TW201630065A - 半導體物件之製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種半導體物件之製造方法,包括:形成溝槽,該溝槽具有第一溝槽部以及第二溝槽部,第二溝槽部是形成為與第一溝槽部的下部連通的溝槽部並以比第一溝槽部的角度更陡峭的角度朝下部延伸,溝槽具有在第一溝槽部與第二溝槽部之間不存在拐角部分的形狀,溝槽定位在正面上並藉由乾式蝕刻形成;將包括黏合劑層的保持構件附著至正面,正面形成有在正面上的溝槽;在附著保持構件的狀態下,從基板的背面使基板變薄;以及在變薄之後,從正面去除保持構件。
Description
本發明有關於一種半導體物件之製造方法。
已經提出一種切割方法,其中,藉由第一刮板在藍寶石基板的正面形成第一溝槽,然後,藉由第二刮板在背面上形成比第一溝槽深且寬的第二溝槽,從而在不減少能夠從一個基板中得到的晶片數量的情況下提高產量(JP-A-2003-124151)。此外,已經提出一種藉由雷射形成從晶圓正面至晶圓中間的溝槽的方法,然後,使用雷射從背面將晶圓研磨至到達由雷射形成的溝槽的位置,從而使可以形成在晶圓中的半導體元件的數量增加(JP-A-2009-88252)。
本發明提供一種可以容易地實現防止黏合劑層殘留在半導體基板的正面上並防止半導體物件損壞的半導體物件之製造方法。
(1)一種半導體物件之製造方法,包括:形成溝槽,該溝槽具有:第一溝槽部,該第一溝槽部的寬度從基板的正面朝該基板的背面逐漸變窄;以及第二溝槽部,其是形成為與該第一溝槽部的下部連通的溝槽部,並以比該第一溝槽部的角度更陡峭的角度朝下部延伸,該溝槽具有在該第一溝槽部與該第二溝槽部之間不存在拐角部分的形狀,該溝槽定位在該正面上並藉由
乾式蝕刻形成;將包括黏合劑層的保持構件附著至該正面,該正面形成有在該正面上的該溝槽;在附著該保持構件的狀態下,從該基板的該背面使該基板變薄;以及在使該基板變薄之後,從該正面去除該保持構件。
(2)一種半導體物件之製造方法,包括:形成溝槽,該溝槽具有:第一溝槽部,該第一溝槽部的寬度從基板的正面朝該基板的背面逐漸變窄;以及第二溝槽部,其是形成為與該第一溝槽部的下部連通的溝槽部並以比該第一溝槽部的角度更陡峭的角度朝下部延伸,該溝槽具有在該第一溝槽部與該第二溝槽部之間不存在拐角部的形狀,該溝槽定位在該正面上並藉由乾式蝕刻形成;將包括黏合劑層的保持構件附著至該正面,該正面形成有在該正面上的該溝槽;在附著該保持構件的狀態下,使用從該基板的該背面朝該正面上的該溝槽旋轉的切割構件來在該背面上形成溝槽;以及在形成該背面上的該溝槽之後,從該正面去除該保持構件。
(3)根據第(1)或(2)項所述的半導體物件之製造方法,還包括:形成在該正面上的該溝槽的步驟是以如下方式進行的:藉由該乾式蝕刻以使在該正面上的該溝槽的寬度朝該背面逐漸變窄的蝕刻強度開始形成該正面上的該溝槽,並且在形成該正面上的該溝槽期間,將包含在用於該乾式蝕刻的蝕刻氣體中的用於形成保護膜的
氣體的流量在不停止用於形成該保護膜的該氣體的流量的範圍內從第一流量切換至比該第一流量小的第二流量。
(4)根據第(1)或(2)項所述的半導體物件之製造方法,還包括:形成該正面上的該溝槽的步驟是以如下方式進行的:藉由該乾式蝕刻以使在該正面上的該溝槽的寬度朝該背面逐漸變窄的蝕刻強度開始形成在該正面上的該溝槽,並且在形成在該正面上的該溝槽期間,將包含在用於該乾式蝕刻的蝕刻氣體中的用於形成保護膜的氣體的流量從第一流量切換至比該第一流量大的第二流量。
(5)根據第(1)或(2)項所述的半導體物件之製造方法,其中,該第二溝槽部具有寬度不寬於該第一溝槽部的最下部的寬度且向下延伸的形狀。
(6)根據第(1)或(2)項所述的半導體物件之製造方法,其中,該第一溝槽部的深度比該黏合劑層所進入到的深度深,並且該第二溝槽部具有寬度朝向下部變得比該第一溝槽部的最下部的寬度更寬的形狀。
根據上述的第(1)和(2)項,與在單一蝕刻條件下使溝槽形成在正面上的情況相比,可以容易地實現防止黏合劑層殘留在半導體基板的正面上並防止半導體的損壞。
根據上述的第(3)和(4)項,與在形成在正面上的溝槽期間不切換氣體的流量的情況相比,可以容易地實現防止黏合劑層殘留在半導體基板的正面上並防止半導體物件的損壞。
根據上述的第(5)項,與包括寬度比第一溝槽部的最下部的寬度大的第二溝槽部的構造相比,在黏合劑層進入到第二溝槽部的情況下,可以防止黏合劑層殘留在半導體基板的正面上。
根據上述的第(6)項,與正面上的溝槽具有溝槽寬度朝溝槽的下部逐漸變窄的形狀的情況相比,可以減小切割後的半導體物件的背面上的面積。
100‧‧‧發光元件
120‧‧‧切割區域(切割線)
130‧‧‧光阻圖案
140‧‧‧微溝槽
160‧‧‧膠帶
162‧‧‧膠帶基底構件
164‧‧‧黏合劑層
164a‧‧‧黏合劑層
164b‧‧‧黏合劑層
165、166‧‧‧黏合劑層
170‧‧‧溝槽
180、200‧‧‧紫外光
190‧‧‧膠帶
192‧‧‧膠帶基底構件
194‧‧‧黏合劑層
210‧‧‧半導體晶片
220‧‧‧故定構件
230‧‧‧電路板
300‧‧‧切割刀
400、410‧‧‧微溝槽
402、404、412、412a、414、414a‧‧‧側面
500、510、520、530、540‧‧‧微溝槽
502、504、512、514、522、524、542、542a、544、544a‧‧‧側面
532、534‧‧‧第一溝槽部,側面
532a、534a‧‧‧第二溝槽部,側面
600‧‧‧光阻劑
610‧‧‧開口
620‧‧‧溝槽
630‧‧‧保護膜
800‧‧‧臺階部
圖1是示出根據本發明的實例的半導體物件的製造程序的實例的流程圖。
圖2(A)至(D)是在根據本發明的實例的半導體物件的製造程序中的半導體基板的示意性剖面圖。
圖3(A)至(E)是在根據本發明的實例的半導體物件的製造程序中的半導體基板的示意性剖面圖。
圖4是在完成電路形成時的半導體基板(晶圓)的示意性平面圖。
圖5是詳細示出由切割刀執行的半切割的剖面圖。
圖6是示出在從基板的正面去除用於切割的膠帶時的殘留黏合劑層的剖面圖。
圖7是根據本發明的實例的微溝槽,圖7(A)和圖7(B)是示出第一微溝槽的形狀的剖面圖,而圖7(C)和圖7(D)是示出第二微溝槽的形狀的剖面圖。
圖8是根據比較例的微溝槽,圖8(A)和圖8(B)是示出倒錐形狀的微溝槽的剖面圖,而圖8(C)和圖8(D)是示出垂直形狀的微溝槽的
剖面圖。
圖9是另一個比較例的微溝槽,圖9(A)是僅示出正錐形狀的微溝槽的剖面圖,圖9(B)和圖9(C)是示出由正錐形狀和垂直形狀分別構成的微溝槽的剖面圖。
