JP6008022B2 - 半導体片の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体片の製造方法に関する。

サファイア基板の表面側から第１の溝を第１のブレードで形成し、その後、裏面側から第１の溝よりも広く深い第２の溝を第２のブレードで形成することで、一枚の基板から取得できるチップ数を減らすことなく歩留まりを向上させることが可能なダイシング方法が提案されている（特許文献１）。また、ウエハ表面からウエハの途中までレーザーで溝を形成し、その後、ウエハ裏面からレーザーによる溝に達する位置までブレードで切削加工することで、ウエハに形成可能な半導体素子の数量を増加させる方法が提案されている（特許文献２）。

特開２００３−１２４１５１号公報 特開２００９−８８２５２号公報

本発明は、半導体基板の表面への粘着層の残存抑制と半導体片の強度確保とを両立しやすい半導体片の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１は、基板の表面から裏面に向けて表面側の溝をドライエッチングで形成する工程と、前記表面側の溝が形成された前記表面に粘着層を有する保持部材を貼り付ける工程と、前記基板の裏面側から前記基板を薄化する工程と、前記薄化後に前記表面と前記保持部材とを剥離する工程と、を備え、前記表面側の溝の幅が深さ方向に向けて徐々に狭くなる前記ドライエッチングで前記表面側の溝の形成を開始し、前記表面側の溝の形成途中で、前記ドライエッチングに使用するエッチングガスに含まれる保護膜形成用のガスの流量を、第１の流量から、当該保護膜形成用のガスの流量を停止しない範囲で当該第１の流量よりも少ない第２の流量に切り替えて、前記基板表面から裏面に向けて幅が徐々に狭くなる第１の溝部分と、当該第１の溝部分の下方に連通して形成される溝部分であって、当該第１の溝部分の角度よりも急な角度で下方に延びる第２の溝部分とを有する前記表面側の溝を形成する半導体片の製造方法。
請求項２は、基板の表面から裏面に向けて表面側の溝をドライエッチングで形成する工程と、前記表面側の溝が形成された前記表面に粘着層を有する保持部材を貼り付ける工程と、前記基板の裏面側から前記基板を薄化する工程と、前記薄化後に前記表面と前記保持部材とを剥離する工程と、を備え、前記表面側の溝の幅が深さ方向に向けて徐々に狭くなる前記ドライエッチングで前記表面側の溝の形成を開始し、前記表面側の溝の形成途中で、前記ドライエッチングに使用するエッチングガスに含まれるエッチング用のガスの流量を、第１の流量から、当該第１の流量よりも多い第２の流量に切り替えて、前記基板表面から裏面に向けて幅が徐々に狭くなる第１の溝部分と、当該第１の溝部分の下方に連通して形成される溝部分であって、当該第１の溝部分の角度よりも急な角度で下方に延びる第２の溝部分とを有する前記表面側の溝を形成する半導体片の製造方法。
請求項３は、前記第２の溝部分は、前記第１の溝部分の最下部の幅よりも幅が広がることなく下方に延びる溝部分である請求項１または２に記載の半導体片の製造方法。
請求項４は、前記表面側の溝の側面は、前記第１の溝部分と前記第２の溝部分との間に角部を有さない請求項１または２に記載の半導体片の製造方法。

請求項１及び２によれば、単一のエッチング条件で表面側の溝を形成する場合と比較し、半導体基板の表面への粘着層の残存抑制と半導体片の強度確保を両立しやすい。
請求項３によれば、第２の溝部分に粘着層が侵入した場合に、第１の溝部分の最下部の幅よりも広い幅の第２の溝部分を有する構成と比較し、半導体基板の表面への粘着層の残存を抑制できる。
請求項４によれば、第２の溝部分に粘着層が侵入した場合に、第１の溝部分と第２の溝部分との間に角部を有する構成と比較し、半導体基板の表面への粘着層の残存を抑制できる。

本発明の実施例に係る半導体片の製造工程の一例を示すフローである。 本発明の実施例に係る半導体片の製造工程における半導体基板の模式的な断面図である。 本発明の実施例に係る半導体片の製造工程における半導体基板の模式的な断面図である。 回路形成完了時の半導体基板（ウエハ）の概略的な平面図である。 ダイシングブレードによるハーフダイシングの詳細を説明する断面図である。 ダイシング用テープを基板表面から剥離するときの粘着層の残存を説明する断面図である。 本発明の実施例による微細溝であり、図７（Ａ）、（Ｂ）は、第１の微細溝の形状を示す断面図、図７（Ｃ）、（Ｄ）は、第２の微細溝の形状を示す断面図である。 比較例の微細溝であり、図８（Ａ）、（Ｂ）は、逆テーパ形状の微細溝を示す断面図、図８（Ｃ）、（Ｄ）は、垂直形状の微細溝を示す断面図である。 他の比較例の微細溝であり、図９（Ａ）は、順テーパ形状のみの微細溝を示す断面図、図９（Ｂ）、（Ｃ）は、順テーパ形状と垂直形状とで構成された微細溝を示す断面図である。 本発明の実施例による微細溝の製造方法を説明する概略工程断面図である。 図１１（Ａ）は、半導体チップに形成される段差部を示す断面図、図１１（Ｂ）は、ダイシングブレードによる切断時に段差部に印加される荷重を説明する図、図１１（Ｃ）は、段差部の破損を説明する図である。

本発明の半導体片の製造方法は、例えば、複数の半導体素子が形成された半導体ウエハなどの基板状の部材を分割（個片化）して、個々の半導体片（半導体チップ）を製造する方法に適用される。基板上に形成される半導体素子は、特に制限されるものではなく、発光素子、能動素子、受動素子等を含むことができる。好ましい態様では、本発明の製造方法は、発光素子を含む半導体片を基板から取り出す方法に適用され、発光素子は、例えば、面発光型半導体レーザー、発光ダイオード、発光サイリスタであることができる。１つの半導体片は、単一の発光素子を含むものであってもよいし、複数の発光素子をアレイ状に配置されたものであってもよく、さらに１つの半導体片は、そのような１つまたは複数の発光素子を駆動する駆動回路を包含することもできる。また、基板は、例えば、シリコン、ＳｉＣ、化合物半導体、サファイア等で構成される基板であることができるが、これらに限定されず、少なくとも半導体を含む基板（以下、総称して半導体基板という）であれば他の材料の基板であってもよい。なお、好ましい態様では、面発光型半導体レーザーや発光ダイオード等の発光素子が形成される、ＧａＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板である。

以下の説明では、複数の発光素子が半導体基板上に形成され、当該半導体基板から個々の半導体片（半導体チップ）を取り出す方法について図面を参照して説明する。なお、図面のスケールや形状は、発明の特徴を分かり易くするために強調しており、必ずしも実際のデバイスのスケールや形状と同一ではないことに留意すべきである。

図１は、本発明の実施例に係る半導体片の製造工程の一例を示すフローである。同図に示すように、本実施例の半導体片の製造方法は、発光素子を形成する工程（Ｓ１００）、レジストパターンを形成する工程（Ｓ１０２）、半導体基板の表面に微細溝を形成する工程（Ｓ１０４）、レジストパターンを剥離する工程（Ｓ１０６）、半導体基板の表面にダイシング用テープを貼付ける工程（Ｓ１０８）、半導体基板の裏面からハーフダイシングをする工程（Ｓ１１０）、ダイシング用テープに紫外線（ＵＶ）を照射し、半導体基板の裏面にエキスパンド用テープを貼付ける工程（Ｓ１１２）、ダイシング用テープを剥離し、エキスパンド用テープに紫外線を照射する工程（Ｓ１１４）、半導体片（半導体チップ）をピッキングし、回路基板等にダイマウントする工程（Ｓ１１６）を含む。図２（Ａ）ないし（Ｄ）、および図３（Ｅ）ないし（Ｉ）に示す半導体基板の断面図は、それぞれステップＳ１００ないしＳ１１６の各工程に対応している。

