芯片的制造方法及硅芯片专利检索-光子学光学专利检索查询-专利查询网

芯片的制造方法及 硅芯片

阅读：1032发布：2020-10-01

专利汇可以提供芯片的制造方法及硅芯片专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种芯片的制造方法，包括：第1工序，对包含多个功能元件的基板设定第1切断预定线及第2切断预定线；第2工序，以覆盖上述功能元件且使包含上述第1切断预定线和上述第2切断预定线的交叉点的交叉区域露出的方式在上述基板形成掩模；第3工序，通过使用上述掩模将上述基板蚀刻，从上述基板将上述交叉区域除去而形成贯通孔；第4工序，沿着上述第1切断预定线在上述基板形成改质区域；第5工序，沿着上述第2切断预定线在上述基板形成改质区域；第6工序，沿着上述第1切断预定线及上述第2切断预定线将上述基板切断而形成芯片。，下面是芯片的制造方法及硅芯片专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种芯片的制造方法，其特征在于，
包括：
第1工序，对包含多个功能元件的基板设定第1切断预定线和第2切断预定线，所述第1切断预定线以通过所述功能元件间的方式延伸，所述第2切断预定线以通过所述功能元件间的方式朝向与所述第1切断预定线交叉的方向延伸；
第2工序，以覆盖所述功能元件且使包含所述第1切断预定线和所述第2切断预定线的交叉点的交叉区域露出的方式，在所述基板形成掩模；
第3工序，通过利用所述掩模对所述基板进行蚀刻，从所述基板将所述交叉区域除去而形成贯通孔；
第4工序，在所述第3工序之后，使激光的聚光点沿着所述第1切断预定线对于所述基板进行相对移动，由此沿着所述第1切断预定线在所述基板形成改质区域；
第5工序，在所述第3工序之后，使激光的聚光点沿着所述第2切断预定线对于所述基板进行相对移动，由此沿着所述第2切断预定线在所述基板形成改质区域；以及第6工序，在所述第4工序及所述第5工序之后，沿着所述第1切断预定线及所述第2切断预定线将所述基板切断而形成对应于所述功能元件的芯片。
2.如权利要求1所述的芯片的制造方法，其中，
在所述第4工序及所述第5工序中，当所述聚光点到达所述贯通孔时使所述激光的输出减小，且在使所述激光的输出减小后，当所述激光的聚光位置通过所述贯通孔后使所述激光的输出增大。
3.如权利要求1或2所述的芯片的制造方法，其中
包括：
第7工序，在所述第3工序后且在所述第4工序及所述第5工序之前，在所述贯通孔的内侧面形成金属膜。
4.如权利要求1～3中任一项所述的芯片的制造方法，其中，
所述交叉区域具有朝向所述交叉区域的中心呈凸状的形状。
5.如权利要求1～4中任一项所述的芯片的制造方法，其中，
所述蚀刻为干蚀刻。
6.一种芯片的制造方法，其特征在于，
包括：
第1工序，对包含多个功能元件的基板形成掩模，所述掩模覆盖所述功能元件且具有规定所述功能元件的角部的开口；
第2工序，通过利用所述掩模对所述基板进行蚀刻，将对应于所述开口的贯通孔形成于所述基板；
第3工序，设定第1切断预定线和第2切断预定线，所述第1切断预定线以通过所述功能元件间的方式延伸，所述第2切断预定线以通过所述功能元件间且在所述贯通孔中与所述第1切断预定线交叉的方式朝向与所述第1切断预定线交叉的方向延伸；
第4工序，在所述第3工序之后，使激光的聚光点沿着所述第1切断预定线对于所述基板进行相对移动，由此沿着所述第1切断预定线在所述基板形成改质区域；
第5工序，在所述第3工序之后，使激光的聚光点沿着所述第2切断预定线对于所述基板进行相对移动，由此沿着所述第2切断预定线在所述基板形成改质区域；
第6工序，在所述第4工序及所述第5工序之后，沿着所述第1切断预定线及所述第2切断预定线将所述基板切断而形成对应于所述功能元件的芯片。
7.如权利要求6所述的芯片的制造方法，其中，
在所述第4工序及所述第5工序中，当所述聚光点到达所述贯通孔时使所述激光的输出减小，且在使所述激光的输出减小后，当所述激光的聚光位置通过所述贯通孔后使所述激光的输出增大。
8.如权利要求6或7所述的芯片的制造方法，其中
具备：
第7工序，在所述第2工序后且在所述第4工序及所述第5工序之前，在所述贯通孔的内侧面形成金属膜。
9.如权利要求6～8中任一项所述的芯片的制造方法，其中，
所述开口具有朝向所述开口的中心呈凸状的形状。
10.如权利要求6～9中任一项所述的芯片的制造方法，其中，
所述蚀刻为干蚀刻。
11.一种硅芯片，其特征在于，
具备：
被倒角的多个角部；
将所述角部连接的多个边部分；以及
外侧面，
在所述外侧面的与所述边部分对应的第1区，使多晶硅露出，
在所述外侧面的与所述角部对应的第2区，由单晶硅构成并且比所述第1区更平坦。
12.如权利要求11所述的硅芯片，其中，
在所述第1区中，包含所述多晶硅的区域沿着厚度方向被包含所述单晶硅的区域夹持。