圖10(A)至(D)是示出根據本發明的實例的微溝槽之製造方法的示意性程序剖面圖。
圖11(A)是示出形成在半導體晶片中的臺階部的剖面圖,圖11(B)是示出在藉由切割刀切割時對臺階部施加的負載的視圖,而圖11(C)是示出臺階部的損壞的視圖。
例如,根據本發明的半導體物件之製造方法應用於將具有基板形狀(例如,形成有多個半導體元件的半導體晶圓)的分割(切割)構件的方法以及製造每個半導體物件(半導體晶片)的方法。形成在基板上的半導體元件不限於特定元件,並可以包括發光元件、主動元件、被動元件等。在較佳的方面中,根據本發明的製造方法可以應用於從基板中取出包括發光元件的半導體物件的方法,並且發光元件可以是例如面發光型半導體雷射器、發光二極體或發光閘流體等。一個半導體物件可以包括單個發光元件,並可以包括以陣列形式佈置的多個發光元件。此外,一個半導體物件可以包括驅動一個發光元件或多個發光元件的驅動電路。此外,基板可以由例如矽、SiC、化合物半導體、藍寶石等構成。然而,基板不限於此,並且包括至少一半導體的基板(下文中,可以統稱為半導體基板)可以是由其他材料形成的基板。在較佳的方面中,基板是如下半導體基板:例如面發光型半導體雷射器或發光二極體等發光
元件形成在該半導體基板上,並且該半導體基板由例如GaAs等III-V族化合物構成。
在下述描述中,將參考附圖描述一種從形成有多個發光元件的半導體基板中取出每個半導體物件(半導體晶片)的方法。值得注意的是,強調附圖的比例或形狀以幫助理解本發明的特性,並且附圖的比例或形狀不需要與實際裝置的比例或形狀一樣。
圖1是示出根據本發明的實例的半導體物件的製造程序的實例的流程圖。如圖1所示,根據本實例的半導體物件之製造方法包括形成發光元件的步驟(S100)、形成光阻圖案的步驟(S102)、在半導體基板的正面上形成微溝槽的步驟(S104)、去除光阻圖案的步驟(S106)、將用於切割的膠帶附著在半導體基板的正面上的步驟(S108)、對半導體基板的背面進行半切割的步驟(S110)、對用於切割的膠帶施加紫外光(UV)並將用於擴展的膠帶附著在半導體基板的背面上的步驟(S112)、去除用於切割的膠帶並對用於擴展的膠帶施加紫外光的步驟(S114)以及拾起半導體物件(半導體晶片)並在電路板上進行晶粒安裝(die-mounting)的步驟(S116)等。圖2(A)至圖2(D)和圖3(A)至圖3(E)中所示的半導體基板的剖面圖與步驟S100至步驟S116中的每一個步驟對應。
如圖2(A)所示,在形成發光元件的步驟(S100)中,在由例如GaAs等構成的半導體基板W的正面形成多個發光元件100。發光元件100是例如面發光型的半導體雷射器、發光二極體、發光閘流體等。值得注意的是,在圖2(A)中,一個區域示出為發光元件
100,但是發光元件100示出包括在切割後的一個半導體物件中的元件,並且在一個發光元件100的區域中不僅可以形成一個發光元件,而且可以形成多個發光元件或其他電路元件。
圖4是示出在完成了形成發光元件的步驟時的半導體基板W的實例的俯視圖。為了便於描述,僅示出位於圖4中的中間部分中的發光元件100。在半導體基板W的正面上,多個發光元件100以陣列形式沿矩陣方向形成。單個發光元件100的平面區域是大致矩形形狀,並且利用由具有恒定間隔S的切割線等界定的切割區域120來使發光元件100以格子形狀彼此間隔開。
如果完成發光元件的形成,然後在半導體基板W的正面上形成光阻圖案(S102)。如圖2(B)所示,光阻圖案130以如下方式製作:使由半導體基板W的正面的切割線等界定的切割區域120露出。利用光蝕刻處理來進行形成光阻圖案130的製作。
隨後,在半導體基板W的正面上形成微細溝槽(S104)。如圖2(C)所示,使用光阻圖案130作為遮罩在半導體基板W的正面上形成具有恒定深度的微細溝槽(在下文中,為了描述方便,稱為正面上的微溝槽或溝槽)140。溝槽可以由例如乾式蝕刻形成,並且較佳的是,溝槽由作為各向異性乾式蝕刻的各向異性等離子蝕刻法(反應離子蝕刻法)形成。微溝槽140的寬度Sa與形成在光阻圖案130中的開口的寬度大致相同,並且微溝槽140的寬度Sa為例如幾個μm至十幾μm。較佳的是,寬度Sa為約3μm至約15μm。此外,微溝槽140的深度為例如約10μm至約100μm,並且該深度形成為至少比例如發光元件等功能元件的深度深。較佳的是,微溝槽140的深度為約30μm至約80μm。如果微溝槽140由常用的切割刀形成,則
切割區域120之間的間隔S為考慮溝槽的寬度和切割刀的切入(pitching)量在內的邊限(margin)寬度的總和,並且間隔S變得大至約40μm至約80μm。同時,在半導體程序中形成微溝槽140的情況下,不僅溝槽的寬度是狹窄的,而且用於切割的邊限寬度可以變得比在使用切割刀的情況下的寬度窄。也就是說,可以減小切割區域120之間的間隔S,為此,可以藉由將發光元件以高密度方式佈置在晶圓上來增加所得到的半導體物件的數量。本實例的「正面」表示形成有例如發光元件的功能元件的表面側,而「背面」表示與「正面」相反的表面側。
隨後,去除光阻圖案(S106)。如圖2(D)所示,如果從半導體基板的正面去除光阻圖案130,則使沿著切割區域120形成的微溝槽140在正面露出。將在下文中詳細描述微溝槽140的形狀。
隨後,附著UV固化型的用於切割的膠帶(S108)。如圖3(A)所示,將具有黏合劑層的用於切割的膠帶160附著在發光元件側。隨後,藉由切割刀從基板的背面沿著微溝槽140進行半切割(S110)。為了定位切割刀,可以使用將紅外攝像機佈置在基板的背面上方並藉由透射基板來直接感測微溝槽140的方法、將攝像機佈置在基板的正面上方並直接感測微溝槽140的位置的方法或其他已知的方法。如圖3(B)所示,藉由定位,藉由切割刀進行半切割,並且在半導體基板的背面上形成溝槽170。溝槽170具有到達形成在半導體基板的正面上的微溝槽140的深度。這裡,微溝槽140形成有比藉由切割刀在背面上形成的溝槽170窄的寬度,但是這是由於如下因素:如果微溝槽140形成有比背面上的溝槽170窄的寬度,則與僅藉由切割刀切割半導體基板的情況相比,增加可以從一個晶圓得到
的半導體物件的數量。如圖2(C)所示,如果從半導體基板的正面朝背面形成具有約幾個μm至約十幾μm的寬度的微溝槽,原本不需要使用切割刀形成背面上的溝槽,但是形成具有這種深度的微溝槽是不容易的。因此,如圖3(B)所示,結合藉由切割刀從背面形成的半切割。
隨後,對用於切割的膠帶施加紫外光(UV),並且還附著用於擴展的膠帶(S112)。如圖3(C)所示,對用於切割的膠帶160施加紫外光180,並且使黏合劑層固化。然後,將用於擴展的膠帶190附著至半導體基板的背面。
