JP3602718B2

JP3602718B2 - ダイシング法

Info

Publication number: JP3602718B2
Application number: JP8551398A
Authority: JP
Inventors: 啓二島田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JPH11283939A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に凹凸が形成されたワークを複数のデバイスに分割する際のダイシング法に関し、特に半導体基板上の電極が形成される太陽電池セルを製造する際のダイシング法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、人工衛星や宇宙ステーション等の電源には、例えばフレキシブル基板上に貼り付けられた薄型太陽電池セルが使用されている。この太陽電池セルは、軽量であることが望ましく、太陽電池セルの厚さも０．０５〜０．２ｍｍ程度とされ、これに０．０５〜０．２ｍｍ程度の厚さのカバーガラスが貼られたものが使用されている。
【０００３】
このような宇宙環境で使用される太陽電池セルの代表的な構造を図３に示す。１は半導体基板、２は拡散層、３は表面電極、４は反射防止膜、５は裏面電極、６はシリコン酸化膜である。裏面電極５は、半導体基板１側から順にアルミニウム，銀あるいはアルミニウム，チタン，パラジウム，銀といった複数の金属膜で形成されている。このアルミニウムは太陽光吸収率を改善するためのものである。
【０００４】
この太陽電池セルは、宇宙空間での環境に耐えるだけでなく、人工衛星が宇宙空間に打ち上げられるまでの環境にも耐えることが必要である。ところで、地上環境で使用する場合、特に問題となるのが電極材料の腐食である。受光面側の表面電極３はカバーガラスで保護されているため問題はないが、裏面電極５は露出しているため腐食されやすい。そこで、図４に示すように、アルミニウムが直接露出しないように、アルミニウムの上に形成される他の金属膜７で覆われている。
【０００５】
次に、上記構造の太陽電池セルの製造工程は、図５，６に示すように、以下の通りである。
（１）例えばｐ型の半導体基板１の裏面１ａに熱酸化等によりシリコン酸化膜６を形成する。
（２）気相拡散法、塗付拡散法あるいはイオン注入法によって、半導体基板１にｎ型の拡散層２を形成して、ｐｎ接合を形成する。
（３）半導体基板１の裏面１ａに所定の領域が開口するようにマスクして、フォトエッチングにより酸化膜６の窓開けを行う。
（４）半導体基板１の表面に、銀等の蒸着により表面電極３を短冊状に形成する。
（５）円板状の半導体基板１の周縁をダイシングソーにより切断して、半導体基板１を矩形にする。
（６）半導体基板１の裏面１ａに、個々の太陽電池セルに対応するようにアルミニウム，銀等の蒸着により裏面電極５を形成する。
（７）半導体基板１の表面全体に、二酸化チタン等の材料を蒸着し、反射防止膜４を形成する。
（８）半導体基板１をダイシングソーによりダイシングラインＬに沿って切断して、太陽電池セルに分割する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
太陽電池セルの製造工程において、半導体基板１から複数のセルを切り出すためには通常ダイシングを行う。一般的なダイシング法では、図７，８に示すように、ハンドリング装置または搬送装置での搬送のためのフレーム８に固定用の粘着テープ９を貼り付ける。フレーム８には、半導体基板１より大きい開口１０が形成されており、この開口１０を通して粘着テープ９の上に半導体基板１の裏面１ａを貼り付けて固定する。そして、ダイシング台１１上で半導体基板１のダイシングラインＬの位置を合わせた後、ダイヤモンドブレード１２により半導体基板１の表面側から切断する。なお、図中表面電極等は省略している（以下、同様）。
【０００７】
通常の太陽電池セルの場合は、半導体基板１の厚さの１／２〜２／３程度の深さまで切断した後、素子を分割する方法（ハーフダイス）を使用することが多い。しかし、１００μｍ以下の厚さの太陽電池セルの場合は、ハーフダイスをした場合、基板１が薄いため、セルの分割の際に割れることが多く、歩留まりを低下させることになる。このため、薄型太陽電池セルの場合は、半導体基板１を固定する粘着テープ９まで切断する方法（フルダイス）を使用してダイシングを行う。
【０００８】
ところで、太陽電池セルでは、裏面電極５の耐湿性の改善のために、図４に示すような半導体基板１の裏面１ａに裏面電極５による段差ができている。したがって、図８に示すように、半導体基板１を粘着テープ９に接着すると、隣り合う裏面電極５の間において半導体基板１は粘着テープ９に接触せず、隙間１３が生じる。そして、ダイシングによってセルに分割するとき、隣り合う裏面電極５の間、すなわち半導体基板１が粘着テープ９に接着されていない箇所を切断する。
【０００９】
このような箇所をダイシングすると、図９に示すように、半導体基板１の下方には隙間１３があるため、ダイヤモンドブレード１２からの応力により薄い半導体基板１が変形して、裏面１ａにチップが発生しやすくなる。また、１００μｍ以下の太陽電池セルの場合はフルダイスを行うため、半導体基板１の裏面１ａだけではなく表面側にもチップが発生しやすくなる。チップがあると、その場所からクラックが発生しやすくなり、後の工程で太陽電池セルが割れやすく、歩留まりを下げることになる。
【００１０】
なお、特開平６−１３２３９６号公報に記載されたダイシング法においては、ワークであるウエハの裏面に硬質部材を印刷しておく。フレームに粘着テープを貼り付け、これに粘着剤付ゴム板を貼り付け、硬質部材を間に挟んでウエハと粘着剤付ゴム板を固着させる。これにより、ダイシングソーによりウエハを切断したときのチップの発生を減少させている。しかしながら、切断するワークとして、裏面が平坦なウエハを対象としており、裏面に電極が形成されて段差が生じるようなワークに対しては、依然として隙間の存在は解消されておらず、チップやバリが発生するおそれがある。
【００１１】
本発明は、上記に鑑み、裏面に段差を有する半導体基板を切断してもチップ等の発生を防止できるダイシング法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による課題解決手段は、一面側に段差を有するワークに対して、ワークの一面側を被覆膜で覆って段差をなくしてから、ワークの切断を行って複数のデバイスに分割するものである。その際、一面側を固定部材に接着してワークを固定するとき、まずワークの一面側を被覆膜で覆って段差をなくしてから固定部材に固定し、ワークを一面側とは反対の他面側から切断して複数のデバイスに分割する。
【００１３】
