JP2019161078A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】超音波振動されたダイシングブレードにより半導体ウエハをダイシングするにあたって、半導体チップの強度を向上させることができ、かつ半導体チップの生産性を向上させることができる半導体装置の製造方法を提供すること。【解決手段】ダイシングライン１２に沿って第１ダイシングブレード３１により半導体ウエハ１０におもて面から裏面に達する切削溝１４を形成し、切削溝１４により半導体ウエハ１０を個々の半導体チップ１０’に完全に分割する。その後、第１ダイシングブレード３１よりも刃幅ｗ２が広く、かつ第１ダイシングブレード３１よりも平均粒径の小さい砥粒からなる第２ダイシングブレード４１によって切削溝１４の側壁すなわち半導体チップ１０’の側面を研磨して鏡面に近づける。【選択図】図７

Description

この発明は、半導体装置の製造方法に関する。
炭化珪素（以下ＳｉＣと表記）は、珪素（以下Ｓｉと表記）と比較し、バンドギャップが約３倍高い、絶縁破壊電界強度が約１０倍高い、電子飽和速度が約２倍高いという特長をもつ。このため、ＳｉＣを半導体材料として用いることで、オン抵抗が低く、かつ、高温（例えば１７５℃以上）環境下での動作や高速動作が可能な半導体装置を作製（製造）可能である。また、ＳｉＣ半導体装置をインバータなどの電力制御用機器に用いることで、機器の小型化や省電力化が可能になることから、ＳｉＣ半導体装置の開発およびＳｉＣ半導体装置を組み込む機器の開発が進められている。
このように、ＳｉＣは、半導体材料として一般的に用いられているＳｉと比較して半導体装置の特性向上に寄与する優れた特長をもつが、その反面、非常に硬く化学的に安定な材料であることから加工しにくいという課題がある。例えば、半導体装置は、半導体ウエハの、半導体チップとなる有効領域ごとに素子構造や電極膜を形成した後に、ダイシングと呼ばれる切削加工により半導体ウエハを個々のチップ状に切断して個片化することで作製される。このとき、ダイシングブレードを用いた一般的なダイシングを行う場合、半導体ウエハとダイシングブレードとの間に生じる切削抵抗にダイシングブレードが耐えきれずに破損してしまう虞がある。
ダイシングブレードを用いた一般的なダイシングとは、Ｓｉを半導体材料とした半導体ウエハを用いて半導体装置を作製する場合に一般的に行われるダイシングであり、電気鋳造によりダイヤモンド砥粒を固めてなるダイシングブレードが用いられる。具体的には、ダイシングブレードを用いた一般的なダイシングとは、半導体ウエハに半導体チップとなる有効領域の周囲を囲む格子状のレイアウトに設けられた直線状の複数のダイシングラインにそれぞれダイシングブレードによる１回（１段階）の切削加工（シングルカット）を行い、半導体ウエハを厚さ方向に貫通する深さで、かつダイシングブレードの刃幅と同じ幅の切削溝を形成することである。
上記問題を抑制するには、切削抵抗によるダイシングブレードへの負荷を低減する必要がある。ダイシングブレードへの負荷を低減する方法として、Ｓｉを半導体材料とした半導体ウエハをダイシングする場合の１／１０以下にダイシングブレードの切削速度を下げることと、ステップカットと呼ばれる２段階の切削加工（例えば、下記特許文献１参照。）と、を併用する方法が挙げられる。下記特許文献１では、電極膜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した後に、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半導体ウエハを切断することが提案されている。
しかしながら、ダイシングブレードの切削速度を下げて半導体ウエハをダイシングした場合、半導体チップの生産性が非常に低くなるという新たな問題が生じる。そこで、ダイシングブレードの切削速度を上げるとともに、切削抵抗によるダイシングブレードへの負荷を低減して半導体ウエハをダイシングする方法として、超音波振動を与えて半導体ウエハの主面に垂直な方向に振動させたダイシングブレードにより、半導体ウエハの切削溝形成箇所を叩くことで微小なクラックを形成して切削溝の深さを深くする方法が提案されている（例えば、下記特許文献２〜４参照。）。
特開２０１３−１６１９４４号公報 特開２０１３−２３６０１８号公報 特開２０１６−２０９９９８号公報 特開２０１４−０１３８１２号公報
しかしながら、発明者らが鋭意研究を重ねた結果、次のことが判明した。上記特許文献２〜４のように超音波振動を併用したダイシングでは、超音波振動により半導体ウエハの主面に垂直な方向に振動させたダイシングブレードにより切削溝の底面に微小なクラックを形成して切削溝の深さを深くすることで当該切削溝の切削時間を短くし、半導体チップの生産性を向上させている。このダイシング時、ダイシングブレードは、半導体ウエハの主面に垂直な方向への振動の１／１０の振幅で、半導体ウエハの主面に水平な方向にも振動する。このため、半導体チップの側面となる切削溝の側壁に、ダイシングブレードのダイヤモンド砥粒による１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度の凹みである微小なクラックが生じる。
このように半導体ウエハから切断された半導体チップは、半導体モジュールの樹脂ケース内に組み込まれる。半導体モジュールは、樹脂ケースの内部に搭載した半導体チップから配線を引き出した後、半導体チップを樹脂などで封止することで作製される。半導体チップに形成された半導体装置の動作時、当該半導体装置の動作熱により半導体モジュール全体が熱収縮して変形することで、半導体モジュール内部の半導体チップに曲げ応力がかかる。この半導体モジュールの変形による曲げ応力が半導体チップに繰り返しかかった場合、半導体チップの側面（切削溝の側壁）と主面との境界に形成された微小なクラックが起点となり、当該クラックが進展することで半導体チップが破断する虞がある。
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、超音波振動されたダイシングブレードにより半導体ウエハをダイシングするにあたって、半導体チップの強度を向上させることができ、かつ半導体チップの生産性を向上させることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体チップとなる領域の周囲を囲む所定レイアウトのダイシングラインが第１主面に形成された炭化珪素からなる半導体ウエハを用いた半導体装置の製造方法であって、次の特徴を有する。まず、前記半導体ウエハの第２主面をステージに対向させた状態で、前記半導体ウエハを前記ステージに固定する載置工程を行う。次に、第１ダイシングブレードにより前記ダイシングラインに沿って前記半導体ウエハに第１主面から第２主面に達する切削溝を形成し、前記切削溝により前記半導体ウエハを切断して、前記切削溝に周囲を囲まれた前記半導体チップに分割する切断工程を行う。次に、前記切削溝の内部に挿入した第２ダイシングブレードにより、前記ダイシングラインに沿って前記半導体チップの側面である前記切削溝の側壁を研磨する研磨工程を行う。前記研磨工程では、前記第１ダイシングブレードよりも刃幅の広い前記第２ダイシングブレードを用いる。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記研磨工程では、前記第１ダイシングブレードよりも平均粒径の小さい砥粒からなる前記第２ダイシングブレードを用いることを特徴とする。