隨後,去除用於切割的膠帶,並且對用於擴展的膠帶施加紫外光(S114)。如圖3(D)所示,從半導體基板的正面去除用於切割的膠帶160。此外,對基板的背面上的用於擴展的膠帶190施加紫外光200,並且使黏合劑層固化。對基底構件而言用於擴展的膠帶190是彈性的,該膠帶以在切割之後使切割後的半導體物件容易被拾起的方式延伸,從而使發光二極體之間的間隔擴展。
隨後,拾起切割後的半導體物件並進行晶片安裝(S116)。如圖3(E)所示,將從用於擴展的膠帶190中拾起的半導體物件210經由例如導電膠(例如黏合劑或焊料)等固定構件220安裝在電路板230上。
隨後,將詳細描述由切割刀進行的半切割。圖5示出在如圖3(B)所示的那樣由切割刀進行半切割時使放大剖視圖上下顛倒的狀態。圖3強調地示出形成在基板的正面上的發光元件100。然而,圖5沒有清晰地示出基板的正面上的發光元件100,但是發光元件100是以與圖3中相同的方式形成在基板的正面上。
如圖5所示,藉由在切割刀300旋轉的同時從背面沿著微溝槽140切割半導體基板W,從而切割刀300在半導體基板W中形成溝槽170。切割刀300是例如圓盤形狀的切割構件。這裡,示出切割刀的頂端部分具有恒定厚度的實例,但是切割刀可以具有漸縮的頂端部分。由切割刀300形成的溝槽170(切口寬度)具有與切割刀300的厚度大致相同的寬度,並且溝槽170被製作至與微溝槽140連通的深度。在半導體基板W之外,切割刀300以與半導體基板W的背面平行的方向定位。此外,隨著切割刀300以與半導體基板W的背面垂直的方向Y移動預定量,在溝槽170與微溝槽140的聯接部分中形成臺階來形成臺階部800,微溝槽140以半導體基板W的厚度方向定位,以便具有在Y方向的預定厚度T。然後,在切割刀300定位在半導體基板W外側之後,在切割刀300旋轉的同時,使切割刀300和半導體基板W中的至少一者以與半導體基板W的背面平行的方向移動,從而在半導體基板W中形成溝槽170。臺階部800是位於形成在溝槽170和微溝槽140的聯接部分中的臺階與半導體基板W的正面之間的部分,也就是說,臺階部800是由溝槽170的寬度與微溝槽140的寬度之間的差異形成的s臺階形狀的一部分。
當進行由切割刀300執行的半切割時,用於切割的膠帶160附著至基板的正面。用於切割的膠帶160包括膠帶基底構件162和層疊在膠帶基底構件上的黏合劑層164。由紫外線固化型樹脂構成的黏合劑層164在被施加紫外光之前具有恒定的黏度或黏度特性,並且具有在被施加紫外光時固化從而失去了黏合性能的特性。為此,當附著用於切割的膠帶160時,使黏合劑層164黏附於基板的包括微溝槽140在內的正面,並以如下方式保持基板:在切割之後
使切割後的半導體物件不分開。
在圖5的切割線A2中,在切割半導體基板W的同時,借助於切割刀300的旋轉或切割刀300與半導體基板W之間的相對運動來使振動B和切割壓力P經由溝槽170的內壁施加於半導體基板W上。如果半導體基板W被切割壓力P以Y方向按壓,則具有黏性的黏合劑層164流入到微溝槽140中。此外,隨著振動B傳遞至微溝槽140的附近,促進黏合劑層164的流動。此外,在由切割刀300進行切割期間,與切割粉末混合的切割水(噴射流)被提供至溝槽170,以微溝槽140因切割水而擴展的方向施加壓力P1,因此,進一步促進黏合劑層164的進入。結果,如果微溝槽不具有根據本實例的正錐形狀(將在下文中進行描述),則存在如下情況:例如,黏合劑層164以約10μm的進入深度進入到具有約5μm寬度的微溝槽140中。因此,在本實例中,即使由於例如增加所得到的半導體物件的數量等原因而使比背面上的溝槽寬度大的正面上的溝槽寬度變窄來製造半導體物件的方法中,如果藉由旋轉切割構件來形成背面上的溝槽,則所得到的半導體物件的數量也會稍微減少,因此,形成正錐形狀的微溝槽(將在下文中進行描述)。
在切割與切割線A1線相鄰的切割線A2期間,在完成切割的切割線A1中,壓力以使微溝槽140以寬度方向變窄的方式施加至微溝槽140,因此,應認為的是,進入到微溝槽140中的黏合劑層164會容易地進一步進入到微溝槽140中。在位於相反側的切割線A3中,在切割之前,黏合劑層164剛剛附著,因此,應認為的是,進入到微溝槽140中的黏合劑層164量相對地減少。
如果完成由切割刀300進行的半切割,則將用於擴展
的膠帶190附著至基板的背面,隨後,對用於切割的膠帶160施加紫外光180。使被施加紫外光的黏合劑層164固化,並且失去黏合劑層164的黏合力(圖3(C))。隨後,從基板的正面去除用於切割的膠帶。圖6是示出在去除用於切割的膠帶時黏合劑層的殘留部分的剖面圖。附著於基板的背面上的用於擴展的膠帶190包括膠帶基底構件192和層疊在膠帶基底構件上的黏合劑層194,切割後的半導體物件被黏合劑層194保持。
當從基板的正面去除用於切割的膠帶160時,進入到微溝槽140中的黏合劑層164a進入到較深的位置,因此,存在如下情況:黏合劑層164a的一部分沒有被紫外光充分地照射而未固化。因為未固化的黏合劑層164a具有黏性,所以當從基板的正面去除黏合劑層164時,未固化的黏合劑層164a被切斷,並且黏合劑層164a殘留在微溝槽140中,或可能在重新附著至基板的正面的狀態下殘留。此外,即使在固化的狀態下,黏合劑層164a較深地進入到狹窄的微溝槽中,因此,在去除期間黏合劑層164a可能因壓力而以撕裂的方式殘留。如果殘留的黏合劑層164b重新附著於發光元件的正面,則減少發光元件的光量,發光元件變得有缺陷,並且產量下降。此外,即使在除了發光元件之外的半導體晶片中,也殘留有黏合劑層164b,因此,發生例如由晶片的外觀檢測而判斷出的故障等其他有害效果。為此,不可取的是,當去除用於切割的膠帶時,黏合劑層164a和164b殘留在基板的正面上。在本實例中,隨著形成在基板的正面上的微溝槽的形狀改變成正錐形狀(將在下文中進行描述),可以防止在去除用於切割的膠帶時黏合劑層殘留在基板的正面上的微溝槽等中。
存在如下許多情況:如果多個發光元件100以突台(mesa)形狀形成,則發光元件100形成凸出部分,發光元件100與另一個發光元件100之間形成有凹入部分,並且微溝槽140主要形成在凹入部分中。在前述構造中,黏合劑層164不僅附著於凸出部分而且還附著於微溝槽140的入口部分,因此,考慮如下構造:與切割粉末混合的切割水不會侵入基板的正面。然而,為了跟隨位於微溝槽140的進入部分處的黏合劑層164,需要用於切割的膠帶具有足夠厚度的黏合劑層164,因此,黏合劑層164容易且較深地進入到微溝槽140中。因此,在黏合劑層164容易且較深地進入到微溝槽140中的條件下,應用根據本實例的正錐形狀的微溝槽(將在下文中進行描述),因此,針對黏合劑層164的殘留能夠得到更好的效果。
