JP2013161944A

JP2013161944A - ダイシング方法

Info

Publication number: JP2013161944A
Application number: JP2012022701A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Murazaki; 宏幸村崎; Yoshiyuki Suehiro; 善幸末廣
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2013-08-19

Abstract

【課題】本発明は、炭化珪素ウエハへのチッピング等のダメージの少ない、低コストのダイシング方法の提供を目的とする。
【解決手段】本発明は、炭化珪素ウエハ１を所定のダイシングライン２０ａに沿って切断するダイシング方法であって、炭化珪素ウエハ１は、ダイシングライン２０ａを含む、炭化珪素ウエハ１の第１主面が露出したダイシング領域２１と、炭化珪素ウエハ１の第２主面上の全面に形成された電極層６とを備え、炭化珪素ウエハ１を、前記第２主面を表にしてワークテーブルに保持させる工程と、炭化珪素ウエハ１の第２主面側において、第１主面のダイシングライン２０ａと対応する位置に、電極層６を貫通する深さの切削溝８を第１のダイシングブレードによって形成する工程と、この工程の後に、切削溝８の開口よりも幅の狭い第２のダイシングブレードによって切削溝８をさらに切削することにより、炭化珪素ウエハ１を切断する工程とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明はダイシング方法に関し、特に、炭化珪素ウエハを所定のダイシングラインに沿って切断するダイシング方法に関する。

半導体装置の製造工程では、大量に生産されるウエハをチップ状態にするために、ウエハプロセス完了時点でダイシングを行うのが一般的である。ここで、ダイシングとは、回路パターンが形成されたウエハを所定のラインに沿って分離して、チップ状態にする工程を意味する。特に、本明細書では、ダイシングブレードによってウエハを切断してチップ状態に分離する工程をダイシングと呼ぶ。

また、切断によるダイシングの他に、ダイシングブレードやエッチングなどで溝や切欠きを形成したウエハに、ローラーなどで応力を加えることによって、ウエハを割ってチップ状態にする方法もある。この方法は一般に、スクライビングと呼ばれる。

炭化珪素ウエハに対してダイシングを行う場合、炭化珪素の硬度は非常に高いため、ダイヤモンド砥粒を含んだダイシングブレードを用いてダイシングを行うのが一般的である。

半導体ウエハを、ダイシングラインに沿ってダイシングブレードにより切断する際に、ダイシングライン部分において、ウエハ両面にチッピングなどの切断ダメージが発生する。ここで、チッピングとは、切断部分において生じる、ウエハの欠けやひび割れなどのダメージである。

特に、ウエハ表面に電極層などの金属層が形成された炭化珪素ウエハの切断を行う場合、金属層を切削した際に、ダイシングブレードが、刃の目詰まりや目潰れなどのダメージを受け、ダメージを受けたダイシングブレードで引き続き残りの部分の切断を行うことで、ダイシングライン部分において、ウエハ両面にチッピングなどの切断ダメージが大きくなる。

チッピングなどの切断ダメージが大きいと、半導体素子の破損や、電気特性不良等の不具合が発生し、半導体素子の耐久性の低下や、半導体装置の製造において歩留まりの悪化が問題となる。

一方、炭化珪素ウエハ表面の金属層をエッチングにより除去してから切断を行えば、切断ダメージは比較的小さくなるが、エッチング工程が増えることにより、製造コストが増大する。

また、スクライビングにより、精度よく、またウエハにダメージを与えることなく分離を行う方法として、ウエハの両面に溝や切欠きを設けて、それらを起点として半導体ウエハを割って分離する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００１−１７６８２３号公報特開平１０−１２５９５８号公報

ダイシングライン部分の金属層をエッチングにより除去してからダイシングを行うことにより、比較的ダメージが小さく切断が行えるが、エッチング工程が増えることにより、製造コストの増大が問題となる。

また、特許文献１及び特許文献２の方法では、ウエハ両面に対して、溝を形成するなどの加工を行う必要があるため、やはり製造コストの増大が問題となる。

そこで、本発明は上述の問題を解決するために成されたものであり、硬度の高い炭化珪素ウエハへのチッピング等のダメージの少ない、低コストのダイシング方法の提供を目的とする。

