JP2013157455A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
従来、半導体デバイスの製造工程において、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、重金属等の不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成する技術が知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。
Conventionally, in a semiconductor device manufacturing process, a semiconductor substrate is irradiated with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate, thereby forming a gettering region inside the semiconductor substrate for capturing impurities such as heavy metals. Is known (see, for example,
近年、厚さ50μm以下というような極薄メモリが出現する等、半導体デバイスの薄化が進んでいる。そのような半導体デバイスの信頼性を向上させるためには、半導体デバイスの製造工程においてゲッタリング領域を精度良く形成することが極めて重要である。 In recent years, the thinning of semiconductor devices has progressed, such as the appearance of ultra-thin memories with a thickness of 50 μm or less. In order to improve the reliability of such a semiconductor device, it is extremely important to accurately form a gettering region in the semiconductor device manufacturing process.
そこで、本発明は、ゲッタリング効果を十分に発揮させて、半導体デバイスの信頼性を向上させることができる半導体デバイスの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which can sufficiently improve the reliability of the semiconductor device by sufficiently exhibiting the gettering effect.
本発明の半導体デバイスの製造方法は、複数の機能素子を形成するための表面及び表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第1のレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成する第1の工程と、第1の工程の後に、半導体基板の表面に複数の機能素子を形成する第2の工程と、第2の工程の後に、ゲッタリング領域が残存しないように半導体基板の裏面を研磨すると共に、隣り合う機能素子の間を通るように設定された切断予定ラインに沿って、機能素子ごとに少なくとも半導体基板を切断し、一つの機能素子を含む半導体デバイスを複数得る第3の工程と、を備える。 In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a semiconductor substrate having a front surface for forming a plurality of functional elements and a back surface opposite to the front surface is irradiated with a first laser beam to modify the inside of the semiconductor substrate. A first step of forming a gettering region for trapping impurities inside the semiconductor substrate; a second step of forming a plurality of functional elements on the surface of the semiconductor substrate after the first step; After the second step, the back surface of the semiconductor substrate is polished so that no gettering region remains, and at least a semiconductor is provided for each functional element along a cutting planned line set so as to pass between adjacent functional elements. A third step of cutting the substrate and obtaining a plurality of semiconductor devices including one functional element.
この半導体デバイスの製造方法では、半導体基板の表面に複数の機能素子を形成する前に、半導体基板の内部にゲッタリング領域を形成する。これにより、複数の機能素子を形成する際にゲッタリング効果を十分に発揮させることができる。更に、ゲッタリング領域が残存しないように半導体基板の裏面を研磨する。これにより、製造された半導体デバイスにゲッタリング領域を残存させずに、半導体デバイスの強度を向上させることができる。よって、この半導体デバイスの製造方法によれば、ゲッタリング効果を十分に発揮させて、半導体デバイスの信頼性を向上させることが可能となる。 In this semiconductor device manufacturing method, a gettering region is formed inside a semiconductor substrate before forming a plurality of functional elements on the surface of the semiconductor substrate. Thereby, the gettering effect can be sufficiently exhibited when forming a plurality of functional elements. Further, the back surface of the semiconductor substrate is polished so that no gettering region remains. Thereby, the strength of the semiconductor device can be improved without leaving a gettering region in the manufactured semiconductor device. Therefore, according to this method for manufacturing a semiconductor device, the gettering effect can be sufficiently exhibited and the reliability of the semiconductor device can be improved.
第1の工程では、半導体基板の表面をレーザ光入射面として半導体基板に第1のレーザ光を照射してもよい。これによれば、複数の機能素子を形成するための表面に対して所望の位置に精度良くゲッタリング領域を形成することができる。 In the first step, the semiconductor substrate may be irradiated with the first laser beam using the surface of the semiconductor substrate as the laser beam incident surface. According to this, the gettering region can be accurately formed at a desired position with respect to the surface for forming a plurality of functional elements.
第3の工程では、半導体基板に第2のレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、切断予定ラインに沿って、半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域を半導体基板の内部に形成してもよい。これによれば、切断起点領域から半導体基板の厚さ方向に亀裂を伸展させて、半導体基板を切断予定ラインに沿って精度良く且つ効率良く切断することができる。 In the third step, the semiconductor substrate is irradiated with the second laser beam to modify the inside of the semiconductor substrate, thereby cutting along the planned cutting line to generate a crack in the thickness direction of the semiconductor substrate. The starting region may be formed inside the semiconductor substrate. According to this, a crack can be extended from the cutting start region in the thickness direction of the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate can be cut accurately and efficiently along the planned cutting line.
