CN105590835A - 半导体件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种半导体件的制造方法,包括:形成沟槽,该沟槽具有第一沟槽部分以及第二沟槽部分,第二沟槽部分是形成为与第一沟槽部分的下部连通的沟槽部分并以比第一沟槽部分的角度更陡峭的角度朝下部延伸,沟槽具有在第一沟槽部分与第二沟槽部分之间不存在拐角部分的形状,沟槽定位在正面上并利用干蚀法形成;将包括粘合剂层的保持部件附着至正面,正面形成有正面上的沟槽;在附着保持部件的状态下,从基板的背面使基板变薄;以及在变薄之后,从正面去除保持部件。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体件的制造方法。
背景技术
已经提出一种划片方法,其中,利用第一刮板在蓝宝石基板的正面形成第一沟槽,然后,利用第二刮板在背面上形成比第一沟槽深且宽的第二沟槽,从而在不减少能够从一个基板中得到的芯片数量的情况下提高产量(JP-A-2003-124151)。此外,已经提出一种利用激光形成从晶圆正面至晶圆中部的沟槽的方法,然后,使用激光从背面将晶圆研磨至到达由激光形成的沟槽的位置,从而使可以形成在晶圆中的半导体元件的数量增加(JP-A-2009-88252)。
发明内容
本发明提供一种可以容易地实现防止粘合剂层残留在半导体基板的正面上并防止半导体件损坏的半导体件的制造方法。
(1)一种半导体件的制造方法,包括:
形成沟槽,所述沟槽具有:第一沟槽部分,所述第一沟槽部分的宽度从基板的正面朝所述基板的背面逐渐变窄;以及第二沟槽部分,其是形成为与所述第一沟槽部分的下部连通的沟槽部分,并以比所述第一沟槽部分的角度更陡峭的角度朝下部延伸,所述沟槽具有在所述第一沟槽部分与所述第二沟槽部分之间不存在拐角部分的形状,所述沟槽定位在所述正面上并利用干蚀法形成;
将包括粘合剂层的保持部件附着至所述正面,所述正面形成有所述正面上的所述沟槽;
在附着所述保持部件的状态下,从所述基板的所述背面使所述基板变薄;以及
在使所述基板变薄之后,从所述正面去除所述保持部件。
(2)一种半导体件的制造方法,包括:
形成沟槽,所述沟槽具有:第一沟槽部分,所述第一沟槽部分的宽度从基板的正面朝所述基板的背面逐渐变窄;以及第二沟槽部分,其是形成为与所述第一沟槽部分的下部连通的沟槽部分并以比所述第一沟槽部分的角度更陡峭的角度朝下部延伸,所述沟槽具有在所述第一沟槽部分与所述第二沟槽部分之间不存在拐角部分的形状,所述沟槽定位在所述正面上并利用干蚀法形成;
将包括粘合剂层的保持部件附着至所述正面,所述正面形成有所述正面上的所述沟槽;
在附着所述保持部件的状态下,使用从所述基板的所述背面朝所述正面上的所述沟槽旋转的切割部件来在所述背面上形成沟槽;以及
在形成所述背面上的所述沟槽之后,从所述正面去除所述保持部件。
(3)根据第(1)或(2)项所述的半导体件的制造方法,还包括:
形成所述正面上的所述沟槽的步骤是以如下方式进行的:利用所述干蚀法以使所述正面上的所述沟槽的宽度朝所述背面逐渐变窄的蚀刻强度开始形成所述正面上的所述沟槽,并且在形成所述正面上的所述沟槽期间,将包含在用于所述干蚀法的蚀刻气体中的用于形成保护膜的气体的流量在不停止用于形成所述保护膜的所述气体的流量的范围内从第一流量切换至比所述第一流量小的第二流量。
(4)根据第(1)或(2)项所述的半导体件的制造方法,还包括:
形成所述正面上的所述沟槽的步骤是以如下方式进行的:利用所述干蚀法以使所述正面上的所述沟槽的宽度朝所述背面逐渐变窄的蚀刻强度开始形成所述正面上的所述沟槽,并且在形成所述正面上的所述沟槽期间,将包含在用于所述干蚀法的蚀刻气体中的用于形成保护膜的气体的流量从第一流量切换至比所述第一流量大的第二流量。
(5)根据第(1)或(2)项所述的半导体件的制造方法,其中,
所述第二沟槽部分具有宽度不宽于所述第一沟槽部分的最下部的宽度且向下延伸的形状。
(6)根据第(1)或(2)项所述的半导体件的制造方法,其中,
所述第一沟槽部分的深度比所述粘合剂层所进入到的深度深,并且
所述第二沟槽部分具有宽度朝向下部变得比所述第一沟槽部分的最下部的宽度更宽的形状。
根据上述的第(1)和(2)项,与在单一蚀刻条件下使沟槽形成在正面上的情况相比,可以容易地实现防止粘合剂层残留在半导体基板的正面上并防止半导体件的损坏。
根据上述的第(3)和(4)项,与在形成正面上的沟槽期间不切换气体的流量的情况相比,可以容易地实现防止粘合剂层残留在半导体基板的正面上并防止半导体件的损坏。
根据上述的第(5)项,与包括宽度比第一沟槽部分的最下部的宽度大的第二沟槽部分的构造相比,在粘合剂层进入到第二沟槽部分中的情况下,可以防止粘合剂层残留在半导体基板的正面上。
根据上述的第(6)项,与正面上的沟槽具有沟槽宽度朝沟槽的下部逐渐变窄的形状的情况相比,可以减小划片后的半导体件的背面上的面积。
附图说明
图1是示出根据本发明的实例的半导体件的制造工序的实例的流程图。
图2是在根据本发明的实例的半导体件的制造工序中的半导体基板的示意性截面图。
图3是在根据本发明的实例的半导体件的制造工序中的半导体基板的示意性截面图。
图4是在完成了电路形成时的半导体基板(晶圆)的示意性俯视图。
图5是详细示出由划片刀执行的半划片的截面图。
图6是示出在从基板的正面去除用于划片的胶带时的残留粘合剂层的截面图。
图7是根据本发明的实例的微沟槽,图7的(A)和图7的(B)是示出第一微沟槽的形状的截面图,而图7的(C)和图7的(D)是示出第二微沟槽的形状的截面图。
图8是根据比较例的微沟槽,图8的(A)和图8的(B)是示出倒锥形状的微沟槽的截面图,而图8的(C)和图8的(D)是示出垂直形状的微沟槽的截面图。
图9是另一个比较例的微沟槽,图9的(A)是仅示出正锥形状的微沟槽的截面图,图9的(B)和图9的(C)是示出由正锥形状和垂直形状分别构成的微沟槽的截面图。
图10是示出根据本发明的实例的微沟槽的制造方法的示意性工序截面图。
图11的(A)是示出形成在半导体芯片中的台阶部的截面图,图11的(B)是示出在利用划片刀切割时对台阶部施加的负载的视图,而图11的(C)是示出台阶部的损坏的视图。
[附图标号和标记的描述]
100:发光元件
120:切割区域(切割线)
130:光阻图案
140:正面上的微沟槽
160:用于划片的胶带
162:胶带基底部件
164:粘合剂层
165,166:未固化的粘合剂层
170:背面上的沟槽
190:用于扩展的胶带
210:半导体芯片
300:划片刀
400,410:微沟槽
402,404,412,414,412a,414a:侧面