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記切断工程では、前記第１ダイシングブレードに超音波振動を与え、前記半導体ウエハの第１主面と直交する方向に振動させた前記第１ダイシングブレードにより前記切削溝を形成することを特徴とする。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記切断工程では、平坦な側面を有する前記半導体チップに分割することを特徴とする。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記研磨工程では、前記第２ダイシングブレードの回転数を、前記切断工程における前記第１ダイシングブレードの回転数よりも高くすることを特徴とする。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記研磨工程では、前記第２ダイシングブレードの切削速度を、前記切断工程における前記第１ダイシングブレードの切削速度と同じにすることを特徴とする。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記研磨工程では、前記第２ダイシングブレードの切削速度を、前記切断工程における前記第１ダイシングブレードの切削速度よりも下げることを特徴とする。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記研磨工程では、前記切削溝の側壁を鏡面に近づけることを特徴とする。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記第２ダイシングブレードの刃幅は、前記第１ダイシングブレードの刃幅よりも＋２μｍ以上＋１５μｍ以下の範囲で広いことを特徴とする。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記第２ダイシングブレードの刃幅は、前記第１ダイシングブレードの刃幅よりも＋３μｍ以上＋７μｍ以下の範囲で広いことを特徴とする。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記第１ダイシングブレードの粒度は、＃１５００以上＃２５００以下である。前記第２ダイシングブレードの粒度は、＃３０００以上＃４０００以下であることを特徴とする。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記切断工程では、ダイヤモンド砥粒からなる前記第１ダイシングブレードを用いることを特徴とする。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記研磨工程では、ダイヤモンド砥粒からなる前記第２ダイシングブレードを用いることを特徴とする。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記載置工程では、前記半導体ウエハの第２主面を、ダイシングテープを介してダイシングフレームに貼り付ける工程を行う。かつ、前記半導体ウエハを、前記ダイシングフレームを介して前記ステージに固定する工程を行う。そして、前記切断工程では、前記ダイシングテープに前記第１ダイシングブレードによる切り込みが入るまで前記切削溝の深さを深くすることを特徴とする。
また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記載置工程の前に、前記半導体チップとなる領域に所定の素子構造を形成する工程を行う。前記ダイシングラインを前記半導体ウエハの第１主面に形成する工程を行う。前記半導体ウエハの第１主面において前記半導体チップとなる領域に第１電極膜を選択的に形成する工程を行う。前記半導体ウエハの第２主面の全面に第２電極膜を形成する工程を行うことを特徴とする。
本発明にかかる半導体装置の製造方法によれば、超音波振動されたダイシングブレードにより半導体ウエハをダイシングするにあたって、半導体チップの強度を向上させることができ、かつ半導体チップの生産性を向上させることができるという効果を奏する。
実施の形態にかかる半導体装置の製造方法により製造される半導体装置の一例を示す断面図である。 実施の形態にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す平面図である。 実施の形態にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す平面図である。 実施の形態にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。 実施の形態にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。 実施の形態にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。 実施の形態にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。 半導体ウエハの単位枚数あたりのダイシング所要時間および半導体チップの曲げ破壊強度との関係を示す図表である。 半導体チップの曲げ破壊強度分布を示す特性図である。
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる半導体装置の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。本明細書および添付図面においては、ｎまたはｐを冠記した層や領域では、それぞれ電子または正孔が多数キャリアであることを意味する。また、ｎやｐに付す＋および−は、それぞれそれが付されていない層や領域よりも高不純物濃度および低不純物濃度であることを意味する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（実施の形態）
実施の形態にかかる半導体装置の製造方法により作製（製造）される半導体装置の一例としてＳＢＤ（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｏｄｅ：ショットキーバリアダイオード）の構造について説明する。図１は、実施の形態にかかる半導体装置の製造方法により製造される半導体装置の一例を示す断面図である。図１に実施の形態にかかる半導体装置は、炭化珪素（ＳｉＣ）を半導体材料とした半導体チップ１０’を用いて作製されたＳＢＤである。半導体チップ１０’は、ＳｉＣからなるｎ+型出発基板１’のおもて面上にｎ-型ＳｉＣ層２’をエピタキシャル成長させてなるエピタキシャル基板である。
ｎ+型出発基板１’のおもて面は、（０００１）面、いわゆるＳｉ面であってもよいし、（０００−１）面、いわゆるＣ面であってもよい。ここでは、ｎ+型出発基板１’のおもて面をＳｉ面とした場合を例に説明する。また、半導体チップ１０’は、ｎ-型ＳｉＣ層２’側の表面をおもて面１０ａ’とし、ｎ+型出発基板１’側の表面（すなわちｎ+型出発基板１’裏面）を裏面１０ｂ’として説明する。半導体チップ１０’の側面１０ｃ’は、半導体ウエハのダイシング時に形成される切削溝１４の側壁である。半導体チップ１０’の側面１０ｃ’は、後述する半導体ウエハのダイシング時に研磨され、ほぼ鏡面となっている。
