(57)【要約】【課題】加熱時に反りが生じ難いとともに機械的強度が強い半導体ウエハを提供する。【解決手段】本発明の半導体ウエハは、表裏両面のうちの少なくとも一方の面に複数本の溝が形成されている。同一面に形成されている複数本の溝は、下記の制約、すなわち、各溝の両端を接続した直線は半導体ウエハの中心を通過せず、各溝の両端を接続した直線は他の溝を横切らず、各溝の両端を接続した直線は略等間隔を隔てて半導体ウエハの周方向に繰り返し出現し、各溝の両端を接続した線分の距離は各溝の両端を接続した直線が半導体ウエハ上を伸びる距離未満であり、かつ、各溝の両端を接続した線分の距離は半導体ウエハの半径の１／１０以上であるという制約を満たしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハであって、表裏両面のうちの少なくとも一方の面に複数本の溝が形成されており、同一面に形成されている複数本の溝が、下記の制約、すなわち、
各溝の両端を接続した直線は、半導体ウエハの中心を通過せず、
各溝の両端を接続した直線は、他の溝を横切らず、
各溝の両端を接続した直線は、略等間隔を隔てて半導体ウエハの周方向に繰り返し出現し、
各溝の両端を接続した線分の距離は、各溝の両端を接続した直線が半導体ウエハ上を伸びる距離未満であり、かつ、
各溝の両端を接続した線分の距離は、半導体ウエハの半径の１／１０以上である
という制約を満たしていることを特徴とする半導体ウエハ。
【請求項２】
各溝が、半導体ウエハのダイシングライン上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ。
【請求項３】
前記複数本の溝が、半導体ウエハの表裏両面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体ウエハ。
【請求項４】
表裏両面に形成されている溝を透視して重ね合わせた溝群が、請求項１の制約を満たしていることを特徴とする請求項３に記載の半導体ウエハ。
【請求項５】
各溝の外周側の端部が、半導体ウエハの外周に到達していないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体ウエハ。
【請求項６】
各溝の深さは、半導体ウエハの内周側の端部よりも半導体ウエハの外周側の端部の方が浅くなっていることを特徴とする請求項５に記載の半導体ウエハ。
【請求項７】
各溝の内部に、半導体ウエハの表面から裏面に達する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体ウエハ。
【請求項８】
各溝の長さ範囲の一部に貫通孔が形成されており、貫通孔が形成されていない長さ範囲では、貫通孔に向かうにつれて溝の深さが深くなっていることを特徴とする請求項７に記載の半導体ウエハ。
【請求項９】
貫通孔が、溝の外周側の端部に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体ウエハ。
【請求項１０】
溝の全長に亘って貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体ウエハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に溝が形成されている半導体ウエハに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハを加熱すると、半導体ウエハ中の応力分布が不均一となり、半導体ウエハに反りが生じることがある。半導体ウエハに反りが生じると、ハンドリング時に割れ易くなる。また、半導体ウエハに正確なパターンを形成することができない等の問題が生じる。
この問題を解決するために、特許文献１に、ダイシングラインに沿って溝を形成した半導体ウエハが開示されている。この半導体ウエハでは、表面に溝が形成されているので、加熱時に溝近傍が部分的に変形することができる。これによって、半導体ウエハ中の応力分布が不均一となることが抑制されるので、加熱時に半導体ウエハに反りが生じることが抑制される。また、溝はダイシングラインに沿って形成されているため、一枚の半導体ウエハに製造する半導体装置数を減少させることはない。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２６７１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の半導体ウエハでは、溝が半導体ウエハを横断するように（すなわち、溝の両端部が半導体ウエハの外周に到達するように）形成されている。