包含膜的装置及其制造方法
【专利说明】包含膜的装置及其制造方法
[0001]相关串请案
[0002]本申请案享有以日本专利申请2014-231874号(申请日:2014年11月14日)、日本专利申请2014 — 231875号(申请日:2014年11月14日)及日本专利申请2015-14569号(申请日:2015年I月28日)为基础申请案的优先权。本申请案通过参照所述多个基础申请案而包含基础申请案的全部内容。
技术领域
[0003]本发明的实施方式涉及一种包含金属膜、树脂膜等膜的装置及其制造方法。
【背景技术】
[0004]沿着设于半导体衬底的切割区域对形成于晶片等半导体衬底上的多个半导体元件进行模切，由此分割成多个半导体芯片。在半导体衬底的一面形成有作为半导体元件的电极的金属膜、或黏晶膜等树脂膜的情况下，模切时需要也去除切割区域的金属膜或树脂膜。
[0005]作为去除金属膜或树脂膜的方法，例如有如下方法:通过片切割(blade dicing)而将半导体衬底、与金属膜或树脂膜同时去除。在此情况下，金属膜或树脂膜容易产生突起(毛刺)等形状异常。若产生金属膜或树脂膜的形状异常，则半导体芯片被判定为外观检查不良、或产生底板与半导体芯片的接合不良，使得制品良率下降，而成为问题。
【发明内容】
[0006]本发明的实施方式提供一种能够抑制加工膜时的形状异常的装置及其制造方法。
[0007]实施方式的装置的制造方法是在具有第I面及第2面的衬底的所述第2面侧形成膜，从所述第I面侧以使所述膜残留的方式在所述衬底局部地形成槽，且从所述第2面侧向所述膜喷射物质，从而将形成有所述槽的部位的所述第2面侧的所述膜去除。
【附图说明】
[0008]图1A、1B、1C、1D、1E、1F、IG是表示第I实施方式的装置的制造方法的示意步骤剖视图。
[0009]图2是通过第I实施方式的装置的制造方法而制造的装置的示意剖视图。
[0010]图3A、3B、3C、3D、3E、3F、3G是表示第2实施方式的装置的制造方法的示意步骤剖视图。
[0011]图4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G是表示第5实施方式的装置的制造方法的示意步骤剖视图。
[0012]图5A、5B、5C、5D、5E、5F、5G是表示第6实施方式的装置的制造方法的示意步骤剖视图。
[0013]图6A、6B、6C、6D、6E、6F、6G是表示第7实施方式的装置的制造方法的示意步骤剖视图。
[0014]图7A、7B、7C、7D、7E、7F、7G是表示第8实施方式的装置的制造方法的示意步骤剖视图。
[0015]图8A、8B、8C、8D、8E、8F、8G是表示第9实施方式的装置的制造方法的示意步骤剖视图。
[0016]图9是通过第9实施方式的装置的制造方法而制造的装置的示意剖视图。
[0017]图10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G是表示第10实施方式的装置的制造方法的示意步骤剖视图。
[0018]图11A、图11B、图11C、图11D、图11E、图11F、图1lG是表示第13实施方式的装置的制造方法的示意步骤剖视图。
[0019]图12A、图12B、图12C、图12D、图12E、图12F、图12G是表示第14实施方式的装置的制造方法的示意步骤剖视图。
[0020]图13A、13B、13C是实施例1的模切后的SEM照片。
[0021 ] 图14A、14B是实施例1的模切后的SEM照片。
[0022]图15是实施例1的模切后的光学显微镜照片。
[0023]图16A、16B、16C是实施例2的模切后的SEM照片。
[0024]图17是实施例3的模切后的光学显微镜照片。
[0025]图18A、18B、18C是比较例I的模切后的SEM照片。
[0026]图19A、19B、19C是比较例2的模切后的SEM照片。