第3の工程では、半導体基板に第2のレーザ光を照射することにより、切断起点領域から発生した亀裂を少なくとも半導体基板の表面に到達させてもよい。これによれば、半導体基板における機能素子側の部分の切断精度を向上させて、より信頼性の高い半導体デバイスを得ることができる。 In the third step, the semiconductor substrate may be irradiated with the second laser light to cause at least a crack generated from the cutting start region to reach the surface of the semiconductor substrate. According to this, it is possible to improve the cutting accuracy of the portion on the functional element side in the semiconductor substrate and obtain a more reliable semiconductor device.
第3の工程では、半導体基板の裏面をレーザ光入射面として半導体基板に第2のレーザ光を照射してもよい。これによれば、半導体基板の表面に形成された機能素子にレーザ光の照射によって熱的影響等が及ぶのを抑制することができる。 In the third step, the semiconductor substrate may be irradiated with the second laser beam using the back surface of the semiconductor substrate as the laser beam incident surface. According to this, it is possible to prevent the thermal effect or the like from being applied to the functional element formed on the surface of the semiconductor substrate by the laser beam irradiation.
第3の工程では、切断起点領域を形成した後に、半導体基板の裏面を研磨してもよい。これによれば、切断起点領域から発生した亀裂に研磨面が到達しても、その亀裂によって切断された半導体基板の切断面が互いに密着した状態にあるため、研磨による半導体基板のチッピングやクラッキングの発生を抑制しつつ、半導体基板を薄化することができる。 In the third step, the back surface of the semiconductor substrate may be polished after forming the cutting start region. According to this, even if the polished surface reaches a crack generated from the cutting start region, the cut surfaces of the semiconductor substrates cut by the crack are in close contact with each other. The semiconductor substrate can be thinned while suppressing the generation.
本発明によれば、ゲッタリング効果を十分に発揮させて、半導体デバイスの信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, the gettering effect can be sufficiently exhibited and the reliability of the semiconductor device can be improved.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施形態の半導体デバイスの製造方法では、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、切断予定ラインに沿って、半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域(すなわち、切断起点領域として機能する改質領域)を半導体基板の内部に形成する場合がある。そこで、半導体基板に限定せずに、板状の加工対象物に対する切断起点領域の形成について、図1〜図6を参照して説明する。 In the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment, the semiconductor substrate is irradiated with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate, thereby generating a crack in the thickness direction of the semiconductor substrate along the planned cutting line. In some cases, a cutting starting region (that is, a modified region functioning as a cutting starting region) is formed inside the semiconductor substrate. Therefore, the formation of the cutting start region for a plate-like workpiece is not limited to a semiconductor substrate, and will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、レーザ加工装置100は、レーザ光Lをパルス発振するレーザ光源101と、レーザ光Lの光軸(光路)の向きを90°変えるように配置されたダイクロイックミラー103と、レーザ光Lを集光するための集光用レンズ105と、を備えている。また、レーザ加工装置100は、集光用レンズ105で集光されたレーザ光Lが照射される加工対象物1を支持するための支持台107と、支持台107を移動させるためのステージ111と、レーザ光Lの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源101を制御するレーザ光源制御部102と、ステージ111の駆動を制御するステージ制御部115と、を備えている。
As shown in FIG. 1, a
このレーザ加工装置100においては、レーザ光源101から出射されたレーザ光Lは、ダイクロイックミラー103によってその光軸の向きを90°変えられ、支持台107上に載置された加工対象物1の内部に集光用レンズ105によって集光される。これと共に、ステージ111が移動させられ、加工対象物1がレーザ光Lに対して切断予定ライン5に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン5に沿った改質領域が加工対象物1に形成されることとなる。
In this
