JP2009088252A - ウエハのダイシング方法および半導体チップ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な方法でダイシング幅を縮小化しスクライブラインの領域を縮小化することによって、ウエハに形成可能な半導体素子の数量を増加させる。
【解決手段】表面に複数の素子部が形成されたウエハを、上記複数の素子部の各々の間に設定された分割ラインに沿って分割するウエハのダイシング方法において、上記ウエハの裏面に、該裏面からウエハを貫通しない深さを有する第１の溝を、上記分割ラインに沿って切削加工により形成する第１のステップＳ１２と、上記ウエハの表面に、該表面から上記第１の溝に達するまでの深さを有する第２の溝を、上記分割ラインに沿ってレーザ加工により形成する第２のステップＳ１４と、を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、ウエハを個々の半導体チップに分割するウエハのダイシング方法、およびその方法により製造された半導体チップに関するものである。

従来、半導体チップは、複数の半導体素子が形成されたウエハが個々に切り出されて製造されている。半導体チップの切り出し方法としては、種々の技術が提案されている。なお、上記切り出しとは、例えば、分割、分離、ダイシング、切断、切削とも呼ばれる動作（方法）であり、以下では、適宜使用して説明する。

図９および図１０は、従来のウエハ１０１のダイシング工程を示す図である。

図９（ａ）は、ダイシング前のウエハ１０１を示している。ウエハ１０１は、主にシリコンからなり、図９（ａ）に示すように薄くスライスされた円盤の形状を有している。ウエハ１０１の表面側（図９（ａ）で示されている側）には、碁盤の目状に複数並べられた回路パターンに基づいて半導体素子が形成されている領域である素子部１０２が形成されている。また、ウエハ１０１の表面側には、それぞれの素子部１０２の間の縦横一定間隔の複数の直線からなるスクライブライン１０３が形成されている。スクライブライン１０３は、半導体チップを切り出す際のダイシング可能な領域となっている。

次いで、図９（ｂ）に示すように、図９（ａ）に示したウエハ１０１を、素子部１０２が形成されている面が露出するように、ウエハ搬送治具５０に載せる。ウエハ搬送治具５０は、ウエハ１０１をダイシングする際の台の役割を有すると同時に、ダイシング後のウエハ、すなわち複数の半導体チップを搬送する台としての役割も有する。ウエハ搬送治具５０におけるウエハ１０１を載せる側の表面には、ウエハ１０１を固定するためのダイシング用粘着テープ１０４が設けられている。

図９（ｂ）の状態まで準備した後、ダイシングを開始する。図９（ｃ）は、ダイシングを行うダイシングライン１０５を示している。このダイシングライン１０５の設定パターンは、スクライブライン１０３の形成パターンに合致するように設定される。

続く処理について、図１０を参照しながら説明する。図１０（ａ）は、図９（ｂ）（ｃ）に示す状態のウエハ１０１の断面図を示している。この図１０（ａ）の状態からダイシングが開始される。

図１０（ｂ）に、ウエハ１０１が完全に分割された状態である、ダイシング後の状態を示す。ダイシングは、ブレード（図示せず）を用いて、素子部１０２が形成されている面からウエハ１０１を１度で分割するように、ダイシングライン１０５に沿って縦横順番に行っていく。ダイシング幅Ｚは、４０μｍ〜１００μｍとなり、ブレードの刃幅とほぼ等しくなる。これにより、個々に分割された半導体チップ１１０を得ることができる。

ここで、ブレードの刃幅は、ウエハ１０１の厚みで決まる。つまりは、ウエハ１０１を一度で切断しようとする場合、ウエハ１０１の厚みが大きいと深くブレードの刃を入れなければならないので、ブレードの刃幅が小さいと刃が破損してしまう。それゆえ、ウエハ１０１が厚ければ厚い程、ブレードの刃幅を大きくしなければならなかった。

ところが、図１０（ｂ）に示すように、スクライブライン１０３の幅Ｙは、ダイシング幅Ｚよりも必ず大きくなるように設定される。これは、ダイシング時のブレードとウエハ１０１との位置関係がずれることによる素子部１０２へのダメージを防止するためである。このため、ブレードの刃幅が大きくなればなる程、ダイシング幅Ｚも連動して大きくなるので、スクライブライン１０３の幅Ｙをさらに大きく設定しなければならない。スクライブライン１０３の幅Ｙが大きくなれば、ウエハ１０１の素子部１０２の形成面において、スクライブライン１０３が占める領域が大きくなり、素子部１０２が占める領域が減少する。それゆえ、ウエハ１０１に形成可能な半導体素子の数量が減少するという問題が発生していた。

この問題に対して、図１１に示すように、厚みが大きいウエハ１０１ａをダイシングする場合、刃幅の異なるブレードを用いて、２段階（１回目：ダイシング幅Ｘ、２回目：ダイシング幅Ｗ）でダイシングするという方法も提案された。しかしながら、少なくともブレードの刃幅の分は、スクライブライン１０３の幅として必要になるため、上記問題を解決するには十分ではなかった。

そこで、ダイシング幅を縮小化して、ウエハに形成可能な半導体素子の数量を増加させる技術が、例えば、特許文献１に記載されている。図１２に、特許文献１に記載のウエハの分割方法を用いたウエハの分割工程を示す。

