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JP2017069269A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

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JP2017069269A JP2015190005A JP2015190005A JP2017069269A JP 2017069269 A JP2017069269 A JP 2017069269A JP 2015190005 A JP2015190005 A JP 2015190005A JP 2015190005 A JP2015190005 A JP 2015190005A JP 2017069269 A JP2017069269 A JP 2017069269A
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建一 古田
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建一 古田
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Lapis Semiconductor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device that has an alignment mark that can be recognized by observation from a rear face side of a semiconductor substrate covered with a conductive film that does not transmit visible light nor infrared ray, and to provide a method of manufacturing the same.SOLUTION: A semiconductor substrate has an element formation region where a plurality of semiconductor elements are formed and an outer peripheral region that surrounds an outer periphery of the element formation region, on a first principal surface, and has a recessed part recessed toward the first principal surface side in a region corresponding to the element formation region, on a second principal surface at an opposite side to the first principal surface. In the semiconductor substrate, a reforming part provided in a region corresponding to the recessed part is provided. On a bottom face of the recessed part, a convex or concave structure portion is provided at a formation position of the reforming part. The structure portion and the bottom face of the recessed part are coated with a conductive film.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device.

近年のシステムインパッケージの普及に伴い、半導体ウエハの薄型加工技術が注目されている。例えば、携帯電話等で使われているスタックパッケージの分野では、パッケージの内部に100μm以下に薄化した複数のチップを積層させた製品が開発されている。半導体ウエハの薄化加工は、半導体ウエハに回路素子などを形成した後、グラインディングホイールを使って半導体ウエハの裏面を研削することにより行われる。半導体ウエハの薄化が進むとチッピング、チップ割れ、半導体ウエハの反りなどが発生し、歩留まりの低下や生産性の低下といった問題が発生する。この問題を解消するために、半導体ウエハを研削する際、半導体ウエハの外縁から例えば3mm程度の外周部を残し、内周部のみを研削して薄化する技術が知られている。かかる技術の導入により半導体ウエハのハンドリングが容易となり、また、半導体ウエハの反りの低減を図ることが可能となる。   With the spread of system-in-package in recent years, attention has been focused on thin processing technology for semiconductor wafers. For example, in the field of a stack package used in a mobile phone or the like, a product in which a plurality of chips thinned to 100 μm or less are stacked inside the package has been developed. The thinning process of the semiconductor wafer is performed by forming a circuit element or the like on the semiconductor wafer and then grinding the back surface of the semiconductor wafer using a grinding wheel. As the semiconductor wafer becomes thinner, chipping, chip cracking, warpage of the semiconductor wafer, and the like occur, causing problems such as a decrease in yield and a decrease in productivity. In order to solve this problem, a technique is known in which, when a semiconductor wafer is ground, an outer peripheral portion of, for example, about 3 mm is left from the outer edge of the semiconductor wafer, and only the inner peripheral portion is ground and thinned. By introducing such a technique, the handling of the semiconductor wafer becomes easy, and the warpage of the semiconductor wafer can be reduced.

上記の技術を導入した半導体装置の製造に関する技術として、例えば、特許文献1には、ウエハの裏面に粘着テープを貼着する工程と、該粘着テープが貼着されたウエハの表面側から切削予定ラインに沿って切削溝を形成する工程と、切削溝形成工程後にウエハの表面を下向きに保持した状態で該粘着テープを拡張させる工程と、を含む加工方向が記載されている。   As a technique related to the manufacture of a semiconductor device in which the above technique is introduced, for example, in Patent Document 1, a process of attaching an adhesive tape to the back surface of a wafer and a cutting plan from the front surface side of the wafer to which the adhesive tape is attached are disclosed. A processing direction including a step of forming a cutting groove along the line and a step of expanding the adhesive tape in a state where the surface of the wafer is held downward after the cutting groove forming step is described.

一方、特許文献2には、半導体ウエハの深さ方向の任意の位置にアライメントマークを形成する技術が記載されている。特許文献2には、半導体ウエハの一方の面から、半導体ウエハの任意の深さ位置に焦点を合わせてレーザ光線を照射することにより、半導体ウエハの特定部分に多光子吸収過程を生じさせて、半導体ウエハの位置合わせを行うためのアライメントマークを形成することが記載されている。   On the other hand, Patent Document 2 describes a technique for forming an alignment mark at an arbitrary position in the depth direction of a semiconductor wafer. In Patent Document 2, a multiphoton absorption process is caused in a specific portion of a semiconductor wafer by irradiating a laser beam with a focus on an arbitrary depth position of the semiconductor wafer from one surface of the semiconductor wafer, It is described that an alignment mark for aligning a semiconductor wafer is formed.

特開2010−93005号公報JP 2010-93005 A 特開2011−200897号公報JP 2011-200897 A

半導体ウエハをチップ状に個片化するダイシング工程では、通常、半導体ウエハは、その裏面側にダイシングテープが貼り付けられて、該ダイシングテープ上に支持された状態でダイシング装置にセットされる。その後、半導体ウエハの表面において画定されているダイシングラインを画像認識し、ダイシングラインに沿ってダイシングブレードを走査させることによりダイシングが行われる。   In a dicing process for dividing a semiconductor wafer into chips, the semiconductor wafer is usually set in a dicing apparatus with a dicing tape attached to the back side thereof and supported on the dicing tape. Thereafter, dicing is performed by recognizing a dicing line defined on the surface of the semiconductor wafer and scanning the dicing blade along the dicing line.

しかしながら、上記したような半導体ウエハの裏面の内周部分のみを研削することにより薄化した半導体ウエハは、外周部と内周部との間に段差を有する。このように裏面に段差を有する半導体ウエハのダイシングを行うためには、半導体ウエハの裏面を安定的に支持するための専用のステージを備えたダイシング装置が必要となる。既存のダイシング装置を使用するためには、裏面電極形成工程や検査工程などを経た後に更なる研削工程において半導体ウエハの裏面の外周部分の研削を行い、段差を除去する必要がある。しかしながら、この場合、2度の研削工程が必要となりコストアップを招来する。   However, the semiconductor wafer thinned by grinding only the inner peripheral portion of the back surface of the semiconductor wafer as described above has a step between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion. In order to perform dicing of a semiconductor wafer having a step on the back surface as described above, a dicing apparatus having a dedicated stage for stably supporting the back surface of the semiconductor wafer is required. In order to use the existing dicing apparatus, it is necessary to grind the outer peripheral portion of the back surface of the semiconductor wafer in a further grinding process after the back surface electrode forming process and the inspection process, and to remove the step. However, in this case, two grinding steps are required, resulting in an increase in cost.