说明书全文

芯片的制造方法及硅芯片

技术领域

[0001] 本发明的一个侧面是关于芯片的制造方法及硅芯片。

背景技术

[0002] 在专利文献1公开一种半导体芯片制造方法。该方法，是将n型氮化镓系半导体层(n型层)和p型氮化镓系半导体层(p型层)在蓝宝石基板上进行层叠而形成半导体晶圆，并将该半导体晶圆分割成多个半导体芯片。在该方法，首先，依所期望的芯片形状形成元件分离沟槽。元件分离沟槽，是通过将p型层蚀刻而形成的。接着，在蓝宝石基板的内部形成改质区域。改质区域，是以聚光点对准蓝宝石基板的内部的方式照射激光而形成的。改质区域被用于半导体晶圆的分割。在形成改质区域后，使用断裂装置将半导体晶圆呈芯片状切断。

[0003] 专利文献1：日本特开2011-181909号公报

发明内容

[0004] 发明所要解决的问题

[0005] 然而，在依上述方法制造芯片时，是利用通过激光的照射而形成了改质区域的线(line)来规定芯片的外形。因此，当芯片所期望的外形为矩形的情况，必须沿着朝互相交叉的2个方向延伸的线照射激光来形成改质区域。在此情况，在2个方向的线的交叉点(成为芯片的角部的位置)，进行至少2次的激光照射。因此，在该交叉点，通过第1次的激光照射所形成的改质区域等，可能对第2次的激光照射造成不良的影响。结果，有导致切断后的芯片的角部的质量降低的疑虑。

[0006] 本发明的一个侧面，其目的是为了提供可抑制质量降低的芯片的制造方法及硅芯片。

[0007] 解决问题的技术手段

[0008] 本发明的一个侧面的芯片的制造方法包括：第1工序，对包含多个功能元件的基板设定第1切断预定线和第2切断预定线，第1切断预定线以通过功能元件间的方式延伸，第2切断预定线以通过功能元件间的方式朝向与第1切断预定线交叉的方向延伸；第2工序，以覆盖功能元件且使包含第1切断预定线和第2切断预定线的交叉点的交叉区域露出的方式，在基板形成掩模；第3工序，通过利用掩模将基板蚀刻，从基板将交叉区域除去而形成贯通孔；第4工序，在第3工序之后，使激光的聚光点沿着第1切断预定线对于基板进行相对移动，由此沿着第1切断预定线在基板形成改质区域；第5工序，在第3工序之后，使激光的聚光点沿着第2切断预定线对于基板进行相对移动，由此沿着第2切断预定线在基板形成改质区域；第6工序，在第4工序及第5工序之后，沿着第1切断预定线及第2切断预定线将基板切断而形成对应于功能元件的芯片。

[0009] 在该制造方法中，在通过激光的照射来形成改质区域之前，使用让包含第1切断预定线和第2切断预定线的交叉点的交叉区域露出的掩模将基板蚀刻，由此从基板将该交叉区域除去而在基板形成贯通孔。因此，例如，在第4工序之后实施第5工序时，在第1切断预定线和第2切断预定线的交叉点，改质区域不对激光的照射造成不良影响(改质区域不存在)。因此，可抑制芯片的角部的质量降低。

[0010] 本发明的一个侧面的芯片的制造方法包括：第1工序，对包含多个功能元件的基板形成掩模，该掩模覆盖功能元件且具有用于规定功能元件的角部的开口；第2工序，通过利用掩模将基板蚀刻，将对应于开口的贯通孔形成于基板；第3工序，设定第1切断预定线和第2切断预定线，第1切断预定线以通过功能元件间的方式延伸，第2切断预定线以通过功能元件间且在贯通孔中与第1切断预定线交叉的方式朝与第1切断预定线交叉的方向延伸；第4工序，在第3工序之后，使激光的聚光点沿着第1切断预定线对于基板进行相对移动，由此沿着第1切断预定线在基板形成改质区域；第5工序，在第3工序之后，使激光的聚光点沿着第2切断预定线对于基板进行相对移动，由此沿着第2切断预定线在基板形成改质区域；第6工序，在第4工序及第5工序之后，沿着第1切断预定线及第2切断预定线将基板切断而形成对应于功能元件的芯片。

