特許 5969214 半導体デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5969214

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】半導体デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20160804BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20160804BHJP

   B23K 26/40 20140101ALI20160804BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20160804BHJP

   H01L 21/322 20060101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 B

   H01L21/78 Q

   H01L21/304 621B

   B23K26/40

   B23K26/00 H

   H01L21/322 E

【請求項の数】8

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2012-16797(P2012-16797)

(22)【出願日】2012年1月30日

(65)【公開番号】特開2013-157450(P2013-157450A)

(43)【公開日】2013年8月15日

【審査請求日】2015年1月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124291

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 悟

(72)【発明者】

【氏名】坂本 剛志

(72)【発明者】

【氏名】佐野 いく

【審査官】 竹口 泰裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１６１１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０３／０７７２９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１０８８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８３２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８３２２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ２１／３０１、２１／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の機能素子を形成するための表面及び前記表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第１のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成する第１の工程と、
前記第１の工程の後に、隣り合う前記機能素子が形成される位置の間を通るように設定された切断予定ラインに沿って、前記半導体基板の前記裏面をレーザ光入射面として前記半導体基板に第２のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、前記半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域を前記半導体基板の内部における前記ゲッタリング領域よりも前記裏面側の位置に形成する第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記切断起点領域が残存しないように前記半導体基板の前記裏面を研磨すると共に、前記切断予定ラインに沿って、前記機能素子ごとに少なくとも前記半導体基板を切断し、一つの前記機能素子を含む半導体デバイスを複数得る第３の工程と、
を備え、
前記第３の工程では、前記ゲッタリング領域が残存するように前記半導体基板の前記裏面を研磨する、半導体デバイスの製造方法。

【請求項2】

前記第２の工程では、前記半導体基板に前記第２のレーザ光を照射することにより、前記切断起点領域から発生した前記亀裂を少なくとも前記半導体基板の前記表面に到達させる、請求項１記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項3】

前記第３の工程では、前記半導体基板の前記裏面を研磨することにより前記切断起点領域から発生した亀裂を前記裏面に到達させる、請求項２記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項4】

前記第３の工程では、前記ゲッタリング領域が露出することが無いように前記半導体基板の前記裏面を研磨する、請求項１〜３のいずれか一項記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項5】

前記第３の工程では、前記ゲッタリング領域が露出するように前記半導体基板の前記裏面を研磨する、請求項１〜３のいずれか一項記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項6】

前記第１の工程では、前記切断予定ラインと交差しないように、前記ゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成する、請求項１〜５のいずれか一項記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項7】

前記第１の工程の後、前記第２の工程の前に、前記半導体基板の前記表面に前記機能素子を形成する工程を更に備える、請求項１〜６のいずれか一項記載の半導体デバイスの製造方法。

【請求項8】

前記第１の工程の前に、前記半導体基板の前記表面に前記機能素子を形成する工程を更に備える、請求項１〜６のいずれか一項記載の半導体デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体デバイスの製造工程において、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、重金属等の不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成する技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。また、半導体デバイスの製造工程において、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、切断の起点となる切断起点領域を半導体基板の内部に形成し、半導体基板を研磨することにより半導体基板を切断する技術が知られている（例えば、特許文献４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２７２４４０号公報

【特許文献2】特開２００３−２６４１９４号公報

【特許文献3】特開昭５８−４４７２６号公報

【特許文献4】特許３７６２４０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、厚さ５０μｍ以下というような極薄メモリが出現する等、半導体デバイスの薄化が進んでいる。そのような半導体デバイスの製造工程において、半導体基板にゲッタリング領域と切断起点領域とを形成する場合、ゲッタリング領域を形成した後に、ゲッタリング領域を通過するように半導体基板内にレーザ光を照射し、ゲッタリング領域と半導体基板上に形成される機能素子との間に半導体基板の切断用の改質領域（切断起点領域）を形成することが想定される。この場合、半導体デバイスの切断用の改質領域の形成や亀裂の伸展にゲッタリング領域が悪影響を及ぼす恐れがある。