上記の問題を回避するために、半導体ウエハの表面側を支持面として半導体ウエハをダイシング装置にセットし、半導体ウエハの裏面側からダイシングを行う方法が考えられる。半導体ウエハの裏面側からダイシングを行う場合には、半導体ウエハの裏面側からダイシングラインの位置を認識する必要がある。その方法としては、例えば、特許文献1に記載されるように、半導体ウエハを透過する波長を使用した赤外線カメラを用いる方法が挙げられる。しかしながら、縦型の高耐圧半導体素子であるスーパージャンクションや、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等は、赤外線を透過させない導電膜で形成される電極を半導体ウエハの裏面に有するため、赤外線カメラによる半導体ウエハの裏面側の観察によってダイシングラインを認識することは困難である。また、特許文献2に記載されている手法を用いて半導体ウエハの裏面にダイシングラインを推定するためのアライメントマークを形成したとしても、半導体ウエハの裏面が導電膜で覆われた場合には、該アライメントマークを認識することができなくなってしまう。   In order to avoid the above problem, a method is conceivable in which the semiconductor wafer is set in a dicing apparatus using the front side of the semiconductor wafer as a support surface, and dicing is performed from the back side of the semiconductor wafer. When dicing is performed from the back side of the semiconductor wafer, it is necessary to recognize the position of the dicing line from the back side of the semiconductor wafer. As the method, for example, as described in Patent Document 1, there is a method using an infrared camera using a wavelength that transmits a semiconductor wafer. However, superjunction, which is a vertical type high-voltage semiconductor element, IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), etc. have an electrode formed of a conductive film that does not transmit infrared light on the back surface of the semiconductor wafer. It is difficult to recognize the dicing line by observing the back side. Further, even if an alignment mark for estimating a dicing line is formed on the back surface of the semiconductor wafer using the method described in Patent Document 2, if the back surface of the semiconductor wafer is covered with a conductive film, The alignment mark cannot be recognized.

本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、可視光や赤外線を透過させない導電膜で覆われた半導体基板の裏面側からの観察によって認識可能なアライメントマークを有する半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and a semiconductor device having an alignment mark that can be recognized by observation from the back side of a semiconductor substrate covered with a conductive film that does not transmit visible light or infrared light, and its manufacture It aims to provide a method.

本発明の第1の観点に係る半導体装置は、第1の主面に複数の半導体素子が形成された素子形成領域および前記素子形成領域の外周を囲む外周領域を有し、前記第1の主面とは反対側の第2の主面の前記素子形成領域に対応する領域に前記第1の主面側に向けて凹んだ凹部を有する半導体基板と、前記半導体基板の内部の、前記凹部に対応する領域内に設けられた改質部と、前記凹部の底面の前記改質部の形成位置に設けられた凸状または凹状の構造部分と、前記構造部分と前記凹部の底面とを被覆する導電膜と、を含む。   A semiconductor device according to a first aspect of the present invention includes an element forming region in which a plurality of semiconductor elements are formed on a first main surface, and an outer peripheral region surrounding an outer periphery of the element forming region. A semiconductor substrate having a recess recessed toward the first main surface in a region corresponding to the element formation region of the second main surface opposite to the surface; and the recess inside the semiconductor substrate Covers the modified portion provided in the corresponding region, the convex or concave structural portion provided at the formation position of the modified portion on the bottom surface of the concave portion, and the structural portion and the bottom surface of the concave portion A conductive film.

本発明の第2の観点に係る半導体装置は、第1の主面に複数の半導体素子が形成された素子形成領域および前記素子形成領域の外周を囲む外周領域を有し、前記第1の主面とは反対側の第2の主面の前記素子形成領域に対応する領域に前記第1の主面側に向けて凹んだ凹部を有する半導体基板と、前記半導体基板の外縁部に設けられた切り欠き部と、前記半導体基板の前記凹部の底面を被覆する導電膜と、を含む。   A semiconductor device according to a second aspect of the present invention has an element forming region in which a plurality of semiconductor elements are formed on a first main surface, and an outer peripheral region surrounding the outer periphery of the element forming region. A semiconductor substrate having a recess recessed toward the first main surface in a region corresponding to the element formation region of the second main surface opposite to the surface; and provided on an outer edge portion of the semiconductor substrate. A notch and a conductive film covering a bottom surface of the recess of the semiconductor substrate.

本発明の第3の観点に係る半導体装置の製造方法は、第1の主面に複数の半導体素子が形成された素子形成領域および前記素子形成領域の外周を囲む外周領域を有する半導体基板の、前記素子形成領域に対応する領域内における所定の深さ位置に、前記半導体基板の状態が変化した改質部を形成する工程と、前記半導体基板の前記第1の主面とは反対側の第2の主面の前記素子形成領域に対応する領域に前記第1の主面側に向けて凹んだ凹部を形成し、前記凹部の底面に前記改質部を露出させる工程と、前記凹部の底面をエッチングすることによって前記改質部の形成位置に凸状または凹状の構造部分を形成する工程と、前記凸状または凹状の構造部分によって前記凹部の底面に形成される凹凸が認識可能な厚さで前記凹部の底面を導電膜で被覆する工程と、を含む。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device comprising: an element forming region in which a plurality of semiconductor elements are formed on a first main surface; and a semiconductor substrate having an outer peripheral region surrounding an outer periphery of the element forming region. Forming a modified portion in which the state of the semiconductor substrate has changed at a predetermined depth position in a region corresponding to the element formation region; and a second portion opposite to the first main surface of the semiconductor substrate. Forming a recess recessed toward the first main surface in a region corresponding to the element formation region of the second main surface, exposing the modified portion on the bottom surface of the recess, and a bottom surface of the recess A step of forming a convex or concave structure portion at the formation position of the modified portion by etching, and a thickness at which the irregularities formed on the bottom surface of the concave portion by the convex or concave structure portion can be recognized With the conductive film on the bottom of the recess And a step of covering, the.

本発明の第4の観点に係る半導体装置の製造方法は、第1の主面に複数の半導体素子が形成された素子形成領域および前記素子形成領域の外周を囲む外周領域を有する半導体基板の外縁部に切り欠き部を形成する工程と、前記半導体基板の前記第1の主面とは反対側の第2の主面の前記素子形成領域に対応する領域に前記第1の主面側に向けて凹んだ凹部を形成する工程と、前記凹部の底面を導電膜で被覆する工程と、を含む。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method including an element forming region in which a plurality of semiconductor elements are formed on a first main surface and an outer peripheral region surrounding an outer periphery of the element forming region. A step of forming a notch in the portion, and the first main surface side of the second main surface opposite to the first main surface of the semiconductor substrate in a region corresponding to the element formation region A step of forming a concave recess, and a step of covering the bottom surface of the recess with a conductive film.

本発明によれば、可視光や赤外線を透過させない導電膜で覆われた半導体基板の裏面側からの観察によって認識可能なアライメントマークを有する半導体装置およびその製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the semiconductor device which has the alignment mark which can be recognized by observation from the back surface side of the semiconductor substrate covered with the electrically conductive film which does not permeate | transmit visible light and infrared rays, and its manufacturing method are provided.

本発明の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る改質部の配置の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of arrangement | positioning of the modification part which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る凹状の構造部分を示す図である。It is a figure which shows the concave structure part which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る凸状の構造部分を示す図である。It is a figure which shows the convex structure part which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る改質部の配置の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of arrangement | positioning of the modification part which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る切り欠き部の配置の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of arrangement | positioning of the notch part which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与し、重複する説明は適宜省略する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent components and parts are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate.

[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置100の構成を示す断面図である。半導体装置100は、例えば、シリコン等の半導体からなる半導体基板(半導体ウエハ)10を含んで構成されている。半導体基板10の第1の主面S1には、半導体基板10の外周領域R2の内側に複数の半導体素子11が形成された素子形成領域R1を有する。半導体素子11は、例えばMOSFET、バイポーラトランジスタ、IGBT等のディスクリート素子であってもよく、複数の半導体素子を含む集積回路であってもよい。
[First embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device 100 according to the first embodiment of the present invention. The semiconductor device 100 includes a semiconductor substrate (semiconductor wafer) 10 made of a semiconductor such as silicon. The first main surface S1 of the semiconductor substrate 10 has an element formation region R1 in which a plurality of semiconductor elements 11 are formed inside the outer peripheral region R2 of the semiconductor substrate 10. The semiconductor element 11 may be a discrete element such as a MOSFET, a bipolar transistor, or an IGBT, or may be an integrated circuit including a plurality of semiconductor elements.