したがって、半導体ウエハが溝に沿って割れ易いという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、加熱時に反りが生じ難いとともに機械的強度が強い半導体ウエハを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体ウエハは、表裏両面のうちの少なくとも一方の面に複数本の溝が形成されている。同一面に形成されている複数本の溝は、下記の制約、すなわち、各溝の両端を接続した直線は、半導体ウエハの中心を通過せず、各溝の両端を接続した直線は、他の溝を横切らず、各溝の両端を接続した直線は、略等間隔を隔てて半導体ウエハの周方向に繰り返し出現し、各溝の両端を接続した線分の距離は、各溝の両端を接続した直線が半導体ウエハ上を伸びる距離未満であり、かつ、各溝の両端を接続した線分の距離は、半導体ウエハの半径の１／１０以上であるという制約を満たしている。
この半導体ウエハでは、各溝の両端を接続した線分の距離は、各溝の両端を接続した直線が半導体ウエハ上を伸びる距離未満である。すなわち、各溝が半導体ウエハを横断していない。さらに、各溝は、両端を接続した直線が他の溝を横切らないように形成されている。したがって、この半導体ウエハは、溝に沿って半導体ウエハが割れることが抑制されており、機械的強度が強い。
また、各溝は、両端を接続した直線が略等間隔を隔てて半導体ウエハの周方向に繰り返し出現するように形成されており、両端を接続した線分の距離は半導体ウエハの半径の１／１０以上となっている。このように各溝が形成されているので、加熱時に半導体ウエハ中の応力分布の不均一性が解消され、半導体ウエハ中の応力分布が不均一となり難い。すなわち、この半導体ウエハは、加熱時に反りが生じ難い。
【０００７】
上述した半導体ウエハでは、各溝が、半導体ウエハのダイシングライン上に形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、一枚の半導体ウエハから製造する半導体装置の数を減少させないで溝を形成することができる。
【０００８】
上述した半導体ウエハは、前記複数本の溝が、半導体ウエハの表裏両面に形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、熱処理時に半導体ウエハ中の応力分布が不均一となることをより好適に抑制することができる。
【０００９】
上述した半導体ウエハは、表裏両面に形成されている溝を透視して重ね合わせた溝群が、上述の制約を満たしていることが好ましい。
このような構成によれば、溝を表裏両面に形成しても、半導体ウエハの機械的強度を十分な強度とすることができる。
【００１０】
上述した半導体ウエハは、各溝の外周側の端部が、半導体ウエハの外周に到達していないことが好ましい。
このような構成によれば、半導体ウエハの外周部分で半導体ウエハ全体が支えられるので、半導体ウエハの機械的強度をより十分な強度とすることができる。
【００１１】
上述した半導体ウエハは、各溝の深さが、半導体ウエハの内周側の端部よりも半導体ウエハの外周側の端部の方が浅くなっていることが好ましい。
このような構成によれば、半導体ウエハの表面にスピンコート法により液体を塗布するときに、各溝内の液体が遠心力により溝外に排出される。すなわち、各溝内に液体が溜まることが抑制される。したがって、半導体ウエハの表面に好適に液体を塗布することができる。
【００１２】
上述した半導体ウエハは、各溝の内部に、半導体ウエハの表面から裏面に達する貫通孔が形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、半導体ウエハの表面又は裏面に液体を塗布するときに、孔から各溝内の液体が排出される。すなわち、各溝内に液体が溜まることが抑制される。したがって、半導体ウエハの表面及び裏面に好適に液体を塗布することができる。
【００１３】
上述した半導体ウエハは、各溝の長さ範囲の一部に貫通孔が形成されており、貫通孔が形成されていない長さ範囲では、貫通孔に向かうにつれて溝の深さが深くなっていることが好ましい。
この様な構成によれば、液体塗布時に各溝内に液体が溜まることをより好適に抑制することができる。
【００１４】
上述した半導体ウエハは、貫通孔が、溝の外周側の端部に形成されていることが好ましい。このような構成によれば、半導体ウエハの表面にスピンコート法により液体を塗布するときに、各溝内の液体がより好適に孔から排出される。
【００１５】
上述した半導体ウエハは、溝の全長に亘って貫通孔が形成されていることが好ましい。このような構成によれば、熱処理時に半導体ウエハ中の応力分布が不均一となることをより好適に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
下記に詳細に説明する実施例の主要な特徴を最初に列記する。