[0011] 在该制造方法中，在通过激光的照射来形成改质区域之前，使用具有开口的掩模进行蚀刻，该开口规定功能元件的角部，由此在基板形成贯通孔。然后，设定在该贯通孔中交叉的第1切断预定线及第2切断预定线。因此，例如在第4工序之后实施第5工序时，在第1切断预定线和第2切断预定线的交叉点，改质区域不对激光的照射造成不良影响(改质区域不存在)。因此，可抑制芯片的角部的质量降低。

[0012] 在此，本发明人进行悉心研究的结果获得以下的认知。即，在将激光的照射开启(ON)的状态下使激光的聚光点通过贯通孔的情况，对于切断所需的改质区域的形成不会造成影响，但当激光的聚光点通过贯通孔的内侧面时，可能会在该内侧面发生损伤。本发明人根据这样的认知，而使以下的发明到达完成。

[0013] 即，本发明的一个侧面的芯片的制造方法中，可在第4工序及第5工序中，当聚光点到达贯通孔时让激光的输出减小，且在使激光的输出减小后，当激光的聚光位置通过贯通孔之后使激光的输出增大。在此情况，可避免在激光的输出值相对较大的状态下让激光的聚光点通过贯通孔的内侧面。因此，可抑制在贯通孔的内侧面发生损伤，能确实地抑制芯片的角部的质量降低。

[0014] 使激光的输出减小或增大是指，关于激光的输出，以能够形成改质区域的加工阈值为基准而让其减小或增大。在此情况，控制成使激光的输出超过加工阈值或是低于加工阈值。关于如此的激光的输出控制，例如可如下述那样进行。即，作为一例，可利用开闭器(shutter)等将激光的照射进行开闭(ON/OFF)。在此情况，激光的输出(照射于基板时的输出)，当开启(ON)时超过加工阈值，当关闭(OFF)时成为0。此外，作为其他例子，如果激光光源为Q 开关激光的话，利用RF输出的控制可将Q开关进行开闭(ON/OFF)控制。在此情况，纵使在Q开关的关闭(OFF)时，激光的输出仍不会成为0，而使微弱的(低于加工阈值)输出的激光照射于基板。

[0015] 作为其他的例子，可通过激光光源的控制，来切换激光的脉冲式振荡和连续式振荡。在此情况，当脉冲式振荡时使激光的输出比加工阈值大，且当连续式振荡时使激光的输出比加工阈值小。再者，当使激光始终进行脉冲式振荡的情况，可控制该脉冲式振荡的输出强度，在超过加工阈值的脉冲和低于加工阈值的脉冲之间切换。此外，在此，用于控制激光的输出的任意方法皆可利用。

[0016] 本发明的一个侧面的芯片的制造方法，可具备第7工序，其是在第3工序之后且第4工序及第5工序之前，在贯通孔的内侧面形成金属膜。或是，本发明的一个侧面的芯片的制造方法，可具备第7工序，其是在第2工序之后且第4工序及第5工序之前，在贯通孔的内侧面形成金属膜。在此情况，可获得在角部形成有金属膜的芯片，该金属膜可利用于电极等。

[0017] 本发明的一个侧面的芯片的制造方法中，交叉区域可具有朝向交叉区域的中心呈凸的形状。或是，本发明的一个侧面的芯片的制造方法中，开口可具有朝向开口的中心呈凸的形状。在此情况，通过贯通孔的形成，使芯片的角部成为被倒角的形状，因此芯片的强度提高。

[0018] 本发明的一个侧面的芯片的制造方法中，蚀刻可为干蚀刻。在此情况，可利用干法(dry process)来制造芯片。

[0019] 本发明的一个侧面的硅芯片，具备：被倒角的多个角部、将角部彼此连接的多个边部分、以及外侧面，在外侧面的与边部分对应的第1区，使多晶硅露出；在外侧面的与角部对应的第2区，由单晶硅构成并且比第1区更平坦。在该硅芯片中，角部被倒角，且外侧面的与角部对应的第2区由单晶硅构成并且成为相对平坦。因此，角部质量佳且强度高。这样的硅芯片，例如可使用含有硅的基板并通过上述制造方法来制造。第2区和第1区的平坦的比较，例如可以是第2区和第1区的平坦度(表面粗糙度)的平均值的比较。

[0020] 本发明的一个侧面的硅芯片中，可以是，在第1区中，包含多晶硅的区域沿着厚度方向被包含单晶硅的区域夹持。

[0021] [发明效果]