発光素子を形成する工程（Ｓ１００）では、図２（Ａ）に示すように、ＧａＡｓ等の半導体基板Ｗの表面に、複数の発光素子１００が形成される。発光素子１００は、例えば、面発光型半導体レーザー、発光ダイオード、発光サイリスタ、等である。なお、図面には、発光素子１００として１つの領域を示しているが、１つの発光素子１００は、個片化された１つの半導体片に含まれる素子を例示しており、１つの発光素子１００の領域には、１つの発光素子のみならず、複数の発光素子やその他の回路素子が含まれ得ることに留意すべきである。

図４は、発光素子の形成工程が完了したときの半導体基板Ｗの一例を示す平面図である。図面には、便宜上、中央部分の発光素子１００のみが例示されている。半導体基板Ｗの表面には、複数の発光素子１００が行列方向にアレイ状に形成されている。１つの発光素子１００の平面的な領域は、概ね矩形状であり、各発光素子１００は、一定間隔Ｓを有するスクライブライン等で規定される切断領域１２０によって格子状に離間されている。

発光素子の形成が完了すると、次に、半導体基板Ｗの表面にレジストパターンが形成される（Ｓ１０２）。図２（Ｂ）に示すように、レジストパターン１３０は、半導体基板Ｗの表面のスクライブライン等で規定される切断領域１２０が露出されるように加工される。レジストパターン１３０の加工は、フォトリソ工程によって行われる。

次に、半導体基板Ｗの表面に微細な溝が形成される（Ｓ１０４）。図２（Ｃ）に示すように、レジストパターン１３０をマスクに用い、半導体基板Ｗの表面に一定の深さの微細な溝（以下、便宜上、微細溝または表面側の溝という）１４０が形成される。このような溝は、例えば、ドライエッチングにより形成でき、好ましくは、異方性ドライエッチングである異方性プラズマエッチング（リアクティブイオンエッチング）により形成される。微細溝１４０の幅Ｓａは、レジストパターン１３０に形成された開口の幅とほぼ等しく、微細溝１４０の幅Ｓａは、例えば、数μｍから十数μｍである。また、その深さは、例えば、約１０μｍから１００μｍ程度であり、少なくとも発光素子等の機能素子が形成される深さよりも深く形成される。微細溝１４０を一般的なダイシングブレードによって形成した場合には、切断領域１２０の間隔Ｓが、ダイシングブレード自体の溝幅及びチッピング量を考慮したマージン幅の合計として４０ないし６０μｍ程度と大きくなる。一方、微細溝１４０を半導体プロセスで形成した場合には、溝幅自体が狭いだけでなく切断のためのマージン幅もダイシングブレードを使用した場合のマージン幅より狭くすることが可能となり、言い換えれば、切断領域１２０の間隔Ｓを小さくすることができ、このため、発光素子をウエハ上に高密度に配置して半導体片の取得数を増加させることができる。なお、本実施例における「表面側」とは発光素子等の機能素子が形成される面側をいい、「裏面側」とは「表面側」とは反対の面側をいう。

次に、レジストパターンを剥離する（Ｓ１０６）。図２（Ｄ）に示すように、レジストパターン１３０を半導体基板の表面から剥離すると、表面には切断領域１２０に沿って形成された微細溝１４０が露出される。なお、微細溝１４０の形状の詳細については後述する。

次に、紫外線硬化型のダイシング用テープを貼り付ける（Ｓ１０８）。図３（Ｅ）に示すように、発光素子側に粘着層を有するダイシング用テープ１６０が貼り付けられる。次に、基板裏面側からダイシングブレードにより微細溝１４０に沿ってハーフダイシングが行われる（Ｓ１１０）。ダイシングブレードの位置決めは、基板裏面側に赤外線カメラを配置し、基板を透過して間接的に微細溝１４０を検知する方法や、基板表面側にカメラを配置し、直接、微細溝１４０の位置を検知する方法や、その他の公知の方法が利用できる。このような位置決めによって、図３（Ｆ）に示すように、ダイシングブレードによりハーフダイシングが行われ、半導体基板の裏面側に溝１７０が形成される。溝１７０は、半導体基板の表面に形成された微細溝１４０に到達する深さを有する。ここで、微細溝１４０はダイシングブレードによる裏面側に溝１７０よりも狭い幅で形成されているが、これは、微細溝１４０を裏面側の溝１７０よりも狭い幅で形成すれば、ダイシングブレードのみで半導体基板を切断する場合と比較し、一枚のウエハから取得できる半導体片の数が増やせるためである。なお、図２（Ｃ）に示す数μｍから十数μｍ程度の微細溝を半導体基板の表面から裏面に至るまで形成できれば、そもそもダイシングブレードを用いて裏面側の溝を形成する必要なないが、そのような深さの微細溝を形成することは容易でない。よって、図３（Ｆ）に示すように、ダイシングブレードによる裏面からのハーフダイシングを組み合わせている。

次に、ダイシング用テープへ紫外線（ＵＶ）を照射し、またエキスパンド用テープを貼り付ける（Ｓ１１２）。図３（Ｇ）に示すようにダイシング用テープ１６０に紫外線１８０が照射され、その粘着層が硬化される。その後、半導体基板の裏面にエキスパンド用テープ１９０が貼り付けられる。

次に、ダイシング用テープを剥離し、エキスパンド用テープに紫外線を照射する（Ｓ１１４）。図３（Ｈ）に示すように、ダイシング用テープ１６０が半導体基板の表面から剥離される。また、基板裏面のエキスパンド用テープ１９０に紫外線２００が照射され、その粘着層が硬化される。エキスパンド用テープ１９０は、基材に伸縮性を有し、ダイシング後に個片化した半導体片のピックアップが容易になるようにテープを伸ばし、発光素子の間隔を拡張する。

次に、個片化された半導体片のピッキングおよびダイマウントを行う（Ｓ１１６）。図３（Ｉ）に示すように、エキスパンド用テープ１９０からピッキングされた半導体片２１０が、接着剤やはんだ等の導電性ペーストなどの固定部材２２０を介して回路基板２３０上に実装される。

次に、ダイシングブレードによるハーフダイシングの詳細について説明する。図５は、図３（Ｆ）に示すダイシングブレードによるハーフダイシングをしたときの拡大された断面図を上下反転した状態を示している。なお、図３は、基板表面に形成された発光素子１００を強調して表示したが、図５は、基板表面に発光素子を明示していないが、発光素子は図３のときと同様に基板表面に形成されているものとする。

図５に示すように、ダイシングブレード３００は、微細溝１４０に沿って、回転しながら半導体基板Ｗを裏面から切削して、半導体基板Ｗ内に溝１７０を形成する。ダイシングブレード３００は、例えば、円盤状の切削部材であり、ここには、先端部が一定の厚みをもつ例が示されているが、先端部が先細りするようなダイシングブレードであってもよい。ダイシングブレード３００により形成された溝１７０（カーフ幅）は、ダイシングブレード３００の厚みとほぼ等しい幅を有し、当該溝１７０は、微細溝１４０に通じる深さに加工される。なお、ダイシングブレード３００は、半導体基板Ｗの外側で、半導体基板Ｗの裏面と平行な方向の位置合わせがされる。更に、半導体基板Ｗの裏面と垂直な方向Ｙに所定量だけ移動されることで、溝１７０と微細溝１４０との接続部に形成される段差により形成される段差部８００が、Ｙ方向に所望の厚みＴを有するように半導体基板Ｗの厚み方向の位置合わせがなされる。そして、半導体基板Ｗの外側で位置合わせがなされた後、ダイシングブレード３００を回転させた状態で、ダイシングブレード３００または半導体基板Ｗの少なくとも一方を、半導体基板Ｗの裏面と平行な方向に移動させることで、半導体基板Ｗに溝１７０を形成する。なお、段差部８００は、溝１７０と微細溝１４０との接続部に形成される段差と半導体基板Ｗの表面との間の部分であるが、言い換えると、溝１７０の幅と微細溝１４０の幅との差により形成される段差形状の部分である。