半導体基板10の第1の主面S1とは反対側の第2の主面S2の素子形成領域R1に対応する領域には、第1の主面S1側に向けて凹んだ凹部13が設けられている。すなわち、半導体基板10は、内周部における厚さT1が、外周部における厚さT2よりも薄くなっている。半導体基板10の素子形成領域R1が存在する内周部における厚さT1は、例えば100μm以下であり、半導体基板10の外周領域R2が存在する外周部における厚さT2は、例えば600μm程度である。厚さT1は、例えば、半導体素子11の耐圧に応じて定められる。例えば、半導体素子11の目標耐圧を1000Vとする場合には、厚さT1は100μm程度に設定され、半導体素子11の目標耐圧を600Vとする場合には、厚さT1は、60μm程度に設定される。   In a region corresponding to the element formation region R1 of the second main surface S2 opposite to the first main surface S1 of the semiconductor substrate 10, a recess 13 that is recessed toward the first main surface S1 side is provided. ing. That is, in the semiconductor substrate 10, the thickness T1 at the inner peripheral portion is thinner than the thickness T2 at the outer peripheral portion. The thickness T1 in the inner peripheral portion where the element forming region R1 of the semiconductor substrate 10 exists is, for example, 100 μm or less, and the thickness T2 in the outer peripheral portion where the outer peripheral region R2 of the semiconductor substrate 10 exists is, for example, about 600 μm. The thickness T1 is determined according to the breakdown voltage of the semiconductor element 11, for example. For example, when the target breakdown voltage of the semiconductor element 11 is 1000 V, the thickness T1 is set to about 100 μm, and when the target breakdown voltage of the semiconductor element 11 is 600 V, the thickness T1 is set to about 60 μm. The

このように、半導体素子11の厚さを、耐圧確保に必要な最低限の厚さとすることで、半導体素子11を内蔵した半導体パッケージの厚さを低減することができる。また、半導体基板10を100μm以下に薄化する場合に、外周領域R2において初期の厚さを維持しておくことで、半導体基板10のハンドリングが容易となり、また、半導体基板10の反りを低減することが可能となる。   As described above, by setting the thickness of the semiconductor element 11 to the minimum thickness necessary for ensuring the withstand voltage, the thickness of the semiconductor package incorporating the semiconductor element 11 can be reduced. Further, when the semiconductor substrate 10 is thinned to 100 μm or less, by maintaining the initial thickness in the outer peripheral region R2, the semiconductor substrate 10 can be easily handled and the warpage of the semiconductor substrate 10 can be reduced. It becomes possible.

半導体装置100は、半導体基板10内部の素子形成領域R1に対応する領域内に、半導体基板10の状態(材質)が変化した複数の改質部12を有する。すなわち、本実施形態において、半導体基板10は、主に単結晶シリコンによって構成されているのに対して、改質部12は主にアモルファスシリコンによって構成されている。図2は、改質部12の配置の一例を示す平面図である。図2に示すように、改質部12は、素子形成領域R1に対応する領域内の、ダイシングライン60に対応する位置に設けられていてもよい。   The semiconductor device 100 includes a plurality of modified portions 12 in which the state (material) of the semiconductor substrate 10 has changed in a region corresponding to the element formation region R <b> 1 inside the semiconductor substrate 10. That is, in the present embodiment, the semiconductor substrate 10 is mainly composed of single crystal silicon, whereas the modified portion 12 is mainly composed of amorphous silicon. FIG. 2 is a plan view showing an example of the arrangement of the reforming unit 12. As shown in FIG. 2, the modified portion 12 may be provided at a position corresponding to the dicing line 60 in a region corresponding to the element formation region R1.

半導体基板10の第2の主面S2に設けられた凹部13の底面S3には、改質部12の形成位置に凹状の構造部分14が設けられている。凹状の構造部分14は、半導体基板10上に形成された複数の半導体素子11を個片化するためのダイシング工程において、ダイシングライン60を半導体基板10の第2の主面S2側から認識するためのアライメントマークとして機能する。   On the bottom surface S3 of the concave portion 13 provided on the second main surface S2 of the semiconductor substrate 10, a concave structure portion 14 is provided at the position where the modified portion 12 is formed. The concave structure portion 14 recognizes the dicing line 60 from the second main surface S2 side of the semiconductor substrate 10 in a dicing process for dividing the plurality of semiconductor elements 11 formed on the semiconductor substrate 10 into individual pieces. Functions as an alignment mark.

凹部13の底面S3は、半導体素子11の電極を構成する導電膜15によって被覆されている。導電膜15は、一例として、ニッケル層および金層を積層した積層構造を有していてもよい。導電膜15は、凹状の構造部分14によって凹部13の底面S3に形成される凹凸が認識可能な厚さで形成されている。すなわち、凹部13の底面S3に形成されたアライメントマークは、導電膜15が形成された状態においても認識可能とされている。   The bottom surface S <b> 3 of the recess 13 is covered with a conductive film 15 that constitutes an electrode of the semiconductor element 11. For example, the conductive film 15 may have a stacked structure in which a nickel layer and a gold layer are stacked. The conductive film 15 is formed with a thickness that allows the concave and convex portions formed on the bottom surface S3 of the concave portion 13 to be recognized by the concave structure portion 14. That is, the alignment mark formed on the bottom surface S3 of the recess 13 can be recognized even when the conductive film 15 is formed.

以下に、半導体装置100の製造方法について説明する。図3A〜図3Dおよび図4A〜図4Cは、半導体装置100の製造方法の一例を示す断面図である。   A method for manufacturing the semiconductor device 100 will be described below. 3A to 3D and FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the semiconductor device 100.

はじめに、単結晶シリコンを主材料とする半導体基板10を用意する。続いて、半導体基板10の第1の主面S1の外周領域R2の内側の素子形成領域R1に複数の半導体素子11を形成する(図3A)。半導体素子11は、例えばMOSFET、バイポーラトランジスタ、IGBT等のディスクリート素子であってもよく、複数の半導体素子を含む集積回路であってもよい。半導体素子11は、成膜工程、イオン注入工程、エッチング工程、配線工程などを含む公知のプロセスによって形成される。   First, a semiconductor substrate 10 whose main material is single crystal silicon is prepared. Subsequently, a plurality of semiconductor elements 11 are formed in the element formation region R1 inside the outer peripheral region R2 of the first main surface S1 of the semiconductor substrate 10 (FIG. 3A). The semiconductor element 11 may be a discrete element such as a MOSFET, a bipolar transistor, or an IGBT, or may be an integrated circuit including a plurality of semiconductor elements. The semiconductor element 11 is formed by a known process including a film forming process, an ion implantation process, an etching process, a wiring process, and the like.