【0005】

そこで、本発明は、半導体基板の切断をより確実に行うことができる半導体デバイスの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の半導体デバイスの製造方法は、複数の機能素子を形成するための表面及び表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第１のレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成する第１の工程と、第１の工程の後に、隣り合う機能素子が形成される位置の間を通るように設定された切断予定ラインに沿って、半導体基板の裏面をレーザ光入射面として半導体基板に第２のレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域を半導体基板の内部におけるゲッタリング領域よりも裏面側の位置に形成する第２の工程と、第２の工程の後に、切断起点領域が残存しないように半導体基板の裏面を研磨すると共に、切断予定ラインに沿って、機能素子ごとに少なくとも半導体基板を切断し、一つの機能素子を含む半導体デバイスを複数得る第３の工程と、を備え、第３の工程では、ゲッタリング領域が残存するように半導体基板の裏面を研磨する。

【0007】

この半導体デバイスの製造方法では、ゲッタリング領域を形成した後に、半導体基板の内部におけるゲッタリング領域よりも裏面側の位置に切断起点領域が形成される。この切断起点領域を形成するために照射される第２のレーザ光は、半導体基板の裏面をレーザ光入射面として半導体基板に照射される。すなわち、ゲッタリング領域を通過する前の第２のレーザ光によって切断起点領域が形成される。これにより、ゲッタリング領域の影響を受けることなく切断起点領域を形成することができ、切断起点領域を起点として生じる亀裂を適正に伸展させることができる。したがって、半導体基板の切断をより確実に行うことが可能となる。また、切断起点領域が残存しないように半導体基板の裏面を研磨することで、半導体デバイスに切断起点領域が残ることがなく、半導体デバイスの強度を高めることができる。また、ゲッタリング領域が残存するように半導体基板の裏面を研磨することで、半導体デバイスの形成後においても、ゲッタリング領域において不純物を捕獲することができる。

【0008】

第２の工程では、半導体基板に第２のレーザ光を照射することにより、切断起点領域から発生した亀裂を少なくとも半導体基板の表面に到達させる、ことが好ましい。これによれば、半導体基板における機能素子側の部分の切断精度をより一層向上させることができる。

【0009】

第３の工程では、半導体基板の裏面を研磨することにより切断起点領域から発生した亀裂を裏面に到達させる、ことが好ましい。これによれば、切断起点領域から発生した亀裂に研磨面が到達しても、その亀裂によって切断された半導体基板の切断面が互いに密着した状態にあるため、研磨による半導体基板のチッピングやクラッキングの発生を抑制しつつ、半導体基板を薄化することができる。

【0011】

第３の工程では、ゲッタリング領域が露出することが無いように半導体基板の裏面を研磨する、ことが好ましい。これによれば、半導体基板の裏面にゲッタリング領域が露出しないので、ゲッタリング領域を起点とした半導体基板の割れを抑制することができる。

【0012】

第３の工程では、ゲッタリング領域が露出するように半導体基板の裏面を研磨する、ことが好ましい。これによれば、半導体基板の裏面にゲッタリング領域が露出するため、露出するゲッタリング領域によって、不純物の捕獲をより効率よく行うことができる。

【0013】

第１の工程では、切断予定ラインと交差しないように、ゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成する、ことが好ましい。これによれば、半導体基板において切断予定ラインに沿った部分にゲッタリング領域の影響が及ぶのを抑制して、半導体基板を切断予定ラインに沿って精度良く切断することができる。

【0014】

第１の工程の後、第２の工程の前に、半導体基板の表面に機能素子を形成する工程を更に備える、ことが好ましい。これによれば、ゲッタリング領域を形成するために照射される第１のレーザ光の熱的影響等を受けることなく、機能素子を形成することができる。

【0015】

第１の工程の前に、半導体基板の表面に機能素子を形成する工程を更に備える、ことが好ましい。この場合であっても、半導体基板の裏面側から第１のレーザ光が入射する構成であるため、半導体基板の表面に形成された機能素子にレーザ光の照射によって熱的影響等が及ぶことが抑制される。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、半導体基板の切断をより確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。