半導体チップ１０’のおもて面の表面層には、ｎ-型ＳｉＣ層２’の内部に、ｎ+型出発基板１’と離して、ｐ型領域３が選択的に設けられている。ｐ型領域３は、例えば活性領域の全体にわたって設けられている。活性領域とは、素子がオン状態のときに電流が流れる領域である。活性領域の周囲を囲むエッジ終端領域が設けられている。エッジ終端領域は、活性領域１１と半導体チップ１０’の側面との間の領域であり、所定の耐圧構造が配置され、半導体チップ１０’のおもて面側の電界を緩和し耐圧（耐電圧）を保持するための領域である。耐圧とは、素子が誤動作や破壊を起こさない限界の電圧である。
第１電極膜４は、半導体チップ１０’のおもて面上に設けられ、ｐ型領域３およびｎ-型ＳｉＣ層２’に接し、これらｐ型領域３およびｎ-型ＳｉＣ層２’に電気的に接続されている。第１電極膜４とｎ-型ＳｉＣ層２’との接合で、第１電極膜４とｎ-型ＳｉＣ層２’とのショットキー接触による整流作用を示すダイオードが形成されている。第２電極膜５は、半導体チップ１０’の裏面全面に設けられ、ｎ+型出発基板１’にオーミック接触している。第２電極膜５は、例えば図示省略する絶縁基板上で回路パターンを構成する導電性板とのコンタクト（電気的接触部）となる。
次に、実施の形態にかかる半導体装置の製造方法について説明する。図２，３は、実施の形態にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す平面図である。図４〜７は、実施の形態にかかる半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。図２，３には、半導体ウエハ１０のおもて面側から見た各部のレイアウトを示す。図２には、半導体チップ１０’となる各領域にそれぞれ形成されたｐ型領域３のレイアウトを示す。隣り合うｐ型領域３間の領域は、エッジ終端領域である。図３には、図２の半導体ウエハ１０をダイシングにより所定サイズの半導体チップ１０’に切断して個片化した状態を示す。
図４には、ダイシング装置の図示省略するステージの移動方向３３と直交する方向（以下、ダイシングブレードの側面とする）から見た第１のダイシング時の状態を模式的に示す。図５には、ダイシング装置のステージの移動方向３３（以下、ダイシングブレードの正面とする）から見た第１のダイシング時の状態を模式的に示す。図６には、第２ダイシングブレードの側面から見た第２のダイシング時の状態を模式的に示す。図７には、第２ダイシングブレードの正面から見た第２のダイシング時の状態を模式的に示す。本発明は、一般的なダイシング装置を用いることができ、図４〜７にはダイシング装置の一部の構成のみを示す。
まず、図２に示すように、例えば窒素（Ｎ）などのｎ型不純物をドーピングして作製したＳｉＣからなるｎ+型出発ウエハ１を用意する。ｎ+型出発ウエハ１の直径φは、例えば６インチであってもよい。次に、ｎ+型出発ウエハ１のおもて面（第１主面）であるＳｉ面上にｎ-型ＳｉＣ層２をエピタキシャル成長させてなる半導体ウエハ１０を作製する。図２には、オリエンテーションフラット（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｌａｔ）が形成された半導体ウエハ１０を示す。半導体ウエハ１０は、ｎ-型ＳｉＣ層２側の表面をおもて面とし、ｎ+型出発ウエハ１側の表面（すなわちｎ+型出発ウエハ１の裏面）を裏面（第２主面）とする。
次に、ｎ-型ＳｉＣ層２の表面からアルミニウム（Ａｌ）などのｐ型不純物をイオン注入した後、不純物活性化のためのアニール処理（熱処理）を行うことで、ｎ-型ＳｉＣ層２の表面層にｐ型領域３を形成する。ｐ型領域３は、半導体ウエハ１０の、半導体チップ１０’（図１参照）となる各有効領域にそれぞれ形成される。半導体ウエハ１０の、半導体チップ１０’となる有効領域は例えば半導体ウエハ１０のおもて面側から見てマトリクス状のレイアウトに配置されている。半導体ウエハ１０のおもて面には、半導体チップ１０’となる有効領域間に、後述するようにダイシングライン１２（図３参照）が形成される。
次に、半導体ウエハ１０の裏面であるＣ面側から研削していき、半導体ウエハ１０を半導体装置として用いる製品厚さである例えば３００μｍ程度にする。次に、半導体ウエハ１０のおもて面に、ｐ型領域３にショットキー接触する第１電極膜４（図１参照）を形成する。第１電極膜４は、例えば半導体ウエハ１０の、半導体チップ１０’となる有効領域内の所定領域のみに形成される。半導体ウエハ１０のおもて面は、第１電極膜４が形成された部分以外の部分が絶縁膜で覆われている。半導体ウエハ１０の裏面に、ｎ+型出発ウエハ１にオーミック接触する第２電極膜５（図１参照）を形成する。
このようにして、１枚の半導体ウエハ１０上に複数の半導体装置が形成される。半導体装置同士は、半導体チップ１０’となる有効領域間で半導体ウエハ１０のおもて面を覆う絶縁膜により電気的に絶縁されている。半導体チップ１０’となる有効領域において、活性領域の周囲を囲むエッジ終端領域に所定の耐圧構造を形成してもよい。半導体ウエハ１０の、半導体チップ１０’となる有効領域間は半導体チップとして使用しない無効領域であり、この無効領域にダイシングライン１２（図３参照）が形成される。ダイシングライン１２は、半導体ウエハ１０をダイシング（切断）する際の切り代となる。
例えば、半導体ウエハ１０のおもて面には、半導体チップ１０’となる各有効領域の周囲を格子状に囲むように、かつ半導体ウエハ１０のおもて面に平行で互いに直交する第１，２方向Ｘ，Ｙに沿ってそれぞれ直線状のダイシングライン１２が複数形成されている。次に、図３に示すように、ダイシングライン１２に沿って半導体ウエハ１０をダイシングしてチップ状に個片化して個々の半導体チップ１０’に分割する。半導体ウエハ１０をダイシングして個片化するとは、半導体チップ１０’となる略矩形状の平面形状の各有効領域をそれぞれ半導体ウエハ１０から切り取ることである。
半導体ウエハ１０は、１段目のダイシング（以下、第１のダイシングとする）と、２段目のダイシング（以下、第２のダイシングとする）と、の２段階で、個々の半導体チップ１０’に分割される。これら第１，２のダイシングは、一般的なダイシング装置を用いて、それぞれ異なるダイシング条件で行われる。第１のダイシングは、第１ダイシングブレード３１を用いて、ダイシングライン１２に沿って半導体ウエハ１０を完全に切断して個々の半導体チップ１０’の状態に分割する工程である。第２のダイシングは、第１ダイシングブレード３１よりも刃幅ｗ２の広い第２ダイシングブレード４１を用いて、各半導体チップ１０’の側面を研磨する工程である。
具体的には、まず、図４，５に示すように、半導体ウエハ１０の裏面を、ダイシングテープ２１を介して図示省略するダイシングフレームに接着して固定する。ダイシングテープ２１は、基材２２および接着剤層２３からなり、接着剤層２３側を半導体ウエハ１０側にして貼り付けられる。次に、一般的なダイシング装置の図示省略するステージ上に、裏面をステージ側にしてダイシングフレームを介して半導体ウエハ１０を載置する。次に、ステージの、半導体ウエハ１０を載置した面に配置された真空チャックにより半導体ウエハ１０の裏面をステージに吸着させて固定する。
次に、第１ダイシングブレード３１を用いて、半導体ウエハ１０を厚さ方向Ｚに貫通する切削溝１４をダイシングライン１２に沿って形成し、半導体ウエハ１０を完全に切断する（以下、第１のダイシングとする）。図４，５の符号１２’は、半導体ウエハ１０の、切削溝１４の形成領域、すなわちおもて面にダイシングライン１２が形成されている領域である（図６，７においても同様）。
