JP2005109320A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 SOI基板に対してレーザダイシングを行う場合に、SOI層の膜厚にバラツキがあったとしてもレーザ光が的確に所望の箇所に届くようにする。
【解決手段】 BOX3の膜厚dBOXを、レーザダイシングにおけるレーザ光がSOI層1側から、当該SOI層1に対して実質的に平行光線として入射されるとした場合に、レーザ光の波長がλ、nBOXがBOX3の屈折率、mが自然数であるとして、dBOX=m・λ/2nBOX±λ/4を満たす厚さに設定する。例えば1000〜1200nmの厚さとする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、SOI基板に対して半導体素子を形成したのち、SOI基板をレーザダイシングによってチップ単位に分割する半導体装置の製造方法に関するものである。
従来では、半導体集積回路を形成したいわゆるSiウェハを各々のSiチップに分離する手法として、一般的に、ダイヤモンド砥粒を埋め込んだダイシングブレードと呼ばれる歯具を用いて切削加工する方法が採用されている。この従来方法の問題点として、次の2点がある。
まず、ブレードで切削を行うために切りしろが必要となり、1枚のウェハから取れるチップ数がその切りしろ分だけ減少し、コストアップの要因になるという問題がある。
また、切削時の摩擦熱による焼き付きや目詰まりを防止するために、水または切削油が必要となり、それらが直接各チップに形成される半導体素子に付着すると不都合が生じる場合には、各チップを覆うようなキャッピング等の保護処置が必要になるという問題が生じる。
そして、1つ目の問題に対し、特にチップサイズが小さく切りしろの影響が極めて大きいRFタグICなどに関して、近年、アルカリ溶液を用いたウェットエッチングによる分離の手法が取られるようになり、切りしろの減少が可能になりつつある。しかしながら、この手法を用いても、水による洗浄が不可欠であり、2の問題は解決できない。
このため、1つ目の問題だけでなく、2つ目の問題をも解決するものとして、Siウェハにレーザ光を照射し、レーザ光が照射されたSiウェハ内部に熱による変化を起こさせることで、チップ単位に分割するレーザダイシング手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−192367号公報
しかしながら、このレーザダイシング手法をSOI層と支持基板とが絶縁膜(以下、BOXという)によって接合されたSOI基板に適用しようとすると、BOXの上下の界面での反射光が干渉し合い、SOI層の膜厚に応じてその反射率が大幅に変動する。このため、所望の箇所に所望のレーザエネルギーを吸収させることが困難になるという問題が生じることが分かった。
本発明は上記点に鑑みて、半導体素子をSOI基板に形成し、SOI基板に対してレーザダイシングを行う場合に、SOI層の膜厚にバラツキがあったとしてもレーザ光が的確に所望の箇所に届き、所望のレーザエネルギーを吸収させられるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、SOI層(1)と支持基板(2)とを絶縁膜(3)を介して接合したSOI基板(4)を用い、SOI層(1)に半導体素子を形成したのち、レーザダイシングによりチップ単位に分割する半導体装置の製造方法において、レーザダイシングにおけるレーザ光をSOI層1側から入射した際に、絶縁膜(3)のうち、SOI層(1)との界面でのレーザ光の反射光と、支持基板(2)との界面でのレーザ光の反射光とが、互いに弱め合うように、絶縁膜(3)の膜厚を設定することを特徴としている。
このように絶縁膜(3)の膜厚を設定することにより、SOI層(1)の膜厚の変動に対する反射率の変動を小さくすることが可能となる。これにより、SOI層(1)の膜厚にバラツキがあったとしてもレーザ光が的確に所望の箇所に届き、所望のレーザエネルギーを吸収させられるようにすることができる。
例えば、請求項2に示されるように、レーザダイシングにおけるレーザ光がSOI層(1)側から入射される場合に、レーザ光に平行な方向における絶縁膜(3)の膜厚dBOXは、レーザ光の波長がλ、nBOXが絶縁膜(3)の屈折率、mが自然数であるとして、
(数3)
BOX=m・λ/2nBOX±λ/4
を満たす厚さに設定され、請求項3に示されるように、例えば1000〜1200nmの厚さに設定される。
請求項5に記載の発明では、SOI層(1)の上面に反射防止膜(9a)を形成する工程と、反射防止膜(9a)を通じてSOI層(1)側からレーザダイシングにおけるレーザ光を入射させ、チップ単位への分割を行う工程とを有し、反射防止膜(9a)を形成する工程では、反射防止膜(9a)のうち、SOI層(1)との界面でのレーザ光の反射光と、SOI層(1)の反対側の界面でのレーザ光の反射光とが、互いに弱め合うように、反射防止膜(9a)の膜厚を設定することを特徴としている。
このように、反射防止膜(9a)を形成することにより、SOI層(1)の膜厚の変動に対する反射率の変動を小さくすることが可能となる。これにより、SOI層(1)の膜厚にバラツキがあったとしてもレーザ光が的確に所望の箇所に届き、所望のレーザエネルギーを吸収させられるようにすることができる。
なお、請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明に対して、さらに反射防止膜(9a)を形成するものであり、よりSOI層(1)の膜厚の変動に対する反射率の変動を小さくすることが可能となる。
