(57)【要約】【課題】異なる方向の割断に必要な荷重の相違を抑制することができる炭化珪素半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】六方晶系の炭化珪素単結晶から作られ、六方晶系のｃ面に対して傾いた主面１２ａが設けられた基板１２が準備される。主面１２ａおよびｃ面に対して垂直な第１の仮想面に沿って基板１２が割断される。第１の仮想面およびｃ面に対して垂直な第２の仮想面７ａに沿って基板１２が割断される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
六方晶系の炭化珪素単結晶から作られ、前記六方晶系のｃ面に対して傾いた主面が設けられた基板を準備する工程と、
前記主面および前記ｃ面に対して垂直な第１の仮想面に沿って前記基板を割断する工程と、
前記第１の仮想面および前記ｃ面に対して垂直な第２の仮想面に沿って前記基板を割断する工程と
を備える、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２の仮想面は前記六方晶系のａ面およびｍ面のいずれか一方である、請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記基板の前記主面には、前記ｍ面およびａ面のそれぞれに対して平行な第１のオリエンテーションフラットおよび第２のオリエンテーションフラットが設けられている、請求項２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記基板には前記主面と反対の反対面が設けられており、
前記反対面上に、前記第１の仮想面上に位置する第１の溝を形成する工程と、
前記反対面上に、前記第２の仮想面上に位置する第２の溝を形成する工程と、
前記主面上に、前記第１の仮想面上に位置する第３の溝を形成する工程と、
前記主面上に、前記第２の仮想面上に位置する第４の溝を形成する工程とをさらに備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１の溝および第２の溝を形成する工程は、前記基板の前記反対面上に焦点を有するレーザ光により行われ、前記第３の溝および第４の溝を形成する工程は、前記基板の前記主面上に焦点を有するレーザ光により行われる、請求項４に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記基板の前記主面は前記ｃ面に対して２°以上８°以下傾いている、請求項１から５のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項７】
六方晶系の炭化珪素単結晶から作られ、前記六方晶系のｃ面に対して傾いた主面と、前記主面および前記ｃ面に対して垂直な第１の側面と、前記第１の側面および前記ｃ面に対して垂直な第２の側面とを有する基板と、
前記主面上に設けられた半導体素子構造と
を備える、炭化珪素半導体装置。
【請求項８】
前記第２の側面は前記六方晶系のａ面およびｍ面のいずれか一方である、請求項７に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項９】
前記基板の前記主面は前記ｃ面に対して２°以上８°以下傾いている、請求項７または８に記載の炭化珪素半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置に関し、特に、六方晶系の炭化珪素単結晶から作られた基板を有する炭化珪素半導体装置の製造方法、および、六方晶系の炭化珪素単結晶から作られた基板を有する炭化珪素半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
