JP6287720B2

JP6287720B2 - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP6287720B2
Application number: JP2014189125A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　正人; 正人鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2034-09-17
Also published as: JP2016063042A

Description

本発明は、半導体基板の主面にスクライブ線を形成し、スクライブ線に沿って半導体基板を分割する半導体装置の製造方法に関する。

半導体基板を機能素子チップに分割する際に、分割断面に平滑性が必要ない場合は、分割したい線に沿ってダイヤモンドツールで半導体基板上にスクライブ（罫書き）線を導入し、スクライブ線に沿った方向にマイクロクラック（微小亀裂）を形成する。次に、微小亀裂が開くように応力をかける事で亀裂を進展させ、基板を分離する。なお、スクライブ線の始点及び終点を基板端より少し内側とすることで、ダイヤモンドツールが基板端に接触した時に発生する欠けを防止する。また、このスクライブ法は回転ブレードやレーザ加工による分割よりもクラック発生を抑制でき、分割したチップの強度が高くなるため脆い基板材料の場合は特に有効である。

レーザーダイオード（ＬＤ）端面のように分割断面に平滑性が必要な場合は、半導体基板端の片側又は両側にスクライブ線を導入する。ここで、半導体基板は分離し易いヘキ開面を持つので、ヘキ開面方向にスクライブ線は平行である必要がある。スクライブによって形成された微小亀裂を開口する方向に応力を加えると微小亀裂はヘキ開面に沿って成長し、原子レベルの平滑性を持ったヘキ開面が形成される（例えば、特許文献１（２頁〜３頁、図３〜８）参照）。

特開平１１−２７４６５３号公報

基板にスクライブ線を導入するためにスクライブツールを基板に接触させる。しかし、最初にツールが接触するスクライブ起点の基板部には大きな衝撃力がかかり、必要以上のマイクロクラックが発生することがあり、分離位置ズレ不良と欠けクラック不良の原因となる。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は分離位置ズレ不良と欠けクラック不良を防ぐことができる半導体装置の製造方法を得るものである。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板の主面の一部に衝撃緩和膜を形成する工程と、前記衝撃緩和膜にスクライブツールの刃先を接触させて前記半導体基板に対する前記スクライブツールの接触衝撃を緩和する工程と、前記スクライブツールを接触させた位置から前記衝撃緩和膜が形成されていない領域内の任意の位置まで前記半導体基板の前記主面に前記スクライブツールによりスクライブ線を形成する工程と、前記半導体基板に応力をかけて前記スクライブ線に沿って前記半導体基板を分割する工程とを備え、前記衝撃緩和膜は、前記スクライブ線を形成するライン上に前記半導体基板を露出させる隙間を有し、前記隙間の幅は前記スクライブツールの前記刃先の幅より狭く、前記衝撃緩和膜にスクライブツールを接触させる際に、前記隙間の両側における前記衝撃緩和膜の角部に前記スクライブツールの前記刃先のテーパー面を接触させた後に前記刃先の先端を前記半導体基板に接触させることを特徴とすることを特徴とする。

本発明では、スクライブ線の形成時にスクライブツールが最初に接触するのは衝撃緩和膜である。この衝撃緩和膜が半導体基板に対するスクライブツールの接触衝撃を緩和するため、余分なクラック発生を抑制することができ、分離位置ズレ不良と欠けクラック不良を防ぐことができる。

本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示す平面図である。図１のＩ−ＩＩに沿った断面図である。本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す平面図である。本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す平面図である。本発明の実施の形態２に係る半導体装置の製造方法を示す平面図である。図５のＩ−ＩＩに沿った断面図である。本発明の実施の形態２に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す平面図である。本発明の実施の形態２に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す平面図である。本発明の実施の形態３に係る半導体装置の製造方法を示す平面図である。図９のＩ−ＩＩに沿った断面図である。本発明の実施の形態３に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す平面図である。本発明の実施の形態３に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す平面図である。

本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示す平面図である。図２は図１のＩ−ＩＩに沿った断面図である。

まず、半導体基板１の主面に溝加工又は異種材料を表面に積層することで機能素子を規則的なパターンで形成する（不図示）。各機能素子間には分割用ライン２があり、このラインは幅（太さ）を持っている。

次に、半導体基板１の主面の一部に衝撃緩和膜３を形成する。次に、衝撃緩和膜３にスクライブツール４の刃先を接触させて半導体基板１に対するスクライブツール４の接触衝撃を緩和する。次に、スクライブツール４を接触させた位置Ａから衝撃緩和膜３が形成されていない領域内の任意の位置まで半導体基板１の主面にスクライブツール４によりスクライブ線５を形成する。ここで、分割位置は分割用ライン２内に収めなければならないため、スクライブ線５は分割用ライン２内で導入する必要がある。その後、半導体基板１に応力をかけてスクライブ線５に沿って半導体基板１を分割する。

本実施の形態では、スクライブ線５の形成時にスクライブツール４が最初に接触するのは衝撃緩和膜３である。この衝撃緩和膜３が半導体基板１に対するスクライブツール４の接触衝撃を緩和するため、余分なクラック発生を抑制することができ、分離位置ズレ不良と欠けクラック不良を防ぐことができる。また、スクライブツール４の半導体基板１への接触速度を速くすることで、製造効率を向上させることができる。

また、衝撃緩和膜３は半導体基板１よりもビッカーズ硬度が高い材料からなる膜である。このような硬い膜は傷を入れさせないことでスクライブツール４の衝撃を吸収する。また、衝撃緩和膜３は半導体基板１よりもビッカーズ硬度が低い金属膜でもよい。金属膜は欠片を出すことなく変形することで衝撃を吸収する。なお、どれだけ衝撃を緩和させるかは衝撃緩和膜３の材料及び層厚で調整することができる。