本発明は、炭化珪素ウエハを所定のダイシングラインに沿って切断するダイシング方法であって、炭化珪素ウエハは、ダイシングラインを含む、炭化珪素ウエハの第１主面が露出したダイシング領域と、炭化珪素ウエハの第２主面上の全面に形成された電極層とを備え、炭化珪素ウエハを、前記第２主面を表にしてワークテーブルに保持させる工程と、炭化珪素ウエハの第２主面側において、第１主面のダイシングラインと対応する位置に、電極層を貫通する深さの切削溝を第１のダイシングブレードによって形成する工程と、この工程の後に、切削溝の開口よりも幅の狭い第２のダイシングブレードによって切削溝をさらに切削することにより、炭化珪素ウエハを切断する工程とを備える。

本発明のダイシング方法によれば、炭化珪素ウエハの片側の面に対する切削加工のみで分離を行うため、比較的低コストであり、また電極層を除去した後に切断を行うため、ウエハ両面へのチッピング等のダメージを低減することが可能である。

また、チッピング等のダメージ低減により、製造される半導体装置の耐久性の向上や、歩留まりの向上が期待できる。

本発明の実施の形態に係る半導体基板の断面を示す図である。本発明の実施の形態に係る切断後の半導体基板の断面を示す図である。本発明の実施の形態に係る切断後の半導体基板の断面の別の例を示す図である。

図１に本実施の形態に係る炭化珪素ウエハの断面図を示す。炭化珪素ウエハ１の第１主面上には、絶縁膜２や金属膜３等からなる所定の回路パターンが周期的に形成されている。また、炭化珪素ウエハ１の第２主面の全面には、電極層６が形成されている。第１主面の所定の回路パターン間に設けられたダイシング領域２１においては、炭化珪素ウエハ１が露出しており、ダイシング領域２１に含まれるダイシングライン２０ａに沿って切断が行われる。

なお、このような構造の炭化珪素ウエハをチップ状態にして得られる半導体装置の一例として、パワートランジスタが考えられる。

また、図１に示す、炭化珪素ウエハ１の第１主面上の絶縁膜２や金属膜３等から成る所定の回路パターンは、一例であり、所望の構造に変更してもよい。

＜ダイシング方法＞
まず、図２に示すように、炭化珪素ウエハ１の第２主面を表にして、炭化珪素ウエハをワークテーブル（図示せず）に固定する。ここで、例えば、紫外線により粘着性が変化するダイシングテープを用いて固定を行う。

次に第１の切削工程として、第１のダイシングブレードによって、第２主面の、ダイシングライン２０ａに対応する位置のライン２０ｂに沿って、電極層６を貫通する深さまで切削を行い、切削溝８を形成する。図２に示すように切削溝８の形状はステップ状となる。なお、図３に示すように、断面がＶ字形状のダイシングブレードを用いて切削を行うことにより、切削溝８をベベル状に形成してもよい。

次に第２の切削工程として、切削溝８の開口よりも幅の狭い第２のダイシングブレードによって、切削溝８をさらに切削していき、図２及び図３に示すように、炭化珪素ウエハ１の残りの部分を切削し、ウエハの切断を行う。

炭化珪素ウエハ１のすべてのライン２０ｂにおいて、上述の方法で切断を行った後、ダイシングシール７からチップ状態となったウエハを取り外す。

なお、炭化珪素ウエハの第２主面を表にしてワークテーブルに固定するのは、電極層６の形成されている第２主面に対して切削加工を行うためである。

また、第１の切削工程の目的は、電極層６を除去することであるので、電極層６の厚みに相当する深さまで切削を行えばよい。ただし、確実に電極層６を除去するために、炭化珪素ウエハ１に達してもしばらく切削を続け、切削溝８を形成するのが好ましい。

