(57)【要約】【課題】  基板の表面および裏面に分離溝を形成し、これらの分離溝に沿って基板を切断する製造方法において、裏面分離溝が表面側に貫通することを防ぐ。【解決手段】  半導体基板１の中に予めストッパー膜２を設け、表面分離溝３を形成する工程と、裏面分離溝６ｂを形成する工程において、ストッパー膜２をエッチングのストッパー膜として用いる。  このように形成することにより、表面分離溝３と裏面分離溝６ｂとの間にパターンずれが生じていても、裏面分離溝６ｂを形成する工程において、裏面分離溝６ｂが基板１ａ側に貫通することを防止できる。これにより、歩留まり低下を抑制することができる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体チップが形成された基板を切断して、隣接する半導体チップを分離する半導体装置の製造方法であって、
前記基板の内部に設けられた第１の膜をストッパー膜として前記基板の表面を選択的にエッチングして、前記隣接する半導体チップの境界に第１の溝を形成する第１工程と、
前記第１の膜をストッパー膜として前記基板の裏面を選択的にエッチングして、前記第１の溝の裏面に第２の溝を形成する第２工程と、
前記第２の溝の内面に、裏面側の金属層を形成する第３工程と、
前記第１の溝および前記第２の溝に沿って前記基板を切断する第４工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１工程と前記第２工程との間に、前記第１の溝の内面に、表面側の金属層を形成する工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記裏面側の金属層は、前記第２の溝に露出した前記第１の膜に接触するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の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の製造方法に関し、特に、半導体基板の表面および裏面に分離溝を形成し、分離溝に沿って半導体基板を切断する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の製造方法について説明する。
まず、半導体基板の主面上に、回路素子を形成する。次に、半導体基板の表面で、隣接する半導体チップの境界に表面分離溝を形成する。次に、その内面に表面金属層を形成する。この金属層は、最終的に半導体基板を切断するまでの間、隣接するチップを接続し、保持するためのものである。
次に、半導体基板の裏面を研削して、所望の厚さとする。次に、半導体基板の裏面に、裏面電極を形成する。次に、裏面電極の切れ目から基板の裏面側をエッチングして裏面分離溝を形成し、表面金属層を露出させる。次に、裏面電極と、裏面分離溝の内面とを覆うように、裏面金属層を形成する。この結果、表面金属層と裏面金属層が接続され、これらの金属層により、隣接するチップが保持される。次に、表面分離溝および裏面分離溝に沿って半導体基板を切断し、隣接する半導体チップを分離する。
以上のようにして、半導体基板上の半導体チップの境界が切断され、チップ単位に分離される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２７４１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の半導体装置の製造方法において、半導体基板の主面上に回路素子を形成する際には、種々の薄膜が形成される。これらの薄膜と半導体基板は、熱膨張係数の差が大きい。このため、製造工程の熱処理により薄膜が膨張・収縮し、半導体基板、薄膜の内部に応力が生じる。半導体基板の裏面を研削する際の仕上がり厚さが薄い場合は、上記応力により、基板の歪が大きくなる。そのため、表面分離溝と裏面分離溝との間のパターンずれが大きくなる。
【０００５】
上記パターンずれが大きくなると、裏面分離溝を形成する際に、裏面分離溝の縁部が表面分離溝の縁部に達する。このため、表面金属層と半導体基板との間の接続が不安定となる。すると、表面金属層および裏面金属層の引っ張り応力により、これらの金属層が剥離し、裏面分離溝が基板の表面側に貫通する。その結果、上記製造工程の途中において、半導体基板からチップが抜け落ちてしまい、歩留まりを低下させるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、半導体基板の表面および裏面に分離溝を形成し、これらの分離溝に沿って半導体基板を切断する半導体装置の製造方法において、表面の分離溝と裏面の分離溝との間のパターンずれが大きくなっても、裏面の分離溝が基板の表面側に貫通することを防ぎ、歩留まり低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、複数の半導体チップが形成された基板を切断して、隣接する半導体チップを分離する半導体装置の製造方法であって、前記基板の内部に設けられた第１の膜をストッパー膜として前記基板の表面を選択的にエッチングして、前記隣接する半導体チップの境界に第１の溝を形成する第１工程と、前記第１の膜をストッパー膜として前記基板の裏面を選択的にエッチングして、前記第１の溝の裏面に第２の溝を形成する第２工程と、前記第２の溝の内面に、裏面側の金属層を形成する第３工程と、前記第１の溝および前記第２の溝に沿って前記基板を切断する第４工程とを含むことを特徴とする。
