(57)【要約】【課題】半導体基板と支持基板との接合面からの剥離の進展を抑制することによって、半導体装置の製造歩留り、動作特性、信頼性等を向上させる。【解決手段】半導体装置１は、受光部を有する活性層３が設けられた第１の面２ａと、受光面となる第２の面２ｂとを有する半導体基板２と、活性層３上に設けられた配線層５と、配線層５を覆う絶縁層６と、半導体基板２の第１の面２ａ上に絶縁層６を介して接合された支持基板８とを具備する。半導体基板２と支持基板８との接合体９の外周面Ｓと活性層３との間には、第２の面２ｂから半導体基板２と絶縁層６を貫通し、支持基板８内に達する介在部１０が設けられている。【選択図】図１
2011077296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部を有する活性層が設けられた第１の面と、前記受光部への受光面となる第２の面とを有する半導体基板と、
前記活性層上に設けられた配線層と、
前記配線層を覆うように設けられた絶縁層と、
前記半導体基板の前記第１の面と対向するように、前記絶縁層を介して前記半導体基板と接合された支持基板と、
前記半導体基板と前記支持基板との接合体の外周面と前記活性層との間に、前記半導体基板の前記第２の面から前記半導体基板および前記絶縁層を貫通し、前記支持基板内に達するように設けられた介在部と
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、
前記介在部は、前記半導体基板の前記第２の面から前記半導体基板および前記絶縁層を貫通し、前記支持基板内に達するように形成された溝と、少なくとも前記溝の内壁面を覆うように設けられた被覆層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置において、
前記介在部は、レーザグルービングにより形成された前記溝と、前記被覆層として前記溝の内壁面に形成された変質層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項２記載の半導体装置において、
前記介在部は前記被覆層として前記溝内に埋め込まれた充填層を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
第１の面と第２の面とを有する半導体基板の前記第１の面における複数の装置領域内に、それぞれ受光部を有する活性層を形成する工程と、
前記複数の装置領域内の前記活性層上に配線層をそれぞれ形成する工程と、
前記複数の装置領域内の前記配線層を覆うように絶縁層を形成する工程と、
前記半導体基板の前記第１の面上に前記絶縁層を介して支持基板を接合する工程と、
前記支持基板に接合された前記半導体基板を前記第２の面側から加工して薄厚化し、前記半導体基板の前記第２の面に前記受光部への受光面を形成する工程と、
前記半導体基板の前記複数の装置領域の外周部と前記活性層との間に、前記半導体基板の前記第２の面から前記半導体基板および前記絶縁層を貫通し、前記支持基板内に達する介在部を形成する工程と、
前記半導体基板と前記支持基板との接合体を前記装置領域に沿って切断し、半導体装置を個片化する工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路技術を用いたＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の半導体装置は、デジタルカメラやカメラ機能付き携帯電話等に広く利用されている。このような半導体装置においては、半導体基板の表面側にフォトダイオード等の受光素子を有する受光部を設けると共に、受光部に対する受光面（光照射面）を半導体基板の裏面側に設けた裏面照射型のイメージセンサが提案されている（特許文献１参照）。裏面照射型イメージセンサでは、受光面（半導体基板の裏面）に配線や余計な膜を形成する必要がないため、表面照射型イメージセンサより高感度化が可能であるというような利点を有している。
【０００３】
裏面照射型イメージセンサにおいては、半導体基板の裏面側に入射した光を表面側に設けられた受光部で効率よく収集するために、半導体基板を薄厚化する必要がある。半導体基板の厚さは、受光面（裏面）で発生した電荷が受光部に収集されるまでに拡散して解像度が損なわれないように、例えば可視光を入射する場合には２０μｍ以下、さらには１０μｍ以下というように薄くする必要がある。このような裏面照射型イメージセンサに適用される半導体装置は、例えば以下のようにして作製される。
【０００４】
