(57)【要約】【課題】切断部分が円滑で切り代の幅が狭く、しかもパーティクルの発生を抑制することができる半導体ウェーハの切断装置を提供する。【解決手段】半導体ウェーハ２を所定の切断線６に沿って切断して半導体チップを切り出す半導体ウェーハの切断装置において、前記半導体ウェーハを載置するための載置台１６と、電磁波を細く集束して前記半導体ウェーハの表面に照射する電磁波照射手段４０と、前記細く集束された電磁波を前記半導体ウェーハに対して相対的に走査させる走査機構１４とを備える。これにより、切断部分が円滑で切り代の幅が狭く、しかもパーティクルの発生を抑制しつつ半導体ウェーハを切断する。【選択図】図１
2008277658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハを所定の切断線に沿って切断して半導体チップを切り出す半導体ウェーハの切断方法において、
細く集束された電磁波を前記切断線に沿って相対的に走査させることにより前記半導体ウェーハを切断するようにしたことを特徴とする半導体ウェーハの切断方法。
【請求項２】
前記電磁波の周波数は、１００Ｈｚ〜１０ＴＨｚの範囲内であることを特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハの切断方法。
【請求項３】
前記半導体ウェーハは、前記電磁波の吸収が良好になるような温度に維持されていることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体ウェーハの切断方法。
【請求項４】
前記切断する操作は真空雰囲気中で行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体ウェーハの切断方法。
【請求項５】
前記切断する操作は前記電磁波を吸収しないような雰囲気中で行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体ウェーハの切断方法。
【請求項６】
前記半導体ウェーハの表面には複数の半導体集積装置が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体ウェーハの切断方法。
【請求項７】
前記半導体ウェーハの厚さは７５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体ウェーハの切断方法。
【請求項８】
半導体ウェーハを所定の切断線に沿って切断して半導体チップを切り出す半導体ウェーハの切断装置において、
前記半導体ウェーハを載置するための載置台と、
電磁波を細く集束して前記半導体ウェーハの表面に照射する電磁波照射手段と、
前記細く集束された電磁波を前記半導体ウェーハに対して相対的に走査させる走査機構と、
を備えたことを特徴とする半導体ウェーハの切断装置。
【請求項９】
前記電磁波照射手段は、
前記電磁波を発生する電磁波発生源と、
前記発生した電磁波を前記半導体ウェーハ側に向けて導く導波路と、
前記導かれた電磁波を細く集束して前記半導体ウェーハの表面に照射する入射アンテナ部と、
よりなることを特徴とする請求項８記載の半導体ウェーハの切断装置。
【請求項１０】
前記電磁波の周波数は、１００Ｈｚ〜１０ＴＨｚの範囲内であることを特徴とする請求項８又は９記載の半導体ウェーハの切断装置。
【請求項１１】
前記載置台には、前記半導体ウェーハの温度を調節するための温度調節機構が設けられていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の半導体ウェーハの切断装置。
【請求項１２】
前記載置台は処理容器内に収容されていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載の半導体ウェーハの切断装置。
【請求項１３】
前記処理容器内は真空雰囲気になされていることを特徴とする請求項１２記載の半導体ウェーハの切断装置。
【請求項１４】
前記チャンバ内は前記切断する操作は前記電磁波を吸収しないような雰囲気中で行われることを特徴とする請求項１３記載の半導体ウェーハの切断装置。
【請求項１５】