この場合、例えば、請求項6に示されるように、反射防止膜を形成する工程では、反射防止膜(9a)のうち、SOI層(1)との界面でのレーザ光の反射光の位相と、SOI層(1)の反対側の界面でのレーザ光の反射光の位相とが互いに逆となる1/2周期膜厚として、反射防止膜(9a)を形成する。
例えば、請求項7に示されるように、レーザ光が反射防止膜(9a)側から入射される場合に、レーザ光に平行な方向における反射防止膜(9a)の膜厚dARは、レーザ光の波長がλ、nARが反射防止膜(9a)の屈折率、mが自然数であるとして、
(数4)
AR=(m―0.5)・λ/2nAR±λ/4
を満たす厚さに設定される。
このような反射防止膜(9a)としては、例えば、請求項10に示されるように、SiN膜、SiO膜、SiON膜のいずれか1つからなる単層膜もしくはこれらの任意の組み合わせからなる複層膜を採用することができる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
(第1実施形態)
本発明の一実施形態を適用した半導体装置のレーザダイシングの様子を表した断面図を図1に示す。以下、この図に基づいて半導体装置をチップ単位に分割する前の段階での構成およびレーザダイシングによる半導体装置の製造方法について説明する。
図1に示される半導体装置は、チップ単位に分割される前の状態である。半導体装置は、SOI層1と支持基板2とをBOX3を介して接合してなるSOI基板4を用いて形成されている。
SOI層1には、周知の手法によって半導体素子、ここでは、N型のエミッタ領域5およびコレクタ領域6と、P型のベース領域7、およびSOI層1の表面に形成された層間絶縁膜8中のコンタクトホールを介して各領域5〜7に電気的に接続された電極5a、6a、7aとによって構成されるNPN型バイポーラトランジスタがチップ単位ごとに形成されている。そして、各チップの間にスクライブ領域が設けられ、この領域がレーザダイシングによってダイシングカットされる領域として用いられるようになっている。
また、各電極5a、6a、7aおよび層間絶縁膜8の表面を含むSOI層1の表面には、保護膜9が形成されている。この保護膜9は、スクライブ領域上において除去され、その他の領域に形成された状態となっている。
以上のような構成の半導体装置に対して空気中もしくは真空中でレーザダイシングを実行する。具体的には、SOI基板4のスクライブ領域中に、SOI層1側からレーザ光を入射し、所望の箇所(深さ)にレーザ光のフォーカスが合うように設定する。これにより、所望の箇所に所望のレーザエネルギーが吸収され、その箇所においてシリコンが変質する。そして、その変質した部分の残留応力によりSOI基板4が容易にまたは自然に分割され、チップ単位の半導体装置が完成する。
このような半導体装置の製造方法において、SOI層1の膜厚にバラツキがあったとしても上記レーザダイシングにおけるレーザ光が的確に所望の箇所に届き、所望のレーザエネルギーを吸収させられるようにすべく、本実施形態では、シミュレーション結果に基づき、BOX3の膜厚を設定している。以下、シミュレーション結果と共にBOX3の膜厚について説明する。
図2に、波長1064nmのYAGレーザを使い、そのレーザ光をSOI層1に対して平行光線(基板平面に垂直な光線)として入射し、BOX3膜厚を920〜1100nmに40nm刻みで変更した場合に、SOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動を調べた結果を示す。本シミュレーションでは、SOI層1の膜厚が製造バラツキ等によって20000〜20500nmに変動することを想定し、BOX3の膜厚に対して反射率がどのように変動するかを見ている。
この図に示されるように、BOX3の膜厚によって、SOI膜厚の変動による反射率の変動が変わってくる。しかしながら、例えばBOX3の膜厚が1100nm程度の場合には、SOI膜厚が変動しても反射率の変動がほぼ零になっていることが分かる。
反射率は、BOX3のうち、SOI層1との界面での反射光と、支持基板2との界面での反射光との位相によって決まる。
また、例えば空気または真空での屈折率をn1、シリコンで構成されるSOI層1での屈折率をn2、シリコン酸化膜などで構成されるBOX3での屈折率をn3とすると、隣接するそれぞれの膜での各屈折率の関係は、n1<n2、n2>n3となる。このため、BOX3のうちSOI層1との界面での反射光が入射光に対して位相が正転し、逆に、BOX3のうち支持基板2との界面での反射光は入射光に対して反転する。
したがって、各反射光が互いに逆位相となる場合に各反射光が互いに弱め合って、反射率が小さくなり、そのような条件とするためにBOX3の膜厚が周期膜厚に相当するものとなればよい。つまり、BOX3の膜厚が次式を満たすようにすればよい。
(数5)
BOX=m・λ/2nBOX
ただし、dBOXはBOX3の膜厚、λはレーザ光の波長、nBOXはBOX3の屈折率、mは自然数である。
このように、BOX3の膜厚を周期膜厚に相当する厚さ、例えば上記した1100nmとなるようにすることで、SOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動をほぼ零にすることが可能となる。これにより、SOI層1の膜厚にバラツキがあったとしてもレーザ光が的確に所望の箇所に届き、所望のレーザエネルギーを吸収させられるようにすることができる。
