JP3633333B2 - Manufacturing method of semiconductor chip - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、シリコン基板に異方性エッチングを用いたマイクロマシニング加工を施して流量センサ等を形成する半導体センサに利用され、基板上に複数形成された半導体チップを個別に分割するための切断用溝を異方性エッチングにより形成する半導体チップの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
上述した半導体チップの製造法は、例えば、特開平7−83707号公報に開示されている。従来の製造方法では、異方性エッチングを用いたマイクロマシニング加工によってシリコン基板上の半導体チップ領域に流量センサ回路を形成する際に、半導体チップの周囲にダイシング用V溝を上記異方性エッチングにより同時に形成する。シリコン基板上には絶縁膜が形成されており、この絶縁膜に形成されたV溝形成用開口からシリコン基板を異方性エッチングすることにより上記V溝が形成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図21(a)のように半導体チップ領域の全周を囲むようにV溝を形成した場合、矩形領域の四隅部分C1では異方性エッチングによる浸食の程度が他の部分より大きくなるため、図21(b)のB1−B1’断面図に示すように絶縁膜下部のシリコン基板まで浸食されてしまうことになる。その結果、上記四隅部分では絶縁膜とシリコン基板との間に隙間が生じ、V溝に沿ってダイシングした際に四隅部分の絶縁膜に欠けが生じるおそれがあった。また、このような浸食が生じる四隅部分には素子(周辺素子や回路素子)や配線を形成することができないので、その分だけチップ面積を大きくする必要があった。
【0004】
一方、上述したような四隅部分におけるシリコン基板の過大な浸食を避ける目的で、図22(a)のように四隅部分でV溝が交差しないように一方のV溝を不連続な溝とすることがある。しかし、ダイシングの際にV溝が不連続となる部分でチップが欠ける、いわゆるチッピングが発生しやすくなる。また、不連続部分で切削抵抗が変化するためダイシングブレードにダメージを与え、ブレードの割れや欠けなどが発生しやすくなる。図22の(b)はダイシング後の半導体チップの平面図、(c)は(b)のB2矢視図であり、V溝に不連続部分があるためにチップの四隅部分C2に突起部が形成され、ダイシング後の工程においてチッピングの原因(例えばハンドリング中のチッピング)となりやすい。
【0005】
本発明の目的は、ダイシング中やハンドリング中にチッピングが発生しにくい半導体チップの製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
発明の実施の形態を示す図7に対応付けて説明すると、
(1)図7に対応付けて説明すると、請求項1の発明は、基板2上の複数の矩形状チップ領域S2のそれぞれに機能性構造物(4a〜4c、5,6a、6b)を一括で形成する工程と、隣り合うチップ領域S2の間の基板2上に異方性エッチングにより切断用溝2bを形成する工程とを有する半導体チップの製造方法に適用され、異方性エッチングによるエッチング速度が基板2より小さな浸食阻止層101をチップ領域S2の周縁部の少なくとも四隅部分の基板2に形成し、チップ領域毎にチップ領域S2および浸食阻止層101を覆うように絶縁膜103を形成して、隣り合うチップ領域S2の間に絶縁膜103によるエッチング用開口部を形成し、エッチング用開口部105 A から異方性エッチングを行って切断用溝2bを形成する。そのため、異方性エッチングを行った際に、チップ領域S2の浸食阻止層101のエッチング量を溝形成部分の基板2のエッチング量に比べて小さく抑えることができる。
(2)請求項2の発明は、請求項1に記載の半導体チップの製造方法において、基板2はシリコン基板であり、浸食阻止層101はシリコン基板2にボロン(B)をドープしたボロン拡散層である。ボロン拡散層101はシリコン基板2に比べてシリコンエッチング液によるエッチング速度が非常に遅いため、異方性エッチングによるチップ領域S2への浸食はボロン拡散層101で阻止される。
(3)請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載の半導体チップの製造方法において、チップ領域S2の機能性構造物は、流量センサ、赤外線センサあるいは圧力センサ等のセンサ回路である。
【0007】
【発明の効果】
請求項1〜請求項3の発明によれば、矩形状チップ領域の少なくとも四隅に形成された浸食阻止層は異方性エッチングを行った際のエッチング量が基板に比べて小さくなるため、浸食阻止層が形成されたチップ領域の基板上に形成された絶縁膜の下部の浸食を抑制することができ、ダイシングやハンドリングの際のチッピングを低減することができる。
特に、請求項2の発明では、浸食阻止層としてエッチング量が非常に小さなボロン拡散層を形成したので、エッチングによる浸食をボロン拡散層で阻止することができ、絶縁膜下部が浸食されて絶縁膜が庇状に残ることが無く、ダイシングやハンドリングの際のチッピングを防止することができる。