加工対象物1としては、種々の材料(例えば、ガラス、半導体材料、圧電材料等)からなる板状の部材(例えば、基板、ウェハ等)が用いられる。図2に示すように、加工対象物1には、加工対象物1を切断するための切断予定ライン5が設定されている。切断予定ライン5は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物1の内部に改質領域を形成する場合、図3に示すように、加工対象物1の内部に集光点Pを合わせた状態で、レーザ光Lを切断予定ライン5に沿って(すなわち、図2の矢印A方向に)相対的に移動させる。これにより、図4〜図6に示すように、切断起点領域8として機能する改質領域7を切断予定ライン5に沿って加工対象物1の内部に形成する。
As the
なお、集光点Pとは、レーザ光Lが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン5は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物1の表面3に実際に引かれた線であってもよい。また、改質領域7は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域7は列状でも点状でもよく、要は、改質領域7は少なくとも加工対象物1の内部に形成されていればよい。また、改質領域7を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域7は、加工対象物1の外表面(表面、裏面、若しくは外周面)に露出していてもよい。
In addition, the condensing point P is a location where the laser light L is condensed. Further, the planned
ちなみに、ここでのレーザ光Lは、加工対象物1を透過すると共に加工対象物1の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物1に改質領域7が形成される(すなわち、内部吸収型レーザ加工)。よって、加工対象物1の表面3ではレーザ光Lが殆ど吸収されないので、加工対象物1の表面3が溶融することはない。一般的に、表面3から溶融され除去されて穴や溝等の除去部が形成される(表面吸収型レーザ加工)場合、加工領域は表面3側から徐々に裏面側に進行する。
Incidentally, the laser light L here passes through the
ところで、改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある(これらをまとめて高密転移領域ともいう)。 By the way, the modified region refers to a region in which density, refractive index, mechanical strength, and other physical characteristics are different from the surroundings. Examples of the modified region include a melt treatment region, a crack region, a dielectric breakdown region, a refractive index change region, and the like, and there is a region where these are mixed. Furthermore, as the modified region, there are a region in which the density of the modified region in the material to be processed is changed as compared with the density of the non-modified region, and a region in which lattice defects are formed (collectively these are high-density regions). Also known as the metastatic region).
また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との界面に亀裂(割れ、マイクロクラック等)を内包している場合がある。内包される亀裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物1としては、例えば、シリコン、ガラス、LiTaO3又はサファイア(Al2O3)からなる基板やウェハ、又はそのような基板やウェハを含むものが挙げられる。
In addition, the area where the density of the melt treatment area, the refractive index change area, the modified area has changed compared to the density of the non-modified area, and the area where lattice defects are formed are further included in these areas and the modified areas. In some cases, cracks (cracks, microcracks, etc.) are included in the interface between the non-modified region and the non-modified region. The included crack may be formed over the entire surface of the modified region, or may be formed in only a part or a plurality of parts. Examples of the
また、改質領域7は、切断予定ライン5に沿って改質スポット(加工痕)が複数形成されたものである。改質スポットとは、パルスレーザ光の1パルスのショット(つまり1パルスのレーザ照射:レーザショット)で形成される改質部分であり、改質スポットが集まることにより改質領域7となる。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも1つが混在するもの等が挙げられる。この改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することが好ましい。
The modified
また、本実施形態の半導体デバイスの製造方法では、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域(すなわち、ゲッタリング領域として機能する改質領域)を半導体基板の内部に形成する。そこで、半導体基板に対するゲッタリング領域の形成について、図7〜図10を参照して説明する。 In the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment, the semiconductor substrate is irradiated with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate, thereby obtaining a gettering region (that is, functioning as a gettering region). A modified region to be formed) is formed inside the semiconductor substrate. Therefore, formation of the gettering region for the semiconductor substrate will be described with reference to FIGS.
