JP6370720B2 - デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、デバイスの製造方法及びデバイスに関する。

ウェハ等の半導体基板上に形成された複数の半導体素子は、半導体基板に設けられたダイシング領域に沿ってダイシングすることによって、複数の半導体チップに分割される。半導体基板の一方の面に、半導体素子の電極となる金属膜や、ダイボンディングフィルム等の樹脂膜が形成されている場合、ダイシングの際にダイシング領域の金属膜や樹脂膜も除去する必要がある。

金属膜や樹脂膜を除去する方法として、例えば、半導体基板と、金属膜又は樹脂膜を同時にブレードダイシングにより除去する方法がある。この場合、金属膜又は樹脂膜に突起（バリ）等の形状異常が生じやすい。金属膜や樹脂膜の形状異常が生ずると、半導体チップが外観検査不良と判定されたり、ベッドと半導体チップの接合不良が生じたりすることで製品歩留りが低下するため問題となる。

特開２００８−１４１１３５号公報

本発明が解決しようとする課題は、膜を加工する際の形状異常の抑制を可能にするデバイスの製造方法を提供することにある。

実施形態のデバイスの製造方法は、第１の面と第２の面を有する基板の前記第２の面側に膜を形成し、前記第１の面側から前記膜が残存するよう前記基板に部分的に溝を形成し、前記第２の面側から前記膜に二酸化炭素を含む粒子を、前記膜の表面でのスポット径がφ３ｍｍ以上φ１０ｍｍ以下となるように噴射し、前記溝が形成された箇所の前記第２の面側の前記膜を除去する。

第１の実施形態のデバイスの製造方法を示す模式工程断面図。 第１の実施形態のデバイスの製造方法で製造されるデバイスの模式断面図。 第２の実施形態のデバイスの製造方法を示す模式工程断面図。 第５の実施形態のデバイスの製造方法を示す模式工程断面図。 第６の実施形態のデバイスの製造方法を示す模式工程断面図。 第７の実施形態のデバイスの製造方法を示す模式工程断面図。 第８の実施形態のデバイスの製造方法を示す模式工程断面図。 実施例１のダイシング後のＳＥＭ写真。 実施例１のダイシング後のＳＥＭ写真。 実施例１のダイシング後の光学顕微鏡写真。 実施例２のダイシング後のＳＥＭ写真。 実施例３のダイシング後の光学顕微鏡写真。 比較例１のダイシング後のＳＥＭ写真。 比較例２のダイシング後のＳＥＭ写真。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一の部材等には同一の符号を付し、一度説明した部材等については適宜その説明を省略する。

（第１の実施形態）
本実施形態のデバイスの製造方法は、第１の面と第２の面を有する基板の第２の面側に膜を形成し、第１の面側から膜が残存するよう基板に部分的に溝を形成し、第２の面側から膜に物質を噴射し、溝が形成された箇所の第２の面側の膜を除去する。

以下、製造するデバイスが、両面に金属電極を備えるシリコン（Ｓｉ）を用いた縦型のパワーＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である場合を例に説明する。この場合、基板が半導体基板となる。また、膜が金属膜となる。また、金属膜に噴射する物質が、二酸化炭素を含む粒子である場合を例に説明する。なお、二酸化炭素を含む粒子（以下、単に二酸化炭素粒子とも記述する）とは、二酸化炭素を主成分とする粒子である。二酸化炭素に加え、例えば、不可避的な不純物が含有されていても構わない。

図１は、本実施形態のデバイスの製造方法を示す模式工程断面図である。

まず、第１の面（以下、表面とも称する）と第２の面（以下、裏面とも称する）を備えるシリコン基板（基板）１０の表面側に縦型のＭＯＳＦＥＴ（半導体素子）のベース領域、ソース領域、ゲート絶縁膜、ゲート電極、ソース電極等のパターンを形成する。その後、シリコン基板１０の最上層に保護膜を形成する。保護膜は、例えば、ポリイミド等の樹脂膜、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等の無機絶縁膜である。表面側に設けられたダイシング領域の表面には、シリコン基板１０が露出していることが望ましい。

次に、シリコン基板１０の表面側に支持基板（支持体）１２を貼りあわせる（図１（ａ））。支持基板１２は、例えば、石英ガラスである。

次に、シリコン基板１０の裏面側を研削により除去し、シリコン基板１０を薄膜化する。その後、シリコン基板１０の裏面側に金属膜１４を形成する（図１（ｂ））。金属膜１４は裏面の略全面に設けられる。

金属膜１４は、ＭＯＳＦＥＴのドレイン電極である。金属膜１４は、例えば、異種の金属の積層膜である。金属膜１４は、例えば、シリコン基板１０の裏面側から、アルミニウム／チタン／ニッケル／金の積層膜である。金属膜１４は、例えば、スパッタ法により形成される。金属膜１４の膜厚は、例えば、０．５μｍ以上１．０μｍ以下である。

次に、シリコン基板１０の裏面側に樹脂シート１６を貼りつける。樹脂シート１６は、いわゆる、ダイシングシートである。樹脂シート１６は、例えば、金属のフレーム１８に固定されている。樹脂シート１６は、金属膜１４の表面に接着される。その後、シリコン基板１０から支持基板１２を剥離する（図１（ｃ））。

次に、シリコン基板１０の表面側に設けられたダイシング領域に沿って、表面側から裏面側の金属膜１４が露出するようにシリコン基板１０に部分的に溝２０を形成する（図１（ｄ））。ここで、ダイシング領域とは、複数の半導体素子をダイシングにより複数の半導体チップに分割するための所定の幅を備える予定領域であり、シリコン基板１０の表面側に設けられる。ダイシング領域には、半導体素子のパターンは形成されない。ダイシング領域は、例えば、シリコン基板１０表面側に、半導体素子を区切るように格子状に設けられる。

溝２０は、例えば、プラズマエッチングにより形成する。プラズマエッチングは、例えば、Ｆ系ラジカルを用いた等方性エッチングステップ、ＣＦ_４系ラジカル用いた保護膜形成ステップ、Ｆ系イオンを用いた異方性エッチングを繰り返す、いわゆるボッシュプロセスである。