前記半導体ウェーハの表面には複数の半導体集積装置が形成されていることを特徴とする請求項８乃至１４のいずれかに記載の半導体ウェーハの切断装置。
【請求項１６】
前記半導体ウェーハの厚さは７５０μｍ以下であることを特徴とする請求項８乃至１５のいずれかに記載の半導体ウェーハの切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板や化合物半導体基板等の半導体ウェーハの切断方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体メモリ、半導体集積回路等の半導体装置は、シリコン基板や化合物半導体基板などの薄い円板状の半導体ウェーハ上に複数個配列して形成されており、この半導体ウェーハをダイヤモンド粉を固化して形成した非常に薄い円板状のダイシングソウによって個別に切断することによって半導体チップとして個々に切り出されている。
【０００３】
この点を詳しく説明すると、図２は上述したように半導体メモリや半導体集積回路等の半導体装置が表面に形成された半導体ウェーハを示す平面図である。図２に示すように、この半導体ウェーハ２の表面には、複数の半導体装置４が縦横に配列させて形成されている。この半導体装置４は、周知のように、薄い円板状の半導体ウェーハ２の表面に、成膜処理、エッチング処理、酸化拡散処理等を複数回繰り返し施すことにより形成されている。
【０００４】
そして、この半導体ウェーハ２を破線で示す切断線６に沿って縦横に切断することにより、１つの半導体装置４を有する半導体チップとして切り出されることになる。そして、上述のように、この切断に際して一般的にはダイヤモンド粉を固化して形成した非常に薄い円板状のダイシングソウが用いられている（特許文献１、２等）。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３１５６４６号公報
【特許文献２】特開平１０−１１２４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、最近にあっては半導体ウェーハの量産性の向上を図るためや発熱量が大きいパワーデバイス向けの半導体装置用に熱伝導特性の向上を図るために、半導体ウェーハの厚さ自体を非常に薄くすることが求められている。例えば従来の一般的な半導体ウェーハの厚さは７５０μｍ程度であるが、最近にあっては５０μｍ程度まで薄くして上記目的を達成することが求められている。
【０００７】
また、ダイシングソウによる現状の切り代の幅は５０μｍ程度であるが更なる微細化及び集積化の要請により、上記ダイシングソウ自体の切り代の幅をより狭くすることも求められている。
【０００８】
しかしながら、このように板厚が非常に薄くなされた半導体ウェーハ２を上述のように従来用いられていたダイシングソウで切断すると、基板が薄過ぎるために切断部分に割れが発生して円滑な面、或いは線とならないばかりか、切り代の幅も５０μｍ以下にすることができない、といった問題があった。また上述のように割れが発生して切断部分が円滑でないことから、この切断時にパーティクルがかなり発生する、といった問題もあった。
【０００９】
この場合、レーザ光線や電子ビームを用いてウェーハを切断することも考えられるが、これらのレーザ光線や電子ビームは単位面積当たりのエネルギーが大き過ぎるために、切り屑が飛散してパーティクルの発生量が多くなり、好ましくない。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、切断部分が円滑で切り代の幅が狭く、しかもパーティクルの発生を抑制することができる半導体ウェーハの切断方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、半導体ウェーハを所定の切断線に沿って切断して半導体チップを切り出す半導体ウェーハの切断方法において、細く集束された電磁波を前記切断線に沿って相対的に走査させることにより前記半導体ウェーハを切断するようにしたことを特徴とする半導体ウェーハの切断方法である。
【００１１】
このように、半導体ウェーハを切断するに際して、細く集束された電磁波を切断線に沿って相対的に走査させることにより半導体ウェーハを切断するようにしたので、切断部分が円滑で切り代の幅が狭く、しかもパーティクルの発生を抑制することができる。
