JP2013207279A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明が解決しようとする課題は、バリによる装置破壊を抑制することができる半導体装置の製造方法を提供することである。
【解決手段】
実施形態の半導体装置の製造方法は、複数の半導体チップ領域を有する半導体ウエハ上に電極を形成する工程と、エッチング領域を形成する工程と、を有する。
実施形態の半導体装置の製造方法は、前記半導体ウエハを部分的にエッチングし、エッチング領域を形成する工程と、前記エッチング領域を含め、前記半導体ウエハ上に電極を形成する工程と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法に関する。

様々な半導体装置に使用される半導体チップは、まずフォトリソグラフィ技術等を用いて半導体基板上に多数作製される。そして、この半導体チップが多数作製された基板をダイシングし、個別の半導体チップとなる。このダイシング工程において、半導体チップの端部にバリが生じる可能性がある。バリを有する半導体チップを、はんだを介して金属板等に接合し半導体装置とすると、バリに起因するクラック等により半導体チップの接合性に劣化が生じ、半導体装置の信頼性低下に繋がる可能性がある。

特開平６−１１２３１２号公報 特開２００５−２０３５０４号公報

本発明が解決しようとする課題は、バリによる装置破壊を抑制することができる半導体装置の製造方法を提供することである。

実施形態の半導体装置の製造方法は、複数の半導体チップ領域を有する半導体ウエハ上に電極を形成する工程と、前記半導体チップ領域を囲むように、前記半導体ウエハの一部に達するまで前記電極をエッチングして、エッチング領域を形成する工程と、前記エッチング領域間をダイシングブレードによってダイシングし、複数の半導体チップを形成する工程と、を有する。

実施形態の半導体装置の製造方法は、複数の半導体チップ領域を有する半導体ウエハの前記半導体チップ領域を囲むように、前記半導体ウエハを部分的にエッチングし、エッチング領域を形成する工程と、前記エッチング領域を含め、前記半導体ウエハ上に電極を形成する工程と、前記エッチング領域間をダイシングブレードによってダイシングし、複数の半導体チップを形成する工程と、を有する。

第１の実施形態に係る半導体装置８ａの製造方法を製造プロセス毎に示す平面図。 （ａ）図１のＡ−Ａ’線における断面を示す断面図。（ｂ）図１のＢ−Ｂ’線における断面を示す断面図。（ｃ）図１のＣ−Ｃ’線における断面を示す断面図。（ｄ）図１のＤ−Ｄ’線における断面を示す断面図。（ｅ）第１の実施形態に係る半導体装置８ａの断面を示す断面図。 比較例に係る半導体装置８ｂの製造方法を製造プロセス毎に示す平面図。 （ａ）図３のＡ−Ａ’線における断面を示す断面図。（ｂ）図３のＢ−Ｂ’線における断面を示す断面図。（ｃ）図３のＣ−Ｃ’線における断面を示す断面図。（ｄ）図３のＤ−Ｄ’線における断面を示す断面図。（ｅ）比較例に係る半導体装置８ｂの断面を示す断面図。 第１の実施形態の変形例に係る半導体装置８ｃの断面を示す断面図。 第２の実施形態に係る半導体装置８ｄの製造方法を製造プロセス毎に示す平面図。 （ａ）図６のＡ−Ａ’線における断面を示す断面図。（ｂ）図６のＢ−Ｂ’線における断面を示す断面図。（ｃ）図６のＣ−Ｃ’線における断面を示す断面図。（ｄ）図６のＤ−Ｄ’線における断面を示す断面図。（ｅ）第２の実施形態に係る半導体装置８ｄの断面を示す断面図。 第２の実施形態の変形例に係る半導体装置１ｅの断面を示す断面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する符号を付す。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。なお、本実施形態は、本発明を限定するものではない。

［第１の実施形態］
（半導体装置８ａの製造方法）
第１の実施形態に係る半導体装置８ａの構造について、半導体装置８ａの構造と併せて、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は第１の実施形態に係る半導体装置８ａの製造方法を製造プロセス毎に示す平面図を示している。図２の（ａ）は図１のＡ−Ａ’線における断面を示す断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ’線における断面を示す断面図、（ｃ）は図１のＣ−Ｃ’線における断面を示す断面図、（ｄ）は図１のＤ−Ｄ’線における断面を示す断面図、（ｅ）は第１の実施形態に係る半導体装置８ａの断面を示す断面図を示している。

図１の（ａ）に示すように、半導体ウエハ１は複数の半導体チップ領域２が設けられている。なお、図２の（ａ）に示すように、半導体ウエハ１の一方の面側には、種々の用途を有する半導体チップ５に必要なイオンが注入される拡散層領域３０が形成されている。

次に、図１の（ｂ）及び図２の（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１の拡散層領域３０が形成されていない他方の面側には電極３が設けられる。

図１の（ｃ）及び図２の（ｃ）に示すように、半導体チップ領域２の端部を、電極３及び半導体ウエハ１を部分的に含んでエッチング処理を行い、エッチング領域１０を形成する。なお、エッチング処理は例えば、反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching；ＲＩＥ）等が挙げられるが、その手法は特に限定されず、その他の方法でも実施は可能である。