耐熱性、耐電圧性、および省電力性に優れたパワーデバイスとして、炭化珪素半導体装置が注目されている。その製造に用いられる炭化珪素（ＳｉＣ）基板としては、六方晶系のｃ面に対して傾いた主面が設けられたもの、言い換えるとオフ角を有するもの、が特に広く用いられている。半導体装置の製造においては、一般に、基板上に複数の半導体素子が形成された後、基板を切断することにより、複数のチップが切り出される。ＳｉＣはダイヤモンドおよび窒化ホウ素の硬度に次ぐ高い硬度を有するため、ＳｉＣ基板の切断工程はＳｉ基板などと比較して負担が大きい。回転薄刃砥石を用いた工具による切断加工（以下、ブレードダイシングと称する）によって厚さ方向に基板を完全に切断する場合、工具が消耗しやすく、通常、その頻繁な交換が必要となる。
【０００３】
特開２０１２−１４６８７４号公報（特許文献１）によれば、ブレードダイシングに代わり、レーザ加工が提案されている。このレーザ加工は、ｃ面とオフ角θを成す主面を有する六方晶系ＳｉＣ基板を備える板状の加工対象物を切断予定ラインに沿って精度良く切断することが意図されたものである。具体的には、集光点をＳｉＣ基板の内部に合わせて、切断予定ラインに沿ってレーザ光が加工対象物に照射される。これにより、切断予定ラインに沿って、切断の起点となる改質領域がＳｉＣ基板の内部に形成される。改質領域を起点として切断予定ラインに沿って加工対象物が切断される。なお改質領域は、物理的特性が周囲とは異なる状態とされた領域である。
【０００４】
上記公報における実施の形態の記載によれば、ａ面はＳｉＣ基板の厚さ方向に対して角度θ傾斜しており、ｍ面はＳｉＣ基板の厚さ方向に対して傾斜していない。切断予定ラインとしては、表面およびａ面に平行な方向に延在するラインと、表面およびｍ面に平行な方向に延在するラインとが設定される。切断予定ラインの形成において、表面から集光点の位置までの距離を各回で変えることにより、ＳｉＣ基板の厚さ方向に並ぶように１本の切断予定ラインに対して複数列の改質領域が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４６８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記公報に記載の技術によると、表面およびａ面に平行な方向に延在するラインに沿った割断と、表面およびｍ面に平行な方向に延在するラインに沿った割断との間で、必要な荷重が大きく相違し、前者のラインに沿った割断が生じにくい。
【０００７】
また、分離後に得られるチップの表面のエッジは、材料を割断したことにより形成されるものであるため、直線性が悪くエッジの欠けも大きい。また分離端面は、レーザ光により形成された改質領域の存在に起因して、大きな凹凸を有する。このため、ブレードダイシングの技術と比べて、切り出されたチップの抗折強度が低くなる。抗折強度は、曲げの力に対する半導体素子チップの耐性を示す指標となる。曲げの力は、例えば、半導体素子チップの使用時に生じる熱応力などに起因する。
【０００８】
また、１本の切断予定ラインに対応して複数列の改質領域が形成されるので、切断予定ラインに沿ったレーザ光の走査を繰り返す必要がある。このため、ブレードダイシングに比べて速い加工速度を有するというレーザ加工の利点が、少なくともある程度損なわれている。
【０００９】
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、異なる方向の割断に必要な荷重の相違を抑制することができる炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法は、次の工程を有する。六方晶系の炭化珪素単結晶から作られ、六方晶系のｃ面に対して傾いた主面が設けられた基板が準備される。主面およびｃ面に対して垂直な第１の仮想面に沿って基板が割断される。第１の仮想面およびｃ面に対して垂直な第２の仮想面に沿って基板が割断される。
【００１１】