本発明のその他の特徴については、以下において詳細に説明する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半導体基板の表面および裏面に分離溝を形成し、これらの分離溝に沿って半導体基板を切断する半導体装置の製造方法において、表面の分離溝と裏面の分離溝との間のパターンずれが大きくなっても、裏面の分離溝が基板の表面側に貫通することを防ぎ、歩留まり低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において同一または相当する部分には同一符号を付して、その説明を簡略化ないし省略する。
【００１０】
実施の形態１．
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。ここで説明する半導体装置は、GaAsなどの単結晶板の表面に、この単結晶板と組成が異なる単結晶層を成長させた半導体基板(以下、単に「基板」という)を用いて形成される。この基板には、複数の半導体チップが形成されている。それぞれの半導体チップ上には、トランジスタなどの回路素子が設けられている。基板上での加工が終了した後は、隣接する半導体チップの境界が切断され、チップ単位に分離される。
【００１１】
まず、上述した回路素子を形成する前に、図１に示すように、基板１の中に、ストッパー膜２を形成する。例えば、AlGaAsなどの膜を形成する（以下、基板１のストッパー膜２よりも上の部分を「基板１ａ」、下の部分を「基板１ｂ」という）。
次に、図示しないが、基板１ａの表面に、トランジスタなどの回路素子を形成する。
【００１２】
次に、図２に示すように、ストッパー膜２をエッチングのストッパーとして、基板１ａの表面を選択的にエッチングする。例えば、酒石酸と過酸化水素水とを含む溶液を用いてエッチングする。この結果、基板１ａの表面に、表面分離溝３が形成される。このとき、表面分離溝３は、基板１の表面で、隣接する半導体チップの境界に形成されている。
次に、図３に示すように、表面分離溝３の内面に、表面金属層４を形成する。
【００１３】
次に、図３に示した基板１ｂの裏面を研削して、基板１ｂ、ストッパー膜２、基板１ａを積層した積層膜（以下、単に「積層膜」という）全体の厚さを所望の厚さにする。このとき、仕上がり厚さは３０μｍ程度と薄いため、積層膜に歪（図示しない）が生じている。
次に、図４に示すように、基板１ｂの裏面に裏面電極５ａ、５ｂを形成する。裏面電極５ａ、５ｂの間には、隙間６ａが設けられている。このとき、積層膜の歪みにより、隙間６ａの位置は、表面分離溝３の中央部よりもやや左側にずれている。表面分離溝３と隙間６ａとの間には、このようなパターンずれが生じている。
【００１４】
次に、図５に示すように、ストッパー膜２をエッチングのストッパーとして、隙間６ａから基板１ｂの裏面を選択的にエッチングする。例えば、酒石酸と過酸化水素水とを含む溶液を用いてエッチングする。この結果、表面分離溝３の裏面に裏面分離溝６ｂが形成され、その上面にストッパー膜２が露出する。前述したように、表面分離溝３と隙間６ａとの間には、パターンずれが生じている。このため、表面分離溝３と裏面分離溝６ｂとの間にも、パターンずれが生じている。
しかし、上記エッチングで、ストッパー膜２をエッチングのストッパーとして用いたことにより、十分なオーバーエッチングを行っても、裏面分離溝６ｂが基板１ａ側に貫通することを防止できる。
【００１５】
また、前述したように、表面分離溝３の内面に表面金属層４を形成するようにした（図３参照）。このため、表面分離溝３の両端部は、基板１ａと接続されている。これにより、隣接する半導体チップは、表面金属層４により効果的に保持されている。
【００１６】
次に、図５に示した裏面分離溝６ｂの上面のストッパー膜２を除去する。例えば、リン酸と過酸化水素水とを含む溶液を用いてエッチングする。この結果、図６に示す構造が得られる。このとき、エッチングされるストッパー膜２の膜厚は基板１の厚さよりも十分に薄いため、速やかにエッチングされる。このため、裏面分離溝６ｂが基板１ａ側に貫通する恐れはない。
【００１７】
次に、図７に示すように、裏面電極５ａ、５ｂと、裏面分離溝６ｂの内面とを覆うように、裏面金属層７を形成する。この結果、表面金属層４と裏面金属層７とが接続される。
上述したように、裏面分離溝６ｂを形成する際のエッチング（図５参照）では、裏面分離溝６ｂが基板１ａ側に貫通することを防止した。これにより、表面金属層４と基板１ａとの接続が不安定となるのを防ぐことができる。
次に、図示しないが、表面分離溝３および裏面分離溝６ｂに沿って基板１を切断し、隣接する半導体チップを分離する。
【００１８】
以上説明したように、本実施の形態の製造方法は、基板１の中にストッパー膜２を設け、表面分離溝３を形成する際のエッチングと、裏面分離溝６ｂを形成する際のエッチングにおいて、ストッパー膜２をエッチングのストッパーとして用いるようにした。
このように形成することにより、裏面分離溝６ｂを形成する際のエッチングにおいて、表面分離溝３と裏面分離溝６ｂとの間にパターンずれが生じていても、裏面分離溝６ｂが基板１ａ側に貫通することがない。このため、表面金属層４と基板１ａとの接続が不安定となることを防ぐことができる。これにより、歩留まり低下を抑制することができる。