なお、上記数式5では、BOX3の膜厚dBOXをm・λ/2nBOXとなるようにしているが、この値は最適値であり、多少のバラツキがあっても構わない。例えば、BOX3の膜厚dBOXは、上記数式5に示された値に対して±λ/4程度のバラツキであっても、SOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動を抑制できるという効果が得られる。
また、SOI層1の膜厚が薄い場合においても、上記効果を得られるか否かについて調べるべく、SOI層1の膜厚が0〜500nmの場合について、図2に示したシミュレーションと同様のレーザ光を同様の入射条件で照射するものとして、BOX3の膜厚を変化させ、SOI層1の膜厚に対する反射率がどのように変化するかを調べた。その結果を図3に示す。
この図から、SOI層1が薄くても、反射率の変動が小さくなっており、SOI層1の膜厚に関わらず上記効果が得られることが分かる。このため、SOI層1の製造上の膜厚バラツキに対する余裕度を確保することができる。
(第2実施形態)
本実施形態では、BOX3の膜厚とは異なる方法によって第1実施形態の効果が得られるようにする。図4に、本発明の第2実施形態を適用した半導体装置のレーザダイシングの様子を示す。
この図に示されるように、本実施形態では、SOI基板4におけるスクライブ領域の表面にも保護膜9を残し、それを反射防止膜(AR)9aとして用いている。その他の構成に関しては、本実施形態における半導体装置は、第1実施形態と同様である。
この反射防止膜9aが上記第1実施形態の効果を得るためのものであり、本実施形態では、シミュレーション結果に基づき、以下のように反射防止膜9aの膜厚を設定している。
図5は、図2に示したシミュレーションと同様のレーザ光を同様の入射条件で照射するものとして、反射防止膜9aを形成していない場合、反射防止膜9aとして屈折率が1.87のSiON膜を様々な膜厚で形成した場合におけるSOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動を調べた結果を示している。
この図に示されるように、反射防止膜9aを形成していない場合と比べ、反射防止膜9aを形成している場合には、SOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動が小さくなっていることが分かる。そして、SiON膜の膜厚が例えば140nm程度となる場合に、SOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動が最も小さくなることが分かる。
このように反射率が変動する原理は、第1実施形態で示したBOX3での反射率が変動する原理と同様であり、反射防止膜9aのうち、空気または真空領域との界面での反射光と、SOI層1との界面での反射光との位相によって決まる。
そして、本実施形態の場合、例えば空気または真空での屈折率をn1、反射防止膜9aでの屈折率をn2、シリコンで構成されるSOI層1での屈折率をn3とすると、隣接するそれぞれの膜での各屈折率の関係が、n1<n2、n2<n3となるように反射防止膜9aの材質が設定されるようにする。すなわち、反射防止膜9aのうち空気または真空領域との界面での反射光が入射光に対して位相が反転し、反射防止膜9aのうちSOI層1との界面での反射光も入射光に対して反転するようにする。このような反射防止膜9aとしては、空気の屈折率が1、シリコンの屈折率が3.5であることから、屈折率が1より大きくかつ3.5より小さいもの、例えば、SiN膜(シリコン窒化膜)、SiO(シリコン酸化膜)、SiON膜(窒化酸化シリコン膜)、有機膜のいずれかによる単層膜、もしくはこれらの任意の組み合わせからなる複層膜が用いられる。
さらに、各反射光が互いに逆位相となる場合に各反射光が互いに弱め合って、反射率が小さくなるような条件とするためには、反射防止膜9aの上下で反射光が共に反転することから、反射防止膜9aの膜厚が1/2周期膜厚に相当するものとなればよい。つまり、反射防止膜9aの膜厚が次式を満たすようにすればよい。
(数6)
AR=(m―0.5)・λ/2nAR
ただし、dARは反射防止膜9aの膜厚、λはレーザ光の波長、nARは反射防止膜9aの屈折率、mは自然数である。
このように、反射防止膜9aの膜厚を1/2周期膜厚に相当する厚さ、例えば上記した140nm程度となる142nmとなるようにすることで、SOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動をほぼ零にすることが可能となる。これにより、SOI層1の膜厚にバラツキがあったとしてもレーザ光が的確に所望の箇所に届き、所望のレーザエネルギーを吸収させられるようにすることができる。
なお、上記数式6では、反射防止膜9aの膜厚dARをm・λ/2nARとなるようにしているが、この値は最適値であり、多少のバラツキがあっても構わない。例えば、BOX3の膜厚dBOXは、上記数式6に示された値に対して±λ/4程度のバラツキがあっても、SOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動を抑制できるという効果が得られる。