500,510,520,530,540:微沟槽
502,504,512,514,522,524,532,534:侧面
600:光阻剂
610:开口
620:沟槽
630:保护膜
800:台阶部
具体实施方式
例如,根据本发明的半导体件的制造方法应用于将具有基板形状的部件(例如,形成有多个半导体元件的半导体晶圆)分割(划片)的方法以及制造每个半导体件(半导体芯片)的方法。形成在基板上的半导体元件不限于特定元件,并可以包括发光元件、有源元件、无源元件等。在优选的方面中,根据本发明的制造方法可以应用于从基板中取出包括发光元件的半导体件的方法,并且发光元件可以是例如面发光型半导体激光器、发光二极管或发光晶闸管等。一个半导体件可以包括单个发光元件,并可以包括以阵列形式布置的多个发光元件。此外,一个半导体件可以包括驱动一个发光元件或多个发光元件的驱动电路。此外,基板可以由例如硅、SiC、化合物半导体、蓝宝石等构成。然而,基板不限于此,并且至少包括半导体的基板(下文中,可以统称为半导体基板)可以是由其他材料形成的基板。在优选的方面中,基板是如下半导体基板:例如面发光型半导体激光器或发光二极管等发光元件形成在该半导体基板上,并且该半导体基板由例如GaAs等III-V族化合物构成。
在下述描述中,将参考附图描述一种从形成有多个发光元件的半导体基板中取出每个半导体件(半导体芯片)的方法。值得注意的是,强调附图的比例或形状以帮助理解本发明的特性,并且附图的比例或形状不需要与实际装置的比例或形状一样。
实例
图1是示出根据本发明的实例的半导体件的制造工序的实例的流程图。如图1所示,根据本实例的半导体件的制造方法包括形成发光元件的步骤(S100)、形成光阻(光阻剂,也称为光刻胶、光致光阻剂)图案的步骤(S102)、在半导体基板的正面上形成微沟槽的步骤(S104)、去除光阻图案的步骤(S106)、将用于划片的胶带附着在半导体基板的正面上的步骤(S108)、对半导体基板的背面进行半划片的步骤(S110)、对用于划片的胶带施加紫外光(UV)并将用于扩展的胶带附着在半导体基板的背面上的步骤(S112)、去除用于划片的胶带并对用于扩展的胶带施加紫外光的步骤(S114)以及拾起半导体件(半导体芯片)并在电路板上进行芯片安装(die-mounting)的步骤(S116)等。图2的(A)至图2的(D)和图3的(A)至图3的(E)中所示的半导体基板的截面图与步骤S100至步骤S116中的每一个步骤对应。
如图2的(A)所示,在形成发光元件的步骤(S100)中,在由例如GaAs等构成的半导体基板W的正面形成多个发光元件100。发光元件100是例如面发光型的半导体激光器、发光二极管、发光晶闸管等。值得注意的是,在图2的(A)中,一个区域示出为发光元件100,但是发光元件100示出了包括在划片后的一个半导体件中的元件,并且在一个发光元件100的区域中不仅可以形成一个发光元件,而且可以形成多个发光元件或其他电路元件。
图4是示出在完成了形成发光元件的步骤时的半导体基板W的实例的俯视图。为了便于描述,仅示出了位于图4中的中间部分中的发光元件100。在半导体基板W的正面上,多个发光元件100以阵列形式沿矩阵方向形成。单个发光元件100的平面区域是大致矩形形状,并且利用由具有恒定间隔S的划片线等限定的切割区域120来使发光元件100以格子形状彼此间隔开。
如果完成了发光元件的形成,然后在半导体基板W的正面上形成光阻图案(S102)。如图2的(B)所示,光阻图案130以如下方式制作:使由半导体基板W的正面的划片线等限定的切割区域120露出。利用光刻处理来进行形成光阻图案130的制作。
随后,在半导体基板W的正面上形成微细沟槽(S104)。如图2的(C)所示,使用光阻图案130作为掩模在半导体基板W的正面上形成具有恒定深度的微细沟槽(在下文中,为了描述方便,称为正面上的微沟槽或沟槽)140。沟槽可以由例如干蚀法等形成,并且优选的是,沟槽由作为各向异性干蚀法的各向异性等离子蚀刻法(反应离子蚀刻法)形成。微沟槽140的宽度Sa与形成在光阻图案130中的开口的宽度大致相同,并且微沟槽140的宽度Sa为例如几个μm至十几μm。优选的是,宽度Sa为约3μm至约15μm。此外,微沟槽140的深度为例如约10μm至约100μm,并且该深度形成为至少比例如发光元件等功能元件的深度深。优选的是,微沟槽140的深度为约30μm至约80μm。如果微沟槽140由常用的划片刀形成,则切割区域120之间的间隔S为考虑了沟槽的宽度和划片刀的切入(pitching)量在内的余留(margin)宽度的总和,并且间隔S变得大至约40μm至约80μm。同时,在半导体工序中形成微沟槽140的情况下,不仅沟槽的宽度是狭窄的,而且用于切割的余留宽度可以变得比在使用划片刀的情况下的宽度窄。也就是说,可以减小切割区域120之间的间隔S,为此,可以通过将发光元件以高密度方式布置在晶圆上来增加所得到的半导体件的数量。本实例的“正面”表示形成有例如发光元件等功能元件的表面侧,而“背面”表示与“正面”相反的表面侧。
随后,去除光阻图案(S106)。如图2的(D)所示,如果从半导体基板的正面去除光阻图案130,则使沿着切割区域120形成的微沟槽140在正面露出。将在下文中详细描述微沟槽140的形状。
随后,附着UV固化型的用于划片的胶带(S108)。如图3的(A)所示,将具有粘合剂层的用于划片的胶带160附着在发光元件侧。随后,利用划片刀从基板的背面沿着微沟槽140进行半划片(S110)。为了定位划片刀,可以使用将红外摄像机布置在基板的背面上方并通过透射基板来直接感测微沟槽140的方法、将摄像机布置在基板的正面上方并直接感测微沟槽140的位置的方法或其他已知的方法。如图3的(B)所示,通过定位,利用划片刀进行半划片,并且在半导体基板的背面上形成沟槽170。沟槽170具有到达形成在半导体基板的正面上的微沟槽140的深度。这里,微沟槽140形成有比利用划片刀在背面上形成的沟槽170窄的宽度,但是这是归因于如下因素:如果微沟槽140形成有比背面上的沟槽170窄的宽度,则与仅利用划片刀切割半导体基板的情况相比,增加了可以从一个晶圆得到的半导体件的数量。如图2的(C)所示,如果从半导体基板的正面朝背面形成具有约几个μm至约十几μm的宽度的微沟槽,原本不需要使用划片刀形成背面上的沟槽,但是形成具有这种深度的微沟槽是不容易的。因此,如图3的(B)所示,结合了利用划片刀从背面形成的半划片。
随后,对用于划片的胶带施加紫外光(UV),并且还附着用于扩展的胶带(S112)。如图3的(C)所示,对用于划片的胶带160施加紫外光180,并且使粘合剂层固化。然后,将用于扩展的胶带190附着至半导体基板的背面。