ダイシングブレード３００によるハーフダイシングが行われるとき、基板表面には、ダイシング用テープ１６０が貼り付けられる。ダイシング用テープ１６０は、テープ基材１６２と、その上に積層された粘着層１６４とを含む。粘着層１６４は、紫外線硬化型樹脂から構成され、紫外線が照射される前までは、一定の粘度または粘性を有し、紫外線が照射されると硬化してその粘着性が失われる性質を有する。このため、ダイシング用テープ１６０が貼り付けられたとき、粘着層１６４は、微細溝１４０を含む基板表面に接着し、ダイシング後に半導体片が離脱しないようにこれらを保持する。

図５の切断ラインＡ２において、半導体基板Ｗの切削中、ダイシングブレード３００の回転やダイシングブレード３００と半導体基板Ｗの相対的な移動などにより、溝１７０の内壁を介して半導体基板Ｗに振動Ｂおよび切削圧力Ｐが印加される。切削圧力Ｐにより半導体基板ＷがＹ方向に押圧されると、粘性のある粘着層１６４が流動して微細溝１４０内に入り込む。また、振動Ｂが微細溝１４０の近傍に伝達されることで、粘着層１６４の流動を助長する。さらに、ダイシングブレード３００による切削では、切粉混じりの切削水流（ジェット水流）が溝１７０に供給され、この切削水流により微細溝１４０が拡張する方向に圧力Ｐ１を受けるため、粘着層１６４の進入がさらに助長され得る。その結果、後述する本実施例の順テーパ形状を有さない微細溝の場合、例えば、約５μｍの幅の微細溝１４０内に、約１０μｍ程度の進入深さで粘着層１６４が入り込む場合がある。そこで、本実施例では、半導体片の取得数を向上させる等の理由で表面側の溝幅を裏面側の溝幅よりも狭して半導体片を製造する方法であっても、裏面側の溝が回転する切削部材で形成される場合には、半導体片の取得数が若干犠牲になるものの、後述する順テーパ形状の微細溝を形成するようにしている。

なお、ダイシングが終了した切断ラインＡ１では、隣の切断ラインＡ２の切削中に、微細溝１４０が幅方向に狭まるような圧力を受けるため、微細溝１４０に入り込んだ粘着層１６４がさらに内部に入り込みやすくなると考えられる。切断前の反対側の切断ラインＡ３では、粘着層１６４が貼付されただけであるため、微細溝１４０内に粘着層１６４が入り込む量は相対的に少ないと考えられる。

ダイシングブレード３００によるハーフダイシングが終了すると、基板裏面にエキスパンド用テープ１９０が貼り付けられ、次に、ダイシング用テープ１６０へ紫外線１８０が照射される。紫外線が照射された粘着層１６４は硬化し、その粘着力が失われる（図３（Ｇ））。次に、ダイシング用テープが基板表面から剥離される。図６は、ダイシング用テープを剥離するときの粘着層の残存を説明する断面図である。基板裏面に貼付されたエキスパンド用テープ１９０、テープ基材１９２と、その上に積層された粘着層１９４とを含み、切断された半導体片は粘着層１９４によって保持されている。

ダイシング用テープ１６０と基板表面とが剥離されるとき、微細溝１４０内に入り込んだ粘着層１６４ａは、深い位置まで進入しているため、その一部が十分に紫外線によって照射されず、未硬化になってしまう場合がある。未硬化の粘着層１６４は、粘着性を有しているため、粘着層１６４が基板表面から剥離されるとき、未硬化の粘着層１６４ａが切れ、粘着層１６４ａが微細溝１４０内に残存したり、あるいは基板表面に再付着して残存し得る。また、仮に硬化した状態であっても、粘着層１６４ａは狭い微細溝に深く侵入しているため、剥離する際の応力によりちぎれて残存し得る。もし、残存した粘着層１６４ｂが発光素子の表面に再付着されてしまうと、発光素子の光量に低下をきたし、発光素子が不良品とされ、歩留まりが低下することになる。また、発光素子以外の半導体チップであっても、粘着層１６４ｂが残存することでチップの外観検査等で不良と判定されるなど、その他の悪影響が想定される。このため、ダイシング用テープの剥離時に、粘着層１６４ａ、１６４ｂが基板表面に残存することは好ましいものではない。本実施例では、基板表面に形成される微細溝の形状を後述するように順テーパ形状に変更することで、ダイシング用テープの剥離時に粘着層が微細溝内や基板表面などに残存するのを抑制するようにする。

なお、複数の発光素子１００がメサ形状で形成されている場合、発光素子１００が凸部を形成し、発光素子１００と他の発光素子１００との間が凹部となり、この凹部に微細溝１４０が形成されることが多い。このような構成では、凸部だけでなく、凹部に形成された微細溝１４０の入り口部分にも粘着層１６４を追従させるように貼りつけることで、切粉混じりの切削水流が基板表面側に侵入しないようにする構成が考えられる。ただし、微細溝１４０の入り口部分に粘着層１６４を追従させるようにするためには、十分な厚みの粘着層１６４を有するダイシング用テープが必要となるため、これにより粘着層１６４がより微細溝１４０の深くに入り込みやすくなる。よって、このような粘着層１６４が微細溝１４０の深くに入り込みやすい条件において、後述する本実施例の順テーパ形状の微細溝を適用することにより、粘着層１６４の残存に対してより高い効果が得られる。

また、半導体基板の表面から垂直な微細溝を形成した場合において、粘着層１６４が微細溝の溝幅の距離よりも深く侵入する場合、つまり、粘着層１６４のうち微細溝内の粘着層１６４ａの形状が縦長になる場合は、縦長にならない場合と比較し、粘着層１６４を剥離する際に、微細溝内の粘着層１６４ａの根元部分にかかる応力によりちぎれやすく、残存しやすくなると考えられる。よって、本実施例の順テーパ形状を適用しない場合において微細溝内の粘着層１６４ａの形状が縦長になるような微細溝の幅や粘着層１６４の厚み等の製造条件において、後述する本実施例の順テーパ形状の微細溝を適用することにより、粘着層１６４の残存に対してより高い効果が得られる。

次に、本発明の実施例による微細溝の形状について説明する。図７（Ａ）は、本実施例の第１の微細溝の形状を示す断面図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の微細溝内に進入した粘着層への紫外線照射を説明する図である。

