(57)【要約】【課題】  半導体ウエーハのダイシングにおいて、シンプルで安価な方法で、チップ飛び、裏面欠けを改善して歩留まりの向上、特に基板除去タイプＬＥＤウエーハのダイシングにおけるチップ飛び、裏面欠けの発生の改善の手段の提供。【解決手段】  半導体ウエーハをチップにダイシングするに際し、 柔軟性を付与するために加熱した粘着シートを半導体ウエーハの裏面に貼着して固定化した後、半導体ウエーハをチップへ切断するラインを、劈開面に対し４５°±１５°の角度に傾け、複数のステップでダイシングを行い、ダイシングブレードの厚さを前のステップで使用したダイシングブレードより薄いブレードを用いることを特徴とする半導体ウエーハのダイシング方法およびその方法で作製した発光ダイオードチップ。【選択図】            図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエーハをチップにダイシングするに際し、複数のステップでダイシングを行い、ダイシングブレードの厚さを前のステップで使用したダイシングブレードより薄いブレードを用いることを特徴とする半導体ウエーハのダイシング方法。
【請求項２】
半導体ウエーハをチップへ切断するラインを、劈開面に対し４５°±１５°の角度に傾けて、ダイシングを行う請求項１に記載の半導体ウエーハのダイシング方法。
【請求項３】
柔軟性を付与するために加熱した粘着シートを、半導体ウエーハの裏面に貼着して固定化した後、半導体ウエーハのチップへの切断を行う請求項１または２に記載の半導体ウエーハのダイシング方法。
【請求項４】
半導体ウエーハがＧａＡｌＡｓからなる基板除去タイプのＬＥＤウエーハである請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体ウエーハのダイシング方法。
【請求項５】
請求項１ないし４の方法で作製した発光ダイオードチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主として液相エピタキシャル成長法により半導体結晶を基板上にエピタキシャル成長させて得られた半導体ウエーハを、チップに切断するためのダイシング方法に関する。特に、ＧａＡｓ基板上にＧａＡｌＡｓからなるｐ型およびｎ型のエピタキシャル層を成長させた後ＧａＡｓ基板を除去する基板除去タイプの半導体ウエーハから、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを作製するための半導体ウエーハのダイシング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にＬＥＤ用途に、半導体基板上にＧａＰ、ＧａＡｓ，（ＡｌｘＧａ１−ｘ）Ａｓ等のエピタキシャル層を成長させるためには、主として液相エピタキシャル成長方法が用いられている。
この液相エピタキシャル成長方法は、温度による溶液中の溶解度の差を利用して、基板上に結晶をエピタキシャル成長させるもので、簡単な装置で高品質の結晶層を多数枚の基板上に成長できるため、ＬＥＤ用途のエピタキシャルウェーハの成長に多く用いられている。
しかし、この液相エピタキシャル成長方法で成長したエピタキシャルウェーハでは、ウェーハ間およびウェーハ内でエピタキシャル層の厚さのばらつきが大きいという欠点がある。
【０００３】
通常、基板付ＬＥＤウエーハのダイシングは、あらかじめ電極を付けた後、１ステップにおいてＰ−Ｎジャンクションを切断するため基板層中間まで切断し、それぞれのプローブの特性を検査した後、残りの基板下部まで切断する２ステップの切断方法がとられている。この場合においては基板層があるためチップ飛びが発生するがその頻度は少ない。
【０００４】
これに対し基板除去タイプのＬＥＤウエーハ、例えばＳｉの自然反転を利用してＰ−Ｎジャンクションを形成した基板除去タイプ赤外ＬＥＤウエーハなどの場合には、基板を除去したウエーハであるため、ウエーハ全体がエピタキシャル層だけからなっており、ウエーハ裏面はポリッシュしておらず、凹凸が避けられない。また積層されているエピタキシャル層の厚みも均一とすることが困難であるため、２ステップカットを行っても、１ステップにおいてＰ−Ｎジャンクション層だけを切断することは困難である。従ってこのタイプのウエーハにおいては通常プローブを付けて特性検査を行うことはなくダイシングは１ステップで行い、その後に切断したチップの特性の検査が行われている。