【図2】切断起点領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。

【図3】図２の加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。

【図4】レーザ加工後の加工対象物の平面図である。

【図5】図４の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。

【図6】図４の加工対象物のVI−VI線に沿っての断面図である。

【図7】ゲッタリング領域の形成が実施されている半導体基板の断面図である。

【図8】ゲッタリング領域が形成された半導体基板及び半導体デバイスの断面図である。

【図9】ゲッタリング領域が形成された半導体基板及び半導体デバイスの断面図である。

【図10】ゲッタリング領域の形成態様を示す平面図である。

【図11】本発明の一実施形態の半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図及び断面図である。

【図12】本発明の一実施形態の半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図及び断面図である。

【図13】本発明の一実施形態の半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図及び断面図である。

【図14】本発明の一実施形態の半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図及び断面図である。

【図15】本発明の一実施形態の半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図及び断面図である。

【図16】本発明の他の実施形態の半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図である。

【図17】本発明の他の実施形態の半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図である。

【図18】本発明の他の実施形態の半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図である。

【図19】本発明の他の実施形態の半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0019】

本実施形態の半導体デバイスの製造方法では、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、切断予定ラインに沿って、半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域（すなわち、切断起点領域として機能する改質領域）を半導体基板の内部に形成する場合がある。そこで、半導体基板に限定せずに、板状の加工対象物に対する切断起点領域の形成について、図１〜図６を参照して説明する。

【0020】

図１に示すように、レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌをパルス発振するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの光軸（光路）の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、レーザ光Ｌを集光するための集光用レンズ１０５と、を備えている。また、レーザ加工装置１００は、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される加工対象物１を支持するための支持台１０７と、支持台１０７を移動させるためのステージ１１１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、ステージ１１１の駆動を制御するステージ制御部１１５と、を備えている。

【0021】

このレーザ加工装置１００においては、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー１０３によってその光軸の向きを９０°変えられ、支持台１０７上に載置された加工対象物１の内部に集光用レンズ１０５によって集光される。これと共に、ステージ１１１が移動させられ、加工対象物１がレーザ光Ｌに対して切断予定ライン５に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン５に沿った改質領域が加工対象物１に形成されることとなる。

【0022】

加工対象物１としては、種々の材料（例えば、ガラス、半導体材料、圧電材料等）からなる板状の部材（例えば、基板、ウェハ等）が用いられる。図２に示すように、加工対象物１には、加工対象物１を切断するための切断予定ライン５が設定されている。切断予定ライン５は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物１の内部に改質領域を形成する場合、図３に示すように、加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせた状態で、レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち、図２の矢印Ａ方向に）相対的に移動させる。これにより、図４〜図６に示すように、切断起点領域８として機能する改質領域７を切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部に形成する。

【0023】

なお、集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン５は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物１の表面３に実際に引かれた線であってもよい。また、改質領域７は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域７は列状でも点状でもよく、要は、改質領域７は少なくとも加工対象物１の内部に形成されていればよい。また、改質領域７を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域７は、加工対象物１の外表面（表面、裏面、若しくは外周面）に露出していてもよい。

【0024】

ちなみに、ここでのレーザ光Ｌは、加工対象物１を透過すると共に加工対象物１の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物１に改質領域７が形成される（すなわち、内部吸収型レーザ加工）。よって、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌが殆ど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。一般的に、表面３から溶融され除去されて穴や溝等の除去部が形成される（表面吸収型レーザ加工）場合、加工領域は表面３側から徐々に裏面側に進行する。

【0025】

ところで、改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある（これらをまとめて高密転移領域ともいう）。

【0026】

また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との界面に亀裂（割れ、マイクロクラック等）を内包している場合がある。内包される亀裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物１としては、例えば、シリコン、ガラス、ＬｉＴａＯ_３又はサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる基板やウェハ、又はそのような基板やウェハを含むものが挙げられる。

【0027】

また、改質領域７は、切断予定ライン５に沿って改質スポット（加工痕）が複数形成されたものである。改質スポットとは、パルスレーザ光の１パルスのショット（つまり１パルスのレーザ照射：レーザショット）で形成される改質部分であり、改質スポットが集まることにより改質領域７となる。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも１つが混在するもの等が挙げられる。この改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することが好ましい。

【0028】

また、本実施形態の半導体デバイスの製造方法では、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域（すなわち、ゲッタリング領域として機能する改質領域）を半導体基板の内部に形成する。そこで、半導体基板に対するゲッタリング領域の形成について、図７〜図１０を参照して説明する。

【0029】

図７に示すように、シリコンウェハ等の半導体基板２を準備する。半導体基板２は、複数の機能素子２５を形成するための表面２ａと、表面２ａと反対側の裏面２ｂと、を有している。なお、機能素子２５とは、フォトダイオード等の受光素子やレーザダイオード等の発光素子、或いは回路として形成された回路素子等を意味する。