具体的には、第１のダイシングは、次のように行う。第１ダイシングブレード３１は、例えば一般的な電気鋳造によりダイヤモンド砥粒（ダイヤモンド粒子）を固めてなる薄い円盤状の砥石である。第１ダイシングブレード３１は、図示省略する第１スピンドルを回転軸として回転可能な状態で、第１ブレードホーン３２を介して第１スピンドルに固定されている。第１ブレードホーン３２は、第１ダイシングブレード３１を挟み込むように第１ダイシングブレード３１の中心に配置され、第１ダイシングブレード３１の両側面に接して第１ダイシングブレード３１を第１スピンドルに固定する。第１ダイシングブレード３１の側面とは、第１ダイシングブレード３１の刃幅ｗ１方向と直交する面である。第１ブレードホーン３２は、第１ダイシングブレード３１の刃幅ｗ１方向の強度を補強する機能を有する。第１ブレードホーン３２は、例えば第１ダイシングブレード３１の半径よりも１．５ｍｍ程度狭い半径の円盤状をなしている。
第１のダイシング時、第１ダイシングブレード３１の側面がダイシングライン１２と平行になるように第１ダイシングブレード３１を配置し、第１スピンドルにより第１ブレードホーン３２を介して第１ダイシングブレード３１を高速で回転させる。かつ、第１ダイシングブレード３１に第１ブレードホーン３２を介して第１スピンドルから超音波振動を与え、第１ダイシングブレード３１を、半径方向（すなわち半導体ウエハ１０の主面と直交する方向）に所定の振幅（たとえば２μｍ前後）で振動させる。第１ダイシングブレード３１に超音波振動を与えて振動させることで、切削屑による第１ダイシングブレード３１の目詰まりを防止することができる。
このように振動させた第１ダイシングブレード３１をダイシングライン１２に押し当て、第１ダイシングブレード３１の表面の砥粒による突出によって切削溝１４の形成箇所を叩いて破砕し、切削溝１４の形成箇所に微小なクラックを形成することで、切削溝１４を形成する。さらに第１ダイシングブレード３１をステージ側へ降下させ、第１ダイシングブレード３１の表面の砥粒による突出によって切削溝１４の底面を叩くことで破砕し、切削溝１４の底面に微小なクラックを形成して、切削溝１４の深さを深くしていく。これにより、半導体ウエハ１０を深さ方向Ｚに貫通する切削溝１４を形成する。この切削溝１４をすべてのダイシングライン１２に沿って形成する。
具体的には、ダイシングライン１２が直線状に延びる方向と同じ方向３３にステージを移動させることで、第１ダイシングブレード３１をダイシングライン１２に沿って走査させながら、上述したように振動させた第１ダイシングブレード３１によって半導体ウエハ１０を深さ方向Ｚに貫通する切削溝１４を形成する。この第１のダイシングを、第１方向Ｘに延びるすべてのダイシングライン１２に順に行い、かつ第２方向Ｙに延びるすべてのダイシングライン１２に順に行えばよい。これにより、半導体ウエハ１０に、半導体チップ１０’となる各有効領域の周囲を格子状に囲むように、ダイシングライン１２と同じレイアウトで切削溝１４が形成され、半導体ウエハ１０が複数の半導体チップ１０’に分割される。図４，５には、第２方向Ｙに延びるすべてのダイシングライン１２に第１のダイシングを行った後に、第１方向Ｘに延びるダイシングライン１２に第１のダイシングを行っている状態を示している。
この第１のダイシング時、ダイシングテープ２１に第１ダイシングブレード３１による切り込みが入るように、第１ダイシングブレード３１とダイシングテープ２１との距離を調整することが好ましい。その理由は、ダイシングテープ２１に第１ダイシングブレード３１による切り込みが入る高さ位置まで、第１ダイシングブレード３１をステージ側へ降下させることで、半導体ウエハ１０を確実に切断して半導体チップ１０’にすることができるからである。ダイシングテープ２１の厚さｔ１は、例えば９０μｍ程度であってもよい。第１ダイシングブレード３１によるダイシングテープ２１への切り込み深さｄ１は、例えば１５μｍ程度であってもよい。第１ダイシングブレード３１によるダイシングテープ２１への切り込み深さｄ１と、第１ダイシングブレード３１のステージからの高さ位置と、を確認することで、第１ダイシングブレード３１の交換時期を決定することができる。
また、第１のダイシング時、第１ダイシングブレード３１と半導体ウエハ１０との接触点にノズル３５から冷却水（切削水）３６を吐出する。これにより、半導体ウエハ１０の切削時の発熱が抑制され、半導体ウエハ１０の切削時の発熱による加工異常を防止することができる。また、第１のダイシングは、例えば室温（例えば２３℃±５℃程度）で行う。また、第１のダイシングは、半導体ウエハ１０の進行方向に対して、第１ダイシングブレード３１の後方で第１ダイシングブレード３１が半導体ウエハ１０に近づく回転方向となるように第１ダイシングブレード３１の回転方向３４を制御したダウンカットであってもよいし、第１ダイシングブレード３１の後方で第１ダイシングブレード３１が半導体ウエハ１０から遠ざかる回転方向となるように第１ダイシングブレード３１の回転方向を制御したアップカットであってもよい。図４には、第１のダイシングをアップカットとした場合を示す。
具体的には、第１のダイシングの条件は、シングルカットによる従来のダイシング方法と同じ条件であってもよく、例えば次の条件であってもよい。第１ダイシングブレード３１の刃幅ｗ１は、例えば３０μｍ以上５０μｍ以下程度であることがよい。その理由は、第１ダイシングブレード３１の刃幅（刃の厚さ）ｗ１が薄くなるほど、第１ダイシングブレード３１の耐久性が低下するからである。また、第１ダイシングブレード３１の刃幅ｗ１を厚くするほど、１枚の半導体ウエハ１０からダイシングされる半導体チップ１０’の取れ高が低下するからである。
第１ダイシングブレード３１のダイヤモンド砥粒の粒度（メッシュ）は、シングルカットによる従来のダイシング方法で用いるダイシングブレードと同じ例えば＃２０００程度であってもよい。＃２０００程度の粒度のダイヤモンド砥粒の平均粒径は、例えば６μｍ程度である。また、第１ダイシングブレード３１のダイヤモンド砥粒の粒度は、シングルカットによる従来のダイシング方法で用いるダイシングブレードと比べて小さくてもよいし、大きくてもよい。具体的には、第１ダイシングブレード３１のダイヤモンド砥粒の粒度は、例えば＃１５００以上＃２５００以下程度であってもよい。
第１ダイシングブレード３１の軸受け機構がボールベアリングにより第１スピンドルを回転させる軸受タイプである場合、第１ダイシングブレード３１の回転数は、シングルカットによる従来のダイシング方法で用いるダイシングブレードの回転数と同じ８０００ｒｐｍ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）程度であってもよい。第１ダイシングブレード３１の軸受け機構が第１ダイシングブレード３１を空気により浮かせて回転させるエアスピンドルタイプである場合、第１ダイシングブレード３１の回転数は、軸受タイプよりも回転数を大きくすることができ、例えば２００００ｒｐｍ以上３００００ｒｐｍ以下程度であってもよい。第１ダイシングブレード３１の回転数を高くするほど、切削溝１４の側壁の表面粗さを小さくすることができ、かつ切削速度を上げることができるが、第１ダイシングブレード３１の回転数を高くするほど切削溝１４の幅ｗ１１が広くなる。このため、第１ダイシングブレード３１の回転数は、切削溝１４の側壁の所定の表面粗さと、切削溝１４の所定の幅ｗ１１と、を得られるように適宜設定されることが好ましい。