図１２（ａ）に示すように、複数のアルミパッド２０２およびパッシベーション膜２０３が形成されたシリコン基板２０１上に、レジスト２０４を形成する。そして、パターニングしたレジスト２０４をマスクにして、シリコン基板２０１上に、トレンチ穴２０５をドライエッチングにより形成する。このトレンチ穴２０５は、ウエハ分割用の溝となる。

次いで、レジスト２０４を除去した後に、図１２（ｂ）に示すように、シリコン基板２０１のアルミパッド２０２側にバックグラインディングテープ２０６を貼り付け、シリコン基板２０１のアルミパッド２０２側と反対の面を、トレンチ穴２０５に達するまで研削および研磨する。そして、バックグラインディングテープ２０６を剥がし、最終的に、図１２（ｃ）に示すように、半導体チップ２１０を得ている。

よって、最終的にシリコン基板２０１を分割するための溝となるトレンチ穴２０５をドライエッチングにより形成しているため、トレンチ穴２０５をブレードの刃幅よりも細く形成することが可能となる。それゆえ、シリコン基板２０１における個々の半導体チップ２１０に分割する時のダイシング幅を細くすることができ、１つのシリコン基板２０１における半導体チップ２１０の取り個数を増やすことが可能となっている。
特開２００２−２５９４８号公報（平成１４年１月２５日公開）

しかしながら、上述した特許文献１に記載のウエハの分割方法では、最終的にシリコン基板２０１を分割するための溝となるトレンチ穴２０５をドライエッチングにより形成しているため、ドライエッチングにかかる工程が追加されるという問題点を有している。また、トレンチ穴２０５を貫通させるのではなく、シリコン基板２０１のアルミパッド２０２側と反対の面をトレンチ穴２０５に達するまで研削および研磨することにより、シリコン基板２０１を分割しているため、シリコン基板２０１は当該研削および研磨の分を予め余分に形成しておかなければならない。よって、ブレードの切削によるダイシング工程よりも、大幅に時間および材料コストがかかる。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、簡単な方法でダイシング幅を縮小化しスクライブラインの領域を縮小化することによって、ウエハに形成可能な半導体素子の数量を増加させることができるウエハのダイシング方法、および、その方法により製造された半導体チップを提供することにある。

本発明のウエハのダイシング方法は、上記課題を解決するために、表面に複数の素子部が形成されたウエハを、上記複数の素子部の各々の間に設定された分割ラインに沿って分割するウエハのダイシング方法において、上記ウエハの裏面に、該裏面からウエハを貫通しない深さを有する第１の溝を、上記分割ラインに沿って切削加工により形成する第１のステップと、上記ウエハの表面に、該表面から上記第１の溝に達するまでの深さを有する第２の溝を、上記分割ラインに沿ってレーザ加工により形成する第２のステップと、を含むことを特徴としている。

また、本発明のウエハのダイシング方法は、表面に複数の素子部が形成されたウエハを、上記複数の素子部の各々の間に設定された分割ラインに沿って分割するウエハのダイシング方法において、上記ウエハの表面に、該表面からウエハを貫通しない深さを有する第２の溝を、上記分割ラインに沿ってレーザ加工により形成する第１のステップと、上記ウエハの裏面に、該裏面から上記第２の溝に達するまでの深さを有する第１の溝を、上記分割ラインに沿って切削加工により形成する第２のステップと、を含むことを特徴としている。

上記の各構成によれば、ウエハを、ウエハの裏面に形成された切削加工による第１の溝、および、ウエハの表面に形成されたレーザ加工による第２の溝によって、個々の半導体チップに分割するので、ウエハの表面側のダイシング幅は、第２の溝の溝幅を基にして設定すればよいことになる。つまりは、レーザの切断幅は、ブレードを用いた機械加工では実現不可能なほど小さいので、ウエハの表面側のダイシング幅を、ブレードを用いた機械加工を行う場合よりも小さく設定することが可能となる。

よって、簡単な方法でウエハの表面側のダイシング幅を縮小化し、ダイシング幅に応じて設定される複数の素子部の各々の間の領域を縮小化することによって、ウエハの表面における素子部が占める領域を増加させることが可能となる。

なお、この素子部には、例えば、半導体素子が形成される。半導体素子は、ＩＣやＬＳＩを製造するために種々の機能を奏するような構成された回路パターンに基づいて形成されている。それゆえ、素子部の領域が増加することにより、１つのウエハに形成可能な半導体素子の数量を増加させることが可能となる。

また、本発明のウエハのダイシング方法は、上記第１の溝の深さは、上記ウエハの厚みの２分の１以上かつ１０分の９以下の範囲であることが好ましい。または、上記第２の溝の深さは、上記ウエハの厚みの１０分の１以上かつ２分の１以下の範囲であることが好ましい。

一般的に、ウエハが厚いと、レーザ加工は極端に加工速度が落ちることが知られている。このため、第２の溝が深ければ、第２の溝を完成するまでに時間がかかってしまう。これに対し、上記の各構成によれば、ウエハの大部分には切削加工を行うので、レーザ加工はウエハの一部を加工するための使用にとどまっている。よって、第２の溝を完成するまでにかかる時間の増加を抑制することが可能となる。

さらに、本発明のウエハのダイシング方法では、上記ウエハの表面におけるダイシング幅の縮小化を実現するものとして、上記第１の溝の溝幅を、４０μｍ以上かつ１００μｍ以下の範囲で形成するとともに、上記第２の溝の溝幅を、５μｍ以上かつ３０μｍ以下の範囲で形成することが望ましい。