【0008】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図20を参照して本発明の実施の形態を説明する。
−第1の実施の形態−
図1は半導体センサチップの動作を説明する図であり、(a)は半導体センサチップの平面図、(b)は(a)のD−D’断面図である。図1に示す半導体センサチップ1はシリコン基板2上に流体の微少流量を検出する流量センサ回路を形成したものであり、センサ回路はマイクロマシニング加工を利用して形成される。シリコン基板2上には窒化シリコン(Si3N4)等から成る絶縁膜103,104が形成されており、チップ中央部のシリコン基板2に形成された凹部2aの上方には絶縁膜103,104による架橋状の梁4a,4b,4cが形成されている。中央の梁4aには発熱体5が形成され、それを挟むように梁4bに測温抵抗体6aが梁4cに測温抵抗体6bが形成されている。発熱体5および測温抵抗体6a,6bは不図示のコントローラに接続される。101はシリコン基板2に形成されるボロン拡散層であり、詳細は後述する。
【0010】
発熱体5および測温抵抗体6a,6bは、それぞれ独立した梁4a〜4c上に形成され、かつ梁4a〜4cの下部に凹部2が形成されることによって、各々がシリコン基板2から熱的にほとんど分離されている。このセンサチップを例えば大気中に設置して、発熱体5を周囲温度より高い温度Thに制御すると、チップ表面付近に大気の流れが無い場合には測温抵抗体6a,6bの温度Ta、Tbは等しくなる。図1(c)は発熱体5の温度Thおよび測温抵抗体6a,6bの温度Ta,Tbを概念的に示した図であり、縦軸は温度Tを示す。
【0011】
図1(b)の矢印Eで示すような大気の流れが発生した場合、発熱体5に関して上流に位置する測温抵抗体6aは、大気により冷却されて温度がTaからTa’(=Ta−ΔTa)に低下する。一方、発熱体5より下流に位置する測温抵抗体6bは気流により発熱体5からの熱流入が促進されて、温度がTbからTb’(=Tb+ΔTb)に上昇する。その結果、大気の流速に依存する温度差が測温抵抗体6a,6b間に生じる。この温度差は測温抵抗体6a,6bの抵抗値の変化として検出されるので、例えば、測温抵抗体6a,6bをホイートストンブリッジ回路に組み込むことにより温度差を電圧に変換することができ、流速に応じた電圧出力が得られる。
【0012】
図1に示した半導体センサチップ1を製作する際には、図2のように複数の半導体センサチップ1がシリコンウェハW上に一括で形成される。各半導体センサチップ1はそれぞれ非パターン領域(以下、V溝形成領域と呼ぶ)10で分離されており、ダイシング装置を用いてシリコン基板ウエハWをV溝形成領域10に沿って切断することにより個々の半導体センサチップ1に分割する。
【0013】
次いで、図3〜図8を参照しながら半導体センサチップ1の製造手順を説明する。なお、図3〜図8のそれぞれにおいて、(a)は半導体センサの平面図を、(b)は(a)のA−A’断面図を示す。まず、図3のように、表裏面がシリコン結晶の(100)面であるシリコン基板2を用意し、そのシリコン基板2の一方の面にフォトリソグラフィによりレジストパターン100を形成する。レジストパターン100はフォトレジスト層が形成されるパターン100A,100Bと、フォトレジスト層が形成されないパターン100Cとで構成される。パターン100Aおよびパターン100Cは上述した半導体センサチップ1のチップ領域に形成され、フォトレジスト層が形成されるパターン100Aの領域(以下、回路形成領域と呼ぶ)に半導体センサの回路等が形成される。一方、パターン100BはV溝形成領域10に形成される。
【0014】
次に、図3のレジストパターン100をマスクとして、イオン注入法によりボロン(B)を開口パターン100Cの部分からシリコン基板2に導入する。このとき、ボロンのドーズ量は5×1015〜6×1016(cm−2)程度の高濃度に設定される。その後、シリコン基板2上のレジストパターン100を酸素プラズマや熱硫酸等を用いた方法により除去し、950℃で30分程度のアニールを行って、導入されたボロンを活性化することにより高濃度のボロン拡散層101が形成される。図4に示すように、ボロン拡散層101は各回路形成領域Sを囲むように形成される。
【0015】
シリコン基板2にボロン拡散層101を形成したならば、図5に示すように、シリコンエッチング液(ヒドラジンや水酸化カリウム(KOH)など)に対して耐腐食性を有する窒化シリコン(Si3N4)等の絶縁膜103を、減圧CVD法やプラズマCVD法等によりシリコン基板2の表裏両面に形成する。次いで、シリコン基板2のボロン拡散層101が形成された側の絶縁膜103上に金属(例えば、白金)の薄膜をスパッタ法により成膜し、この金属膜をフォトリソグラフィおよびスパッタエッチ等により所定のパターン形状に形成して発熱体5および測温抵抗体6a,6bを形成する。
【0016】