第１のダイシング時に第１ダイシングブレード３１に超音波振動を与えるための超音波出力は、シングルカットによる従来のダイシング方法での超音波出力と同じ例えば２０Ｗ程度であってもよい。超音波出力を高くするほど第１ダイシングブレード３１による切削溝１４の幅ｗ１１が広くなり、半導体チップ１０’の取れ高が低下するが、第１ダイシングブレード３１に超音波振動を与えるための超音波出力をシングルカットによる従来のダイシング方法での超音波出力よりも高くしてもよい。第１ダイシングブレード３１に超音波振動を与えるための超音波出力を高くするほど、半導体ウエハ１０の単位枚数あたりのダイシング所要時間を短くすることができる。
第１ダイシングブレード３１の切削速度は、シングルカットによる従来のダイシング方法で用いるダイシングブレードの切削速度と同じ例えば１０ｍｍ／ｓ程度であってもよいし、シングルカットによる従来のダイシング方法で用いるダイシングブレードの切削速度よりも上げて例えば２０ｍｍ／ｓ程度としてもよい。ダイシングブレードの切削速度とは、ステージの移動速度である。
第１のダイシング時に第１ダイシングブレード３１に超音波振動を与えるための超音波出力を高くしたり、第１ダイシングブレード３１の切削速度を上げたりすることで切削溝の側壁に生じるクラックが増大したとしても、当該クラックはその後の第２のダイシングによって低減され、切削溝の側壁はほぼ鏡面となる。このため、第１ダイシングブレード３１によって生じるクラックは完成後の半導体チップ１０’の側面にほぼ残らない。
次に、第２ダイシングブレード４１を用いて、切削溝１４の側壁を研磨する（以下、第２のダイシングとする）。具体的には、第２のダイシング時、第２ダイシングブレード４１の側面がダイシングライン１２と平行になるように第２ダイシングブレード４１を配置し、第２スピンドルにより第２ブレードホーン４２を介して第２ダイシングブレード４１を高速で回転させる。この状態で、第２ダイシングブレード４１を、切削溝１４の内部に挿入する。そして、当該ダイシングライン１２が直線状に延びる方向と同じ方向４３にステージを移動させて、第２ダイシングブレード４１をダイシングライン１２に沿って走査させることで、切削溝１４の側壁が研磨される。この第２のダイシングを、第１方向Ｘに延びるすべてのダイシングライン１２に順に行い、かつ第２方向Ｙに延びるすべてのダイシングライン１２に順に行う。図６，７には、第１方向Ｘに延びるダイシングライン１２に対して第２のダイシングを行っている状態を示している。
第２ダイシングブレード４１は、例えば一般的な電気鋳造によりダイヤモンド砥粒（ダイヤモンド粒子）を固めてなる薄い円盤状の砥石である。第２ダイシングブレード４１は、図示省略する第２スピンドルを回転軸として回転可能な状態で、第２ブレードホーン４２を介して第２スピンドルに固定されている。第２ブレードホーン４２は、第２ダイシングブレード４１を挟み込むように第２ダイシングブレード４１の中心に配置され、第２ダイシングブレード４１の両側面に接して第２ダイシングブレード４１を第２スピンドルに固定する。第２ダイシングブレード４１の側面とは、第２ダイシングブレード４１の刃幅ｗ２方向と直交する面である。第２ブレードホーン４２は、第２ダイシングブレード４１の刃幅ｗ２方向の強度を補強する機能を有する。第２ブレードホーン４２は、例えば第１ダイシングブレード３１の半径よりも１．５ｍｍ程度狭い半径の円盤状をなしている。
第２ダイシングブレード４１の刃幅ｗ２は、第１ダイシングブレード３１の刃幅ｗ１よりも広い。これにより、切削溝１４の内部を通るようにダイシングライン１２に沿って第２ダイシングブレード４１を走査させるだけで、半導体チップ１０’の側面１０ｃ’となる切削溝１４の側壁を研磨することができる。第２ダイシングブレード４１のダイヤモンド砥粒の粒度は、第１ダイシングブレード３１のダイヤモンド砥粒の粒度よりも大きい。すなわち、第２ダイシングブレード４１のダイヤモンド砥粒の平均粒径は、第１ダイシングブレード３１のダイヤモンド砥粒の平均粒径よりも小さい。これにより、切削溝１４の側壁の表面粗さを、第２のダイシング前よりも小さくすることができ、鏡面に近づけることができる。
具体的には、第２ダイシングブレード４１の刃幅ｗ２は、第１ダイシングブレード３１の刃幅ｗ１よりも例えば＋２μｍ以上＋１５μｍ以下程度の範囲で広い。第２ダイシングブレード４１の刃幅ｗ２を第１ダイシングブレード３１の刃幅ｗ１よりも広くすることで、第１のダイシングにより切削溝１４の側壁に生じた１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度の凹みであるクラックが除去され、切削溝１４の側壁を鏡面にすることができる。好ましくは、第２ダイシングブレード４１の刃幅ｗ２は、第１ダイシングブレード３１の刃幅ｗ１よりも例えば＋３μｍ以上＋７μｍ以下程度の範囲で広いことがよい。これにより、第２ダイシングブレード４１への切削抵抗を低減させることができる。より好ましくは、第２ダイシングブレード４１の刃幅ｗ２は、第１ダイシングブレード３１の刃幅ｗ１よりも例えば＋５μｍ程度広いことがよい。第２ダイシングブレード４１のダイヤモンド砥粒の粒度は、第１ダイシングブレード３１のダイヤモンド砥粒の粒度よりも大きく、例えば＃３０００以上＃４０００以下程度であってもよい。
第２のダイシングの、第２ダイシングブレード４１の刃幅ｗ２および第２ダイシングブレード４１のダイヤモンド砥粒の粒度以外の条件は、第１のダイシングと同じであってもよいし、適宜調整されていてもよい。具体的には、第２のダイシング時に、ダイシングテープ２１に第２ダイシングブレード４１による切り込みが入るように、第２ダイシングブレード４１からステージまで距離を調整することが好ましい。これにより、第２ダイシングブレード４１によって切削溝１４の側壁全面を確実に研磨することができる。
第２のダイシング時、第２ダイシングブレード４１と半導体ウエハ１０との接触点にノズル３５から冷却水３６を吐出することで、半導体ウエハ１０の切削時の発熱による加工異常を防止することができる。第２ダイシングブレード４１の回転方向４４は、第２のダイシングがダウンカットとなるように制御されてもよいし、アップカットとなるように制御されてもよい。図６には、第２のダイシングをアップカットとした場合を示す。第２のダイシングは、例えば室温で行われる。
また、第２のダイシング時、第２ダイシングブレード４１に超音波振動を与えてなくてもよい。第２のダイシング時に第２ダイシングブレード４１に超音波振動を与える場合、第１のダイシング時に第１ダイシングブレード３１に与える超音波振動以下の超音波振動を第２ダイシングブレード４１に与えてもよい。すなわち、第２のダイシング時に第２ダイシングブレード４１に超音波振動を与えるための超音波出力は、例えば０Ｗ以上２０Ｗ以下程度であってもよい。第２のダイシング時に第２ダイシングブレード４１に超音波振動を与える場合、第２ダイシングブレード４１の表面の砥粒による突出によって切削溝１４の側壁が研磨される。
第２ダイシングブレード４１の切削速度は、第１ダイシングブレード３１の切削速度と同じであってもよい。第２ダイシングブレード４１の切削速度を第１ダイシングブレード３１の切削速度よりも下げて、第２ダイシングブレード４１への切削抵抗を低減させてもよいが、第２ダイシングブレード４１の切削速度を下げるほど、半導体チップ１０’の生産性が低くなる。このため、半導体チップ１０’に応力がかかったときに半導体チップ１０’が破壊されない程度に半導体チップ１０’の側面のクラックがなくなる、または小さくなる程度に、第２ダイシングブレード４１の切削速度を上げることがよい。