随后,去除用于划片的胶带,并且对用于扩展的胶带施加紫外光(S114)。如图3的(D)所示,从半导体基板的正面去除用于划片的胶带160。此外,对基板的背面上的用于扩展的胶带190施加紫外光200,并且使粘合剂层固化。对基底部件而言用于扩展的胶带190是弹性的,该胶带以在划片之后使划片后的半导体件容易被拾起的方式延伸,从而使发光二极管之间的间隔扩展。
随后,拾起划片后的半导体件并进行芯片安装(S116)。如图3的(E)所示,将从用于扩展的胶带190中拾起的半导体件210经由例如导电胶(例如粘合剂或焊料)等固定部件220安装在电路板230上。
随后,将详细描述由划片刀进行的半划片。图5示出了在如图3的(B)所示的那样由划片刀进行半划片时使放大剖视图上下颠倒的状态。图3强调地示出了形成在基板的正面上的发光元件100。然而,图5没有清晰地示出基板的正面上的发光元件100,但是发光元件100是以与图3中相同的方式形成在基板的正面上。
如图5所示,通过在划片刀300旋转的同时从背面沿着微沟槽140切割半导体基板W,从而划片刀300在半导体基板W中形成沟槽170。划片刀300是例如圆盘形状的切割部件。这里,示出了划片刀的顶端部分具有恒定厚度的实例,但是划片刀可以具有渐缩的顶端部分。由划片刀300形成的沟槽170(切口宽度)具有与划片刀300的厚度大致相同的宽度,并且沟槽170被制作至与微沟槽140连通的深度。在半导体基板W之外,划片刀300沿与半导体基板W的背面平行的方向定位。此外,随着划片刀300沿与半导体基板W的背面垂直的方向Y移动预定量,在沟槽170与微沟槽140这两者的联接部分中形成台阶来形成台阶部800,台阶部800沿半导体基板W的厚度方向定位以具有沿Y方向的预定厚度T。然后,在划片刀300定位在半导体基板W外侧之后,在划片刀300旋转的同时,使划片刀300和半导体基板W中的至少一者沿与半导体基板W的背面平行的方向移动,从而在半导体基板W中形成沟槽170。台阶部800是位于形成在沟槽170和微沟槽140的联接部分中的台阶与半导体基板W的正面之间的部分,也就是说,台阶部800是由沟槽170的宽度与微沟槽140的宽度之间的差异形成的s台阶形状的一部分。
当进行由划片刀300执行的半划片时,用于划片的胶带160附着至基板的正面。用于划片的胶带160包括胶带基底部件162和层叠在胶带基底部件上的粘合剂层164。由紫外线固化型树脂构成的粘合剂层164在被施加紫外光之前具有恒定的粘度或粘度特性并且具有在被施加紫外光时固化从而失去了粘合性能的特性。为此,当附着用于划片的胶带160时,使粘合剂层164粘附于基板的包括微沟槽140在内的正面,并以如下方式保持基板:在划片之后使划片后的半导体件不分开。
在图5的切割线A2中,在切割半导体基板W的同时,借助于划片刀300的旋转或划片刀300与半导体基板W之间的相对运动来使振动B和切割压力P经由沟槽170的内壁施加于半导体基板W上。如果半导体基板W被切割压力P沿Y方向按压,则具有粘性的粘合剂层164流入到微沟槽140中。此外,随着振动B传递至微沟槽140的附近,促进了粘合剂层164的流动。此外,在划片刀300进行切割期间,与切割粉末混合的切割水(喷射流)被提供至沟槽170,沿微沟槽140因切割水而扩展的方向施加压力P1,因此,进一步促进了粘合剂层164的进入。结果,如果微沟槽不具有根据本实例的正锥形状(将在下文中进行描述),则存在如下情况:例如,粘合剂层164以约10μm的进入深度进入到具有约5μm宽度的微沟槽140中。因此,在本实例中,即使在出于例如增加所得到的半导体件的数量等原因而使比背面上的沟槽宽度大的正面上的沟槽宽度变窄来制造半导体件的方法中,如果通过旋转切割部件来形成背面上的沟槽,则所得到的半导体件的数量也会稍微减少,因此,形成正锥形状的微沟槽(将在下文中进行描述)。
在切割与切割线A1线相邻的切割线A2期间,在完成了划片的切割线A1中,压力以使微沟槽140沿宽度方向变窄的方式施加至微沟槽140,因此,应认为的是,进入到微沟槽140中的粘合剂层164会容易地进一步进入到微沟槽140中。在位于相反侧的切割线A3中,在切割之前,粘合剂层164刚刚附着,因此,应认为的是,进入到微沟槽140中的粘合剂层164量相对地减少。
如果完成了由划片刀300进行的半划片,则将用于扩展的胶带190附着至基板的背面,随后,对用于划片的胶带160施加紫外光180。使被施加紫外光的粘合剂层164固化,并且失去粘合剂层164的粘合力(图3的(C))。随后,从基板的正面去除用于划片的胶带。图6是示出了在去除用于划片的胶带时粘合剂层的残留部分的截面图。附着于基板的背面上的用于扩展的胶带190包括胶带基底部件192和层叠在胶带基底部件上的粘合剂层194,切割后的半导体件被粘合剂层194保持。
当从基板的正面去除用于划片的胶带160时,进入到微沟槽140中的粘合剂层164a进入到较深的位置,因此,存在如下情况:粘合剂层164a的一部分没有被紫外光充分地照射而未固化。因为未固化的粘合剂层164a具有粘性,所以当从基板的正面去除粘合剂层164时,未固化的粘合剂层164a被切断,并且粘合剂层164a残留在微沟槽140中或可能在重新附着至基板的正面的状态下残留。此外,即使在固化的状态下,粘合剂层164a较深地进入到狭窄的微沟槽中,因此,在去除期间粘合剂层164a可能因压力而以撕裂的方式残留。如果残留的粘合剂层164b重新附着于发光元件的正面,则减少了发光元件的光量,发光元件变得有缺陷,并且产量下降。此外,即使在除了发光元件之外的半导体芯片中,也残留有粘合剂层164b,因此,发生例如由芯片的外观检测判断出的故障等其他有害效果。为此,不可取的是,当去除用于划片的胶带时,粘合剂层164a和164b残留在基板的正面上。在本实例中,随着形成在基板的正面上的微沟槽的形状改变成正锥形状(将在下文中进行描述),可以防止在去除用于划片的胶带时粘合剂层残留在基板的正面上的微沟槽等中。
存在如下许多情况:如果多个发光元件100以突台(mesa)形状形成,则发光元件100形成凸出部分,发光元件100与另一个发光元件100之间形成有凹入部分,并且微沟槽140主要形成在凹入部分中。在前述构造中,粘合剂层164不仅附着于凸出部分而且还附着于微沟槽140的入口部分,因此,考虑如下构造:与切割粉末混合的切割水不会侵入基板的正面。然而,为了跟随位于微沟槽140的进入部分处的粘合剂层164,需要用于划片的胶带具有足够厚度的粘合剂层164,因此,粘合剂层164容易且较深地进入到微沟槽140中。因此,在粘合剂层164容易且较深地进入到微沟槽140中的条件下,应用根据本实例的正锥形状的微沟槽(将在下文中进行描述),因此,针对粘合剂层164的残留能够得到更好的效果。