まず、半導体基板（半導体ウェハ）の表面にフォトダイオード等の受光素子や集積回路を有する受光部を形成する。次に、半導体基板の表面側にほぼ同径の支持基板（支持ウェハ）を接合する。支持基板は半導体基板をその裏面側から受光部近傍まで薄厚化して受光面を形成する際に補強体として機能する。次いで、受光面上に反射防止膜、カラーフィルタ、集光用マイクロレンズ等を形成する。さらに、半導体基板の裏面に表面側の集積回路と接続された外部電極を形成した後、半導体基板と支持基板との接合体をダイシングブレードで切断することによって、各半導体装置（半導体チップ）に個片化する。
【０００５】
このような半導体装置の製造工程では、半導体基板の裏面から表面側の受光部が設けられた層に向けて、機械研削や化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により加工する。裏面照射型イメージセンサにおいては、上述したように半導体基板をできるだけ薄くすることが望ましい。しかし、半導体基板を薄く加工することによって、半導体基板の表面に金属配線や絶縁膜で構成される集積回路を形成した際の残留応力が半導体基板と支持基板との接合面に集中しやすくなる。
【０００６】
半導体基板と支持基板との接合方法としては、有機系接着剤を用いた接着方式や、半導体基板の表面部と支持基板の表面部とを無機接合する直接接合方式等が知られている。いずれの接合方式を適用した場合においても、ダイシングブレードで接合体を個片化する際に、接合面に集中した応力に基づいてチップ端面の接合界面から剥離が生じやすいという問題がある。接合界面からの剥離は半導体基板と支持基板との分離や半導体基板の破断の発生原因となり、これらにより半導体装置の製造歩留りが低下してしまう。半導体基板と支持基板とが完全に分離しなくても、剥離が接合体の内部まで進展すると薄い半導体基板が大きく反り、受光面が歪んで撮像特性を劣化させる原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０１３０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、受光部が設けられた半導体基板の表面側に支持基板を接合した半導体装置において、半導体基板と支持基板との接合界面からの剥離の進展を抑制することによって、製造歩留り、動作特性、信頼性等を向上させることを可能にした半導体装置とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様に係る半導体装置は、受光部を有する活性層が設けられた第１の面と、前記受光部への受光面となる第２の面とを有する半導体基板と、前記活性層上に設けられた配線層と、前記配線層を覆うように設けられた絶縁層と、前記半導体基板の前記第１の面と対向するように、前記絶縁層を介して前記半導体基板と接合された支持基板と、前記半導体基板と前記支持基板との接合体の外周面と前記活性層との間に、前記半導体基板の前記第２の面から前記半導体基板および前記絶縁層を貫通し、前記支持基板内に達するように設けられた介在部とを具備することを特徴としている。
【００１０】
本発明の態様に係る半導体装置の製造方法は、第１の面と第２の面とを有する半導体基板の前記第１の面における複数の装置領域内に、それぞれ受光部を有する活性層を形成する工程と、前記複数の装置領域内の前記活性層上に配線層をそれぞれ形成する工程と、前記複数の装置領域内の前記配線層を覆うように絶縁層を形成する工程と、前記半導体基板の前記第１の面上に前記絶縁層を介して支持基板を接合する工程と、前記支持基板に接合された前記半導体基板を前記第２の面側から加工して薄厚化し、前記半導体基板の前記第２の面に前記受光部への受光面を形成する工程と、前記半導体基板の前記複数の装置領域の外周部と前記活性層との間に、前記半導体基板の前記第２の面から前記半導体基板および前記絶縁層を貫通し、前記支持基板内に達する介在部を形成する工程と、前記半導体基板と前記支持基板との接合体を前記装置領域に沿って切断し、半導体装置を個片化する工程とを具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の態様に係る半導体装置とその製造方法によれば、半導体基板の活性層が設けられた第１の面側に支持基板を接合した半導体装置において、半導体基板と支持基板との接合界面からの剥離の進展を抑制することができる。従って、製造歩留り、動作特性、信頼性等を向上させた半導体装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態による半導体装置を示す断面図である。