此外,應認為的是,當形成與半導體基板的正面垂直的微溝槽時,在黏合劑層164進入得比微溝槽的寬度的距離更深的情況(即,黏合劑層164的位於微溝槽中的黏合劑層164a的形狀為垂直地延長的情況)下,與黏合劑層164a的形狀不為垂直地延長的情況相比,當去除黏合劑層164時黏合劑層164容易因施加於微溝槽中的黏合劑層164a的根部上的壓力而撕裂並容易殘留下來。因此,在未應用根據本實例的正錐形狀時微溝槽的寬度、黏合劑層164的厚度等被製造為使得微溝槽中的黏合劑層164a的形狀為垂直地延長的情況下,應用根據本實例的正錐形狀的微溝槽(將在下文中進行描述),因此,針對黏合劑層164的殘留可以得到更好的效果。
隨後,將對根據本發明的實例的微溝槽的形狀進行描述。圖7(A)是示出根據本實例的第一微溝槽的形狀的剖面圖,而圖7(B)是示出對進入到圖7(A)的微溝槽中的黏合劑層進行紫外光照射
的視圖。
如圖7(A)所示,根據本實例的微溝槽400包括側面402和404(傾斜被稱為正錐形狀),其中,開口寬度Sa1從基板的正面的開口寬度Sa1縮窄到深度D的底部的寬度Sa2(Sa1>Sa2),並且側面402和404以傾斜方式彼此面對。也就是說,微溝槽400具有如下形狀:寬度從半導體基板W的正面的開口寬度Sa1逐漸縮窄至深度D。此外,側面402和404不是直線,而是具有如下的形狀:與溝槽的上部側相比,溝槽的下部側以陡傾角向下延伸。在形成溝槽(將在下文中詳細描述)期間,藉由切換蝕刻條件來形成溝槽的形狀。開口寬度Sa1為例如約幾個μm至約十幾μm。在從背面形成比例如發光元件等電路的形成深度更深的溝槽170的情況下,形成深度D使得由溝槽170與微溝槽400之間的寬度差形成的臺階部800不受損壞。如果保留微溝槽400,則當從基板的背面形成溝槽170時,臺階部800可能因切割刀300產生的壓力而損壞,因此,需要不受損壞的深度。同時,因為半導體基板的強度因深溝槽而變弱,所以與在形成微溝槽140之後的程序中處理的半導體基板W較淺的情況相比,微溝槽400太深的情況變得難以處理。因此,較佳的是,不必要進行較深的形成。此外,較佳的是,利用各向異性乾式蝕刻形成微溝槽400,可以藉由改變光阻劑的形狀、蝕刻條件等來適當地選擇側面402和404的傾角。在圖7(A)的形狀中,溝槽的側面的角度突然改變的部分(拐角部分)不位於第一溝槽部與第二溝槽部之間的邊界部分,因此,上部側的第一溝槽部與下部側的第二溝槽部之間的邊界是不清晰的。然而,因為微溝槽400的上部側和下部側的側面的角度彼此不同,所以圖7(A)是正面上的溝槽(微溝槽)的如下實例:該溝槽的
寬度不大於第一溝槽部的最下部的寬度,並且溝槽包括以比第一溝槽部的角度更陡峭的角度向下延伸的第二溝槽部,在從基板的正面朝背面寬度逐漸變窄的第一溝槽部分,溝槽還包括形成為與第一溝槽部的最下部連通的溝槽部。
如圖7(B)所示,形成具有借助於切割刀300的切割而形成的切口寬度Sb的溝槽170,並且溝槽170連接至微溝槽400。溝槽170的寬度(切口寬度Sb)為例如約20μm至約60μm。黏合劑層164的一部分因例如來自切割刀300的按壓等壓力或振動進入到正錐形狀的微溝槽400中,並且在附著用於擴展的膠帶之後,利用紫外光180從基板的正面照射用於切割的膠帶160。這時,因為微溝槽400被製作成正錐形狀,所以紫外光180不被半導體基板W遮擋並充分地施加於微溝槽400中的黏合劑層164a,因此,容易使微溝槽400中的黏合劑層164a固化。結果,當從基板的正面去除用於切割的膠帶160時,即使微溝槽400的開口寬度彼此相同,與微溝槽400的垂直形狀相比,微溝槽400中的黏合劑層164a也損失更多的黏性,使得黏合劑層164a容易從基板的正面和微溝槽400中分離,並且抑制黏合劑層重新附著至基板的正面。此外,因為微溝槽400的正錐形狀具有傾斜的溝槽形狀,所以與垂直溝槽的情況相比,即使被按壓而進入到微溝槽400中的黏合劑層164a未固化,黏合劑層也容易離開並促進抽離。
圖7(C)是示出根據本實例的第二微溝槽的形狀的剖面圖。第二微溝槽410包括:側面412和414的溝槽部,側面412和414以從基板的正面的開口寬度Sa1至深度D的中間部分中的寬度Sa2的前進方向以傾斜方式彼此面對;以及側面412a和414a的溝槽部,側
面412a和414a從寬度Sa2至底部是大致垂直的並彼此面對。也就是說,第二微溝槽410包括第一溝槽部以及第二溝槽部,第一溝槽部的寬度從基板的正面朝背面逐漸變窄,在形成為與第一溝槽部的下部連通的溝槽部中,第二溝槽部的寬度不大於第一溝槽部的最下部的寬度,並且第二溝槽部以比第一溝槽部的角度更陡峭的角度向下延伸。然後,在形成溝槽期間,在切換蝕刻條件的同時形成該形狀。以與圖7(A)一樣的方式,圖7(C)的形狀是如下形狀:在第一溝槽部與第二溝槽部之間的邊界部分處不存在溝槽的側面的角度突然改變的部分(拐角部分)。較佳的是,在附著用於切割的膠帶160時,以側面412和414傾斜的溝槽部的深度D比黏合劑層164所進入到的深度深。因為比深度D深的溝槽部的深度比正錐形狀的溝槽寬度窄,所以用於切割的膠帶的振動或因壓力而產生的溝槽寬度的比率增加至大於正錐形狀的溝槽寬度。因此,在附著用於切割的膠帶160時黏合劑層164預先進入到比深度D深的溝槽部中的情況下,黏合劑層164因切割刀的振動或壓力進入到溝槽的更深的部分中。因此,較佳的是,在附著用於切割的膠帶160的狀態下,深度D比黏合劑層164所進入到的深度更深。
此外,較佳的是,深度D是保持如下狀態的深度:在藉由切割刀在背面形成溝槽之後,黏合劑層164不進入到比深度D深的溝槽部中。較佳地,深度D為10μm以上。這是由於如下因素:如果黏合劑層164進入到比深度D深的溝槽部中,則黏合劑層更容易在去除時殘留下來。例如整個微溝槽的深度等其他條件與圖7(A)的條件一樣。這裡,作為圖7(C)的另一個實施例,在因黏合劑層所進入到的深度在10μm以內而使深度D為10μm以上的條件下,第二微溝
槽410的第二溝槽部可以具有如下形狀:第二溝槽部的寬度從深度D朝第二微溝槽410的底部逐漸變寬。
這裡,如果微溝槽深深地形成為僅僅圖7(A)所示的正錐形狀,則需要使開口部Sa1擴展。此外,如果在開口部Sa1變窄的同時使微溝槽400深深地形成為僅僅正錐形狀,則漸縮角變成陡峭角,因此,黏合劑層164容易殘留在微溝槽400中。同時,在圖7(C)的形狀中,開口部Sa1的寬度保持為黏合劑層可以殘留在微溝槽中的寬度,並且容易形成具有期望深度的微溝槽。如果可以形成具有期望深度的微溝槽,則與微溝槽的深度淺的情況相比,在從背面形成寬度比微溝槽410的寬度寬的溝槽170的情況下,可以防止臺階部損壞。