【0030】

続いて、半導体基板２の表面２ａをレーザ光入射面として半導体基板２の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを照射することにより、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を半導体基板２の内部に形成する。より詳細には、半導体基板２の厚さ方向において、それぞれの機能素子２５の形成領域１５ａ（半導体基板２の表面２ａにおいてそれぞれの機能素子２５が形成される領域）に対向するように、半導体基板２の内部にゲッタリング領域１８を形成する。なお、ゲッタリング領域１８の形成に際しては、半導体基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面としてもよい。また、ゲッタリング領域１８は、少なくともそれぞれの形成領域２５ａに対向していれば、連続的に形成されてもよいし、断続的に形成されてもよい。

【0031】

続いて、半導体基板２の表面２ａに複数の機能素子２５を形成し、その後に、機能素子２５ごとに半導体基板２を切断して、複数の半導体デバイスを得る。なお、ゲッタリング領域１８の形成は、機能素子２５の形成の後に行ってもよいし、機能素子２５の形成の前及び後の両方に行ってもよい。

【0032】

以上のように形成されたゲッタリング領域１８は、半導体基板２の内部において、重金属等の不純物を集めて捕獲するゲッタリング効果を発揮する。これにより、重金属等の不純物によって機能素子２５に悪影響が及ぶのを抑制することができる。ここで、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域であり、例えば溶融処理領域である。

【0033】

なお、半導体基板２を所定の厚さに薄化する必要がある場合には、機能素子２５の形成の後、半導体基板２の切断の前に、半導体基板２が所定の厚さとなるように半導体基板２の裏面２ｂを研磨する。このとき、図８の（ａ）に示すように、研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の表面２ａ側にゲッタリング領域１８を形成すれば、図８の（ｂ）に示すように、半導体デバイス２０にゲッタリング領域１８が残存する。一方、図９の（ａ）に示すように、研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の裏面２ｂ側にゲッタリング領域１８を形成すれば、図９の（ｂ）に示すように、半導体デバイス２０にゲッタリング領域１８が残存しない。ここで、研磨とは、機械研磨（切削、研削、ドライポリッシュ等）、化学研磨（ケミカルエッチング等）、化学機械研磨（ＣＭＰ）等の一つ或いは複数の組合せからなる薄化処理である。

【0034】

ところで、ゲッタリング領域１８の形成に際しては、上述したレーザ加工装置１００を用いることができる。ただし、切断起点領域８として機能する改質領域７は、半導体基板２の厚さ方向に亀裂を発生させ易いものであることを要するのに対し、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７は、そのような亀裂を発生させ難いものであることを要する。そこで、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合と、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合とでは、レーザ光Ｌの照射条件を異ならせる必要がある。

【0035】

例えば、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合におけるレーザ光Ｌの出力は１０〜４０μＪ程度であるのに対し、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合におけるレーザ光Ｌの出力は０．２〜３μＪ程度である。これにより、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７では、半導体基板２の厚さ方向における改質スポットの幅が１〜１０μｍ（より好ましくは４〜６μｍ）となる。このような幅を有する改質スポットからなる改質領域１７は、半導体基板２の厚さ方向に亀裂を発生させ難く、且つゲッタリング効果を十分に発揮するものとなる。以上により、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合におけるレーザ光Ｌの出力は、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合におけるレーザ光Ｌの出力よりも低いことが好ましい。

【0036】

また、例えば、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合における改質スポット距離（最も近い改質スポットの間の距離）は３．７５〜７．５μｍ程度であるのに対し、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合における改質スポット距離は５〜２０μｍ程度である。このような改質スポット距離を有する改質スポットからなる改質領域１７は、最も近い改質スポットの間に渡って亀裂を伸展させ難く、且つゲッタリング効果を十分に発揮するものとなる。以上により、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合における改質スポット距離は、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合における改質スポット距離よりも長いことが好ましい。

【0037】

なお、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合における改質スポット距離の調整は、次のように行うことができる。例えば、図１０の（ａ）に示すように、レーザ光Ｌの移動方向（半導体基板２に対してレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる方向）に沿って複数の改質スポット１７ａを一列に並ばせる場合には、亀裂を伸展させ難く且つゲッタリング効果を十分に発揮し得る改質スポット距離ｄとなるように、レーザ光Ｌのパルスピッチ（レーザ光Ｌの相対的な移動速度／レーザ光Ｌの繰り返し周波数）を設定すればよい。