【図２】図１に示す半導体装置の受光面の一例を示す平面図ある。
【図３】図１に示す半導体装置の受光面の他の例を示す平面図ある。
【図４】図１に示す半導体装置における介在部の第１の例を示す断面図ある。
【図５】図１に示す半導体装置における介在部の第２の例を示す断面図ある。
【図６】図１に示す半導体装置における介在部の第３の例を示す断面図ある。
【図７】本発明の実施形態の製造方法における活性層の形成工程を示す図である。
【図８】本発明の実施形態の製造方法における配線層の形成工程を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の製造方法における絶縁層の形成工程を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態の製造方法における半導体基板と支持基板との接合工程を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態の製造方法における半導体基板の薄厚化工程（加工工程）を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態の製造方法における介在部の形成工程を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態の製造方法における半導体基板と支持基板との接合体の切断工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態による半導体装置を示している。図１に示す半導体装置１は半導体基板２を具備している。半導体基板２にはシリコン（Ｓｉ）基板等が用いられる。半導体基板２は第１の面２ａとそれとは反対側の第２の面２ｂとを有している。第１の面（表面）２ａは受光部を有する活性層３の形成面となり、第２の面（裏面）２ｂは受光部への受光面となる。半導体装置１は裏面照射型イメージセンサ等を構成するものである。
【００１４】
半導体基板２の第１の面２ａには活性層３が設けられている。活性層３は受光素子として機能するフォトダイオードやトランジスタ等を有し、これらが受光部を構成している。半導体基板２の第２の面２ｂは受光部に対する受光面とされている。すなわち、半導体基板２の第１の面２ａに設けられた受光部は、半導体基板２の第２の面（受光面）２ｂに照射される光や電子等のエネルギー線を、半導体基板２を介して受光してフォトダイオード等に収集するものである。受光面となる第２の面２ｂには、必要に応じて反射防止膜やカラーフィルタ（図示せず）、またマイクロレンズ４等が形成される。
【００１５】
半導体基板２は第２の面２ｂに照射される光や電子等のエネルギー線を第１の面２ａに設けられた活性層３の受光部で受光することが可能なように薄厚化されている。半導体基板２の厚さは、可視光が入射する場合には２０μｍ以下とすることが好ましく、さらには１０μｍ以下とすることがより好ましい。半導体基板２の厚さが２０μｍを超えると、可視光が第２の面（受光面）２ｂに照射されることで発生した電荷が受光部に収集されるまでに拡散しやすくなり、裏面照射型イメージセンサの解像度が低下しやすくなる。
【００１６】
半導体基板２の第１の面２ａ上には、活性層３と電気的に接続された配線層５が設けられており、さらに配線層５は絶縁層６で覆われている。また、半導体基板２の第２の面２ｂには外部電極７が設けられている。外部電極７は図示を省略して貫通電極等を介して活性層３や配線層５と電気的に接続されている。外部電極７は活性層３の受光部に対する光照射を妨げないように、半導体基板２の第２の面（受光面）２ｂにおける受光領域（マイクロレンズ４等が形成された領域）の外側に配置されている。
【００１７】
半導体基板２は絶縁層６を介して支持基板８と接合されている。支持基板８にはＳｉ基板等の半導体基板、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス等からなるガラス基板、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からなる樹脂基板が適用される。支持基板８は半導体基板２を第２の面２ｂ側から薄厚化する際に補強体として機能するものであり、その厚さは７０〜８００μｍの範囲であることが好ましい。支持基板８は半導体基板２の第１の面２ａと対向するように絶縁層６と接合されている。半導体基板２と支持基板８との接合体９は、半導体基板２の第２の面２ｂが露出して受光面となるように、半導体基板２の第１の面２ａと支持基板８の一方の面とを絶縁層６を介して接合したものである。