その後、図6に示すように、半導体センサの表面を保護するための窒化シリコン(Si3N4)等の絶縁膜104をシリコン基板2の発熱体5および測温抵抗体6a,6bを覆うように形成し、絶縁膜103および104の一部をプラズマエッチング等によりエッチングして異方性エッチング用開口105A、105B,105Cを形成する。開口105Aはチップ形成領域Sを囲むように形成されたボロン拡散層101間のV溝形成領域10上に形成され、三角形の開口105Bは発熱体5および測温抵抗体6a,6bを挟むような配置で形成され、スリット状の開口105Cは発熱体5と測温抵抗体6a,6bとの間に形成される。図6において、S2はV溝形成領域10により囲まれたチップ領域を示し、このチップ領域S2内にセンサ回路およびボロン拡散層101が形成される。
【0017】
次に、シリコン基板2をヒドラジンや水酸化カリウム(KOH)等のシリコンエッチング液により異方性エッチングすると、図7に示すように開口部105A部分ではシリコン基板2がV溝状にエッチングされてV溝2bが形成される。一方、2つの三角形開口部105Bおよびスリット状開口105Cから異方性エッチングされたシリコン基板2は、上述した図1のD−D’断面図のようにエッチングされて凹部2aが形成される。これにより、発熱体5,測温抵抗体6a,6bが設けられて互いに分離した梁4a,4b,4cが形成される。この梁4a〜4cの下面はシリコン基板2と離れているため、シリコン基板2から熱的に分離される。
【0018】
最後に、シリコン基板2に形成されたV溝2aに沿ってダイシングを行って各半導体センサチップに分割することにより、図8に示すような半導体センサチップ1が得られる。ところで、図6(b)に示すように開口105Aに露出しているV溝形成領域10の両側には、シリコン基板2に比べて異方性エッチングのエッチング速度が非常に遅いボロン拡散層101が浸食阻止層として形成されているため、開口105A部分からの異方性エッチングはこのボロン拡散層101で阻止され、回路形成領域Sまで進行することがない。そのため、図8(b)および図21(b)を比較すると分かるように、本実施の形態の製造方法によれば、半導体センサチップ1の四隅部分において、絶縁膜103の下部に食い込むような異方性エッチングによる浸食が生じない。その結果、各半導体センサチップに分割するダイシングの際や後工程のハンドリングの際の四隅部分のチッピングを防止することができる。
【0019】
−第2の実施の形態−
図9〜図11は本発明による製造方法の第2の実施の形態を説明する図であり、図9および図10は第1の実施の形態の図3および図4に対応する図である。図9に示す工程では、表裏面がシリコン結晶の(100)面であるシリコン基板2の一方の面に、フォトリソグラフィによりレジストパターン200を形成する。S2はシリコン基板2上の半導体センサチップ1(上述した図2参照)が形成される領域を示しており、チップ領域S2の四隅にはフォトレジストが形成されない矩形開口パターン200Aが形成される。図9において(b)は(a)のF−F’断面図である。
【0020】
次いで、図9のレジストパターン200をマスクとして、イオン注入法によりボロンを開口パターン200Aの部分からシリコン基板2に導入する。このときのボロンのドーズ量は、第1の実施の形態と同様の5×1015〜6×1016(cm−2)程度に設定される。その後、シリコン基板2上のレジストパターン200を酸素プラズマや熱硫酸等を用いた方法により除去し、950℃で30分程度のアニールを行って導入されたボロンの活性化をすることにより、高濃度のボロン拡散層201が図10に示すようにチップ領域S2の四隅に形成される。
【0021】
これ以降の工程(センサ回路およびV溝の形成等)については上述した第1の実施の形態と同様なので、本実施の形態では説明を省略する。図11はシリコン基板2上に形成された複数の半導体センサチップ1を個々の半導体センサチップ1に分割して得られたものの一つを示したものであり、(b)は(a)のF−F’断面図である。本実施の形態ではチップ領域S2の四隅のそれぞれに高濃度のボロン拡散層201を形成したので、第1の実施の形態と同様に半導体センサチップ1の四隅部分において絶縁膜103の下部に食い込むような異方性エッチングによる浸食が生じない。その結果、各半導体センサチップ1に分割するダイシングの際や後工程のハンドリングの際の四隅部分のチッピングを防止することができる。
【0022】
さらに、本実施の形態では、チップ領域S2においてエッチングによる浸食の著しい四隅部分にのみボロン拡散層201を形成しているので、上述した第1の実施の形態に比べて回路形成領域を大きくとることができる。
【0023】
−第3の実施の形態−
上述した第1および第2の実施の形態では、流量センサに本発明による製造方法を適用した場合について説明したが、本実施の形態は赤外線センサの製造に適用したものである。図12の(a)は赤外線センサチップ30の平面図であり、(b)は(a)のH−H’断面図である。シリコン基板20の中央部には凹部20aが形成され、その凹部20aの上方には4カ所の梁Pで支持されたダイアフラムMが形成されている。各梁Pには熱電対TCを構成するN型多結晶シリコン304およびP型多結晶シリコン305がそれぞれ形成され、ダイアフラムM上には赤外線を熱に変換する赤外線吸収体312が形成されている。ダイアフラムMはシリコン基板20から熱的に分離されていることから、ダイアフラムM側の温点Q1とシリコン基板20側の冷点Q2の間に温度差が生じ、4つの熱電対TCに起電力が発生する。各熱電対TCはアルミ配線309により直列に接続されており、このアルミ配線309を介して起電力を電圧出力として取り出すことによって赤外線吸収体312に照射される赤外線を電気信号に変換している。