図７（Ａ）に示すように、本実施例の微細溝４００は、基板表面の開口幅Ｓａ１から深さＤの底部の幅Ｓａ２（Ｓａ１＞Ｓａ２）まで、開口幅Ｓａ１が狭くなるように傾斜した対向する側面４０２、４０４を含む（このような傾斜を順テーパ形状という）。言い換えると、微細溝４００は、半導体基板Ｗの表面の開口幅Ｓａ１から深さＤに至るまで幅が徐々に狭くなる形状を有している。また、側面４０２、４０４は直線ではなく、溝の上部側よりも下部側の方が急な角度で下方に延びる形状を有する。このような溝形状は、溝の形成途中でエッチング条件を切り替えることで形成される（詳細は後述）。開口幅Ｓａ１は、例えば、おおよそ数μｍ〜十数μｍ程度である。深さＤは、発光素子などの回路が形成される深さよりも深く、裏面側から溝１７０を形成した場合に、溝１７０と微細溝４００との幅の差により形成される段差部８００が破損しない深さとする。微細溝４００が浅すぎる場合は、裏面側から溝１７０を形成したときに、ダイシングブレード３００による応力によって段差部８００が破損する場合があるため、破損しない深さとする必要がある。一方、微細溝４００が深すぎる場合は、深い溝によって半導体基板の強度が弱くなるため
、微細溝１４０を形成した後の工程での半導体基板Ｗの取り扱いが浅い場合と比べて難しくなる。よって、必要以上に深く形成しないことが好ましい。また、微細溝４００は、好ましくは、異方性ドライエッチングにより形成され、側面４０２、４０４の傾斜角は、フォトレジストの形状やエッチング条件等を変更することで適宜選択可能である。なお、図７（Ａ）の形状は、第１の溝部分と第２の溝部分との境界部分で溝の側面の角度が不連続に変化する部分（角部）が存在しない形状であるため、上部側の第１の溝部分と下部側の第２の溝部分との境界が明確な形状ではない。但し、微細溝４００の上部側と下部側とでは側面の角度が異なっているため、基板表面から裏面に向けて幅が徐々に狭くなる第１の溝部分と、第１の溝部分の下方に連通して形成される溝部分であって、第１の溝部分の最下部の幅よりも幅が広がることなく、第１の溝部分の角度よりも急な角度で下方に延びる第２の溝部分とを含む表面側の溝（微細溝）の一例である。

図７（Ｂ）に示すように、ダイシングブレード３００の切削によりカーフ幅Ｓｂの溝１７０が形成され、溝１７０が微細溝４００に繋がる。溝１７０の幅（カーフ幅Ｓｂ）は、例えば２０〜６０μｍ程度である。ダイシングブレード３００からの圧力や振動等の応力によって、粘着層１６４の一部が順テーパ形状の微細溝４００内に進入し、エキスパンド用テープの貼り付け後に、基板表面側からの紫外線１８０によってダイシング用テープ１６０が照射される。このとき、微細溝４００が順テーパ形状に加工されているため、紫外線１８０は、半導体基板Ｗによって遮蔽されることなく、微細溝４００内の粘着層１６４ａを十分に照射し、微細溝４００内の粘着層１６４ａが硬化され易くなる。その結果、ダイシング用テープ１６０と基板表面とを剥離するとき、微細溝４００内の粘着層１６４ａは、微細溝４００の開口幅が同じであっても、垂直形状の場合と比較して粘着性を失っており、基板表面および微細溝４００から離脱され易く、粘着層が基板表面に再付着することが抑制される。さらに微細溝４００の順テーパ形状は、溝形状が傾斜しているため、微細溝４００内に押し込まれた粘着層１６４ａが硬化されていない場合であっても垂直な微細溝と比較して抜け易くなり、粘着層１６４ａの離脱を助長する。

図７（Ｃ）は、本実施例の第２の微細溝の形状を示す断面図である。第２の微細溝４１０は、基板表面の開口幅Ｓａ１から深さＤの途中の幅Ｓａ２まで順方向に傾斜した対向する側面４１２、４１４の溝部分と、幅Ｓａ２から底部までのほぼ垂直な対向する側面４１２ａ、４１４ａの溝部分とを含む。すなわち、基板表面から裏面に向けて幅が徐々に狭くなる第１の溝部分と、第１の溝部分の下方に連通して形成される溝部分であって、第１の溝部分の最下部の幅よりも幅が広がることなく、第１の溝部分の角度よりも急な角度で下方に延びる第２の溝部分とを含んでいる。そして、このような形状は、例えば、溝の形成途中でエッチン条件を切り替えることで形成される。なお、図７（Ｃ）の形状は、図７（Ａ）の形状と同様に、第１の溝部分と第２の溝部分との境界部分で溝の側面の角度が不連続に変化する部分（角部）が存在しない形状である。側面４１２、４１４による傾斜した溝部分の深さＤは、ダイシング用テープ１６０が貼りつけられた時点で、粘着層１６４が進入する深さよりも深いことが好ましい。深さＤよりも深い溝部分の幅は順テーパ形状の溝幅よりも狭いため、ダイシングブレードの振動や応力による溝幅の変動の比率が順テーパ形状の溝部分よりも大きくなる。よって、ダイシング用テープ１６０が貼りつけられた時点で既に深さＤよりも深い溝部分に粘着層１６４が侵入している場合、ダイシングブレードの振動や応力により溝のより深くまで粘着層１６４が侵入し得る。よって、深さＤは、ダイシング用テープ１６０が貼りつけられた状態において、粘着層１６４が進入する深さよりも深いことが好ましい。

また、深さＤは、ダイシングブレードで裏面側の溝が形成された後において、粘着層１６４が深さＤよりも深い溝部分に侵入していない状態を保てる深さであることが好ましい。これは、深さＤよりも深い溝部分に粘着層１６４が侵入している場合、剥離の際に、より残存しやすくなるためである。なお、微細溝全体の深さなど、その他の条件は図７（Ａ）と同じである。

ここで、図７（Ａ）のように順テーパ形状のみにより、微細溝を深く形成しようとすると、開口部Ｓａ１を広くする必要がある。また、開口部Ｓａ１を狭いまま順テーパ形状のみで微細溝４００を深く形成しようとするとテーパ角が急角度になるため、微細溝４００内に粘着層１６４が残留し易くなる。一方、図７（Ｃ）の形状では、開口部Ｓａ１の幅は微細溝内に粘着層が残留しがたい幅に保ちつつ、所望の深さの微細溝を形成しやすくなる。所望の深さの微細溝を形成できれば、裏面側から微細溝４１０の幅よりも広い幅の溝１７０を形成した場合に、微細溝の深さが浅い場合と比べて段差部の破損が抑制される。

また、半導体基板の表面から垂直な微細溝を形成した場合において、粘着層１６４が微細溝の溝幅の距離よりも深く侵入する場合、つまり、粘着層１６４のうち微細溝内の粘着層１６４ａの形状が縦長になる場合は、縦長にならない場合と比較し、粘着層１６４を剥離する際に、微細溝内の粘着層１６４ａの根元部分にかかる応力によって、残存しやすくなる。よって、垂直な微細溝形を形成したと仮定した場合に微細溝内に侵入する粘着層１６４ａの形状が縦長になるような、微細溝の幅や粘着層１６４の厚み等の製造条件において、図７（Ｃ）のように微細溝の入り口部分を順テーパ形状とするのが好ましい。すなわち、順テーパ形状の溝部分よりも下方に位置する溝部分の溝幅が、微細溝４１０全体がこの溝幅で形成されていると仮定した場合において粘着層が入り込む深さよりも狭い幅である場合に、その溝の入り口部分を順テーパ形状とすれば、粘着層１６４の残存に対してより高い効果が得られる。