【００１８】
半導体基板２の第２の面２ｂに設けられた外部電極７を有する半導体装置１は、例えばセラミックス基板や樹脂基板等からなるパッケージ基体に支持基板８を接合して搭載される。外部電極７とパッケージ基体の電極とをワイヤボンディングすると共に、半導体装置１をキャップや樹脂等でパッケージングすることによって、半導体装置１を具備するカメラモジュール等が構成される。半導体装置１の外部との接続構造はこれに限られるものではない。例えば、支持基板８に配線層５と電気的に接続された貫通電極や側面電極を設けると共に、支持基板８の裏面（接合面とは反対側の面）に外部電極を設けるようにしてもよい。このような構造によれば、チップサイズパッケージを構成することができる。なお、外部電極は半導体基板２と支持基板８の両方に設けてもよい。
【００１９】
半導体基板２と支持基板８との接合体９の外周面Ｓと活性層３との間には、介在部１０が設けられている。介在部１０は半導体基板２の第２の面２ｂから半導体基板２および絶縁層６を貫通し、支持基板８内に達するように設けられている。介在部１０は接合体９の外周面Ｓから離間した位置に形成されているため、接合体９の外周面Ｓには半導体基板２、絶縁層６および支持基板８の端面が露出している。介在部１０は活性層３と半導体基板２、絶縁層６および支持基板８の端面が露出した外周面Ｓとの間に設けられている。活性層３は介在部１０を介して接合体９の外周面Ｓから離間している。
【００２０】
介在部１０はウェハ状の半導体基板２と支持基板８との接合体９を切断して半導体装置１を作製する際に、半導体基板２の支持基板８との接合面Ｂからの剥離の進展を抑制するものである。すなわち、半導体基板２の第２の面２ｂから支持基板８内に達する介在部１０が切断面（半導体基板２、絶縁層６および支持基板８の端面が露出する面）より内側に設けられているため、接合体９の切断面で接合面Ｂに沿って剥離が生じたとしても、介在部１０で剥離の進展が阻止される。介在部１０は切断面から離れた位置に設けられているため、介在部１０の支持基板８内における深さと幅とが剥離の進展抑制に寄与する。従って、切断面で生じた剥離の進展をより効果的に阻止することが可能となる。
【００２１】
接合体９の切断面から接合面Ｂに沿って生じた剥離が接合体９の内部まで進展すると、半導体基板２と支持基板８との分離、半導体基板２の破断等が発生しやすくなり、半導体装置１の製造歩留りを低下させる要因となる。さらに、剥離の進展は半導体装置１の機械的な信頼性を低下させたり、また半導体基板２の受光面２ｂに反りや歪みを発生させる原因となる。受光面２ｂに反りや歪みが生じると、半導体装置１の撮像特性等の動作特性が低下する。このような点に対して、切断面で生じた剥離の進展を介在部１０で阻止することによって、半導体装置１の製造歩留りを高めることができると共に、半導体装置１の信頼性や撮像特性等の動作特性を向上させることが可能となる。
【００２２】
半導体装置１を平面視したとき、介在部１０は図２や図３に示すように、マイクロレンズ（集光部）４を含む活性層３や外部電極７を囲むように設けることが好ましい。図２は井形状の介在部１０を示しており、図３は矩形状の介在部１０を示している。このような介在部１０を適用することによって、接合体９の切断面で生じた剥離が活性層３や外部電極７（外部電極７と活性層３や配線層５とを接続する配線を含む）に到達することを効果的に抑制することができる。ただし、介在部１０は接合体９の外周面Ｓと活性層３との間に部分的（断続的）に設け、活性層３を取り囲まない形状であってもよい。また、介在部１０の平面形状は井形や矩形に限らず、多角形や曲線状であってもよい。
【００２３】
次に、介在部１０の具体的な構成について、図４、図５および図６を参照して述べる。介在部１０は半導体基板２の第２の面２ｂから半導体基板２および絶縁層６を貫通し、支持基板８内に達する溝１１（１１Ａ、１１Ｂ）を有している。溝１１はエッチングやレーザグルービング等により形成される。溝１１は接合体９の外周面Ｓから離れた位置に、幅ｗと支持基板８内における深さｄとを有するように形成することが好ましい。このような溝を介在部１０として適用することで、剥離の進展抑制効果を得ることができる。
【００２４】
溝１１の外周面Ｓからの距離ｍは５〜３００μｍの範囲とすることが好ましい。溝１１の幅ｗは５〜１００μｍの範囲、深さｄは１〜２０μｍの範囲とすることが好ましい。溝１１の外周面Ｓからの距離ｍや幅ｗが５μｍ未満の場合、介在部１０による剥離の進展抑制効果を十分に得ることができないおそれがある。溝１１の外周面Ｓからの距離ｍが３００μｍを超えたり、また幅ｗが１００μｍを超えると、半導体基板２における活性層３の形成領域が相対的に減少し、半導体装置１の大型化や受光部の形成密度の低下等を招く。
