樹脂22を
固化させて、下層半導体基板24と薄層単結晶シリコン
基板11aとを接着させた後、熱湯や有機溶剤に浸漬し
て紫外線硬化型樹脂19を溶解させ、切断透明ガラス基
板20aを離脱させる(図1(g))。この後、薄層化
単結晶シリコン基板11aと下層半導体基板24を電気
的に接続するために貫通したスルーホール17aを通じ
て貫通したスルーホール17a下部のエポキシ樹脂22
を、化学的エッチングや反応性イオンエッチングなどの
手法を用いて除去し、薄層化単結晶シリコン基板11a
と下層半導体基板24とを電気的に接続するためのスル
ーホール(図示せず)を形成する。
Next, after the epoxy resin 22 is solidified at 150 ° C. or lower to bond the lower semiconductor substrate 24 and the thin-layer single crystal silicon substrate 11a to each other, the epoxy resin 22 is dipped in hot water or an organic solvent to cure the ultraviolet curable resin 19. Is melted and the cut transparent glass substrate 20a is released (FIG. 1 (g)). After this, the epoxy resin 22 under the through hole 17a penetrating through the through hole 17a for electrically connecting the thinned single crystal silicon substrate 11a and the lower semiconductor substrate 24.
Are removed by a method such as chemical etching or reactive ion etching, and the thin-layer single crystal silicon substrate 11a is removed.
A through hole (not shown) for electrically connecting the lower semiconductor substrate 24 and the lower semiconductor substrate 24 is formed.

【0033】以上説明したように、上記実施例に係る薄
層半導体基板の分割方法によれば、スルーホール17形
成時に、エッチングによりスルーホール17と同一の深
さで溝18を形成するので、薄層化単結晶シリコン基板
11aを分割する際、貫通した溝18aが裂け目となる
ため、クラック及び割れ等によるダメージを与えること
なく分割することができる。また透明ガラス基板20a
と薄層化単結晶シリコン基板11aとの接着を紫外線硬
化型樹脂19にて行なっているので、透明ガラス基板2
0のみをダイシングソー21で切断する際、スクライブ
ラインとする貫通した溝18aとの位置合わせを容易に
行なうことができる。さらに溝18はエッチングにより
形成されるので、貫通した溝18aの断面は滑らかな側
面となり、この側面を用いて上下薄層化単結晶シリコン
基板11a、下層半導体基板24間に配線を形成するこ
とも可能である。また貫通したスルーホール18aの側
面は直線が良好なため、下層半導体基板24とのアライ
メントが容易となる。
As described above, according to the method for dividing a thin-layer semiconductor substrate according to the above-described embodiment, when the through hole 17 is formed, the groove 18 is formed at the same depth as the through hole 17 by etching. When the layered single crystal silicon substrate 11a is divided, the through groove 18a becomes a rift, so that the divided single crystal silicon substrate 11a can be divided without causing damage due to cracks or breaks. In addition, the transparent glass substrate 20a
Since the ultraviolet-curable resin 19 is used to bond the thin-film single-crystal silicon substrate 11a with the transparent glass substrate 2
When only 0 is cut with the dicing saw 21, it is possible to easily perform alignment with the penetrating groove 18a serving as the scribe line. Further, since the groove 18 is formed by etching, the cross section of the penetrating groove 18a has a smooth side surface, and a wiring may be formed between the upper and lower thinned single crystal silicon substrate 11a and the lower semiconductor substrate 24 using this side surface. It is possible. Further, since the side surface of the penetrating through hole 18a has a good straight line, the alignment with the lower layer semiconductor substrate 24 becomes easy.

【0034】また従来の方法では有機溶剤等によって透
明ガラス基板109から分離された半導体チップは、有
機溶剤中に散乱し、薄層であり、割れやすいことからピ
ンセット等で取り扱うことが困難で積層工程の作業性が
悪かった。本実施例においては、下層半導体基板24に
薄層化単結晶シリコン基板11aを接着してから紫外線
硬化型樹脂19を溶解させるので、薄層化単結晶シリコ
ン基板11aが溶媒中に散乱してダメージを受けること
をなくすことができる。
In the conventional method, the semiconductor chip separated from the transparent glass substrate 109 by the organic solvent or the like is scattered in the organic solvent, is a thin layer, and is easily broken. The workability of was poor. In this embodiment, since the thinned single crystal silicon substrate 11a is adhered to the lower semiconductor substrate 24 and then the ultraviolet curable resin 19 is dissolved, the thinned single crystal silicon substrate 11a is scattered in the solvent and damaged. You can get rid of.

【0035】なお本発明は、スルーホール17及び溝1
8をRIE法により形成しているが、これに限定される
ものでなく、上記方法以外にフッ酸・硝酸系、KOH系
あるいはアンモニア系(テトラ・エチル・アンモニウム・ヒト゛ロキシト゛ :
[(C2H5)4N ]OH)水溶液のウエットエッチングによって
も同様に単結晶シリコン基板11上にスルーホール17
やスクライブラインの形成を行なうことができる。
In the present invention, the through hole 17 and the groove 1 are provided.
8 is formed by the RIE method, but the method is not limited to this, and in addition to the above method, hydrofluoric acid / nitric acid type, KOH type or ammonia type (tetra-ethyl-ammonium-human oxidoxide:
The wet etching of the [(C 2 H 5 ) 4 N] OH) aqueous solution similarly performed through holes 17 on the single crystal silicon substrate 11.
And scribe lines can be formed.