また、本発明のウエハのダイシング方法は、上記第１の溝の溝幅は、該第１の溝の深さに応じて設定することが好ましい。

上記第１の溝は、ウエハの表面側のダイシング幅とは無関係に形成される。ゆえに、上記の構成によれば、第１の溝を形成する際の深さに応じて、好適な刃幅を有するブレードなどを使用することが可能となる。

また、本発明の半導体チップは、表面に複数の素子部が形成されたウエハが、上記複数の素子部の各々の間に設定された分割ラインに沿って分割されたことにより製造された半導体チップにおいて、上記ウエハの裏面に切削加工による第１の溝と、上記ウエハの表面に、上記第１の溝と接続しており、かつ上記第１の溝の溝幅よりも小さい溝幅を有するレーザ加工による第２の溝とが上記分割ラインに沿って形成されたことにより上記分割が行われたことによって、上記第１の溝の形成による分割により生じた上記ウエハの裏面に略垂直な第１の加工断面および略平行な第３の加工断面、並びに上記第２の溝の形成による分割により生じた第２の加工断面からなる分割面を有しており、上記素子部の端部が、上記第３の加工断面を上記ウエハの表面に投影したときの領域に設けられていることを特徴としている。

上記の構成によれば、素子部の端部が、上記第３の加工断面をウエハの表面に投影したときの領域に設けられていることにより、素子部の端部は、第１の溝の溝幅とは関係なく、第２の溝の溝幅に応じてその形成される位置が設定されている。また、第２の溝はレーザ加工により形成されているので、素子部の端部を第２の加工断面に近い位置に設定することに問題は生じない。それゆえ、素子部の領域が広く確保された半導体チップを実現することが可能となる。

また、本発明の半導体チップでは、上記半導体チップにおける素子部の領域の広域化を実現するものとして、上記素子部の端部と上記第２の加工断面との間の幅が、１５μｍ以下に設定されていることが望ましい。

以上のように、本発明のウエハのダイシング方法は、ウエハの裏面に、該裏面からウエハを貫通しない深さを有する第１の溝を、分割ラインに沿って切削加工により形成する第１のステップと、上記ウエハの表面に、該表面から上記第１の溝に達するまでの深さを有する第２の溝を、上記分割ラインに沿ってレーザ加工により形成する第２のステップと、を含む方法である。

また、本発明のウエハのダイシング方法は、ウエハの表面に、該表面からウエハを貫通しない深さを有する第２の溝を、分割ラインに沿ってレーザ加工により形成する第１のステップと、上記ウエハの裏面に、該裏面から上記第２の溝に達するまでの深さを有する第１の溝を、上記分割ラインに沿って切削加工により形成する第２のステップと、を含む方法である。

それゆえ、ウエハの表面側のダイシング幅は、第２の溝の溝幅を基にして設定すればよく、第２の溝はレーザ加工により形成するので、ウエハの表面側のダイシング幅を、ブレードを用いた機械加工を行う場合よりも小さく設定することができる。したがって、簡単な方法でウエハの表面側のダイシング幅を縮小化し、ダイシング幅に応じて設定される複数の素子部の各々の間の領域を縮小化することによって、ウエハの表面における素子部が占める領域を増加させることができるという効果を奏する。

また、本発明の半導体チップは、ウエハの裏面に切削加工による第１の溝と、上記ウエハの表面に、上記第１の溝と接続しており、かつ上記第１の溝の溝幅よりも小さい溝幅を有するレーザ加工による第２の溝とが分割ラインに沿って形成されたことにより分割が行われたことによって、上記第１の溝の形成による分割により生じた上記ウエハの裏面に略垂直な第１の加工断面および略平行な第３の加工断面、並びに上記第２の溝の形成による分割により生じた第２の加工断面からなる分割面を有しており、素子部の端部が、上記第３の加工断面を上記ウエハの表面に投影したときの領域に設けられている構成である。

それゆえ、素子部の端部は、第１の溝の溝幅とは関係なく、第２の溝の溝幅に応じてその形成される位置が設定されている。また、第２の溝はレーザ加工により形成されているので、素子部の端部を第２の加工断面に近い位置に設定することに問題は生じない。したがって、素子部の領域が広く確保された半導体チップを実現することができるという効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、まず、ウエハの構成について説明し、その次に、当該ウエハのダイシング方法、その方法により製造された半導体チップの構成、の順に説明する。

（ウエハの構成）
図１は、本実施の形態のウエハ１１の概略構成を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は素子部１２の形成面に垂直な任意の面における断面図である。

本実施の形態のウエハ１１は、図１（ａ）に示すように、薄くスライスされた円盤の形状を有している。また、ウエハ１１は、シリコンを主原料とし、その純度は設計に応じて適宜設定される。ウエハ１１の一方の面には、素子部１２およびスクライブライン１３が形成されている。なお、以下では、ウエハ１１において、素子部１２およびスクライブライン１３が形成されている側の面をウエハ表面と称し、その反対側の面をウエハ裏面と称する。

素子部１２は、半導体素子が形成されている領域（層）である。半導体素子は碁盤の目状に複数並べられた回路パターンに基づいて形成されているので、素子部１２の形状は碁盤の目状となっている。半導体素子は、例えば、ＩＣやＬＳＩを製造するために設計に応じて種々の機能を奏するように構成されている。なお、その構造は限定されるものではなく、例えば、積層構造などを有していてもよい。また、一般的に、ＩＣやＬＳＩなどは真四角であるが、本実施の形態では、素子部１２の形状および配列パターンはこれに限定されるものではなく、種々の形状および配列に対応可能となっている。