【0038】

また、図１０の（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌの移動方向に交差する方向に沿って一つのレーザ光Ｌを分岐して複数箇所で集光させ、各箇所で改質スポット１７ａを形成する場合には、上述した改質スポット距離ｄとなるように、一つのレーザ光Ｌを分岐して複数箇所で集光させればよい。また、図１０の（ｃ）に示すように、レーザ光Ｌの移動方向に沿って複数の改質スポット１７ａを複数列に並ばせる場合には、上述した改質スポット距離ｄとなるように、隣り合う列に渡る改質スポット１７ａの間の距離を設定すればよい。これらの場合には、レーザ光Ｌの移動方向においては、隣り合う改質スポット１７ａの間の距離を長くすることができるので、当該方向に沿って亀裂を伸展させ難くすることができる。

【0039】

次に、本発明の一実施形態の半導体デバイスの製造方法について説明する。まず、図１１に示すように、半導体基板２を準備する。半導体基板２は、複数の機能素子２５を形成するための表面２ａと、表面２ａと反対側の裏面２ｂと、を有している。そして、半導体基板２のオリエンテーションフラット（以下、「ＯＦ」という）１９に対して略平行な方向及び略垂直な方向に沿ってマトリックス状に並ぶように、半導体基板２の表面２ａに機能素子２５の形成領域２５ａを設定する。なお、半導体基板２は、例えば、直径１２インチ、厚さ７７５μｍのシリコンウェハである。

【0040】

続いて、上述したレーザ加工装置１００を用いて、次のように、半導体基板２の内部にゲッタリング領域１８を形成する。すなわち、半導体基板２の表面２ａがレーザ光入射面となるようにレーザ加工装置１００の支持台１０７上に半導体基板２を載置し、ゲッタリング領域１８を形成するための形成予定ライン１５を格子状に設定する。ここでは、形成予定ライン１５は、ＯＦ１９に対して略平行な方向に並ぶ形成領域２５ａの列のそれぞれ、及びＯＦ１９に対して略垂直な方向に並ぶ形成領域２５ａの列のそれぞれに沿って、各形成領域２５ａの中央部を通っている。

【0041】

そして、半導体基板２の表面２ａをレーザ光入射面として半導体基板２の内部（ここでは、研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の表面２ａ側）に集光点Ｐ１を合わせて、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成する場合における照射条件で、半導体基板２にレーザ光（第１のレーザ光）Ｌ１を照射する。このとき、レーザ光Ｌ１の光軸を各形成予定ライン１５上に位置させつつ、各形成予定ライン１５に沿ってレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を移動させる。ただし、形成予定ライン１５と切断予定ライン５とが交差する部分をレーザ光Ｌ１の光軸が通過する際には、レーザ光Ｌ１の照射をＯＦＦとし、各形成領域２５ａをレーザ光Ｌ１の光軸が通過する際には、レーザ光Ｌ１の照射をＯＮとする。なお、切断予定ライン５は、隣り合う機能素子２５の間（すなわち、隣り合う形成領域２５ａの間）を通るように後工程において格子状に設定される。

【0042】

以上のように、半導体基板２にレーザ光Ｌ１を照射して半導体基板２の内部を改質することにより、半導体基板２の厚さ方向から見た場合に切断予定ライン５と交差しないように、半導体基板２の内部にゲッタリング領域１８を形成する（第１の工程）。ここでは、研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の表面２ａ側に集光点Ｐ１を合わせたので、ゲッタリング領域１８も研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の表面２ａ側に形成される。なお、半導体基板２に対してレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を相対的に移動させるために、支持台１０７を移動させてもよいし、レーザ光源１０１側（レーザ光源１０１、ダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５等）を移動させてもよいし、或いは、支持台１０７及びレーザ光源１０１側の両方を移動させてもよい。

【0043】

続いて、図１２に示すように、半導体基板２の表面２ａに複数の機能素子２５を形成する。このとき、機能素子２５の形成領域２５ａのそれぞれには、形成予定ライン１５に沿って十字状に形成されたゲッタリング領域１８が、半導体基板２の厚さ方向において対向している。

【0044】

続いて、図１３に示すように、上述したレーザ加工装置１００を用いて、次のように、半導体基板２の内部に切断起点領域８を形成する。すなわち、全ての機能素子２５を覆うように保護フィルム２２を半導体基板２の表面２ａに貼り付けた後、半導体基板２の裏面２ｂがレーザ光入射面となるようにレーザ加工装置１００の支持台１０７上に半導体基板２を載置し、隣り合う機能素子２５の間（すなわち、隣り合う形成領域２５ａの間）を通るように切断予定ライン５を格子状に設定する。