[0022] 依据本发明的一个侧面，能够提供可抑制质量降低的芯片的制造方法及硅芯片。附图说明

[0023] 图1为用于形成改质区域的激光加工装置的概略构造图。

[0024] 图2为作为改质区域的形成对象的加工对象物的俯视图。

[0025] 图3为沿着图2的加工对象物的III-III线的剖面图。

[0026] 图4为激光加工后的加工对象物的俯视图。

[0027] 图5为沿着图4的加工对象物的V-V线的剖面图。

[0028] 图6为沿着图4的加工对象物的VI-VI线的剖面图。

[0029] 图7为显示本实施方式的制造方法的加工对象物、即基板的图。

[0030] 图8为图7所示的基板的一部分的放大俯视图。

[0031] 图9(a),(b)为显示在基板形成掩模的工序的图。

[0032] 图10(a),(b),(c)为显示使用掩模对基板蚀刻的工序的图。

[0033] 图11(a),(b)为显示关于激光加工的工序的图。

[0034] 图12(a),(b),(c)为显示关于激光加工的工序的图。

[0035] 图13(a),(b)为显示将基板切断的工序、及所制造出的芯片的图。

[0036] 图14(a),(b)为说明作用效果的示意图。

[0037] 图15(a),(b)为显示变形例的俯视图。

具体实施方式

[0038] 以下，针对本发明的一个侧面的实施方式，参照附图详细地说明。在各图中，是对同一或相当部分赋予同一符号而省略重复的说明。

[0039] 在实施方式的激光加工方法及激光加工装置，是通过在加工对象物将激光聚光，而沿着切断预定线在加工对象物形成改质区域。于是，首先针对改质区域的形成，参照图1～图6做说明。

[0040] 如图1所示那样，激光加工装置100具备：将激光L进行脉冲式振荡的激光光源101、配置成将激光L的光轴(光程)的方向改变90°的二向色镜103、以及用于将激光L聚光的聚光用透镜105。此外，激光加工装置100还具备：支承台107、载台111、激光光源控制部102及载台控制部115。支承台107，是用于支承被通过聚光用透镜105聚光后的激光L照射的加工对象物1；载台111是用于让支承台107移动；激光光源控制部102，是为了调节激光L的输出、脉宽、脉冲波形等而控制激光光源101；载台控制部115是用于控制载台111的移动。

[0041] 在激光加工装置100中，从激光光源101射出的激光L，通过二向色镜103使其光轴方向改变90°后，用聚光用透镜105聚光于被载置在支承台107上的加工对象物1的内部。在此同时，让载台111移动，使加工对象物1沿着切断预定线5相对于激光L进行移动。由此，让沿着切断预定线5的改质区域形成于加工对象物1。在此，为了让激光L相对移动是让载台111移动，但也可让聚光用透镜105移动，或让双方皆移动。

[0042] 作为加工对象物1是使用：包含由半导体材料所形成的半导体基板、由压电材料所形成的压电基板等的板状构件(例如，基板、晶圆等)。如图2所示那样，在加工对象物1，设定用于将加工对象物1切断的切断预定线5。切断预定线5是呈直线状延伸的假想线。当在加工对象物1的内部形成改质区域的情况，如图3所示那样，是以让聚光点(聚光位置)P对准加工对象物1的内部的状态，让激光L沿着切断预定线5(即，图2的箭头A方向)相对移动。由此，如图4、图5及图6所示那样，使改质区域7沿着切断预定线5在加工对象物1形成，沿着切断预定线5所形成的改质区域7成为切断起点区域8。

[0043] 聚光点P是指激光L聚光的部位。切断预定线5，不限定为直线状而可以是曲线状，也可为这些所组合成的3维状，或是坐标指定。切断预定线5，不限定为假想线，也可以是在加工对象物1的表面3上实际形成的线。改质区域7可包含连续形成的情况和断续形成的情况。改质区域7是列状或点状皆可，只要改质区域7至少形成于加工对象物1的内部即可。此外，会有以改质区域7为起点而形成龟裂的情况，龟裂及改质区域7可露出于加工对象物1的外表面(表面3、背面、或外周面)。形成改质区域7时的激光入射面，不限定为加工对象物1的表面3，也可为加工对象物1的背面。

[0044] 附带一提的，当在加工对象物1的内部形成改质区域7的情况，激光L是透过加工对象物1，且特别是在位于加工对象物1的内部的聚光点P附近被吸收。由此，在加工对象物1形成改质区域7(即，内部吸收型激光加工)。在此情况，在加工对象物1的表面3，因为激光L几乎没有被吸收，加工对象物1的表面3并不会熔融。另一方面，当在加工对象物1的表面3形成改质区域7的情况，激光L特别是在位于表面3的聚光点P附近被吸收，从表面3熔融被除去，而形成孔洞、沟槽等的除去部(表面吸收型激光加工)。

[0045] 改质区域7，是指密度、折射率、机械强度等的物理特性变成与周围不同状态的区域。作为改质区域7，例如包括：熔融处理区域(包含：一度熔融后再固化的区域、熔融状态中的区域、及从熔融进行再固化的状态中的区域当中的任一者)、裂痕区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域等，也包括这些混合存在的区域。再者，作为改质区域7是包括：在加工对象物1的材料中，改质区域7的密度相较于非改质区域的密度发生变化的区域、形成有晶格缺陷的区域。当加工对象物1的材料为单晶硅的情况，改质区域7也称为高位错密度区域。