此外,应认为的是,当形成与半导体基板的正面垂直的微沟槽时,在粘合剂层164进入得比微沟槽的宽度的距离更深的情况(即,粘合剂层164的位于微沟槽中的粘合剂层164a的形状为垂直地延长的情况)下,与粘合剂层164a的形状不为垂直地延长的情况相比,当去除粘合剂层164时粘合剂层164容易因施加于微沟槽中的粘合剂层164a的根部上的压力而撕裂并容易残留下来。因此,在未应用根据本实例的正锥形状时微沟槽的宽度、粘合剂层164的厚度等被制造为使得微沟槽中的粘合剂层164a的形状为垂直地延长的情况下,应用根据本实例的正锥形状的微沟槽(将在下文中进行描述),因此,针对粘合剂层164的残留可以得到更好的效果。
随后,将对根据本发明的实例的微沟槽的形状进行描述。图7的(A)是示出了根据本实例的第一微沟槽的形状的截面图,而图7的(B)是示出了对进入到图7的(A)的微沟槽中的粘合剂层进行紫外光照射的视图。
如图7的(A)所示,根据本实例的微沟槽400包括侧面402和404(倾斜被称为正锥形状),其中,开口宽度Sa1从基板的正面的开口宽度Sa1缩窄到深度D的底部的宽度Sa2(Sa1>Sa2),并且侧面402和404以倾斜方式彼此面对。也就是说,微沟槽400具有如下形状:宽度从半导体基板W的正面的开口宽度Sa1逐渐缩窄至深度D。此外,侧面402和404不是直线,而是具有如下的形状:与沟槽的上部侧相比,沟槽的下部侧以陡倾角向下延伸。在形成沟槽(将在下文中详细描述)期间,通过切换蚀刻条件来形成沟槽的形状。开口宽度Sa1为例如约几个μm至约十几μm。在从背面形成比例如发光元件等电路的形成深度更深的沟槽170的情况下,深度D形成为使得由沟槽170与微沟槽400之间的宽度差形成的台阶部800不受损坏。如果保留微沟槽400,则当从基板的背面形成沟槽170时,台阶部800可能因划片刀300产生的压力而损坏,因此,需要不受损坏的深度。同时,因为半导体基板的强度因深沟槽而变弱,所以与在形成微沟槽140之后的工序中处理的半导体基板较浅的情况相比,微沟槽400太深的情况变得难以处理。因此,优选的是,不必要进行较深的形成。此外,优选的是,利用各向异性干蚀法形成微沟槽400,可以通过改变光阻剂的形状、蚀刻条件等来适当地选择侧面402和404的倾角。在图7的(A)的形状中,沟槽的侧面的角度突然改变的部分(拐角部分)不位于第一沟槽部分与第二沟槽部分之间的边界部分,因此,上部侧的第一沟槽部分与下部侧的第二沟槽部分之间的边界是不清晰的。然而,因为微沟槽400的上部侧和下部侧的侧面的角度彼此不同,所以图7的(A)是正面上的沟槽(微沟槽)的如下实例:该沟槽的宽度不大于第一沟槽部分的最下部的宽度,并且沟槽包括以比第一沟槽部分的角度更陡峭的角度向下延伸的第二沟槽部分,在从基板的正面朝背面宽度逐渐变窄的第一沟槽部分中,沟槽还包括形成为与第一沟槽部分的最下部连通的沟槽部分。
如图7的(B)所示,形成具有借助于划片刀300的切割而形成的切口宽度Sb的沟槽170,并且沟槽170连接至微沟槽400。沟槽的宽度(切口宽度Sb)为例如约20μm至约60μm。粘合剂层164的一部分因例如来自划片刀300的按压等压力或振动进入到正锥形状的微沟槽400中,并且在附着用于扩展的胶带之后,利用紫外光180从基板的正面照射用于划片的胶带160。这时,因为微沟槽400被制作成正锥形状,所以紫外光180不被半导体基板W遮挡并充分地施加于微沟槽400中的粘合剂层164a,因此,容易使微沟槽400中的粘合剂层164a固化。结果,当从基板的正面去除用于划片的胶带160时,即使微沟槽400的开口宽度彼此相同,与微沟槽400的垂直形状相比,微沟槽400中的粘合剂层164a也损失更多的粘性,使得粘合剂层164a容易从基板的正面和微沟槽400中分离,并且抑制了粘合剂层重新附着至基板的正面。此外,因为微沟槽400的正锥形状具有倾斜的沟槽形状,所以与垂直沟槽的情况相比,即使被按压而进入到微沟槽400中的粘合剂层164a未固化,粘合剂层也容易离开并促进了退离。
图7的(C)是示出根据本实例的第二微沟槽的形状的截面图。第二微沟槽410包括:侧面412和414的沟槽部分,侧面412和414沿从基板的正面的开口宽度Sa1至深度D的中间部分中的宽度Sa2的前进方向以倾斜方式彼此面对;以及侧面412a和414a的沟槽部分,侧面412a和414a从宽度Sa2至底部是大致垂直的并彼此面对。也就是说,第二微沟槽410包括第一沟槽部分以及第二沟槽部分,第一沟槽部分的宽度从基板的正面朝背面逐渐变窄,在形成为与第一沟槽部分的下部连通的沟槽部分中,第二沟槽部分的宽度不大于第一沟槽部分的最下部的宽度,并且第二沟槽部分以比第一沟槽部分的角度更陡峭的角度向下延伸。然后,在形成沟槽期间,在切换蚀刻条件的同时形成该形状。以与图7的(A)一样的方式,图7的(C)的形状是如下形状:在第一沟槽部分与第二沟槽部分之间的边界部分处不存在沟槽的侧面的角度突然改变的部分(拐角部分)。优选的是,在附着用于划片的胶带160时,以侧面412和414倾斜的沟槽部分的深度D比粘合剂层164所进入到的深度深。因为比深度D深的沟槽部分的深度比正锥形状的沟槽宽度窄,所以用于划片的胶带的振动或因压力而产生的沟槽宽度的变化率增加至大于正锥形状的沟槽宽度。因此,在附着用于划片的胶带160时粘合剂层164预先进入到比深度D深的沟槽部分中的情况下,粘合剂层164因划片刀的振动或压力进入到沟槽的更深的部分中。因此,优选的是,在附着用于划片的胶带160的状态下,深度D比粘合剂层164所进入到的深度更深。
此外,优选的是,深度D是保持如下状态的深度:在利用划片刀在背面形成沟槽之后,粘合剂层164不进入到比深度D深的沟槽部分中。优选地,深度D为10μm以上。这是归因于如下因素:如果粘合剂层164进入到比深度D深的沟槽部分中,则粘合剂层更容易在去除时残留下来。例如整个微沟槽的深度等其他条件与图7的(A)的条件一样。这里,作为图7的(C)的另一个实施例,在因粘合剂层所进入到的深度在10μm以内而使深度D为10μm以上的条件下,第二微沟槽410的第二沟槽部分可以具有如下形状:第二沟槽部分的宽度从深度D朝第二微沟槽410的底部逐渐变宽。
这里,如果微沟槽深深地形成为仅仅图7的(A)所示的正锥形状,则需要使开口部分Sa1扩展。此外,如果在开口部分Sa1变窄的同时使微沟槽深深地形成为仅仅图7的(A)所示的正锥形状,则渐缩角变成陡峭角,因此,粘合剂层164容易残留在微沟槽400中。同时,在图7的(C)的形状中,开口部分Sa1的宽度保持为粘合剂层可以残留在微沟槽中的宽度,并且容易形成具有期望深度的微沟槽。如果可以形成具有期望深度的微沟槽,则与微沟槽的深度浅的情况相比,在从背面形成宽度比微沟槽410的宽度宽的沟槽170的情况下,可以防止台阶部损坏。
