JP2001217211A - 半導体装置の製造方法およびダイシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 裏面電極を備えた半導体ウエハをダイシング
する。 【解決手段】 ダイシング装置２０は細かい第一ダイヤ
モンドブレード２８と粗い第二ダイヤモンドブレード２
９とを備えており、第一ブレード２８と第二ブレード２
９とは同一の垂直面内に配置されている。裏面電極１０
が形成されたウエハ１４のダイシングに際して、第一ブ
レード２８で脆弱なサブストレート２をチッピングを防
止しつつ切削して第一切削溝３１を形成し、第二ブレー
ド２９で延性の裏面電極１０を目詰まりを防止しつつ切
削して第二切削溝３２を第一切削溝３１に重ねて形成す
る。 【効果】 ウエハを裏面電極を含めダイヤモンドブレー
ドでチッピングや目詰まりを防止しつつ適正にフルカッ
トできるため、製造コストを低減できる。また、裏面電
極を選択めっきを使わず全面ベタの電気めっき法で形成
することで製造コストをより一層低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
技術、特に、半導体ウエハをダイヤモンドブレードによ
ってダイシングするホイールダイシング技術に関し、例
えば、ヘテロ・バイポーラ・トランジスタ（以下、ＨＢ
Ｔという。）を製造するのに利用して有効な技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＨＢＴとしてＨＢＴ素子が作り込まれた
ペレットの裏面に裏面電極が配設されており、この裏面
電極が厚い金（Ａｕ）めっき被膜を備えているものがあ
る（図２参照）。このように裏面電極を備えたペレット
を製造する方法としては、半導体ウエハ（以下、ウエハ
という。）の裏面に予め裏面電極を形成しておき、ウエ
ハをペレットに分断するに際して、分断後のペレットに
ウエハに形成された裏面電極を一体化させる方法が、考
えられる。

【０００３】このようにペレットに裏面電極を一体化さ
せてウエハを分断する方法として、次のような方法が考
えられる。すなわち、裏面電極形成工程において、ウエ
ハの裏面に種電極が形成され、スクライブラインによっ
て各ペレット部に対応するエリアに種電極を利用したＡ
ｕめっき被膜がリソグラフィー処理およびエッチング処
理によって選択的に被着される。その後、ウエハがスク
ライブラインに沿ってダイシングされ、各ペレットに分
断される。このダイシングの際、ウエハ裏面のスクライ
ブラインの位置には裏面電極のＡｕめっき被膜が形成さ
れていないため、ダイヤモンドブレードのフルカットに
よってもペレットに分断することができるし、また、ダ
イヤモンドブレードのハーフカット後にブレーキングし
てもペレットに分断することができる。

【０００４】なお、ダイシング技術を述べてある例とし
ては、株式会社工業調査会１９８６年１１月２０日発行
「電子材料１９８６年１１月号別冊」Ｐ４０〜Ｐ４５、
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たペレットに裏面電極を一体化してウエハを分断する方
法においては、裏面電極を形成するのに選択めっき法が
使用されているため、製造コストがきわめて高くなって
しまう。

【０００６】本発明の目的は、製造コストを抑制しつつ
裏面電極を備えたペレットを製造することができる半導
体装置の製造技術を提供することにある。

【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【０００９】すなわち、裏面電極が形成された半導体ウ
エハのダイシングに際して、前記半導体ウエハのサブス
トレート部と前記裏面電極部とが粗さの異なるダイヤモ
ンドブレードがそれぞれ使用されて切断されることを特
徴とする。

【００１０】前記した手段によれば、サブストレート部
と裏面電極とが粗さの異なるダイヤモンドブレードによ
ってそれぞれ別々に切断されるため、脆弱なサブストレ
ート部であってもダイヤモンドブレードによってチッピ
ングなしに切断することができる。また、延性の裏面電
極であってもダイヤモンドブレードによって切断するこ
とができる。

【００１１】したがって、裏面電極は半導体ウエハ裏面
に選択めっき法によって選択的に形成せずに電気めっき
法によって半導体ウエハ裏面全面に被着させて形成する
ことができ、しかも、裏面電極が裏面全面に被着された
半導体ウエハを全てダイヤモンドブレードによってフル
カットすることができるため、裏面電極を有するペレッ
トの製造コストを大幅に低減することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
ダイシング装置を示す斜視図である。図２以降は本発明
の一実施形態であるＨＢＴの製造方法におけるダイシン
グ工程を示している。

