JP3306889B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
法に関し、特に、半導体基板にヴィアホール(via hol
e)を有する半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
スを終了した半導体基板を個々のチップに分割する方法
としては、従来より種々の方法が用いられている。この
うち、GaAs基板などのもろい半導体基板を個々のチ
ップに分割する場合には、半導体基板をスクライブライ
ンに沿ってけがいた後、この半導体基板をその直径方向
に引き延ばすことによりへき開を起こさせる、いわゆる
延伸スクライブ法が従来より用いられている。
基板にこれを貫通するヴィアホールを形成するものがあ
り、モノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)はそ
の一例である。このようなヴィアホールが形成されたM
MIC製造用の半導体基板を上述の延伸スクライブ法に
よって個々のチップに分割する場合に従来用いられてい
る方法を図3に示す。
ように、半導体基板101の表側の主面(以下「表面」
という)に能動素子としてのFET102、受動素子と
しての金属−絶縁体−金属(MIM)キャパシタ10
3、表面接地電極104、絶縁膜105などを形成した
後、この半導体基板101をその裏側の主面(以下「裏
面」という)から所定の厚さ(例えば、100μm程
度)にラッピングする。次に、この半導体基板101の
裏面全面にマスク層106を形成した後、このマスク層
106を、形成すべきヴィアホールに対応した形状にパ
ターニングし、このマスク層106を用いて半導体基板
101をエッチングすることにより、この半導体基板1
01を貫通したヴィアホール107を形成する。
Bに示すように、半導体基板101の裏面全面に薄い金
属層108を形成する。次に、この金属層108のうち
スクライブライン109に対応する部分のみをレジスト
110で覆った後、この金属層108を下地として電解
メッキを行うことにより、レジスト110で覆われた部
分を除いた金属層108の全面に厚い導電層111を形
成する。この導電層111と金属層108とが裏面接地
電極を形成する。この裏面接地電極と、上述のFET1
02、MIMキャパシタ103などを接続するストリッ
プ線路との間に導波路が形成されている。また、この裏
面接地電極は、ヴィアホール107を介して表面接地電
極104と接続されている。次に、レジスト110を除
去した後、図3Cに示すように、半導体基板101の表
面をスクライブライン109に沿ってけがいてスクライ
ブ溝(スクライブトレンチ)112を形成する。この
後、半導体基板101をその直径方向に延伸することに
よってへき開を起こさせ、個々のチップに分割する。
る半導体基板101の延伸スクライブにおいては、半導
体基板101を刃でけがくときに加わる圧力や延伸時に
生じる応力によって、ヴィアホール107を通る亀裂が
半導体基板101に発生し、チップの破壊が生じてしま
うことがあるという問題があった。
ことなく、ヴィアホールを有する半導体基板を延伸スク
ライブ法によって個々のチップに分割する際にチップが
破壊するのを防止することができる半導体装置の製造方
法を提供することにある。
ば、上述の従来の方法による半導体基板101の延伸ス
クライブにおいてヴィアホール107を通る亀裂が半導
体基板101に発生するのは、けがきや延伸により生じ
る応力が、スクライブ溝112よりもヴィアホール10
7の近傍に多く集中するためである。この問題を解決す
るために、半導体基板101を深くけがいてスクライブ
溝112を深く形成することが考えられるが、半導体基
板101を破壊せずに機械的にけがくことのできる深さ
には限界があるので、このように半導体基板101を深
くけがくことにより延伸スクライブの際のチップの破壊
を防止することは困難である。
は、延伸スクライブの際に生じる応力を集中させる場所
を機械的なけがきにより形成された浅いスクライブ溝1
12としているため、このスクライブ溝112の部分の
半導体基板101が、この半導体基板101を貫通して
形成されたヴィアホール107の部分に比べて十分な力
学的弱さを有していないことにあることに着目し、これ
に基づいて鋭意検討を行った結果、この発明を案出する
に至った。
の発明は、半導体基板(1)にヴィアホール(7)を有
する半導体装置の製造方法において、反応性イオンエッ
チングにより半導体基板(1)にヴィアホール(7)を
形成する際に半導体基板(1)のスクライブ領域(8)
に溝(9)を形成する工程と、溝(9)が形成された半
導体基板(1)を延伸して個々のチップに分割する工程
とを有するものである。
の製造方法によれば、反応性イオンエッチングにより半
導体基板(1)にヴィアホール(7)を形成する際に半
導体基板(1)のスクライブ領域(8)に十分に深い溝
(9)を容易に形成することができるため、この溝
(9)の部分の半導体基板(1)がヴィアホール(7)
の部分に比べて十分な力学的弱さを有するようにするこ
とができる。これによって、半導体基板(1)の延伸ス
クライブを行う際にヴィアホール(7)の近傍に生じる
応力を緩和することができることにより、ヴィアホール
(7)を通る亀裂が半導体基板(1)に発生してチップ
が破壊するのを防止することができる。また、ヴィアホ
ール(7)を形成する際に溝(9)を形成しているの