スクライブライン１３は、素子部１２の各々の間の縦横一定間隔の複数の直線からなる領域であり、言い換えれば、ウエハ表面において素子部１２が形成されておらず、ウエハ１１が露出している領域である。スクライブライン１３は、素子部１２を避けたダイシング可能な領域であり、スクライブライン１３に沿ってダイシングが行われる。なお、スクライブライン１３が、ダイシング幅よりも大きな領域（幅）を確保するように設定されて、素子部１２の領域が決まる。

（ウエハのダイシング方法）
次に、図２〜４を参照しながら、上記構成を有するウエハ１１のダイシング方法について説明する。なお、ウエハ１１は、その厚みが３００μｍ〜７５０μｍであるとする。

図２および図３は、本実施の形態のウエハ１１のダイシング方法を説明するための、ダイシング工程を示す図である。

まず、図２（ａ）に示すように、ウエハ１１を、ウエハ裏面を上側に向ける。そして、図２（ｂ）に示すように、ウエハ裏面を上側に向けたまま、ウエハ１１を、ダイシング用の粘着テープ１４が表面に設けられたウエハ搬送治具５０に載せる。このときのウエハ１１の断面図を図３（ａ）に示す。図３（ａ）に示すように、素子部１２が粘着テープ１４に貼り付けられることにより、ウエハ１１は固定された状態となっている。

次いで、１回目のダイシングを開始する。この１回目のダイシングは、図２（ｃ）に示すダイシングライン１５に沿って、ブレード（図示せず）を用いた切削により行う。ダイシングライン１５は、ダイシングを行う箇所が設定された仮想ラインである。ダイシングライン１５の設定パターンは、スクライブライン１３の形成パターンに合致するように設定される。

なお、このブレードによる切削加工では、図３（ｂ）に示すように、ウエハ１１を１度で完全に分割するように切削するのではなく、ウエハ裏面からウエハ１１の途中までしか切削しない（ハーフカット）。言い換えると、素子部１２が形成されている側のウエハ１１の一部（ウエハ残し量Ｂ）を残すように、ウエハ裏面からウエハ１１を貫通しない深さを有する切削溝１７を切削加工により形成する。これにより、ウエハ１１は、ウエハ裏面に、ダイシングライン１５に沿った切削溝１７が形成された状態となる。

このとき、ブレードは従来と略等しい刃幅のブレードを用いても良く、切削溝１７の溝幅Ａが４０μｍ〜１００μｍの範囲となるように切削溝１７を形成する。また、ウエハ１１の厚みが３００μｍ〜７５０μｍである場合、ウエハ残し量Ｂは５０μｍ〜２００μｍの範囲とすることが望ましい。

次いで、ウエハ１１を粘着テープ１４から剥がして裏返し、図２（ｄ）に示すように、ウエハ表面を上側に向けたまま、ウエハ１１を、粘着テープ１４に載せ固定する。そして、この状態で、２回目のダイシングを開始する。この２回目のダイシングは、図２（ｅ）に示すレーザ加工ライン１６に沿って、レーザ（図示せず）を用いた溝加工により行う。レーザ加工ライン１６の設定パターンは、ダイシングライン１５の設定パターンに合致するように設定される。

なお、このレーザによる溝加工では、図３（ｃ）に示すように、ウエハ表面から切削溝１７に達するまでの深さを有するレーザ溝１８をレーザ加工により形成する。レーザの出射パワーは５Ｗ以上かつ２０Ｗ以下が望ましく、レーザ溝１８の溝幅Ｃが５μｍ〜３０μｍの範囲となるようにレーザ溝１８を形成する。

つまりは、上記レーザによる溝加工では、レーザ溝１８の溝幅Ｃが、１回目のダイシングのブレードによる切削溝１７の溝幅Ａよりも小さくなるように形成している。切削溝１７の溝幅Ａは４０μｍ〜１００μｍとなっているが、レーザは切断幅が１０μｍ前後であるので、５μｍ〜３０μｍの範囲の溝幅Ｃを有するレーザ溝１８を容易に形成することが可能である。

これにより、ウエハ１１は、切削溝１７とレーザ溝１８とが形成された状態、すなわち完全に分割された状態となる。よって、２段階でダイシングされることによって段差が形成された切断面を有する、半導体チップ２０を得ることができる。

以上のように、ウエハ１１はダイシングされる。図２および図３を用いて説明したウエハ１１のダイシング方法の処理フローを図４に示す。すなわち、始めに、ウエハ裏面を上側に向けたまま、ウエハ１１を、ウエハ搬送治具５０の表面に設けられた粘着テープ１４の上に載せ固定する（ステップＳ１１）。そして、１回目のダイシングとして、ウエハ裏面からウエハ表面側のウエハ１１をウエハ残し量Ｂを残すように、ブレードにより切削加工を行う（ステップＳ１２）。すなわち、溝幅Ａの切削溝１７を切削加工により形成する。そして、ウエハ１１を粘着テープ１４から剥がして裏返し、ウエハ表面を上側に向けたまま、ウエハ１１を、粘着テープ１４の上に載せ固定する（ステップＳ１３）。そして、２回目のダイシングとして、ウエハ表面からウエハ１１を完全に切断するように、レーザ加工を行う（ステップＳ１４）。すなわち、溝幅Ｃのレーザ溝１８をレーザ加工により形成する。このとき、ウエハ表面側にあるレーザ溝１８の溝幅Ｃは、ウエハ裏面側にある切削溝１７の溝幅Ａよりも小さい。これにより、ウエハ１１を、２段階でダイシングを行ったことにより切断面に段差を有する、個々の半導体チップ２０に分離する。