此外,当形成与半导体基板的正面垂直的微沟槽时,在粘合剂层164进入得比微沟槽的宽度的距离更深的情况(即,粘合剂层164的位于微沟槽中的粘合剂层164a的形状为垂直地延长的情况)下,与粘合剂层164a的形状不为垂直地延长的情况相比,当去除粘合剂层164时,粘合剂层164a因施加于微沟槽中的粘合剂层164a的根部上的压力而容易残留下来。因此,优选的是,如果假设形成垂直的微沟槽,则微沟槽的进入部分具有正锥形状,使得在如图7的(C)所示的例如微沟槽的宽度或粘合剂层164的厚度等制造条件下,进入到微沟槽中的粘合剂层164a的形状为垂直地延长。也就是说,在与正锥形状的沟槽部分相比位于更下方的部分中的沟槽部分的宽度是比在假设整个微沟槽410以该沟槽宽度形成时粘合剂层所进入到的深度窄的宽度的情况下,如果沟槽的进入部分具有正锥形状,则针对粘合剂层164的残留可以得到更好的效果。
如图7的(D)所示,如果对图7的(C)的微沟槽借助于划片刀300的切割来形成具有切口宽度Sb的沟槽170,则沟槽170连接至微沟槽410。以与图7的(B)一样的方式,粘合剂层164的一部分164a进入到微沟槽410中,但是如果微沟槽410的正锥形状的沟槽部分(侧面412和414)的深度D形成为比粘合剂层164a所进入到的深度更深,则微沟槽410中的粘合剂层164a被紫外光充分地照射并容易固化。为此,当去除用于划片的胶带时,可以防止粘合剂层残留在微沟槽410中或基板的正面上。此外,因为微沟槽410的侧面是倾斜的,所以即使在被按压而进入到微沟槽410中的粘合剂层164a未固化的情况下,粘合剂层也容易离开并促进了退离。
这样,根据本实例,因为微沟槽400和410构造成包括正锥形状的沟槽部分且在该正锥形状中基板的至少正面的开口宽度朝底部变窄,所以与未形成正锥形状的情况相比,即使用于划片的胶带的粘合剂层进入到微沟槽中,通过对微沟槽中的整个粘合剂层施加紫外光使粘合剂层失去粘性并使粘合剂层固化。此外,因为形成正锥形状,所以与未形成正锥形状的情况相比,防止了在去除用于划片的胶带时切断粘合剂层,并且容易借助一体成形来从微沟槽和基板的正面上进行去除。此外,以与图9的(A)的形状(将在下文中进行描述)一样的方式,因为不仅微沟槽的侧面是直线,而且与上部侧的侧面相比,下部侧的侧面具有更陡峭的角度,所以即使在微沟槽的开口部分的宽度彼此相同的条件下,也形成比图9的(A)的形状更深的沟槽。如果可以形成更深的沟槽,则当在背面上形成沟槽170时,台阶部800难以因划片刀造成的压力而损坏。因此,当将图9的(A)的形状与图7的(A)或图7的(C)的形状进行对比时,图7的(A)或图7的(C)的形状容易得到如下效果:防止粘合剂层的残留并防止台阶部的损坏。
此外,图7的(A)至图7的(D)所有附图示出了基板的正面上的开口宽度Sa1比沟槽170的宽度窄的形状,但是这是因为:如果基板的正面的开口宽度Sa1构造成比沟槽170的宽度窄,则与以沟槽170的宽度进行划片的方法相比,能够增加所得到半导体件的数量。这里,一般来说,为了增加所得到的半导体件的数量,利用各向异性蚀刻法(利用该方法,容易形成宽度较窄且垂直的形状的沟槽)所形成的正面上的沟槽比利用各向同性蚀刻法或划片刀所形成的正面上的沟槽好。然而,如果简单地使用各向异性蚀刻法来形成宽度狭窄且垂直的沟槽形状,则从粘合剂层残留的角度来看这个方法不是优选的。同时,如果注意到粘合剂层的残留,则与利用使沟槽具有宽度狭窄且垂直的形状的各向异性干蚀法来形成的正面上的沟槽相比,不呈垂直形状且由各向同性蚀刻法等形成的微沟槽的开口更好,但是各向同性蚀刻法不形成宽度狭窄且深的沟槽。因此,在本实例中,即使利用各向异性干蚀法形成图7的(A)至图7的(D)所示的形状的微沟槽,也可以增加所得到的半导体件的数量并防止粘合剂层残留。
图8的(A)和图8的(B)是在微沟槽制作成倒锥形状时的比较例。如图8的(A)所示,微沟槽500具有侧面502和504,其中,底部的宽度Sa2比开口宽度Sa1大,并且侧面502和504彼此面对且为倾斜的。微沟槽500被制作成所谓的倒锥形状。这样,在使用各向同性蚀刻法或甚至使用各向异性干蚀法的情况下,通过设定出包含在蚀刻气体中的用于蚀刻的气体(Cl2等)的流量与用于形成保护侧壁的保护膜的气体(C4F8等)的流量之间的平衡来形成底部侧的宽度更宽的形状,从而制作成倒锥形状。如图8的(B)所示,当粘合剂层164的一部分164a进入到倒锥形状的微沟槽500中时,开口宽度Sa1的开口变窄,因此,紫外光180的一部分容易被半导体基板W遮挡,从而紫外光不会充分地施加于粘合剂层164a的外围部分165(附图中的填充部分),并且容易残留大量未固化的粘合剂层165。因此,与正锥形状的情况相比,当去除用于划片的胶带时,具有粘性的粘合剂层165容易被切断并且容易残留在微沟槽中,或重新附着至基板的正面等。此外,因为具有倒锥形状,所以被按压到微沟槽500中且几乎不固化的粘合剂层164以平滑的方式存在。
图8的(C)和图8的(D)是在微沟槽制作成垂直形状时的比较例。如图8的(C)所示,微沟槽510包括侧面512和514,侧面512和514与基板的前表面的开口宽度Sa1垂直且彼此面对,并且微沟槽510制作成所谓的垂直形状的沟槽。通过使用常用的各向异性干蚀法来形成上述形状。如图8的(D)所示,因为进入到垂直形状的微沟槽510中的粘合剂层164a较深地进入到微沟槽的宽度Sa1的内部中,所以与正锥形状的情况相比,整个粘合剂层164a不被紫外光180充分地照射,并且粘合剂层164a的外围部分的一部分的粘合剂层166容易未固化。未固化的粘合剂层166比图8的(B)的倒锥形状的粘合剂层165小,但是当去除用于划片的胶带时,粘合剂层166可能残留在微沟槽510中或可能重新附着至基板的前表面。
图9的(A)是在微沟槽520制作成仅具有直线形状的侧面522和524的正锥形状时的比较例。该形状是这样形成的:例如利用各向异性干蚀法,通过设定出包含在蚀刻气体中的用于蚀刻的气体(Cl2等)的流量与用于形成保护侧壁的保护膜的气体(C4F8等)的流量之间的平衡以制作成正锥形状。如图9的(A)所示,与图8的(A)或图8的(C)的形状相比,进入到正锥形状的微沟槽520中的粘合剂层164a变成整个粘合剂层164a容易被紫外光180照射的状态。因此,在施加紫外光180之后几乎不存在未固化的粘合剂层,并且当去除用于划片的胶带时,粘合剂层几乎不残留在微沟槽520中或基板的前表面上,或几乎不重新附着。然而,在图9的(A)的形状中,与图7的(A)或图7的(C)的形状不同,微沟槽520的侧面522和524由具有恒定角度的直线形状的侧面构成,如果在相同条件下对微沟槽的进入部分的宽度Sa1进行比较,则与图7的(A)或图7的(C)的沟槽相比不可能形成更深的沟槽。如上所述,在形成浅沟槽来替代深沟槽的情况下,当在背面形成沟槽170时,台阶部800因划片刀产生的压力而容易损坏。因此,当将图9的(A)的形状与图7的(A)或图7的(C)的形状进行对比时,图7的(A)或图7的(C)的形状容易得到如下效果:防止粘合剂层的残留并防止台阶部的损坏。