また、反射防止膜9aの材質として最適なものを調べるべく、図2に示したシミュレーションと同様のレーザ光を同様の入射条件で照射するものとして、反射防止膜9aを形成していない場合と、反射防止膜9aとして屈折率が1.45のSiO膜、屈折率が2.0のSiN膜、屈折率が1.87のSiON膜のいずれかを形成した場合とにおけるSOI層1の膜厚に対する反射率がどのように変化するかを調べた。その結果を図6に示す。なお、本シミュレーションでは、各膜がおよそ1/2周期膜厚に相当する厚さとなるようにしてある。
この図から、いずれの種類の反射防止膜9aであったとしても、反射防止膜9aを形成していない場合と比べて、反射防止膜9aを形成している場合の方が、反射率の変動が小さくなっていることが分かる。そして、反射防止膜9aをSiO膜、SiN膜、SiON膜それぞれで形成した場合には、SiON膜、SiN膜、SiO膜の順に、SOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動が小さくなっていることが分かる。
このように、屈折率が1より大きくかつ3.5よりも小さい材質のもので反射防止膜9aを形成することにより、上記第1実施形態と同様の効果を得ることが可能である。特に、反射防止膜9aをSiON膜で構成し、上記数式4を満たす膜厚とすることにより、より有効に上記効果を得ることができる。
(第3実施形態)
本実施形態は、第1、第2実施形態を組み合わせたものである。すなわち、本実施形態では、BOX3が第1実施形態で示した数式5を満たす膜厚で形成され、さらにSOI層1におけるスクライブ領域の表面には反射防止膜9aが形成された構成とされている。
このような構成とした場合について、BOX3の膜厚を最適値(例えば、1100nm程度)に設定し、スクライブ領域の表面に反射防止膜9aとして屈折率2.0のp−SiN膜を様々な膜厚で形成した場合におけるSOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動を調べた。また、スクライブ領域の表面に反射防止膜9aとしてp−SiN膜を142nmの厚さで形成し、BOX3を様々な膜厚で形成した場合におけるSOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動を調べた。それら各結果をそれぞれ図7、図8に示す。
図7から分かるように、反射防止膜9aの膜厚が変化しても、SOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動は小さい。これは、BOX3の膜厚が数式3を満たしているためである。そして、反射防止膜9aの膜厚が最適値に近づくにつれて、反射率が小さくなることが分かる。
このように、第1、第2実施形態を組み合わせることにより、反射防止膜9aに製造上の膜厚バラツキが生じても、BOX3の膜厚の設定によりSOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動を小さくすることが可能となる。このため、反射防止膜9aの製造上の膜厚バラツキに対する余裕度を確保することができる。
さらに、BOX3の膜厚と反射防止膜9aの膜厚を最適値近傍に設定することにより、反射率をほぼ零にすることができ、レーザ光の投射エネルギーをより有効に活用することが可能となる。
一方、図8から分かるように、反射防止膜9aを形成していることから、BOX3の膜厚にバラツキが生じても、SOI層1の膜厚の変動に対する反射率の変動を小さくすることが可能となる。このため、BOX3の製造上の膜厚バラツキに対する余裕度も確保することもできる。
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態では、レーザ光がSOI層1または反射防止膜9aの厚み方向に対する平行光線となる場合、つまりこれらの各平面に対して垂直に入射される場合を想定して、BOX3の膜厚や反射防止膜9aの膜厚を数式3や数式4で示されるものとしている。しかしながら、レーザ光は、上述したように、所望の箇所でフォーカスが合うように集光されることから、平行光線とはならない箇所もある。例えば、半導体装置の上方にレンズを設置し、そのレンズにて集光する場合、SOI層1または反射防止膜9aに対して所定の角度傾斜したものとなる場合もある。
このため、本発明でいうBOX3や反射防止膜9aの膜厚の最適値は、レーザ光が実質的に平行光線であるとした場合、つまり、レーザ光の経路に対して平行な方向の厚みに相当するものとする。
また、上記第2、第3実施形態でのシミュレーションでは、反射防止膜9aが単層膜の場合しか示していないが、上述したように反射防止膜9aが複層膜の場合であっても同様の結果となる。この場合、複層膜の合成反射率が小さくなるようにすることで、上記各実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
本発明の第1実施形態における半導体装置のレーザダイシングの様子を示す断面図である。 BOX膜厚を920〜1100nmに40nm刻みで変更した場合におけるSOI層の膜厚の変動に対する反射率の変動を調べたシミュレーション結果を示す図である。 SOI層の膜厚を0〜500nmとした場合について、SOI層の膜厚の変動に対する反射率の変動を調べたシミュレーション結果を示す図である。 本発明の第2実施形態における半導体装置のレーザダイシングの様子を示す断面図である。 反射防止膜として屈折率が1.87のSiON膜を様々な膜厚で形成した場合におけるSOI層の膜厚の変動に対する反射率の変動を調べたシミュレーション結果を示す図である。 反射防止膜を形成した場合と形成していない場合におけるSOI層の膜厚の変動に対する反射率の変動を調べたシミュレーション結果を示す図である。 BOXの膜厚を最適値に設定し、屈折率2.0のp−SiN膜を様々な膜厚で形成した場合におけるSOI層の膜厚の変動に対する反射率の変動を調べたシミュレーション結果を示す図である。 反射防止膜の膜厚を最適値とし、BOXを様々な膜厚で形成した場合におけるSOI層の膜厚の変動に対する反射率の変動を調べたシミュレーション結果を示す図である。