【0024】
次に、図12に示す赤外線センサチップの製造手順を図13〜図20を参照して説明する。なお、図13〜図20において(a)は赤外線センサの平面図を、(b)は(a)のH−H’断面図を示す。まず、図13に示すように表裏面がシリコン結晶の(100)面であるシリコン基板20上のチップ領域S3の中央部分に、フォトリソグラフィおよびイオン注入によりシリコンイオンを打ち込んで欠陥層301を形成する。次いで、欠陥層301を形成した側のシリコン基板面に、シリコンエッチング液に対して耐腐食性を有する窒化シリコン(Si3N4)等の絶縁膜302を減圧CVD法等により形成する。その後、フォトリソグラフィおよびリアクティブイオンエッチング等を用いて、図13に示すような絶縁膜302のパターンを形成する。
【0025】
次の工程では、絶縁膜302上に多結晶シリコンを減圧CVD等により成膜し、その多結晶シリコンをフォトリソグラフィおよびリアクティブイオンエッチングによりパターンニング加工して図14に示すような多結晶シリコンパターン303(303A,303B)を形成する。その後、フォトリソグラフィおよびイオン注入により多結晶シリコンパターン303Aに燐または砒素を、多結晶シリコンパターン303Bにボロンをそれぞれ導入し、N型多結晶シリコン304とP型多結晶シリコン305とを形成する(図15参照)。
【0026】
図15はN型多結晶シリコン304、P型多結晶シリコン305の順に形成した場合を示す図であり、多結晶シリコンパターン303Bにボロンをイオン注入するときのマスクであるレジストパターン306には、多結晶シリコンパターン303Bを露出する開口パターン306Aと、チップ領域S3の縁部分の開口パターン306Bとが形成されている。そのため、開口パターン306B部分に露出しているシリコン基板20にもボロンが導入され高濃度のボロン拡散層307が形成されている。その後、図16に示すようにリンガラス等の層間絶縁膜308を常圧CVD等により形成し、例えば、950℃で30分程度のアニールを行い不純物の活性化を行う。
【0027】
次いで、各多結晶シリコン304,305とアルミ配線とを接続するためのコンタクトホールを層間絶縁膜308に形成した後、スパッタ等によりアルミ膜を成膜し、そのアルミ膜をパターンニングして図17に示すようなアルミ配線309を形成する。その後、図18に示すように、プラズマCDV等により窒化シリコン膜等の最終的な保護膜310を層間絶縁膜308およびアルミ配線309上に形成し、シリコン基板20に凹部20a(図12)および後述するV溝を形成するための異方性エッチング用開口311A(L字形の開口),311Bを保護膜310に形成する。
【0028】
そして、ヒドラジンや水酸化カリウム(KOH)等のシリコンエッチング液によりシリコン基板20の異方性エッチングを行い、図19に示すような凹部20aおよびV溝20bを形成する。その結果、凹部20aの上方には4カ所の梁Pにより支持されたダイアフラムMが形成される。このメンブレンM上には赤外線吸収膜(例えば、金黒等から成る膜)を成膜してパターンニングを行うことにより、図20に示すような赤外線吸収体312が形成される。このようにしてシリコン基板20上に複数の赤外線センサが一括して形成されたならば、異方性エッチングにより形成されたV溝20bに沿ってダイシングを行い、図12に示すような個別の赤外線センサチップ30に分割する。
【0029】
本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様のボロン拡散層307が形成されるため、このボロン拡散層307が開口311Bを通して異方性エッチングする際のストッパの働きをし、赤外線センサチップ30の四隅部分において絶縁膜302の下部に浸食が生じない。その結果、ダイシングやハンドリングの際のチッピングを防止することができる。本実施の形態ではボロン拡散層307をチップの全周に形成したが、上述した第2の実施の形態と同様に四隅部分にのみボロン拡散層307を設けるようにしても良い。
【0030】
以上説明した実施の形態では、V溝を形成する際の異方性エッチング用スットパとしてボロンの拡散層を形成したが、ボロン以外にヒ素(As)やリン(P)等をドープした拡散層を用いても同様の効果を得ることができる。また、チップ上に形成されるセンサ回路としては上述した流量センサや赤外線センサの外に圧力センサなどがある。さらに、シリコン基板上に複数の半導体チップを一括で形成し、各チップ間にV溝を形成した後にダイシング加工して個別の半導体チップに分割する半導体チップの製造方法であれば、半導体チップにマイクロマシニング加工で上述した流量センサや赤外線センサ等の半導体センサに限らず、一般的な集積回路が形成された半導体チップにも本発明による製造方法を適用することができる。