（形態１）半導体ウエハに形成されている各溝の両端を接続した線分の距離は、各溝の両端を接続した直線が半導体ウエハ上を伸びる距離の半分以下である。
【実施例】
【００１７】
本発明の実施例に係る半導体ウエハ１０について図面を参照しながら説明する。図１は半導体ウエハ１０の上面図を示している。図１の領域１４は、１つの半導体装置が形成される半導体装置領域を示している。点線１２は、半導体ウエハ１０から半導体装置（すなわち、半導体装置領域１４）を切り出すときのダイシングラインを示している。なお、図１では、図の見易さを考慮してダイシングライン１２の一部のみを示しているが、半導体装置領域１４の周囲の領域の全部がダイシングラインである。半導体ウエハ１０の上面には、ダイシングライン１２に沿って溝２０ａ〜２０ｄが形成されている。半導体ウエハ１０の下面には、ダイシングライン１２に沿って溝２２ａ〜２２ｄが形成されている。
なお、図１の点線３０は、溝２０ｄの内周側端部２３ａと外周側端部２３ｂを接続した直線を示している。点３０ａ及び３０ｂは、直線３０と半導体ウエハ１０の外周との交点を示している。図１の点４０は、半導体ウエハ１０の中心を示している。
【００１８】
半導体ウエハ１０の熱処理時には、半導体ウエハ１０の溝２０ａ〜２０ｄ及び２２ａ〜２２ｄ近傍が部分的に変形し、半導体ウエハ１０中の応力が開放される。これによって、半導体ウエハ１０中の応力分布が不均一となることが抑制される。
【００１９】
溝の長さが短いと、熱処理時に半導体ウエハ中の応力を開放する効果は得られない。半導体ウエハ中の応力分布の不均一性を解消するためには、溝の両端部間の直線距離を半導体ウエハの半径の１／１０以上とする必要がある。
図１に示すように、溝２０ｄの端部２３ａと端部２３ｂの間の直線距離は、半導体ウエハ１０の半径の約１／２である。他の溝２０ａ〜２０ｄ及び２２ａ〜２２ｃも、両端部間の直線距離が、半導体ウエハ１０の半径の約１／２となるように形成されている。したがって、熱処理時に、半導体ウエハ１０中の応力が開放されて、半導体ウエハ１０中の応力分布が不均一となることが抑制される。
【００２０】
また、溝２０ａ〜２０ｄ及び２２ａ〜２２ｄは、半導体ウエハ１０を透視したときに、両端部を接続した線分（例えば、溝２０ｄの場合は端部２３ａと端部２３ｂを接続した線分）が略等間隔（約４５°）を隔てて半導体ウエハ１０の周方向に繰り返し出現するように形成されている。このように溝２０ａ〜２０ｄ及び２２ａ〜２２ｄが配置されていると、熱処理時に半導体ウエハ１０中の応力が均等に開放される。したがって、より効果的に半導体ウエハ１０中の応力分布が不均一となることを抑制することができる。
【００２１】
以上に説明したように、溝２０ａ〜２０ｄ及び２２ａ〜２２ｄが形成されていることによって熱処理時に半導体ウエハ１０中の応力分布が不均一となることが抑制される。したがって、半導体ウエハ１０は、熱処理時に反りが生じ難い。
【００２２】
また、半導体ウエハに溝が形成されていると、半導体ウエハが溝に沿って割れ易くなる。すなわち、半導体ウエハの機械的強度が低下してしまう。
【００２３】
溝が半導体ウエハを横断していると（すなわち、溝の両端部が半導体ウエハの外周に到達していると）、半導体ウエハの機械的強度は著しく低下する。溝の両端部間の直線距離が、両端部間を接続する直線が半導体ウエハ上を伸びる距離未満であると（すなわち、溝が半導体ウエハを横断していないと）、機械的強度はそれほど低下しない。特に、溝の両端部間の直線距離が、両端部間を接続する直線が半導体ウエハ上を伸びる距離の半分以下であると、半導体ウエハの機械的強度をハンドリング時に問題とならない強度とすることができる。
図１に示すように、溝２０ｄの端部２３ａと端部２３ｂの間の直線距離は、直線３０が半導体ウエハ１０上を伸びる距離（すなわち、点３０ａと点３０ｂの間の直線距離）の約１／４となっている。他の溝２０ａ〜２０ｃ及び２２ａ〜２２ｄも、両端部間の直線距離が、両端部間を接続する直線が半導体ウエハ１０上を伸びる距離の約１／４となるように形成されている。したがって、半導体ウエハ１０は十分な機械的強度を有している。
【００２４】
また、直線３０は、上面に形成されている溝２０ａ〜２０ｃの何れとも交差しない。また、直線３０は、半導体ウエハ１０を透視したときに、下面に形成されている溝２２ａ〜２２ｄの何れとも交差しない。他の溝２０ａ〜２０ｄ及び２２ａ〜２２ｃも、両端部を接続した直線が、他の溝（半導体ウエハ１０を透視したときの上面側及び下面側の溝）と交差しないように形成されている。これによって、半導体ウエハ１０が溝が伸びる方向（溝の両端部を接続した直線方向）に沿って割れることが抑制されている。すなわち、半導体ウエハ１０の機械的強度がより向上されている。
【００２５】