此外,當形成與半導體基板的正面垂直的微溝槽時,在黏合劑層164進入得比微溝槽的寬度的距離更深的情況(即,黏合劑層164的位於微溝槽中的黏合劑層164a的形狀為垂直地延長的情況)下,與黏合劑層164a的形狀不為垂直地延長的情況相比,當去除黏合劑層164時,黏合劑層164因施加於微溝槽中的黏合劑層164a的根部上的壓力而容易殘留下來。因此,較佳的是,如果假設形成垂直的微溝槽,則微溝槽的進入部分具有正錐形狀,使得在如圖7(C)所示的例如微溝槽的寬度或黏合劑層164的厚度等製造條件下,進入到微溝槽中的黏合劑層164a的形狀為垂直地延長。也就是說,在與正錐形狀的溝槽部相比位於更下方的部分中的溝槽部的寬度是比在假設整個微溝槽410以該溝槽寬度形成時黏合劑層所進入到的深度窄的寬度的情況下,如果溝槽的進入部分具有正錐形狀,則針對黏合劑層164的殘留可以得到更好的效果。
如圖7(D)所示,如果對圖7(C)的微溝槽借助於切割刀300的切割來形成具有切口寬度Sb的溝槽170,則溝槽170連接至微溝槽410。以與圖7(B)一樣的方式,黏合劑層164的一部分164a進入到微溝槽410中,但是如果微溝槽410的正錐形狀的溝槽部(側面412和414)的深度D形成為比黏合劑層164a所進入到的深度更深,則微溝槽410中的黏合劑層164a由紫外光充分地照射並容易固化。為此,當去除用於切割的膠帶時,可以防止黏合劑層殘留在微溝槽410中或基板的正面上。此外,因為微溝槽410的側面是傾斜的,所以即使在被按壓而進入到微溝槽410中的黏合劑層164a未固化的情況下,黏合劑層也容易離開並促進抽離。
這樣,根據本實例,因為微溝槽400和410建構成包括正錐形狀的溝槽部且在該正錐形狀中基板的至少正面的開口寬度朝底部變窄,所以與未形成正錐形狀的情況相比,即使用於切割的膠帶的黏合劑層進入到微溝槽中,藉由對微溝槽中的整個黏合劑層施加紫外光使黏合劑層失去黏性並使黏合劑層固化。此外,因為形成正錐形狀,所以與未形成正錐形狀的情況相比,防止在去除用於切割的膠帶時切斷黏合劑層,並且容易借助一體成形來從微溝槽和基板的正面上進行去除。此外,以與圖9(A)的形狀(將在下文中進行描述)一樣的方式,因為不僅微溝槽的側面是直線,而且與上部側的側面相比,下部側的側面具有更陡峭的角度,所以即使在微溝槽的開口部的寬度彼此相同的條件下,也形成比圖9(A)的形狀更深的溝槽。如果可以形成更深的溝槽,則當在背面上形成溝槽170時,臺階部800難以因切割刀造成的壓力而損壞。因此,當將圖9(A)的形狀與圖7(A)或圖7(C)的形狀進行比較時,圖7(A)或圖7(C)的形狀
容易得到如下效果:防止黏合劑層的殘留並防止臺階部的損壞。
此外,圖7(A)至圖7(D)所有附圖示出基板的正面上的開口寬度Sa1比溝槽170的寬度窄的形狀,但是這是因為:如果基板的正面的開口寬度Sa1建構成比溝槽170的寬度窄,則與以溝槽170的寬度進行切割的方法相比,能夠增加所得到半導體物件的數量。這裡,一般來說,為了增加所得到的半導體物件的數量,藉由各向異性蝕刻法(藉由該方法,容易形成寬度較窄且垂直的形狀的溝槽)所形成的正面上的溝槽比藉由各向同性蝕刻法或切割刀所形成的正面上的溝槽好。然而,如果簡單地使用各向異性蝕刻法來形成寬度狹窄且垂直的溝槽形狀,則從黏合劑層殘留的角度來看這個方法不是較佳的。同時,如果注意到黏合劑層的殘留,則與藉由使溝槽具有寬度狹窄且垂直的形狀的各向異性乾式蝕刻來形成的正面上的溝槽相比,不呈垂直形狀且由各向同性蝕刻法等形成的微溝槽的開口係更好,但是由各向同性蝕刻法不形成寬度狹窄且深的溝槽。因此,在本實例中,即使由各向異性乾式蝕刻形成圖7(A)至圖7(D)所示的形狀的微溝槽,也可以增加所得到的半導體物件的數量並防止黏合劑層殘留。
圖8(A)和圖8(B)是在微溝槽製作成倒錐形狀時的比較例。如圖8(A)所示,微溝槽500具有側面502和504,其中,底部的寬度Sa2比開口寬度Sa1大,並且側面502和504彼此面對且為傾斜的。微溝槽500被製作成所謂的倒錐形狀。這樣,在使用各向同性蝕刻法或甚至使用各向異性乾式蝕刻的情況下,藉由設定出包含在蝕刻氣體中的用於蝕刻的氣體(Cl2等)的流量與用於形成保護側壁的保護膜的氣體(C4F8等)的流量之間的平衡來形成底部側的寬度
更寬的形狀,從而製作成倒錐形狀。如圖8(B)所示,當黏合劑層164的一部分164a進入到倒錐形狀的微溝槽500中時,開口寬度Sa1的開口變窄,因此,紫外光180的一部分容易被半導體基板W遮擋,從而紫外光不會充分地施加於黏合劑層164a的週邊部分165(附圖中的填充部分),並且容易殘留大量未固化的黏合劑層165。因此,與正錐形狀的情況相比,當去除用於切割的膠帶時,具有黏性的黏合劑層165容易被切斷並且容易殘留在微溝槽中,或重新附著至基板的正面等。此外,因為具有倒錐形狀,所以被按壓到微溝槽500中且幾乎不固化的黏合劑層164以平滑的方式存在。
圖8(C)和圖8(D)是在微溝槽製作成垂直形狀時的比較例。如圖8(C)所示,微溝槽510包括側面512和514,側面512和514與基板的前表面的開口寬度Sa1垂直且彼此面對,並且微溝槽510製作成所謂的垂直形狀的溝槽。藉由使用常用的各向異性乾式蝕刻來形成該形狀。如圖8(D)所示,因為進入到垂直形狀的微溝槽510中的黏合劑層164a較深地進入到微溝槽的寬度Sa1的內部中,所以與正錐形狀的情況相比,整個黏合劑層164a不被紫外光180充分地照射,並且黏合劑層164a的週邊部分的一部分的黏合劑層166容易未固化。未固化的黏合劑層166比圖8(A)的倒錐形狀的黏合劑層165小,但是當去除用於切割的膠帶時,黏合劑層166可能殘留在微溝槽510中或可能重新附著至基板的前表面。
圖9(A)是在微溝槽520製作成僅具有直線形狀的側面522和524的正錐形狀時的比較例。該形狀是這樣形成的:例如利用各向異性乾式蝕刻,藉由設定包含在蝕刻氣體中的用於蝕刻的氣體(Cl2等)的流量與用於形成保護側壁的保護膜的氣體(C4F8等)的流