【００１２】
この場合、例えば請求項２に記載したように、前記電磁波の周波数は、１００Ｈｚ〜１０ＴＨｚの範囲内である。
また例えば請求項３に記載したように、前記半導体ウェーハは、前記電磁波の吸収が良好になるような温度に維持されている。
また例えば請求項４に記載したように、前記切断する操作は真空雰囲気中で行われる。
また例えば請求項５に記載したように、前記切断する操作は前記電磁波を吸収しないような雰囲気中で行われる。
【００１３】
また例えば請求項６に記載したように、前記半導体ウェーハの表面には複数の半導体集積装置が形成されている。
また例えば請求項７に記載したように、前記半導体ウェーハの厚さは７５０μｍ以下である。
【００１４】
請求項８に係る発明は、半導体ウェーハを所定の切断線に沿って切断して半導体チップを切り出す半導体ウェーハの切断装置において、前記半導体ウェーハを載置するための載置台と、電磁波を細く集束して前記半導体ウェーハの表面に照射する電磁波照射手段と、前記細く集束された電磁波を前記半導体ウェーハに対して相対的に走査させる走査機構と、を備えたことを特徴とする半導体ウェーハの切断装置である。
【００１５】
この場合、例えば請求項９に記載したように、前記電磁波照射手段は、前記電磁波を発生する電磁波発生源と、前記発生した電磁波を前記半導体ウェーハ側に向けて導く導波路と、前記導かれた電磁波を細く集束して前記半導体ウェーハの表面に照射する入射アンテナ部と、よりなる。
この場合、例えば請求項１０に記載したように、前記電磁波の周波数は、１００Ｈｚ〜１０ＴＨｚの範囲内である。
【００１６】
この場合、例えば請求項１１に記載したように、前記載置台には、前記半導体ウェーハの温度を調節するための温度調節機構が設けられている。
この場合、例えば請求項１２に記載したように、前記載置台は処理容器内に収容されている。
この場合、例えば請求項１３に記載したように、前記処理容器内は真空雰囲気になされている。
【００１７】
この場合、例えば請求項１４に記載したように、前記チャンバ内は前記切断する操作は前記電磁波を吸収しないような雰囲気中で行われる。
この場合、例えば請求項１５に記載したように、前記半導体ウェーハの表面には複数の半導体集積装置が形成されている。
この場合、例えば請求項１６に記載したように、前記半導体ウェーハの厚さは７５０μｍ以下である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る半導体ウェーハの切断方法及びその装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
半導体ウェーハを切断するに際して、細く集束された電磁波を切断線に沿って相対的に走査させることにより半導体ウェーハを切断するようにしたので、切断部分が円滑で切り代の幅が狭く、しかもパーティクルの発生を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】
【００１９】
以下に、本発明に係る半導体ウェーハの切断方法及びその装置の好適な一実施例について添付図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る半導体ウェーハの切断装置を示す概略構成図である。図１に示すように、この半導体ウェーハの切断装置１０は、筒体状になされた処理容器１２を有している。尚、周辺雰囲気が十分にコントロールされている場合には、この処理容器は用いなくてもよい。この処理容器１２の底部１２ａには、走査機構１４が設けられており、この走査機構１４上に半導体ウェーハ２を載置する載置台１６が設けられる。上記載置台１６は、載置台本体１６ａと、この上に設けられる円板状の載置板１６ｂとよりなり、この載置板１６ｂ上に非極性分子製のダイシングテープに貼り付けられた上記ウェーハ２が直接的に載置されることになる。
【００２０】