【0036】また、上記実施例では研磨を行なう際、固
定ダイヤモンド砥石を用いる機械式研磨を行なっている
が、これに限定されるものでなく、粉状のダイヤモンド
砥粒を水溶させ研磨する方法(ラッピング)や、布とア
ルカリ水溶液(一般にコロイダルシリカがよく用いられ
る)を用いる研磨方法(ポリッシング)によっても、同
様に薄層化単結晶シリコン基板11aを得ることができ
る。
Further, in the above-mentioned embodiment, when performing the polishing, the mechanical polishing using the fixed diamond grindstone is performed, but the invention is not limited to this, and a method of polishing by pulverizing powdery diamond abrasive grains with water ( The thinned single crystal silicon substrate 11a can be similarly obtained by lapping) or a polishing method (polishing) using a cloth and an alkaline aqueous solution (generally colloidal silica is often used).

【0037】[0037]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る薄層
半導体基板の分割方法においては、以下の効果が期待で
きる。
As described above in detail, the following effects can be expected in the method for dividing a thin-layer semiconductor substrate according to the present invention.

【0038】(1)接着剤に150℃までなら溶融しな
い紫外線硬化型樹脂を用いているので、薄層化単結晶シ
リコン基板が透明ガラス基板から剥れることなく、プロ
セスの自由度が増す。
(1) Since the ultraviolet curable resin that does not melt up to 150 ° C. is used as the adhesive, the thinned single crystal silicon substrate does not peel off from the transparent glass substrate, and the degree of freedom in the process increases.

【0039】(2)薄層化単結晶シリコン基板へのダイ
シング工程を省略することができるので、薄層化単結晶
シリコン基板中の素子を破壊せずに薄層半導体チップを
作製でき、コストの低減を図ることができる。
(2) Since the dicing process for the thin-layered single crystal silicon substrate can be omitted, a thin-layer semiconductor chip can be manufactured without destroying the elements in the thinned single-crystal silicon substrate. It can be reduced.

【0040】(3)エッチングにより半導体基板の分離
を行なうので、側壁が非常に滑らかで、任意に角度調節
をすることで、チップの側壁を用いた上下半導体基板間
の配線形成も可能である。
(3) Since the semiconductor substrate is separated by etching, the side wall is very smooth, and by adjusting the angle arbitrarily, it is possible to form wiring between the upper and lower semiconductor substrates using the side wall of the chip.

【0041】またダイシングによる非直線的なチップ側
面ではなく、直線的なチップ側面であるので、積層化の
際、下層半導体基板との位置合わせマークとのアライメ
ントが容易となる。
Further, since it is not the non-linear side surface of the chip formed by dicing but the side surface of the linear chip, alignment with the alignment mark with the lower semiconductor substrate is facilitated during stacking.

【0042】(4)透明ガラス基板、透明な紫外線硬化
型樹脂を用いた場合、光学顕微鏡等を用いた目視観察で
薄層化単結晶シリコン基板に設けた溝にアライメントを
行なって、透明ガラス基板を切断するのが容易となる。
(4) When a transparent glass substrate or a transparent ultraviolet curable resin is used, the transparent glass substrate is aligned by visually observing with an optical microscope or the like to the groove provided in the thinned single crystal silicon substrate. Easy to cut.

【0043】(5)従来方法と同様に一度のダイシング
で、強度的に弱い薄層半導体基板を容易に分割すること
ができ、特性良否を区別して移載することができる。
(5) Similar to the conventional method, the thin-layer semiconductor substrate, which is weak in strength, can be easily divided by one-time dicing, and it is possible to transfer the thin and thin semiconductor substrate while distinguishing the quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)〜(g)は実施例に係る薄層半導体基板
の分割工程を示した図2(a)におけるAーA’線断面
図である。
1A to 1G are cross-sectional views taken along the line AA 'in FIG. 2A showing a dividing step of a thin layer semiconductor substrate according to an example.

【図2】(a)はダイシングソーによってスクライブラ
インが形成された単結晶シリコン基板の平面図であり、
(b)はエキスパンダーシート上に搭載されて分割され
た薄層単結晶シリコン基板を示した平面図である。
FIG. 2A is a plan view of a single crystal silicon substrate having scribe lines formed by a dicing saw,
(B) is a plan view showing a thin layer single crystal silicon substrate mounted on an expander sheet and divided.

【図3】(a)は従来の単結晶シリコン基板の平面図で
あり、(b)はダイシングソーによってスクライブライ
ンが形成された従来の単結晶シリコン基板を示した平面
図である。
FIG. 3A is a plan view of a conventional single crystal silicon substrate, and FIG. 3B is a plan view showing a conventional single crystal silicon substrate having scribe lines formed by a dicing saw.