量之間的平衡以製作成正錐形狀。如圖9(A)所示,與圖8(A)或圖8(C)的形狀相比,進入到正錐形狀的微溝槽520中的黏合劑層164a變成整個黏合劑層164a容易被紫外光180照射的狀態。因此,在施加紫外光180之後幾乎不發生未固化的黏合劑層,並且當去除用於切割的膠帶時,黏合劑層幾乎不殘留在微溝槽520中或基板的前表面上,或幾乎不重新附著。然而,在圖9(A)的形狀中,與圖7(A)或圖7(C)的形狀不同,微溝槽520的側面522和524由具有恒定角度的直線形狀的側面構成,如果在相同條件下對微溝槽的進入部分的寬度Sa1進行比較,則與圖7(A)或圖7(C)的溝槽相比不可能形成更深的溝槽。如上所述,在形成淺溝槽來替代深溝槽的情況下,當在背面形成溝槽170時,臺階部800因切割刀產生的壓力而容易損壞。因此,當將圖9(A)的形狀與圖7(A)或圖7(C)的形狀進行對比時,圖7(A)或圖7(C)的形狀容易得到如下效果:防止黏合劑層的殘留並防止臺階部的損壞。
在圖9(B)中,微溝槽530包括:第一溝槽部532和534,其寬度從基板的正面朝背面逐漸變窄;以及第二溝槽部532a和534a,其形成為與第一溝槽部的下部連通,第二溝槽部532a和534a的寬度不寬於第一溝槽部的最下部的寬度,並且第二溝槽部532a和534a以比第一溝槽部的角度更陡峭的角度向下延伸。例如,可以由經由各向同性蝕刻法在與第一溝槽部對應的上部側形成溝槽部並且經由各向異性乾式蝕刻在與第二溝槽部對應的下部側形成溝槽部來實現該形狀。在圖9(B)中,微溝槽530的進入部分具有與圖9(A)中的形式一樣的正錐形狀,因此,與圖8(A)或圖8(C)的形狀相比,黏合劑層幾乎不殘留在微溝槽530中或基板的正面上。此外,因為
即使微溝槽530的進入部分的寬度Sa1與圖9(A)的進入部分的寬度相同,也可以形成更深的溝槽,所以與圖9(A)的形狀相比,防止臺階部800損壞。然而,在圖9(B)的形狀中,微溝槽530具有位於其側面上的邊緣。換句話說,存在溝槽的側面532與側面532a之間的角度以及側面534與側面534a之間的角度在第一溝槽部與第二溝槽部之間突然改變的部分(拐角部分),因此,與圖7(A)或圖7(C)的形狀相比,如果黏合劑層進入到第二溝槽部中,則幾乎不能使整個黏合劑層均被紫外光180照射,並且容易發生未固化的黏合劑層。此外,因為存在側面532與側面532a之間的角度以及側面534與側面534a之間的角度突然改變的部分(拐角部分),所以當從基板的正面去除用於切割的膠帶160時,進入到第二溝槽部的黏合劑層164a被鉤至拐角而撕裂,因此,促進黏合劑層164a的殘留。因此,如果將圖9(B)的形狀與圖7(A)或圖7(C)的形狀進行對比,則圖7(A)或圖7(C)的形狀容易得到如下效果:防止黏合劑層的殘留並防止臺階部的損壞。
在圖9(C)中,微溝槽540包括:第一溝槽部,其由側面542和544構成並具有直線形狀,側面542和544的寬度從基板的正面朝背面逐漸變窄;以及第二溝槽部,其形成為與第一溝槽部的下部連通,並由以大致垂直形狀向下延伸的側面542a和544a構成。例如,可以以下述方法實現該形狀:僅使用具有銳角的頂端部分的切割刀的頂端部分來形成與第一溝凹槽部對應的部分並且使用具有薄厚度的切割刀來形成與第二溝槽部對應的部分。此外,在圖9(C)的形狀的情況下,微溝槽540具有位於其側面中的邊緣。也就是說,以與上述圖9(B)的形狀的情況相同的方式,存在溝槽的側面542與側面542a之間的角度以及側面544與側面544a之間的角度突然改變
的部分(拐角部分)。因此,如果將圖9(C)的形狀與圖7(A)或圖7(C)的形狀進行對比,則圖7(A)或圖7(C)的形狀容易得到如下效果:防止黏合劑層的殘留並防止臺階部的損壞。
隨後,將描述根據本實例的微溝槽之製造方法。圖10是示出圖7(A)和圖7(C)所示的微溝槽之製造方法的步驟的剖面圖。如圖10(A)所示,對形成有多個發光元件的半導體基板W(GaAs基板)的正面施加光阻劑600。光阻劑600是具有例如100cpi的黏度的i線(i-line)光阻劑並以約幾個μm的厚度形成。使用例如i線步進曝光機或TMAH 2.38%顯影液等已知的步驟在光阻劑600中形成開口610。開口610形成為使圖2(A)中所示的切割區域120露出。
隨後,如圖10(B)所示,藉由形成有作為蝕刻遮罩的開口610的光阻圖案600來對半導體基板W進行各向異性蝕刻。作為一個實例,感應耦合電漿(ICP)用作反應離子蝕刻(RIE)裝置。藉由添加作為蝕刻氣體的CF基氣體,在蝕刻的同時使保護膜630形成在溝槽620的側壁上。利用反應氣體(reactive gas)的電漿產生自由基和離子,但溝槽620的側壁僅被自由基侵蝕,溝槽的底部被自由基和離子這兩者侵蝕而容易被蝕刻,從而完成各向異性蝕刻。這裡,對例如蝕刻裝置的輸出、氣體的流量或時間等蝕刻條件進行調整,並且在形成正錐形狀的溝槽的條件下進行蝕刻。例如,隨著包含在蝕刻氣體中的用於蝕刻的氣體(Cl2等)的流量增加或作為形成側壁保護膜的氣體的CF基氣體(C4F8等)的流量減少,形成在溝槽的側壁上的保護膜630變薄,因此,溝槽的側壁相對於深度方向的角度變得陡峭(即,變得近似為垂直角度)。相反,隨著包含在蝕刻氣體中的用於蝕刻的氣體(Cl2等)的流量減少或作為形成側壁保護膜的氣體
的CF基氣體(C4F8等)的流量增加,形成在溝槽的側壁上的保護膜630變厚,因此,溝槽的側壁相對於深度方向的角度變得緩和。例如,作為蝕刻條件,感應耦合電漿的功率是500W,偏壓功率是50W,而壓力是3Pa,並且作為蝕刻氣體,Cl2是150sccm,BCl3是50sccm,C4F8是50sccm,基板的溫度是20℃,而蝕刻時間是20分鐘。
隨後,如圖10(C)所示,蝕刻條件切換為角度變得比圖10(B)中所形成的正錐的角度更陡峭。例如,隨著包含在蝕刻氣體中的用於蝕刻的氣體(Cl2等)的流量增加或作為形成側壁保護膜的氣體的CF基氣體(C4F8等)的流量減少,形成溝槽部分640,溝槽部分640具有比圖10(B)中所形成的溝槽620的側壁的角度更陡峭的角度。例如,作為蝕刻條件,感應耦合電漿的功率是500W,偏壓功率是50W,而壓力是3Pa,並且作為蝕刻氣體,Cl2是200sccm,BCl3是50sccm,C4F8是35sccm,基板的溫度是20℃,而蝕刻時間是20分鐘。如果形成微溝槽,則溝槽的底部側的側壁保護膜630的厚度趨於比上部側的側壁保護膜630的厚度薄,因此,隨著蝕刻強度在過程中變強,附著至先前形成的溝槽的底部側的側壁保護膜630被切斷且容易使側壁露出。因此,先前形成的溝槽的底部側的溝槽寬度稍微且緩慢地變寬,並且溝槽向下延伸。同時,因為厚的側壁保護膜630附著至先前形成的溝槽的上部側,並且如果蝕刻條件為極強,則直到側壁露出,側壁保護膜630才被切斷,溝槽的上部側(進入部分)的形狀沒有改變地被保留。
如果用於形成側壁保護膜的CF基氣體(C4F8等)的流量減少,則較佳的是,該流量在沒有完全停止的範圍內減少。這是由於如下因素,如果用於形成側壁保護膜的氣體停止,則蝕刻強度