【０００５】
基板除去タイプＬＥＤウエーハはダイシングに際し、ウエーハ裏面に粘着シートを貼着してダイシングを行うが、チップ飛び（ダイシング中に粘着シート面から離れて飛び散る現象）、裏面欠け（チップの裏面が正方形でなく一部が欠けた状態）の発生は基板付タイプのウエーハの数倍あり、歩留まりも基板付タイプのウエーハに比して大幅に低下している。
【０００６】
またＧａＡｓ，ＧａＡｌＡｓ等のＬＥＤ成長は、基板として（１００）の面方位を持つＧａＡｓウエーハが使われている。ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓのＬＥＤエピタキシャルウエーハのダイシングにおいてはチップの辺とウエーハの劈開性のある面を一致させダイシングするが、劈開面とダイシングする面の角度がわずかずれるとチップは劈開面で割れてしまい、チップ欠けや割れが発生する。
上記のように、半導体ウエーハのダイシングにおいて、特に基板除去タイプＬＥＤウエーハのダイシングでは、基板付タイプのウエーハと異なりウエーハに基板がないため裏面が凹凸しており、また１ステップダイシングであるためにチップ飛び、裏面欠けの発生が多く、チップ欠けを改善して歩留まりの向上が要求されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は半導体ウエーハのダイシングにおいて、シンプルで安価な方法で、チップ飛び、裏面欠けの発生が多く、チップ欠けを改善して歩留まりの向上、特に基板除去タイプＬＥＤウエーハのダイシングにおけるチップ飛び、裏面欠けの発生の改善の手段の開発を目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
［１］  半導体ウエーハをチップにダイシングするに際し、複数のステップでダイシングを行い、ダイシングブレードの厚さを前のステップで使用したダイシングブレードより薄いブレードを用いることを特徴とする半導体ウエーハのダイシング方法、
［２］  半導体ウエーハをチップへ切断するラインを、劈開面に対し４５°±１５°の角度に傾けて、ダイシングを行う上記［１］１に記載の半導体ウエーハのダイシング方法、
［３］  柔軟性を付与するために加熱した粘着シートを、半導体ウエーハの裏面に貼着して固定化した後、半導体ウエーハのチップへの切断を行う上記［１］または［２］に記載の半導体ウエーハのダイシング方法、
［４］  半導体ウエーハがＧａＡｌＡｓからなる基板除去タイプのＬＥＤウエーハである上記［１］〜［３］のいずれかに記載の半導体ウエーハのダイシング方法、および
［５］  上記［１］〜［４］の方法で作製した発光ダイオードチップ、を開発することにより上記の課題を解決した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、半導体ウエーハのダイシングを複数のステップに分けて行い、且つダイシングブレードを前のステップのブレードより薄いものを使用するというシンプルで安価な方法で、半導体ウエーハのダイシングにおいて、チップ飛び、裏面欠け、チップ欠けを大きく改善して、歩留まりの向上に成功した。特に裏面が平面でなく凹凸が避けられない基板除去タイプＬＥＤウエーハのダイシングに適用するときは、通常の半導体ウエーハに比して数倍あったチップ飛び、裏面欠けの発生を大きく改善し、通常の半導体ウエーハの歩留まりに匹敵する所まで改善できた。なお通常の半導体ウエーハに対して適用するときはさらに向上が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の対象となる半導体ウエーハとしては、ダイシングして半導体チップを製造する半導体ウエーハであれば特に制限はなく、いずれの半導体ウエーハにも適用できる。特に好ましいのは、裏面が凹凸がある基板除去タイプＬＥＤウエーハに適用したときに大きな効果が期待できる。
【００１１】