【具体实施方式】
[0027]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，对相同或相似的构件等附加相同符号，且对于已说明过的构件等适当地省略其说明。
[0028](第I实施方式)
[0029]本实施方式的装置的制造方法是在具有第I面及第2面的衬底的第2面侧形成膜，从第I面侧以膜残留的方式在衬底上局部形成槽，并从第2面侧向膜喷射物质，从而将形成有槽的部位的第2面侧的膜去除。
[0030]以下，以要制造的装置为在两面具备金属电极的使用有硅(Si)的纵型功率MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物场效晶体管)的情况为例进行说明。在此情况下，衬底为半导体衬底。另外，膜为金属膜。另外，以向金属膜喷射的物质为包含有二氧化碳的粒子的情况为例进行说明。此外，所谓包含有二氧化碳的粒子(以下也仅记述为二氧化碳粒子)，是指以二氧化碳为主成分的粒子。除了二氧化碳外，也能够含有例如不可避免的杂质。
[0031]图1A、1B、1C、1D、1E、1F、IG是表示本实施方式的装置的制造方法的示意步骤剖视图。
[0032]首先，在具备第I面(以下也称为正面)及第2面(以下也称为背面)的硅衬底(衬底)10的正面侧，形成纵型MOSFET (半导体元件)的基极区域、源极区域、栅极绝缘膜、栅极电极、源极电极等的图案。之后，在硅衬底10的最上层形成保护膜。保护膜为例如聚酰亚胺等的树脂膜、氮化硅膜或氧化硅膜等无机绝缘膜。理想的是，在设于正面侧的切割区域的表面，硅衬底10露出。
[0033]接下来，在硅衬底10的正面侧贴合支撑衬底(支撑体)12 (图1A)。支撑衬底12为例如石英玻璃。
[0034]接下来，通过研削而去除硅衬底10的背面侧，使硅衬底10薄膜化。之后，在硅衬底10的背面侧形成金属膜14 (图1B)。金属膜14设于背面的大体整个面。
[0035]金属膜14是MOSFET的漏极电极。金属膜14为例如异质金属的层叠膜。金属膜14为例如从硅衬底10的背面侧依次层叠铝/钛/镍/金的层叠膜。金属膜14是通过例如派镀法而形成。金属膜14的膜厚为例如0.5 μm以上且1.0 μm以下。
[0036]接下来，在硅衬底10的背面侧贴合树脂片16。树脂片16是所谓的模切片。树脂片16固定在例如金属的框架18。树脂片16接着于金属膜14之的表面。之后，从娃衬底10剥离支撑衬底12 (图1C)。
[0037]接下来，沿着设于硅衬底10的正面侧的切割区域，以背面侧的金属膜14从正面侧露出的方式在硅衬底10上局部形成槽20 (图1D)。此处，所谓切割区域，是指用于通过模切而将多个半导体元件分割成多个半导体芯片的具有特定宽度的预定区域，且设于硅衬底10的正面侧。在切割区域并不形成半导体元件的图案。切割区域是在例如硅衬底10正面侧以将半导体元件隔开的方式呈格子状设置。
[0038]槽20是通过例如等离子蚀刻而形成。等离子蚀刻是所谓的波希工艺，例如反复进行使用有F系自由基的各向同性蚀刻步骤、使用有CF4€自由基的保护膜形成步骤、使用有F系离子的各向异性蚀刻。
[0039]槽20理想的是以硅衬底10的正面侧的保护膜为掩模，通过全面蚀刻而形成。根据该方法，由于不使用微影，因此能够实现制造步骤的简化及低成本化。
[0040]接下来，在硅衬底10的正面侧贴合树脂片22。树脂片22是所谓的模切片。树脂片22固定在例如金属的框架24上。树脂片22接着于正面侧的保护膜或金属电极的表面。之后，剥离背面侧的树脂片16 (图1E)。
[0041]接下来，从硅衬底10的背面侧向金属膜14喷射二氧化碳粒子(图1F)。通过喷射二氧化碳粒子，而将形成有槽20的部位的背面侧的金属膜14去除。金属膜14是通过利用二氧化碳粒子物理地削入空腔部的槽20而被去除(图1G)。