以側壁方向變得過大,並且形成寬度朝微溝槽的下部變寬的溝槽部。在溝槽部的寬度以此方式朝微溝槽的下部變寬的情況下,如果黏合劑層164a進入到溝槽部中,則整個黏合劑層164a被紫外光180照射,黏合劑層164a以與圖8(A)的情況相同的方式容易殘留。如參考圖5的上述內容所述那樣,如果以例如切割刀等旋轉切割構件相對於微溝槽在基板的背面中形成溝槽,則黏合劑層可能進入到超過預期的深度,例如,黏合劑層進入到具有約5μm的寬度的微溝槽中,直到約10μm的深度。因此,如果不存在形成寬度朝微溝槽的下部變寬的溝槽部的特殊原因,則從防止黏合劑層的殘留的角度來看可以不形成溝槽部。此外,如果藉由停止用於形成側壁保護膜等的氣體而使蝕刻強度以側壁方向變得過大,則側壁保護膜630可受到切割直到溝槽的上部側(進入部分)的側壁被露出為止。應認為的是,這是因為進入部分側的新鮮的蝕刻氣體的濃度比微溝槽的底部的濃度高。藉由這樣做,溝槽的上部側被蝕刻,而以寬度方向變寬,並且在一些情況中形成元件的區域可能受到影響。因此,較佳的是,蝕刻強度在不使溝槽的上部側露出的範圍內進行切換。
在完成圖10(C)中的微溝槽的形成之後,藉由圖10(D)中所示的氧氣灰化(oxygen ashing)來去除光阻劑600。藉由這樣做,得到圖7(A)和圖7(C)中所示的微溝槽400和410。
如上所述,在根據本實例的微溝槽之製造方法中,以使微溝槽的寬度以深度方向逐漸變窄的第一蝕刻強度來開始形成微溝槽,在形成微溝槽期間,將乾蝕刻條件切換至比第一蝕刻強度強的第二蝕刻強度,正面上的溝槽的進入部分的寬度在不變寬的情況下向下延伸,並形成如下微溝槽:該微溝槽不具有溝槽寬度從基
板的正面朝背面變寬的部分。因為以使微溝槽的寬度以深度方向逐漸變窄的第一蝕刻強度進行蝕刻,所以形成如下形狀的微溝槽:與圖8(A)和圖8(C)的形狀相比,防止了黏合劑層164a的殘留。此外,在形成微溝槽期間,使乾式蝕刻的強度加強至第二蝕刻強度,在第二蝕刻強度下微溝槽的進入部分的寬度不變寬地向下延伸,形成不具有寬度朝溝槽的下部變寬的部分的微溝槽,因此,形成如下微溝槽:形成在圖9(C)中且不具有拐角部分。此外,即使微溝槽的進入部分的寬度彼此相同,但與僅具有形成在圖9(A)中的直線形狀的側面的正錐形狀相比,形成更深的微溝槽。
根據以上所述的本實例的製造方法僅是實例,並不一定限於圖10所示的製造步驟。例如,在圖10(A)中形成的光阻劑600的開口610具有與基板的正面垂直的開口側面,但是因為容易形成圖7(A)或圖7(C)中所示的形狀,所以可以形成如下形狀:開口的寬度從基板的正面朝上部逐漸變寬。如果使用該形狀的光阻劑,則蝕刻範圍從光阻劑是薄的部分至光阻劑是厚的部分逐漸變寬,從而容易形成正錐形狀。此外,不一定僅需要進行一次蝕刻條件的切換,並且如果蝕刻強度逐漸增大,則必要時可以進行多次切換。
隨後,將描述由微溝槽的寬度與背面上的溝槽的寬度之間的差異形成的臺階部的損壞。圖11(A)是如圖3(B)所示的那樣在利用切割刀進行半切割時的剖面圖,圖11(B)是圖11(A)中所示的臺階部的放大圖,而圖11(C)示出臺階部的損壞。
如上所述,多個發光元件100形成在半導體基板W的正面上,並且每個發光元件100被由具有間隔S的切割線等界定的切割區域120隔開。假設藉由各向異性乾式蝕刻使具有寬度Sa的微溝
槽140(圖8(C)中所示的垂直形狀的溝槽)形成在切割區域120中。在使具有切口寬度Sb的切割刀300旋轉的同時,切割半導體基板W的背面,並且使具有與開口寬度Sb大致相同的寬度的溝槽170形成在半導體基板W中。因為切口寬度Sb比微溝槽140的寬度Sa大,所以當形成溝槽170時,因寬度Sb與寬度Sa之間的差異(即,微溝槽140的側面和溝槽170的側面這兩者的位置之間的差異)在切割區域120中形成具有厚度T的懸臂式的臺階部800。如果切割刀300的中心與微溝槽140的中心完全一致,則以臺階部800的水平方向延伸的長度變為(Sb-Sa)/2。
當由切割刀300進行切割時,切割刀300的頂端部分的平面以Y方向按壓半導體基板W,從而使力F施加於臺階部800,並且壓力集中在臺階部800的拐角部分C上。當施加於拐角部分C的壓力超過晶圓的斷裂應力時,如圖11(C)所示那樣發生臺階部800的損壞(剝落、破裂、翹起等)。特別的是,與矽基板相比,例如GaAs基板等化合物半導體基板具有更低的強度,因此,臺階部800容易損壞。如果臺階部800損壞,則必須確保用於切割臺階部800的邊限M,這意味著切割區域120的間隔S必須與邊限M相等或必須比邊限M大,從而減少所得到的半導體物件的數量。因此,較佳的是,防止臺階部800損壞。
如果使用具有預定厚度的切割刀300,作為高度影響使臺階部800損壞的壓力的因素,主要考慮下述三項:第一,切割刀的頂端部分的形狀;第二,臺階部800的厚度T;以及第三,臺階部的臺階的尺寸,即,微溝槽140與溝槽170之間的位置偏移量。如在本實例中所述的那樣,以使微溝槽的寬度以深度方向逐漸變窄的
第一蝕刻強度來開始形成微溝槽,並且在形成微溝槽期間,將幹蝕條件切換至比第一蝕刻強度強的第二蝕刻強度,而正面上的溝槽的進入部分的寬度在不變寬的情況下向下延伸,從而與僅由第一蝕刻強度形成微溝槽的情況相比,形成更深的微溝槽。因此,臺階部800的厚度T變厚。因此,即使切割刀的頂端部分的形狀或位置偏移量彼此相同,也防止臺階部損壞。
隨後,將描述根據本發明的實例的應用實例。在本應用實例中,不形成根據上述實例的位於背面上的溝槽170,從半導體基板的背面向半導體基板的正面上的微溝槽對半導體基板進行研磨(背面研磨),使得半導體基板被分割。具體而言,替代圖1的步驟S108中的附著用於切割的膠帶,把用於背面研磨的膠帶附著至基板的正面。用於切割的膠帶可以原樣用作用於背面研磨的膠帶。然後,替代圖1的步驟S110中的半切割,進行背面研磨直到正面上的微溝槽處。基板的背面佈置為在半切割中所看到的一樣方式,並且例如,藉由以水平方向或垂直方向移動旋轉磁鐵,借助於背面研磨來使整個基板的厚度變薄直到使正面上的微溝槽露出為止。後續步驟可以與圖1的那些步驟一樣。如果在背面研磨之後基板的強度減小,則僅基板的週邊部分沒有被研磨,從而基板可以具有肋結構。
在此,在背面研磨的步驟中,借助於磁鐵的旋轉或磁鐵與半導體基板之間的相對運動,使振動或切割壓力經由微溝槽的內壁施加於用於背面研磨的膠帶的黏合劑層上。如果半導體基板在切割壓力下受到按壓,則具有黏性的黏合劑層流入到微溝槽中。此外,隨著振動傳遞至微溝槽的附近,促進黏合劑層的流動。特別地,如果微溝槽是具有約幾個μm至約十幾μm的寬度的微細溝槽,則黏