溝２０は、シリコン基板１０の表面側の保護膜をマスクに、全面エッチングにより形成することが望ましい。この方法によれば、リソグラフィーを用いないため、製造工程の簡略化及び低コスト化が可能である。

次に、シリコン基板１０の表面側に樹脂シート２２を貼りつける。樹脂シート２２は、いわゆる、ダイシングシートである。樹脂シート２２は、例えば、金属のフレーム２４に固定されている。樹脂シート２２は、表面側の保護膜や金属電極の表面に接着される。その後、裏面側の樹脂シート１６を剥離する（図１（ｅ））。

次に、シリコン基板１０の裏面側から金属膜１４に二酸化炭素粒子を噴射する（図１（ｆ））。二酸化炭素粒子を噴射することにより、溝２０が形成された箇所の裏面側の金属膜１４を除去する。金属膜１４は二酸化炭素粒子により物理的に空洞部である溝２０に削ぎ落とされることで除去される（図１（ｇ））。

二酸化炭素粒子は、固体状態の二酸化炭素である。二酸化炭素粒子は、いわゆるドライアイスである。二酸化炭素粒子の形状は、例えば、ペレット状、粉末状、球状、又は、不定形状である。

二酸化炭素粒子は、例えば、液化炭酸ガスを断熱膨張させることにより生成される。生成された二酸化炭素粒子は、例えば、窒素ガスとともにノズルから噴射され、金属膜１４に吹き付けられる。二酸化炭素粒子の平均粒径が１０μｍ以上２００μｍ以下であることが望ましい。二酸化炭素粒子の平均粒径は、例えば、ノズルから噴射される二酸化炭素粒子を高速カメラで撮像し、撮像した画像内の粒子を測長することで求めることが可能である。

また、二酸化炭素粒子が金属膜１４に吹き付けられる際の金属膜１４表面でのスポット径は、例えば、φ３ｍｍ以上φ１０ｍｍ以下であることが望ましい。

二酸化炭素粒子を吹き付けて、金属膜１４を除去する際に、図１（ｆ）に示すように、樹脂シート２２の領域をマスク２６で覆うことが望ましい。樹脂シート２２の領域をマスク２６で覆うことで、例えば、樹脂シート２２が、二酸化炭素粒子による衝撃でフレーム２４から剥がれることを抑制できる。マスク２６は、例えば、金属である。

その後、シリコン基板１０の表面側の樹脂シート２２を剥離することにより、分割された複数のＭＯＳＦＥＴが得られる。

以下、本実施形態のデバイスの製造方法の作用及び効果について説明する。

縦型のＭＯＳＦＥＴのように、シリコン基板１０の裏面側にも金属膜１４が形成される場合、ダイシングの際にダイシング領域の裏面側の金属膜１４も除去する必要がある。例えば、ブレードダイシングにより半導体基板１０と、金属膜１４とを表面側から同時に除去する場合、ダイシング領域の溝２０端部の金属膜１４が裏面側に捲れあがり、いわゆるバリが発生する。

金属膜１４のバリが発生すると、例えば、半導体チップが外観検査不良となり製品化できない恐れがある。また、例えば、半導体チップと金属のベッドとをはんだ等の接合材により接合する際に、バリの部分で密着性が悪くなることで、接合不良が生じる恐れがある。

本実施形態では、シリコン基板１０のダイシング領域に沿って溝２０を形成した後、金属膜１４に裏面側から二酸化炭素粒子を吹き付け、溝２０に跨っている部分の金属膜１４を除去する。除去された金属膜１４は、空洞となっている溝２０に削ぎ落とされるため、バリの発生が抑制される。溝２０の金属膜１４のみを自己整合的に除去することが可能である。

溝２０に跨っている部分の金属膜１４の除去は、主に二酸化炭素粒子の物理的衝撃により生じているものと考えられる。加えて、金属膜１４が低温の二酸化炭素粒子により急冷されること、及び、金属膜１４に衝突した二酸化炭素が気化膨張する力が加わることにより、物理衝撃による金属膜１４の除去効果を促進するものと考えられる。

また、シリコン基板１０の溝２０の形成を、ブレードダイシングで行う場合、溝２０の裏面側の端部のシリコン基板１０に欠け（チッピング）が生じる場合がある。本実施形態では、溝２０形成を、プラズマエッチングにより行うため、溝２０の裏面側の端部のシリコン基板１０に生じる欠けを防止することが可能となる。

また、シリコン基板１０の溝２０の形成を、ブレードダイシングで行う場合、少なくともブレードの厚さ以上の幅がダイシング領域に必要となる。このため、例えば、５０μｍ以上のダイシング領域幅が必要になる。

本実施形態では、溝２０の形成を、プラズマエッチングにより行うため、ダイシング領域の幅を狭くすることが可能となる。例えば、ダイシング領域の幅は、例えば、１０μｍ以上５０μｍ未満、更には、２０μｍ以下とすることも可能となる。

また、本実施形態では、主に二酸化炭素粒子による物理的衝撃により金属膜等を除去する。したがって、例えば、ドライエッチングの場合と異なり、金属膜が異種の金属の積層膜であっても、各膜の化学的性質の違いに左右されずに除去することが可能である。したがって、異種の金属の積層膜であっても簡便に、形状異常を抑制して除去することが可能である。

本実施形態の製造方法で製造されるデバイスは、基板と、基板の一方の面に設けられる金属膜の積層構造を切断して個片化したデバイスであって、金属膜の端部の面に対する傾斜角が、基板の側面の前記面に対する傾斜角よりも小さい。また、本実施形態の製造方法で製造されるデバイスは、基板と、基板の一方の面に設けられる金属膜の積層構造を切断して個片化したデバイスであって、金属膜の切断面の凹凸差が基板の切断面の凹凸差よりも小さい。