以下、奏される効果が大きい基板除去タイプＬＥＤウエーハのダイシング［Ｓｉの自然反転を利用してＰ−Ｎジャンクションを形成した基板除去タイプの赤外ＬＥＤウエーハ］を代表として説明するが、他の基板付ＬＥＤウエーハのダイシングにおいても基板除去タイプほど顕著ではないが同様な効果はある。
基板除去タイプＬＥＤは、基板で吸収される光を、基板を除去することにより有効に取り出せるようにして発光強度を上げるものである。これは基板としてＮ型のＧａＡｓを用い、その上にＮ型エピタキシャル層とＰ型エピタキシャル層を自然反転させながらＰ−Ｎジャンクションを形成したもの、あるいはさらにその上にさらにドーパントを変えてＰ型エピタキシャル層を積層したものを反転し基板を除去し、基板を除去した面を上面にしてチップ化している。
【００１２】
他の基板付ＬＥＤウエーハの場合は、基板の上にエピタキシャル成長させ、基板を残したままチップ化しているため、素子としたときの裏面が鏡面仕上げになっているが、この基板除去タイプのエピタキシャル成長層は基板を除去するため基板付の他の品種に比べ厚く成長させており、このため表面（素子とした時の裏面）の凹凸は大きくなることが避けられない。なお各エピタキシャル層の厚さとしてはＬＥＤの種類により一定していないが、例えばｎ−ＧａＡｌＡｓ／ｐ−ＧａＡｌＡｓ／ｐ−ＧａＡｌＡｓ＝約６０〜１２０μｍ／約３０〜６０μｍ／約９０〜１２０μｍのようなものがある。
【００１３】
上記のように基板除去タイプＬＥＤウエーハにおいては、裏面に凹凸の発生が避けられない。このためプローブによる特性検査をするため、２ステップダイシングの１ステップにおいてＰ−Ｎジャンクション層のみをカットすることが極めて困難であり、プローブによる特性検査は行っていなかった。ちなみにこのＬＥＤチップのサイズは縦×横×高さ＝約３００〜４７０μｍ×約３００〜４７０μｍ×約１８０〜３００μｍといった大きさである。
本発明の２ステップダイシングにおいても基板除去タイプＬＥＤウエーハにおいては、裏面に凹凸があるため１ステップにおいてＰ−Ｎジャンクション層のみをカットすることが極めて困難なためにプローブによる特性検査をすることなくダイシングを行う。
【００１４】
ダイシングに先立ちチップ飛びや裏面欠けを防止するため、ウエーハ裏面に粘着シートを貼着して半導体ウエーハを固定することが行われる。通常この粘着シートで固定する面は基板付半導体ウエーハでは基板面であり、機械加工などにより接着面は鏡面仕上げなどで平坦化された面に対して固定化が行われる。しかし基板除去タイプＬＥＤウエーハにおいてはこの平坦化が不可能であり、エピタキシャル成長の凹凸の存在したままの面に対してこの固定が行われる。従って図２に示す様に粘着シートの貼着が行われてもウエーハの凸部は粘着シートにより固定が完全に行われるが、凹部は粘着シートへの固定強度が弱く、ダイシングでチップを分離する際にチップ飛びをおこす原因の一つとなっていたものと考えられる。
この様な凹凸面のＬＥＤエピタキシャルウエーハを固定する際に、粘着シートを加熱し粘着シートを柔らかくして凹部にも粘着シートが完全に貼着できるように貼り付ける。粘着シートは通常塩化ビニル製のシートを使用するのでほぼ６０℃であれば十分に柔軟になる。しかし約８０℃を超えると破れ易くなるので注意が必要である。
【００１５】
上記のように粘着シートに固定化した基板除去タイプＬＥＤウエーハは、前記したように劈開面に沿って劈開し易い。ダイシング面が完全に劈開面に一致しているときは問題がないが、劈開面とダイシング面がわずかにでもずれると、チップは劈開面で割れてしまい、チップ欠け、チップ割れが発生しやすい。しかるにダイシング面を劈開面に対して４５±１５°としてダイシングするときは、チップ欠けチップ割れの発生が抑えられることが分かった（図１参照）。
【００１６】
上記の２つの対応策はそれなりに効果を奏するが、基板除去タイプＬＥＤウエーハにおいては、ウエーハのダイシングにおいてウエーハに対するストレスの付与が残るためまだチップ飛び、チップ欠け、チップ割れを大きく改善することができなかった。
これらの問題が解決できなかったのは、ダイシングにおいて基板除去タイプＬＥＤウエーハに対し応力がかかり、これがウエーハに対するストレスとして作用し、チップ飛び、チップ欠け、チップ割れの原因となっているものと推定し、ウエーハのダイシングを複数のステップとすることにより応力緩和を計った。しかしそれだけではまだ不十分であった。