[0046] 熔融处理区域、折射率变化区域、改质区域7的密度相较于非改质区域的密度发生变化的区域、及、形成有晶格缺陷的区域，可能会进一步在这些区域的内部、改质区域7和非改质区域的界面含有龟裂(裂缝、微裂痕)。内部所包含的龟裂，可能是形成在改质区域7的全面，或形成于仅一部分、多个部分。加工对象物1包含：由具有结晶构造的结晶材料所构成的基板。例如加工对象物1包含：由氮化镓(GaN)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、LiTaO3、及蓝宝石(Al2O3)的至少任一者所形成的基板。换言之，加工对象物1包含：例如氮化镓基板、硅基板、SiC基板、LiTaO3基板或蓝宝石基板。结晶材料可为各向异性结晶及各向同性结晶的任一者。此外，加工对象物1可包含：由具有非结晶构造(非晶质构造)的非结晶材料所构成的基板，例如可包含玻璃基板。

[0047] 在实施方式，可通过沿着切断预定线5形成多个改质点(加工痕)，而形成改质区域7。在此情况，多个改质点聚集成改质区域7。改质点，是指通过脉冲激光的1脉冲的照射(即1脉冲的激光照射，laser shot)所形成的改质部分。作为改质点可列举：裂痕点、熔融处理点、折射率变化点，或这些的至少1个混合存在等。关于改质点，可考虑所要求的切断精度、所要求的切断面的平坦性、加工对象物1的厚度、种类、结晶方位等，而适宜控制其大小、所发生的龟裂长度。此外，在实施方式，可沿着切断预定线5，形成改质点来作为改质区域7。

[0048] 接下来，针对本实施方式的芯片的制造方法的一例做说明。在此，作为一例，是利用上述激光加工装置100及激光加工方法来制造硅芯片。图7为显示本实施方式的制造方法的加工对象物、即基板。图8为图7所示的基板的一部分的放大俯视图。如图7,8所示那样，在本方法中，首先准备作为加工对象物1的基板2。

[0049] 基板2含有硅。更具体的说，基板2包含主面2s及背面2r。此外，基板2包含：含有硅的基板层21、含有硅且形成于基板层21上的设备(device)层22。主面2s是设备层22的与基板层21相反侧的表面。背面2r是基板层21的与设备层22相反侧的表面。主面2s和背面2r是面对彼此相反的一侧，且大致平行。

[0050] 基板2具有：例如排列成2维矩阵状的多个功能元件15。功能元件15，例如通过结晶成长所形成的半导体动作层、光电二极管等的受光元件、激光二极管等的发光元件、或以电路的形式形成的电路元件等。通过使该功能元件15个片化，可制造出硅芯片。

[0051] 接下来，设定以通过功能元件15间的方式沿第1方向延伸的多个第1切断预定线7a(第1工序)。第1方向是沿着主面2s的方向。在此，是在沿着与第1方向交叉(正交)的第2方向的相邻的一对功能元件15之间，设定一对的第1切断预定线7a。此外，设定以通过功能元件15间的方式沿着第2方向延伸的多个第2切断预定线7b(第1工序)。在此，是在沿第1方向相邻的一对功能元件15之间，设定一对的第2切断预定线7b。

[0052] 由此，在基板2(主面2s)形成第1切断预定线7a和第2切断预定线7b的多个交叉点7p。在此，4个功能元件15的多个角部集中的区域形成4个交叉点7p。即，在基板2规定含有多个(在此为4个)交叉点7p的多个交叉区域30。从与主面2s交叉的方向观察，交叉区域30各个含有：在一对的第1切断预定线7a之间朝第2方向延伸的一对的第1直线部31、及在一对的第
2切断预定线7b之间朝第1方向延伸的一对的第2直线部32。

[0053] 此外，交叉区域30各个含有4个曲线部33，从与主面2s交叉的方向观察，曲线部33是以将规定1个功能元件15的一对的第1切断预定线7a及第2切断预定线7b之间连结的方式延伸。第1直线部31、第2直线部32及曲线部33是互相连接而形成单一的闭曲线(交叉区域30的平面形状)。在此，曲线部33是以朝向交叉区域30的中心呈凸的方式(例如呈圆弧状地)弯曲。曲线部33是规定硅芯片的角部。因此，所制造的硅芯片的角部，是对应于曲线部33的弯曲而被倒角。