図２は、本実施形態の製造方法で製造されるデバイスの模式断面図である。溝２０近傍の断面形状を示す。図２に示すように、金属膜１４の溝２０側の端部の裏面（第２の面）に対する傾斜角（θ１）が、溝２０の側面の裏面（第２の面）に対する傾斜角（θ２）よりも小さくなる。

金属膜１４の端部は、シリコン基板１０と金属膜１４の境界のシリコン端部よりも、溝の反対側に位置する。金属膜１４の端部は、シリコン基板１０と金属膜１４の境界から金属膜１４の表面に向かって、溝から遠ざかる方向に傾斜する。傾斜は金属膜１４表面に向かって緩やかになる。また、金属膜１４の端部の上面側の角は曲面となっている。金属膜１４の端部が図２に示す形状を備えることにより、ＭＯＳＦＥＴをベッド等に接合する際の接合特性が向上する。

また、特に、本実施形態のように、溝２０の形成を、プラズマエッチングにより行った場合、金属膜１４の切断面（金属膜１４の溝２０側の端部）の凹凸差がシリコン基板１０の切断面（溝２０の側面）の凹凸差よりも小さくなる。言い換えれば、金属膜１４の溝２０側の端部の表面粗さが、溝２０の側面の表面粗さよりも小さくなっている。

以上、本実施形態によれば、金属膜を加工する際の形状異常の抑制を可能にするデバイスの製造方法を提供することが可能となる。

（第２の実施形態）
本実施形態のデバイスの製造方法は、シリコン基板１０の裏面側に金属膜ではなく、樹脂膜を備える半導体デバイスを製造する点で、第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。

以下、製造するデバイスが、裏面側に樹脂膜を備えるシリコン（Ｓｉ）を用いた半導体メモリである場合を例に説明する。

図３は、本実施形態のデバイスの製造方法を示す模式工程断面図である。

まず、第１の面（以下、表面とも称する）と第２の面（以下、裏面とも称する）を備えるシリコン基板（基板）１０の表面側に半導体メモリ（半導体素子）のメモリトランジスタ、周辺回路、電源電極、接地電極、Ｉ／Ｏ電極等のパターンを形成する。その後、シリコン基板１０の最上層に保護膜を形成する。保護膜は、例えば、ポリイミド等の樹脂膜、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等の無機絶縁膜である。

次に、シリコン基板１０の表面側に支持基板１２を貼りあわせる（図３（ａ））。支持基板１２は、例えば、石英ガラスである。

次に、シリコン基板１０の裏面側を研削により除去し、シリコン基板１０を薄膜化する。その後、シリコン基板１０の裏面側に樹脂膜３０を形成する（図３（ｂ））。樹脂膜３０は裏面の略全面に設けられる。

樹脂膜３０は、例えば、分割後の半導体チップを基板にボンディングするためのＤＡＦ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ）である。樹脂膜３０の膜厚は、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下である。

次に、シリコン基板１０の裏面側に樹脂シート１６を貼りつける。樹脂シート１６は、いわゆる、ダイシングシートである。樹脂シート１６は、例えば、金属のフレーム１８に固定されている。樹脂シート１６は、樹脂膜３０表面に接着される。その後、シリコン基板１０から支持基板１２を剥離する（図３（ｃ））。

次に、シリコン基板１０の表面側に設けられたダイシング領域に沿って、表面側から裏面側の樹脂膜３０が露出するようにシリコン基板１０に部分的に溝２０を形成する（図３（ｄ））。ここで、ダイシング領域とは、半導体チップをダイシングにより分割するための所定の幅を備える予定領域であり、シリコン基板１０の表面側に設けられる。ダイシング領域には、半導体素子のパターンは形成されない。ダイシング領域は、例えば、シリコン基板１０表面側に、格子状に設けられる。

溝２０は、例えば、ブレードダイシングにより形成する。

次に、シリコン基板１０の表面側に樹脂シート２２を貼りつける。樹脂シート２２は、いわゆる、ダイシングシートである。樹脂シート２２は、例えば、金属のフレーム２４に固定されている。樹脂シート２２は、表面側の保護膜や金属電極の表面に接着される。その後、裏面側の樹脂シート１６を剥離する（図３（ｅ））。

次に、シリコン基板１０の裏面側から樹脂膜３０に二酸化炭素粒子を噴射する（図３（ｆ））。二酸化炭素粒子を噴射することにより、溝２０が形成された箇所の裏面側の樹脂膜３０を除去する。樹脂膜３０は二酸化炭素粒子により物理的に空洞部である溝２０に削ぎ落とされることで除去される（図３（ｇ））。

二酸化炭素粒子は、固体状態の二酸化炭素である。二酸化炭素粒子は、いわゆるドライアイスである。二酸化炭素粒子の形状は、例えば、ペレット状、粉末状、球状、又は、不定形状である。

二酸化炭素粒子は、例えば、窒素ガスとともにノズルから噴射され、樹脂膜３０に吹き付けられる。二酸化炭素粒子の平均粒径が１０μｍ以上２００μｍ以下であることが望ましい。二酸化炭素粒子の平均粒径は、例えば、ノズルから噴射される二酸化炭素粒子を高速カメラで撮像し、撮像した画像内の粒子を測長することで求めることが可能である。

また、二酸化炭素粒子が樹脂膜３０に吹き付けられる際の樹脂膜３０表面でのスポット径は、例えば、φ３ｍｍ以上φ１０ｍｍ以下であることが望ましい。

二酸化炭素粒子を吹き付けて、樹脂膜３０を除去する際に、図３（ｆ）に示すように樹脂シート２２の領域をマスク２６で覆うことが望ましい。樹脂シート２２の領域をマスク２６で覆うことで、例えば、樹脂シート２２が、二酸化炭素粒子による衝撃でフレーム２４から剥がれることを抑制できる。マスク２６は、例えば、金属である。