ここで上記載置台本体１６ａと載置板１６ｂとの間には、上記ウェーハ２の温度を調節するための温度調節機構１８が設けられている。この温度調節機構１８は、例えばペルチェ素子のような熱電変換素子を用いることができ、上記載置台本体１６ａには、上記熱電変換素子の裏面より排出される温熱、或いは冷熱を排出するために熱媒体を流す熱媒体ジャケット２０が設けられている。これにより、ウェーハ２を必要に応じて、加熱或いは冷却して、例えば室温〜６００℃内の所定の温度に維持できるようになっている。尚、この温度調節機構１８は、必要に応じて設けるようにする。
【００２１】
また、上記走査機構１４は、水平面内でＸ方向へ移動するＸテーブル１４ａと、このＸ方向に対して直交するＹ方向へ移動するＹテーブル１４ｂとにより構成されており、この走査機構１４を駆動することにより、上記ウェーハ２を水平面内で所望する方向へ移動できるようになっている。尚、この載置台１６や走査機構１４には昇降可能になされた図示しないリフトピンが設けられており、ウェーハ２の搬出入時にウェーハ２を下から突き上げて持ち上げるようになっている。
【００２２】
また、この処理容器１２の底部側には、排気口２２が設けられており、この排気口２２には、排気ポンプ２４や圧力調整弁２６等を有する排気系２８が接続されており、この処理容器１２内の雰囲気を必要に応じて排気できるようになっている。
【００２３】
また、この処理容器１２の側壁には、ガス導入手段として例えばガスノズル３０が設けられており、この処理容器１２内へ必要なガス、例えば不活性ガス等を導入できるようになっている。尚、このガスノズル３０に代えて、処理容器１２内の天井部にシャワーヘッドを設けるようにしてもよい。更に、この処理容器１２の側壁には、ウェーハ２を搬出入できる大きさの開口３２が設けられると共に、この開口３２にはこの開口３２を開閉するためのゲートドア３４が設けられている。
【００２４】
そして、この処理容器１２の天井部１２ｂの中央部には開口３６が設けられており、この開口３６を有する天井部１２ｂには、電磁波を細く集束して上記ウェーハ２の表面に照射する電磁波照射手段４０が設けられている。具体的には、この電磁波照射手段４０は、所定の周波数の電磁波を発生する電磁波発生源４２と、この発生した電磁波を上記ウェーハ２側に向けて導く導波路４４と、この導かれた電磁波を細く集束して上記ウェーハ２の表面に照射する入射アンテナ部４６とにより主に構成されている。
【００２５】
上記電磁波発生源４２では、例えば１００Ｈｚ〜１０ＴＨｚの範囲内の周波数の所定の電磁波を発生して出力するものである。上記波長の範囲は、センチ波、ミリ波及びサブミリ波の範囲を含んでおり、この電磁波発生源４２として例えばジャイロトロン、クライストロン、マグネトロンや進行波管等を用いることができる。上記電磁波の周波数としては、具体的には例えば２．４５ＧＨｚ、８２．９ＧＨｚ、８４ＧＨｚ、１６８ＧＨｚ、８７４ＧＨｚ等を用いることができる。
【００２６】
上記導波路４４は、伝搬する電磁波の周波数にもよるが、例えば矩形導波管やコルゲート導波管等を用いることができる。この周波数帯域の電磁波は光と同じように鏡を用いて集中、或いはフォーカスすることができるので、上記入射アンテナ部４６は、例えば第１のミラー４６ａと第２のミラー４６ｂとよりなり、この電磁波を加熱したい部分に集中（集束）、或いはフォーカスするようになっている。従って、上記入射アンテナ部４６により電磁波をウェーハ２の表面に集中させた状態で、このウェーハ２をＸ、Ｙ方向へ走査させることにより、ウェーハ２をこの切断線に沿って切断することが可能になる。また、この装置全体の動作は、例えばコンピュータよりなる制御部５０により制御されることになる。
【００２７】
次に、以上のように構成された切断装置１０を用いて行う半導体ウェーハ２の切断方法について説明する。
まず、図２に示すように、表面に複数の半導体装置４が形成された半導体ウェーハ２を、その下面に図示しないダイシングテープを貼り付けた状態で処理容器１２内へ搬入し、これを載置台１６の載置板１６ｂ上に位置決めした状態で載置する。この半導体ウェーハ２は前述したように従来の半導体ウェーハの厚さである７５０μｍよりも薄い厚さである。そして、上記載置台１６に設けた温度調節機構１８によりウェーハ２の温度を所定の温度に維持する。
【００２８】