第２ダイシングブレード４１の回転数は、シングルカットによる従来のダイシング方法で用いるダイシングブレードの回転数以上であり、より高いことが好ましい。具体的には、第２ダイシングブレード４１の軸受け機構が軸受タイプである場合、第２ダイシングブレード４１の回転数は例えば８０００ｒｐｍ以上程度である。第２ダイシングブレード４１の軸受け機構がエアスピンドルタイプである場合、第２ダイシングブレード４１の回転数は、例えば４００００ｒｐｍ以上５００００ｒｐｍ以下程度であってもよい。
第１，２ダイシングブレード３１，４１それぞれを平行する２本のダイシングライン１２に沿って同時に走査可能なダイシング装置を用いてもよい。この場合、第１，２のダイシングがダイシングライン１２ごとに連続して行われる。第１，２ダイシングブレード３１，４１の切削速度は同じとなる。また、１枚の半導体ウエハ１０のすべてのダイシングライン１２に第１のダイシングを連続して行った後に、当該すべてのダイシングライン１２に第２のダイシングを連続して行ってもよい。この場合、１台のダイシング装置を用いて第１，２のダイシングごとに第１，２ダイシングブレード３１，４１を付け替えてもよいし、第１，２ダイシングブレード３１，４１をそれぞれ配置した２台のダイシング装置を用いてもよい。第１，２ダイシングブレード３１，４１の切削速度は異なっていてもよい。
このように第１，２のダイシングを行うことで、図１に示す半導体チップ１０’が完成する。その後、半導体ウエハ１０から切断された半導体チップ１０’を一般的な方法によりダイシングテープ２１からピックアップすればよい。
以上、説明したように、実施の形態によれば、半導体チップの側面の品質を向上させることができるため、半導体チップの強度を向上させることができる。これによって、半導体チップの曲げ強度が確保された信頼性の高い半導体装置を提供することができる。かつ、半導体ウエハのダイシング速度を高速化させることができるため、半導体チップの生産性を向上させることができる。
例えば、従来技術では、ダイシングブレードにより切削溝の側壁に微小なクラックが発生し、この微小なクラックの個数はダイシングブレードの刃先の砥粒の、切削溝の側壁への切り込み深さが深くなるほど（すなわち砥粒の平均粒径が大きくなるほど）増加する。それに対して、実施の形態によれば、第１ダイシングブレードによって形成した切削溝により半導体ウエハを個々の半導体チップに完全に分割した後に、第１ダイシングブレードよりも刃幅の広い第２ダイシングブレードにより半導体チップの側面を研磨する。これにより、第１ダイシングブレードにより切削溝の側壁（すなわち半導体チップの側面）に生じた微小なクラックをなくすまたは小さくすることができ、半導体チップの側面の品質を向上させることができる。
また、従来技術では、切削溝の側壁の微小なクラックの発生を抑制するために、粒径の小さいダイシングブレードを用いて切削溝の側壁への切込み深さを浅くした場合、ダイシングブレード切削抵抗が高くなることから、ダイシングブレードの切削速度を下げて、ダイシングブレードへの負荷を低減させることで、ダイシングブレードの破損を防止しているため、半導体チップの生産性が低下する。また、超音波振動を併用したダイシングでは、ダイシングブレードが半導体ウエハの主面と直交する方向だけでなく、半導体ウエハの主面に平行な方向（すなわち切削溝の側壁と直交する方向）にも振動するため、切削溝の側壁に生じる微小なクラックの個数が増大してしまう。
それに対して、実施の形態によれば、第１のダイシングにおいては、相対的に平均粒径の大きい第１ダイシングブレードを用いて、切削溝の側壁の品質を気にすることなく、可能な範囲での高速加工で、かつ超音波振動を併用して、ダイシングラインに沿って半導体ウエハに切削溝を形成し、当該切削溝により半導体ウエハを個々の半導体チップに分割することができる。その後、第２のダイシングにおいては、第１ダイシングブレードよりも平均粒径の小さい第２ダイシングブレードにより切削溝の側壁の微小クラックを減少させて、切削溝の側壁を鏡面に近づけることができるため、半導体チップの側面の品質を向上させることができる。
かつ、実施の形態によれば、第２のダイシング時、第２ダイシングブレードにより切削溝の側壁を研磨するのみとなるため、相対的に平均粒径の小さい第２ダイシングブレードを用いたとしても、第２ダイシングブレードの切削抵抗を小さくすることができる。このため、第２のダイシング時においても高速加工が可能である。したがって、第１ダイシングブレードによる第１のダイシングと、第１ダイシングブレードよりも平均粒径の小さい第２ダイシングブレードによる第２のダイシングと、の２段階で半導体ウエハを加工して個々の半導体チップを作製することで、半導体ウエハのダイシング速度の高速化と、半導体チップの側面の微小クラックの抑制と、を両立させることができる。
（実施例）
次に、半導体ウエハ１０の単位枚数あたりのダイシング所要時間、および、半導体チップ１０’の曲げ破壊強度について検証した。図８は、半導体ウエハの単位枚数あたりのダイシング所要時間および半導体チップの曲げ破壊強度との関係を示す図表である。図８には、ダイシング条件も示す。図８に示す半導体チップ１０’の曲げ破壊強度（図８には「チップ曲げ破壊強度」と図示）の平均値は、１枚の半導体ウエハ１０から切断された半導体チップ１０’を当該半導体ウエハ１０の複数箇所からそれぞれ４つずつ抜き取って、当該抜き取ったすべての半導体チップ１０’で測定した曲げ破壊強度の平均値である。半導体ウエハ１０から半導体チップ１０’を抜き取った箇所は、半導体ウエハ１０の中央部の１箇所と、当該半導体ウエハ１０の中央部を中心として中心角９０°ごとに位置する４箇所と、の計５か所である。
上述した半導体チップ１０’を抜き取った５か所ともに、抜き取った４つの半導体チップ１０’のうち、２つの半導体チップ１０’については、裏面をステージ（不図示）側にして、裏面の中央部を中心とする２点をステージ上の保持部で支持した状態でステージ上に載置する。そして、この２つの半導体チップ１０’について、ステージ上の保持部で支持された裏面の２点を支点とし、おもて面側から中央部に当該中央部をステージ側へ押し込む方向に荷重を加える三点曲げ試験により曲げ破壊強度（以下、半導体チップ１０’のおもて面側から荷重を加えたときの曲げ破壊強度とする）を測定した。この場合、半導体チップ１０’の裏面側の中央部で曲げ破壊強度が最大となる。
上述した半導体チップ１０’を抜き取った５か所ともに、抜き取った４つの半導体チップ１０’のうち、他の２つの半導体チップ１０’については、おもて面をステージ側にして、おもて面の中央部を中心とする２点をステージ上の保持部で支持した状態でステージ上に載置する。そして、この他の２つの半導体チップ１０’について、ステージ上の保持部で支持されたおもて面の２点を支点とし、裏面側から中央部に当該中央部をステージ側へ押し込む方向に荷重を加える三点曲げ試験により曲げ破壊強度（以下、半導体チップ１０’の裏面側から荷重を加えたときの曲げ破壊強度とする）を測定した。この場合、半導体チップ１０’のおもて面側の中央部で曲げ破壊強度が最大となる。
