JP2021097090A

JP2021097090A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2021097090A
Application number: JP2019225846A
Authority: JP
Inventors: 直輝秋山; Naoki Akiyama; 克博朽木; Katsuhiro Kuchiki; 泰浦上; Yasushi Uragami
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2021-06-24

Abstract

【課題】半導体ウェハの下面近傍にチッピングが生じることを抑制する技術を提供する。【解決手段】半導体装置の製造方法は、半導体ウェハの下面に溝を形成する工程と、溝内に保護膜を形成する工程と、保護膜の表面から半導体ウェハの下面に跨る範囲を覆うようにダイシングテープを貼り付ける工程と、半導体ウェハの上面側から溝に沿って溝の幅よりも狭い範囲で半導体ウェハと保護膜を切削することで、半導体ウェハを複数の半導体装置に分割する工程を有する。【選択図】図８

Description

本明細書に開示の技術は、半導体装置の製造方法に関する。

特許文献１には、半導体装置の製造方法が開示されている。この製造方法では、半導体ウェハの上面に溝を形成した後、半導体ウェハの上面から溝の側面に跨る保護膜を形成する。溝の底面の大部分は、保護膜に覆われない。次に、半導体ウェハの下面を覆うようにダイシングテープを貼り付ける。その後、半導体ウェハの上面側から溝に沿って半導体ウェハをダイシングすることによって、半導体ウェハを複数の半導体装置に分割する。この製造方法によれば、半導体ウェハの上面と溝の側面により構成される角部に保護膜が形成されているので、半導体ウェハをダイシングする際に、当該角部におけるチッピングを抑制することができる。

特開２０１５−２２０２６４号公報

特許文献１の製造方法は、半導体ウェハの上面におけるチッピングを抑制する効果はあるものの、半導体ウェハの下面において生じ得るチッピングについては考慮されていない。特許文献１の製造方法では、半導体ウェハをダイシングする過程で、半導体ウェハが切断される直前に半導体ウェハに対して大きな応力が加わり、半導体ウェハの下面においてチッピングが生じる場合がある。本明細書では、半導体ウェハの下面近傍にチッピングが生じることを抑制する技術を提供する。

本明細書が開示する半導体装置の製造方法は、半導体ウェハの下面に溝を形成する工程と、前記溝内に保護膜を形成する工程と、前記保護膜の表面から前記半導体ウェハの前記下面に跨る範囲を覆うようにダイシングテープを貼り付ける工程と、前記半導体ウェハの上面側から前記溝に沿って前記溝の幅よりも狭い範囲で前記半導体ウェハと前記保護膜を切削することで、前記半導体ウェハを複数の半導体装置に分割する工程を有する。

この製造方法では、半導体ウェハの下面に溝を形成し、当該溝内に保護膜を形成する。そして、保護膜の表面から半導体ウェハの下面に跨る範囲を覆うようにダイシングテープを貼り付ける。その後、半導体ウェハの上面側から溝に沿って半導体ウェハと保護膜を切削することで、半導体ウェハを複数の半導体装置に分割する。この工程では、溝の幅よりも狭い範囲で半導体ウェハと保護膜を切削する。すなわち、保護膜の幅よりも狭い幅で半導体ウェハと保護膜を切削する。この方法によれば、半導体ウェハの裏面（切削範囲内の裏面）が保護膜に覆われた状態で半導体ウェハが切削されるため、半導体ウェハの裏面におけるチッピングが生じ難い。

半導体ウェハ１２を上面から平面視した図。実施形態の製造工程における半導体ウェハ１２の縦断面図。実施形態の製造工程において半導体ウェハ１２を下面から平面視した図。実施形態の製造工程における半導体ウェハ１２の縦断面図。実施形態の製造工程における半導体ウェハ１２の縦断面図。実施形態の製造工程において半導体ウェハ１２を下面から平面視した図。実施形態の製造工程における半導体ウェハ１２の縦断面図。実施形態の製造工程における半導体ウェハ１２の縦断面図。実施形態の製造工程における半導体ウェハ１２の図８に直交する方向から見た縦断面図。実施形態の製造工程において半導体ウェハ１２を下面から平面視した図。変形例の製造工程において半導体ウェハ１２を下面から平面視した図。

図面を参照して、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。まず、図１に示す半導体ウェハ１２を準備する。半導体ウェハ１２は、ＳｉＣ（炭化シリコン）により構成されている。ただし、半導体ウェハ１２は、他の半導体材料により構成されていてもよい。半導体ウェハ１２には、複数の半導体装置１０が一体的に形成されている。各半導体装置１０は、ＭＯＳＦＥＴ等のパワー半導体素子である。各半導体装置１０は、半導体ウェハ１２に縦横に規則的に配列されている。半導体ウェハ１２の上面１２ａには、複数の上面電極２０（図２参照）が形成されている。各半導体装置１０に対して、上面電極２０がそれぞれ設けられている。図１に示す破線１６は、後にダイシングすべき線（以下、ダイシングライン１６という。）を示している。

次に、図２に示すように、半導体ウェハ１２の上面１２ａ側に、上面電極２０の表面に跨るダイシングテープ２４を貼り付ける。その後、ダイシングブレード２５によって半導体ウェハ１２の下面１２ｂを切削する。これにより、半導体ウェハ１２の下面１２ｂに溝２２を形成する。図３に示すように、溝２２は、ダイシングライン１６に沿って形成される。すなわち、溝２２は、半導体ウェハ１２の下面１２ｂ側に格子状に形成される。これにより、半導体ウェハ１２の下面１２ｂが複数の矩形領域に分割される。