【００１３】本実施形態において、本発明に係る半導体
装置の製造方法は、図２に示されているＨＢＴの製造方
法として構成されており、その特徴工程であるダイシン
グ工程は図１に示されているダイシング装置によって実
施される。

【００１４】図２に示されているように、ＨＢＴ１はガ
リウム（Ｇａ）−砒素（Ａｓ）基板からなるサブストレ
ート２を備えており、サブストレート２における一方の
端面（以下、表面とする。）の上にはコレクタ３が形成
されている。コレクタ３の上にはベース４が形成され、
ベース４の上にはエミッタ５が形成されている。コレク
タ３、ベース４およびエミッタ５の上にはパッシベーシ
ョン膜６がこれらを被覆するように形成されている。パ
ッシベーション膜６におけるコレクタ３に対向する所定
の位置にはコレクタ用コンタクトホールがコレクタ３に
貫通するように形成されており、そのコンタクトホール
にはコレクタ電極７が形成されている。パッシベーショ
ン膜６におけるベース４に対向する所定の位置にはベー
ス用コンタクトホールがベース４に貫通するように形成
されており、そのコンタクトホールにはベース電極８が
形成されている。パッシベーション膜６におけるエミッ
タ５に対向する所定の位置にはエミッタ用コンタクトホ
ールがエミッタ５に貫通するように形成されており、そ
のコンタクトホールにはエミッタ電極９が形成されてい
る。

【００１５】サブストレート２の裏面には種電極１１と
金（Ａｕ）めっき被膜１２とから構成された裏面電極１
０が全面にわたって形成されており、裏面電極１０はサ
ブストレート２に開設されたビア（ＶＩＡ）ホール１３
によってエミッタ５に電気的に接続されている。

【００１６】本実施の形態において、図３に示されてい
るように、裏面電極１０はＧａ−Ａｓウエハ（以下、ウ
エハという。）１４の状態で電気（電解）めっき法によ
って形成される。

【００１７】図３（ａ）に示されているように、図２に
示されたＨＢＴ素子がペレット部毎に作り込まれたウエ
ハ１４の裏面には種電極１１がスパッタリング法によっ
て被着されて形成される。例えば、種電極１１はプラチ
ナ（Ｐｔ）膜とチタン（Ｔｉ）膜とＰｔ膜とＡｕ膜とか
ら構成され、０．０５μｍ〜０．１μｍ程度の厚さに形
成される。

【００１８】図３（ｂ）に示されているように、ウエハ
１４の裏面には種電極１１を電気めっき法の陰極として
利用されてＡｕめっき被膜１２が被着されて形成され
る。例えば、Ａｕめっき被膜１２は１０μｍ〜１５μｍ
程度の厚さに形成される。

【００１９】以上のようにして裏面電極１０が形成され
たウエハ１４はダイシング工程に送られてダイシング装
置によってペレット毎に分断されることになる。

【００２０】ダイシング工程に送られると、図３（ｃ）
に示されているように、ウエハ１４の裏面電極１０には
ウエハシート１５が貼付される。ウエハシート１５は塩
化ビニール等の柔軟性を有する樹脂から形成されたシー
ト基材１６を備えており、シート基材１６の片面（以
下、上面とする。）に粘着材が塗布されて粘着材層１７
が形成されている。ウエハ１４は粘着材層１７に粘着さ
れることによりウエハシート１５に貼付される。ウエハ
１４が貼付されたウエハシート１５はウエハ１４と同心
円であってウエハ１４よりも大径の円形に切断される。
ウエハシート１５の周辺部にはリング形状に形成された
フレーム１８が粘着材層１７に粘着されることによって
貼付される。

【００２１】次に、本実施の形態に係るＨＢＴの製造方
法の特徴工程であるダイシング工程を実施する図１に示
されているダイシング装置を説明する。

【００２２】本実施の形態に係るダイシング装置２０は
被ダイシング物としてのウエハ１４を保持するチャック
テーブル２１を備えており、チャックテーブル２１はウ
エハシート１５を介してウエハ１４を保持したフレーム
１８を固定することによってウエハ１４を位置決め保持
するようになっている。チャックテーブル２１はΘテー
ブル２２に支持されており、Θテーブル２２はチャック
テーブル２１を水平面内で精密に９０度ずつ往復回動さ
せるように構成されている。Θテーブル２２はＸテーブ
ル２３に支持されており、Ｘテーブル２３はチャックテ
ーブル２１をΘテーブル２２と共にＸ方向に往復移動さ
せるようになっている。Ｘテーブル２３はＹテーブル２
４に支持されており、Ｙテーブル２４はチャックテーブ
ル２１をＸテーブル２３およびΘテーブル２２と共にＹ
方向に往復移動させるようになっている。