図８に示す半導体チップ１０’の曲げ破壊強度の平均値は、おもて面側から荷重を加えたすべての半導体チップ１０’の曲げ破壊強度と、裏面側から荷重を加えたすべての半導体チップ１０’の曲げ破壊強度と、の平均値である。おもて面側から荷重を加えたすべての半導体チップ１０’の曲げ破壊強度の平均値は、後述する図９に示す実施例の「おもて面」の縦線上のプロット（点）の右側に示す。裏面側から荷重を加えたすべての半導体チップ１０’の曲げ破壊強度の平均値は、図９に示す実施例の「裏面」の縦線上のプロットの右側に示す。
具体的には、実施の形態にかかる半導体装置の製造方法にしたがい、半導体ウエハ１０の各有効領域にそれぞれＳＢＤの素子構造を形成し、半導体ウエハ１０に第１，２のダイシングを行って半導体チップ１０’を作製した（以下、実施例とする）。この実施例について、半導体ウエハ１０の１枚あたりのダイシング所要時間（図８には「ウエハ１枚あたりのダイシング所要時間」と図示）、および、半導体チップ１０’の曲げ破壊強度の平均値を図８に示す。実施例においては、第１，２ダイシングブレード３１，４１それぞれを平行する２本のダイシングライン１２に沿って同時に走査可能なダイシング装置を用い、ダイシングライン１２ごとに第１，２のダイシングを連続して行った。
実施例の第１のダイシング条件は、次の通りである。第１ダイシングブレード３１の刃幅ｗ１を４０μｍとした。第１ダイシングブレード３１のダイヤモンド砥粒の粒度（メッシュ）を＃２０００とした。第１スピンドルによる第１ダイシングブレード３１の回転数を８０００ｒｐｍとした。第１ダイシングブレード３１に超音波振動を与えるための超音波出力を２０Ｗとした。第１ダイシングブレード３１の切削速度を２０ｍｍ／ｓとした。ダイシングテープ２１への切り込み深さを１５μｍとした。
実施例の第２のダイシング条件は、次の通りである。第２ダイシングブレード４１の刃幅ｗ２を４５μｍとした。第２ダイシングブレード４１のダイヤモンド砥粒の粒度（メッシュ）を＃３０００とした。第２スピンドルによる第２ダイシングブレード４１の回転数を８０００ｒｐｍとした。第２ダイシングブレード４１に超音波振動を与えるための超音波出力を０Ｗとした。すなわち、第２ダイシングブレード４１に超音波振動を与えていない。第２ダイシングブレード４１の切削速度を２０ｍｍ／ｓとした。
また、図８には、比較として、従来例および比較例それぞれについて、半導体ウエハの単位枚数あたりのダイシング所要時間、および、半導体チップの曲げ破壊強度の平均値を示す。従来例では、半導体ウエハの各有効領域にそれぞれＳＢＤの素子構造を形成し、シングルカットによる従来のダイシング方法により半導体ウエハをダイシングして半導体チップを作製している。比較例では、半導体ウエハの各有効領域にそれぞれＳＢＤの素子構造を形成し、ダイシングブレードの軸受け機構をエアスピンドルタイプとしたダイシングブレードを用いてシングルカットによるダイシングにより半導体ウエハをダイシングして半導体チップを作製している。従来例および比較例ともに、ＳＢＤの素子構造、ダイシングラインのレイアウト、半導体ウエハから半導体チップを抜き取る箇所および半導体チップの曲げ破壊強度を測定方法は実施例と同様である。
従来例のダイシングの、ダイシングブレードの切削速度以外の条件は、実施例の第１のダイシング条件と同様である。従来例のダイシングにおいては、ダイシングブレードの切削速度を１０ｍｍ／ｓとした。従来例では、実施例の第２のダイシングに相当するダイシングは行っていない。比較例のダイシング条件は、次の通りである。比較例においては、ダイシングブレードの刃幅を５０μｍとし、ダイシングブレードのダイヤモンド砥粒の粒度（メッシュ）を＃２５００とし、スピンドルによるダイシングブレードの回転数を５００００ｒｐｍとした。比較例のダイシングでは、ダイシングブレードに超音波振動を与えていない。比較例では、実施例の第２のダイシングに相当するダイシングは行っていない。
図８に示す結果より、実施例においては、半導体ウエハ１０の単位枚数あたりのダイシング所要時間を従来例と同程度にすることができ、かつ、半導体チップ１０’の曲げ破壊強度を従来例よりも高くすることができることが確認された。また、実施例においては、半導体ウエハ１０の単位枚数あたりのダイシング所要時間を比較例よりも短くすることができ、かつ半導体チップ１０’の曲げ破壊強度を比較例よりも高くすることができることが確認された。
次に、半導体チップ１０’の信頼性について検証した。図９は、半導体チップの曲げ破壊強度分布を示す特性図である。図９には、上述した実施例、従来例および比較例の各試料について、半導体チップのおもて面側から荷重を加えたときの曲げ破壊強度を各試料欄の左欄に「おもて面」として示し、半導体チップの裏面側から荷重を加えたときの曲げ破壊強度を各試料欄の右欄に「裏面」として示す。
図９の各試料には、曲げ破壊強度の測定に用いたすべての半導体チップの曲げ破壊強度が分布する範囲を縦線で示す。すなわち、曲げ破壊強度の測定に用いたすべての半導体チップとは、半導体ウエハの上述した５か所からそれぞれ２つずつ抜き取った計１０つの半導体チップである。当該縦線上のプロット（点）は曲げ破壊強度の測定に用いたすべての半導体チップの曲げ破壊強度の平均値であり、当該プロットの示す数値を当該プロットの右側に図示する。
図９に示す結果から、実施例においては、半導体チップ１０’の両主面のいずれの主面側から荷重を加えた場合においても、従来例と比べて、１枚の半導体ウエハ１０から切断された半導体チップ１０’で測定された曲げ破壊強度が分布する範囲の上限値を高くすることができることが確認された。すなわち、実施例は、従来例と比べて、半導体チップ１０’の曲げ破壊強度を高くすることができる確率が高いことが確認された。
半導体チップ１０’の曲げ破壊強度は、半導体モジュールの組み立て時や半導体モジュールの信頼性試験条件によって変化する。半導体モジュールの一般的な信頼性試験として、例えばヒートサイクル試験やパワーサイクル試験が挙げられる。このため、実施例は、従来例と比べて、例えば半導体装置（半導体チップ１０’）の動作による発熱や動作環境の熱負荷に強く、高温時の信頼性が高いことがわかる。
また、図９に示す結果から、実施例においては、半導体チップ１０’の両主面のいずれの主面側から荷重を加えた場合においても、比較例と比べて、１枚の半導体ウエハ１０から切断された半導体チップ１０’で測定された曲げ破壊強度が分布する範囲の下限値を高くすることができることが確認された。すなわち、実施例は、比較例と比べて、半導体チップ１０’の曲げ破壊強度が低くなる確率が低いことが確認された。
また、図示省略するが、従来例では、半導体チップの側面に、ダイシングブレードのダイヤモンド砥粒の粒子径に相当する深さおよび幅の微小なクラックが多量に形成されていることが確認された。比較例では、半導体チップの側面に、ダイシングブレードのダイヤモンド砥粒による浅い傷が形成されていることが確認された。それに対して、実施例においては、半導体チップの側面がほぼ鏡面になっていることが確認された。
以上のことから、実施例は、従来例および比較例よりも半導体チップ１０’の曲げ破壊強度に対する信頼性を高くすることができることが確認された。また、実施例は、半導体チップ１０’の両面の曲げ破壊強度にほぼ差が生じないことが確認された。