【0031】
以上説明した実施の形態の要素と特許請求の範囲の要素との対応において、梁4a〜4c上に形成された発熱体5、測温抵抗体6a,6bで構成される流量センサ、およびメンブレンM上に形成された赤外線吸収体312、梁P部分に形成された熱電対TCから構成される赤外線センサは機能性構造物に対応し、V溝2b,20bは切断用溝を、ボロン拡散層101,201,307は浸食阻止層を構成する。
【図面の簡単な説明】
【図1】半導体センサチップの動作を説明する図であり、(a)は半導体センサチップの平面図、(b)は(a)のD−D’断面図、(c)は発熱体5および測温抵抗体6a,6bの温度を概念的に示す図。
【図2】複数の半導体センサチップ1が形成されシリコンウェハWの平面図。
【図3】半導体センサチップ1の製造手順を説明する図であり、(a)は半導体センサの平面図、(b)は(a)のA−A’断面図。
【図4】図3に続く手順を説明する図であり、(a)は半導体センサの平面図、(b)は(a)のA−A’断面図。
【図5】図4に続く手順を説明する図であり、(a)は半導体センサの平面図、(b)は(a)のA−A’断面図。
【図6】図5に続く手順を説明する図であり、(a)は半導体センサの平面図、(b)は(a)のA−A’断面図。
【図7】図6に続く手順を説明する図であり、(a)は半導体センサの平面図、(b)は(a)のA−A’断面図。
【図8】図7に続く手順を説明する図であり、(a)は半導体センサの平面図、(b)は(a)のA−A’断面図。
【図9】本発明による製造方法の第2の実施の形態を説明する図であって半導体センサチップの製造手順を示したものであり、(a)は半導体センサの平面図、(b)は(a)のF−F’断面図。
【図10】図9に続く手順を説明する図であり、(a)は半導体センサの平面図、(b)は(a)のF−F’断面図。
【図11】個別に分割された半導体センサチップ1を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のF−F’断面図。
【図12】本発明による製造方法の第3の実施の形態を説明する図であり、(a)は赤外線センサチップ30の平面図、(b)は(a)のH−H’断面図。
【図13】赤外線センサチップ30の製造手順を説明する図であり、(a)はセンサの平面図、(b)は(a)のH−H’断面図。
【図14】図13に続く手順を説明する図であり、(a)はセンサの平面図、(b)は(a)のH−H’断面図。
【図15】図14に続く手順を説明する図であり、(a)はセンサの平面図、(b)は(a)のH−H’断面図。
【図16】図15に続く手順を説明する図であり、(a)はセンサの平面図、(b)は(a)のH−H’断面図。
【図17】図16に続く手順を説明する図であり、(a)はセンサの平面図、(b)は(a)のH−H’断面図。
【図18】図17に続く手順を説明する図であり、(a)はセンサの平面図、(b)は(a)のH−H’断面図。
【図19】図18に続く手順を説明する図であり、(a)はセンサの平面図、(b)は(a)のH−H’断面図。
【図20】図19に続く手順を説明する図であり、(a)はセンサの平面図、(b)は(a)のH−H’断面図。
【図21】半導体チップのチッピングの一例を説明する図であり、(a)は半導体チップが形成されたシリコン基板の平面図、(b)は(a)のB1−B1’断面図。
【図22】半導体チップのチッピングの他の例を説明する図であり、(a)は半導体チップが形成されたシリコン基板の平面図、(b)は半導体チップの平面図、(c)は(b)のB2矢視図。
【符号の説明】
1 半導体センサチップ
2,20 シリコン基板
2a,20a 凹部
2b,20b V溝
5 発熱体
6a,6b 測温抵抗体
101,201,307 ボロン拡散層
103,104,302,308 絶縁膜
312 赤外線吸収体
S2,S3 チップ領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used, for example, in a semiconductor sensor that forms a flow sensor or the like by performing micromachining processing using anisotropic etching on a silicon substrate, and separately divides a plurality of semiconductor chips formed on the substrate. The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor chip in which a cutting groove is formed by anisotropic etching.
[0002]
[Prior art]