在图9的(B)中,微沟槽530包括:第一沟槽部分532和534,其宽度从基板的正面朝背面逐渐变窄;以及第二沟槽部分532a和534a,其形成为与第一沟槽部分的下部连通,第二沟槽部分532a和534a的宽度不宽于第一沟槽部分的最下部的宽度,并且第二沟槽部分532a和534a以比第一沟槽部分的角度更陡峭的角度向下延伸。例如,可以通过借助于各向同性蚀刻法在与第一沟槽部分对应的上部侧形成沟槽部分并且借助于各向异性干蚀法在与第二沟槽部分对应的下部侧形成沟槽部分来实现上述形状。在图9的(B)中,微沟槽530的进入部分具有与图9的(A)中的形式一样的正锥形状,因此,与图8的(A)或图8的(C)的形状相比,粘合剂层几乎不残留在微沟槽530中或基板的正面上。此外,因为即使微沟槽530的进入部分的宽度Sa1与图9的(A)的进入部分的宽度相同,也可以形成更深的沟槽,所以与图9的(A)的形状相比,防止台阶部800损坏。然而,在图9的(B)的形状中,微沟槽530具有位于其侧面上的边缘。换句话说,存在沟槽的侧面532与侧面532a之间的角度以及侧面534与侧面534a之间的角度在第一沟槽部分与第二沟槽部分之间突然改变的部分(拐角部分),因此,与图7的(A)或图7的(C)的形状相比,如果粘合剂层进入到第二沟槽部分中,则几乎不能使整个粘合剂层均被紫外光180照射,并且容易产生未固化的粘合剂层。此外,因为存在侧面532与侧面532a之间的角度以及侧面534与侧面534a之间的角度在第一沟槽部分与第二沟槽部分之间突然改变的部分(拐角部分),所以当从基板的正面去除用于划片的胶带160时,进入到第二沟槽部分的粘合剂层164a被钩至拐角而撕裂,因此,促进了粘合剂层164a的残留。因此,如果将图9的(B)的形状与图7的(A)或图7的(C)的形状进行对比,则图7的(A)或图7的(C)的形状容易得到如下效果:防止粘合剂层的残留并防止台阶部的损坏。
在图9的(C)中,微沟槽540包括:第一沟槽部分,其由侧面542和544构成并具有直线形状,侧面542和544的宽度从基板的正面朝背面逐渐变窄;以及第二沟槽部分,其形成为与第一沟槽部分的下部连通并由以大致垂直形状向下延伸的侧面542a和544a构成。例如,可以以下述方法实现该形状:仅使用具有锐角的顶端部分的划片刀的顶端部分来形成与第一凹槽部分对应的部分并且使用具有薄厚度的划片刀来形成与第二沟槽部分对应的部分。此外,在图9的(C)的形状中,微沟槽540具有位于其侧面中的边缘。也就是说,以与上述图9的(B)的形状的情况相同的方式,存在沟槽的侧面542与侧面542a之间的角度以及侧面544与侧面544a之间的角度突然改变的部分(拐角部分)。因此,如果将图9的(C)的形状与图7的(A)或图7的(C)的形状进行对比,则图7的(A)或图7的(C)的形状容易得到如下效果:防止粘合剂层的残留并防止台阶部的损坏。
随后,将描述根据本实例的微沟槽的制造方法。图10是示出了图7的(A)和图7的(C)所示的微沟槽的制造方法的步骤的截面图。如图10的(A)所示,对形成有多个发光元件的半导体基板W(GaAs基板)的正面施加光阻剂600。光阻剂600是具有例如100cpi的粘度的i线(i-line)光阻剂并以约几个μm的厚度形成。使用例如i线步进曝光机或TMAH2.38%显影液等已知的步骤在光阻剂600中形成开口610。开口610形成为使图2的(A)中所示的切割区域120露出。
随后,如图10的(B)所示,利用形成有作为蚀刻掩模的开口610的光阻图案600来对半导体基板W进行各向异性蚀刻。作为一个实例,感应耦合等离子(ICP)用作反应离子蚀刻(RIE)装置。通过添加作为蚀刻气体的CF基气体,在蚀刻的同时使保护膜630形成在沟槽620的侧壁上。利用反应气体(reactivegas)的等离子产生自由基和离子,但沟槽620的侧壁仅被自由基侵蚀,沟槽的底部被自由基和离子这两者侵蚀而容易被蚀刻,从而完成各向异性蚀刻。这里,对例如蚀刻装置的输出、气体的流量或时间等蚀刻条件进行调整,并且在形成正锥形状的沟槽的条件下进行蚀刻。例如,随着包含在蚀刻气体中的用于蚀刻的气体(Cl2等)的流量增加或作为形成侧壁保护膜的气体的CF基气体(C4F8等)的流量减少,形成在沟槽的侧壁上的保护膜630变薄,因此,沟槽的侧壁相对于深度方向的角度变得陡峭(即,变得近似为垂直角度)。相反,随着包含在蚀刻气体中的用于蚀刻的气体(Cl2等)的流量减少或作为形成侧壁保护膜的气体的CF基气体(C4F8等)的流量增加,形成在沟槽的侧壁上的保护膜630变厚,因此,沟槽的侧壁相对于深度方向的角度变得缓和。例如,作为蚀刻条件,感应耦合等离子的功率是500W,偏压功率是50W,而压力是3Pa,并且作为蚀刻气体,Cl2是150sccm,BCl3是50sccm,C4F8是50sccm,基板的温度是20℃,而蚀刻时间是20分钟。
随后,如图10的(C)所示,蚀刻条件切换为角度变得比图10的(B)中所形成的正锥的角度更陡峭。例如,随着包含在蚀刻气体中的用于蚀刻的气体(Cl2等)的流量增加或作为形成侧壁保护膜的气体的CF基气体(C4F8等)的流量减少,形成沟槽部分640,沟槽部分640具有比图10的(B)中所形成的沟槽620的侧壁的角度更陡峭的角度。例如,作为蚀刻条件,感应耦合等离子的功率是500W,偏压功率是50W,而压力是3Pa,并且作为蚀刻气体,Cl2是200sccm,BCl3是50sccm,C4F8是35sccm,基板的温度是20℃,而蚀刻时间是20分钟。如果形成微沟槽,则沟槽的底部侧的侧壁保护膜630的厚度趋于比上部侧的侧壁保护膜630的厚度薄,因此,随着蚀刻强度在过程中变强,附着至先前形成的沟槽的底部侧的侧壁保护膜630被切断且容易使侧壁露出。因此,先前形成的沟槽的底部侧的沟槽宽度稍微且缓慢地变宽,并且沟槽向下延伸。同时,因为厚的侧壁保护膜630附着至先前形成的沟槽的上部侧,并且如果蚀刻条件为极强,则直到侧壁露出,侧壁保护膜630才被切断,沟槽的上部侧(进入部分)的形状没有改变地被保留。