【００１９】
次に、上記実施の形態１の変形例について説明する。
上述した例では、裏面分離溝６ｂを形成する工程（図５参照）の後、裏面分離溝６ｂの上面に露出したストッパー膜２を除去するようにした（図６参照）。しかし、上述した基板１を切断する工程に支障がなければ、上記工程は省略するようにしても良い。すなわち、裏面分離溝６ｂを形成する工程（図５参照）の後に、裏面電極５ａ、５ｂと、裏面分離溝６ｂの内面とを覆うように、裏面金属層７を形成するようにしても良い。この結果、図８に示す構造が得られる。
これにより、上記実施の形態１の効果に加えて、裏面分離溝６ｂの上面に露出したストッパー膜２を除去する工程を省略することができる。
【００２０】
実施の形態２．
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。ここでは、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
まず、実施の形態１と同様に、基板１の中にエッチングのストッパー膜２を形成し、基板１ａの表面に、トランジスタなどの必要な回路素子を形成する。
次に、実施の形態１と同様にして、図９に示すように、表面分離溝３を形成する。このとき、ストッパー膜２がエッチングのストッパー膜として用いられている。また、表面分離溝３の端部形状は、実施の形態１（図２参照）と比較して、単純化されたものとなっている。
【００２１】
この後、実施の形態１では、表面分離溝３の内面に表面金属層４を形成する（図３参照）ようにした。これに対して、本実施の形態では、表面金属層を形成しないようにする。
次に、図９に示した基板１ｂの裏面を研削して、積層膜の全体を所望の厚さにする。次に、実施の形態１と同様にして、図１０に示すように、基板１ｂの裏面に、裏面電極５ａ、５ｂを形成する。
【００２２】
次に、実施の形態１と同様にして、図１１に示すように、裏面分離溝６ｂを形成する。このとき、ストッパー膜２がエッチングのストッパー膜として用いられている。この後、実施の形態１では、裏面分離溝６ｂの上面に露出したストッパー膜２を除去するようにした。これに対して、本実施の形態２では、ストッパー膜２を除去する工程を省略する。
次に、図１２に示すように、裏面電極５ａ、５ｂと、裏面分離溝６ｂの内面とを覆うように、裏面金属層７を形成する。このとき、裏面金属層７は、裏面分離溝６ｂに露出したストッパー膜２に接触するように形成される。
【００２３】
以上説明したように、本実施の形態の製造方法は、実施の形態１と同様に、基板１の中にストッパー膜２を設け、表面分離溝３を形成する際のエッチング、裏面分離溝６ｂを形成する際のエッチングにおいて、ストッパー膜２をエッチングのストッパーとして用いるようにした。
そして、実施の形態１で示した表面金属層４を形成する工程と、裏面分離溝６ｂの上面に露出したストッパー膜２を除去する工程とを省略するようにした。これにより、実施の形態１の効果に加えて、実施の形態１と比較して、工程数を減少させることができる。
【００２４】
また、実施の形態１のように、表面金属層４を設けた場合には、その金属層の金属が表面分離溝３の外部にはみ出して短絡不良を発生させるおそれがあった。これを防止するためには、表面分離溝３の端部形状を複雑化する必要がある（図２参照）。これに対して、本実施の形態２では、表面金属層を設けないようにしたので、上記短絡不良を考慮する必要がない。
このため、図９に示したように、表面分離溝３の端部の形状を単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示す図。
【図２】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示す図。
【図３】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示す図。
【図４】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示す図。
【図５】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示す図。
【図６】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示す図。
【図７】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示す図。
【図８】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す図。
【図９】実施の形態２に係る半導体装置の製造方法を示す図。
【図１０】実施の形態２に係る半導体装置の製造方法を示す図。
【図１１】実施の形態２に係る半導体装置の製造方法を示す図。
【図１２】実施の形態２に係る半導体装置の製造方法を示す図。
【符号の説明】
【００２６】
１、１ａ、１ｂ  半導体基板、２  ストッパー膜、３  表面分離溝、４  表面金属層、５ａ、５ｂ  裏面電極、６ｂ  裏面分離溝、７  裏面金属層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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