本発明の炭化珪素半導体装置は、基板と、半導体素子構造とを有する。基板は、六方晶系の炭化珪素単結晶から作られており、六方晶系のｃ面に対して傾いた主面と、主面およびｃ面に対して垂直な第１の側面と、第１の側面およびｃ面に対して垂直な第２の側面とを有する。半導体素子構造は主面上に設けられている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ｃ面に対してオフ角を有する基板からの、炭化珪素半導体装置としてのチップの切り出しを、第１の仮想面に沿った第１の側面を形成する割断と、第２の仮想面に沿った第２の側面を形成する割断とにより行うことができる。第１および第２の仮想面が共にｃ面に垂直であることから、各割断に必要な荷重の相違を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における炭化珪素半導体装置としての半導体素子チップの構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における炭化珪素半導体装置としての半導体素子チップの製造方法に用いられるウエハ基板の材料の結晶構造を説明する斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１における炭化珪素半導体装置としての半導体素子チップの製造方法に用いられるウエハ基板の構成を概略的に示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１における炭化珪素半導体装置としての半導体素子チップの製造方法における、ウエハ基板上に半導体素子構造を形成する工程を概略的に示す斜視図である。
【図５】図４のウエハの切断工程における切断ラインを概略的に示す斜視図である。
【図６】図５の切断ライン６ｍに垂直な断面による図５の部分断面図である。
【図７】図５の切断ライン６ａに垂直な断面による図５の部分断面図である。
【図８】図６と同様の視野による、ウエハの切断工程における反対面上での溝形成工程を概略的に示す部分断面図である。
【図９】図７と同様の視野による、ウエハの切断工程における反対面上での溝形成工程を概略的に示す部分断面図である。
【図１０】図６と同様の視野による、ウエハの切断工程における主面上での溝形成工程を概略的に示す部分断面図である。
【図１１】図７と同様の視野による、ウエハの切断工程における主面上での溝形成工程を概略的に示す部分断面図である。
【図１２】図６と同様の視野による、反対面および主面上に溝が形成されたウエハの構成を概略的に示す部分断面図である。
【図１３】図７と同様の視野による、反対面および主面上に溝が形成されたウエハの構成を概略的に示す部分断面図である。
【図１４】図６と同様の視野による、反対面および主面上に溝が形成されたウエハが割断される工程を概略的に示す部分断面図である。
【図１５】図７と同様の視野による、反対面および主面上に溝が形成されたウエハが割断される工程を概略的に示す部分断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態１における実施例および比較例におけるウエハ基板の割断荷重を示すグラフ図である。
【図１７】本発明の実施の形態１における実施例および比較例における炭化珪素半導体装置としての半導体素子チップの抗折強度を示すグラフ図である。
【図１８】本発明の実施の形態２における炭化珪素半導体装置としての半導体素子チップの製造方法における、ウエハ基板上に半導体素子構造を形成する工程を概略的に示す斜視図である。
【図１９】本発明の実施の形態２における炭化珪素半導体装置としての半導体素子チップの構成を概略的に示す斜視図である。
【図２０】本発明の実施の形態３における炭化珪素半導体装置としての半導体素子チップの製造方法の一工程を概略的に示す斜視図である。
【図２１】図２０の工程を行う製造装置としてのダイシング装置を概略的に示す部分正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書において、六方晶系の炭化珪素単結晶に関して、「ｃ面」、「ｍ面」および「a面」という結晶学上の用語が用いられる。ｃ面は、指数を用いて包括的に表せば｛０００１｝面である。｛０００１｝面は、より具体的には、シリコン面である（０００１）面、または、カーボン面である（０００−１）面である。ｍ面は、指数を用いて包括的に表せば｛１−１００｝面である。ａ面は、指数を用いて包括的に表せば｛１１−２０｝面である。なお、本明細書において指数の整数値の前に付されるマイナス符号は、結晶学において指数の整数値の上に付されるバーに対応している。