その後、シリコン基板１０の表面側の樹脂シート２２を剥離することにより、分割された複数の半導体メモリが得られる。

以下、本実施形態のデバイスの製造方法の作用及び効果について説明する。

例えば、半導体メモリのように、携帯電話に代表される小型の電子機器に用いられる半導体デバイスでは、小型、薄型の半導体パッケージであるＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）やＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｐａｃｋａｇｅ）が用いられる。ＢＧＡやＭＣＰでは、ペースト状のダイボンディング材にかえて、ＤＡＦ等のフィルム状のダイボンディング材が用いられる。

ＤＡＦ等の樹脂膜３０がシリコン基板１０の裏面側に形成される場合、ダイシングの際にダイシング領域の裏面側の樹脂膜３０も除去する必要がある。例えば、ブレードダイシングにより半導体基板１０と、樹脂膜３０とを表面側から同時に除去する場合、ダイシング領域の溝２０端部から樹脂膜３０がはがれたり、樹脂膜３０の切断面が直線状にならず不規則な形状になったりするという問題がある。

本実施形態では、シリコン基板１０のダイシング領域に沿って溝２０を形成した後、樹脂膜３０に裏面側から二酸化炭素粒子を吹き付け、溝２０に跨っている部分の樹脂膜３０を除去する。除去された樹脂膜３０は、空洞となっている溝２０に削ぎ落とされるため、樹脂膜３０の剥がれが抑制される。また、樹脂膜３０の切断面が直線状になる。

溝２０に跨っている部分の樹脂膜３０の除去は、主に二酸化炭素粒子の物理的衝撃により生じているものと考えられる。加えて、樹脂膜３０が低温の二酸化炭素粒子により急冷されること、及び、樹脂膜３０に衝突した二酸化炭素が気化膨張する力が加わることにより、物理衝撃による樹脂膜３０の除去効果を促進するものと考えられる。

本実施形態の製造方法で製造されるデバイスは、基板と、基板の一方の面に設けられる樹脂膜の積層構造を切断して個片化したデバイスであって、樹脂膜の端部の面に対する傾斜角が、基板の側面の前記面に対する傾斜角よりも小さい。また、本実施形態の製造方法で製造されるデバイスは、基板と、基板の一方の面に設けられる樹脂膜の積層構造を切断して個片化したデバイスであって、樹脂膜の切断面の凹凸差が基板の切断面の凹凸差よりも小さい。

以上、本実施形態によれば、樹脂膜を加工する際の形状異常の抑制を可能にするデバイスの製造方法を提供することが可能となる。

（第３の実施形態）
本実施形態のデバイスの製造方法は、二酸化炭素粒子にかえて、加圧された水を用いる点以外は、第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。

本実施形態では、シリコン基板１０の裏面側から金属膜１４に加圧された水を噴射する。加圧された水を噴射することにより、溝２０の裏面側の金属膜１４を除去する。金属膜１４は加圧された水により物理的に空洞部である溝２０に削ぎ落とされることで除去される。

以上、本実施形態によっても、金属膜を加工する際の形状異常の抑制を可能にするデバイスの製造方法を提供することが可能となる。

（第４の実施形態）
本実施形態のデバイスの製造方法は、二酸化炭素粒子にかえて、砥粒を含む加圧された水を用いる点以外は、第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。

本実施形態では、シリコン基板１０の裏面側から金属膜１４に砥粒を含む加圧された水を噴射する。砥粒を含む加圧された水を噴射することにより、溝２０の裏面側の金属膜１４を除去する。金属膜１４は砥粒を含む加圧された水により物理的に空洞部である溝２０に削ぎ落とされることで除去される。この加工は、いわゆるアブレシブジェット加工である。

砥粒は、例えば、アルミナ粒子、炭化珪素粒子、シリカ粒子等である。

以上、本実施形態によっても、金属膜を加工する際の形状異常の抑制を可能にするデバイスの製造方法を提供することが可能となる。

（第５の実施形態）
本実施形態のデバイスの製造方法は、基板に部分的に溝を形成する際に、基板の一部を残存させる点で、第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。

図４は、本実施形態のデバイスの製造方法を示す模式工程断面図である。

まず、第１の面（以下、表面とも称する）と第２の面（以下、裏面とも称する）を備えるシリコン基板（基板）１０の表面側に縦型のＭＯＳＦＥＴ（半導体素子）のベース領域、ソース領域、ゲート絶縁膜、ゲート電極、ソース電極等のパターンを形成する。その後、シリコン基板１０の最上層に保護膜を形成する。保護膜は、例えば、ポリイミド等の樹脂膜、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等の無機絶縁膜である。表面側に設けられたダイシング領域の表面には、シリコン基板１０が露出していることが望ましい。

次に、シリコン基板１０の表面側に支持基板（支持体）１２を貼りあわせる（図４（ａ））。支持基板１２は、例えば、石英ガラスである。

次に、シリコン基板１０の裏面側を研削により除去し、シリコン基板１０を薄膜化する。その後、シリコン基板１０の裏面側に金属膜１４を形成する（図４（ｂ））。金属膜１４は裏面の略全面に設けられる。

金属膜１４は、ＭＯＳＦＥＴのドレイン電極である。金属膜１４は、例えば、異種の金属の積層膜である。金属膜１４は、例えば、シリコン基板１０の裏面側から、アルミニウム／チタン／ニッケル／金の積層膜である。金属膜１４は、例えば、スパッタ法により形成される。金属膜１４の膜厚は、例えば、０．５μｍ以上１．０μｍ以下である。

次に、シリコン基板１０の裏面側に樹脂シート１６を貼りつける。樹脂シート１６は、いわゆる、ダイシングシートである。樹脂シート１６は、例えば、金属のフレーム１８に固定されている。樹脂シート１６は、金属膜１４の表面に接着される。その後、シリコン基板１０から支持基板１２を剥離する（図４（ｃ））。

次に、シリコン基板１０の表面側に設けられたダイシング領域に沿って、表面側からシリコン基板１０に部分的に溝２０を形成する（図４（ｄ））。溝２０を形成する際、裏面側のシリコン基板１０が一部残存するように溝２０を形成する。溝２０の裏面側の半導体基板を２０μｍ以下、より望ましくは１０μｍ以下残存させる。