そして、図１の（ｄ）及び図２の（ｄ）に示すように、半導体チップ５に個片化するために、エッチング領域１０間をダイシングブレード４によってダイシングを行う。

以上の工程により作製された半導体チップ５は、はんだ６を介して金属板７等に接続され、図２の（ｅ）に示すような半導体装置８ａが形成される。

（半導体装置８ａの製造方法による効果）
次に、半導体装置８ａの製造方法による効果について、従来の半導体装置の作製方法で作製された比較例の半導体装置８ｂを用いて説明する。図３は比較例に係る半導体装置８ｂの製造方法を製造プロセス毎に示す平面図を示している。また、図４の（ａ）は図３のＡ−Ａ’線における断面を示す断面図、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ’線における断面を示す断面図、（ｃ）は図３のＣ−Ｃ’線における断面を示す断面図、（ｄ）は図３のＤ−Ｄ’線における断面を示す断面図、及び（ｅ）は比較例に係る半導体装置８ｂの断面を示す断面図をそれぞれ示している。

比較例の半導体装置８ｂの製造方法においても、第１の実施形態の半導体装置８ａの製造方法と同様に、まず、図３の（ａ）及び図４の（ａ）に示すように、半導体ウエハ１は複数の半導体チップ領域２を有している。また、半導体ウエハ１の一方の面側には、種々の用途を有する半導体チップ５に必要なイオンが注入される拡散層領域３０が形成されている。

次に、図３の（ｂ）及び図３の（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１の拡散層領域３０が形成されていない他方の面側には電極３が設けられる。

そして、半導体チップ領域２間をダイシングブレード４によりダイシングを行い、複数の半導体チップ５に個片化される。

以上の工程により作製された半導体チップ５もはんだ６を介して金属板７等に接続される。比較例の半導体チップ５の場合、半導体チップ５の端部における電極３には、ダイシングブレード４によるダイシングに起因する、半導体ウエハ１の他方の面の垂直方向への電極３のバリ２０が生じる。

このバリ２０を有する半導体チップ５からなる半導体装置８ｂの場合、はんだ６内のバリ２０に熱応力が集中し、その熱応力に起因したクラックが生じる可能性がある。はんだ６内にクラックが生じると半導体チップ５からの放熱性低下が懸念され、半導体装置８ｂの使用熱により温度が上昇し、半導体装置８ｂの破壊に繋がる可能性がある。

第１の実施形態の半導体装置８ａの場合、半導体ウエハ１をダイシングブレード４によってダイシングして複数の半導体チップ５に個片化する前に、半導体チップ領域２の端部を電極３及び半導体ウエハ１の一部を含めてエッチングし、エッチング領域１０を設けてからダイシングすることにより、ダイシング時にダイシングブレード４に電極３が接触しない、すなわち、ダイシングをしているのは半導体ウエハ１のみである。従って、前述した比較例の半導体装置８ｂのようなバリ２０は有していない半導体装置８ａの作製が可能となる。

バリ２０を有していないため、半導体装置８ａのはんだ６内へのクラック発生が著しく抑制され、結果として、使用熱の放熱性がほぼ維持されるため半導体装置８ａの信頼性を維持することが可能となる。

（第１の実施形態の変形例）
第１の実施形態の変形例に係る半導体装置８ｃの製造方法について説明する。図５は、第１の実施形態の変形例に係る半導体装置８ｃの断面を示す断面図を示している。

第１の実施形態の変形例に係る半導体装置８ｃが、第１の実施形態の半導体装置８ａと異なる点は、エッチング領域１０をテーパ状に設けている点である。

半導体装置８ｃの作製方法については、半導体装置８ａの場合と同様であるため省略するが、本変形例においても、半導体ウエハ１をダイシングブレード４によってダイシングして複数の半導体チップ５に個片化する前に、半導体チップ領域２の端部を電極３及び半導体ウエハ１の一部を含めてエッチングし、テーパ状のエッチング領域１０を設けてからダイシングすることにより、ダイシング時にダイシングブレード４に電極３が接触しない、すなわち、ダイシングをしているのは半導体ウエハ１のみとなる。よって、前述した比較例の半導体装置８ｂのようなバリ２０は有していない半導体装置８ｃの作製が可能となる。

従って、半導体装置８ｃのはんだ６内へのクラック発生が著しく抑制され、結果として、使用熱の放熱性がほぼ維持されるため半導体装置８ｃの信頼性を維持することが可能となる。

［第２の実施形態］
（半導体装置８ｄの製造方法）
第２の実施形態の半導体装置８ｄの製造方法について説明する。図６は第２の実施形態に係る半導体装置８ｄの製造方法を製造プロセス毎に示す平面図を示している。図７の（ａ）は図６のＡ−Ａ’線における断面を示す断面図、（ｂ）は図６のＢ−Ｂ’線における断面を示す断面図、（ｃ）は図６のＣ−Ｃ’線における断面を示す断面図、（ｄ）は図６のＤ−Ｄ’線における断面を示す断面図、及び（ｅ）は第２の実施形態に係る半導体装置８ｄの断面を示す断面図をそれぞれ示している。