また、上記の例は分割断面に平滑性が必要ない場合であり、スクライブ線５は分割用ライン２のほぼ全体に形成される。変形例として平滑性が必要な例を説明する。図３及び図４は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す平面図である。分割用ライン２の一部においてスクライブ線５が形成されておらず、この部分に原子レベルの平滑性を持ったヘキ開面６が形成される。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の製造方法を示す平面図である。図６は図５のＩ−ＩＩに沿った断面図である。衝撃緩和膜３は、スクライブ線５を形成するライン上に半導体基板１を露出させる隙間７を有する。この隙間７の幅はスクライブツール４の刃先の幅より狭い。スクライブツール４の刃先はカッター刃と同様にある角度で拡がるテーパー面を持つ。

衝撃緩和膜３にスクライブツール４を接触させる際に、隙間７の両側における衝撃緩和膜３の角部にスクライブツール４の刃先のテーパー面を接触させることでスクライブツール４の接触衝撃を緩和する。これにより実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

さらに、隙間７を設けることでスクライブ線５上に衝撃緩和膜３が無いため、半導体基板１の分割性が損なわれない。なお、隙間７の幅と深さはスクライブツール４の先端形状とスクライブ条件に合わせて調整される。また、どれだけ衝撃を緩和させるかは衝撃緩和膜３の材料及び層厚、隙間７の幅で調整することができる。衝撃緩和膜３はスクライブツール４の先端を支える必要がないため、その材料は半導体基板１よりもビッカーズ硬度が高い材料であればよい。

また、上記の例は分割断面に平滑性が必要ない場合であり、スクライブ線５は分割用ライン２のほぼ全体に形成される。変形例として平滑性が必要な例を説明する。図７及び図８は、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す平面図である。分割用ライン２の一部においてスクライブ線５が形成されておらず、この部分に原子レベルの平滑性を持ったヘキ開面６が形成される。

実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３に係る半導体装置の製造方法を示す平面図である。図１０は図９のＩ−ＩＩに沿った断面図である。

まず、半導体基板１の主面の同じライン上に第１及び第２の溝８，９を形成する。次に、第１の溝８の幅より広く第２の溝９の幅より狭い幅を持つスクライブツール４の刃先を半導体基板１の主面に接触させる際に、第１の溝８の両側における半導体基板１の角部にスクライブツール４の刃先のテーパー面を接触させて半導体基板１に対するスクライブツール４の接触衝撃を緩和する。次に、スクライブツール４を接触させた位置から第２の溝９の底面上の任意の位置まで半導体基板１の主面にスクライブツール４によりスクライブ線５を形成する。その後、半導体基板１に応力をかけてスクライブ線５に沿って半導体基板１を分割する。

このように第１の溝８で半導体基板１に対するスクライブツール４の接触衝撃を緩和することで実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、スクライブ線５上に衝撃緩和膜３が無いため、半導体基板１の分割性が損なわれない。なお、第１の溝８の幅と深さはスクライブツール４の先端形状とスクライブ条件に合わせて調整される。

また、上記の例は分割断面に平滑性が必要ない場合であり、スクライブ線５は分割用ライン２のほぼ全体に形成される。変形例として平滑性が必要な例を説明する。図１１及び図１２は、本発明の実施の形態３に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す平面図である。分割用ライン２の一部においてスクライブ線５が形成されておらず、この部分に原子レベルの平滑性を持ったヘキ開面６が形成される。

１半導体基板、３衝撃緩和膜、４スクライブツール、５スクライブ線、７隙間、８第１の溝、９第２の溝

Claims

半導体基板の主面の一部に衝撃緩和膜を形成する工程と、
前記衝撃緩和膜にスクライブツールの刃先を接触させて前記半導体基板に対する前記スクライブツールの接触衝撃を緩和する工程と、
前記スクライブツールを接触させた位置から前記衝撃緩和膜が形成されていない領域内の任意の位置まで前記半導体基板の前記主面に前記スクライブツールによりスクライブ線を形成する工程と、
前記半導体基板に応力をかけて前記スクライブ線に沿って前記半導体基板を分割する工程とを備え、
前記衝撃緩和膜は、前記スクライブ線を形成するライン上に前記半導体基板を露出させる隙間を有し、
前記隙間の幅は前記スクライブツールの前記刃先の幅より狭く、
前記衝撃緩和膜にスクライブツールを接触させる際に、前記隙間の両側における前記衝撃緩和膜の角部に前記スクライブツールの前記刃先のテーパー面を接触させた後に前記刃先の先端を前記半導体基板に接触させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記衝撃緩和膜は前記半導体基板よりもビッカーズ硬度が高い材料からなる膜であ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。
前記衝撃緩和膜は金属膜であ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。
半導体基板の主面の同じライン上に第１及び第２の溝を形成する工程と、
前記第１の溝の幅より広く前記第２の溝の幅より狭い幅を持つスクライブツールの刃先を前記半導体基板の前記主面に接触させる際に、前記第１の溝の両側における前記半導体基板の角部に前記スクライブツールの前記刃先のテーパー面を接触させて前記半導体基板に対する前記スクライブツールの接触衝撃を緩和する工程と、
前記スクライブツールを接触させた位置から前記第２の溝の底面上の任意の位置まで前記半導体基板の前記主面に前記スクライブツールによりスクライブ線を形成する工程と、
前記半導体基板に応力をかけて前記スクライブ線に沿って前記半導体基板を分割する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。