ここで、ダイシング領域とは、複数の半導体素子をダイシングにより複数の半導体チップに分割するための所定の幅を備える予定領域であり、シリコン基板１０の表面側に設けられる。ダイシング領域には、半導体素子のパターンは形成されない。ダイシング領域は、例えば、シリコン基板１０表面側に、半導体素子を区切るように格子状に設けられる。

溝２０は、例えば、ブレードダイシングにより形成する。溝２０は、例えば、プラズマエッチングにより形成することも可能である。

次に、シリコン基板１０の表面側に樹脂シート２２を貼りつける。樹脂シート２２は、いわゆる、ダイシングシートである。樹脂シート２２は、例えば、金属のフレーム２４に固定されている。樹脂シート２２は、表面側の保護膜や金属電極の表面に接着される。その後、裏面側の樹脂シート１６を剥離する（図４（ｅ））。

次に、シリコン基板１０の裏面側から金属膜１４に二酸化炭素粒子を噴射する（図４（ｆ））。二酸化炭素粒子を噴射することにより、溝２０が形成された箇所の裏面側の金属膜１４及びシリコン基板１０を除去する。金属膜１４及びシリコン基板１０は二酸化炭素粒子により物理的に空洞部である溝２０に削ぎ落とされることで除去される（図４（ｇ））。

二酸化炭素粒子を吹き付けて、金属膜１４及びシリコン基板１０を除去する際に、図４（ｆ）に示すように、樹脂シート２２の領域をマスク２６で覆うことが望ましい。樹脂シート２２の領域をマスク２６で覆うことで、例えば、樹脂シート２２が、二酸化炭素粒子による衝撃でフレーム２４から剥がれることを抑制できる。マスク２６は、例えば、金属である。

その後、シリコン基板１０の表面側の樹脂シート２２を剥離することにより、分割された複数のＭＯＳＦＥＴが得られる。

以上、本実施形態によれば、金属膜を加工する際の形状異常の抑制を可能にするデバイスの製造方法を提供することが可能となる。

（第６の実施形態）
本実施形態のデバイスの製造方法は、基板に部分的に溝を形成する際に、基板の一部を残存させる点で、第２の実施形態と異なる。以下、第２の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。

図５は、本実施形態のデバイスの製造方法を示す模式工程断面図である。

まず、第１の面（以下、表面とも称する）と第２の面（以下、裏面とも称する）を備えるシリコン基板（基板）１０の表面側に半導体メモリ（半導体素子）のメモリトランジスタ、周辺回路、電源電極、接地電極、Ｉ／Ｏ電極等のパターンを形成する。その後、シリコン基板１０の最上層に保護膜を形成する。保護膜は、例えば、ポリイミド等の樹脂膜、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等の無機絶縁膜である。

次に、シリコン基板１０の表面側に支持基板１２を貼りあわせる（図５（ａ））。支持基板１２は、例えば、石英ガラスである。

次に、シリコン基板１０の裏面側を研削により除去し、シリコン基板１０を薄膜化する。その後、シリコン基板１０の裏面側に樹脂膜３０を形成する（図５（ｂ））。樹脂膜３０は裏面の略全面に設けられる。

樹脂膜３０は、例えば、分割後の半導体チップを基板にボンディングするためのＤＡＦ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ）である。樹脂膜３０の膜厚は、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下である。

次に、シリコン基板１０の裏面側に樹脂シート１６を貼りつける。樹脂シート１６は、いわゆる、ダイシングシートである。樹脂シート１６は、例えば、金属のフレーム１８に固定されている。樹脂シート１６は、樹脂膜３０表面に接着される。その後、シリコン基板１０から支持基板１２を剥離する（図５（ｃ））。

次に、シリコン基板１０の表面側に設けられたダイシング領域に沿って、表面側からシリコン基板１０に部分的に溝２０を形成する（図５（ｄ））。溝２０を形成する際、裏面側のシリコン基板１０が一部残存するように溝２０を形成する。溝２０の裏面側の半導体基板を２０μｍ以下、より望ましくは１０μｍ以下残存させる。

ここで、ダイシング領域とは、半導体チップをダイシングにより分割するための所定の幅を備える予定領域であり、シリコン基板１０の表面側に設けられる。ダイシング領域には、半導体素子のパターンは形成されない。ダイシング領域は、例えば、シリコン基板１０表面側に、格子状に設けられる。

溝２０は、例えば、ブレードダイシングにより形成する。溝２０は、例えば、プラズマエッチングにより形成することも可能である。

次に、シリコン基板１０の表面側に樹脂シート２２を貼りつける。樹脂シート２２は、いわゆる、ダイシングシートである。樹脂シート２２は、例えば、金属のフレーム２４に固定されている。樹脂シート２２は、表面側の保護膜や金属電極の表面に接着される。その後、裏面側の樹脂シート１６を剥離する（図５（ｅ））。

次に、シリコン基板１０の裏面側から樹脂膜３０に二酸化炭素粒子を噴射する（図５（ｆ））。二酸化炭素粒子を噴射することにより、溝２０が形成された箇所の裏面側の樹脂膜３０及びシリコン基板１０を除去する。樹脂膜３０は二酸化炭素粒子により物理的に空洞部である溝２０に削ぎ落とされることで除去される（図５（ｇ））。

二酸化炭素粒子を吹き付けて、樹脂膜３０を除去する際に、図５（ｆ）に示すように樹脂シート２２の領域をマスク２６で覆うことが望ましい。樹脂シート２２の領域をマスク２６で覆うことで、例えば、樹脂シート２２が、二酸化炭素粒子による衝撃でフレーム２４から剥がれることを抑制できる。マスク２６は、例えば、金属である。

その後、シリコン基板１０の表面側の樹脂シート２２を剥離することにより、分割された複数の半導体メモリが得られる。

以上、本実施形態によれば、樹脂膜を加工する際の形状異常の抑制を可能にするデバイスの製造方法を提供することが可能となる。

（第７の実施形態）
本実施形態のデバイスの製造方法は、基板に部分的に溝を形成する際に、膜の一部を除去する点で、第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。