それゆえ、ウエハ１１を、ウエハ裏面に形成された切削加工による切削溝１７、および、ウエハ表面に形成されたレーザ加工によるレーザ溝１８によって、個々の半導体チップ２０に分離するので、ウエハ表面において必要なダイシング幅は、レーザ加工によるレーザ溝１８の溝幅Ｃだけを考慮すればよいことになる。すなわち、ウエハの表面側のダイシング幅は、レーザ溝１８の溝幅Ｃを基にして設定すればよいことになる。これにより、ウエハの表面側のダイシング幅を、従来のブレードを用いた機械加工を行う場合よりも狭く設定することが可能となる。従来のブレードを用いた機械加工では、レーザの切断幅を実現することはできない。

よって、簡単な方法でウエハ表面側のダイシング幅を縮小化し、スクライブライン１３の領域を縮小化することが可能となる。したがって、ウエハ表面におけるスクライブライン１３が占める領域が減少することにより、素子部１２が占める領域を増加させることが可能となるので、スクライブライン１３の領域以外は全て、素子部１２として半導体素子を形成することが可能となる。つまりは、１つのウエハ１１に形成可能な半導体素子の数量を増加させることが可能となる。

なお、本実施の形態のウエハ１１のダイシング方法では、ウエハ１１を分離するダイシング手段に、レーザにより加工したレーザ溝１８を用いることによって、ウエハ表面側におけるダイシング幅の縮小化を実現している。

ところが、一般的に、レーザ加工は、ウエハ１１が厚いと、極端に加工速度が落ちることが知られている。よって、本実施の形態のウエハ１１のダイシング方法においても、レーザ溝１８が深いほど、レーザ溝１８を完成するまでに時間がかかる。それゆえ、実用上、ウエハ１１の厚みは０．１ｍｍ以下にする必要がある。しかしながら一方で、ウエハ１１が薄いと、アセンブリ加工や、製品出荷後の顧客のハンドリングで割れる可能性がある。

これに対し、本実施の形態のウエハ１１のダイシング方法では、レーザは、ウエハ表面側のウエハ１１の一部を切断するための使用にとどまっている。ウエハ１１の大部分は、ウエハ１１の厚みに応じて最適な刃幅を有するブレードにより切断される。よって、レーザ溝１８を完成するまでにかかる時間の増加を抑制することが可能となっている。なお、好ましくは、切削溝１７の深さは、ウエハ１１の厚みの２分の１以上かつ１０分の９以下の範囲であることが望ましい。

そして、このように、ウエハ裏面側からはブレードによる切削加工、ウエハ表面側からはレーザ加工を行うことにより、上記のような二律背反の状態・関係（トレードオフ）を解決している。したがって、ウエハ表面側のダイシング幅の縮小化が可能となり、スクライブライン１３の領域の縮小化が可能となっている。

また、本実施の形態のウエハ１１のダイシング方法では、ブレードにより切削加工した切削溝１７の溝幅Ａは、切削溝１７の深さに応じて設定すればよい。つまりは、ウエハ表面側のダイシング幅の縮小化の実現は、切削溝１７の溝幅Ａに無関係である。よって、切削溝１７を形成する際の深さに応じて、好適な刃幅を有するブレードなどを使用することが可能となる。

また、本実施の形態のウエハ１１のダイシング方法では、レーザにより形成されたレーザ溝１８によって、半導体チップ２０のウエハ表面側の切断面が形成される。レーザ加工は、ブレイドの切断のように真っ直ぐなラインではなく、例えば、ギザギザのような方向自在なラインで加工することが可能である。ゆえに、素子部１２の形状にズレが生じている場合であっても、ウエハ裏面に形成された切削溝１７の溝幅Ａの範囲内であれば、素子部１２の形状に応じて素子部１２を逃げながら、レーザ溝１８を形成してダイシングすることが可能である。

ところで、ブレードによる切削加工は、削りながら切っていくので、バリや切りくずが生じる場合がある。一方で、レーザ加工は、切削加工ではなく焼き切っていくので、バリや切りくずは出にくい。本実施の形態のウエハ１１のダイシング方法では、ブレードによる切削加工は、素子部１２を粘着テープ１４に貼り付けた状態でウエハ裏面に行っている。これにより、切りくずが素子部１２に飛び散らない。よって、素子部１２に切りくずが付着することを防止することが可能となる。

（半導体チップの構成）
次に、本実施の形態のウエハ１１のダイシング方法により分離された、半導体チップ２０の構成について詳細に説明する。

図５は、半導体チップ２０の構成を示す断面図である。

半導体チップ２０は、図５に示すように、ウエハ１１をダイシングすることにより生じた切断面として、第１の加工断面２１、第２の加工断面２２、および第３の加工断面２３からなる切断面を有している。

第１の加工断面２１は、ウエハ裏面側にあってウエハ裏面に略垂直な面であり、ブレードの切削加工により形成された加工断面である。すなわち、切削溝１７の側面である。

第２の加工断面２２は、ウエハ表面側にあってウエハ表面に略垂直な面であり、レーザ加工により形成された加工断面である。すなわち、レーザ溝１８の側面である。また、第２の加工断面２２は、第１の加工断面２１と略平行になっている。