図7に示すように、シリコンウェハ等の半導体基板2を準備する。半導体基板2は、複数の機能素子25を形成するための表面2aと、表面2aと反対側の裏面2bと、を有している。なお、機能素子25とは、フォトダイオード等の受光素子やレーザダイオード等の発光素子、或いは回路として形成された回路素子等を意味する。
As shown in FIG. 7, a
続いて、半導体基板2の表面2aをレーザ光入射面として半導体基板2の内部に集光点Pを合わせてレーザ光Lを照射することにより、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を半導体基板2の内部に形成する。より詳細には、半導体基板2の厚さ方向において、それぞれの機能素子25の形成領域25a(半導体基板2の表面2aにおいてそれぞれの機能素子25が形成される領域)に対向するように、半導体基板2の内部にゲッタリング領域18を形成する。なお、ゲッタリング領域18の形成に際しては、半導体基板2の裏面2bをレーザ光入射面としてもよい。また、ゲッタリング領域18は、少なくともそれぞれの形成領域25aに対向していれば、連続的に形成されてもよいし、断続的に形成されてもよい。
Subsequently, the
続いて、半導体基板2の表面2aに複数の機能素子25を形成し、その後に、機能素子25ごとに半導体基板2を切断して、複数の半導体デバイスを得る。なお、ゲッタリング領域18の形成は、機能素子25の形成の後に行ってもよいし、機能素子25の形成の前及び後の両方に行ってもよい。
Subsequently, a plurality of
以上のように形成されたゲッタリング領域18は、半導体基板2の内部において、重金属等の不純物を集めて捕獲するゲッタリング効果を発揮する。これにより、重金属等の不純物によって機能素子25に悪影響が及ぶのを抑制することができる。ここで、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域であり、例えば溶融処理領域である。
The
なお、半導体基板2を所定の厚さに薄化する必要がある場合には、機能素子25の形成の後、半導体基板2の切断の前に、半導体基板2が所定の厚さとなるように半導体基板2の裏面2bを研磨する。このとき、図8の(a)に示すように、研磨終了予定面16に対して半導体基板2の表面2a側にゲッタリング領域18を形成すれば、図8の(b)に示すように、半導体デバイス20にゲッタリング領域18が残存する。一方、図9の(a)に示すように、研磨終了予定面16に対して半導体基板2の裏面2b側にゲッタリング領域18を形成すれば、図9の(b)に示すように、半導体デバイス20にゲッタリング領域18が残存しない。ここで、研磨とは、機械研磨(切削、研削、ドライポリッシュ等)、化学研磨(ケミカルエッチング等)、化学機械研磨(CMP)等の一つ或いは複数の組合せからなる薄化処理である。
When it is necessary to reduce the thickness of the
ところで、ゲッタリング領域18の形成に際しては、上述したレーザ加工装置100を用いることができる。ただし、切断起点領域8として機能する改質領域7は、半導体基板2の厚さ方向に亀裂を発生させ易いものであることを要するのに対し、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17は、そのような亀裂を発生させ難いものであることを要する。そこで、切断起点領域8として機能する改質領域7を形成する場合と、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を形成する場合とでは、レーザ光Lの照射条件を異ならせる必要がある。
Incidentally, when the
例えば、切断起点領域8として機能する改質領域7を形成する場合におけるレーザ光Lの出力は10〜40μJ程度であるのに対し、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を形成する場合におけるレーザ光Lの出力は0.2〜3.0μJ程度である。これにより、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17では、半導体基板2の厚さ方向における改質スポットの幅が1〜10μm(より好ましくは4〜6μm)となる。このような幅を有する改質スポットからなる改質領域17は、半導体基板2の厚さ方向に亀裂を発生させ難く、且つゲッタリング効果を十分に発揮するものとなる。以上により、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を形成する場合におけるレーザ光Lの出力は、切断起点領域8として機能する改質領域7を形成する場合におけるレーザ光Lの出力よりも低いことが好ましい。
For example, when the modified
また、例えば、切断起点領域8として機能する改質領域7を形成する場合における改質スポット距離(最も近い改質スポットの間の距離)は3.75〜7.5μm程度であるのに対し、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を形成する場合における改質スポット距離は5〜20μm程度である。このような改質スポット距離を有する改質スポットからなる改質領域17は、最も近い改質スポットの間に渡って亀裂を伸展させ難く、且つゲッタリング効果を十分に発揮するものとなる。以上により、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を形成する場合における改質スポット距離は、切断起点領域8として機能する改質領域7を形成する場合における改質スポット距離よりも長いことが好ましい。
Further, for example, in the case of forming the modified