次に、レーザ照射装置20を用いて、第1の主面S1側からレーザ光Lを半導体基板10に照射することにより、半導体基板10内部の、素子形成領域R1に対応する領域内の複数の箇所に、単結晶シリコンで構成される半導体基板10の状態(材質)が変化した改質部12を形成する(図3B)。改質部12は、半導体基板10を構成する単結晶シリコンが、アモルファスシリコンに変化した部分である。レーザ光Lとして、フェムト秒レーザを用い、単位面積あたりのエネルギー量(フルエンス)を、アブレーションが生じない加工閾値以下の所定範囲に設定する。このようなレーザ光Lを単結晶シリコンに照射することで、単結晶シリコン内部に高密度のアモルファスシリコン層が形成される。例えば、図2に示すように、素子形成領域R1に対応する領域内のダイシングライン60に対応する位置に改質部12を設けてもよい。改質部12は、後述の研削工程おいて形成される凹部13の底面S3の深さ位置に達するように形成される。   Next, by irradiating the semiconductor substrate 10 with the laser light L from the first main surface S1 side using the laser irradiation device 20, a plurality of regions in the region corresponding to the element formation region R1 inside the semiconductor substrate 10 are provided. A modified portion 12 in which the state (material) of the semiconductor substrate 10 made of single crystal silicon is changed is formed at a location (FIG. 3B). The reforming portion 12 is a portion where single crystal silicon constituting the semiconductor substrate 10 is changed to amorphous silicon. A femtosecond laser is used as the laser light L, and the amount of energy (fluence) per unit area is set to a predetermined range equal to or less than a processing threshold at which no ablation occurs. By irradiating the single crystal silicon with such laser light L, a high-density amorphous silicon layer is formed inside the single crystal silicon. For example, as shown in FIG. 2, the modified portion 12 may be provided at a position corresponding to the dicing line 60 in the region corresponding to the element formation region R1. The reforming part 12 is formed so as to reach the depth position of the bottom surface S3 of the recess 13 formed in the grinding process described later.

次に、半導体基板10の第1の主面S1に、複数の半導体素子11を覆うように保護テープ30を貼り付ける(図3C)。   Next, a protective tape 30 is attached to the first main surface S1 of the semiconductor substrate 10 so as to cover the plurality of semiconductor elements 11 (FIG. 3C).

次に、半導体基板10を第2の主面S2側から研削して半導体基板10を薄化する。本工程では、半導体基板10は、保護テープ30が貼り付けられた第1の主面S1側が下向き、第2の主面S2側が上向きとなるようにバックグラインド装置のステージ40上に載置され、グラインディングホイール41を用いて、第2の主面S2側が研削される。研削は、素子形成領域R1に対応する領域に対してのみ行われ、外周領域R2に対応する領域は、研削されない。これにより、半導体基板10の外周部においては半導体基板10の初期の厚さ(例えば600μm程度)が維持される一方、半導体基板10の内周部は、半導体素子11の目標耐圧等に応じて、例えば100μm程度にまで薄化される。その結果、半導体基板10の第2の主面S2の素子形成領域R1に対応する領域に凹部13が形成される。また、凹部13の底面S3において改質部12が露出する(図3D)。このように、半導体基板10の外周部の厚みを確保しつつ半導体基板10を研削することにより、半導体基板10の反りの発生を抑制するとともに薄化後における半導体基板10の強度を確保することが可能となる。これにより、半導体基板10のハンドリング性を向上させることができ、本工程以降における処理が容易となる。   Next, the semiconductor substrate 10 is ground from the second main surface S2 side to thin the semiconductor substrate 10. In this step, the semiconductor substrate 10 is placed on the stage 40 of the back grinding apparatus so that the first main surface S1 side to which the protective tape 30 is attached is directed downward and the second main surface S2 side is directed upward. Using the grinding wheel 41, the second main surface S2 side is ground. The grinding is performed only on the region corresponding to the element formation region R1, and the region corresponding to the outer peripheral region R2 is not ground. Thereby, the initial thickness (for example, about 600 μm) of the semiconductor substrate 10 is maintained in the outer peripheral portion of the semiconductor substrate 10, while the inner peripheral portion of the semiconductor substrate 10 is in accordance with the target breakdown voltage of the semiconductor element 11. For example, the thickness is reduced to about 100 μm. As a result, the recess 13 is formed in a region corresponding to the element formation region R1 of the second main surface S2 of the semiconductor substrate 10. Further, the modified portion 12 is exposed at the bottom surface S3 of the recess 13 (FIG. 3D). As described above, by grinding the semiconductor substrate 10 while securing the thickness of the outer peripheral portion of the semiconductor substrate 10, it is possible to suppress the warpage of the semiconductor substrate 10 and to ensure the strength of the semiconductor substrate 10 after thinning. It becomes possible. Thereby, the handling property of the semiconductor substrate 10 can be improved, and the process after this process becomes easy.

次に、例えば、フッ酸や硝酸を含む混酸を用いて半導体基板10の凹部13の底面S3をエッチングすることにより、加工歪を除去するとともに、凹部13の底面S3を平坦化する。改質部12のエッチングレートが、凹部13の底面S3のエッチングレートよりも高い場合には、改質部12の形成位置に凹状の構造部分14が形成される。すなわち、アモルファスシリコンで構成される改質部12が、単結晶シリコンで構成される凹部13の底面S3よりも高いエッチングレートでエッチングされた部分が、凹状の構造部分14となる(図4A)。なお、本エッチングにおいては、凹部13の底面S3において、改質部12を完全に除去してもよいし、改質部12を部分的に残してもよい。また、本エッチング工程をドライエッチングプロセスを用いて行ってもよい。   Next, for example, by etching the bottom surface S3 of the concave portion 13 of the semiconductor substrate 10 using a mixed acid containing hydrofluoric acid or nitric acid, the processing strain is removed and the bottom surface S3 of the concave portion 13 is flattened. When the etching rate of the modified portion 12 is higher than the etching rate of the bottom surface S3 of the concave portion 13, the concave structure portion 14 is formed at the position where the modified portion 12 is formed. That is, the portion where the modified portion 12 made of amorphous silicon is etched at an etching rate higher than the bottom surface S3 of the recess 13 made of single crystal silicon becomes the concave structure portion 14 (FIG. 4A). In this etching, the modified portion 12 may be completely removed from the bottom surface S3 of the concave portion 13, or the modified portion 12 may be partially left. Moreover, you may perform this etching process using a dry etching process.

次に、スパッタ法またはめっき法等を用いて、半導体素子11の電極を構成する導電膜15を凹部13の底面S3上に形成する(図4B)。ここで、図5は、図4Bにおいて破線で囲んだ部分Aを拡大した図である。図4Bおよび図5に示すように、導電膜15の形成後においても、凹状の構造部分14によって凹部13の底面S3に形成される凹凸が認識可能な厚さで導電膜15が形成される。すなわち、凹状の構造部分14を完全に埋めない膜厚で導電膜15が形成される。このように、導電膜15の形成後においても、凹状の構造部分14によって凹部13の底面S3に形成される凹凸を認識可能にしておくことにより、凹状の構造部分14を、後述のダイシング工程において、ダイシングブレードの位置決めを行うためのアライメントマークとして機能させることができる。   Next, the conductive film 15 constituting the electrode of the semiconductor element 11 is formed on the bottom surface S3 of the recess 13 by using a sputtering method or a plating method (FIG. 4B). Here, FIG. 5 is an enlarged view of a portion A surrounded by a broken line in FIG. 4B. As shown in FIGS. 4B and 5, even after the formation of the conductive film 15, the conductive film 15 is formed with such a thickness that the concave and convex portions formed on the bottom surface S <b> 3 of the concave portion 13 can be recognized by the concave structure portion 14. That is, the conductive film 15 is formed with a film thickness that does not completely fill the concave structure portion 14. Thus, even after the conductive film 15 is formed, the concave structure portion 14 is made recognizable by the concave structure portion 14 on the bottom surface S3 of the concave portion 13, so that the concave structure portion 14 can be formed in a dicing process described later. It can function as an alignment mark for positioning the dicing blade.