The semiconductor chip manufacturing method described above is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-83707. In a conventional manufacturing method, when forming a flow sensor circuit in a semiconductor chip region on a silicon substrate by micromachining using anisotropic etching, a dicing V groove is formed around the semiconductor chip by the anisotropic etching. Form at the same time. An insulating film is formed on the silicon substrate, and the V groove is formed by anisotropically etching the silicon substrate from the V groove forming opening formed in the insulating film.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the V-groove is formed so as to surround the entire circumference of the semiconductor chip region as shown in FIG. 21A, the degree of erosion due to anisotropic etching is larger in the four corner portions C1 of the rectangular region than in other portions. As shown in the B1-B1 ′ sectional view of FIG. 21B, the silicon substrate below the insulating film is eroded. As a result, a gap is formed between the insulating film and the silicon substrate at the four corners, and there is a possibility that the insulating film at the four corners may be chipped when dicing along the V-groove. Further, since elements (peripheral elements and circuit elements) and wiring cannot be formed at the four corners where such erosion occurs, it is necessary to increase the chip area accordingly.
[0004]
On the other hand, in order to avoid excessive erosion of the silicon substrate at the four corners as described above, one V-groove is made a discontinuous groove so that the V-grooves do not intersect at the four corners as shown in FIG. There is. However, so-called chipping, that is, chipping at a portion where the V-groove becomes discontinuous during dicing, tends to occur. Further, since the cutting resistance changes at the discontinuous portion, the dicing blade is damaged, and the blade is easily cracked or chipped. 22 (b) is a plan view of the semiconductor chip after dicing, and FIG. 22 (c) is a view taken along arrow B2 in FIG. 22 (b). Since there are discontinuous portions in the V groove, protrusions are formed at the four corner portions C2 of the chip. It is formed and tends to cause chipping (for example, chipping during handling) in the process after dicing.