また、第２の切削工程において、第１のダイシングブレードとは別の、第２のダイシングブレードで切削を行うのは、電極層６を切削することで、第１のダイシングブレードは刃の目詰まりや目潰れといったダメージを受けており、このダメージを受けた第１のダイシングブレードで続けて切断を行うと、第１主面に大きなチッピングダメージを与えてしまうからである。

また、第２のダイシングブレードとして、切削溝８の開口よりも幅の狭いブレードを用いるのは、すでに切削溝８が形成された第２主面において、チッピング等のダメージを発生させないためである。

＜効果＞
本実施の形態におけるダイシング方法は、炭化珪素ウエハ１を所定のダイシングライン２０ａに沿って切断するダイシング方法であって、炭化珪素ウエハ１は、ダイシングライン２０ａを含む、炭化珪素ウエハ１の第１主面が露出したダイシング領域２１と、炭化珪素ウエハ１の第２主面上の全面に形成された電極層６とを備え、炭化珪素ウエハ１を、第２主面を表にしてワークテーブルに保持させる工程と、炭化珪素ウエハ１の第２主面において、第１主面のダイシングライン２０ａと対応する位置に、電極層６を貫通する深さの切削溝８を第１のダイシングブレードによって形成する工程と、この工程の後に、切削溝８の開口よりも幅の狭い第２のダイシングブレードによって切削溝８をさらに切削することにより、炭化珪素ウエハを切断する工程とを備える。

従って、第１のダイシングブレードにより切削溝８を形成することにより、チッピング等のダメージの原因となる電極層６を取り除いてから、切削により刃にダメージを受けた第１のダイシングブレードとは別の第２のダイシングブレードにより切断を行うことで、同一のダイシングブレードにより切断を行う場合と比較して、炭化珪素ウエハ１両面、特に第１主面側へのチッピング等のダメージを低減することができる。

また、切削溝８の開口よりも幅の狭い第２のダイシングブレードにより切断を行うことで、炭化珪素ウエハ１の第１主面へ追加のダメージを与えることなく切断を行うことができる。また、炭化珪素ウエハ１の片方の面からのみ切削加工を行うので、比較的低コストでダイシングを行うことが可能である。

また、上述のように、炭化珪素ウエハ１へのチッピング等のダメージを低減してダイシングを行うことにより、耐久性の向上など、製造される半導体装置の品質の向上が期待される。また、製造において歩留まりの向上も期待される。

また、本実施の形態におけるダイシング方法は、炭化珪素ウエハ１の第２主面側において、第１主面のダイシングライン２０ａと対応する位置に、電極層６を貫通する深さの切削溝８を第１のダイシングブレードによって形成する工程において、切削溝８がステップ状またはベベル状であることを特徴とする。

従って、一般的なダイシングブレードによる切削溝の断面は、ステップ状またはベベル状となるのが普通であるので、本実施の形態におけるダイシング方法は高い汎用性が期待できる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１炭化珪素ウエハ、２絶縁膜、３金属膜、６電極層、７ダイシングテープ、８切削溝、２０ａダイシングライン、２０ｂライン、２１ダイシング領域。

Claims

炭化珪素ウエハを所定のダイシングラインに沿って切断するダイシング方法であって、
前記炭化珪素ウエハは、
前記ダイシングラインを含む、前記炭化珪素ウエハの第１主面が露出したダイシング領域と、
前記炭化珪素ウエハの第２主面上の全面に形成された電極層と、
を備え、
（ａ）前記炭化珪素ウエハを、前記第２主面を表にしてワークテーブルに保持させる工程と、
（ｂ）前記炭化珪素ウエハの前記第２主面側において、前記第１主面の前記ダイシングラインと対応する位置に、前記電極層を貫通する深さの切削溝を第１のダイシングブレードによって形成する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）の後に、前記切削溝の開口よりも幅の狭い第２のダイシングブレードによって前記切削溝をさらに切削することにより、前記炭化珪素ウエハを切断する工程と、
を備える、
ダイシング方法。
前記工程（ｂ）において、前記切削溝がステップ状またはベベル状であることを特徴とする、
請求項１に記載のダイシング方法。