次に、半導体基板10をダイシングライン60(図2参照)に沿って切断することにより複数の半導体素子11を個片化する。本工程では、半導体基板10は、表面が平坦な第1の主面S1にダイシングテープ31が貼り付けられ、第1の主面S1がダイシング装置のステージ50と対向する向きでダイシング装置にセットされる。ダイシング装置に備えられたダイシングブレード51は、第2の主面S2側から半導体基板10に挿入される。ダイシング装置は、凹部13の底面S3に形成されたアライメンマークとして機能する凹状の構造部分14を画像認識することで、ダイシングライン60の位置を推定し、ダイシングブレード51の位置決めを行う。これにより、ダイシングライン60に沿って半導体基板10が切断され、半導体素子11が切り出される(図4C)。   Next, the semiconductor substrate 10 is cut along the dicing line 60 (see FIG. 2) to divide the plurality of semiconductor elements 11 into individual pieces. In this step, the semiconductor substrate 10 is set in the dicing apparatus such that the dicing tape 31 is attached to the first main surface S1 having a flat surface, and the first main surface S1 faces the stage 50 of the dicing apparatus. The The dicing blade 51 provided in the dicing apparatus is inserted into the semiconductor substrate 10 from the second main surface S2 side. The dicing apparatus estimates the position of the dicing line 60 and positions the dicing blade 51 by recognizing an image of the concave structure portion 14 that functions as an alignment mark formed on the bottom surface S3 of the concave portion 13. Thereby, the semiconductor substrate 10 is cut along the dicing line 60, and the semiconductor element 11 is cut out (FIG. 4C).

以上のように、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置100およびその製造方法によれば、半導体基板10内の所定位置に形成された改質部12に対応して、凹部13の底面S3に凹状の構造部分14が形成される。この凹状の構造部分14によって、凹部13の底面S3に凹凸が形成されるので、凹部13の底面S3に、半導体素子11の電極を構成する可視光および赤外線を透過させない導電膜15を形成しても、導電膜15が凹状の構造部分14を完全に埋めない厚さで形成される限り、凹状の構造部分14を認識することが可能となる。従って、半導体基板10の第2の主面S2側に形成された凹状の構造部分14を、半導体基板10のダイシング工程において、ダイシングブレード51の位置決めを行うためのアライメントマークとして用いることが可能となる。すなわち、本実施形態に係る半導体装置100は、可視光や赤外線を透過させない導電膜で覆われた半導体基板の第2の主面S2側からの観察によって認識することができるアライメントマークを備えるので、半導体基板10を、既存のダイシング装置を用いて第2の主面S2側からダイシングすることが可能となる。   As described above, according to the semiconductor device 100 and the manufacturing method thereof according to the first embodiment of the present invention, the bottom surface of the recess 13 corresponding to the modified portion 12 formed at a predetermined position in the semiconductor substrate 10. A concave structure portion 14 is formed in S3. Since the concave structure portion 14 forms irregularities on the bottom surface S3 of the concave portion 13, a conductive film 15 that does not transmit visible light and infrared rays constituting the electrodes of the semiconductor element 11 is formed on the bottom surface S3 of the concave portion 13. However, as long as the conductive film 15 is formed with a thickness that does not completely fill the concave structure portion 14, the concave structure portion 14 can be recognized. Therefore, the concave structure portion 14 formed on the second main surface S2 side of the semiconductor substrate 10 can be used as an alignment mark for positioning the dicing blade 51 in the dicing process of the semiconductor substrate 10. . That is, the semiconductor device 100 according to the present embodiment includes the alignment mark that can be recognized by observation from the second main surface S2 side of the semiconductor substrate covered with the conductive film that does not transmit visible light or infrared light. The semiconductor substrate 10 can be diced from the second main surface S2 side using an existing dicing apparatus.

なお、上記の実施形態においては、改質部12のエッチングレートが、凹部13の底面S3のエッチングレートよりも高く、改質部12の形成位置に凹状の構造部分14が形成される場合について例示した。しかしながら、改質部12のエッチングレートが、凹部13の底面S3のエッチングレートよりも低い場合には、図6に示すように、改質部12の形成位置に凸状の構造部分14が形成されることとなる。すなわち、単結晶シリコンで構成される凹部13の底面S3が、アモルファスシリコンで構成される改質部12よりも高いエッチングレートでエッチングされた場合には、改質部12が凹部13の底面S3に対して突出し、凸状の構造部分14が形成される。   In the above embodiment, the etching rate of the modified portion 12 is higher than the etching rate of the bottom surface S3 of the recess 13, and the concave structure portion 14 is formed at the position where the modified portion 12 is formed. did. However, when the etching rate of the modified portion 12 is lower than the etching rate of the bottom surface S3 of the concave portion 13, a convex structure portion 14 is formed at the formation position of the modified portion 12 as shown in FIG. The Rukoto. That is, when the bottom surface S3 of the concave portion 13 made of single crystal silicon is etched at a higher etching rate than the modified portion 12 made of amorphous silicon, the modified portion 12 is formed on the bottom surface S3 of the concave portion 13. A convex structure portion 14 is formed to protrude.

改質部12のエッチングレートが、凹部13の底面S3のエッチングレートに対して高くなるか低くなるかは、凹部13の底面S3において表出している単結晶シリコンの面方位による。すなわち、凹部13の底面S3において表出している単結晶シリコンの結晶面が、エッチングレートが比較的低い面である場合には、改質部12のエッチングが先行するため、改質部12の形成位置に凹状の構造部分14が形成され得る。一方、凹部13の底面S3において表出している単結晶シリコンの結晶面が、エッチングレートが比較的高い結晶面である場合には、凹部13の底面S3のエッチングが先行するため、改質部12の形成位置に凸状の構造部分14が形成される。   Whether the etching rate of the modified portion 12 is higher or lower than the etching rate of the bottom surface S3 of the recess 13 depends on the plane orientation of the single crystal silicon exposed at the bottom surface S3 of the recess 13. That is, when the crystal plane of the single crystal silicon exposed at the bottom surface S3 of the recess 13 is a surface with a relatively low etching rate, the modification portion 12 is preceded by etching, so that the modification portion 12 is formed. A concave structure portion 14 may be formed at the location. On the other hand, when the crystal plane of the single crystal silicon exposed at the bottom surface S3 of the recess 13 is a crystal surface with a relatively high etching rate, the etching of the bottom surface S3 of the recess 13 precedes. A convex structure portion 14 is formed at the formation position.

また、上記の実施形態では、半導体基板10の薄化を研削により行う場合を例示したが(図3D参照)、半導体基板10の薄化をエッチングによって行ってもよい。すなわち、半導体基板10の第2の主面S2をエッチングすることで、半導体基板10の第2の主面S2に凹部13を形成してもよい。この場合、凹部13を形成した段階で凹部13の底面S3に凹状または凸状の構造部分14を形成することができる。換言すれば、凹部13の形成と、凹状または凸状の構造部分14の形成とを共通のエッチング処理によって行うことができ、半導体基板10の薄化を研削により行う場合と比較して工程数を削減することができる。   In the above embodiment, the semiconductor substrate 10 is thinned by grinding (see FIG. 3D). However, the semiconductor substrate 10 may be thinned by etching. That is, the recess 13 may be formed in the second main surface S2 of the semiconductor substrate 10 by etching the second main surface S2 of the semiconductor substrate 10. In this case, the concave or convex structure portion 14 can be formed on the bottom surface S3 of the concave portion 13 at the stage where the concave portion 13 is formed. In other words, the formation of the concave portion 13 and the formation of the concave or convex structure portion 14 can be performed by a common etching process, and the number of steps can be reduced compared to the case where the semiconductor substrate 10 is thinned by grinding. Can be reduced.