符号の説明
1…SOI層、2…支持基板、3…BOX、4…SOI基板、
9a…反射防止膜。

Claims (10)

  1. SOI層(1)と支持基板(2)とを絶縁膜(3)を介して接合したSOI基板(4)を用い、前記SOI層(1)に半導体素子を形成したのち、レーザダイシングによりチップ単位に分割する半導体装置の製造方法において、
    前記レーザダイシングにおけるレーザ光を前記SOI層(1)側から入射した際に、前記絶縁膜(3)のうち、前記SOI層(1)との界面での前記レーザ光の反射光と、前記支持基板(2)との界面での前記レーザ光の反射光とが、互いに弱め合うように、前記絶縁膜(3)の膜厚を設定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 前記レーザダイシングにおける前記レーザ光が前記SOI層(1)側から入射される場合に、前記レーザ光に平行な方向における前記絶縁膜(3)の膜厚dBOXを、レーザ光の波長がλ、nBOXが前記絶縁膜(3)の屈折率、mが自然数であるとして、
    (数1)
    BOX=m・λ/2nBOX±λ/4
    を満たす厚さに設定することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記レーザ光に平行な方向における前記絶縁膜(3)の膜厚dBOXを、1000〜1200nmの厚さに設定することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 前記SOI層(1)の上面に反射防止膜(9a)を形成する工程と、
    前記反射防止膜(9a)を通じて前記SOI層(1)側から前記レーザダイシングにおけるレーザ光を入射させ、前記チップ単位への分割を行う工程とを有し、
    前記反射防止膜(9a)を形成する工程では、前記反射防止膜(9a)のうち、前記SOI層(1)との界面での前記レーザ光の反射光と、前記SOI層(1)の反対側の界面での前記レーザ光の反射光とが、互いに弱め合うように、前記反射防止膜(9a)の膜厚を設定することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
  5. SOI層(1)と支持基板(2)とを絶縁膜(3)を介して接合したSOI基板(4)を用い、前記SOI層(1)に半導体素子を形成したのち、レーザダイシングによりチップ単位に分割する半導体装置の製造方法において、
    前記SOI層(1)の上面に反射防止膜(9a)を形成する工程と、
    前記反射防止膜(9a)を通じて前記SOI層(1)側から前記レーザダイシングにおけるレーザ光を入射させ、前記チップ単位への分割を行う工程とを有し、
    前記反射防止膜(9a)を形成する工程では、前記反射防止膜(9a)のうち、前記SOI層(1)との界面での前記レーザ光の反射光と、前記SOI層(1)の反対側の界面での前記レーザ光の反射光とが、互いに弱め合うように、前記反射防止膜(9a)の膜厚を設定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 前記反射防止膜(9a)を形成する工程では、前記反射防止膜(9a)のうち、前記SOI層(1)との界面での前記レーザ光の反射光の位相と、前記SOI層(1)の反対側の界面での前記レーザ光の反射光の位相とが互いに逆となる1/2周期膜厚として、前記反射防止膜(9a)の膜厚を設定することを特徴とする請求項4または5に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 前記反射防止膜(9a)を形成する工程では、前記レーザ光が前記反射防止膜(9a)側から、当該反射防止膜(9a)に対して実質的に平行光線として入射される場合に、前記レーザ光に平行な方向における前記反射防止膜(9a)の膜厚dARを、レーザ光の波長がλ、nARが前記反射防止膜(9a)の屈折率、mが自然数であるとして、
    (数2)
    AR=(m―0.5)・λ/2nAR±λ/4
    を満たす厚さに設定することを特徴とする請求項4ないし6のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
  8. 前記反射防止膜(9a)を形成する工程では、屈折率nARが1〜3.5の材質で前記反射防止膜(9a)を形成することを特徴とする請求項4ないし7のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記レーザダイシングによりチップ単位に分割する工程を空気中もしくは真空中で行う場合に、
    前記反射防止膜(9a)を形成する工程では、シリコンの屈折率の平方根近傍の屈折率を有する材質で前記反射防止膜(9a)を形成することを特徴とする請求項4ないし8のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