第３の加工断面２３は、ウエハ裏面に略平行な面であり、ブレードの切削加工により形成された加工断面である。すなわち、切削溝１７の底面である。また、第３の加工断面２３は、第１の加工断面２１および第２の加工断面２２と略垂直になっている。

上述したように、レーザ加工によるレーザ溝１８の溝幅Ｃは、ブレードの切削加工による切削溝１７の溝幅Ａよりも小さい。このため、半導体チップ２０においては、第２の加工断面２２から、幅Ｐだけウエハ表面に略平行に内側に入った方向に、第１の加工断面２１が位置している。言い換えると、ウエハ表面側の半導体チップ（分割したウエハ１１）の外形幅は、ウエハ裏面側の半導体チップ（分割したウエハ１１）の外形幅よりも大きくなっている。これにより、第１の加工断面２１と第２の加工断面２２との間には、幅Ｐの段差が生じている。幅Ｐは５μｍ〜４７．５μｍとなっている。

ここで、スクライブライン１３は、レーザ溝１８の溝幅Ｃに基づいて設定される。レーザ加工は、ピンポイントで精度良く切ることが可能であるので、スクライブライン１３は、ズレの許容量を多く確保する必要はない。それゆえ、素子部１２の端部（端面）と第２の加工断面２２との間の、第２の加工断面２２に略垂直な方向の幅Ｒを、非常に小さくすることが可能となっている。

そして、上記幅Ｒが非常に小さくなっているので、素子部１２の端部は、第１の加工断面２１から、幅Ｑだけウエハ表面に略平行に外側に出た方向に位置している。つまりは、２段階でダイシングが行われたことにより、第３の加工断面２３をウエハ表面に投影したときの領域、すなわちウエハ１１が薄くなっている部分の上に、素子部１２が形成されている。

従来では、図１０（ｂ）に示したように、スクライブライン１０３の幅Ｙは、ダイシング幅Ｚよりも必ず大きくなるように設定されていた。例え、図１１に示した２段階でダイシングする方法において、ダイシング幅Ｘとダイシング幅Ｗとの切削を逆にしたとしても、ウエハ１０１ａが薄くなる部分の上に素子部１０２が形成されるようなことはなかった。

この理由は、切削の精度が高くないことにより、各切削時の位置がずれることによる素子部１２へのダメージを防止するためである。素子部１２を切断してしまうと、完成した半導体チップの信頼性の低下を招くので、必ず未然に防止しておく必要があった。

これに対し、本実施の形態のウエハ１１においても、スクライブライン１３の幅は、レーザ溝１８の溝幅Ｃよりも必ず大きくなるように設定する必要がある。しかし一方で、スクライブライン１３の幅は、切削溝１７の溝幅Ａとは無関係に設定することができる。また、レーザ溝１８はレーザ加工により形成されるので、スクライブライン１３の幅は、レーザ溝の溝幅Ｃに加える許容量を非常に少なくして設定することができる。

よって、本実施の形態のウエハ１１のダイシング方法により分離された半導体チップ２０では、第１の加工断面２１よりも外側のウエハ１１が薄い部分の表面上の領域に、素子部１２を形成することが可能となっている。つまりは、ウエハ裏面側の外形幅に関係なく、ウエハ表面側の外形幅に応じて、素子部１２の形成領域を設定することが可能となっている。それゆえ、素子部１２の領域が広く確保された半導体チップ２０を実現することができる。

なお、上記半導体チップ２０における素子部１２の領域の広域化を実現するものとして、上記素子部１２の端部と第２の加工断面２２との間の幅Ｒを、０μｍ〜１５μｍの範囲のように小さく設定することが望ましい。また、ダイシングでのダメージ影響を考えると段差すなわち幅Ｐは小さい方が望ましいので、幅Ｐが小さくなるように、切削溝１７の溝幅Ａおよびレーザ溝１８の溝幅Ｃを選定することが望ましい。好ましくは、幅Ｐは５μｍ以上かつ４７．５μｍ以下の範囲となり、幅Ｑは「幅Ｑ＝幅Ｐ−幅Ｒ」を満たす値として実現され得る。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態では、前記実施の形態１で説明したウエハ１１のダイシング方法の変形例となる方法により、ウエハ１１をダイシングする方法について説明する。つまりは、前記実施の形態１のウエハ１１のダイシング方法では、ウエハ裏面側からブレードにより切削を行った後、ウエハ表面側からレーザにより切断を行うことによって、個々の半導体チップ２０に分割していたが、本実施の形態のウエハ１１のダイシング方法では、ウエハ表面側からレーザにより切断を行った後、ウエハ裏面側からブレードにより切削を行うことによって、個々の半導体チップ２０に分割する。

図６および図７は、本実施の形態のウエハ１１のダイシング方法を説明するための、ダイシング工程を示す図である。なお、ウエハ１１は、前記実施の形態１で説明したときと同様に、その厚みが３００μｍ〜７５０μｍであるとする。

まず、図６（ａ）に示すように、ウエハ１１を、ウエハ表面を上側に向ける。そして、図６（ｂ）に示すように、ウエハ表面を上側に向けたまま、ウエハ１１を、ダイシング用の粘着テープ１４が表面に設けられたウエハ搬送治具５０に載せる。このとき、ウエハ１１が粘着テープ１４に貼り付けられることにより、固定された状態となっている。