なお、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を形成する場合における改質スポット距離の調整は、次のように行うことができる。例えば、図10の(a)に示すように、レーザ光Lの移動方向(半導体基板2に対してレーザ光Lの集光点Pを相対的に移動させる方向)に沿って複数の改質スポット17aを一列に並ばせる場合には、亀裂を伸展させ難く且つゲッタリング効果を十分に発揮し得る改質スポット距離dとなるように、レーザ光Lのパルスピッチ(レーザ光Lの相対的な移動速度/レーザ光Lの繰り返し周波数)を設定すればよい。
It should be noted that the adjustment of the modified spot distance when the modified
また、図10の(b)に示すように、レーザ光Lの移動方向に交差する方向に沿って一つのレーザ光Lを分岐して複数箇所で集光させ、各箇所で改質スポット17aを形成する場合には、上述した改質スポット距離dとなるように、一つのレーザ光Lを分岐して複数箇所で集光させればよい。また、図10の(c)に示すように、レーザ光Lの移動方向に沿って複数の改質スポット17aを複数列に並ばせる場合には、上述した改質スポット距離dとなるように、隣り合う列に渡る改質スポット17aの間の距離を設定すればよい。これらの場合には、レーザ光Lの移動方向においては、隣り合う改質スポット17aの間の距離を長くすることができるので、当該方向に沿って亀裂を伸展させ難くすることができる。
Further, as shown in FIG. 10B, one laser beam L is branched along the direction intersecting the moving direction of the laser beam L and condensed at a plurality of locations, and the modified
次に、本発明の一実施形態の半導体デバイスの製造方法について説明する。まず、図11に示すように、半導体基板2を準備する。半導体基板2は、複数の機能素子25を形成するための表面2aと、表面2aと反対側の裏面2bと、を有している。そして、半導体基板2のオリエンテーションフラット(以下、「OF」という)19に対して略平行な方向及び略垂直な方向に沿ってマトリックス状に並ぶように、半導体基板2の表面2aに機能素子25の形成領域25aを設定する。なお、半導体基板2は、例えば、直径12インチ、厚さ775μmのシリコンウェハである。
Next, the manufacturing method of the semiconductor device of one Embodiment of this invention is demonstrated. First, as shown in FIG. 11, the
続いて、上述したレーザ加工装置100を用いて、次のように、半導体基板2の内部にゲッタリング領域18を形成する。すなわち、半導体基板2の表面2aがレーザ光入射面となるようにレーザ加工装置100の支持台107上に半導体基板2を載置し、ゲッタリング領域18を形成するための形成予定ライン15を格子状に設定する。ここでは、形成予定ライン15は、OF19に対して略平行な方向に並ぶ形成領域25aの列のそれぞれ、及びOF19に対して略垂直な方向に並ぶ形成領域25aの列のそれぞれに沿って、各形成領域25aの中央部を通っている。
Subsequently, the
そして、半導体基板2の表面2aをレーザ光入射面として半導体基板2の内部(ここでは、研磨終了予定面16に対して半導体基板2の裏面2b側)に集光点P1を合わせて、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を形成する場合における照射条件で、半導体基板2にレーザ光(第1のレーザ光)L1を照射する。このとき、レーザ光L1の光軸を各形成予定ライン15上に位置させつつ、各形成予定ライン15に沿ってレーザ光L1の集光点P1を移動させる。ただし、形成予定ライン15と切断予定ライン5とが交差する部分をレーザ光L1の光軸が通過する際には、レーザ光L1の照射をOFFとし、各形成領域25aをレーザ光L1の光軸が通過する際には、レーザ光L1の照射をONとする。なお、切断予定ライン5は、隣り合う機能素子25の間(すなわち、隣り合う形成領域25aの間)を通るように後工程において格子状に設定される。
Then, the
以上のように、半導体基板2にレーザ光L1を照射して半導体基板2の内部を改質することにより、半導体基板2の厚さ方向から見た場合に切断予定ライン5と交差しないように、半導体基板2の内部にゲッタリング領域18を形成する(第1の工程)。ここでは、研磨終了予定面16に対して半導体基板2の裏面2b側に集光点P1を合わせたので、ゲッタリング領域18も研磨終了予定面16に対して半導体基板2の裏面2b側に形成される。なお、半導体基板2に対してレーザ光L1の集光点P1を相対的に移動させるために、支持台107を移動させてもよいし、レーザ光源101側(レーザ光源101、ダイクロイックミラー103及び集光用レンズ105等)を移動させてもよいし、或いは、支持台107及びレーザ光源101側の両方を移動させてもよい。
As described above, by irradiating the
続いて、図12に示すように、半導体基板2の表面2aに複数の機能素子25を形成する(第2の工程)。このとき、機能素子25の形成領域25aのそれぞれには、形成予定ライン15に沿って十字状に形成されたゲッタリング領域18が、半導体基板2の厚さ方向において対向している。
Subsequently, as shown in FIG. 12, a plurality of