[0054] 接下来，如图9所示那样在基板2形成掩模M(第2工序)。掩模M，是由对之后的工序的蚀刻具有耐性的材料(例如，光阻等)所构成。在掩模M形成有开口Mp。开口Mp对应于交叉区域30。因此，在此，是以覆盖功能元件15且让交叉区域30露出的方式在基板2的主面2s形成掩模M。开口Mp是规定功能元件15的角部。开口Mp具有朝向开口Mp的中心呈凸的形状。图9(a)为俯视图，图9(b)为沿着图9(a)的b-b线的剖面图。

[0055] 接下来，使用掩模M将基板2蚀刻，由此从基板2将交叉区域30除去而形成贯通孔(第3工序)。更具体的说，首先如图10(a)所示那样，在基板2的背面2r设置保护层23(胶带(tape)、无机膜或有机膜)。接下来，如图10(b)所示那样，将基板2配置于蚀刻装置D，使用掩模M进行基板2的蚀刻。在此是进行例如干蚀刻。作为一例，在此的蚀刻，是使用SF6作为蚀刻气体的反应性离子蚀刻(RIE、DRIE)。

[0056] 由此，从掩模M露出的交叉区域30从基板2除去，而在基板2形成多个贯通孔24。然后，如图10(c)所示那样，将基板2从蚀刻装置D取出，从背面2r将保护层23除去。此外，除去掩模M。然后，前进到基板2的激光加工。

[0057] 即，在接下来的工序，如图1所示那样，将基板2载置于激光加工装置100的支承台107。在此，以基板2的背面2r位于聚光用透镜105侧的方式将基板2载置于支承台107。因此，在此，基板2的背面2r成为激光入射面。如图11(b)所示那样，在基板2的主面2s设置保护膜
25。

[0058] 接下来，如图11所示那样，在让激光L的聚光点P位于基板2的内部的状态下，使聚光点P沿着第1切断预定线7a相对于基板2进行移动，由此沿着第1切断预定线7a在基板2形成改质区域7(第4工序)。在此，作为一例，是将聚光点P及聚光用透镜105的位置固定并让载台111移动，由此使聚光点P相对于基板2进行移动。

[0059] 这时，如图12(a)所示那样，当聚光点P到达贯通孔24时让激光L的输出减小(在此是将照射关闭(OFF))。聚光点P到达贯通孔24时是指：聚光点P(在此，聚光用透镜105的光轴B)即将到达贯通孔24，而抵达离贯通孔24的内侧面24s规定距离Q的前方位置时。规定距离Q例如10μm左右。由此，聚光点P(激光L)在从基板2的内部到贯通孔24的内部时，并未通过内侧面24s。

[0060] 另一方面，如图12(b)所示那样，在让激光L的输出减小(照射关闭)后，当激光L的聚光位置通过贯通孔24之后，让激光L的输出增大(在此，再度将照射开启(ON))。激光L的聚光位置是指：当激光L的照射开启(ON)时聚光点P的形成位置，例如聚光用透镜105的光轴B位置。此外，激光L的聚光位置通过贯通孔24后，是指激光L的聚光位置抵达离贯通孔24的内侧面24s规定距离R的基板2的内部侧时。

[0061] 规定距离R，例如可与规定距离Q相同，作为一例是10μm左右。由此，聚光点P(激光L)在从贯通孔24的内部到达基板2的内部时，不会通过内侧面24s。然后，如图12(c)所示那样，通过让聚光点P的相对移动进展，让改质区域7的形成进展。对所有的第1切断预定线7a同样地形成改质区域7。

[0062] 同样的，虽图标省略，在让激光L的聚光点P位于基板2的内部的状态下，让聚光点P沿着第2切断预定线7b对于基板2进行相对移动，由此沿着所有的第2切断预定线7b在基板2形成改质区域7(第5工序)。如此，沿着所有的第1切断预定线7a及所有的第2切断预定线7b，在基板2的至少内部形成改质区域7。

[0063] 然后，如图13(a)所示那样，例如将设置于基板2的背面2r的扩张带(expand tape)26，由此以改质区域7(及从改质区域7延伸的龟裂)为起点，沿着第1切断预定线7a及第2切断预定线7b将基板2切断(第6工序)。如此，如图13(b)所示那样，使功能元件15个片化，制造出对应于功能元件15的硅芯片16。

[0064] 所制造的硅芯片16的外形，是由第1切断预定线7a、第2切断预定线7b及交叉区域30的外形(贯通孔24的内侧面24s)所规定。在此，硅芯片16的外形呈矩形状。因此，硅芯片16包含：多个角部16c(4个角部16c)、及将角部16c彼此连接的多个边部分16d(4个边部分
16d)。此外，硅芯片16包含：与基板2的主面2s对应的主面16s、与基板2的背面2r对应的背面
16r、以及将主面16s和背面16r连接的矩形环状的外侧面16t。