合劑層容易且較深地進入到微溝槽中,並且如果該寬度等於或小於10μm,則效果更顯著。
如果完成藉由磁鐵進行的研磨,則將用於擴展的膠帶附著至基板的背面,並且利用紫外光照射用於背面研磨的膠帶。使紫外光所施加的黏合劑層固化,黏合劑層的黏合力消失,並且從基板的正面去除用於背面研磨的膠帶。在此,如圖6所示,當去除用於背面研磨的膠帶時,進入到表面側的微溝槽中的黏合劑層殘留在溝槽中或基板的正面上。因此,為了防止在去除用於背面研磨的膠帶時殘留黏合劑層,可以應用根據圖7和圖10所示的實例的微溝槽。如果可以應用圖7和圖10的微溝槽,則不僅防止殘留黏合劑層,而且還形成更深的溝槽,並且容易地確保研磨之後半導體物件的厚度,以便確保半導體物件的強度。
在本申請實例中,從半導體基板的背面對半導體基板進行研磨直到半導體基板的正面上的微溝槽,然後,藉由對半導體基板施加例如拉伸應力或彎曲應力的應力來分割殘留部分,從而可以分割半導體基板。
此外,在由上述申請實例進行的製造方法中,在形成正面上的溝槽期間,將乾式蝕刻切換至比第一蝕刻強度強的第二蝕刻強度,並且在第二蝕刻強度下,正面上的溝槽的進入部分的寬度不變寬並向下延伸,並且可以形成正面上的如下的溝槽:該溝槽不具有寬度朝溝槽的下部變寬的部分。在該構造中,不形成容易地殘留有黏合劑層的倒錐形狀等,因此,即使膠帶的黏合劑層所進入到的深度變深,也防止殘留有黏合劑層。
如上所述,對根據本發明的較佳的示例性實施例進行
描述,但是本發明不限於具體的示例性實施例,並且可以在請求項所述的本發明的範圍內進行各種變型和改變。
例如,背面上的溝槽170可以以如下深度形成:到達正面上的微溝槽的附近但不與表面側的微溝槽連通。也就是說,在形成圖3(B)的背面上的溝槽170的步驟中,半導體基板的厚度的一部分可以形成背面上的溝槽170。在該情況下,在隨後步驟中,可以藉由對半導體基板施加例如拉伸應力或彎曲應力的應力來分割半導體基板,從而分割殘留部分。此外,如果第一溝槽部(正面上的微溝槽的上部側)為正錐形狀,則與第一溝槽部的最下部的寬度相比,第二溝槽部(正面上的微溝槽的下部側)可以具有更寬的寬度。例如,在預先掌握黏合劑層所進入到的深度的情況等,微溝槽的比黏合劑層所進入到的深度更深的部分的形狀可以是以深度方向較寬的形狀。也就是說,第二溝槽部可以具有如下形狀:該形狀的寬度朝向下部變得比第一溝槽部的最下部的寬度更寬。這是因為,如果第一溝槽部的寬度比黏合劑層所進入到的深度深,則即使第二溝槽部具有以深度方向變寬的形狀,也促進例如幾乎不施加有紫外光的異常。於是,確切的說,藉由具有以深度方向變寬的形狀,減少切割後的半導體物件的背面的面積,並且在半導體物件安裝在電路板等上的情況下,防止黏合構件的凸出或皺縮(crawling-up)。當對包含在蝕刻氣體中且用於形成保護膜的氣體的流量或用於蝕刻的氣體的流量進行切換時,藉由以使蝕刻強度變得更強這樣的方式進行切換來形成該形狀。在該情況下,較佳的是,使氣體的流量在使拐角部分不形成在溝槽的側壁中的範圍內進行切換。不需要正面上的微溝槽僅由第一溝槽部和第二溝槽部形成,可以使第二溝槽
部的下部包括第三溝槽部。在該情況下,第三溝槽部可以具有比第二溝槽部的寬度大的寬度。
此外,根據本發明的製造方法可以應用於如下情況:從不包括例如玻璃或聚合物等半導體的基板中切割每個元件。
本發明要防止的損壞不限於能夠可視地確認的丟失、破裂等範圍,而是包括稍微防止損壞或稍微減小損壞程度,而與防止程度無關。此外,防止黏合劑層的殘留不意味著完全防止殘留,而是包括稍微防止殘留或稍微減少可能的殘留,而與防止程度無關。此外,根據圖7和圖10的本實例的微溝槽僅是實例,並且可以使用藉由切換蝕刻強度而形成的所有類型的方法,而與微溝槽的形狀或傾斜角度無關。
162‧‧‧膠帶基底構件
164‧‧‧黏合劑層
164a‧‧‧黏合劑層
170‧‧‧溝槽
180‧‧‧紫外光
400、410‧‧‧微溝槽
402、404、412、412a、414、414a‧‧‧側面
800‧‧‧臺階部
Claims (6)
- 一種半導體物件之製造方法,包括:形成一溝槽,該溝槽具有:一第一溝槽部,該第一溝槽部的寬度從一基板的一正面朝該基板的一背面逐漸變窄;以及一第二溝槽部,其是形成為與該第一溝槽部的下部連通的溝槽部,並以比該第一溝槽部的角度更陡峭的角度朝下部延伸,該溝槽具有在該第一溝槽部與該第二溝槽部之間不存在拐角部分的形狀,該溝槽定位在該正面上並利用一乾式蝕刻形成;將包括一黏合劑層的一保持構件附著至該正面,該正面形成有在該正面上的該溝槽;在附著該保持構件的狀態下,從該基板的該背面使該基板變薄;以及在使該基板變薄之後,從該正面去除該保持構件。
- 一種半導體物件之製造方法,包括:形成一溝槽,該溝槽具有:一第一溝槽部,該第一溝槽部的寬度從一基板的一正面朝該基板的一背面逐漸變窄;以及一第二溝槽部,其是形成為與該第一溝槽部的下部連通的溝槽部,並以比該第一溝槽部的角度更陡峭的角度朝下部延伸,該溝槽具有在該第一溝槽部與該第二溝槽部之間不存在拐角部分的形狀,該溝槽定位在該正面上並利用一乾式蝕刻形成;將包括一黏合劑層的一保持構件附著至該正面,該正面形成有在該正面上的該溝槽;在附著該保持構件的狀態下,使用從該基板的該背面朝該正面上的該溝槽旋轉的一切割構件來在該背面上形成一溝槽;以及 在形成該背面上的該溝槽之後,從該正面去除該保持構件。
- 如請求項1或2之半導體物件之製造方法,還包括:形成該正面上的該溝槽的步驟是以如下方式進行的:藉由該乾式蝕刻以使該正面上的該溝槽的寬度朝該背面逐漸變窄的蝕刻強度開始形成該正面上的該溝槽,並且在形成該正面上的該溝槽期間,將包含在用於該乾式蝕刻的蝕刻氣體中的用於形成一保護膜的一氣體的流量在不停止用於形成該保護膜的該氣體的流量的範圍內從一第一流量切換至比該第一流量小的一第二流量。
- 如請求項1或2之半導體物件之製造方法,還包括:形成該正面上的該溝槽的步驟是以如下方式進行的:藉由該乾式蝕刻以使該正面上的該溝槽的寬度朝該背面逐漸變窄的蝕刻強度開始形成該正面上的該溝槽,並且在形成該正面上的該溝槽期間,將包含在用於該乾式蝕刻的蝕刻氣體中的用於形成一保護膜的一氣體的流量從一第一流量切換至比該第一流量大的一第二流量。
- 如請求項1或2之半導體物件之製造方法,其中,該第二溝槽部具有寬度不寬於該第一溝槽部的最下部的寬度且向下延伸的形狀。
- 如請求項1或2之半導體物件之製造方法,其中,該第一溝槽部的深度比該黏合劑層所進入到的深度深,並且該第二溝槽部具有寬度朝向下部變得比該第一溝槽部的最下部的寬度更寬的形狀。
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