更に、この処理容器１２内に所定のガスを導入しつつこの処理容器１２内の雰囲気を排気系２８により排気して処理容器１２内を所定の圧力にする。そして、この状態で電磁波照射手段４０を駆動して天井部１２ｂに設けた入射アンテナ部４６から電磁波を細く集束してウェーハ２の表面の所定の位置に照射し、これと同時に載置台１６の下部に設けた走査機構１４のＸテーブル１４ａ及びＹテーブル１４ｂを駆動することにより、上記細く集束した電磁波をウェーハ２の切断線６に沿って縦方向及び横方向へ走査させる。これにより薄いウェーハ２は切断線６に沿って加熱されて、その結果、切断されて半導体チップ毎に切り出すことができる。
【００２９】
このように、電磁波を用いて切断することにより、切り代の幅が５０μｍ以内の範囲内で切断することができ、しかも切断部分が円滑になってこの部分に微細な割れ等が生ずることがなく、しかも微細な削り屑が飛び散ることもなく、この結果、パーティクルの発生も抑制することができる。
【００３０】
この場合、上記ウェーハ２は、この素材の温度に依存して電磁波に対する吸収率が異なるので、このウェーハ２の温度は上記電磁波の吸収が良好になるような温度に設定されている。この設定温度はウェーハ２がシリコン基板の場合には、例えば電磁波の周波数が２．４５ＧＨｚならば６００〜１２００℃の範囲内、１００ＧＨｚならば３００〜８００℃の範囲内である。このような温度に、ウェーハ２の温度を設定することにより、ウェーハ２を効率的に切断することができる。そして、本発明によれば、ウェーハ２のみを選択加熱し、下地の非極性分子製のダイシングテーブルは全く加熱することなく、ウェーハ２のみを切断することができる。
【００３１】
また、この処理容器１２内の圧力は、真空（減圧）状態でもよく、或いは大気圧状態でもよく、いずれにしてもウェーハ２の周辺の雰囲気は、上記電磁波を吸収しないような雰囲気中に設定しておく。例えば水分（Ｈ２ Ｏ）やＣＯ等は電磁波を吸収し易いのでこれらの成分を含まないガスを用いる。具体的には、Ａｒ、Ｈｅ等の希ガスや、電磁波を吸収し難いＯ２ 、Ｎ２ 等のガスを用いることができる。また、処理容器１２を設けない場合には、乾燥したクリーンエア中で切断操作を行えばよい。
【００３２】
このように、本発明によれば、半導体ウェーハ２を切断するに際して、細く集束された電磁波を切断線６に沿って相対的に走査させることにより半導体ウェーハ２を切断するようにしたので、切断部分が円滑で切り代の幅が狭く、しかもパーティクルの発生を抑制することができる。
【００３３】
尚、上記実施例においては、載置台１６側に走査機構１４を設けてウェーハ２を移動させることによって細く集束された電磁波を走査させるようにしたが、これに限定されず、入射アンテナ部４６側に走査機構を設けて、これを移動させるようにしてもよく、いずれにしても上記集束された電磁波をウェーハ２に対して相対的に走査できるのであれば、どのような構成を用いてもよい。
【００３４】
また、ここで用いた電磁波照射手段４０の構成は単に一例を示したに過ぎず、この構成に限定されないのは勿論である。更に、半導体ウェーハとしてはシリコン基板に限定されず、化合物半導体基板、例えばＧａＡｓ，ＧａＮ，ＳｉＣ，ＳｉＧｅ，ＩｎＮ，ＡｌＮ，ＺｎＯ，ＺｎＳｅ、Ａｌ２ Ｏ３ 等も本発明を適用できるのは勿論である。この場合、化合物半導体は、自発分極しているので、電磁波の吸収が促進されるので効率的な切断が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る半導体ウェーハの切断装置を示す概略構成図である。
【図２】半導体装置が表面に形成された半導体ウェーハを示す平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
２  半導体ウェーハ
４  半導体装置
６  切断線
１０  切断装置
１２  処理容器
１４  走査機構
１４ａ  Ｘテーブル
１４ｂ  Ｙテーブル
１６  載置台
１８  温度調節機構
２８  排気系
４０  電磁波照射手段
４２  電磁波発生源
４４  導波路
４６  入射アンテナ部
４６ａ  第１のミラー
４６ｂ  第２のミラー
【図１】
2008277658.tif 000003
【図２】
2008277658.tif 000004