で、この溝(9)を形成するために新たに工程を追加す
る必要はない。
照しながら説明する。図1はこの発明の一実施例による
MMICの製造方法を工程順に示す断面図である。
いては、図1Aに示すように、半導体基板1の表面に能
動素子としてのFET2、受動素子としてのMIMキャ
パシタ3、表面接地電極4、絶縁膜5などを形成した
後、この半導体基板1をその裏面から所定の厚さ(例え
ば、100μm程度)にラッピングする。次に、この半
導体基板1の裏面全面にマスク層6を形成する。ここま
での工程は、上述の従来のMMICの製造方法と同様で
ある。この後、このマスク層6を、形成すべきヴィアホ
ール及びスクライブ溝に対応した形状にパターニング
し、このマスク層6を用いて半導体基板1をエッチング
することにより、半導体基板1を貫通したヴィアホール
7を形成すると同時に、半導体基板1の裏面のスクライ
ブライン8に対応する部分にスクライブ溝9を形成す
る。このスクライブ溝9は、このスクライブ溝9の部分
の半導体基板1がヴィアホール7の部分に比べて十分な
力学的弱さを有するように十分に深く形成する。
示すように、半導体基板1の裏面全面に薄い金属層10
を形成する。次に、この金属層10のうちスクライブラ
イン8に対応する部分のみをレジスト11で覆った後、
この金属層10を下地として電解メッキを行うことによ
り、レジスト11で覆われた部分を除いた金属層10の
全面に厚い導電層12を形成する。この導電層12と金
属層10とが裏面接地電極を形成する。この裏面接地電
極と、上述のFET2、MIMキャパシタ3などを接続
するストリップ線路との間に導波路が形成されている。
また、この裏面接地電極は、ヴィアホール7を介して表
面接地電極4と接続されている。この後、半導体基板1
をその直径方向に延伸することによってへき開を起こさ
せ、個々のチップに分割する。
ィアホール7は半導体基板1を貫通して形成する必要が
あるのに対して、スクライブ溝9は、このスクライブ溝
9の部分の半導体基板1がヴィアホール7の部分に比べ
て十分な力学的弱さを有するような深さとする必要があ
る。このために、これらのヴィアホール7及びスクライ
ブ溝9を形成するためのエッチングは、エッチング速度
がパターン幅に依存する性質があるエッチング法により
行われる。ここでは、その一例として、反応性イオンエ
ッチング(RIE)法によりエッチングを行う場合につ
いて説明する。なお、半導体基板は(100)面方位の
半絶縁性GaAs基板、RIEの反応ガスはCCl2 F
2 100%、エッチングマスクとして用いられるマスク
層の材料はニッケル(Ni)であるとする。
As基板を反応ガスとしてCCl2 F2 を用いたRIE
法によりエッチングした場合におけるエッチング深さ
(溝の深さに対応する)とパターン幅(溝の幅に対応す
る)との関係を示す。ただし、CCl2 F2 のガス流量
は12sccm、圧力は14mTorr、RF電力密度
は0.16W/cm2 である。図3中の3組の曲線は、
それぞれエッチング時間が30分、100分及び290
分の場合に測定された結果を示す。また、各組の曲線の
白丸及び黒丸の点は、それぞれ、半絶縁性GaAs基板
を補強用のガラス板に張り付けてRIE法によるエッチ
ングを行った場合及び半絶縁性GaAs基板をガラス板に張
り付けずにそのままでRIE法によるエッチングを行っ
た場合に測定されたデータを示す。
にかかわらず、パターン幅、すなわち溝の幅に対するエ
ッチング深さ、すなわち溝の深さ(アスペクト比)によ
るエッチング速度の変化が観察される。従って、この現
象を利用すれば、基板上に形成された複数のパターンに
対して、パターン相互の幅の比を適当に選ぶことによ
り、深さの異なる溝を1回のRIE法によるエッチング
により形成することが可能であることがわかる。この実
施例の場合、スクライブ溝9の深さは、ヴィアホール7
の幅とスクライブ溝9の幅との比を適当に設計すること
によって、半導体基板1の厚さを最大とする範囲内で自
由に選ぶことができる。
チングにより半導体基板1にヴィアホール7を形成する
際に、この半導体基板1の裏面のスクライブライン8に
対応する部分に十分に深いスクライブ溝9を形成してい
るので、半導体基板1の延伸スクライブを行う際にヴィ
アホール7の近傍に生じる応力をこのスクライブ溝9に
分散させることができ、これによってヴィアホール7の
近傍に生じる応力を緩和することができる。このため、
ヴィアホール7を通る亀裂が半導体基板1に発生するの
を抑制しつつ、スクライブライン8に沿って所望のへき
開を起こさせることができることから、チップの破壊を
有効に防止することができる。そして、これによって、
MMICの製造歩留まりの向上を図ることができる。
溝9は、ヴィアホール7を形成する際に同時に形成して
いるので、このスクライブ溝9を形成するための工程を
新たに追加する必要はない。一方、このスクライブ溝9
はエッチングにより形成しているため、スクライブ溝を
形成するために半導体基板1をけがく工程は不要であ
る。従って、この実施例によれば、けがき工程が不要と
なった分だけ、上述の従来のMMICの製造方法に比べ
て製造工程の簡略化を図ることができる。
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。例えば、上述の実施例においてヴィアホ
ール7及びスクライブ溝9を形成する際に利用した、エ