図７（Ｃ）の微細溝に対して、ダイシングブレード３００の切削によりカーフ幅Ｓｂの溝１７０を形成すると、図７（Ｄ）に示すように、溝１７０が微細溝４１０に繋がる形状となる。図７（Ｂ）のときと同様に、粘着層１６４の一部１６４ａが微細溝４１０内に進入するが、微細溝４１０の順テーパ形状の溝部分（側面４１２、４１４）の深さＤを、粘着層１６４ａが入り込む深さよりも深く形成すれば、微細溝４１０内の粘着層１６４ａは紫外線によって十分に照射され、硬化され易い。このため、ダイシング用テープの剥離時に、微細溝４１０や基板表面に粘着層が残存することが抑制される。また、微細溝４１０の側面が傾斜を有するため、微細溝４１０内に押し込まれた粘着層１６４ａが硬化されていない場合であっても抜け易くなり、粘着層１６４ａの離脱を助長する。

このように本実施例によれば、微細溝４００、４１０は、少なくとも基板表面の開口幅が底部に向けて狭くなるような順テーパ形状の溝部分を含んで構成されるため、ダイシング用テープの粘着層が微細溝内に入り込んだとしても、順テーパ形状でない場合と比較して、微細溝内の粘着層の全体を紫外線で照射し、硬化させその粘着性を失わせ易くなる。更に、順テーパ形状であるため、ダイシング用テープの剥離時に、順テーパ形状でない場合と比較して、粘着層が途切れることが抑制され、一体となって微細溝や基板表面から剥離され易くなる。また、後述する図９（A）の形状のように微細溝の側面が直線のみの形状ではなく、下部側の側面が上部側の側面よりも急な角度を有しているので、微細溝の入口部分の幅が同じ条件であっても、図９（Ａ）の形状よりも深い溝が形成できる。深い溝が形成できれば、裏面側から溝１７０を形成したときに、ダイシングブレードによる応力によって段差部８００が破損しにくくなる。よって、図９（Ａ）の形状と図７（Ａ）や（Ｃ）との形状とを比較した場合、図７（Ａ）や（Ｃ）の形状の方が、粘着層の残存抑制と段差部の破損抑制とを両立しやすい。

また、図７（Ａ）ないし（Ｄ）は、いずれの図も、基板表面の開口幅Ｓａ１が溝１７０の幅よりも狭い形態を開示しているが、これは、基板表面の開口幅Ｓａ１が溝１７０の幅よりも狭い構成であれば、溝１７０の幅のままフルダイシングする方法と比較し半導体片の取得数を増やすことができるためである。ここで、一般的には、半導体片の取得数を増やすためには、表面側の溝は等方性エッチングやダイシングブレードで表面側の溝を形成するよりも、より幅が狭く垂直な形状の溝が形成しやすい異方性ドライエッチングで形成するのがよいが、異方性ドライエッチングを採用することで、単に、幅が狭く垂直な溝形状を形成してしまうと、粘着層の残存の観点からは好ましくない。一方、粘着層の残存に着目すると、幅が狭く垂直な形状の溝となる異方性ドライエッチングで表面側の溝を形成するよりも、微細溝の開口が垂直な形状にならない等方性エッチングなどで形成するのがよいが、等方性エッチングでは、幅が狭く深い溝は形成しにくい。そこで、本実施例では、異方性ドライエッチングであっても、図７（Ａ）ないし（Ｄ）に示す形状の微細溝を形成することで、半導体片の取得数向上と粘着層の残存抑制の両立が図れる。

図８（Ａ）、（Ｂ）は、微細溝が逆テーパ形状に加工されたときの比較例である。図８（Ａ）に示すように、微細溝５００は、開口幅Ｓａ１よりも底部の幅Ｓａ２が大きくなるように対向する傾斜した側面５０２、５０４を有する、いわゆる逆テーパ形状の溝に加工されている。このように底部側の幅が広がる形状は、等方性エッチングを使用した場合や、異方性ドライエッチングであっても、エッチングガスに含まれるエッチング用のガス（Ｃｌ２等）の流量と側壁保護するための保護膜形成用のガス（Ｃ４Ｆ８等）の流量とのバランスを、逆テーパ形状に加工されるように設定することで形成される。図８（Ｂ）に示すように、逆テーパ形状の微細溝５００内に粘着層１６４の一部１６４ａが進入したとき、開口幅Ｓａ１の間口が狭くなるため、紫外線１８０の一部が半導体基板Ｗによって遮蔽され易く、粘着層１６４ａの周縁部１６５（図中、塗潰し部分）に紫外線が十分に照射されず、ある未硬化の粘着層１６５が多く残り易くなる。このため、ダイシング用テープの剥離のときに、順テーパ形状である場合と比較して、粘着性のある粘着層１６５が途切れ易く、微細溝内に残存したり、あるいは基板表面等に再付着してしまう。さらに、逆テーパ形状であるため、微細溝５００内に押し込まれた硬化した粘着層１６４がスムースに抜け難くなる。

図８（Ｃ）、（Ｄ）は、微細溝が垂直形状に加工されたときの比較例である。図８（Ｃ）に示すように、微細溝５１０は、基板表面の開口幅Ｓａ１の垂直な対向する側面５１２、５１４を含む、いわゆる垂直形状の溝に加工されている。このような形状は、一般的な異方性ドライエッチングを採用した場合に形成される。図８（Ｄ）に示すように、垂直形状の微細溝５１０内に進入された粘着層１６４ａは、微細溝の幅Ｓａ１に対して深く内部に入り込んでいるため、順テーパ形状である場合と比較して、粘着層１６４ａの全体が十分に紫外線１８０によって照射されず、その周縁部の一部の粘着層１６６が未硬化になり易い。未硬化の粘着層１６６は、図８（Ａ）の逆テーパ形状のときの粘着層１６５より少ないが、このような粘着層１６６は、ダイシング用テープの剥離時に、微細溝５１０や基板表面に残存、あるいは再付着し得る。

図９（Ａ）は、微細溝５２０が直線状の側面５２２、５２４のみを有する順テーパ形状に加工されたときの比較例である。このような形状は、例えば、異方性ドライエッチングにおいて、エッチングガスに含まれるエッチング用のガス（Ｃｌ２等）の流量と側壁保護するための保護膜形成用のガス（Ｃ４Ｆ８等）の流量とのバランスを、順テーパ形状に加工されるように設定することで形成される。図９（Ａ）に示すように、順テーパ形状の微細溝５２０内に進入された粘着層１６４ａは、図８（Ａ）や（Ｃ）の形状と比較し、粘着層１６４ａの全体に紫外線１８０が照射されやすい状態となっている。よって、紫外線１８０を照射後に未硬化の粘着層が発生しにくく、ダイシング用テープの剥離時に、粘着層が微細溝５２０や基板表面に残存、あるいは再付着しがたくなる。しかしながら、図９（Ａ）の形状は、図７（Ａ）や（Ｃ）の形状とは異なり、微細溝５２０の側面５２２、５２４は、角度が一定である直線状の側面で構成されているため、微細溝の入口部分の幅Ｓａ１が同じ条件で比較すると、図７（Ａ）や（Ｃ）よりも深い溝が形成できない。深い溝が形成できずに浅い溝となってしまう場合、先に説明した通り、裏面側から溝１７０を形成したときに、ダイシングブレードによる応力によって段差部８００が破損しやすくなる。よって、図９（Ａ）の形状と図７（Ａ）や（Ｃ）との形状とを比較した場合、図７（Ａ）や（Ｃ）の形状の方が、粘着層の残存抑制と段差部の破損抑制とを両立しやすい。