次に、図４に示すように、半導体ウェハ１２の下面１２ｂ及び溝２２を覆うように保護膜２６を形成する。保護膜２６は、半導体ウェハ１２の下面１２ｂの略全域を覆うように形成される。保護膜２６には、後述するダイシングテープ２８よりも硬い材料（ヤング率が大きい材料）が用いられる。また、保護膜２６には、半導体ウェハ１２の材料（すなわち、ＳｉＣ）よりも靱性が高い材料が用いられる。具体的には、保護膜２６は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）やＮｉ（ニッケル）等の金属、又は樹脂等により構成される。

次に、図５に示すように、エッチングによって保護膜２６の一部を除去する。ここでは、半導体ウェハ１２の下面１２ｂが露出するまでエッチングが行われる。また、溝２２の内部に保護膜２６が残存するようにエッチングが行われる。具体的には、図５に示すように、保護膜２６の表面２６ａが半導体ウェハ１２の下面１２ｂの高さと略同じ高さとなるまでエッチングが行われる。これにより、図６に示すように、ダイシングライン１６に沿った格子状の溝２２の内部に保護膜２６が残存する。その後、ダイシングテープ２４を除去する。

次に、図７に示すように、保護膜２６の表面２６ａから半導体ウェハ１２の下面１２ｂに跨る範囲を覆うようにダイシングテープ２８を貼り付ける。ダイシングテープ２８は、半導体ウェハ１２の下面１２ｂの略全域を覆うように貼り付けられる。

次に、図８、９に示すように、半導体ウェハ１２の上面１２ａ側からダイシングブレード３０によってダイシングライン１６に沿って半導体ウェハ１２と保護膜２６を切削する。すなわち、溝２２に沿って、半導体ウェハ１２の上面１２ａを切削する。ダイシングブレード３０の幅は、ダイシングブレード２５（図２参照）の幅よりも狭い。すなわち、ダイシングブレード３０の幅は、溝２２の幅よりも狭い。したがって、分割後の半導体装置１０では、図１０に示すように、半導体ウェハ１２の下面１２ｂ側の外周端に保護膜２６が残存する。これにより、半導体ウェハ１２が複数の半導体装置１０に分割される。

図９に示すように、半導体ウェハ１２を切断するときには、ダイシングブレード３０の近傍の部分Ａで半導体ウェハ１２の厚みが薄くなる。一般には、厚みが薄い部分Ａにおいて、振動やブレによってチッピングやクラックが生じ易い。しかしながら、上記の通り、本実施形態の製造方法では、半導体ウェハ１２をダイシングする前に、半導体ウェハ１２の下面１２ｂ（溝２２内）に保護膜２６を形成する。この保護膜２６は、ダイシングテープ２８よりも硬い材料によって構成されている。このため、図９に示すように、ダイシングブレード３０近傍の部分Ａが硬い保護膜２６によって支持された状態で切削される。このため、部分Ａでチッピングやクラックが生じ難い。すなわち、この製造方法によれば、半導体ウェハ１２の下面１２ｂ近傍でチッピングやクラックが生じることを抑制することができる。したがって、欠けやクラックが少ない半導体装置を製造することができ、高い信頼性を確保することができる。

また、半導体ウェハ１２でチッピングが生じると、異物（半導体ウェハ１２の破片）が発生する。また、部分Ａにクラックが生じている場合には、半導体装置の実装工程（半導体装置をピックアップしてリードフレーム等に実装する工程）においてクラックから破片が分離して、異物（半導体ウェハ１２の破片）が生じる場合もある。このように生じた異物が半導体装置に付着すると、半導体装置の電気特性劣化の原因となる。しかしながら、上記の製造方法によれば、部分Ａでチッピングやクラックが生じ難いので、異物による不具合を抑制することができる。

また、半導体ウェハ１２の下面１２ｂ側を覆う保護膜２６は、半導体ウェハ１２を構成する材料（すなわち、ＳｉＣ）よりも靱性が高い材料により構成されている。このため、本実施形態では、保護膜２６の裏面近傍の部分（図８、９の部分Ｂ）においても、保護膜２６にチッピングが生じ難い。したがって、保護膜２６のチッピングによる異物（保護膜２６の破片）が生じ難い。また、仮に保護膜２６のチッピングによって生じた異物（保護膜２６の破片）が半導体装置に付着したとしても、半導体ウェハ１２の破片（すなわち、ＳｉＣ）とは異なり保護膜２６の破片は不透明なので、外観検査によって異物の付着を容易に検出することができる。

なお、上述した実施形態では、ダイシングライン１６全体に沿うように、溝２２を形成し、当該溝２２内に保護膜２６を形成した。しかしながら、例えば、図１１に示すように、ダイシングライン１６が交差する範囲のみに溝２２を形成し、当該溝２２内に保護膜２６を形成してもよい。半導体ウェハ１２をダイシングする際には、ダイシングライン１６が交差する部分５０に最も大きな応力が集中する。すなわち、部分５０において特にチッピングやクラックが生じ易い。このため、本変形例のように、当該部分５０に選択的に保護膜２６を形成してもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：半導体装置
１２：半導体ウェハ
１２ａ：上面
１２ｂ：下面
１６：ダイシングライン
２０：上面電極
２２：溝
２４：ダイシングテープ
２５：ダイシングブレード
２６：保護膜
２６ａ：表面
２８：ダイシングテープ
３０：ダイシングブレード

Claims

半導体装置の製造方法であって、
半導体ウェハの下面に溝を形成する工程と、
前記溝内に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜の表面から前記半導体ウェハの前記下面に跨る範囲を覆うようにダイシングテープを貼り付ける工程と、
前記半導体ウェハの上面側から前記溝に沿って前記溝の幅よりも狭い範囲で前記半導体ウェハと前記保護膜を切削することで、前記半導体ウェハを複数の半導体装置に分割する工程、
を有する製造方法。