【００２５】
溝１１の支持基板８内における深さｄが１μｍ未満であると、介在部１０を支持基板８内に達するように形成した効果が弱まり、剥離の進展を十分に抑制することができないおそれがある。深さｄが２０μｍを超えるような溝１１を形成しても、それ以上の効果が得られないと共に、支持基板８の強度低下等を招くおそれがある。溝１１の外周面Ｓからの距離ｍおよび幅ｗは５〜６０μｍの範囲とすることがより好ましい。
【００２６】
エッチング法で溝１１Ａを形成する場合には、図４に示すように溝１１Ａ内に金属材料や絶縁材料等を埋め込んで充填層１２を形成することが好ましい。これによって、介在部１０による剥離の進展抑制効果をさらに高めることができる。溝１１Ａ内は金属材料や絶縁材料等で埋め込まれた状態に限らず、図５に示すように溝１１Ａの内壁面を被覆層１３で覆った状態であってもよい。介在部１０は少なくとも溝１１Ａの内壁面を覆う被覆層１３（充填層１２を含む）を有することが好ましい。
【００２７】
介在部１０の充填層１２や被覆層１３を形成する金属材料や絶縁材料は、特に限定されるものではない。金属材料としては、高抵抗金属材料（Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＷ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＴａＮ、ＣｏＷＰ等）や低抵抗金属材料（Ａｌ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等）の単層体や積層体が用いられる。絶縁材料としては、シリコン酸化物（ＳｉＯx）、シリコン窒化物（ＳｉＮx）、フッ素ドープシリコン酸化物（ＳｉＯＦ）、カーボンドープシリコン酸化物（ＳｉＯＣ）等の無機絶縁物や、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂、エポキシ樹脂等の有機絶縁物が用いられる。
【００２８】
レーザグルービング法で溝１１Ｂを形成する場合には、図６に示すように、溝１１Ｂの内壁面がレーザグルービング時に生じる変質層１４で覆われる。変質層１４はレーザ光で半導体基板２や支持基板８を加工した際に生じる溶融物等からなり、半導体基板２や支持基板８の構成材料（例えばＳｉ）やその酸化物を主成分とし、絶縁層６の形成材料や配線層５の形成材料が混入したものである。このような変質層１４を被覆層として適用することも可能であり、これによっても同様な効果を得ることができる。レーザグルービング法を適用した場合、マスクを用いる必要がないと共に、溝１１Ｂと変質層（被覆層）１４とが同時に得られるため、半導体装置１の製造コストを削減することが可能となる。
【００２９】
この実施形態の半導体装置１は、例えば以下のようにして作製される。まず、図７に示すように、半導体基板２の第１の面２ａにフォトダイオード、トランジスタ、それらを接続する回路等を有する活性層３を形成する。半導体基板２はウェハ状態で供給される。活性層３は半導体基板（半導体ウェハ）２の第１の面２ａにおける複数の装置領域にそれぞれ形成される。次いで、図８に示すように、複数の装置領域内の活性層３上に配線層５をそれぞれ形成する。さらに、図９に示すように、半導体基板２の第１の面２ａ上に各装置領域内の配線層５を覆うように絶縁層６を形成する。
【００３０】
配線層５は、例えば所定パターンのマスク（図示せず）を用いて、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法、めっき法等を適用して形成される。配線層５には、例えば高抵抗金属材料（Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＷ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＴａＮ、ＣｏＷＰ等）や低抵抗金属材料（Ａｌ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、半田材等）が適用される。これらは単層膜や複数の材料層を積層した積層膜として配線層５を構成するものである。また、層間絶縁膜を介して導電層を積層した多層積層構造の配線層５に適用してもよい。
【００３１】