図６は、本実施形態のデバイスの製造方法を示す模式工程断面図である。

まず、第１の面（以下、表面とも称する）と第２の面（以下、裏面とも称する）を備えるシリコン基板（基板）１０の表面側に縦型のＭＯＳＦＥＴ（半導体素子）のベース領域、ソース領域、ゲート絶縁膜、ゲート電極、ソース電極等のパターンを形成する。その後、シリコン基板１０の最上層に保護膜を形成する。保護膜は、例えば、ポリイミド等の樹脂膜、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等の無機絶縁膜である。表面側に設けられたダイシング領域の表面には、シリコン基板１０が露出していることが望ましい。

次に、シリコン基板１０の表面側に支持基板（支持体）１２を貼りあわせる（図６（ａ））。支持基板１２は、例えば、石英ガラスである。

次に、シリコン基板１０の裏面側を研削により除去し、シリコン基板１０を薄膜化する。その後、シリコン基板１０の裏面側に金属膜１４を形成する（図６（ｂ））。金属膜１４は裏面の略全面に設けられる。

金属膜１４は、ＭＯＳＦＥＴのドレイン電極である。金属膜１４は、例えば、異種の金属の積層膜である。金属膜１４は、例えば、シリコン基板１０の裏面側から、アルミニウム／チタン／ニッケル／金の積層膜である。金属膜１４は、例えば、スパッタ法により形成される。金属膜１４の膜厚は、例えば、０．５μｍ以上１．０μｍ以下である。

次に、シリコン基板１０の裏面側に樹脂シート１６を貼りつける。樹脂シート１６は、いわゆる、ダイシングシートである。樹脂シート１６は、例えば、金属のフレーム１８に固定されている。樹脂シート１６は、金属膜１４の表面に接着される。その後、シリコン基板１０から支持基板１２を剥離する（図６（ｃ））。

次に、シリコン基板１０の表面側に設けられたダイシング領域に沿って、表面側からシリコン基板１０に部分的に溝２０を形成する（図６（ｄ））。溝２０を形成する際、裏面側の金属膜１４の一部を除去するように溝２０を形成する。

ここで、ダイシング領域とは、複数の半導体素子をダイシングにより複数の半導体チップに分割するための所定の幅を備える予定領域であり、シリコン基板１０の表面側に設けられる。ダイシング領域には、半導体素子のパターンは形成されない。ダイシング領域は、例えば、シリコン基板１０表面側に、半導体素子を区切るように格子状に設けられる。

溝２０は、例えば、ブレードダイシングにより形成する。溝２０は、例えば、プラズマエッチングにより形成することも可能である。

次に、シリコン基板１０の表面側に樹脂シート２２を貼りつける。樹脂シート２２は、いわゆる、ダイシングシートである。樹脂シート２２は、例えば、金属のフレーム２４に固定されている。樹脂シート２２は、表面側の保護膜や金属電極の表面に接着される。その後、裏面側の樹脂シート１６を剥離する（図６（ｅ））。

次に、シリコン基板１０の裏面側から金属膜１４に二酸化炭素粒子を噴射する（図６（ｆ））。二酸化炭素粒子を噴射することにより、溝２０が形成された箇所の裏面側の金属膜１４を除去する。金属膜１４は二酸化炭素粒子により物理的に空洞部である溝２０に削ぎ落とされることで除去される（図６（ｇ））。

二酸化炭素粒子を吹き付けて、金属膜１４を除去する際に、図６（ｆ）に示すように、樹脂シート２２の領域をマスク２６で覆うことが望ましい。樹脂シート２２の領域をマスク２６で覆うことで、例えば、樹脂シート２２が、二酸化炭素粒子による衝撃でフレーム２４から剥がれることを抑制できる。マスク２６は、例えば、金属である。

その後、シリコン基板１０の表面側の樹脂シート２２を剥離することにより、分割された複数のＭＯＳＦＥＴが得られる。

以上、本実施形態によれば、金属膜を加工する際の形状異常の抑制を可能にするデバイスの製造方法を提供することが可能となる。

（第８の実施形態）
本実施形態のデバイスの製造方法は、基板に部分的に溝を形成する際に、基板に部分的に溝を形成する際に、膜の一部を除去する点で、第２の実施形態と異なる。以下、第２の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。

図７は、本実施形態のデバイスの製造方法を示す模式工程断面図である。

まず、第１の面（以下、表面とも称する）と第２の面（以下、裏面とも称する）を備えるシリコン基板（基板）１０の表面側に半導体メモリ（半導体素子）のメモリトランジスタ、周辺回路、電源電極、接地電極、Ｉ／Ｏ電極等のパターンを形成する。その後、シリコン基板１０の最上層に保護膜を形成する。保護膜は、例えば、ポリイミド等の樹脂膜、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等の無機絶縁膜である。

次に、シリコン基板１０の表面側に支持基板１２を貼りあわせる（図７（ａ））。支持基板１２は、例えば、石英ガラスである。

次に、シリコン基板１０の裏面側を研削により除去し、シリコン基板１０を薄膜化する。その後、シリコン基板１０の裏面側に樹脂膜３０を形成する（図７（ｂ））。樹脂膜３０は裏面の略全面に設けられる。

樹脂膜３０は、例えば、分割後の半導体チップを基板にボンディングするためのＤＡＦ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ）である。樹脂膜３０の膜厚は、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下である。

次に、シリコン基板１０の裏面側に樹脂シート１６を貼りつける。樹脂シート１６は、いわゆる、ダイシングシートである。樹脂シート１６は、例えば、金属のフレーム１８に固定されている。樹脂シート１６は、樹脂膜３０表面に接着される。その後、シリコン基板１０から支持基板１２を剥離する（図７（ｃ））。

次に、シリコン基板１０の表面側に設けられたダイシング領域に沿って、表面側からシリコン基板１０に部分的に溝２０を形成する（図７（ｄ））。溝２０を形成する際、裏面側の金属膜１４の一部を除去するように溝２０を形成する。