  10. 前記反射防止膜(9a)を形成する工程では、前記反射防止膜(9a)をSiN膜、SiO膜、SiON膜のいずれか1つからなる単層膜もしくはこれらの任意の組み合わせからなる複層膜で形成することを特徴とする請求項4ないし9のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
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DE102004047649.7A DE102004047649B4 (de) 2003-10-01 2004-09-30 Halbleitervorrichtung, Schneideeinrichtung zum Schneiden der Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Schneiden der gleichen
KR1020040077998A KR100676489B1 (ko) 2003-10-01 2004-09-30 반도체 장치, 반도체 장치를 커팅하기 위한 커팅 장치 및 반도체 장치의 커팅 방법
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KR1020060120969A KR20070006635A (ko) 2003-10-01 2006-12-01 반도체 장치, 반도체 장치를 커팅하기 위한 커팅 장치 및반도체 장치의 커팅 방법
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007194539A (ja) * 2006-01-23 2007-08-02 Shin Etsu Handotai Co Ltd Soiウエーハの製造方法およびsoiウエーハ
JP2008211177A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Wafermasters Inc 選択的深さでの光学的処理
JP2013202646A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Disco Corp レーザ加工方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005086175A (ja) * 2003-09-11 2005-03-31 Hamamatsu Photonics Kk 半導体薄膜の製造方法、半導体薄膜、半導体薄膜チップ、電子管、及び光検出素子
JP4251054B2 (ja) * 2003-10-01 2009-04-08 株式会社デンソー 半導体装置の製造方法
US7550367B2 (en) * 2004-08-17 2009-06-23 Denso Corporation Method for separating semiconductor substrate
JP4471852B2 (ja) * 2005-01-21 2010-06-02 パナソニック株式会社 半導体ウェハ及びそれを用いた製造方法ならびに半導体装置
JP2006286727A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Denso Corp 複数の半導体装置を備えた半導体ウェハおよびそのダイシング方法
US20070111480A1 (en) * 2005-11-16 2007-05-17 Denso Corporation Wafer product and processing method therefor
US8013270B2 (en) * 2006-10-06 2011-09-06 Sony Corporation Laser processing apparatus, laser processing method, manufacturing method of wiring substrate, manufacturing method of display apparatus and wiring substrate
KR100886403B1 (ko) * 2007-07-18 2009-03-04 김일환 반도체 패키지장치 절단용 핸들러 시스템
JP4666189B2 (ja) * 2008-08-28 2011-04-06 信越半導体株式会社 Soiウェーハの製造方法
KR100984719B1 (ko) * 2010-04-16 2010-10-01 유병소 레이저 가공장치
FI125379B (fi) * 2010-10-25 2015-09-15 Jot Automation Oy Alusta
JP6466692B2 (ja) * 2014-11-05 2019-02-06 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
CN109402606B (zh) * 2018-12-11 2021-04-02 中国科学院半导体研究所 半导体激光器及不同折射率腔面膜的制备方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0371987A (ja) * 1989-08-08 1991-03-27 Nippondenso Co Ltd レーザー加工方法
US5250836A (en) * 1989-12-20 1993-10-05 Fujitsu Limited Semiconductor device having silicon-on-insulator structure