図９（Ｂ）は、微細溝５３０が、基板表面から裏面に向けて幅が徐々に狭くなる第１の溝部分（５３２、５３４）と、第１の溝部分の下方に連通して形成される溝部分であって、第１の溝部分の最下部の幅よりも幅が広がることなく、第１の溝部分の角度よりも急な角度で下方に延びる第２の溝部分（５３２ａ、５３４ａ）とを含んでいる。このような形状は、例えば、第１の溝部分に相当する上部側の溝部分を等方性エッチングで形成し、第２の溝部分に相当する下部側の溝部分を異方性ドライエッチングで形成することで実現できる。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）と同様に、微細溝５３０の入り口部分が順テーパ形状となっているので、図８（Ａ）や（Ｃ）の形状と比較し、粘着層が微細溝５３０や基板表面に残存しにくくなる。また、図９（Ａ）の形状と比較し、微細溝５３０の入り口部分の幅Ｓａ１が同じであっても、より深い溝を形成できるため、段差部８００の破損が抑制される。しかしながら、図９（Ｂ）の形状は、図７（Ａ）や（Ｃ）の形状と比較すると、第１の溝部分と第２の溝部分との間に、溝の側面５３２、５３２ａおよび５３４、５３４ａの角度が不連続に変化する部分（角部）が存在していることにより、第２の溝部分に粘着層が侵入した場合に、粘着層の全体に紫外線１８０が照射されにくく、未硬化の粘着層が発生しやすい。また、溝の側面５３２、５３２ａおよび５３４、５３４ａの角度が不連続に変化する部分（角部）が存在していることにより、ダイシング用テープ１６０と基板表面とを剥離するとき、第２の溝部分にまで侵入した粘着層１６４Ａが角部にひっかかり、ちぎれやすくなり、粘着層１６４Ａの残存が助長される。よって、図９（Ｂ）の形状と、図７（Ａ）や（Ｃ）の形状とを比較した場合、図７（Ａ）や（Ｃ）の形状の方が、粘着層の残存抑制と段差部の破損抑制とを両立しやすい。

図９（Ｃ）は、微細溝５４０が、基板表面から裏面に向けて幅が徐々に狭くなる直線上の側面５４２、５４４で構成される第１の溝部分と、第１の溝部分の下方に連通して形成される溝部分であって、略垂直に下方に延びる側面５４２ａ、５４４ａで構成される第２の溝部分とを含んでいる。このような形状は、例えば、第１の溝部分に相当する部分を、先端部が鋭角形状のダイシングブレードの先端部のみを利用して形成し、第２の溝部分に相当する部分を薄い厚みのダイシングブレードで形成することで実現できる。図９（Ｃ）の形状の場合も、先に説明した図９（Ｂ）の形状と場合と同様、微細溝の側面５４２、５４２ａと５４４、５４４ａの角度が不連続に変化する部分（角部）が存在しており、図７（Ａ）や（Ｃ）の形状とを比較した場合、図７（Ａ）や（Ｃ）の形状の方が、粘着層の残存抑制と段差部の破損抑制とを両立しやすい。

次に、本実施例の微細溝の製造方法について説明する。図１０は、図７（Ａ）及び（Ｃ）に示す微細溝の製造方法の工程を示す断面図である。図１０（Ａ）に示すように、複数の発光素子が形成された半導体基板Ｗ（ＧａＡｓ基板）の表面に、フォトレジスト６００が塗布される。フォトレジスト６００は、例えば、粘性１００ｃｐｉのｉ線レジストであり、数μｍ程度の厚さに形成される。公知のフォトリソ工程、例えばｉ線ステッパー、ＴＭＡＨ２．３８％の現像液を用いて、フォトレジスト６００に開口６１０が形成される。開口６１０は、図２（Ａ）において説明したように切断領域１２０を露出させるために形成される。

次に、図１０（Ｂ）に示すように、開口６１０が形成されたレジストパターン６００をエッチング用のマスクに用い、半導体基板Ｗを異方性ドライエッチングする。一例として、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）装置として誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）が用いられる。エッチングガスとして、ＣＦ系のガスを添加することで、エッチングと同時に溝６２０の側壁に保護膜６３０が形成される。反応ガスのプラズマによりラジカル、イオンが生成されるが、溝６２０の側壁はラジカルのみでアタックされ、底部はラジカルおよびイオンの両方でアタックされるためエッチングされ易くなり、異方性エッチングが達成される。ここで、エッチング装置の出力、ガスの流量、時間などのエッチング条件を調整し、順テーパ形状の溝が形成される条件でエッチングを行う。例えば、エッチングガスに含まれるエッチング用のガス（Ｃｌ_２等）の流量を増やしたり、側壁保護膜を形成するためのガスであるＣＦ系ガス（Ｃ_４Ｆ_８等）の流量を減らすことで、溝の側壁に形成される保護膜６３０が薄くなるため、溝の側壁の角度が深さ方向に対して急な角度になる（つまり、垂直に近い角度になる）。逆に、エッチングガスに含まれるエッチング用のガス（Ｃｌ_２等）の流量を減らしたり、側壁保護膜を形成するためのガスであるＣＦ系ガス（Ｃ_４Ｆ_８等）の流量を増やすことで、溝の側壁に形成される保護膜６３０が厚くなるため、溝の側壁の角度が深さ方向に対して緩い角度になる。一例として、エッチング条件は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）のパワー５００Ｗ、バイアスパワー５０Ｗ、圧力３Ｐａ、エッチングガスとして、Ｃｌ_２＝１５０ｓｃｃｍ、ＢＣｌ_３＝５０ｓｃｃｍ、Ｃ_４Ｆ_８＝５０ｓｃｃｍ、基板温度２０℃、エッチング時間２０分である。

次に、図１０（Ｃ）に示すように、図１０（Ｂ）で形成した順テーパの角度よりも急な角度となるようにエッチング条件を切り替える。例えば、エッチングガスに含まれるエッチング用のガス（Ｃｌ_２等）の流量を増やしたり、側壁保護膜を形成するためのガスであるＣＦ系ガス（Ｃ_４Ｆ_８等）の流量を減らすことで、図１０（Ｂ）で形成した溝６２０の側壁の角度よりも急な角度の溝部分６４０が形成されるようにする。一例として、エッチング条件は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）のパワー５００Ｗ、バイアスパワー５０Ｗ、圧力３Ｐａ、エッチングガスとして、Ｃｌ_２＝２００ｓｃｃｍ、ＢＣｌ_３＝５０ｓｃｃｍ、Ｃ_４Ｆ_８＝３５ｓｃｃｍ、基板温度２０℃、エッチング時間２０分である。微細溝を形成する場合、溝の底部側は上部側よりも側壁保護膜６３０の厚みが薄くなる傾向があるため、エッチング強度を途中で強めることで、既に形成されている溝の底部側に付着した側壁保護膜６３０が削られ側壁が露出しやすくなる。これにより、既に形成されている溝の底部側の溝幅は若干緩やかに広がるとともに溝が下方に延びていく。一方、既に形成されている溝の上部側には厚めの側壁保護膜６３０が付着しているため、エッチング条件を極端に強めなければ側壁が露出するまで側壁保護膜６３０が削られることがないため、溝の上部側（入口部分）の形状は変わらずに保たれる。