[0005]
An object of the present invention is to provide a semiconductor chip manufacturing method in which chipping is unlikely to occur during dicing or handling.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The description will be given in association with FIG. 7 showing the embodiment of the invention.
(1) Describing in association with FIG. 7, the invention of
(2) The invention of
(3) The invention of
[0007]
【The invention's effect】
According to the first to third aspects of the invention, the erosion prevention layer formed at least at the four corners of the rectangular chip region has an etching amount smaller than that of the substrate when anisotropic etching is performed. Erosion of the lower portion of the insulating film formed on the substrate in the chip region where the layer is formed can be suppressed, and chipping during dicing and handling can be reduced.
In particular, in the invention of
[0008]
In the section of the means for solving the above-described problems for explaining the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the invention are used for easy understanding of the present invention. The form is not limited.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
-First embodiment-
1A and 1B are diagrams for explaining the operation of the semiconductor sensor chip. FIG. 1A is a plan view of the semiconductor sensor chip, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of FIG. A
[0010]
The
[0011]
When an atmospheric flow as shown by an arrow E in FIG. 1B occurs, the
[0012]
When the
[0013]
Next, the manufacturing procedure of the
[0014]
Next, using the resist
[0015]
When the
[0016]
Thereafter, as shown in FIG. 6, an insulating
[0017]
Next, when the
[0018]
Finally, the
[0019]
-Second Embodiment-
FIGS. 9 to 11 are diagrams for explaining a second embodiment of the manufacturing method according to the present invention, and FIGS. 9 and 10 are diagrams corresponding to FIGS. 3 and 4 of the first embodiment. In the step shown in FIG. 9, a resist
[0020]
Next, using the resist
[0021]
Subsequent steps (such as formation of a sensor circuit and a V-groove) are the same as those in the first embodiment described above, and thus description thereof is omitted in this embodiment. FIG. 11 shows one obtained by dividing a plurality of
[0022]
Further, in the present embodiment, since the
[0023]
-Third embodiment-
In the first and second embodiments described above, the case where the manufacturing method according to the present invention is applied to the flow sensor has been described. However, the present embodiment is applied to the manufacture of an infrared sensor. 12A is a plan view of the
[0024]
Next, a manufacturing procedure of the infrared sensor chip shown in FIG. 12 will be described with reference to FIGS. 13 to 20, (a) is a plan view of the infrared sensor, and (b) is a cross-sectional view taken along line HH ′ of (a). First, as shown in FIG. 13, a
[0025]
In the next step, a polycrystalline silicon film is formed on the insulating
[0026]
FIG. 15 is a diagram showing a case where N-
[0027]
Next, after forming contact holes in the
[0028]
Then, the
[0029]
Also in the present embodiment, since the
[0030]
In the embodiment described above, a boron diffusion layer is formed as an anisotropic etching stopper when forming the V-groove. However, a diffusion layer doped with arsenic (As), phosphorus (P), or the like in addition to boron is used. Even if it is used, the same effect can be obtained. In addition, the sensor circuit formed on the chip includes a pressure sensor in addition to the above-described flow rate sensor and infrared sensor. Furthermore, a method of manufacturing a semiconductor chip in which a plurality of semiconductor chips are collectively formed on a silicon substrate, a V-groove is formed between the chips, and then diced to be divided into individual semiconductor chips. The manufacturing method according to the present invention can be applied not only to the semiconductor sensor such as the flow sensor and the infrared sensor described above in the machining process but also to a semiconductor chip on which a general integrated circuit is formed.
[0031]
In the correspondence between the elements of the embodiment described above and the elements of the claims, the
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams for explaining the operation of a semiconductor sensor chip, in which FIG. 1A is a plan view of the semiconductor sensor chip, FIG. 1B is a sectional view taken along the line DD ′ of FIG. The figure which shows notionally the temperature of the
FIG. 2 is a plan view of a silicon wafer W on which a plurality of
3A and 3B are diagrams illustrating a manufacturing procedure of the
4A and 4B are diagrams for explaining the procedure following FIG. 3, wherein FIG. 4A is a plan view of the semiconductor sensor, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
5A and 5B are diagrams for explaining the procedure following FIG. 4, in which FIG. 5A is a plan view of the semiconductor sensor, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
6A and 6B are diagrams for explaining a procedure following FIG. 5, in which FIG. 6A is a plan view of the semiconductor sensor, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
7A and 7B are diagrams for explaining a procedure following FIG. 6, in which FIG. 7A is a plan view of the semiconductor sensor, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
8A and 8B are diagrams for explaining a procedure following FIG. 7, in which FIG. 8A is a plan view of the semiconductor sensor, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining a second embodiment of a manufacturing method according to the present invention and showing a manufacturing procedure of a semiconductor sensor chip; FIG. 9A is a plan view of the semiconductor sensor, and FIG. FF 'sectional drawing of (a).