【００２３】チャックテーブル２１の上方には支持ブロ
ック２５が設置されており、支持ブロック２５には第一
スピンドル２６および第二スピンドル２７がそれぞれ水
平に軸架されている。第一スピンドル２６および第二ス
ピンドル２７はモータ等の回転駆動装置（図示せず）に
よってそれぞれ高速回転されるように構成されていると
ともに、高さをそれぞれ精密に調整されるように構成さ
れている。第一スピンドル２６には細かいダイヤモンド
ブレードである粗さ番号「７０００番手」のダイヤモン
ドブレード（以下、第一ブレードという。）２８が、直
交するように装着されており、第二スピンドル２７には
粗いダイヤモンドブレードである粗さ番号「２０００番
手」のダイヤモンドブレード（以下、第二ブレードとい
う。）２９が、直交するように装着されている。第一ブ
レード２８と第二ブレード２９とはＸ方向の垂直面内に
おいて一直線に並ぶようになっている。また、第一ブレ
ード２８の厚さは第二ブレード２９の厚さよりも厚く設
定されている。

【００２４】次に、前記構成に係るダイシング装置の作
用を説明することにより、本発明の一実施の形態である
ＨＢＴの製造方法におけるダイシング工程を説明する。

【００２５】これからダイシングすべきウエハ１４を保
持したフレーム１８はプリアライメントステージ（図示
せず）において予めアライメントされた後に、チャック
テーブル２１に精密に位置決めされて保持される。この
ウエハ１４はＨＢＴの製造方法における所謂前工程にお
いて前述したＨＢＴ１を碁盤の目状に作り込まれること
により、スクライブライン１４ｂをオリエンテーション
フラット（以下、オリフラという。）１４ａに平行およ
び直角に仮想的に形成されている。

【００２６】これからダイシングすべきウエハ１４を精
密に位置決めして保持したチャックテーブル２１がＹテ
ーブル２４によって所定の位置にて停止されると、Θテ
ーブル２２がＸテーブル２３によってＸ方向の先頭位置
に移動されるとともに、ウエハ１４の最初にダイシング
すべき仮想上のスクライブライン１４ｂが第一ブレード
２８にＹテーブル２４によって移動されて位置合わせさ
れる。

【００２７】第一ブレード２８がスクライブライン１４
ｂに相対的に位置合わせされると、第一ブレード２８を
支持した支持ブロック２５がＺ方向移動装置（図示せ
ず）によって予め設定された高さに全体的に下降される
とともに、Ｘテーブル２３が図４（ａ）の矢印Ｘの方向
に所定の速度で送られる。この送り動作と同時に、第一
ブレード２８が回転駆動装置によって所定の回転速度で
図４（ａ）の矢印Ａの方向に回転されると、ウエハ１４
のスクライブライン１４ｂは第一ブレード２８によって
切削されるため、ウエハ１４には第一切削溝３１がスク
ライブライン１４ｂに沿って形成される。

【００２８】図４に示されているように、第一切削溝３
１の切削に際して、第一ブレード２８の高さがウエハ１
４のサブストレート２に対応する部分だけを切削するよ
うに予め設定されているため、第一切削溝３１はウエハ
１４のサブストレート２に対応する部分だけに形成され
る。すなわち、裏面電極１０の部分は第一ブレード２８
によって切削されない。

【００２９】ここで、第一ブレード２８には粗さの細か
い７０００番手のブレードが使用されているため、脆弱
性を有するウエハ１４のサブストレート２に対応する部
分であってもチッピングを発生することなく適正に切削
することができる。他方、延性を有する裏面電極１０、
特に、Ａｕめっき被膜１２の部分は切削しないため、細
かい粗さの第一ブレード２８であっても目詰まり等の不
具合は発生しない。

【００３０】Ｘテーブル２３の送り作動に伴って、第一
ブレード２８がウエハ１４のスクライブライン１４ｂを
切削してウエハ１４の外周に達すると、第一切削溝３１
はウエハ１４のＸ方向の全幅にわたって形成された状態
になる。