なお、側壁保護膜を形成するためのガスであるＣＦ系ガス（Ｃ_４Ｆ_８等）の流量を減らす場合は、完全に停止しない範囲で減らすことが好ましい。これは、側壁保護膜を形成するためのガスを停止してしまうと、側壁方向へのエッチング強度が過大となり、微細溝の下方に向けて幅が広がる溝部分が形成されてしまうためである。このように、微細溝の下方に向けて幅が広がる溝部分が形成される場合、この溝部分に粘着層１６４ａが侵入すると、粘着層１６４ａの全体に紫外線１８０が照射されにくくなり、図８（Ａ）の場合と同様に、粘着層１６４ａが残存し易くなるためである。図５において先に説明した通り、微細溝に対して、基板の裏面からダイシングブレード等の回転する切削部材で溝を形成する場合、例えば、約５μｍの幅の微細溝内に、約１０μｍ程度の進入深さで粘着層が入り込むなど、想定以上の深さまで粘着層が入り込む場合がある。よって、微細溝の下方に向けて幅が広がる溝部分を形成する特段の理由がない場合は、粘着層の残存抑制の観点から、そのような溝部分が形成されないようにする。また、側壁保護膜を形成するためのガスを停止するなどして側壁方向へのエッチング強度が過大となると、溝の上部側（入口部分）の側壁が露出するまで側壁保護膜６３０が削られる場合がある。これは、微細溝の入口部分の方が底部側よりも新鮮なエッチングガスの濃度が高いために発生すると考えられる。このようになると、溝の上部側が幅方向に広がるようにエッチングされてしまい、場合によっては素子の形成領域に影響を与える場合がある。よって、溝の上部側の側壁が露出しない範囲のエッチング強度に切り替えることが好ましい。

図１０（Ｃ）において微細溝の形成が完了した後は、図１０（Ｄ）に示すように酸素アッシングにより、レジスト６００が除去される。こうして、図７（Ａ）、（Ｃ）に示す微細溝４００、４１０が得られる。

以上のように、本実施例の微細溝の製造方法では、微細溝の幅が深さ方向に向けて徐々に狭くなる第１のエッチング強度で微細溝の形成を開始し、微細溝の形成途中で、第１のエッチング強度よりも強いエッチング強度であって表面側の溝の入口部分の幅が広がらずに下方に延びる第２のエッチング強度にドライエッチングの条件を切り替えて、基板の表面から裏面に向けて溝の幅が広がる部分を有さない微細溝を形成するようにしている。微細溝の幅が深さ方向に向けて徐々に狭くなる第１のエッチング強度でエッチングを行うため、図８（Ａ）、（Ｃ）の形状と比較し粘着層１６４ａの残存が抑制される形状の微細溝が形成される。また、微細溝の形成途中で、微細溝の入口部分の幅が広がらずに下方に延びる第２のエッチング強度にドライエッチングの強度を強めて、溝の下方に向けて幅が広がる部分を有さない微細溝を形成するようにしているため、図９（Ｃ）で形成されるような角部がない微細溝が形成される。更には、図９（Ａ）で形成されるような直線状の側面のみを有する順テーパ形状と比較し、微細溝の入り口部分の幅が同じであったとしても、より深い微細溝が形成される。

なお、上記の本実施例における製造方法はあくまで一例を示すものであり、必ずしも図１０に示す製造工程に限定されるものではない。例えば、図１０（Ａ）において形成するフォトレジスト６００の開口６１０は、基板表面に対して垂直な開口側面を有するが、図７（Ａ）や（Ｃ）に開示した形状を形成しやすくするために、基板表面から上方に向けて開口の幅が徐々に広がる形状としてもよい。このような形状のフォトレジストを使用すれば、フォトレジストの薄い部分から厚い部分に徐々にエッチング範囲が広がるようになるので、順テーパ形状が形成しやすくなる。また、エッチング条件の切り替えは１回だけである必要はなく、徐々にエッチングの強度を強めるなど、必要に応じて複数回実施してもよい。

次に、微細溝と裏面側の溝の幅の差により形成される段差部の破損について説明する。図１１（Ａ）は、図３（Ｆ）に示すダイシングブレードによるハーフダイシングをしたときの断面図、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示される段差部の拡大図、図１１（Ｃ）は、段差部の破損を示している。

半導体基板Ｗの表面には、上記したように、複数の発光素子１００が形成され、各発光素子１００は、間隔Ｓのスクライブライン等で規定される切断領域１２０によって離間されている。切断領域１２０には、異方性ドライエッチングにより幅Ｓａの微細溝１４０（図８（Ｃ）に示す垂直形状の溝）が形成されているとする。カーフ幅Ｓｂのダイシングブレード３００を回転させながら、半導体基板Ｗの裏面から切削することで、半導体基板Ｗには、カーフ幅Ｓｂとほぼ等しい幅の溝１７０が形成される。カーフ幅Ｓｂは、微細溝１４０の幅Ｓａよりも大きいため、溝１７０が形成されたとき、切断領域１２０には、幅Ｓｂと幅Ｓａの差、言い換えると微細溝１４０と溝１７０の側面の位置の差によって、厚さＴの片持ち梁状の段差部８００が形成される。もし、ダイシングブレード３００の中心と微細溝１４０の中心が完全に一致しているならば、段差部８００の横方向に延在する長さは、（Ｓｂ−Ｓａ）／２である。

ダイシングブレード３００による切断が行われるとき、ダイシングブレード３００の先端部の平坦な面が半導体基板ＷをＹ方向に押圧することで、段差部８００には力Ｆが印加され、これにより段差部８００のコーナー部Ｃに応力が集中する。コーナー部Ｃへの応力がウエハの破壊応力を超えたとき、図１１（Ｃ）に示すように段差部８００の破損（欠け、亀裂あるいはピッキング等）が生じる。特に、ＧａＡｓ等の化合物半導体基板は、シリコン基板よりも強度が弱いため、段差部８００に破損が生じ易い。もし、段差部８００に破損が生じるならば、段差部８００の切断のためのマージンＭを確保しなければならず、これは、切断領域１２０の間隔ＳをマージンＭと等しいかそれよりも大きくしなければならないことを意味し、半導体片の取得数が低下する。従って、段差部８００の破損を抑制することが好ましい。

段差部８００の破損を生じさせる応力に影響が高い因子には、主に次の３つが考えられる。第１に、ダイシングブレードの先端部の形状、第２に、段差部８００の厚さＴ、第３に、段差部における段差の大きさ、すなわち、ある所定の厚みのダイシングブレード３００を使用する場合は、微細溝１４０と溝１７０との位置ずれ量である。本実施例のように、微細溝の幅が深さ方向に向けて徐々に狭くなる第１のエッチング強度で微細溝の形成を開始し、微細溝の形成途中で、第１のエッチング強度よりも強いエッチング強度であって表面側の溝の入口部分の幅が広がらずに下方に延びる第２のエッチング強度にドライエッチングの条件を切り替えることで、第１のエッチング強度のみで微細溝を形成する場合と比較し、より深い微細溝が形成されるため、段差部８００の厚さＴが厚くなる。よって、ダイシングブレードの先端部の形状や位置ずれ量が同じであっても、段差部の破損が抑制される。

次に、本発明の実施例の応用例について説明する。本応用例においては、先の実施例における裏面側の溝１７０を形成せずに、半導体基板の裏面から半導体基板の表面側の微細溝に至るまで研削（バックグラインド）することで半導体基板を分割する。具体的には、図１のステップＳ１０８のダイシング用テープの貼付けに代えて、バックグラインド用のテープを基板の表面に貼付ける。ダイシング用テープをそのままバックグラインド用のテープとして使用してもよい。そして、図１のステップＳ１１０のハーフダイシングに代えて、表面側の微細溝に至るまでバックグラインドを行う。バックグラインドは、ハーフダイシングと同様に基板の裏面が見えるように配置し、例えば、回転する砥石を水平ないし垂直方向に移動することで表面側の微細溝が露出するまで基板の厚みを全体的に薄くする。その後の工程は、図１と同様でよい。なお、バックグラインド後の基板の強度が問題となる場合は、基板の周囲の部分のみグラインドしないことで、所謂、リブ構造になるようにしてもよい。