また、上記の実施形態では、改質部12を、ダイシングライン60に対応する位置に設ける場合を例示したが(図2参照)、この態様に限定されるものではない。改質部12は、薄化処理が施される素子形成領域R1内に配置されていればよく、例えば、図7に示すように、ダイシングライン60に対応する位置から外れた位置に設けられていてもよい。すなわち、改質部12の形成位置に形成されるアライメントマークが、ダイシングライン60に対応する位置に存在しない場合でも、該アライメントマークに基づいて、ダイシングブレード51の位置決めを行うことは可能である。   In the above embodiment, the case where the reforming unit 12 is provided at a position corresponding to the dicing line 60 is illustrated (see FIG. 2), but the present invention is not limited to this mode. The reforming unit 12 only needs to be disposed in the element formation region R1 to be subjected to the thinning process. For example, as illustrated in FIG. 7, the reforming unit 12 is provided at a position away from the position corresponding to the dicing line 60. May be. That is, even when the alignment mark formed at the position where the modified portion 12 is formed does not exist at the position corresponding to the dicing line 60, the dicing blade 51 can be positioned based on the alignment mark.

[第2の実施形態]
図8は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置101の構成を示す断面図である。半導体装置101は、第1の実施形態に係る半導体装置100と同様、例えば、シリコン等の半導体からなる半導体基板(半導体ウエハ)10を含んで構成され、半導体基板10の第1の主面S1には、半導体基板10の外周領域R2の内側に複数の半導体素子11が形成された素子形成領域R1を有する。半導体基板10の第1の主面S1とは反対側の第2の主面S2の素子形成領域R1に対応する領域には、第1の主面S1側に向けて凹んだ凹部13が設けられている。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device 101 according to the second embodiment of the present invention. Similar to the semiconductor device 100 according to the first embodiment, the semiconductor device 101 includes a semiconductor substrate (semiconductor wafer) 10 made of a semiconductor such as silicon, for example, and is formed on the first main surface S1 of the semiconductor substrate 10. Has an element formation region R1 in which a plurality of semiconductor elements 11 are formed inside the outer peripheral region R2 of the semiconductor substrate 10. In a region corresponding to the element formation region R1 of the second main surface S2 opposite to the first main surface S1 of the semiconductor substrate 10, a recess 13 that is recessed toward the first main surface S1 side is provided. ing.

半導体装置101は、半導体基板10の外縁部(エッジ部)の複数の箇所に、半導体基板10を切り欠いた切り欠き部70を有する。図9は、切り欠き部70の配置の一例を示す平面図である。図9に示すように、切り欠き部70は、半導体基板10の外縁部(エッジ部)のダイシングライン60上に設けられていてもよい。半導体基板10の外縁部(エッジ部)に設けられた複数の切り欠き部70は、半導体基板10上に形成された複数の半導体素子11を個片化するためのダイシング工程において、ダイシングブレードの位置決めを行うためのアライメントマークとして機能する。   The semiconductor device 101 has cutout portions 70 obtained by cutting out the semiconductor substrate 10 at a plurality of locations on the outer edge portion (edge portion) of the semiconductor substrate 10. FIG. 9 is a plan view showing an example of the arrangement of the cutout portions 70. As shown in FIG. 9, the notch portion 70 may be provided on the dicing line 60 at the outer edge portion (edge portion) of the semiconductor substrate 10. The plurality of cutout portions 70 provided on the outer edge portion (edge portion) of the semiconductor substrate 10 position the dicing blade in a dicing process for separating the plurality of semiconductor elements 11 formed on the semiconductor substrate 10. It functions as an alignment mark for performing.

凹部13の底面S3は、半導体素子11の電極を構成する導電膜15によって被覆されている。半導体基板10の外縁部(エッジ部)に形成された切り欠き部70によって構成されるアライメントマークは、導電膜15が形成された状態においても認識可能である。   The bottom surface S <b> 3 of the recess 13 is covered with a conductive film 15 that constitutes an electrode of the semiconductor element 11. The alignment mark formed by the cutout portion 70 formed at the outer edge portion (edge portion) of the semiconductor substrate 10 can be recognized even when the conductive film 15 is formed.

以下に、半導体装置101の製造方法について説明する。図10A〜図10C、図11Aおよび図11Bは、半導体装置101の製造方法の一例を示す断面図である。   A method for manufacturing the semiconductor device 101 will be described below. 10A to 10C, FIG. 11A, and FIG. 11B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the semiconductor device 101.

はじめに、単結晶シリコンを主材料とする半導体基板10を用意する。続いて、半導体基板10の第1の主面S1の外周領域R2の内側の素子形成領域R1に複数の半導体素子11を形成する(図10A)。半導体素子11は、例えばMOSFET、バイポーラトランジスタ、IGBT等のディスクリート素子であってもよく、複数の半導体素子を含む集積回路であってもよい。半導体素子11は、成膜工程、イオン注入工程、エッチング工程、配線工程などを含む公知のプロセスによって形成される。   First, a semiconductor substrate 10 whose main material is single crystal silicon is prepared. Subsequently, a plurality of semiconductor elements 11 are formed in the element formation region R1 inside the outer peripheral region R2 of the first main surface S1 of the semiconductor substrate 10 (FIG. 10A). The semiconductor element 11 may be a discrete element such as a MOSFET, a bipolar transistor, or an IGBT, or may be an integrated circuit including a plurality of semiconductor elements. The semiconductor element 11 is formed by a known process including a film forming process, an ion implantation process, an etching process, a wiring process, and the like.

次に、レーザ照射装置20を用いて、第1の主面S1側からレーザ光Lを照射することにより、半導体基板10の外縁部(エッジ部)の複数の箇所に、切り欠き部70を形成する(図10B)。レーザ光Lとして、第1の実施形態と同様、フェムト秒レーザを用いることが可能であるが、改質部12を形成する場合と比較して、単位面積あたりのエネルギー量(フルエンス)を高くする。レーザ光Lのフルエンスを高くしてアブレーションを生じさせることで、半導体基板10を機械的に加工することが可能となる。半導体基板10は、外縁部(エッジ部)が傾斜しており、厚さが比較的薄くなっていることから、レーザ照射によって半導体基板10の外縁部(エッジ部)に切り欠き部70を容易に形成することができる。切り欠き部70は、例えば、図9に示すように、半導体基板10の外縁部(エッジ部)のダイシングライン60上に形成される。   Next, the laser irradiation device 20 is used to irradiate the laser beam L from the first main surface S1 side, thereby forming the cutout portions 70 at a plurality of locations on the outer edge portion (edge portion) of the semiconductor substrate 10. (FIG. 10B). As in the first embodiment, a femtosecond laser can be used as the laser light L, but the amount of energy (fluence) per unit area is increased as compared with the case where the modified portion 12 is formed. . By increasing the fluence of the laser beam L and causing ablation, the semiconductor substrate 10 can be mechanically processed. Since the semiconductor substrate 10 has an outer edge portion (edge portion) inclined and a relatively small thickness, the cutout portion 70 can be easily formed on the outer edge portion (edge portion) of the semiconductor substrate 10 by laser irradiation. Can be formed. For example, as shown in FIG. 9, the notch portion 70 is formed on a dicing line 60 on the outer edge portion (edge portion) of the semiconductor substrate 10.