【0045】

そして、半導体基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として半導体基板２の内部（ここでは、研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の裏面２ｂ側）に集光点Ｐ２を合わせて、切断起点領域８として機能する改質領域７を形成する場合におけるレーザ光の照射条件で、半導体基板２にレーザ光（第２のレーザ光）Ｌ２を照射する。このとき、レーザ光Ｌ２の光軸を各切断予定ライン５上に位置させつつ、各切断予定ライン５に沿ってレーザ光Ｌ２の集光点Ｐ２を移動させる。

【0046】

以上のように、半導体基板２にレーザ光Ｌ２を照射して半導体基板２の内部を改質することにより、切断予定ライン５に沿って、半導体基板２の内部に切断起点領域８を形成する（第２の工程）。そして、半導体基板２にレーザ光Ｌ２を照射することにより、切断起点領域８から発生した亀裂２１を半導体基板２の表面２ａに到達させる。ここでは、研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の裏面２ｂ側に集光点Ｐ２を合わせたので、切断起点領域８も研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の裏面２ｂ側に形成される。なお、半導体基板２に対してレーザ光Ｌ２の集光点Ｐ２を相対的に移動させるために、支持台１０７を移動させてもよいし、レーザ光源１０１側を移動させてもよいし、或いは、支持台１０７及びレーザ光源１０１側の両方を移動させてもよい。

【0047】

続いて、図１４に示すように、保護フィルム２２が貼り付けられた半導体基板２を研磨装置の支持台２０７上に載置し、半導体基板２の裏面２ｂが研磨終了予定面１６に到達するまで半導体基板２の裏面２ｂを研磨する。つまり、半導体基板２は、切断起点領域８が残存することなく、且つ、ゲッタリング領域１８が半導体基板２の裏面２ｂから露出することがない状態（ゲッタリング領域１８が半導体基板２内に収められた状態）となるまで研磨される。これにより、切断起点領域８から発生して半導体基板２の表面２ａ側に伸展した亀裂２１に研磨面が到達し、切断予定ライン５に沿って半導体基板２が切断される。なお、研磨後の半導体基板２の厚さは、例えば５０μｍである。

【0048】

続いて、図１５に示すように、半導体基板２の裏面２ｂにエキスパンドフィルム２３を貼り付け、その後に、半導体基板２の表面２ａから保護フィルム２２を取り除く。そして、半導体基板２が切断されて得られた複数の半導体デバイス２０をピックアップするために、エキスパンドフィルム２３を径方向外側に拡張させて、複数の半導体デバイス２０を互いに離間させる。以上のように、切断起点領域８が残存しないように半導体基板２の裏面２ｂを研磨すると共に、切断予定ライン５に沿って機能素子２５ごとに半導体基板２を切断し、一つの機能素子２５を含む半導体デバイス２０を複数得る（第３の工程）。

【0049】

以上説明したように、半導体デバイス２０の製造方法では、ゲッタリング領域１８を形成した後に、半導体基板２の内部におけるゲッタリング領域１８よりも裏面２ｂ側の位置に切断起点領域８が形成される。この切断起点領域８を形成するために照射されるレーザ光Ｌ２は、半導体基板２の裏面２ｂをレーザ光入射面として半導体基板２に照射される。すなわち、ゲッタリング領域１８を通過する前のレーザ光Ｌ２によって切断起点領域８が形成される。これにより、ゲッタリング領域１８の影響を受けることなく切断起点領域８を形成することができ、切断起点領域８を起点として生じる亀裂２１を適正に伸展させることができる。したがって、半導体基板２の切断をより確実に行うことが可能となる。また、切断起点領域８が残存しないように半導体基板２の裏面２ｂを研磨終了予定面１６まで研磨することで、半導体デバイス２０に切断起点領域８が残ることがなく、半導体デバイス２０の強度を高めることができる。

【0050】

また、切断起点領域８を形成する際には、半導体基板２にレーザ光Ｌ２を照射することにより、切断起点領域８から発生した亀裂２１を半導体基板２の表面２ａに到達させる。これにより、半導体基板２における機能素子２５側の部分の切断精度を向上させることができる。

【0051】

また、半導体基板２の裏面２ｂを研磨することにより切断起点領域８から発生した亀裂２１を裏面２ｂに到達させる。これにより、切断起点領域８から発生した亀裂２１に研磨面が到達しても、その亀裂２１によって切断された半導体基板２の切断面が互いに密着した状態にあるため、研磨による半導体基板２のチッピングやクラッキングの発生を抑制しつつ、半導体基板２を薄化することができる。