ッチング時にエッチング速度がパターン幅に依存する性
質は、上述の実施例において述べたものと異なる他の多
くの基板材料や反応ガス、さらにはエッチング法を用い
る場合にも得ることが可能である。
ブ溝9を形成するためのエッチング法としては、RIE
法の代わりに、反応性イオンビームエッチング(RIB
E)法やイオンミリング法などを用いることが可能であ
る。また、エッチングガス種と基板材料との組み合わせ
では、GaAs基板及びInP基板に対しては、CCl
2 F2 の代わりに、SiCl4 、CCl4 、BCl3 な
どの塩素(Cl)原子を含有するガスを含むガス系を用
いることが可能である。さらに、Si基板に対しては、
SiCl4 、CCl4 、BCl3 などのCl原子を含有
するガス及びCF4 などのフッ素(F)原子を含有する
ガスを含むガス系を用いることが可能である。
は、半導体基板1にレーザビームを選択的に照射するこ
とにより同時に形成することも可能である。この場合、
1回の照射工程において、ヴィアホール7を形成する部
分とスクライブ溝9を形成する部分とでレーザビームの
照射時間または照射電力を変えることにより、上述の実
施例と同様にしてヴィアホール7及びスクライブ溝9を
形成することが可能である。
基板1の裏面にスクライブ溝9を形成しているが、この
スクライブ溝9は、半導体基板1の表面に形成すること
も可能であり、さらには半導体基板1の裏面及び表面に
それぞれ形成することも可能である。また、場合によっ
ては、上述の実施例における延伸の直前の工程で半導体
基板1にけがきによる必要最小限のスクライブを行うこ
とも可能である。
の回路構成は単なる一例に過ぎず、これと異なる回路構
成を有するMMICの製造にもこの発明を適用すること
が可能であることは勿論、MMIC以外の、半導体基板
にヴィアホールを有する各種の半導体装置の製造にこの
発明を適用することが可能である。
ば、反応性イオンエッチングにより半導体基板にヴィア
ホールを形成する際に半導体基板のスクライブ領域に溝
を形成するようにしているので、工程を増やすことな
く、ヴィアホールを有する半導体基板を延伸スクライブ
法によって個々のチップに分割する際にチップが破壊す
るのを防止することができる。
を工程順に説明するための断面図である。
IE法によりエッチングする場合におけるエッチング深
さとパターン幅との関係を示すグラフである。
ための断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体基板にヴィアホールを有する半導
体装置の製造方法において、 反応性イオンエッチングにより上記半導体基板に上記ヴ
ィアホールを形成する際に上記半導体基板のスクライブ
領域に溝を形成する工程と、 上記溝が形成された上記半導体基板を延伸して個々のチ
ップに分割する工程とを有する ことを特徴とする半導体
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34217191A JP3306889B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34217191A JP3306889B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05152435A JPH05152435A (ja) | 1993-06-18 |
JP3306889B2 true JP3306889B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=18351674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34217191A Expired - Lifetime JP3306889B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3306889B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11296035B2 (en) | 2019-08-30 | 2022-04-05 | Kioxia Corporation | Semiconductor wafer and semiconductor chip |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6422388B2 (ja) * | 2015-04-09 | 2018-11-14 | 株式会社ディスコ | 切削溝の形成方法 |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP34217191A patent/JP3306889B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11296035B2 (en) | 2019-08-30 | 2022-04-05 | Kioxia Corporation | Semiconductor wafer and semiconductor chip |
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JPH05152435A (ja) | 1993-06-18 |
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