ここで、バックグラインドの工程中、砥石の回転や、砥石と半導体基板の相対的な移動などにより、微細溝の内壁を介して振動や切削圧力がバックグラインド用のテープの粘着層に印加される。切削圧力により半導体基板が押圧されると、粘性のある粘着層が流動して微細溝内に入り込む。また、振動が微細溝の近傍に伝達されることで、粘着層の流動を助長する。特に、数μｍ〜十数μｍ程度の幅の微細な溝である場合は粘着層がより深く侵入しやすくなり、１０μｍ以下の場合は、それがより顕著となる。

砥石による研削が終了すると、基板裏面にエキスパンド用テープが貼り付けられ、バックグラインド用テープには紫外線が照射される。紫外線が照射された粘着層は硬化し、その粘着力が失われ、バックグラインド用テープが基板表面から剥離される。ここで、表面側の微細溝内に入り込んだ粘着層は、図６で説明した通り、バックグラインド用テープの剥離時に、溝内や基板表面に残存する場合がある。よって、このようなバックグラインド用テープの剥離の際に粘着層が残存することを抑制するには、図７及び図１０で説明した実施例の微細溝を適用すればよい。図７及び図１０の微細溝を適用すれば、粘着層の残存が抑制されるだけでなく、より深い溝が形成されることにより、研削の量を低減でき、また、研削後の半導体基板（半導体片）の強度を確保しやすくなる。

なお、本応用例において、半導体基板の裏面から半導体基板の表面側の微細溝に至る途中まで研削し、その後に半導体基板に引っ張り応力や曲げ応力などの応力を加えて、残った部分を割ることで半導体基板を分割してもよい。また、粘着層が侵入する深さを予め把握している場合などにおいては、粘着層が侵入する深さよりも深い部分の微細溝の形状は、深さ方向に広がる形状など任意の形状でよい。これは、粘着層が侵入しないのであれば、深さ方向に広がる形状であったとしても紫外線が照射がされにくいなどの不具合が助長されないためである。

上記説明した応用例を整理すると以下のように説明できる。すなわち、基板の表面から裏面に向けて表面側の溝をドライエッチングで形成する工程と、前記表面側の溝が形成された前記表面に粘着層を有する保持部材を貼り付ける工程と、前記基板の裏面側から前記表面側の溝に向けて前記基板を研削する工程と、前記研削後に前記表面と前記保持部材とを剥離する工程と、を備え、前記表面側の溝の幅が深さ方向に向けて徐々に狭くなる第１のエッチング強度で前記表面側の溝の形成を開始し、前記表面側の溝の形成途中で、前記第１のエッチング強度よりも強いエッチング強度に前記ドライエッチングを切り替えて前記表面側の溝を形成する半導体片の製造方法である。この応用例による製造方法によれば、粘着層の残存が抑制されるだけでなく、研削後の半導体基板の強度を確保しやすくなる。

また、上記の応用例による製造方法においては、前記表面側の溝の形成途中で、前記第１のエッチング強度よりも強いエッチング強度であって前記表面側の溝の入口部分の幅が広がらずに下方に延びる第２のエッチング強度に前記ドライエッチングを切り替えて、溝の下方に向けて幅が広がる部分を有さない前記表面側の溝を形成してもよい。このような構成では、粘着層が残存しやすい逆テーパ形状等が形成されないため、テープの粘着層が入り込む深さが深くなった場合であっても、粘着層の残存を抑制できる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、裏面側の溝１７０を、表面側の微細溝の近傍までは達するが、表面側の微細溝に連通しない深さで形成してもよい。すなわち、図３（Ｆ）の裏面側の溝１７０を形成する工程で、半導体基板の厚みの一部分を残して裏面側の溝１７０を形成してもよい。この場合、その後の工程で、半導体基板に引っ張り応力や曲げ応力などの応力を加えて、残った一部分を割ることで半導体基板を分割するようにすればよい。

また、本発明の製造方法は、ガラスやポリマー等の半導体を含まない基板から個々の素子を個片化する場合に適用してもよい。

なお、本明細書における破損の抑制とは、欠け、亀裂等を目視で確認できる程度に抑制するものに限らず、破損の程度を多少でも抑制するものや、破損の発生の可能性を多少でも低減できるものを含み、その抑制の程度は問わない。また、粘着層の残存の抑制についても、完全に残存を抑制することを意味するものではなく、残存の程度を多少でも抑制するものや、残存の発生の可能性を多少でも低減できるものを含み、その抑制の程度は問わない。また、図７及び図１０における本実施例の微細溝の形状はあくまで一例であり、エッチングの強度を切り替えて形成する方法であれば、その傾斜の形や角度は問わない。

１００：発光素子
１２０：切断領域（スクライブライン）
１３０：レジストパターン
１４０：表面側の微細溝
１６０：ダイシング用テープ
１６２：テープ基材
１６４：粘着層
１６５、１６６：未硬化の粘着層
１７０：裏面側の溝
１９０：エキスパンド用テープ
２１０：半導体チップ
３００：ダイシングブレード
４００、４１０：微細溝
４０２、４０４、４１２、４１４、４１２ａ、４１４ａ：側面
５００、５１０、５２０、５３０、５４０：微細溝
５０２、５０４、５１２、５１４、５２２、５２４、５３２、５３４：側面
６００：フォトレジスト
６１０：開口
６２０：溝
６３０：保護膜
８００：段差部

Claims (4)

1. 基板の表面から裏面に向けて表面側の溝をドライエッチングで形成する工程と、
   前記表面側の溝が形成された前記表面に粘着層を有する保持部材を貼り付ける工程と、
   前記基板の裏面側から前記基板を薄化する工程と、
   前記薄化後に前記表面と前記保持部材とを剥離する工程と、を備え、
   前記表面側の溝の幅が深さ方向に向けて徐々に狭くなる前記ドライエッチングで前記表面側の溝の形成を開始し、前記表面側の溝の形成途中で、前記ドライエッチングに使用するエッチングガスに含まれる保護膜形成用のガスの流量を、第１の流量から、当該保護膜形成用のガスの流量を停止しない範囲で当該第１の流量よりも少ない第２の流量に切り替えて、前記基板表面から裏面に向けて幅が徐々に狭くなる第１の溝部分と、当該第１の溝部分の下方に連通して形成される溝部分であって、当該第１の溝部分の角度よりも急な角度で下方に延びる第２の溝部分とを有する前記表面側の溝を形成する半導体片の製造方法。
2. 基板の表面から裏面に向けて表面側の溝をドライエッチングで形成する工程と、
   前記表面側の溝が形成された前記表面に粘着層を有する保持部材を貼り付ける工程と、
   前記基板の裏面側から前記基板を薄化する工程と、
   前記薄化後に前記表面と前記保持部材とを剥離する工程と、を備え、
   前記表面側の溝の幅が深さ方向に向けて徐々に狭くなる前記ドライエッチングで前記表面側の溝の形成を開始し、前記表面側の溝の形成途中で、前記ドライエッチングに使用するエッチングガスに含まれるエッチング用のガスの流量を、第１の流量から、当該第１の流量よりも多い第２の流量に切り替えて、前記基板表面から裏面に向けて幅が徐々に狭くなる第１の溝部分と、当該第１の溝部分の下方に連通して形成される溝部分であって、当該第１の溝部分の角度よりも急な角度で下方に延びる第２の溝部分とを有する前記表面側の溝を形成する半導体片の製造方法。
3. 前記第２の溝部分は、前記第１の溝部分の最下部の幅よりも幅が広がることなく下方に延びる溝部分である請求項１または２に記載の半導体片の製造方法。
4. 前記表面側の溝の側面は、前記第１の溝部分と前記第２の溝部分との間に角部を有さない請求項１または２に記載の半導体片の製造方法。
   

Images