続いて、図13に示すように、上述したレーザ加工装置100を用いて、次のように、半導体基板2の内部に切断起点領域8を形成する。すなわち、全ての機能素子25を覆うように保護フィルム22を半導体基板2の表面2aに貼り付けた後、半導体基板2の裏面2bがレーザ光入射面となるようにレーザ加工装置100の支持台107上に半導体基板2を載置し、隣り合う機能素子25の間(すなわち、隣り合う形成領域25aの間)を通るように切断予定ライン5を格子状に設定する。
Subsequently, as shown in FIG. 13, the cutting
そして、半導体基板2の裏面2bをレーザ光入射面として半導体基板2の内部(ここでは、ゲッタリング領域18に対して半導体基板2の裏面2b側)に集光点P2を合わせて、切断起点領域8として機能する改質領域7を形成する場合におけるレーザ光の照射条件で、半導体基板2にレーザ光(第2のレーザ光)L2を照射する。このとき、レーザ光L2の光軸を各切断予定ライン5上に位置させつつ、各切断予定ライン5に沿ってレーザ光L2の集光点P2を移動させる。
Then, the
以上のように、半導体基板2にレーザ光L2を照射して半導体基板2の内部を改質することにより、切断予定ライン5に沿って、半導体基板2の内部に切断起点領域8を形成する。そして、半導体基板2にレーザ光L2を照射することにより、切断起点領域8から発生した亀裂21を半導体基板2の表面2aに到達させる。ここでは、ゲッタリング領域18に対して半導体基板2の裏面2b側に集光点P2を合わせたので、切断起点領域8もゲッタリング領域18に対して半導体基板2の裏面2b側に形成される。なお、半導体基板2に対してレーザ光L2の集光点P2を相対的に移動させるために、支持台107を移動させてもよいし、レーザ光源101側を移動させてもよいし、或いは、支持台107及びレーザ光源101側の両方を移動させてもよい。
As described above, the
続いて、図14に示すように、保護フィルム22が貼り付けられた半導体基板2を研磨装置の支持台207上に載置し、半導体基板2の裏面2bが研磨終了予定面16に到達するまで(つまり、ゲッタリング領域18が残存しないように)半導体基板2の裏面2bを研磨する。これにより、切断起点領域8から発生して半導体基板2の裏面2b側に伸展した亀裂21に研磨面が到達し、切断予定ライン5に沿って半導体基板2が切断される。なお、研磨後の半導体基板2の厚さは、例えば50μmである。
Subsequently, as shown in FIG. 14, the
続いて、図15に示すように、半導体基板2の裏面2bにエキスパンドフィルム23を貼り付け、その後に、半導体基板2の表面2aから保護フィルム22を取り除く。そして、半導体基板2が切断されて得られた複数の半導体デバイス20をピックアップするために、エキスパンドフィルム23を径方向外側に拡張させて、複数の半導体デバイス20を互いに離間させる。以上のように、ゲッタリング領域18が残存しないように半導体基板2の裏面2bを研磨すると共に、切断予定ライン5に沿って機能素子25ごとに半導体基板2を切断し、一つの機能素子25を含む半導体デバイス20を複数得る(第3の工程)。
Subsequently, as shown in FIG. 15, an expanded
以上説明したように、半導体デバイス20の製造方法では、半導体基板2の表面2aに複数の機能素子25を形成する前に、半導体基板2の内部にゲッタリング領域18を形成する。これにより、複数の機能素子25を形成する際にゲッタリング効果を十分に発揮させることができる。更に、ゲッタリング領域18が残存しないように半導体基板2の裏面2bを研磨する。これにより、製造された半導体デバイス20にゲッタリング領域18を残存させずに、半導体デバイス20の強度を向上させることができる。よって、半導体デバイス20の製造方法によれば、ゲッタリング効果を十分に発揮させて、半導体デバイス20の信頼性を向上させることが可能となる。
As described above, in the method for manufacturing the
また、ゲッタリング領域18を形成する際には、半導体基板2の表面2aをレーザ光入射面として半導体基板2にレーザ光L1を照射する。これにより、複数の機能素子25を形成するための表面2aに対して所望の位置に精度良くゲッタリング領域18を形成することができる。
Further, when the
また、切断予定ライン5に沿って半導体基板2を切断するために、切断予定ライン5に沿って切断起点領域8を半導体基板2の内部に形成する。これにより、切断起点領域8から半導体基板2の厚さ方向に亀裂21を伸展させて、半導体基板2を切断予定ライン5に沿って精度良く且つ効率良く切断することができる。
Further, in order to cut the
また、切断起点領域8を形成する際には、半導体基板2にレーザ光L2を照射することにより、切断起点領域8から発生した亀裂21を半導体基板2の表面2aに到達させる。これにより、半導体基板2における機能素子25側の部分の切断精度を向上させることができる。
Further, when the cutting
また、切断起点領域8を形成する際には、半導体基板2の裏面2bをレーザ光入射面として半導体基板2にレーザ光L2を照射する。これにより、半導体基板2の表面2aに形成された機能素子25にレーザ光の照射によって熱的影響等が及ぶのを抑制することができる。
Further, when the cutting
また、切断起点領域8を形成した後に、半導体基板2の裏面2bを研磨する。これにより、切断起点領域8から発生した亀裂21に研磨面が到達しても、その亀裂21によって切断された半導体基板2の切断面が互いに密着した状態にあるため、研磨による半導体基板2のチッピングやクラッキングの発生を抑制しつつ、半導体基板2を薄化することができる。
Further, after forming the cutting