如果用于形成侧壁保护膜的CF基气体(C4F8等)的流量减少,则优选的是,该流量在没有完全停止的范围内减少。这是归因于如下因素,如果用于形成侧壁保护膜的气体停止,则蚀刻强度沿侧壁方向变得过大,并且形成宽度朝微沟槽的下部变宽的沟槽部分。在沟槽部分的宽度以上述方式朝微沟槽的下部变宽的情况下,如果粘合剂层164a进入到沟槽部分中,则整个粘合剂层164a被紫外光180照射,粘合剂层164a以与图8的(A)的情况相同的方式容易残留。如参考图5的上述内容所述那样,如果利用例如划片刀等旋转切割部件相对于微沟槽在基板的背面中形成沟槽,则粘合剂层可能进入到超过预期的深度,例如,粘合剂层进入到具有约5μm的宽度的微沟槽中,直到约10μm的深度。因此,如果不存在形成宽度朝微沟槽的下部变宽的沟槽部分的特殊原因,则从防止粘合剂层的残留的角度来看可以不形成沟槽部分。此外,如果通过停止用于形成侧壁保护膜等的气体而使蚀刻强度沿侧壁方向变得过大,则侧壁保护膜630可受到切割直到沟槽的上部侧(进入部分)的侧壁被露出为止。应认为的是,这是因为进入部分侧的新鲜的蚀刻气体的浓度比微沟槽的底部的浓度高。通过这样做,沟槽的上部侧被蚀刻而沿宽度方向变宽,并且在一些情况中形成元件的区域可能受到影响。因此,优选的是,蚀刻强度在不使沟槽的上部侧露出的范围内进行切换。
在完成了图10的(C)中的微沟槽的形成之后,利用图10的(D)中所示的氧灰化法(oxygenashing)来去除光阻剂600。通过这样做,得到图7的(A)和图7的(C)中所示的微沟槽400和410。
如上所述,在根据本实例的微沟槽的制造方法中,以使微沟槽的宽度沿深度方向逐渐变窄的第一蚀刻强度来开始形成微沟槽,在形成微沟槽期间,将干蚀条件切换至比第一蚀刻强度强的第二蚀刻强度,正面上的沟槽的进入部分的宽度在不变宽的情况下向下延伸,并形成如下微沟槽:该微沟槽不具有沟槽宽度从基板的正面朝背面变宽的部分。因为以使微沟槽的宽度沿深度方向逐渐变窄的第一蚀刻强度进行蚀刻,所以形成如下形状的微沟槽:与图8的(A)和图8的(C)的形状相比,防止了粘合剂层164a的残留。此外,在形成微沟槽期间,使干蚀法的强度加强至第二蚀刻强度,在第二蚀刻强度下微沟槽的进入部分的宽度不变宽地向下延伸,形成不具有宽度朝沟槽的下部变宽的部分的微沟槽,因此,形成如下微沟槽:形成在图9的(C)中且不具有拐角部分。此外,即使微沟槽的进入部分的宽度彼此相同,但与仅具有形成在图9的(A)中的直线形状的侧面的正锥形状相比,形成更深的微沟槽。
根据以上所述的本实例的制造方式仅是实例,并不一定限于图10所示的制造步骤。例如,在图10的(A)中形成的光阻剂600的开口610具有与基板的正面垂直的开口侧面,但是因为容易形成图7的(A)或图7的(C)中所示的形状,所以可以形成如下形状:开口的宽度从基板的正面朝上部逐渐变宽。如果使用该形状的光阻剂,则蚀刻范围从光阻剂是薄的部分至光阻剂是厚的部分逐渐变宽,从而容易形成正锥形状。此外,不一定仅需要进行一次蚀刻条件的切换,并且如果蚀刻强度逐渐增大,则必要时可以进行多次切换。
随后,将描述由微沟槽的宽度与背面上的沟槽的宽度之间的差异形成的台阶部的损坏。图11的(A)是如图3的(B)所示的那样在利用划片刀进行半划片时的截面图,图11的(B)是图11的(A)中所示的台阶部的放大图,而图11的(C)示出了台阶部的损坏。
如上所述,多个发光元件100形成在半导体基板W的正面上,并且每个发光元件100被由具有间隔S的切割线等限定的切割区域120隔开。假设利用各向异性干蚀法使具有宽度Sa的微沟槽140(图8的(C)中所示的垂直形状的沟槽)形成在切割区域120中。在使具有切口宽度Sb的划片刀300旋转的同时,切割半导体基板W的背面,并且使具有与开口宽度Sb大致相同的宽度的沟槽170形成在半导体基板W中。因为切口宽度Sb比微沟槽140的宽度Sa大,所以当形成沟槽170时,因宽度Sb与宽度Sa之间的差异(即,微沟槽140的侧面和沟槽170的侧面这两者的位置之间的差异)在切割区域120中形成具有厚度T的悬臂式的台阶部800。如果划片刀300的中心与微沟槽140的中心完全一致,则沿台阶部800的水平方向延伸的长度变为(Sb-Sa)/2。
当由划片刀300进行切割时,划片刀300的顶端部分的平面沿Y方向按压半导体基板W,从而使力F施加于台阶部800,并且压力集中在台阶部800的拐角部分C上。当施加于拐角部分C的压力超过晶圆的断裂应力时,如图11的(C)所示那样发生台阶部800的损坏(剥落、破裂、翘起等)。特别的是,与硅基板相比,例如GaAs基板等化合物半导体基板具有更低的强度,因此,台阶部800容易损坏。如果台阶部800损坏,则必须确保用于切割台阶部800的余留M,这意味着切割区域120的间隔S必须与余留M相等或必须比余留M大,从而减少所得到的半导体件的数量。因此,优选的是,防止台阶部800损坏。
如果使用具有预定厚度的划片刀300,作为高度影响使台阶部800损坏的压力的因素,主要考虑下述三项:第一,划片刀的顶端部分的形状;第二,台阶部800的厚度T;以及第三,台阶部的台阶的尺寸,即,微沟槽140与沟槽170之间的位置偏移量。如在本实例中所述的那样,在根据本实例的微沟槽的制造方法中,以使微沟槽的宽度沿深度方向逐渐变窄的第一蚀刻强度来开始形成微沟槽,并且在形成微沟槽期间,将干蚀条件切换至比第一蚀刻强度强的第二蚀刻强度,而正面上的沟槽的进入部分的宽度在不变宽的情况下向下延伸,从而与仅由第一蚀刻强度形成微沟槽的情况相比,形成更深的微沟槽。因此,台阶部800的厚度T变厚。因此,即使划片刀的顶端部分的形状或位置偏移量彼此相同,也防止台阶部损坏。
随后,将描述根据本发明的实例的应用实例。在本应用实例中,不形成根据上述实例的位于背面上的沟槽170,从半导体基板的背面向半导体基板的正面上的微沟槽对半导体基板进行研磨(背面研磨),使得半导体基板被分割。具体而言,替代图1的步骤S108中的附着用于划片的胶带,把用于背面研磨的胶带附着至基板的正面。用于划片的胶带可以原样用作用于背面研磨的胶带。然后,替代图1的步骤S110中的半划片,进行背面研磨直到正面上的微沟槽处。基板的背面布置为在半划片中所看到的那样,并且例如,通过沿水平方向或垂直方向移动旋转磁体,借助于背面研磨来使整个基板的厚度变薄直到使正面上的微沟槽露出为止。后续步骤可以与图1的那些步骤一样。如果在背面研磨之后基板的强度减小,则仅基板的外围部分没有被研磨,从而基板可以具有肋结构。
这里,在背面研磨的步骤中,借助于磁铁的旋转或磁体与半导体基板之间的运动,使振动或切割压力经由微沟槽的内壁施加于用于背面研磨的胶带的粘合剂层上。如果半导体基板在切割压力下受按压,则具有粘性的粘合剂层流入到微沟槽中。此外,随着振动传递至微沟槽的附近,促进了粘合剂层的流动。特别地,如果微沟槽是具有约几个μm至约十几μm的宽度的微细沟槽,则粘合剂层容易且较深地进入到微沟槽中,并且如果该宽度等于或小于10μm,则效果更显著。