[0065] 外侧面16t包含：与边部分16d对应的第1区Ad、及与角部16c对应的第2区Ac。角部16c是由交叉区域30的平面形状(贯通孔24的内侧面24s)所规定，且以朝向硅芯片16的外侧呈凸状的方式(例如圆弧状地)被倒角。因此，第2区Ac呈曲面状(部分的圆筒面状)。另一方面，第1区Ad是由第1切断预定线7a或第2切断预定线7b所规定，且呈平面状。

[0066] 在第1区Ad，单晶硅及多晶硅(改质区域7)混合存在且露出。更具体的说，在第1区Ad包含：含有多晶硅的区域、即改质区域7、含有单晶硅(由单晶硅所构成)的区域、即非改质区域N。而且，沿着硅芯片16的厚度方向，改质区域7是被非改质区域N包夹。被非改质区域N包夹的改质区域7的数目可为多个。第2区Ac，并不含改质区域7，而是由单晶硅所构成(通过蚀刻所形成的蚀刻区域)。因此，第2区Ac比第1区Ad平坦。第2区Ac和第1区Ad的平坦的比较，例如是第2区Ac和第1区Ad的平坦度(表面粗糙度)的平均值的比较。

[0067] 接下来，参照图14说明本实施方式的芯片的制造方法的作用效果。在图14(a)中，为了便于说明，使贯通孔24成为圆筒状，并分别图示第1切断预定线7a及第2切断预定线7b各1条。在本实施方式的方法中，在通过激光L的照射来形成改质区域7之前，使用掩模M进行基板的蚀刻，该掩模M是让包含第1切断预定线7a和第2切断预定线7b的交叉点的交叉区域30露出，由此从基板2将该交叉区域30除去而在基板2形成贯通孔24。

[0068] 因此，在实施第4工序及第5工序(形成改质区域7的工序)时，基板2的第1切断预定线7a和第2切断预定线7b的交叉点7p附近的区域(交叉区域30)并不存在。因此，当例如在第4工序之后实施第5工序时，在第1切断预定线7a和第2切断预定线7b的交叉点7p，改质区域7不会对激光L的照射造成不良的影响(改质区域7也不存在)。因此，可抑制硅芯片16的质量降低。

[0069] 此外，在本制造方法中，在第4工序及第5工序中，当聚光点P到达贯通孔24时将激光L的照射关闭(OFF)，在激光L的照射关闭后，当激光L的聚光位置(例如聚光用透镜105的光轴B)通过贯通孔24后将激光L的照射开启(ON)。因此，可避免激光L的聚光点P通过贯通孔24的内侧面24s(缘部分)。因此，可抑制在贯通孔24的内侧面24s发生损伤，能确实地抑制硅芯片16的角部16c的质量降低。

[0070] 在交叉点7p，当改质区域7会对激光L的照射造成不良影响的情况，在规定的交叉点7p附近会有发生未切断的芯片的疑虑，依据本制造方法还能解决这样的问题。

[0071] 此外，在本制造方法中，从与主面2s交叉的方向观察，交叉区域30具有朝向交叉区域30的中心呈凸状的形状。因此，通过交叉区域30的除去，硅芯片16的角部16c成为被倒角的形状，而使硅芯片16的强度提高。

[0072] 再者，在本制造方法中，蚀刻为干蚀刻。因此，可通过包含激光加工的干式制造来制造硅芯片16。

[0073] 在硅芯片16中，角部16c被倒角，且外侧面16t的与角部16c对应的第2区Ac是由单晶硅所构成而形成为相对平坦。因此，角部16c的质量佳且强度高。但如图14(b)所示那样，当利用DRIE(深反应性离子蚀刻)的波希法(Bosch process)进行蚀刻的情况，会发生微少的凹凸。该凹凸的大小，是比改质区域7的凹凸的大小更小。作为一例，在第2区Ac的凹凸为1μm左右，在改质区域7的凹凸为4μm左右。因此，在此情况，第2区Ac也是比第1区Ad平坦。

[0074] 以上所说明的方法及芯片，为说明本发明的一个侧面的芯片的制造方法及硅芯片的一实施方式。因此，本发明的一个侧面的芯片的制造方法及硅芯片，并不限定于上述的方法及芯片。本发明的一个侧面，可在不变更各权利要求的要旨的范围内，将上述方法及芯片任意地变更而构成。

[0075] 例如，如图15(a)所示那样，贯通孔24及交叉区域30的形状也可为圆筒状(从与主面2s交叉的方向观察，呈圆形)。如图15(b)所示那样，贯通孔24及交叉区域30的形状也可形成为，由朝向中心呈凸状的多个(4个)圆筒面所构成。

[0076] 再者，在上述制造方法也可进一步具备第7工序，其是在第3工序后且第4工序及第5工序之前，在贯通孔24的内侧面24s形成金属膜(例如气相沉积)。在此情况可获得，在角部
16c形成有可利用于电极等的金属膜的硅芯片16。