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、切断予定ライン5に沿って半導体基板2を切断する際に、隣り合う機能素子25の間に渡るように半導体基板2の表面2aに酸化膜等の積層部が形成されていてもよい。その場合には、切断予定ライン5に沿って半導体基板2と共に積層部を切断すればよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, when the
また、上記実施形態では、半導体基板2の裏面2bを研磨する前に、半導体基板2が切断予定ライン5に沿って完全に切断されておらず、半導体基板2の裏面2bを研磨した後に、半導体基板2が切断予定ライン5に沿って完全に切断されたが、これに限定されない。つまり、半導体基板2の裏面2bの研磨と切断予定ライン5に沿った半導体基板2の切断とが同時に進行してもよいし、当該研磨の後に当該切断が行われてもよいし、当該切断の後に当該研磨が行われてもよい。そのうち、半導体基板2の裏面2bを研磨する前に、半導体基板2が切断予定ライン5に沿って完全に切断された場合であっても、切断起点領域8として機能する改質領域7から発生した亀裂21を伸展させて半導体基板2を切断すれば、その亀裂21によって切断された半導体基板2の切断面が互いに密着した状態となる。そのため、研磨による半導体基板2のチッピングやクラッキングの発生を抑制しつつ、半導体基板2を薄化することができる。
In the above embodiment, the
また、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17、及び切断起点領域8として機能する改質領域7は、多光子吸収のみに起因して形成される場合に限定されず、多光子吸収に相当する光吸収等その他の光吸収や熱的影響に起因して形成される場合もある。つまり、多光子吸収は、改質領域を形成し得る現象の一例である。
Further, the modified
また、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17は、半導体基板2の厚さ方向において機能素子25の形成領域25aに対向するものであれば、機能素子25の形成パターンに応じて様々な形状を採ることができる。なお、半導体基板2の厚さ方向から見た場合に、半導体基板2の内部に形成されたゲッタリング領域18が切断予定ライン5と交差することもある。
Further, the modified
また、切断起点領域8として機能する改質領域7は、1本の切断予定ライン5に対して、半導体基板2の厚さ方向に並ぶように複数列形成されてもよい。また、切断起点領域8は、ゲッタリング領域18に対して半導体基板2の裏面2b側に形成される場合に限定されず、ゲッタリング領域18に対して半導体基板2の表面2a側に形成されてもよい。
Further, the modified
また、上記実施形態では、切断起点領域8として機能する改質領域7から発生した亀裂21を伸展させて半導体基板2を切断したが、ブレードによる切断等のその他の方法で、切断予定ライン5に沿って半導体基板2を切断してもよい。
In the above-described embodiment, the
なお、上記実施形態により、次のようなレーザ加工方法の発明、機能素子の形成方法の発明、半導体デバイスの製造方法の発明も成立する。 In addition, according to the said embodiment, the invention of the following laser processing methods, the invention of the formation method of a functional element, and the invention of the manufacturing method of a semiconductor device are materialized.
すなわち、レーザ加工方法の発明は、複数の機能素子を形成するための表面及び前記表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第1のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成する工程を備える、レーザ加工方法である。このレーザ加工方法によれば、後の工程において、半導体基板の表面に複数の機能素子を形成する際に、ゲッタリング効果を十分に発揮させることができる。 That is, the invention of the laser processing method modifies the inside of the semiconductor substrate by irradiating a semiconductor substrate having a front surface for forming a plurality of functional elements and a back surface opposite to the front surface with a first laser beam. Thus, the laser processing method includes a step of forming a gettering region for trapping impurities inside the semiconductor substrate. According to this laser processing method, the gettering effect can be sufficiently exerted when a plurality of functional elements are formed on the surface of the semiconductor substrate in a later step.