次いで、１回目のダイシングを開始する。この１回目のダイシングは、図６（ｃ）に示すレーザ加工ライン１６に沿って、レーザ（図示せず）を用いた溝加工により行う。このレーザによる溝加工では、図７（ａ）に示すように、ウエハ１１を１度で完全に分割するように切断するのではなく、ウエハ表面からウエハ１１の途中までしか切断しない（ハーフカット）。言い換えると、ウエハ裏面側のウエハ１１の大部分を残すように、ウエハ表面からウエハ１１を貫通しない深さを有するレーザ溝１８をレーザ加工により形成する。これにより、ウエハ１１は、ウエハ表面に、レーザ加工ライン１６に沿ったレーザ溝１８が形成された状態となる。

このとき、レーザの出射パワーは５Ｗ以上かつ２０Ｗ以下が望ましく、レーザ溝１８の溝幅Ｃが５μｍ〜３０μｍの範囲となるようにレーザ溝１８を形成する。また、ウエハ１１の厚みが３００μｍ〜７５０μｍである場合、レーザ溝１８の深さＤは５０μｍ〜２００μｍの範囲とすることが望ましい。なお、レーザ溝１８を完成するまでにかかる時間の増加を抑制するために、レーザ溝１８の深さＤは、ウエハ１１の厚みの１０分の１以上かつ２分の１以下の範囲であることが望ましい。

次いで、ウエハ１１を粘着テープ１４から剥がして裏返し、図６（ｄ）に示すように、ウエハ裏面を上側に向けたまま、ウエハ１１を、粘着テープ１４に載せ固定する。このときのウエハ１１の断面図を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）に示すように、素子部１２が粘着テープ１４に貼り付けられることにより、ウエハ１１が固定された状態となっている。

そして、この状態で、２回目のダイシングを開始する。この２回目のダイシングは、図６（ｅ）に示すダイシングライン１５に沿って、ブレード（図示せず）を用いた切削により行う。このブレードによる切削加工では、図７（ｃ）に示すように、ウエハ裏面からウエハ１１を貫通せず、かつレーザ溝１８に少なくとも達するまでの深さを有する切削溝１７を切削加工により形成する。ブレードは従来と略等しい刃幅のブレードを用いても良く、切削溝１７の溝幅Ａが４０μｍ〜１００μｍの範囲となるように切削溝１７を形成する。

つまりは、本実施の形態のウエハ１１のダイシング方法においても、１回目のダイシングのレーザにより形成されるレーザ溝１８の溝幅Ｃは、２回目のダイシングのブレードによる切削溝１７の溝幅Ａよりも小さくなるように形成している。

これにより、ウエハ１１は、切削溝１７とレーザ溝１８とが形成された状態、すなわち完全に分割された状態となる。よって、２段階でダイシングされることによって段差が形成された切断面を有する、半導体チップ２０を得ることができる。このウエハ１１を分割して得た半導体チップ２０は、前記実施の形態１のウエハ１１のダイシング方法により得た半導体チップ２０と同じ形状の切断面を有している。すなわち、同じ完成品を得ている。

以上のように、本実施の形態のウエハ１１のダイシング方法は、前記実施の形態１のウエハ１１のダイシング方法に対して、切削溝１７の溝幅Ａとレーザ溝１８の溝幅Ｃとの形成位置および大小関係は同じであるが、切削溝１７とレーザ溝１８とを加工する順番が逆の関係となっている。

図６および図７を用いて説明したウエハ１１のダイシング方法の処理フローを図８に示す。始めに、ウエハ表面を上側に向けたまま、ウエハ１１を、ウエハ搬送治具５０の表面に設けられた粘着テープ１４の上に載せ固定する（ステップＳ２１）。そして、１回目のダイシングとして、ウエハ表面から、ウエハ裏面側のウエハ１１の大部分を残すように、レーザ加工を行う（ステップＳ２）。すなわち、溝幅Ｃおよび深さＤのレーザ溝１８をレーザ加工により形成する。そして、ウエハ１１を粘着テープ１４から剥がして裏返し、ウエハ裏面を上側に向けたまま、ウエハ１１を、粘着テープ１４の上に載せ固定する（ステップＳ３）。そして、２回目のダイシングとして、ウエハ裏面からウエハ１１を貫通せず、かつレーザ溝１８に少なくとも達するように、ブレードにより切削加工を行う（ステップＳ４）。すなわち、溝幅Ａの切削溝１７を切削加工により形成する。このとき、ウエハ表面側にあるレーザ溝１８の溝幅Ｃは、ウエハ裏面側にある切削溝１７の溝幅Ａよりも小さい。これにより、ウエハ１１を、２段階でダイシングを行ったことにより切断面に段差を有する、個々の半導体チップ２０に分離する。

それゆえ、ウエハ１１を、ウエハ表面に形成されたレーザ加工によるレーザ溝１８、および、ウエハ裏面に形成された切削加工による切削溝１７によって、個々の半導体チップ２０に分離するので、ウエハ表面において必要なダイシング幅は、レーザ加工によるレーザ溝１８の溝幅Ｃだけを考慮すればよいことになる。すなわち、ウエハの表面側のダイシング幅は、レーザ溝１８の溝幅Ｃを基にして設定すればよいことになる。これにより、ウエハの表面側のダイシング幅を、従来のブレードを用いた機械加工を行う場合よりも狭く設定することが可能となる。