10A and 10B are diagrams for explaining the procedure following FIG. 9, in which FIG. 10A is a plan view of the semiconductor sensor, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line FF ′ of FIG.
11A and 11B are diagrams showing the
12A and 12B are diagrams for explaining a third embodiment of the manufacturing method according to the present invention, in which FIG. 12A is a plan view of an
13A and 13B are diagrams for explaining a manufacturing procedure of the
14A and 14B are diagrams for explaining the procedure following FIG. 13, in which FIG. 14A is a plan view of the sensor, and FIG.
15A and 15B are diagrams for explaining the procedure following FIG. 14, in which FIG. 15A is a plan view of the sensor, and FIG.
16A and 16B are diagrams for explaining the procedure following FIG. 15, in which FIG. 16A is a plan view of the sensor, and FIG.
FIGS. 17A and 17B are diagrams for explaining the procedure following FIG. 16, in which FIG. 17A is a plan view of the sensor, and FIG.
18A and 18B are diagrams for explaining the procedure following FIG. 17, in which FIG. 18A is a plan view of the sensor, and FIG.
FIGS. 19A and 19B are diagrams for explaining the procedure following FIG. 18, in which FIG. 19A is a plan view of the sensor, and FIG.
20A and 20B are diagrams for explaining the procedure following FIG. 19, in which FIG. 20A is a plan view of the sensor, and FIG.
21A and 21B are diagrams for explaining an example of chipping of a semiconductor chip, in which FIG. 21A is a plan view of a silicon substrate on which a semiconductor chip is formed, and FIG. 21B is a cross-sectional view along B1-B1 ′ in FIG.
22A and 22B are diagrams for explaining another example of chipping of a semiconductor chip, in which FIG. 22A is a plan view of a silicon substrate on which the semiconductor chip is formed, FIG. 22B is a plan view of the semiconductor chip, and FIG. B2 arrow directional view.
[Explanation of symbols]
1
Claims (3)
前記異方性エッチングによるエッチング速度が前記基板より小さな浸食阻止層を前記チップ領域の周縁部の少なくとも四隅部分の基板に形成し、前記チップ領域毎に前記チップ領域および前記浸食阻止層を覆うように絶縁膜を形成して、隣り合うチップ領域の間に前記絶縁膜によるエッチング用開口部を形成し、前記エッチング用開口部から前記異方性エッチングを行って前記切断用溝を形成することを特徴とする半導体チップの製造方法。Forming a functional structure at a time in each of a plurality of rectangular chip regions on the substrate; and forming a cutting groove by anisotropic etching on the substrate between adjacent chip regions. In a method for manufacturing a semiconductor chip,
An erosion prevention layer having an etching rate by anisotropic etching smaller than that of the substrate is formed on the substrate at least at the four corners of the peripheral edge of the chip region, and the chip region and the erosion prevention layer are covered for each chip region. An insulating film is formed, an opening for etching by the insulating film is formed between adjacent chip regions, and the cutting groove is formed by performing the anisotropic etching from the opening for etching. A method for manufacturing a semiconductor chip.
前記基板はシリコン基板であり、前記浸食阻止層は前記シリコン基板にボロン(B)をドープしたボロン拡散層であることを特徴とする半導体チップの製造方法。In the manufacturing method of the semiconductor chip according to claim 1,
The method of manufacturing a semiconductor chip, wherein the substrate is a silicon substrate, and the erosion prevention layer is a boron diffusion layer in which boron (B) is doped on the silicon substrate.
前記チップ領域の機能性構造物は、流量センサ、赤外線センサあるいは圧力センサ等のセンサ回路であることを特徴とする半導体チップの製造方法。In the manufacturing method of the semiconductor chip according to claim 1 or 2,
The semiconductor chip manufacturing method, wherein the functional structure in the chip region is a sensor circuit such as a flow rate sensor, an infrared sensor, or a pressure sensor.
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