また、機能素子の形成方法の発明は、複数の機能素子を形成するための表面及び前記表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第1のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域が内部に形成された前記半導体基板を準備し、前記半導体基板の前記表面に複数の前記機能素子を形成する工程を備える、機能素子の形成方法である。この機能素子の形成方法によれば、半導体基板の表面に複数の機能素子を形成する際に、ゲッタリング効果を十分に発揮させることができる。 In addition, the invention of the method for forming a functional element modifies the inside of the semiconductor substrate by irradiating a semiconductor substrate having a front surface for forming a plurality of functional elements and a back surface opposite to the front surface with a first laser beam. Forming a plurality of functional elements on the surface of the semiconductor substrate by preparing the semiconductor substrate in which gettering regions for trapping impurities are formed. Is the method. According to this method of forming a functional element, the gettering effect can be sufficiently exhibited when a plurality of functional elements are formed on the surface of the semiconductor substrate.
また、半導体デバイスの製造方法の発明は、複数の機能素子を形成するための表面及び前記表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第1のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域が内部に形成され、且つ前記半導体基板の前記表面に複数の前記機能素子が形成された前記半導体基板を準備し、前記ゲッタリング領域が残存しないように前記半導体基板の前記裏面を研磨すると共に、隣り合う前記機能素子の間を通るように設定された切断予定ラインに沿って、前記機能素子ごとに少なくとも前記半導体基板を切断し、一つの前記機能素子を含む半導体デバイスを複数得る工程を備える、半導体デバイスの製造方法である。この半導体デバイスの製造方法によれば、ゲッタリング領域が残存しないように半導体基板の裏面を研磨するので、製造された半導体デバイスにゲッタリング領域を残存させずに、半導体デバイスの強度を向上させることができる。 In addition, the invention of the method for manufacturing a semiconductor device modifies the inside of the semiconductor substrate by irradiating a semiconductor substrate having a front surface for forming a plurality of functional elements and a back surface opposite to the front surface with a first laser beam. Preparing a semiconductor substrate in which a gettering region for trapping impurities is formed and a plurality of functional elements are formed on the surface of the semiconductor substrate, and the gettering region remains Polishing the back surface of the semiconductor substrate so as not to cut at least the semiconductor substrate for each functional element along a scheduled cutting line set to pass between adjacent functional elements, A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: obtaining a plurality of semiconductor devices including the functional element. According to this semiconductor device manufacturing method, the back surface of the semiconductor substrate is polished so that the gettering region does not remain, so that the strength of the semiconductor device can be improved without leaving the gettering region in the manufactured semiconductor device. Can do.
2…半導体基板、2a…表面、2b…裏面、5…切断予定ライン、8…切断起点領域、18…ゲッタリング領域、20…半導体デバイス、21…亀裂、25…機能素子、L1…レーザ光(第1のレーザ光)、L2…レーザ光(第2のレーザ光)。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1の工程の後に、前記半導体基板の前記表面に複数の前記機能素子を形成する第2の工程と、
前記第2の工程の後に、前記ゲッタリング領域が残存しないように前記半導体基板の前記裏面を研磨すると共に、隣り合う前記機能素子の間を通るように設定された切断予定ラインに沿って、前記機能素子ごとに少なくとも前記半導体基板を切断し、一つの前記機能素子を含む半導体デバイスを複数得る第3の工程と、を備える、半導体デバイスの製造方法。 Irradiating a semiconductor substrate having a front surface for forming a plurality of functional elements and a back surface opposite to the front surface with a first laser beam to modify the inside of the semiconductor substrate, thereby capturing impurities A first step of forming a gettering region within the semiconductor substrate;
A second step of forming a plurality of the functional elements on the surface of the semiconductor substrate after the first step;
After the second step, the back surface of the semiconductor substrate is polished so that the gettering region does not remain, and along the scheduled cutting line set to pass between the adjacent functional elements, A third step of cutting at least the semiconductor substrate for each functional element to obtain a plurality of semiconductor devices including one functional element.
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