このように、ワークの段差をなくす被覆膜を形成した後、ワークを固定用テープ等の固定部材に貼り付けたり、ワークをダイシング台に直接載置したりして、ダイシングを行うため、ワークと固定部材あるいはダイシング台との間には隙間が存在せず、この隙間のない箇所を切断することにより、ワークに応力が加わってもワークは変形することはなく、チップやバリの発生を防止することができる。
【００１４】
ここで、ワークが太陽電池セルの半導体基板である場合、その一面側に電極が積層されて段差が形成されるので、半導体基板上の電極による段差をなくすために一面側を被覆膜で覆い、半導体基板を固定するための粘着テープ等の固定部材に被覆膜が対向するように半導体基板を載置して、半導体基板の隣り合う電極の間を切断して複数の太陽電池セルに分割する。
【００１５】
そして、被覆膜は、溶剤によって除去可能なノボラック樹脂と有機溶剤との混合物あるいは環化ゴムと有機溶剤との混合物といったフォトレジストを用いて形成される。この被覆膜では溶剤によって除去することができるので、ダイシング後の後工程が容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本実施形態の太陽電池セルの製造方法について説明する。太陽電池セルの構造は、図３に示す従来のものと同じであり、図５，６に示した製造工程フローに従って、半導体基板１上に表面電極３および裏面電極５が形成されて製造されるが、本実施形態では、半導体基板１を切断して太陽電池セルに分割するときのダイシング法が従来とは異なる。すなわち、図１に示すように、半導体基板１上の裏面電極５による段差をなくすために裏面１ａを被覆膜１４で覆う点である。
【００１７】
被覆膜１４には、例えばフォトレジストに代表されるような、ノボラック樹脂と有機溶剤の混合物、あるいは環化ゴムと有機溶剤の混合物が使用される。フォトレジストは、アセトン等の有機溶剤や専用の剥離溶剤に対して可溶性を有している。
【００１８】
そして、このようなフォトレジストをスピンコート法、スクリーン印刷等により半導体基板１の裏面１ａに塗布して硬化させ、被覆膜１４を形成する。この被覆膜１４によって、半導体基板１の裏面１ａ全体が覆われ、隣り合う裏面電極５の間にある隙間１３が埋められて段差がなくなる。
【００１９】
次に、裏面１ａにおける段差がなくなった半導体基板１をフレーム８に貼り付けられた粘着テープ９の上に裏面１ａが下になるように載置して、被覆膜１４を介して半導体基板１を粘着テープ９に固着する。
【００２０】
そして、固定された半導体基板１をダイシングソーによりダイシングラインＬに沿って切断して、複数の太陽電池セルに分割する。分割された太陽電池セルを有機溶剤や剥離溶剤に浸漬することによって、被覆膜１４は溶解され、半導体基板１から容易に除去できる。このように、溶剤に可溶性のフォトレジストを使用すれば、被覆膜１４の除去が容易となり、従来のように粘着テープ９を剥がしたり、その後の処理作業を軽減できる。
【００２１】
ここで、ダイシングラインＬは、半導体基板１上の隣り合う裏面電極５の間を通っているが、図２に示すように、ダイシングソーのダイヤモンドブレード１２から応力が加わっても、半導体基板１と粘着テープ９との間には隙間１３がないので、半導体基板１は変形することがない。そのため、粘着テープ９と接着されていない箇所で半導体基板１を切断するということがなくなるので、チップの発生を大幅に減少させることができる。なお、フルダイスを行っても裏面電極５のない箇所を切断しているので、バリの発生はない。
【００２２】
したがって、チップの発生を防止できるため、後の工程で太陽電池セルが割れることが少なくなり、歩留まりを向上させることができるとともに、チップから発生するクラックがなくなり、太陽電池セルの信頼性、品質も向上させることができる。
【００２３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記のフォトレジスト以外の樹脂により被覆膜を形成してもよい。さらに、半導体基板を固定する方法は、粘着テープを用いる以外にも被覆膜上に接着剤を塗布して、ゴム等の支持板に接着してもよい。
【００２４】
また、被覆膜を除去せずにそのままに残しておいて、保護膜として利用するようにしてもよい。これによって、被覆膜を除去する工程を不要にしながら、太陽電池セルの保護も図れる。この場合、被覆膜として、ポリイミド樹脂等を用いるとよい。
【００２５】
また、本発明のダイシング法は、太陽電池セルを製造する以外に、表面に凹凸が形成されたセラミックス、ガラス等のワークを固定部材に固定したり、あるいはワークをダイシング台に直接載置してダイシングする場合にも利用でき、ワークとこれらの間にできる隙間がなくなり、切断時のチップ防止に非常に効果がある。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、一面側に段差を有するワークに対して、ワークの一面側を被覆膜で覆って段差をなくすことにより、ワークの固定時に生じる段差による隙間が存在しなくなるので、薄型のワークであっても切断時に変形することはなく、チップやバリの発生を防止できる。したがって、後工程でワークが割れることが少なくなり、歩留まりを向上させることができるとともに、チップから発生するクラックもなくなり、高信頼性、高品質のデバイスを提供することができる。
【００２７】
ここで、太陽電池セル用の半導体基板をワークとすると、その一面側には電極による段差が形成されるが、この段差をなくして切断することができるので、分割された太陽電池セルにはチップ等が生じず、歩留まりが高くなり、製造コストを低減できる。しかも、チップに起因するクラックの発生を防止でき、太陽電池セルの信頼性の向上を図れる。
【００２８】
そして、溶剤によって除去可能なノボラック樹脂と有機溶剤との混合物あるいは環化ゴムと有機溶剤との混合物といったフォトレジストを用いて被覆膜を形成することにより、被覆膜の除去を容易に行える。したがって、ダイシング後に洗浄を兼ねて被覆膜の除去を行えば、製造コストの低減にもなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のダイシングを行う半導体基板を固定した状態を示す概略断面図
【図２】ダイシング時の半導体基板を示す概略断面図
【図３】太陽電池セルの断面図
【図４】裏面電極の拡大断面図
【図５】太陽電池セルの製造工程のフローを示す断面図および平面図
【図６】太陽電池セルの製造工程のフローを示す断面図および平面図
【図７】従来のダイシングを行う半導体基板を固定した状態を示す概略断面図
【図８】従来のダイシング前の半導体基板を示す概略断面図
【図９】従来のダイシング時の半導体基板を示す概略断面図
【符号の説明】
１半導体基板
２拡散層
３表面電極
４反射防止膜
５裏面電極
６シリコン酸化膜
８フレーム
９粘着テープ
１２ダイヤモンドブレード
１４被覆膜