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１６】
＜実施の形態１＞
（炭化珪素半導体装置）
図１を参照して、本実施の形態の半導体素子チップ９０ａ（炭化珪素半導体装置）は、チップ基板１１（基板）と、半導体素子構造４と、オーミック電極５とを有する。
【００１７】
チップ基板１１は、六方晶系の炭化珪素単結晶から作られている。チップ基板１１は、主面１２a（図中、上面）と、側面１５ｍ（第１の側面）と、側面１５ａ（第２の側面）とを有する。またチップ基板１１は、主面１２ａと反対の反対面１２ｂ（図中、下面）と、側面１５ａと反対の側面と、側面１５ｍと反対の側面とを有する。主面１２ａと反対面１２ｂとは互いに平行である。また、側面１５ａと、その反対の側面とは、互いに平行である。また、側面１５ｍと、その反対の側面とは、互いに平行である。チップ基板１１は、反対面１２ｂと側面１５ｍとの間のエッジ部２８ｍと、主面１２ａと側面１５ｍとの間のエッジ部３８ｍと、反対面１２ｂと側面１５ａとの間のエッジ部２８ａと、主面１２ａと側面１５ａとの間のエッジ部３８ａとを有する。エッジ部２８ｍ、３８ｍ、２８ａおよび３８ａの各々は、直線状に延在している。
【００１８】
主面１２ａは六方晶系のｃ面に対して傾いており、好ましくは２°以上８°以下傾いている。言い換えれば、主面１２ａは、ｃ面に対して２°以上８°以下のオフ角θを有する。オフ角θは、例えば４°程度である。
【００１９】
側面１５ｍは、主面１２ａおよびｃ面に対して垂直である。側面１５ａは、側面１５ｍおよびｃ面に対して垂直であり、主面１２ａに対してオフ角θに対応して傾いている。好ましくは側面１５ａは、六方晶系のａ面またはｍ面であり、本実施の形態においてはａ面であるものとして説明する。側面１５ａがａ面である場合、側面１５ｍはｍ面である。
【００２０】
半導体素子構造４は主面１２ａ上に設けられている。オーミック電極５は反対面１２ｂ上に設けられている。半導体素子構造４は、例えば、パワートランジスタ素子構造またはパワーダイオード素子構造である。トランジスタ素子構造は、例えば、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造またはＪＦＥＴ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）構造である。ダイオード素子構造は、例えば、ＳＢＤ（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）構造またはｐｎダイオード構造である。半導体素子構造４がＭＩＳ構造の場合、半導体素子チップ９０ａは、例えば、ドレイン電極としてのオーミック電極５と、半導体素子構造４に含まれるソース電極およびゲート電極とを有するＭＩＳＦＥＴ素子チップである。この場合にチップ基板１１の反対面１２ｂにコレクタ領域が設けられていれば、半導体素子チップ９０ａはＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子チップであり得る。半導体素子構造４がＳＢＤ構造の場合、半導体素子チップ９０ａは、半導体素子構造４に含まれるショットキー電極を有するＳＢＤ素子チップである。半導体素子構造４がｐｎダイオード構造の場合、半導体素子チップ９０ａは、例えば、カソード電極としてのオーミック電極５と、半導体素子構造４に含まれるアノード電極とを有するｐｎダイオード素子チップである。半導体素子構造４は、例えば数ｍｍ〜１０ｍｍ四方程度の大きさを有する。オーミック電極５は、例えば、チタン、ニッケルおよび金などによる多層金属膜である。
【００２１】
（製造方法）
次に、半導体素子チップ９０ａの製造方法について説明する。大きく分けて、ウエハレベル工程と、切断工程とが行われる。
【００２２】
最初にウエハレベル工程について、以下に説明する。
【００２３】