【００３１】そして、第一ブレード２８がウエハ１４の
外周に達した後または達する以前に、第二ブレード２９
は第一切削溝３１の始端に自動的に位置合わせされた状
態になる。この状態において、第二ブレード２９が回転
駆動装置によって所定の回転速度で図５（ａ）の矢印Ａ
の方向に回転され、Ｘテーブル２３が矢印Ｘ方向に送り
続けられているため、第二ブレード２９は第一切削溝３
１の溝底を切削し、第一切削溝３１に重ねて第二切削溝
３２を形成する。この際、第一ブレード２８の厚さは第
二ブレード２９の厚さよりも厚く設定されているととも
に、第一ブレード２８と第二ブレード２９とは同一垂直
面内で直列に並べられているため、図５（ｂ）に示され
ているように、第二切削溝３２は第一切削溝３１に同軸
的に重なった状態に正確に形成されることになる。

【００３２】そして、図５に示されているように、第一
切削溝３１の溝底には裏面電極１０が形成されているた
め、第二切削溝３２の切削に際して、第二ブレード２９
はウエハ１４の裏面電極１０以下の部分を切削すること
になる。すなわち、第二ブレード２９はウエハ１４のサ
ブストレート２に対応する部分は切削しない。この状態
において、第二切削溝３２の底はウエハシート１５の接
着材層１７に達しているため、重なり合った第一切削溝
３１と第二切削溝３２とはウエハ１４を裏面電極１０を
含めてフルカットした状態になっている。

【００３３】ここで、第二ブレード２９には粗さの細か
い２０００番手のブレードが使用されているため、延性
を有する裏面電極１０、特に、Ａｕめっき被膜１２の部
分であっても目詰まり等を発生することなく適正に切削
することができる。他方、第二ブレード２９は脆弱性を
有するウエハ１４のサブストレート２に対応する部分を
切削しないため、チッピングを発生することはない。

【００３４】以上のようにして、第一ブレード２８およ
び第二ブレード２９がウエハ１４における最初のスクラ
イブライン１４ｂをフルカットした後に、第二ブレード
２９がウエハ１４のＸ方向における反対側終端に達する
と、支持ブロック２５がＺ方向移動装置によって上昇さ
れる。

【００３５】第二ブレード２９がウエハ１４から完全に
離れると、Ｘテーブル２３が復帰方向に早送りされる。
次いで、Ｙテーブル２４によってチャックテーブル２１
が一ピッチ移動されて、次に切削すべき２本目のスクラ
イブライン１４ｂが第一ブレード２８の回転面に位置合
わせされる。

【００３６】次のスクライブライン１４ｂが第一ブレー
ド２８に位置合わせされると、支持ブロック２５がＺ方
向移動装置によって下降されるとともに、Ｘテーブル２
３が再びＸ方向に所定の速度で送られる。このＸテーブ
ル２３の切削送り作動に伴って、次のスクライブライン
１４ｂが第一ブレード２８と第二ブレード２９とによっ
て前述と同様にフルカットされて行く。

【００３７】以降、前記作動が繰り返されてオリフラ１
４ａに平行な全てのスクライブライン１４ｂに沿って第
一切削溝３１および第二切削溝３２が順次形成されて行
く。そして、オリフラ１４ａに平行なスクライブライン
１４ｂの全てについて第一切削溝３１および第二切削溝
３２が形成されると、チャックテーブル２１がΘテーブ
ル２３によって９０度回転される。

【００３８】その後、ウエハ１４のオリフラ１４ａに直
交するスクライブライン１４ｂの全てについて、第一切
削溝３１および第二切削溝３２が前述した作動によって
順次形成されて行く。

【００３９】前記実施形態によれば、次の効果が得られ
る。

【００４０】1) ウエハのサブストレート部と裏面電極
とを粗さの異なる第一ブレードと第二ブレードとによっ
てそれぞれ別々に切削することにより、脆弱なサブスト
レート部であってもダイヤモンドブレードによってチッ
ピングなしに切断することができ、また、延性の裏面電
極であってもダイヤモンドブレードによって切断するこ
とができる。

【００４１】2) 前記1)により、裏面電極をウエハに選
択めっき法を使用せずに電気めっき法によって全面に被
着させて形成することができるため、裏面電極を有する
ペレットの製造コストを抑制することができる。

【００４２】3) 裏面電極が全面に被着されたウエハを
ダイヤモンドブレードによって全てダイシングすること
ができるため、裏面電極を有するペレットの製造コスト
をより一層抑制することができる。