[0042]二氧化碳粒子是固体状态的二氧化碳。二氧化碳粒子是所谓的干冰。二氧化碳粒子的形状为例如颗粒状、粉末状、球状、或不定形状。
[0043]二氧化碳粒子是通过例如使液化二氧化碳气体隔热膨胀而产生。所产生的二氧化碳粒子是与例如氮气一起从喷嘴喷射，并被吹送至金属膜14。二氧化碳粒子的平均粒径理想的是10 μπι以上且200 μπι以下。二氧化碳粒子的平均粒径能够通过例如以高速相机拍摄从喷嘴喷射的二氧化碳粒子，并测量所拍摄的图像内的粒子长度而求出。此外，I个粒子的粒径设为例如与图像的粒子外切的长方形的长径与短径的平均值。另外，粒子的粒径设为刚从喷嘴喷出后的粒径。另外，二氧化碳粒子向金属膜14吹送时的金属膜14表面的点径理想的是例如Φ3ι?πι以上且<M0mm以下。
[0044]吹送二氧化碳粒子而去除金属膜14时，如图1F所示，理想的是以掩模26覆盖树脂片22的区域。通过以掩模26覆盖树脂片22的区域，能够抑制例如树脂片22因二氧化碳粒子的冲击而从框架24剥落的状况。掩模26为例如金属。
[0045]之后，通过将硅衬底10的正面侧的树脂片22剥离，而获得分割后的多个MOSFET。
[0046]以下，对本实施方式的装置的制造方法的作用及效果进行说明。
[0047]如纵型MOSFET那样，在硅衬底10的背面侧也形成有金属膜14的情况下，模切时需要也将切割区域的背面侧的金属膜14去除。例如，在通过片切割而从正面侧将半导体衬底10、金属膜14同时去除的情况下，切割区域的槽20端部的金属膜14会向背面侧卷起，产生所谓的毛刺。
[0048]若产生金属膜14的毛刺，则有例如半导体芯片的外观检查不良而无法制品化的担忧。另外，例如通过焊料等接合材料将半导体芯片与金属的底板接合时，因毛刺的部分而使得密接性变差，有产生接合不良的担忧。
[0049]在本实施方式中，沿着娃衬底10的切割区域形成槽20之后，从背面侧向金属膜14吹送二氧化碳粒子，将横跨槽20的部分的金属膜14去除。经去除的金属膜14被削入空腔的槽20，因此能够抑制毛刺的产生。能够自对准地去除槽20的金属膜14。
[0050]横跨槽20的部分的金属膜14的去除认为主要是通过二氧化碳粒子的物理冲击而产生。此外，考虑通过以低温的二氧化碳粒子对金属膜14进行速冷、及施加冲击金属膜14的二氧化碳的气化膨胀力，而促进利用物理冲击的金属膜14的去除效果。
[0051]另外，在以片切割对硅衬底10形成槽20的情况下，有时槽20的背面侧的端部的硅衬底10会产生缺口(碎片)。在本实施方式中，是通过等离子蚀刻而形成槽20，因此能够防止槽20的背面侧的端部的硅衬底10产生的缺口。
[0052]另外，在以片切割对硅衬底10形成槽20的情况下，切割区域需要至少切片的厚度以上的宽度。因此，例如需要50 μπι以上的切割区域宽度。
[0053]在本实施方式中，是通过等离子蚀刻而形成槽20，因此能够使切割区域的宽度变窄。例如，切割区域的宽度设为例如10 μπι以上且未达50 μπι，还能够进一步设为20 μπι以下。
[0054]另外，在本实施方式中，主要通过二氧化碳粒子的物理冲击而去除金属膜等。因此，例如与干式蚀刻的情况不同，即便金属膜为异质金属的层叠膜，也能够不受各膜的化学性质的差异左右而进行去除。因此，即便为异质金属的层叠膜也能够简便地抑制形状异常而进行去除。
[0055]通过本实施方式的制造方法而制造的装置是将衬底与设于衬底的一面的金属膜的层叠构造切断而单片化后的装置，金属膜的端部相对于面的倾斜角小于衬底的侧面相对于所述面的倾斜角。另外，通过本实施方式的制造方法而制造的装置是将衬底与设于衬底的一面的金属膜的层叠构造切断而单片化后的装置，金属膜的切断面的凹凸差小于衬底的切断面的凹凸差。
[0056]图2是通过本实施方式的制造方法而制造的装置的示意剖视图。表示槽20附近的截面形状。如图2所示，金属膜14的槽20侧的端部相对于背