【0052】

また、半導体基板２の裏面２ｂを研磨する際には、ゲッタリング領域１８が残存するように半導体基板２の裏面２ｂを研磨する。これによれば、半導体デバイス２０の形成後においても、残存するゲッタリング領域１８において不純物を捕獲することができる。

【0053】

また、ゲッタリング領域１８が半導体基板２の裏面２ｂから露出することがないように、半導体基板２の裏面２ｂを研磨する。これによれば、半導体基板２の裏面２ｂにゲッタリング領域１８が露出しないので、ゲッタリング領域１８を起点とした半導体基板２の割れを抑制することができる。

【0054】

また、切断予定ライン５と交差しないように、ゲッタリング領域１８を半導体基板２の内部に形成する。これにより、半導体基板２において切断予定ライン５に沿った部分にゲッタリング領域１８の影響が及ぶのを抑制して、半導体基板２を切断予定ライン５に沿って精度良く切断することができる。

【0055】

また、ゲッタリング領域１８の形成後に、半導体基板２の表面２ａに機能素子２５を形成する。これによれば、ゲッタリング領域１８を形成するために照射されるレーザ光Ｌ１の熱的影響等を受けることなく、機能素子２５を形成することができる。

【0056】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、切断予定ライン５に沿って半導体基板２を切断する際に、隣り合う機能素子２５の間に渡るように半導体基板２の表面２ａに酸化膜等の積層部が形成されていてもよい。その場合には、切断予定ライン５に沿って半導体基板２と共に積層部を切断すればよい。

【0057】

また、上記実施形態では、半導体基板２の裏面２ｂを研磨する前に、半導体基板２が切断予定ライン５に沿って完全に切断されておらず、半導体基板２の裏面２ｂを研磨した後に、半導体基板２が切断予定ライン５に沿って完全に切断されたが、これに限定されない。つまり、半導体基板２の裏面２ｂの研磨と切断予定ライン５に沿った半導体基板２の切断とが同時に進行してもよいし、当該研磨の後に当該切断が行われてもよいし、当該切断の後に当該研磨が行われてもよい。そのうち、半導体基板２の裏面２ｂを研磨する前に、半導体基板２が切断予定ライン５に沿って完全に切断された場合であっても、切断起点領域８として機能する改質領域７から発生した亀裂２１を伸展させて半導体基板２を切断すれば、その亀裂２１によって切断された半導体基板２の切断面が互いに密着した状態となる。そのため、研磨による半導体基板２のチッピングやクラッキングの発生を抑制しつつ、半導体基板２を薄化することができる。

【0058】

また、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７、及び切断起点領域８として機能する改質領域７は、多光子吸収のみに起因して形成される場合に限定されず、多光子吸収に相当する光吸収等その他の光吸収や熱的影響に起因して形成される場合もある。つまり、多光子吸収は、改質領域を形成し得る現象の一例である。

【0059】

また、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７は、半導体基板２の厚さ方向において機能素子２５の形成領域２５ａに対向するものであれば、機能素子２５の形成パターンに応じて様々な形状を採ることができる。

【0060】

一例として、図１６に示すように、一つの形成領域２５ａに対してゲッタリング領域１８を縦横に複数列ずつ形成してもよい。また、図１７の（ａ）に示すように、半導体基板２を回転させつつ半導体基板２の径方向にレーザ光Ｌ１を移動させて、図１７の（ｂ）に示すように、一つの形成領域２５ａに対して曲線状のゲッタリング領域１８を少なくとも一列形成してもよい。このように、ゲッタリング領域１８を形成するための形成予定ライン１５が半導体基板２に対して渦巻状となる場合には、改質スポット距離（最も近い改質スポットの間の距離）が略一定となるように、半導体基板２の回転速度やレーザ光Ｌ１の繰り返し周波数を変化させることが望ましい。そして、図１６及び図１７に示すいずれの場合にも、レーザ光Ｌ１のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、半導体基板２の厚さ方向から見た場合に切断予定ライン５と交差しないように、半導体基板２の内部にゲッタリング領域１８を形成すればよい。