【図4】(a)〜(e)は従来の単結晶シリコン基板の
分割工程を概略的に示した図3におけるBーB’線断面
図である。
4A to 4E are cross-sectional views taken along the line BB ′ in FIG. 3, which schematically show a conventional dividing step of a single crystal silicon substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 単結晶シリコン基板(半導体基板) 11a 薄層化単結晶シリコン基板(薄層化半導体基
板) 17 スルーホール 18 溝 19 紫外線硬化型樹脂 20 透明ガラス基板
11 Single Crystal Silicon Substrate (Semiconductor Substrate) 11a Thinned Single Crystal Silicon Substrate (Thinned Semiconductor Substrate) 17 Through Hole 18 Groove 19 UV Curable Resin 20 Transparent Glass Substrate

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年11月26日[Submission date] November 26, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1の1】及び[1 in FIG. 1] and

【図1の2】(a)〜(g)は実施例に係る薄層半導体
基板の分割工程を示した図2(a)におけるA−A’線
断面図である。
2A to 2G are sectional views taken along the line AA ′ in FIG. 2A, showing a dividing step of the thin-layer semiconductor substrate according to the example.

【図2】(a)はダイシングソーによってスクライブラ
インが形成された単結晶シリコン基板の平面図であり、
(b)はエキスパンダーシート上に搭載されて分割され
た薄層単結晶シリコン基板を示した平面図である。
FIG. 2A is a plan view of a single crystal silicon substrate having scribe lines formed by a dicing saw,
(B) is a plan view showing a thin layer single crystal silicon substrate mounted on an expander sheet and divided.

【図3】(a)は従来の単結晶シリコン基板の平面図で
あり、(b)はダイシングソーによってスクライブライ
ンが形成された従来の単結晶シリコン基板を示した平面
図である。
FIG. 3A is a plan view of a conventional single crystal silicon substrate, and FIG. 3B is a plan view showing a conventional single crystal silicon substrate having scribe lines formed by a dicing saw.

【図4の1】及び[1 of FIG. 4] and

【図4の2】(a)〜(e)は従来の単結晶シリコン基
板の分割工程を概略的に示した図3におけるB−B’線
断面図である。
4 (a) to (e) are cross-sectional views taken along the line BB 'in FIG. 3 schematically showing a conventional dividing step of a single crystal silicon substrate.

【符号の説明】 11 単結晶シリコン基板(半導体基板) 11a 薄層化単結晶シリコン基板(薄層化半導体基
板) 17 スルーホール 18 溝 19 紫外線硬化型樹脂 20 透明ガラス基板
[Explanation of Codes] 11 Single Crystal Silicon Substrate (Semiconductor Substrate) 11a Thinned Single Crystal Silicon Substrate (Thinned Semiconductor Substrate) 17 Through Hole 18 Groove 19 Ultraviolet Curing Resin 20 Transparent Glass Substrate

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1の1】 [1 in FIG. 1]

【図1の2】 [2 in FIG. 1]

【図2】 [Fig. 2]

【図3】 [Figure 3]

【図4の1】 [1 in FIG. 4]

【図4の2】 [2 in FIG. 4]

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 技術表示箇所 S (72)発明者 湯元 学 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical indication location S (72) Inventor Manabu Yumoto 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka, Osaka

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明ガラス基板に接着させた半導体基板
を薄層化し、チップに分割する薄層半導体基板の分割方
法において、スルーホールの形成工程で前記半導体基板
のダイシングラインとなる領域にあらかじめスルーホー
ル深さと同一深さの溝を形成する工程、この後前記半導
体基板に前記透明ガラス基板を接着させて前記半導体基
板の裏面研磨を行なう工程、さらに、前記透明ガラス基
板に前記半導体基板に形成した溝と重なる位置にダイシ
ングを施す工程を含んでいることを特徴とする薄層半導
体基板の分割方法。
1. A method for dividing a thin-layer semiconductor substrate in which a semiconductor substrate adhered to a transparent glass substrate is thinned and divided into chips. In a through-hole forming step, a through hole is previously formed in a region to be a dicing line of the semiconductor substrate. A step of forming a groove having the same depth as the hole depth, a step of thereafter adhering the transparent glass substrate to the semiconductor substrate and polishing the back surface of the semiconductor substrate, and further forming the semiconductor substrate on the transparent glass substrate A method for dividing a thin-layer semiconductor substrate, including a step of performing dicing on a position overlapping with the groove.
【請求項2】 透明ガラス基板と半導体基板を接着する
接着剤として、透明の紫外線硬化型樹脂を用いることを
特徴とする請求項1記載の薄層半導体基板の分割方法。
2. The method for dividing a thin-layer semiconductor substrate according to claim 1, wherein a transparent ultraviolet curable resin is used as an adhesive for adhering the transparent glass substrate and the semiconductor substrate.
【請求項3】 スルーホール及び溝をエッチングにより
形成することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の
薄層半導体基板の分割方法。
3. The method for dividing a thin layer semiconductor substrate according to claim 1, wherein the through hole and the groove are formed by etching.
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