絶縁層６はＣＶＤ法、スプレーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等を適用して形成される。絶縁層６には、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯx）、シリコン窒化物（ＳｉＮx）、フッ素ドープシリコン酸化物（ＳｉＯＦ）、カーボンドープシリコン酸化物（ＳｉＯＣ）およびその多孔質体等の無機絶縁物や、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂、エポキシ樹脂等の有機絶縁物が用いられる。絶縁層６は単層構造に限らず、複数の材料層を積層した多層構造を有していてもよい。絶縁層６の表面は、必要に応じて化学機械研磨（ＣＭＰ）等で平坦化される。
【００３２】
次に、図１０に示すように、半導体基板２の第１の面２ａ上に絶縁層６を介して支持基板８を貼り合わせる。支持基板８は半導体基板２とほぼ同じ大きさを有し、具体的には絶縁層６と接合される。半導体基板２と支持基板８との接合方式は、特に限定されるものではなく、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ＢＣＢ樹脂等からなる有機系接着剤を用いた接着方式、陽極酸化や自発接合による直接接合方式（例えばＳｉ同士やＳｉＯx同士による直接接合）また金、銅、錫やその合金等の金属膜同士による接合方式等を適用することができる。支持基板８の接合面は、シリコン、シリコン酸化物、シリコン窒化物等の単層膜や多層膜で構成されていてもよい。
【００３３】
次いで、図１１に示すように、支持基板８に接合された半導体基板２を第２の面２ｂ側から加工して薄厚化し、半導体基板２の第２の面２ｂに受光部の受光面を形成する。半導体基板２の薄厚加工には、例えば機械研削、化学機械研磨（ＣＭＰ）、ウェットエッチング、ドライエッチング等が適用される。これらは組合せて適用してもよい。半導体基板２は第２の面（受光面）２ｂに照射される光や電子等のエネルギー線を第１の面２ａ側の活性層３中に形成されたフォトダイオードで収集できる厚さまで薄厚化され、例えば可視光の場合には２０μｍ以下、さらには１０μｍ以下とすることが好ましい。続いて、半導体基板２の第２の面２ｂ上に外部電極やマイクロレンズ（図示せず）等を形成する。
【００３４】
次に、図１２に示すように、半導体基板２と支持基板８との接合体９に介在部１０を形成する。介在部１０は半導体基板２の各装置領域の外周部と活性層３との間に、半導体基板２の第２の面２ｂ側から形成される。介在部１０の形成工程は、外部電極やマイクロレンズ等を形成する前に実施してもよい。介在層１０は図２や図３に示したように、半導体装置２に相当する各装置領域の外周部に沿って、活性層３や外部電極７を囲むように形成することが好ましいが、前述したように部分的に形成してもよい。
【００３５】
介在層１０を形成するにあたって、まず支持基板８に接合された半導体基板２の第２の面２ｂから半導体基板２および絶縁層６を貫通し、支持基板８内に達する溝１１を形成する（図４、図５および図６参照）。溝１１の形状（装置領域の外周部からの距離ｍ、幅ｗ、支持基板８内における深さｄ）は前述した通りである。エッチング法を適用する場合には、所定パターンのマスク（図示せず）を用いて、例えば半導体基板２、絶縁層６および支持基板８をプラズマエッチングして溝１１Ａ（図４および図５参照）を形成する。
【００３６】
エッチング用のガスとしては、例えば半導体基板２や支持基板８がＳｉ基板からなる場合にはＳＦ6、Ｏ2、Ａｒの混合ガスが使用される。絶縁層６がＳｉＯx膜やＳｉＮｘ膜からなる場合には、Ｃ5Ｆ8、Ｏ2、Ａｒの混合ガスが使用される。続いて、図４に示したように溝１１Ａ内に金属材料や絶縁材料を埋め込んで充填層１２を形成したり、あるいは図５に示したように溝１１Ａの内壁面を金属材料や絶縁材料で覆って被覆層１３を形成する。充填層１２や被覆層１３の形成には、スパッタ法、蒸着法、メッキ法、ＣＶＤ法、スピンコート法、スプレーコート法等を適用することができる。
【００３７】
レーザグルービング法を適用する場合には、マスクを用いることなく、半導体基板２の第２の面２ｂからレーザ光を照射し、半導体基板２および絶縁層６を貫通すると共に、支持基板８内に達する溝１１Ｂ（図６参照）を形成する。レーザ光源としては、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザ、ＵＶ（固体紫外線）レーザ、エキシマレーザ、炭酸ガス（ＣＯ2）レーザ等を使用することができる。
【００３８】