よって、簡単な方法でウエハ表面側のダイシング幅を縮小化し、スクライブライン１３の領域を縮小化することが可能となる。したがって、ウエハ表面におけるスクライブライン１３が占める領域が減少することにより、素子部１２が占める領域を増加させることが可能となるので、スクライブライン１３の領域以外は全て、素子部１２として半導体素子を形成することが可能となる。つまりは、１つのウエハ１１に形成可能な半導体素子の数量を増加させることが可能となる。

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、複数の半導体素子が形成されたウエハを個々の半導体チップに分割するダイシング方法に関する分野に好適に用いることができるだけでなく、半導体基板の製造に関する分野に好適に用いることができ、さらには、様々な基板の切断方法の分野にも広く用いることができる。

ウエハの概略構成を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、上記ウエハを用いた、本発明におけるウエハのダイシング方法の工程フローの一例を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、上記ウエハを用いた、本発明におけるウエハのダイシング方法の工程フローの一例を示す断面図である。 本発明におけるウエハのダイシング方法の処理の一例を示すフローチャートである。 上記ウエハのダイシング方法により分離された半導体チップの構成を示す断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、上記ウエハを用いた、本発明におけるウエハのダイシング方法の工程フローの他の例を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、上記ウエハを用いた、本発明におけるウエハのダイシング方法の工程フローの他の例を示す断面図である。 本発明におけるウエハのダイシング方法の処理の他の例を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、従来のウエハのダイシング方法の工程フローを示す斜視図である。 （ａ）〜（ｂ）は、従来のウエハのダイシング方法の工程フローを示す断面図である。 従来の他のウエハのダイシング方法による分離状態を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、従来のさらに他のウエハのダイシング方法における工程フローを示す断面図である。

符号の説明

１１ ウエハ
１２ 素子部
１３ スクライブライン
１４ 粘着テープ
１５ ダイシングライン（分割ライン）
１６ レーザ加工ライン（分割ライン）
１７ 切削溝（第１の溝）
１８ レーザ溝（第２の溝）
２０ 半導体チップ
２１ 第１の加工断面
２２ 第２の加工断面
２３ 第３の加工断面
５０ ウエハ搬送治具

Claims (10)

1. 表面に複数の素子部が形成されたウエハを、上記複数の素子部の各々の間に設定された分割ラインに沿って分割するウエハのダイシング方法において、
   上記ウエハの裏面に、該裏面からウエハを貫通しない深さを有する第１の溝を、上記分割ラインに沿って切削加工により形成する第１のステップと、
   上記ウエハの表面に、該表面から上記第１の溝に達するまでの深さを有する第２の溝を、上記分割ラインに沿ってレーザ加工により形成する第２のステップと、を含むことを特徴とするウエハのダイシング方法。
2. 上記第１の溝の深さは、上記ウエハの厚みの２分の１以上かつ１０分の９以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のウエハのダイシング方法。
3. 上記第１の溝の溝幅を、４０μｍ以上かつ１００μｍ以下の範囲で形成するとともに、上記第２の溝の溝幅を、５μｍ以上かつ３０μｍ以下の範囲で形成することを特徴とする請求項１に記載のウエハのダイシング方法。
4. 上記第１の溝の溝幅は、該第１の溝の深さに応じて設定することを特徴とする請求項１に記載のウエハのダイシング方法。
5. 表面に複数の素子部が形成されたウエハを、上記複数の素子部の各々の間に設定された分割ラインに沿って分割するウエハのダイシング方法において、
   上記ウエハの表面に、該表面からウエハを貫通しない深さを有する第２の溝を、上記分割ラインに沿ってレーザ加工により形成する第１のステップと、
   上記ウエハの裏面に、該裏面から上記第２の溝に達するまでの深さを有する第１の溝を、上記分割ラインに沿って切削加工により形成する第２のステップと、を含むことを特徴とするウエハのダイシング方法。
6. 上記第２の溝の深さは、上記ウエハの厚みの１０分の１以上かつ２分の１以下の範囲であることを特徴とする請求項５に記載のウエハのダイシング方法。
7. 上記第２の溝の溝幅を、５μｍ以上かつ３０μｍ以下の範囲で形成するとともに、上記第１の溝の溝幅を、４０μｍ以上かつ１００μｍ以下の範囲で形成することを特徴とする請求項５に記載のウエハのダイシング方法。
8. 上記第１の溝の溝幅は、該第１の溝の深さに応じて設定することを特徴とする請求項５に記載のウエハのダイシング方法。
9. 表面に複数の素子部が形成されたウエハが、上記複数の素子部の各々の間に設定された分割ラインに沿って分割されたことにより製造された半導体チップにおいて、
   上記ウエハの裏面に切削加工による第１の溝と、上記ウエハの表面に、上記第１の溝と接続しており、かつ上記第１の溝の溝幅よりも小さい溝幅を有するレーザ加工による第２の溝とが上記分割ラインに沿って形成されたことにより上記分割が行われたことによって、上記第１の溝の形成による分割により生じた上記ウエハの裏面に略垂直な第１の加工断面および略平行な第３の加工断面、並びに上記第２の溝の形成による分割により生じた第２の加工断面からなる分割面を有しており、
   上記素子部の端部が、上記第３の加工断面を上記ウエハの表面に投影したときの領域に設けられていることを特徴とする半導体チップ。
10. 上記素子部の端部と上記第２の加工断面との間の幅が、１５μｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体チップ。

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