図２および図３を参照して、六方晶系の炭化珪素単結晶から作られたウエハ基板１２（基板）が準備される。ウエハ基板１２は、最終的にはチップ基板１１（図１）へと割断されるものであり、上述した主面１２ａおよび反対面１２ｂが設けられている。主面１２ａは、上述したオフ角θを有する。言い換えれば、結晶軸ＣＡとしての六方晶系のｃ軸に対して、主面１２ａの面方位はオフ角θ傾いている。オフ角θのオフ方位は、本実施の形態においてはａ軸方向である。よって、主面１２ａに垂直な方向、すなわち厚さ方向、に対して、ｍ面は平行であり、ａ面はオフ角θほど傾いている。
【００２４】
図中、ウエハ基板１２の主面１２ａは、おおよそ円形状であり、例えば、７５ｍｍ程度（３インチ）、１００ｍｍ程度（４インチ）または１５０ｍｍ程度（６インチ）の直径を有する。ウエハ基板１２の厚さは、例えば３５０μｍ程度である。
【００２５】
主面１２ａにはオリエンテーションフラット２（第１のオリエンテーションフラット）およびオリエンテーションフラット３（第２のオリエンテーションフラット）が設けられている。オリエンテーションフラット２および３により、ウエハ基板１２が切断されるべき方向を把握することができる。オリエンテーションフラット２および３のそれぞれは、ｍ面およびａ面に平行な直線部を有する。オリエンテーションフラット２および３は互いに異なる長さを有することが好ましく、それによりウエハ基板１２の表裏を区別することが可能となる。
【００２６】
図４を参照して、主面１２ａ上に複数の半導体素子構造４がマトリックス状に形成される。また反対面１２ｂ上にオーミック電極５が、例えば蒸着法により形成される。なお半導体素子構造４の形成後、かつオーミック電極５の形成前に、反対面１２ｂが研削されることによってウエハ基板１２の厚さが、例えば３００μｍ以下程度に薄くされてもよい。以上により、ウエハ基板１２と、主面１２ａ上の半導体素子構造４と、反対面１２ｂ上のオーミック電極５とを有するウエハ８０ａが得られる。
【００２７】
図５を参照して、ウエハ基板１２は、主面１２ａ上の切断ライン６ｍおよび６ａに沿って切断されることになる。切断ライン６ｍおよび６ａは、マトリックス状に形成された半導体素子構造４の間における、素子構造が形成されていない部分に位置している。切断ライン６ｍおよび６ａのそれぞれはオリエンテーションフラット２および３に沿っている。よって主面１２ａ上において切断ライン６ｍおよび６ａのそれぞれはｍ面およびa面に平行である。
【００２８】
次に切断工程の概略について説明する。図６および図７のそれぞれは、切断ライン６ｍおよび６ａ（図５）に垂直な部分断面図である。
【００２９】
図６を参照して、切断ライン６ｍに沿う切断は、主面１２ａおよびｃ面に対して垂直な仮想面７ｍ（第１の仮想面）に沿ってウエハ基板１２が割断されることにより行われる。本実施の形態においては仮想面７ｍはｍ面である。仮想面７ｍが主面１２ａに垂直であることから、主面１２ａ上における切断ライン６ｍと、反対面１２ｂ上において対応する切断ライン６ｍｐとは、平面視において重なっている。
【００３０】
図７を参照して、切断ライン６ａに沿う切断は、仮想面７ｍ（図６）およびｃ面に対して垂直な仮想面７ａに沿ってウエハ基板１２が割断されることにより行われる。本実施の形態においては仮想面７ａはａ面である。仮想面７ａが主面１２ａに垂直ではなく傾いていることから、主面１２ａ上における切断ライン６ａを基準として、反対面１２ｂ上において対応する切断ライン６ａｐは平面視においてずれている。言い換えれば、反対面１２ｂ上において切断ライン６ａｐは、切断ライン６ａを含みかつ主面１２ａに対して垂直な仮想面７ｃからずれている。このずれ量は、基板の厚さをＴとすると、Ｔ×ｔａｎθにより算出される。ずれが向かう方向は、結晶軸ＣＡがオリエンテーションフラット３へ向かう方位と反対の方位に傾いている場合は、オリエンテーションフラット３へ向かう方向である。逆に、結晶軸ＣＡがオリエンテーションフラット３へ向かう方位に傾いている場合は、ずれが向かう方向は、オリエンテーションフラット３へ向かう方向と反対の方向である。
【００３１】
次に、切断工程のより具体的な方法について、さらに図８〜図１５を参照して説明する。なお図８、図１０、図１２および図１４は、図６の視野に対応し、図９、図１１、図１３および図１５は、図７の視野に対応している。
【００３２】