以上において本発明では、素子構造が簡単なＳＢＤを例に説明しているが、これに限らず、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：金属−酸化膜−半導体の３層構造からなる絶縁ゲートを備えたＭＯＳ型電界効果トランジスタ）など他の半導体装置にも本発明を適用可能である。また、半導体材料としてＳｉＣを用いた場合を例に説明しているが、ＳｉＣと同様に硬く加工しにくい半導体を材料として半導体装置を作製する場合においても本発明を適用可能である。ＳｉＣと同様に硬く加工しにくい半導体として、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）など、Ｓｉよりもバンドギャップが広い半導体が挙げられる。
以上のように、本発明にかかる半導体装置の製造方法は、硬度の高い半導体基板を用いたＳＢＤやＭＯＳＦＥＴなどの半導体装置に有用であり、特にＳｉＣを半導体材料として用いたＳｉＣ半導体装置に適している。
１ ｎ+型出発ウエハ
１' ｎ+型出発基板
２，２' ｎ-型ＳｉＣ層
３ ｐ型領域
４ 第１電極膜
５ 第２電極膜
１０ 半導体ウエハ
１０' 半導体チップ
１０ａ' 半導体チップのおもて面
１０ｂ' 半導体チップの裏面
１０ｃ' 半導体チップの側面
１１ 活性領域
１２ ダイシングライン
１４ 切削溝
２１ ダイシングテープ
２２ ダイシングテープの基材
２３ ダイシングテープの接着剤層
３１ 第１のダイシングで用いる第１ダイシングブレード
３２ 第１ダイシングブレードを固定する第１ブレードホーン
３３ 第１のダイシングにおいて半導体ウエハが載置されたステージの移動方向
３４ 第１ダイシングブレードの回転方向
３５ ダイシング装置のノズル
３６ ノズルから吐出される冷却水
４１ 第２のダイシングで用いる第２ダイシングブレード
４２ 第２ダイシングブレードを固定する第２ブレードホーン
４３ 第２のダイシングにおいて半導体ウエハが載置されたステージの移動方向
４４ 第２ダイシングブレードの回転方向
ｔ１ ダイシングテープの厚さ
ｗ１ 第１ダイシングブレードの刃幅
ｗ１１ 第１ダイシングブレードによる切削溝の幅
ｗ２ 第２ダイシングブレードの刃幅
Ｘ ダイシングラインが直線状に延びる方向（第１方向）
Ｙ ダイシングラインが直線状に延びる方向で、かつ第１方向と直交する方向第２方向
Ｚ 半導体ウエハの厚さ方向
φ 半導体ウエハの直径

Claims (15)

  1. 半導体チップとなる領域の周囲を囲む所定レイアウトのダイシングラインが第１主面に形成された炭化珪素からなる半導体ウエハを用いた半導体装置の製造方法であって、
    前記半導体ウエハの第２主面をステージに対向させた状態で、前記半導体ウエハを前記ステージに固定する載置工程と、
    第１ダイシングブレードにより前記ダイシングラインに沿って前記半導体ウエハに第１主面から第２主面に達する切削溝を形成し、前記切削溝により前記半導体ウエハを切断して、前記切削溝に周囲を囲まれた前記半導体チップに分割する切断工程と、
    前記切削溝の内部に挿入した第２ダイシングブレードにより、前記ダイシングラインに沿って前記半導体チップの側面である前記切削溝の側壁を研磨する研磨工程と、
    を含み、
    前記研磨工程では、前記第１ダイシングブレードよりも刃幅の広い前記第２ダイシングブレードを用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 前記研磨工程では、前記第１ダイシングブレードよりも平均粒径の小さい砥粒からなる前記第２ダイシングブレードを用い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. 前記切断工程では、前記第１ダイシングブレードに超音波振動を与え、前記半導体ウエハの第１主面と直交する方向に振動させた前記第１ダイシングブレードにより前記切削溝を形成す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. 前記切断工程では、平坦な側面を有する前記半導体チップに分割することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
  5. 前記研磨工程では、前記第２ダイシングブレードの回転数を、前記切断工程における前記第１ダイシングブレードの回転数よりも高くすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記研磨工程では、前記第２ダイシングブレードの切削速度を、前記切断工程における前記第１ダイシングブレードの切削速度と同じにすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
  7. 前記研磨工程では、前記第２ダイシングブレードの切削速度を、前記切断工程における前記第１ダイシングブレードの切削速度よりも下げることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
  8. 前記研磨工程では、前記切削溝の側壁を鏡面に近づけることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記第２ダイシングブレードの刃幅は、前記第１ダイシングブレードの刃幅よりも＋２μｍ以上＋１５μｍ以下の範囲で広いことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
  10. 前記第２ダイシングブレードの刃幅は、前記第１ダイシングブレードの刃幅よりも＋３μｍ以上＋７μｍ以下の範囲で広いことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
  11. 前記第１ダイシングブレードの粒度は、＃１５００以上＃２５００以下であり、
    前記第２ダイシングブレードの粒度は、＃３０００以上＃４０００以下であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
  12. 前記切断工程では、ダイヤモンド砥粒からなる前記第１ダイシングブレードを用いることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
  13. 前記研磨工程では、ダイヤモンド砥粒からなる前記第２ダイシングブレードを用いることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
  14. 前記載置工程は、
    前記半導体ウエハの第２主面を、ダイシングテープを介してダイシングフレームに貼り付ける工程と、
    前記半導体ウエハを、前記ダイシングフレームを介して前記ステージに固定する工程と、
    を含み、
    前記切断工程では、前記ダイシングテープに前記第１ダイシングブレードによる切り込みが入るまで前記切削溝の深さを深くすることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
  15. 前記載置工程の前に、
    前記半導体チップとなる領域に所定の素子構造を形成する工程と、
    前記ダイシングラインを前記半導体ウエハの第１主面に形成する工程と、
    前記半導体ウエハの第１主面において前記半導体チップとなる領域に第１電極膜を選択的に形成する工程と、
    前記半導体ウエハの第２主面の全面に第２電極膜を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
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