Claims

一面側に段差を有するワークに対して、前記一面側を粘着テープに接着して前記ワークを固定し、該ワークを一面側とは反対の他面側から切断して複数のデバイスに分割するダイシング法において、前記段差による隙間をなくすために、前記ワークの一面側を除去可能な被覆膜で覆ってから前記ワークの一面側を前記粘着テープに固定し、前記隙間を通るダイシングラインに沿って前記ワークの他面側から前記粘着テープまで切断し、前記被覆膜を除去することを特徴とするダイシング法。
一面側に電極が積層された半導体基板を切断して太陽電池セルを製造する際、前記半導体基板上の電極による段差をなくすために前記一面側を除去可能な被覆膜で覆い、粘着テープに前記被覆膜を介して前記半導体基板を固着して、他面側から前記半導体基板の隣り合う電極の間を前記粘着テープまで切断して複数の太陽電池セルに分割し、前記被覆膜を除去することを特徴とするダイシング法。
被覆膜は、可溶性のフォトレジストを用いて形成され、溶剤に浸漬して洗浄を兼ねて被覆膜を除去することを特徴とする請求項１または２記載のダイシング法。
フォトレジストとして、溶剤によって除去可能なノボラック樹脂と有機溶剤との混合物を用いたことを特徴とする請求項３記載のダイシング法。
フォトレジストとして、溶剤によって除去可能な環化ゴムと有機溶剤との混合物を用いたことを特徴とする請求項３記載のダイシング法。