図８を参照して、反対面１２ｂ上に、仮想面７ｍ上に位置する溝８ｍ（第１の溝）が形成される。言い換えれば、切断ライン６ｍｐに沿って溝８ｍが形成される。溝８ｍは、本実施の形態においては、レーザ光により形成される。このレーザ光は、ウエハ基板１２の反対面１２ｂ上に焦点を有する。言い換えれば、このレーザ光は、ウエハ基板１２とオーミック電極５との境界に焦点を有する。
【００３３】
図９を参照して、反対面１２ｂ上に、仮想面７ａ上に位置する溝８ａ（第２の溝）が形成される。言い換えれば、切断ライン６ａｐに沿って溝８ａが形成される。溝８ａは、本実施の形態においては、レーザ光により形成される。このレーザ光は、ウエハ基板１２の反対面１２ｂ上に焦点を有する。言い換えれば、このレーザ光は、ウエハ基板１２とオーミック電極５との境界に焦点を有する。
【００３４】
図１０を参照して、主面１２ａ上に、仮想面７ｍ上に位置する溝１８ｍ（第３の溝）が形成される。言い換えれば、切断ライン６ｍに沿って溝１８ｍが形成される。溝１８ｍは、ウエハ基板１２の主面１２ａ上に焦点を有するレーザ光により形成される。
【００３５】
図１１を参照して、主面１２ａ上に、仮想面７ａ上に位置する溝１８ａ（第４の溝）が形成される。言い換えれば、切断ライン６ａに沿って溝１８ａが形成される。溝１８ａは、ウエハ基板１２の主面１２ａ上に焦点を有するレーザ光により形成される。
【００３６】
図１２および図１３を参照して、以上により、ウエハ基板１２に溝８ｍ、８ａ、１８ｍおよび１８ａが設けられる。上述した、レーザ光を用いる加工装置としては、ウエハ８０ａを支持する支持台と、レーザ光を放出するレーザヘッドと、レーザ光の焦点深さを制御する機能と、平面視において焦点位置を走査する機能とを有するものが用いられ得る。焦点位置を走査する機能は、支持台およびレーザヘッドの相対位置を変位可能とするための移動機構が設けられればよい。
【００３７】
次に、荷重が加えられることによってウエハ基板１２が割断される。具体的には、溝８ｍおよび１８ｍの各々の底部の稜線をつなぐ面に沿ってウエハ基板１２が割断される。言い換えれば仮想面７ｍに沿ってウエハ基板１２が割断される。また溝８ａおよび１８ａの各々の底部の稜線をつなぐ面に沿ってウエハ基板１２が割断される。言い換えれば仮想面７ａに沿ってウエハ基板１２が割断される。
【００３８】
さらに図１４および図１５を参照して、上記割断により、ウエハ基板１２を有するウエハ８０ａから、図１で説明した、チップ基板１１を有する半導体素子チップ９０ａが得られる。溝８ｍ、８ａ、１８ｍおよび１８ａのそれぞれであった部分は、分割されることで、エッジ部２８ｍ、２８ａ、３８ｍおよび３８ａとなる。
【００３９】
（実施例）
図１６は、切断ライン６ｍおよび６ａ（図５）に沿った割断の際に必要な荷重を測定した結果を実施例および比較例１の各々について示すグラフである。図中、エラーバーは測定データの最大値および最小値を表し、円形のプロットは測定データの平均値を表す。
【００４０】
比較例１においては、割断前に、レーザ光を用いてウエハ基板１２を局所的に改質する工程が行われた。レーザ光は、平面視において切断ライン６ｍおよび６ａ（図５）の各々に沿って走査された。また各切断ラインに対応してレーザ光の複数回の走査が、ウエハ基板１２の厚さ方向におけるレーザ光の焦点位置を変えつつ行われた。これにより、各切断予定ラインに対応して、複数列の改質領域が、ウエハ基板１２内でウエハ基板１２の厚さ方向に並ぶように形成された。よって比較例１における割断は、すべて主面１２ａに垂直な面に沿って行われた。具体的には、ｍ面に沿った割断と、ａ面からオフ角θほど傾いた面に沿った割断とが行われた。
【００４１】
測定の結果、実施例においては、切断ライン６ｍおよび６ａの間で荷重はほぼ同じであった。これに対して比較例においては、切断ライン６ｍに沿った割断に必要な荷重は実施例におけるものとほぼ同様であるものの、切断ライン６ａに沿った割断に必要な荷重はその１．５倍程度であった。このように比較例における切断ライン６ａに沿った割断のみが大きな荷重を必要としたのは、この割断が、ｃ面に垂直な方向に沿ったものでないこと、より具体的にはｍ面およびａ面のいずれにも沿ったものでないことに起因していると考えられる。