ＹＡＧレーザの波長域は３５５ｎｍ、ＵＶレーザの波長域は２１３ｎｍおよび２６６ｎｍ（ＣＬＢＯ：セシウムリチウムトリボレート結晶）、３５５ｎｍ（ＣＢＯ：セシウムトリボレート結晶、ＬＢＯ：リチウムトリボレート結晶）、エキシマレーザの波長域は１９３ｎｍ（ＡｒＦ）、２４８ｎｍ（ＫｒＦ）、３０８ｎｍ（ＸｅＣｌ）、３５１ｎｍ（ＸｅＦ）等である。半導体基板２や支持基板８にＳｉ基板を適用すると共に、絶縁層６がＳｉＯx膜やＳｉＮx膜等からなる場合には、レーザ光源として波長が３５５ｎｍのＹＡＧレーザを使用することが好ましい。
【００３９】
溝１１Ｂの形成にレーザグルービング法を適用すると、図６に示したように内壁面が変質層１４で覆われた溝１１Ｂが得られる。レーザグルービング法で形成した溝１１Ｂとその内壁面を覆う変質層１４とで構成された介在部１０によっても、プラズマエッチング法で形成した溝１１Ａと充填層１２や被覆層１３とで構成された介在部１０と同様な効果を得ることができる上に、マスクを用いる必要がないと共に、溝１１Ｂと変質層１４とが同時に得られるため、半導体装置１の製造コストを削減することが可能となる。
【００４０】
この後、図１３に示すように、半導体基板２と支持基板８との接合体９をダイシングブレード１５で切断して個片化し、図１に示した半導体装置（半導体チップ）１を作製する。ダイシングブレード１５による切断は、半導体基板２の各装置領域に沿って行われる。すなわち、半導体基板２と支持基板８との接合体９の切断は、各装置領域に設けられた介在部１０より外側で実施され、切断面には半導体基板２、絶縁層６および支持基板８の端面が露出した状態となる。このため、切断面（半導体装置１の外周面）で接合面Ｂに沿った剥離が生じたとしても、介在部１０で剥離の進展を阻止することができる。
【００４１】
従って、剥離の進展に起因する半導体基板２と支持基板８との分離や半導体基板２の破断等による半導体装置１の製造歩留りの低下を抑制することができる。さらに、剥離の進展による半導体装置１の信頼性の低下、また半導体基板２の受光面２ｂの反りや歪みによる半導体装置１の撮像特性等の動作特性の低下を抑制することができる。このように、信頼性や動作特性等を向上させた半導体装置１の高歩留りで提供することが可能となる。
【００４２】
さらに、活性層３や外部電極７を介在部１０で囲むことによって、切断面（半導体装置１の外周面）の接合面Ｂから生じた剥離が活性層３や外部電極１２の形成領域まで進展することを再現性よく阻止することができる。活性層３の形成領域の剥離からの保護は、機械的な信頼性や撮像特性等の動作特性の向上に寄与する。また、外部電極１２の形成領域まで剥離が進展しないようにすることで、電気的な接続の切断を防止することができる。
【００４３】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、半導体基板の第１の面（表面）に受光部を有する活性層を設けると共に、半導体基板の第２の面（裏面）に受光部への受光面を設け、さらに半導体基板の第１の面上に支持基板を接合した各種の半導体装置に適用することができる。また、支持基板自体が活性層を有する半導体基板から半導体装置、受光面を有しない半導体基板を支持基板上に単一または複数個積層した半導体装置等に適用可能である。そのような半導体装置も本発明に含まれるものである。また、本発明の実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で拡張もしくは変更することができ、この拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４４】
１…半導体装置、２…半導体基板、２ａ…第１の面、２ｂ…第２の面、３…活性層、５…配線層、６…絶縁層、７…外部電極、８…支持基板、９…接合体、１０…介在部、１１Ａ…エッチングによる溝、１１Ｂ…レーザグルービングによる溝、１２…充填層、１３…被覆層、１４…変質層、１５…ダイシングブレード。
【図１】
2011077296.tif 000003
【図２】
2011077296.tif 000004
【図３】
2011077296.tif 000005
【図４】
2011077296.tif 000006
【図５】
2011077296.tif 000007
【図６】
2011077296.tif 000008
【図７】
2011077296.tif 000009
【図８】
2011077296.tif 000010
【図９】
2011077296.tif 000011
【図１０】
2011077296.tif 000012
【図１１】
2011077296.tif 000013
【図１２】
2011077296.tif 000014
【図１３】
2011077296.tif 000015