如果完成了利用磁体进行的研磨,则将用于扩展的胶带附着至基板的背面,并且利用紫外光照射用于背面研磨的胶带。使紫外光所施加的粘合剂层固化,粘合剂层的粘合力消失,并且从基板的正面去除用于背面研磨的胶带。这里,如图6所示,当去除用于背面研磨的胶带时,进入到表面侧的微沟槽中的粘合剂层残留在沟槽中或基板的正面上。因此,为了防止在去除用于背面研磨的胶带时残留粘合剂层,可以应用根据图7和图10所示的实例的微沟槽。如果可以应用图7和图10的微沟槽,则不仅防止残留粘合剂层,而且还形成更深的沟槽,并且容易地确保研磨之后半导体件的厚度,以便确保半导体件的强度。
在本申请实例中,从半导体基板的背面对半导体基板进行研磨直到半导体基板的正面上的微沟槽,然后,通过对半导体基板施加例如张应力或弯曲应力等应力来分割残留部分,从而可以分割半导体基板。
此外,在由上述申请实例进行的制造方法中,在形成正面上的沟槽期间,将干蚀法切换至比第一蚀刻强度强的第二蚀刻强度,并且在第二蚀刻强度下,正面上的沟槽的进入部分的宽度不变宽并向下延伸,并且可以形成正面上的如下的沟槽:该沟槽不具有宽度朝沟槽的下部变宽的部分。在该构造中,不形成容易地残留有粘合剂层的倒锥形状等,因此,即使胶带的粘合剂层所进入到的深度变深,也防止残留有粘合剂层。
如上所述,对根据本发明的优选的示例性实施例进行了描述,但是本发明不限于具体的示例性实施例,并且可以在权利要求书所述的本发明的范围内进行各种变型和改变。
例如,背面上的沟槽170可以以如下深度形成:到达正面上的微沟槽的附近但不与表面侧的微沟槽连通。也就是说,在形成图3的(B)的背面上的沟槽170的步骤中,半导体基板的厚度的一部分可以形成背面上的沟槽170。在该情况下,在随后步骤中,可以通过对半导体基板施加例如张应力或弯曲应力等应力来分割半导体基板,从而分割残留部分。此外,如果第一沟槽部分(正面上的微沟槽的上部侧)为正锥形状,则与第一沟槽部分的最下部的宽度相比,第二沟槽部分(正面上的微沟槽的下部侧)可以具有更宽的宽度。例如,在预先掌握了粘合剂层所进入到的深度的情况等中,微沟槽的比粘合剂层所进入到的深度更深的部分的形状可以是沿深度方向较宽的形状。也就是说,第二沟槽部分可以具有如下形状:该形状的宽度朝向下部变得比第一沟槽部分的最下部的宽度更宽。这是因为,如果第一沟槽部分的宽度比粘合剂层所进入到的深度深,则即使第二沟槽部分具有沿深度方向变宽的形状,也促进了例如几乎不施加有紫外光等异常。于是,确切的说,通过具有沿深度方向变宽的形状,减少了划片后的半导体件的背面的面积,并且在半导体件安装在电路板等上的情况下,防止粘合部件的凸出或皱缩(crawling-up)。当对包含在蚀刻气体中且用于形成保护膜的气体的流量或用于蚀刻的气体的流量进行切换时,通过以使蚀刻强度变得更强这样的方式进行切换来形成该形状。在该情况下,优选的是,使气体的流量在使拐角部分不形成在沟槽的侧壁中的范围内进行切换。不需要正面上的微沟槽仅由第一沟槽部分和第二沟槽部分形成,可以使第二沟槽部分的下部包括第三沟槽部分。在该情况下,第三沟槽部分可以具有比第二沟槽部分的宽度大的宽度。
此外,根据本发明的制造方法可以应用于如下情况:每个元件从不包括例如玻璃或聚合物等半导体的基板中划片形成。
本发明要防止的损坏不限于能够可视地确认的丢失、破裂等范围,而是包括稍微防止损坏或稍微减小损坏程度,而与防止程度无关。此外,防止粘合剂层的残留不意味着完全防止残留,而是包括稍微防止残留或稍微减少可能的残留,而与防止程度无关。此外,根据图7和图10的本实例的微沟槽仅是实例,并且可以使用通过且换蚀刻强度而形成的所有类型的方法,而与微沟槽的形状或倾斜角度无关。
Claims (6)
1.一种半导体件的制造方法,包括:
形成沟槽,所述沟槽具有:第一沟槽部分,所述第一沟槽部分的宽度从基板的正面朝所述基板的背面逐渐变窄;以及第二沟槽部分,其是形成为与所述第一沟槽部分的下部连通的沟槽部分,并以比所述第一沟槽部分的角度更陡峭的角度朝下部延伸,所述沟槽具有在所述第一沟槽部分与所述第二沟槽部分之间不存在拐角部分的形状,所述沟槽定位在所述正面上并利用干蚀法形成;
将包括粘合剂层的保持部件附着至所述正面,所述正面形成有所述正面上的所述沟槽;
在附着所述保持部件的状态下,从所述基板的所述背面使所述基板变薄;以及
在使所述基板变薄之后,从所述正面去除所述保持部件。
2.一种半导体件的制造方法,包括:
形成沟槽,所述沟槽具有:第一沟槽部分,所述第一沟槽部分的宽度从基板的正面朝所述基板的背面逐渐变窄;以及第二沟槽部分,其是形成为与所述第一沟槽部分的下部连通的沟槽部分,并以比所述第一沟槽部分的角度更陡峭的角度朝下部延伸,所述沟槽具有在所述第一沟槽部分与所述第二沟槽部分之间不存在拐角部分的形状,所述沟槽定位在所述正面上并利用干蚀法形成;
将包括粘合剂层的保持部件附着至所述正面,所述正面形成有所述正面上的所述沟槽;
在附着所述保持部件的状态下,使用从所述基板的所述背面朝所述正面上的所述沟槽旋转的切割部件来在所述背面上形成沟槽;以及
在形成所述背面上的所述沟槽之后,从所述正面去除所述保持部件。
3.根据权利要求1或2所述的半导体件的制造方法,还包括:
形成所述正面上的所述沟槽的步骤是以如下方式进行的:利用所述干蚀法以使所述正面上的所述沟槽的宽度朝所述背面逐渐变窄的蚀刻强度开始形成所述正面上的所述沟槽,并且在形成所述正面上的所述沟槽期间,将包含在用于所述干蚀法的蚀刻气体中的用于形成保护膜的气体的流量在不停止用于形成所述保护膜的所述气体的流量的范围内从第一流量切换至比所述第一流量小的第二流量。
4.根据权利要求1或2所述的半导体件的制造方法,还包括:
形成所述正面上的所述沟槽的步骤是以如下方式进行的:利用所述干蚀法以使所述正面上的所述沟槽的宽度朝所述背面逐渐变窄的蚀刻强度开始形成所述正面上的所述沟槽,并且在形成所述正面上的所述沟槽期间,将包含在用于所述干蚀法的蚀刻气体中的用于形成保护膜的气体的流量从第一流量切换至比所述第一流量大的第二流量。
5.根据权利要求1或2所述的半导体件的制造方法,其中,
所述第二沟槽部分具有宽度不宽于所述第一沟槽部分的最下部的宽度且向下延伸的形状。
6.根据权利要求1或2所述的半导体件的制造方法,其中,
所述第一沟槽部分的深度比所述粘合剂层所进入到的深度深,并且
所述第二沟槽部分具有宽度朝向下部变得比所述第一沟槽部分的最下部的宽度更宽的形状。
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