【００４２】
図１７は、上記実施例および比較例１に加えて、ブレードダイシングにより厚さ方向全体にわたる切断が行われる比較例２について、チップ抗折強度を測定した結果を示すグラフである。図中、エラーバーは測定データの最大値および最小値を表し、円形のプロットは測定データの平均値を表す。測定の結果、実施例によれば、ブレードダイシングによる比較例２と同様のチップ抗折強度が得られた。これに対して比較例１のチップ抗折強度は、より低かった。
【００４３】
この理由は、第１に、実施例におけるエッジ部２８ｍ、２８ａ、３８ｍおよび３８ａ（図１）が、溝８ｍ、８ａ、１８ｍおよび１８ａ（図１２および図１３）のそれぞれによって規定されたものであるのに対して、比較例１におけるエッジ部は割断によって生じたものであるためと考えられる。前者が溝８ｍ、８ａ、１８ｍおよび１８ａによって規定される直線性を有するのに対して、後者は、割断方向のばらつきに起因した直線性の乱れを有すると考えられる。直線性の乱れた部分は、チップ割れの起点となり得る。
【００４４】
第２に、実施例における側面１５ｍおよび１５ａ（図１）がレーザ光による改質を受けていないのに対して、比較例１における側面は部分的に改質されたものであるためと考えられる。前者が割断により形成された、比較的平坦な面を有するのに対して、後者は、部分的に形成された改質領域の存在に起因した凹凸を有すると考えられる。大きい凹凸を有する部分は、チップ割れの起点となり得る。
【００４５】
（効果）
本実施の形態によれば、ｃ面に対してオフ角を有するウエハ基板１２（図３）からの、半導体素子チップ９０ａとしてのチップの切り出しを、仮想面７ｍ（図６）に沿った側面１５ｍを形成する割断と、仮想面７ａ（図７）に沿った側面１５ａを形成する割断とにより行うことができる。仮想面７ｍおよび仮想面７ａが共にｃ面に垂直であることから、各割断に必要な荷重の相違を抑制することができる。
【００４６】
側面１５ａは、六方晶系のａ面またはｍ面であり、本実施の形態においてはａ面である。これに対応して、仮想面７ａは、六方晶系のａ面またはｍ面であり、本実施の形態においてはａ面である。これにより、仮想面７ｍおよび仮想面７ａのそれぞれが、ａ面およびｍ面の一方および他方に対して平行となる。よって各割断に必要な荷重の相違を抑制することができる。
【００４７】
溝８ｍおよび８ａが形成されることにより、反対面１２ｂ上における切断位置を規定することができる。また溝１８ｍおよび１８ａが形成されることにより、主面１２ａにおける切断位置を規定することができる。これにより、割断面と主面１２ａおよび反対面１２ｂの各々との境界、すなわちチップの縁、を、直線性が高く欠けの少ないものとすることができる。
【００４８】
溝８ｍおよび８ａは、ウエハ基板１２の反対面１２ｂ上に焦点を有するレーザ光により形成され、また溝１８ｍおよび１８ａは、ウエハ基板１２の主面１２ａ上に焦点を有するレーザ光により形成される。これにより、レーザ光の照射によりウエハ基板１２が変質する箇所を、主面１２ａおよび反対面１２ｂの近傍に留めることができる。よって割断面の平坦性を高めることができる。また切断ライン６ｍおよび６ａ（図５）の各々を形成するのに必要なレーザ光の走査回数を２回に抑えることができる。これにより、比較例１のような、ウエハ基板１２の厚さ方向におけるレーザ光の焦点位置を変えつつ多数回のレーザ光の走査を必要とする方法に比して、レーザ光の照射工程に要する時間を短縮することができる。
【００４９】
ウエハ基板１２の主面１２ａはｃ面に対して２°以上８°以下傾いている。これにより、ウエハ基板１２のオフ角を、半導体装置向けに広く用いられている２°以上８°以下の値とすることができる。
【００５０】
なお本実施の形態においては第２の側面および第２の仮想面がａ面である場合について説明したが、第２の側面および第２の仮想面はａ面に限定されるものではなく、例えばｍ面であってもよい。この場合、第１の側面および第１の仮想面がａ面となる。
【００５１】
＜実施の形態２＞