ここで、ダイシング領域とは、半導体チップをダイシングにより分割するための所定の幅を備える予定領域であり、シリコン基板１０の表面側に設けられる。ダイシング領域には、半導体素子のパターンは形成されない。ダイシング領域は、例えば、シリコン基板１０表面側に、格子状に設けられる。

溝２０は、例えば、ブレードダイシングにより形成する。溝２０は、例えば、プラズマエッチングにより形成することも可能である。

次に、シリコン基板１０の表面側に樹脂シート２２を貼りつける。樹脂シート２２は、いわゆる、ダイシングシートである。樹脂シート２２は、例えば、金属のフレーム２４に固定されている。樹脂シート２２は、表面側の保護膜や金属電極の表面に接着される。その後、裏面側の樹脂シート１６を剥離する（図７（ｅ））。

次に、シリコン基板１０の裏面側から樹脂膜３０に二酸化炭素粒子を噴射する（図７（ｆ））。二酸化炭素粒子を噴射することにより、溝２０が形成された箇所の裏面側の樹脂膜３０を除去する。樹脂膜３０は二酸化炭素粒子により物理的に空洞部である溝２０に削ぎ落とされることで除去される（図７（ｇ））。

二酸化炭素粒子を吹き付けて、樹脂膜３０を除去する際に、図７（ｆ）に示すように樹脂シート２２の領域をマスク２６で覆うことが望ましい。樹脂シート２２の領域をマスク２６で覆うことで、例えば、樹脂シート２２が、二酸化炭素粒子による衝撃でフレーム２４から剥がれることを抑制できる。マスク２６は、例えば、金属である。

その後、シリコン基板１０の表面側の樹脂シート２２を剥離することにより、分割された複数の半導体メモリが得られる。

以上、本実施形態によれば、樹脂膜を加工する際の形状異常の抑制を可能にするデバイスの製造方法を提供することが可能となる。

以下、実施例について記載する。

（実施例１）
表面に複数の半導体素子、裏面に金属膜が形成されたシリコン基板のダイシングを行った。第１の実施形態と同様の方法を用いた。まず、シリコン基板の表面側からプラズマエッチング（ボッシュプロセス）により金属膜が露出するまでエッチングし、溝を形成した。その後、裏面側から二酸化炭素粒子を金属膜表面に吹き付け、溝の裏面側の金属膜を除去した。

二酸化炭素粒子の平均粒径は１０μｍ以上２００μｍ以下とした。二酸化炭素粒子が金属膜に吹き付けられる際の金属膜表面でのスポット径は、φ３ｍｍとした。

図８、図９は実施例のダイシング後のＳＥＭ写真、図１０は実施例のダイシング後の光学顕微鏡写真である。図１０は金属膜側から撮影されている。

特に、図８（ａ）−（ｃ）で明らかなように、金属膜が溝の端部で捲れあがるような形状異常（バリ）は観察されない。また、特に、図８（ｃ）で明らかなように、金属膜の端部は、シリコン基板と金属膜の境界のシリコン端部よりも、溝の反対側に位置する。金属膜の端部は、シリコン基板と金属膜の境界から金属膜の表面に向かって、溝から遠ざかる方向に傾斜する。傾斜は金属膜表面に向かって緩やかになる。

また、特に、図１０から明らかなように、金属膜の端部は凹凸が小さく、直線的に加工されている。金属膜の溝側への突出量は、溝の幅の半分未満に制御されている。また、特に、図９（ａ）、図９（ｂ）、図１０から明らかなように、金属膜の表面には、二酸化炭素粒子の衝突に起因する凹部やスクラッチ等は見られない。

特に、図８（ａ）−（ｃ）で明らかなように、シリコン基板の溝の側面は、ボッシュプロセスに起因する波状の凹凸が観察される。このため、金属膜の溝側の端部の凹凸差が、溝の側面の凹凸差よりも小さくなっている。

（実施例２）
表面に複数の半導体素子、裏面に金属膜が形成されたシリコン基板のダイシングを行った。まず、シリコン基板の表面側からプラズマエッチング（ボッシュプロセス）により金属膜が露出するまでエッチングし、溝を形成した。その後、裏面側から加圧された水を金属膜表面に吹き付け、溝の裏面側の金属膜を除去した。

図１１は実施例２のダイシング後のＳＥＭ写真である。図１１（ｃ）は金属膜側から撮影されている。

実施例１同様、溝部の金属膜は除去され、金属膜が溝の端部で捲れあがるような形状異常（バリ）は観察されない。図１１（ｂ）で明らかなように、金属膜の端部は、シリコン基板と金属膜の境界のシリコン端部よりも、溝側に位置する。また、金属膜の表面が、溝側に延びる形状となっている。

また、特に、図１１（ｃ）から明らかなように、金属膜の端部の凹凸が大きく、金属膜の溝側への突出量が、溝の幅の半分以上となる部分も観察された。

（実施例３）
表面に複数の半導体素子、裏面に金属膜が形成されたシリコン基板のダイシングを行った。まず、シリコン基板の表面側からプラズマエッチング（ボッシュプロセス）により金属膜が露出するまでエッチングし、溝を形成した。その後、裏面側から砥粒を含む加圧された水を金属膜表面に吹き付け、溝の裏面側の金属膜を除去した。金属膜は、いわゆる、アブレシブジェット加工により除去した。

図１２は実施例３のダイシング後の光学顕微鏡写真である。図１２は金属膜側から撮影されている。

実施例１同様、溝部の金属膜は除去され、金属膜が溝の端部で捲れあがるような形状異常（バリ）は観察されない。金属膜の表面には、砥粒に起因するスクラッチが観察された。

（比較例１）
表面に複数の半導体素子、裏面に金属膜が形成されたシリコン基板のダイシングを行った。ブレードダイシングによりシリコン基板と、金属膜を表面側から同時に除去した。

図１３は比較例１のダイシング後のＳＥＭ写真である。図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）で、円で囲まれた部分の拡大である。