【0061】

また、切断起点領域８として機能する改質領域７は、１本の切断予定ライン５に対して、半導体基板２の厚さ方向に並ぶように複数列形成されてもよい。

【0062】

また、上記実施形態では、ゲッタリング領域１８が半導体基板２の裏面２ｂから露出することがないように半導体基板２の裏面２ｂを研磨するものとしたが、図１８に示すように、ゲッタリング領域１８を半導体基板２の裏面２ｂに露出させてもよい。この場合には、半導体基板２の裏面２ｂに露出するゲッタリング領域１８によって、不純物の捕獲をより効率よく行うことができる。

【0063】

また、上記実施形態では、切断予定ライン５と交差しないようにゲッタリング領域１８を形成するものとしたが、ゲッタリング領域１８を切断予定ライン５と交差するように形成してもよい。

【0064】

また、上記実施形態では、図１１及び図１２に示すように、半導体基板２にゲッタリング領域１８を形成した後、機能素子２５を形成するものとしたが、機能素子２５を形成するタイミングは、これに限定されない。たとえば、図１９に示すように、まず、半導体基板２の表面２ａに機能素子２５を形成し、全ての機能素子２５を覆うように保護フィルム２２を半導体基板２の表面２ａに貼り付ける。その後、半導体基板２の裏面２ｂをレーザ光Ｌ１の入射面として半導体基板２の内部（ここでは、研磨終了予定面１６に対して半導体基板２の表面２ａ側）に、ゲッタリング領域１８として機能する改質領域１７を形成してもよい。この場合であっても、半導体基板２の裏面２ｂ側からレーザ光Ｌ１が入射する構成であるため、半導体基板２の表面２ａに形成された機能素子２５にレーザ光Ｌ１の照射によって熱的影響等が及ぶことが抑制される。

【0065】

なお、上記実施形態により、次のようなレーザ加工方法の発明、半導体デバイスの製造方法の発明も成立する。

【0066】

すなわち、レーザ加工方法の発明は、複数の機能素子を形成するための表面及び前記表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第１のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成する工程を備える、レーザ加工方法である。このレーザ加工方法によれば、後の工程において、半導体基板の表面に複数の機能素子を形成する際に、ゲッタリング効果を十分に発揮させることができる。

【0067】

また、他のレーザ加工方法の発明は、複数の機能素子を形成するための表面及び前記表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第１のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域が内部に形成された前記半導体基板を準備し、隣り合う前記機能素子が形成される位置の間を通るように設定された切断予定ラインに沿って、前記半導体基板の前記裏面をレーザ光入射面として前記半導体基板に第２のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、前記半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域を前記半導体基板の内部における前記ゲッタリング領域よりも前記裏面側の位置に形成する工程を備える、レーザ加工方法である。このレーザ加工方法によれば、切断起点領域を形成するために照射される第２のレーザ光は、半導体基板の裏面をレーザ光入射面として半導体基板に照射される。すなわち、ゲッタリング領域を通過する前の第２のレーザ光によって切断起点領域が形成される。これにより、ゲッタリング領域の影響を受けることなく切断起点領域を形成することができ、切断起点領域を起点として生じる亀裂を適正に伸展させることができる。したがって、半導体基板の切断をより確実に行うことが可能となる。

【0068】

また、半導体デバイスの製造方法の発明は、複数の機能素子を形成するための表面及び前記表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第１のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域が内部に形成され、且つ隣り合う前記機能素子が形成される位置の間を通るように設定された切断予定ラインに沿って、前記半導体基板の前記裏面をレーザ光入射面として前記半導体基板に第２のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、前記半導体基板の内部における前記ゲッタリング領域よりも前記裏面側の位置に前記半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域が形成された前記半導体基板を準備し、前記切断起点領域が残存しないように前記半導体基板の前記裏面を研磨すると共に、前記切断予定ラインに沿って、前記機能素子ごとに少なくとも前記半導体基板を切断し、一つの前記機能素子を含む半導体デバイスを複数得る工程を備える、半導体デバイスの製造方法である。この半導体デバイスの製造方法によれば、切断起点領域が残存しないように半導体基板の裏面を研磨するので、製造された半導体デバイスに切断起点領域を残存させずに、半導体デバイスの強度を向上させることができる。

【符号の説明】

【0069】

２…半導体基板、２ａ…表面、２ｂ…裏面、５…切断予定ライン、８…切断起点領域、１８…ゲッタリング領域、２０…半導体デバイス、２１…亀裂、２５…機能素子、Ｌ１…レーザ光（第１のレーザ光）、Ｌ２…レーザ光（第２のレーザ光）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】