図１８を参照して、本実施の形態においては、ウエハ８０ａ（図４）と異なり、ウエハ８０ｂは、ウエハ基板１２の反対面１２ｂ上に半導体素子構造４を形成し、かつ主面１２ａ上にオーミック電極５を形成することにより得られる。反対面１２ｂ上における切断ライン６ａｐを基準として、主面１２ａ上において対応する切断ライン６ａ（図１８において図示せず）は平面視においてずれている。このずれ量自体は、実施の形態１と同様にＴ×ｔａｎθにより算出される。ずれが向かう方向は、結晶軸ＣＡがオリエンテーションフラット３へ向かう方位と反対の方位に傾いている場合は、オリエンテーションフラット３へ向かう方向と反対の方向である。逆に、結晶軸ＣＡがオリエンテーションフラット３へ向かう方位に傾いている場合は、ずれが向かう方向は、オリエンテーションフラット３へ向かう方向である。
【００５２】
図１９を参照して、上記方法により得られた半導体素子チップ９０ｂは、半導体素子チップ９０ａと異なり、主面１２ａ上に設けられた半導体素子構造４と、反対面１２ｂ上に設けられたオーミック電極５とを有する。
【００５３】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。本実施の形態によっても、実施の形態１とほぼ同様の効果が得られる。
【００５４】
＜実施の形態３＞
図２０を参照して、本実施の形態においては、溝８ｍ、８ａ、１８ｍおよび１８ａ（図１２および図１３）が、レーザ加工に代わり機械加工によって形成される。この機械加工は、ダイシング装置２０を用いたダイシングにより行い得る。
【００５５】
図２１を参照して、ダイシング装置２０は、例えば、スピンドル軸１６と、薄刃砥石（ブレード）１７と、フランジ１８と、固定ネジ１９とを有する。スピンドル軸１６はエアーおよびボール軸受により回転可能に構成されている。ブレード１７は主成分としてダイヤモンド粒子を有する。フランジ１８は金属から作られている。ブレード１７は、フランジ１８により挟み込まれており、スピンドル軸１６に対して固定ネジ１９により保持されている。ダイシング装置２０は、ブレード１７を一定高さに保った状態で回転させながら走査することにより、切削加工を行う。これにより、溝８ｍ、８ａ、１８ｍおよび１８ａ（図１２および図１３）が形成される。
【００５６】
切削を行うブレード１７の先端形状は、その角度などは特に限定されないが、Ｖ字形状を有することが好ましい。これによりウエハ基板１２の割断の起点を溝先端により容易に決定し得る。
【００５７】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１または２の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。本実施の形態によっても、実施の形態１または２とほぼ同様の効果が得られる。加工速度は、レーザ加工ほどではないにしても、ブレード１７によってウエハ基板１２を厚さ方向全体にわたって切断する場合と比べれば、速くすることができる。この理由は、ウエハ基板１２とブレード１７との接触面積が抑えられることにより加工負荷が小さくなるためである。
【００５８】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
２  オリエンテーションフラット（第１のオリエンテーションフラット）、３  オリエンテーションフラット（第２のオリエンテーションフラット）、４  半導体素子構造、５  オーミック電極、６ａ，６ｍ，６ａｐ，６ｍｐ  切断ライン、７ｍ  仮想面（第１の仮想面）、７ａ  仮想面（第２の仮想面）、８ｍ  溝（第１の溝）、８ａ  溝（第２の溝）、１８ｍ  溝（第３の溝）、１８ａ  溝（第４の溝）、１１  チップ基板（基板）、１２  ウエハ基板（基板）、１２ａ  主面、１２ｂ  反対面、１５ｍ  側面（第１の側面）、１５ａ  側面（第２の側面）、２８ａ，２８ｍ，３８ａ，３８ｍ  エッジ部、８０ａ，８０ｂ  ウエハ、９０ａ，９０ｂ  半導体素子チップ（炭化珪素半導体装置）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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