図１３（ａ）−（ｃ）で明らかなように、金属膜が溝の端部で捲れあがるような形状異常（バリ）が観察された。また、図１３（ａ）で示すように、シリコン基板と金属膜の境界付近で、シリコンのチッピングが観察された。

（比較例２）
表面に複数の半導体素子、裏面に金属膜が形成されたシリコン基板のダイシングを行った。レーザダイシングによりシリコン基板と、金属膜を表面側から同時に除去した。

図１４は比較例２のダイシング後のＳＥＭ写真である。図１４（ｃ）は金属膜側から撮影されている。

シリコン基板の溝側面及び金属膜の端部に、レーザのエネルギーで表面が溶融したことを示す構造が確認された。

実施例１〜３と比較例１、２との比較により、特に、実施例によれば、バリ等の形状異常が抑制されることが確認された。また、特に、実施例１では、金属膜表面のキズやスクラッチ等も抑制されることが確認された。また、特に、実施例１では、金属膜の端部は凹凸が小さく、直線的に加工されることが明らかになった。

なお、実施形態では、半導体素子が、縦型のＭＯＳＦＥＴ、半導体メモリである場合を例に説明したが、半導体素子は縦型のＭＯＳＦＥＴ、半導体メモリに限定されるものではない。

また、第１の実施形態では、溝の形成をプラズマエッチングで行う場合を例に説明したが、ブレードダイシング又はレーザダイシングで溝の形成を行うことも可能である。また、第２の実施形態では、溝の形成をブレードダイシングで行う場合を例に説明したが、プラズマエッチング又はレーザダイシングで溝の形成を行うことも可能である。

また、実施形態では、金属膜又は樹脂膜が露出するよう溝を形成する場合を例に説明したが、一部、基板を残すように溝を形成することも可能である。この場合は、金属膜又は樹脂膜に物質を噴射することで、残された溝部の基板も同時に除去する。

また、実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ、半導体メモリの製造に用いる場合を例に説明したが、本発明をＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、小信号系デバイス、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の製造に適用することも可能である。

また、実施形態では、基板として、半導体基板を例に説明したが、半導体基板以外の基板、例えば、セラミック基板、ガラス基板、サファイア基板等、その他の基板に本発明を適用することが可能である。

また、実施形態では、二酸化炭素粒子を金属膜又は樹脂膜に噴射する場合を、一例として説明したが、ノズルからの噴射時には固体で、常温等の基板が置かれた雰囲気中では気化するその他の粒子を適用することも可能である。例えば、窒素粒子やアルゴン粒子を適用することも可能である。

また、実施形態では、第２の面側に形成される膜として、金属膜及び樹脂膜を例に説明したが、例えば、窒化膜や酸化膜等の無機絶縁膜等、その他の膜を適用することも可能である。

本発明のいくつかの実施形態及び実施例を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。例えば、一実施形態の構成要素を他の実施形態の構成要素と置き換え又は変更してもよい。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ シリコン基板（基板）
１４ 金属膜（膜）
２０ 溝
２２ 樹脂シート
３０ 樹脂膜（膜）

Claims (15)

1. 第１の面と第２の面を有する基板の前記第２の面側に膜を形成し、
   前記第１の面側から前記膜が残存するよう前記基板に部分的に溝を形成し、
   前記第２の面側から前記膜に二酸化炭素を含む粒子を、前記膜の表面でのスポット径がφ３ｍｍ以上φ１０ｍｍ以下となるように噴射し、前記溝が形成された箇所の前記第２の面側の前記膜を除去するデバイスの製造方法。
2. 前記溝を形成する際に、前記膜が露出するよう前記溝を形成する請求項１記載のデバイスの製造方法。
3. 第１の面と第２の面を有する基板の前記第２の面側に膜を形成し、
   前記第１の面側から前記膜及び前記基板の一部が残存するよう前記基板に部分的に溝を形成し、
   前記第２の面側から前記膜に二酸化炭素を含む粒子を噴射し、前記溝が形成された箇所の前記第２の面側の前記膜及び前記基板の一部を除去するデバイスの製造方法。
4. 前記膜は金属膜又は樹脂膜である請求項１乃至請求項３いずれか一項記載のデバイスの製造方法。
5. 前記基板は半導体基板である請求項１乃至請求項４いずれか一項記載のデバイスの製造方法。
6. 前記膜を除去する際、前記膜の前記溝側の端部の前記第２の面に対する傾斜角が、前記溝の側面の前記第２の面に対する傾斜角よりも小さくなる請求項１乃至請求項５いずれか一項記載のデバイスの製造方法。
7. 前記溝を形成する際に、プラズマエッチングにより前記溝を形成する請求項１乃至請求項６いずれか一項記載のデバイスの製造方法。
8. 前記溝を形成する際に、ブレードダイシングにより前記溝を形成する請求項１乃至請求項６いずれか一項記載のデバイスの製造方法。
9. 前記膜を形成する前に、前記基板の前記第２の面側を除去し、前記基板を薄膜化する請求項１乃至請求項８いずれか一項記載のデバイスの製造方法。
10. 前記溝を形成した後、前記膜を除去する前に、前記第１の面側に樹脂シートを貼りつけ、前記膜を除去する際に、前記樹脂シートをマスクで覆って前記粒子を噴射する請求項１乃至請求項９いずれか一項記載のデバイスの製造方法。
11. 前記金属膜が異種の金属の積層膜である請求項４記載のデバイスの製造方法。
12. 前記デバイスは、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、小信号系デバイス、又は、ＭＥＭＳである請求項１乃至請求項１１いずれか一項記載のデバイスの製造方法。
13. 前記溝が前記第１の面側に設けられたダイシング領域に沿って形成される請求項１乃至請求項１２いずれか一項記載のデバイスの製造方法。
14. 前記粒子の平均粒径が１０μｍ以上２００μｍ以下である請求項１乃至請求項１３いずれか一項記載のデバイスの製造方法。
15. 前記膜の前記溝側の端部の凹凸差が、前記溝の側面の凹凸差よりも小さい請求項１乃至請求項１４いずれか一項記載のデバイスの製造方法。