【００１７】
ついで、複数ステップのダイシングをするが、図３に示す様にその際に前のダイシングに使用したブレードに比して、後のステップのダイシングに使用するブレードの厚みを薄くすることを試みた。この結果、驚くべきことに基板除去タイプＬＥＤウエーハにおいてもチップ飛び、チップ欠け、チップ割れを大きく改善することが確認でき、本発明を完成することができた。例えば前ステップのブレードの厚みに対し後ステップのブレードの厚みを３％以上、好ましくは１０％以上、より好ましくは１５％以上薄くする。
【００１８】
即ち、基板除去タイプＬＥＤウエーハウエーハ自身の厚みに場所により薄厚が混在し、これがためにダイシングにおいて、ウエーハの切断面に対し不均一な応力がかかり、これがチップ飛び、チップ欠け、チップ割れの大きな原因になっていたものと推定している。この応力を小さくするためには幾つかの方法が考えられるが、１回あたりの切削深さを少なくすること、次のステップにおけるダイシングにおいて、前のダイシングブレードの影響を受けないようにより薄いブレードを使用することを採用した。
【００１９】
この結果、第１ステップのダイシング深さを小さくすることはダイシングの際にダイシングブレードによるウエーハに対する応力の付加を低減させ、さらに次のステップのダイシングにおいて前のダイシングブレードより薄いブレードを使用することにより、前回のダイシングブレードによる応力付加を消去できるため、ブレードによるウエーハへの応力の負荷をより小さくすることが可能となった。さらにこれに粘着シートへのウエーハの接合を確実にすること並びにダイシング面を劈開面に対し４５°±１５°とすることによりウエーハの割れの防止、チップ飛び、チップ欠け、チップ割れ及びこれに連動すると思われる裏面欠けを大幅に改善できた。なおウエーハに対する応力を減少させる効果は基板付半導体ウエーハにおいても基板除去タイプＬＥＤウエーハに対し小さいが同様な効果を奏するものである。
以下に実施例を挙げてより具体的に説明する。
【実施例】
【００２０】
ｎ−ＧａＡｌＡｓ／ｐ−ＧａＡｌＡｓ／ｐ−ＧａＡｌＡｓ＝約６０〜１２０μｍ／約３０〜６０μｍ／約９０〜１２０μｍの基板除去タイプのＬＥＤエピタキシャルウエハに、３５０μｍのピッチ、劈開に対し４５゜の角度で電極を形成する。
【００２１】
塩化ビニルフィルムの上に粘着剤を塗布した厚さ８０μｍのシートを７０℃に加熱し、基板除去タイプのＬＥＤエピタキシャルウエハウエハを貼り付ける。
【００２２】
２５μｍ厚さのダイシングブレードを使用し、切り残し量１２０μｍでダイシングする。次に、２０μｍ厚さのダイシングブレードを使用し、切り残し量０になるようダイシングを行い、チップに分離を行った。
この結果、常温において粘着シートを貼着し、２５μｍ厚さのダイシングブレードを用い、劈開に対して平行に一度で最後まで切断した場合に比し、裏面欠け不良が９２％減少、チップ飛びが６２％減少し、大きく収率が向上した。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は半導体ウエーハのダイシングにおいて、シンプルで安価な方法で、主として液相エピタキシャル成長法により半導体結晶を基板上にエピタキシャル成長させて得られた半導体ウエーハを、チップに切断するためのダイシング方法であり、チップ飛び、裏面欠けの発生が多く、チップ欠けを改善して歩留まりの向上、特に基板除去タイプＬＥＤウエーハのダイシングにおけるチップ飛び、裏面欠けの発生が大きく改善できた。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】劈開に対し、４５゜のパターンで電極を形成する説明図。
【図２】裏面が凹凸のある基板除去タイプ半導体ウエーハの断面の概念図。
【図３】本発明のダイシングブレードの厚さを変えて複数ステップで半導体ウエーハダイシングの断面の概念図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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