次に、半導体基板10の第1の主面S1に、複数の半導体素子11を覆うように保護テープ30を貼り付ける。その後、半導体基板10を第2の主面S2側から研削して半導体基板10を薄化する(図10C)。本工程では、半導体基板10は、保護テープ30が貼り付けられた第1の主面S1側が下向き、第2の主面S2側が上向きとなるようにバックグラインド装置のステージ40上に載置され、グラインディングホイール41を用いて、第2の主面S2側が研削される。研削は、素子形成領域R1に対応する領域に対してのみ行われ、外周領域R2に対応する領域は、研削されない。これにより、半導体基板10の外周部においては半導体基板10の初期の厚さ(例えば600μm程度)が維持される一方、半導体基板10の内周部は、半導体素子11の目標耐圧等に応じて、例えば100μm程度にまで薄化される。その結果、半導体基板10の第2の主面S2の素子形成領域R1に対応する領域に凹部13が形成される。   Next, the protective tape 30 is attached to the first main surface S1 of the semiconductor substrate 10 so as to cover the plurality of semiconductor elements 11. Thereafter, the semiconductor substrate 10 is ground from the second main surface S2 side to thin the semiconductor substrate 10 (FIG. 10C). In this step, the semiconductor substrate 10 is placed on the stage 40 of the back grinding apparatus so that the first main surface S1 side to which the protective tape 30 is attached is directed downward and the second main surface S2 side is directed upward. Using the grinding wheel 41, the second main surface S2 side is ground. The grinding is performed only on the region corresponding to the element formation region R1, and the region corresponding to the outer peripheral region R2 is not ground. Thereby, the initial thickness (for example, about 600 μm) of the semiconductor substrate 10 is maintained in the outer peripheral portion of the semiconductor substrate 10, while the inner peripheral portion of the semiconductor substrate 10 is in accordance with the target breakdown voltage of the semiconductor element 11. For example, the thickness is reduced to about 100 μm. As a result, the recess 13 is formed in a region corresponding to the element formation region R1 of the second main surface S2 of the semiconductor substrate 10.

次に、例えば、フッ酸や硝酸を含む混酸を用いて半導体基板10の凹部13の底面S3をエッチングすることにより、加工歪を除去するとともに、凹部13の底面S3を平坦化する。その後、スパッタ法またはめっき法等を用いて、半導体素子11の電極を構成する導電膜15を凹部13の底面S3上に形成する(図11A)。   Next, for example, by etching the bottom surface S3 of the concave portion 13 of the semiconductor substrate 10 using a mixed acid containing hydrofluoric acid or nitric acid, the processing strain is removed and the bottom surface S3 of the concave portion 13 is flattened. Thereafter, the conductive film 15 constituting the electrode of the semiconductor element 11 is formed on the bottom surface S3 of the recess 13 by using a sputtering method or a plating method (FIG. 11A).

次に、半導体基板10をダイシングライン60(図9参照)に沿って切断することにより複数の半導体素子11を個片化する。本工程では、半導体基板10は、表面が平坦な第1の主面S1にダイシングテープ31が貼り付けられ、第1の主面S1がダイシング装置のステージ50と対向する向きでダイシング装置にセットされる。ダイシング装置に備えられたダイシングブレード51は、第2の主面S2側から半導体基板10に挿入される。ダイシング装置は、半導体基板10の外縁部(エッジ部)に形成されたアライメンマークとして機能する切り欠き部70を画像認識することで、ダイシングライン60の位置を推定し、ダイシングブレード51の位置決めを行う。これにより、ダイシングライン60に沿って半導体基板10が切断され、半導体素子11が切り出される(図11B)。   Next, the semiconductor substrate 10 is cut along the dicing line 60 (see FIG. 9) to divide the plurality of semiconductor elements 11 into individual pieces. In this step, the semiconductor substrate 10 is set in the dicing apparatus such that the dicing tape 31 is attached to the first main surface S1 having a flat surface, and the first main surface S1 faces the stage 50 of the dicing apparatus. The The dicing blade 51 provided in the dicing apparatus is inserted into the semiconductor substrate 10 from the second main surface S2 side. The dicing apparatus estimates the position of the dicing line 60 and positions the dicing blade 51 by recognizing an image of the notch 70 functioning as an alignment mark formed on the outer edge (edge) of the semiconductor substrate 10. . Thereby, the semiconductor substrate 10 is cut along the dicing line 60, and the semiconductor element 11 is cut out (FIG. 11B).

以上のように、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置101およびその製造方法によれば、切り欠き部70が、半導体基板10の外縁部(エッジ部)に形成されるので、凹部13の底面S3に、半導体素子11の電極を構成する可視光および赤外線を透過させない導電膜15を形成しても、半導体基板10の第2の主面S2側から切り欠き部70を認識することが可能となる。従って、切り欠き部70を、半導体基板10のダイシング工程においてダイシングブレード51の位置決めを行うためのアライメントマークとして用いることが可能となる。すなわち、本実施形態に係る半導体装置101は、可視光や赤外線を透過させない導電膜で覆われた半導体基板の第2の主面S2側からの観察によって認識できるアライメントマークを備えるので、半導体基板10を、既存のダイシング装置を用いて第2の主面S2側からダイシングすることが可能となる。   As described above, according to the semiconductor device 101 and the method for manufacturing the same according to the second embodiment of the present invention, the cutout portion 70 is formed in the outer edge portion (edge portion) of the semiconductor substrate 10. Even if the conductive film 15 that does not transmit visible light and infrared light that constitute the electrodes of the semiconductor element 11 is formed on the bottom surface S3 of the semiconductor substrate 10, the cutout portion 70 can be recognized from the second main surface S2 side of the semiconductor substrate 10. It becomes possible. Therefore, the cutout portion 70 can be used as an alignment mark for positioning the dicing blade 51 in the dicing process of the semiconductor substrate 10. That is, the semiconductor device 101 according to the present embodiment includes the alignment mark that can be recognized by observation from the second main surface S2 side of the semiconductor substrate covered with the conductive film that does not transmit visible light or infrared light. Can be diced from the second main surface S2 side using an existing dicing apparatus.

なお、上記の実施形態では、切り欠き部70をレーザ照射によって形成する場合を例示したが、ダイシングブレードで半導体基板10の外縁部(エッジ部)を切り欠くことで、切り欠き部70を形成することも可能である。   In the above embodiment, the case where the cutout portion 70 is formed by laser irradiation is exemplified. However, the cutout portion 70 is formed by cutting out the outer edge portion (edge portion) of the semiconductor substrate 10 with a dicing blade. It is also possible.

また、上記の実施形態では、切り欠き部70をダイシングライン60上に設ける場合を例示したが(図9参照)、切り欠き部70をダイシングライン60から外れた位置に設けてもよい。すなわち、切り欠き部70によって構成されるアライメントマークが、ダイシングライン60上に存在しない場合でも、該アライメントマークに基づいて、ダイシングブレード51の位置決めを行うことは可能である。   Moreover, although the case where the notch part 70 was provided on the dicing line 60 was illustrated in said embodiment (refer FIG. 9), you may provide the notch part 70 in the position remove | deviated from the dicing line 60. FIG. That is, even when the alignment mark constituted by the notch portion 70 does not exist on the dicing line 60, the dicing blade 51 can be positioned based on the alignment mark.