US6593978B2 (en) * 1990-12-31 2003-07-15 Kopin Corporation Method for manufacturing active matrix liquid crystal displays
US5499124A (en) * 1990-12-31 1996-03-12 Vu; Duy-Phach Polysilicon transistors formed on an insulation layer which is adjacent to a liquid crystal material
US6392775B1 (en) 1998-01-13 2002-05-21 Seagate Technology Llc Optical reflector for micro-machined mirrors
KR100276429B1 (ko) * 1998-09-07 2000-12-15 정선종 미소 진공 구조체의 제작방법
JP4659300B2 (ja) * 2000-09-13 2011-03-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップの製造方法
JP3616872B2 (ja) * 2000-09-14 2005-02-02 住友電気工業株式会社 ダイヤモンドウエハのチップ化方法
US20020074633A1 (en) * 2000-12-18 2002-06-20 Larson Lary R. Interconnection of active and passive components in substrate
US6777645B2 (en) * 2001-03-29 2004-08-17 Gsi Lumonics Corporation High-speed, precision, laser-based method and system for processing material of one or more targets within a field
SG139508A1 (en) * 2001-09-10 2008-02-29 Micron Technology Inc Wafer dicing device and method
JP2003270264A (ja) * 2002-03-20 2003-09-25 Denso Corp 半導体式力学量センサ
CN1241253C (zh) * 2002-06-24 2006-02-08 丰田合成株式会社 半导体元件的制造方法
JP2004090534A (ja) * 2002-09-02 2004-03-25 Tokyo Electron Ltd 基板の加工装置および加工方法
JP4251054B2 (ja) * 2003-10-01 2009-04-08 株式会社デンソー 半導体装置の製造方法
JP3795040B2 (ja) * 2003-12-03 2006-07-12 沖電気工業株式会社 半導体装置の製造方法
US7923306B2 (en) * 2004-06-18 2011-04-12 Electro Scientific Industries, Inc. Semiconductor structure processing using multiple laser beam spots
US7435927B2 (en) * 2004-06-18 2008-10-14 Electron Scientific Industries, Inc. Semiconductor link processing using multiple laterally spaced laser beam spots with on-axis offset
US7468830B2 (en) * 2006-06-28 2008-12-23 Spatial Photonics, Inc. In SITU application of anti-stiction materials to micro devices

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007194539A (ja) * 2006-01-23 2007-08-02 Shin Etsu Handotai Co Ltd Soiウエーハの製造方法およびsoiウエーハ
KR101355428B1 (ko) * 2006-01-23 2014-01-27 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 Soi 웨이퍼의 제조방법 및 soi 웨이퍼
JP2008211177A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Wafermasters Inc 選択的深さでの光学的処理
JP2013202646A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Disco Corp レーザ加工方法
CN103358016A (zh) * 2012-03-28 2013-10-23 株式会社迪思科 激光加工方法
CN103358016B (zh) * 2012-03-28 2016-05-18 株式会社迪思科 激光加工方法

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