【００４３】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４４】例えば、第一ブレードと第二ブレードとの
粗さを相異ならせるに限らず、第一ブレードと第二ブレ
ードとの回転速度や送り速度をも相異ならせてもよい。

【００４５】ウエハ側を送るように構成するに限らず、
第一ブレードおよび第二ブレード側を送るように構成し
てもよい。この場合に、第一ブレードの送り速度と第二
ブレードの送り速度は相異ならせてもよい。

【００４６】第一ブレードの粗さおよび第二ブレードの
粗さは、切断するウエハのサブストレートの脆弱性や裏
面電極の延性に対応して適宜に設定することが望まし
い。

【００４７】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるＨＢＴ
の製造方法に適用した場合について説明したが、本発明
はそれに限定されるものではなく、裏面電極を有する半
導体ペレットを備えた半導体装置の製造方法およびそれ
に使用されるダイシング装置全般に適用することができ
る。

【００４８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００４９】ウエハのサブストレート部と裏面電極とを
粗さの異なるダイヤモンドブレードによってそれぞれ別
々に切削することにより、脆弱なサブストレート部であ
ってもダイヤモンドブレードによってチッピングなしに
切断することができ、また、延性の裏面電極であっても
ダイヤモンドブレードによって切断することができるた
め、裏面電極を有するペレットの製造コストを抑制する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるダイシング装置を
示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施の形態であるＨＢＴの製造方法
によって製造されるＨＢＴを示しており、（ａ）は縦断
面図、（ｂ）は平面図である。

【図３】ウエハを示しており、（ａ）は種電極形成後の
正面図、（ｂ）はＡｕめっき被膜形成後の正面図、
（ｃ）はフレームへの貼付後の正面断面図である。

【図４】本発明の一実施の形態であるＨＢＴの製造方法
におけるダイシング工程のサブストレート切削工程を示
しており、（ａ）は一部省略正面図、（ｂ）は側面断面
図である。

【図５】同じく裏面電極切削工程を示しており、（ａ）
は一部省略正面図、（ｂ）は側面断面図である。

【符号の説明】

１…ＨＢＴ（半導体装置）、２…サブストレート、３…
コレクタ、４…ベース、５…エミッタ、６…パッシベー
ション膜、７…コレクタ電極、８…ベース電極、９…エ
ミッタ電極、１０…裏面電極、１１…種電極、１２…Ａ
ｕめっき被膜、１３…ビアホール、１４…Ｇａ−Ａｓウ
エハ、１４ａ…オリフラ（オリエンテーションフラッ
ト）、１４ｂ…スクライブライン、１５…ウエハシー
ト、１６…シート基材、１７…粘着材層、１８…フレー
ム、２０…ダイシング装置、２１…チャックテーブル、
２２…Θテーブル、２３…Ｘテーブル、２４…Ｙテーブ
ル、２５…支持ブロック、２６…第一スピンドル、２７
…第二スピンドル、２８…第一ブレード、（細かいダイ
ヤモンドブレード）、２９…第二ブレード（粗いダイヤ
モンドブレード）、３１…第一切削溝、３２…第二切削
溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 正義 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Ｆターム(参考） 3C069 AA01 BA04 BB01 BB02 BB04 BC01 CA05 CB02 CB05 EA01 EA02 EA05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 裏面電極が形成された半導体ウエハのダ
   イシングに際して、前記半導体ウエハのサブストレート
   部と前記裏面電極部とが粗さの異なるダイヤモンドブレ
   ードがそれぞれ使用されて切断されることを特徴とする
   半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記サブストレート部が粗さの細かいダ
   イヤモンドブレードによって切断され、前記裏面電極部
   が粗さの粗いダイヤモンドブレードによって切断される
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記サブストレート部が切断された後
   に、続いて、前記裏面電極部が切断されることを特徴と
   する請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 半導体ウエハのサブストレート部と、こ
   の半導体ウエハの裏面に形成された裏面電極部とが粗さ
   の異なるダイヤモンドブレードがそれぞれ使用されて切
   断されることを特徴とするダイシング装置。
5. 【請求項５】 前記サブストレート部を切断するダイヤ
   モンドブレードと、前記裏面電極部とを切断するダイヤ
   モンドブレードとを備えており、両ダイヤモンドブレー
   ドが一直線上に配置されていることを特徴とする請求項
   ４に記載のダイシング装置。