[0077] 在此，在上述实施方式中，是在设定第1切断预定线7a及第2切断预定线7b之后，通过掩模M的形成及蚀刻来形成贯通孔24。然而，这些工序也可以是相反的。即，首先，作为第1工序，是对含有多个功能元件15的基板2形成掩模M，掩模M覆盖功能元件15且具有规定功能元件15的角部的开口Mp。接下来，作为第2工序，是利用掩模M将基板2蚀刻，由此将与开口Mp对应的贯通孔24形成于基板2。然后，作为第3工序是设定第1切断预定线7a及第2切断预定线7b，第1切断预定线7a是以通过功能元件15间的方式延伸，第2切断预定线7b是以通过功能元件15间且在贯通孔24中与第1切断预定线7a交叉的方式，朝向与第1切断预定线7a交叉的方向延伸。关于之后的第4～第6工序则是同样。在此情况，也能发挥与上述同样的效果。但在此情况，在贯通孔24的内侧面24s形成金属膜的第7工序，可在第2工序后且第4工序及第5工序之前实施。

[0078] 此外，在上述实施方式中所例示的情况，是在第4工序及第5工序中，当聚光点P到达贯通孔24时将激光L的照射关闭(OFF)，并在激光L的照射关闭后，当激光L的聚光位置通过贯通孔24后，将激光L的照射再度开启(ON)。然而，在第4工序及第5工序中，不实施如此那样的激光L控制也可，在实施激光控制的情况也可以是，只要当聚光点P到达贯通孔24时让激光L的输出减小，且在让激光L的输出减小后，当激光L的聚光位置通过贯通孔24后让激光L的输出增大(回复原状)即可。

[0079] 让激光L的输出减小或增大是指，关于激光L的输出，以能够形成改质区域7的加工阈值为基准而让其减小或增大。在此情况，控制成使激光L的输出超过加工阈值或低于加工阈值。关于如此那样的激光L的输出控制，例如可如以下那样进行。即，作为一例，可使用开闭器等将激光L的照射进行开闭(ON/OFF)(例如上述实施方式的情况)。在此情况，激光L的输出(照射于基板2时的输出)，开启(ON)时是超过加工阈值，关闭(OFF)时是成为0。

[0080] 此外，作为其他例子，如果激光光源101为Q开关激光的话，利用RF输出的控制可将Q开关进行开闭(ON/OFF)控制。在此情况，纵使在Q开关的关闭(OFF)时，激光L的输出仍不会成为0，而让微弱的(低于加工阈值)输出的激光L照射于基板2。

[0081] 作为其他的例子，可通过激光光源101的控制，来切换激光L的脉冲式振荡和连续式振荡。在此情况，当脉冲式振荡时使激光L的输出比加工阈值大，且当连续式振荡时使激光L的输出比加工阈值小。再者，当让激光L始终进行脉冲式振荡的情况，可控制该脉冲式振荡的输出强度，在超过加工阈值的脉冲和低于加工阈值的脉冲之间切换。此外，在此，用于控制激光L的输出的任意方法皆可利用。

[0082] 在上述实施方式中，作为蚀刻虽是例示干蚀刻，但蚀刻也可为湿蚀刻。

[0083] 产业利用性

[0084] 提供可抑制质量降低的芯片的制造方法及硅芯片。

[0085] 符号说明

[0086] 2：基板

[0087] 7：改质区域

[0088] 7a：第1切断预定线

[0089] 7b：第2切断预定线

[0090] 7p：交叉点

[0091] 15：功能元件

[0092] 16：硅芯片(芯片)

[0093] 16c：角部

[0094] 16d：边部分

[0095] 16t：外侧面

[0096] 24：贯通孔

[0097] 24s：内侧面

[0098] 30：交叉区域

[0099] Ac：第2区

[0100] Ad：第1区

[0101] L：激光

[0102] M：掩模

[0103] Mp：开口

[0104] P：聚光点。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种基于光子学的宽带射频波束形成方法及装置	2020-05-14	342
量子点光子学	2020-05-11	226
一种具有支柱支撑的回音壁模式光子学器件及其制备方法和用途	2020-05-14	392
一种回音壁模式光子学器件及其制备方法	2020-05-12	937
张应变半导体光子发射和检测装置和集成的光子学系统	2020-05-14	606
基于微波光子学的飞秒测距激光雷达数据测量装置及方法	2020-05-14	688
两性共聚物辅助溶剂散逸制备光子学薄膜的方法及装置	2020-05-14	91
一种基于电光法珀腔的微波光子学频率测量装置	2020-05-14	366
用于硅光子学的TSV兼容光纤阵列耦合器	2020-05-13	258
毫米波信号的光子学产生方法及装置	2020-05-12	19

芯片的制造方法及硅芯片

芯片的制造方法及硅芯片

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：