第２の実施形態に係る半導体装置８ｄが、第１の実施形態の半導体装置８ａと異なる点は、半導体チップ領域２の端部をエッチングしてから電極３を蒸着し、ダイシングをして半導体チップ５に個片化して、半導体装置８ｄを製造している点である。

まず、図６の（ａ）に示すように、半導体ウエハ１は複数の半導体チップ領域２が設けられている。なお、図６の（ａ）に示すように、半導体ウエハ１の一方の面側には、種々の用途を有する半導体チップ５に必要なイオンが注入される拡散層領域３０が形成されている。

次に、図６の（ｂ）及び図７の（ｂ）に示すように、半導体チップ領域２の端部となる半導体ウエハ１を部分的にエッチング処理し、エッチング領域１０を形成する。なお、エッチング処理方法は例えば、ＲＩＥ等が挙げられるが、その手法は特に限定されず、その他の方法でも実施は可能である。

図６の（ｃ）及び図７の（ｃ）に示すように、半導体ウエハ１の拡散層領域３０が形成されていない他方の面側には電極３が設けられる。

そして、図６の（ｄ）及び図７の（ｄ）に示すように、半導体チップ５に個片化するために、エッチング領域１０間をダイシングブレード４によってダイシングを行う。

以上の工程により作製された半導体チップ５は、はんだ６を介して金属板７等に接続され、図７の（ｅ）に示すような半導体装置８ｄが形成される。なお、第２の実施形態の場合、ダイシング領域１０の一部にも電極３が蒸着されているため、ダイシング時にバリ２０が生じるが、そのバリ２０ははんだ６内には位置していない。

（半導体装置８ｄの製造方法による効果）
半導体装置８ｄの製造方法による効果について説明する。

第２の実施形態の半導体装置８ｄの場合、前述したように、ダイシング領域１０の一部にも電極３が蒸着されているため、ダイシング時にバリ２０が生じているが、あらかじめ半導体チップ領域２の端部をダイシングしてあるため、そのバリ２０は半導体チップ５と金属板７を接続するはんだ６内には位置していない。すなわち、第２の実施形態の半導体装置８ｄの製造方法によれば、前述した比較例の半導体装置８ｂのようにバリ２０がはんだ６内に位置することなく、製造が可能となる。

バリ２０がはんだ６内に位置していないため、半導体装置８ｄのはんだ６内へのクラック発生が著しく抑制され、結果として、使用熱の放熱性がほぼ維持されるため半導体装置８ｄの信頼性を維持することが可能となる。

（第２の実施形態の変形例）
第２の実施形態の変形例に係る半導体装置８ｅの製造方法について説明する。図８は、第２の実施形態の変形例に係る半導体装置８ｅの断面を示す断面図を示している。

第２の実施形態の変形例に係る半導体装置８ｅが、第２の実施形態の半導体装置８ｅと異なる点は、エッチング領域１０をテーパ状に設けている点である。

半導体装置８ｅの作製方法については、半導体装置８ｄの場合と同様であるため省略するが、本変形例においても、半導体ウエハ１をダイシングブレード４によってダイシングして複数の半導体チップ５に個片化する前に、半導体チップ領域２の端部にテーパ状のエッチング領域１０を設け、電極３を蒸着し、ダイシングをしている。よって、前述した比較例の半導体装置８ｂのようにバリ２０がはんだ６内に位置することなく、製造が可能となる。

従って、半導体装置８ｅのはんだ６内へのクラック発生が著しく抑制され、結果として、使用熱の放熱性がほぼ維持されるため半導体装置８ｅの信頼性を維持することが可能となる。

本発明の実施形態の半導体ウエハ１には例えば、シリコン（Ｓｉ）が用いられるが、これに限定されず、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）等でも実施は可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…半導体ウエハ、２…半導体チップ領域、３…電極、４…ダイシングブレード、５…半導体チップ、６…はんだ、７…金属板、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ…半導体装置、１０…エッチング領域、２０…バリ、３０…拡散層領域

Claims (3)

1. 複数の半導体チップ領域を有する半導体ウエハ上に電極を形成する工程と、
   前記半導体チップ領域を囲むように、前記半導体ウエハの一部に達するまで前記電極をエッチングして、エッチング領域を形成する工程と、
   前記エッチング領域間をダイシングブレードによってダイシングし、複数の半導体チップを形成する工程と、
   を有する半導体装置の製造方法。
2. 複数の半導体チップ領域を有する半導体ウエハの前記半導体チップ領域を囲むように、前記半導体ウエハを部分的にエッチングし、エッチング領域を形成する工程と、
   前記エッチング領域を含め、前記半導体ウエハ上に電極を形成する工程と、
   前記エッチング領域間をダイシングブレードによってダイシングし、複数の半導体チップを形成する工程と、
   を有する半導体装置の製造方法。
3. 前記エッチング領域がテーパ状に形成される請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。

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