10 半導体基板
11 半導体素子
12 改質部
13 凹部
14 構造部分
15 導電膜
70 切り欠き部
R1 素子形成領域
R2 外周領域
100、101 半導体装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor substrate 11 Semiconductor element 12 Modification | denaturation part 13 Recessed part 14 Structure part 15 Conductive film 70 Notch part R1 Element formation area R2 Peripheral area | regions 100 and 101

Claims (13)

第1の主面に複数の半導体素子が形成された素子形成領域および前記素子形成領域の外周を囲む外周領域を有し、前記第1の主面とは反対側の第2の主面の前記素子形成領域に対応する領域に前記第1の主面側に向けて凹んだ凹部を有する半導体基板と、
前記半導体基板の内部の、前記凹部に対応する領域内に設けられた改質部と、
前記凹部の底面の前記改質部の形成位置に設けられた凸状または凹状の構造部分と、
前記構造部分と前記凹部の底面とを被覆する導電膜と、
を含む半導体装置。
An element forming region in which a plurality of semiconductor elements are formed on a first main surface; and an outer peripheral region surrounding an outer periphery of the element forming region; and the second main surface opposite to the first main surface A semiconductor substrate having a recess recessed toward the first main surface in a region corresponding to an element formation region;
A modified portion provided in a region corresponding to the concave portion inside the semiconductor substrate;
A convex or concave structure portion provided at the formation position of the modified portion on the bottom surface of the concave portion;
A conductive film covering the structural portion and the bottom surface of the recess;
A semiconductor device including:
前記凸状または凹状の構造部分が、前記複数の半導体素子の各々を区画する分割ラインに対応する前記凹部の底面に設けられている
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein the convex or concave structure portion is provided on a bottom surface of the concave portion corresponding to a dividing line that partitions each of the plurality of semiconductor elements.
前記導電膜は、可視光および赤外線に対して透過性を有しない
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive film does not transmit visible light and infrared light.
前記半導体基板は単結晶シリコンを含み、
前記改質部はアモルファスシリコンを含む
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の半導体装置。
The semiconductor substrate comprises single crystal silicon;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the modified portion includes amorphous silicon.
第1の主面に複数の半導体素子が形成された素子形成領域および前記素子形成領域の外周を囲む外周領域を有し、前記第1の主面とは反対側の第2の主面の前記素子形成領域に対応する領域に前記第1の主面側に向けて凹んだ凹部を有する半導体基板と、
前記半導体基板の外縁部に設けられた切り欠き部と、
前記半導体基板の前記凹部の底面を被覆する導電膜と、
を含む半導体装置。
An element forming region in which a plurality of semiconductor elements are formed on a first main surface; and an outer peripheral region surrounding an outer periphery of the element forming region; and the second main surface opposite to the first main surface A semiconductor substrate having a recess recessed toward the first main surface in a region corresponding to an element formation region;
A notch provided in an outer edge of the semiconductor substrate;
A conductive film covering a bottom surface of the recess of the semiconductor substrate;
A semiconductor device including:
第1の主面に複数の半導体素子が形成された素子形成領域および前記素子形成領域の外周を囲む外周領域を有する半導体基板の、前記素子形成領域に対応する領域内における所定の深さ位置に、前記半導体基板の状態が変化した改質部を形成する工程と、
前記半導体基板の前記第1の主面とは反対側の第2の主面の前記素子形成領域に対応する領域に前記第1の主面側に向けて凹んだ凹部を形成し、前記凹部の底面に前記改質部を露出させる工程と、
前記凹部の底面をエッチングすることによって前記改質部の形成位置に凸状または凹状の構造部分を形成する工程と、
前記凸状または凹状の構造部分によって前記凹部の底面に形成される凹凸が認識可能な厚さで前記凹部の底面を導電膜で被覆する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
A semiconductor substrate having an element forming region in which a plurality of semiconductor elements are formed on the first main surface and an outer peripheral region surrounding the outer periphery of the element forming region at a predetermined depth position in a region corresponding to the element forming region. Forming a modified portion in which the state of the semiconductor substrate has changed,
Forming a recess recessed toward the first main surface in a region corresponding to the element formation region of the second main surface opposite to the first main surface of the semiconductor substrate; Exposing the modified portion on the bottom surface;
Forming a convex or concave structure portion at a formation position of the modified portion by etching the bottom surface of the concave portion; and
A step of covering the bottom surface of the recess with a conductive film with a thickness capable of recognizing irregularities formed on the bottom surface of the recess by the convex or concave structure portion;
A method of manufacturing a semiconductor device including:
前記半導体基板にレーザを照射することによって前記改質部を形成する
請求項6に記載の製造方法。
The manufacturing method according to claim 6, wherein the modified portion is formed by irradiating the semiconductor substrate with a laser.
前記半導体基板の前記第2の主面を研削することにより前記凹部を形成する
請求項6または請求項7に記載の製造方法。
The manufacturing method according to claim 6, wherein the recess is formed by grinding the second main surface of the semiconductor substrate.
前記半導体基板の前記第2の主面をエッチングすることにより前記凹部を形成するとともに前記凸状または凹状の構造部分を形成する
請求項6または請求項7に記載の製造方法。
The manufacturing method according to claim 6, wherein the concave portion is formed by etching the second main surface of the semiconductor substrate, and the convex or concave structural portion is formed.
前記凸状または凹状の構造部分によって前記凹部の底面に形成される凹凸をアライメントマークとして用いて前記複数の半導体素子を個片化する工程を更に含む
請求項6から請求項9のいずれか1項に記載の製造方法。
10. The method according to claim 6, further comprising a step of dividing the plurality of semiconductor elements into individual pieces by using the unevenness formed on the bottom surface of the concave portion by the convex or concave structure portion as an alignment mark. The manufacturing method as described in.
第1の主面に複数の半導体素子が形成された素子形成領域および前記素子形成領域の外周を囲む外周領域を有する半導体基板の外縁部に切り欠き部を形成する工程と、
前記半導体基板の前記第1の主面とは反対側の第2の主面の前記素子形成領域に対応する領域に前記第1の主面側に向けて凹んだ凹部を形成する工程と、
前記凹部の底面を導電膜で被覆する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
Forming a notch in an outer edge portion of a semiconductor substrate having an element forming region in which a plurality of semiconductor elements are formed on the first main surface and an outer peripheral region surrounding the outer periphery of the element forming region;
Forming a recess recessed toward the first main surface in a region corresponding to the element formation region of the second main surface opposite to the first main surface of the semiconductor substrate;
Coating the bottom surface of the recess with a conductive film;
A method of manufacturing a semiconductor device including:
前記半導体基板にレーザを照射することによって前記切り欠き部を形成する
請求項11に記載の製造方法。
The manufacturing method according to claim 11, wherein the notch is formed by irradiating the semiconductor substrate with a laser.
前記切り欠き部をアライメントマークとして用いて前記複数の半導体素子を個片化する工程を更に含む
請求項11または請求項12に記載の製造方法。
The manufacturing method according to claim 11, further comprising a step of separating the plurality of semiconductor elements using the notch as an alignment mark.
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