また、直線３０は、半導体ウエハ１０の中心４０を通過しない。他の溝２０ａ〜２０ｄ及び２２ａ〜２２ｃも、両端部を接続した直線が中心４０と通過しないように形成されている。これによって、ハンドリング時等に半導体ウエハ１０に外力が加わったときに、半導体ウエハ１０の中心４０に応力が集中することが防止されている。これによっても、半導体ウエハ１０の機械的強度が向上されている。
【００２６】
また、溝２０ａ〜２０ｄ及び２２ａ〜２２ｄは、外周側の端部が半導体ウエハ１０の外周に到達していない。すなわち、半導体ウエハ１０の外周部分には溝が形成されていない。外周部分に溝が形成されていないと、その外周部分で半導体ウエハ１０全体が支えられるため、半導体ウエハ１０の機械的強度がより強くなる。また、外周部分からひび割れ等が発生することも抑制される。これによっても、半導体ウエハ１０の機械的強度が向上されている。
【００２７】
以上に説明したように、半導体ウエハ１０は、溝２０ａ〜２０ｄ及び２２ａ〜２２ｄが形成されていても、十分な機械的強度を有している。
【００２８】
図２は、半導体ウエハ１０の溝２０ｄに沿った断面の拡大図を示している。図示するように、溝２０ｄは、中心側（図２のＸ方向）の端部２３ａから外周側（図２のＹ方向）の端部２３ｂに向かうにつれて浅くなっている。また、溝２０ａ〜２０ｃ及び２２ａ〜２２ｄも、溝２０ｄと同様に、半導体ウエハの中心側から外周側に向かうにつれて浅くなっている。このように溝２０ａ〜２０ｄ及び２２ａ〜２２ｄが形成されているので、上面または下面にスピンコート法によって液体（例えばレジスト液等）を塗布するときに、図２の矢印３０に示すように溝内の液体が外部に流出する。すなわち、溝内に液体が溜まり難い。したがって、半導体ウエハ１０の上面または下面に液体を好適に塗布することができる。
【００２９】
なお、図２に示すように深さが変化している溝は、種々の方法によって形成することができる。
例えば、ドライエッチングにより溝を形成する場合、エッチング範囲の幅が細いほどエッチング速度が遅くなることが知られている（マイクロローディング効果）。したがって、半導体ウエハの中心側の端部から外周側の端部に向かうにつれて開口幅が細くなっているエッチングマスクを配置し、そのエッチングマスクを介して半導体ウエハをドライエッチングすることで、半導体ウエハの中心側から外周側に向かうにつれて浅くなる溝を形成することができる。
【００３０】
また、溝は、図３、図４に示すように形成されていても良い。このように溝が形成されていても、半導体ウエハの表面にスピンコート法により液体を塗布するときに、溝内に液体が溜まることが抑制される。なお、図４に示す溝は、エッチング範囲を変更しながら、複数回のエッチングを行うことで形成することができる。
【００３１】
また、溝は、図５、図６に示すように形成されていても良い。図５、図６の溝は、内部に裏面に連通する孔５０が形成されている。そして、溝は、孔５０に向かうにつれて深くなっている。このように溝が形成されていると、半導体ウエハの表面に液体を塗布するときに、溝内の液体が孔５０から溝の裏側の表面に排出される。したがって、半導体ウエハを回転させずに液体を塗布するときにも、溝内に液体が溜まることが抑制される。また、図６に示すように、溝の外周側の端部に孔５０が形成されていると、スピンコート法により液体を塗布するときに、溝内の液体が孔５０からより好適に排出される。
【００３２】
また、溝が、その長さ範囲全域に亘って半導体ウエハの上面と下面を連通している線状の孔となっていても良い。このような構成によれば、熱処理時に半導体ウエハ中に不均一な応力が発生することを、より好適に抑制することができる。
【００３３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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さまざまに変形、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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施例の半導体ウエハ１０の上面図。
【図２】溝２０ｄの拡大断面図。
【図３】他の形態の溝の断面図。
【図４】他の形態の溝の断面図。
【図５】他の形態の溝の断面図。
【図６】他の形態の溝の断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１０：半導体ウエハ
１２：ダイシングライン
１４：半導体装置領域
２０ａ〜２０ｄ、２２ａ〜２２ｄ：溝
４０：中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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