JPH0529640B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は−族半導体ペレツトに関する。

（従来の技術） 従来、ウエーハは、割れやすい面に沿つてダイ
シングされるようになつている。第４図ａに示す
通常用いられている表面が（100）面である−
族半導体（例えばガリウム−ヒ素）ウエーハ
（101）では、（011），（01１），（０１１），（０１
１）面が劈開面となる。ダイシングは、この劈開
面がペレツトの側面にくるように行われる。ダイ
シングラインの方向は、このことを考慮し、例え
ば＜011＞，＜01１＞となる。すなわち［011］の
方向にダイシングすることになる。劈開面をダイ
シングに利用する理由は、ブレードを用いて切り
込み溝を形成した後、この溝に沿つてクラツキン
グを行なうためである。

また、例えば上記のダイシング等の方向を明確
なものとするために、オリエンテーシヨンフラツ
ト１０２は、例えば（01１）面に設けられてい
る。

ところが、ブレードを用いて＜01１＞の方向に
切り込み溝を形成すると、ダイシングライン１０
３付近の拡大図である第４図ｂに示すように、チ
ツピング量が大きくなつてしまう（チツピングと
は、同図中に示すギザギザの部分である）。時に
は、このチツピングが、同図中のＣに示すよう
に、素子領域パターン１０５にまで及び、外観が
損なわれる。これが激しいと歩留りが低下する。
また、素子の諸特性に影響しない程度のチツピン
グ量であつても信頼性の低下を招く。

チツピング量が大きい理由を以下に説明する。

−族単結晶の原子間の結合は、４方向に延
びた電子雲を介した共有結合と、クーロン力によ
るイオン性結合との２種類の力によつて構成され
ている。クーロン力の発生する理由は、族原子
と、族原子との電気陰性度が異なるためであ
る。つまり、族原子は、３個の電子を放出し、
３価の陽イオンに、族原子は、３個の電子を受
け取り、３価の陰イオンになる傾向が強いことに
よる。

シリコン単結晶や、ゲルマニウム単結晶は、前
者（共有結合）の力のみで原子間が結合されてい
るのに対し、−族単結晶は２種類の力が関与
しているわけである。そして、後者（イオン性結
合）の力のほうが、前者の力より勝つているた
め、原子間結合力の方向性も、主に、このイオン
性結合力の方向で決定される。よつて、劈開の容
易さ、および方向等も、シリコン単結晶、ゲルマ
ニウム単結晶と様相を異にする。

具体的に述べると、−族単結晶では、
｛111｝面が、全て族原子、あるいは族原子で
占められており、かつ族原子層面と、族原子
層面とが最近接した状態になるため、クーロン力
が最も強く、最も強固な結合面となる。

これに対し、｛011｝面は、同数の族原子と、
族原子とで構成されているため、電気的に中性
となり、クーロン力が最も弱く、劈開しやすい面
となる。

さて、劈開面である｛011｝面に沿つてブレー
ドを用いて溝を形成するとき、例えば＜01１＞の
方向に溝を形成するとき、最も強固な結合面であ
る｛111｝の影響が出てくる。つまり、これら
｛111｝面は深さ方向に45°傾いているため、ブレ
ードが深さ方向に進むとき、｛111｝面に沿つて切
削される傾向が強くなる。実際には、｛111｝面
が、全てきれいに露出することはなく、第４図ｂ
に示すカーフ幅１０４が広がり、かつチツピング
量の大きい凹凸の激しいものとなつてしまう。

ところで、切り込み深さを浅くすれば、劈開面
である｛011｝面に沿つてブレードを用いて溝を
形成しても、上記の問題の程度は軽減される。さ
らに、ダイヤモンドスクライバーを用いて溝を形
成すれば、上記の問題はほとんどなくなる。

しかしながら、ブレードの切り込み深さを浅く
する、あるいはダイヤモンドスクライバーにより
溝を形成すると、劈開を行なう厚みが増すことに
なる。このため、さらに幾つかの問題が生じる。

まず、第１にクラツキング時に切粉が発生しや
すくなる。特に半絶縁性ウエーハで上記クラツキ
ングを行なつた場合には、静電気が発生するた
め、切粉の除去が困難である。この発生した切粉
がペレツト上に付着したままであると、後工程に
おけるボンデイング時に、ボンデイング性が悪く
なるばかりでなく、半導体装置の信頼性の上でも
問題が出てくる。

第２に、ダイシングラインの方向と、劈開方向
とのわずかのズレがペレツト同志の分離性に悪影
響を及ぼす。つまりは、ホトリソグラフイ工程で
のウエーハのセツテイングの回転誤差が厳しくな
り量産性が悪くなる。

第３に、クラツキング時の荷重を大きくせざる
を得なくなるため、ペレツトに機械的ダメージが
加わることとなり、やはり、半導体装置の信頼性
の上で問題が出てくる。

（発明が解決しようとする課題） この発明は上記のような点に鑑みて為されたも
ので、ブレードダイシング法を用いてダイシング
しても、カーフ幅が狭く、かつチツピングを防止
できる−族半導体ペレツトを提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明による−族半導体ペレツトによれ
ば、ペレツト表面が｛100｝面のいずれか一つか
ら選択され、ペレツト側面が、上記選択された面
に直交する｛100｝面のいずれか一つから選択さ
れることを特徴とする。

（作用） 上記のような−族半導体ペレツトおよびそ
の形成方法にあつては、ペレツト表面が｛100｝
面のいずれか一つから選択され、ペレツト側面
が、上記選択された｛100｝面に直交する｛100｝
面のいずれか一つから選択されるため、ダイシン
グ時に最も強固な面である｛111｝面の影響を受
け難い。よつてカーフ幅が小さくなり、チツピン
グ量も低減される。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の一実施例につ
いて説明する。

第１図ａは、この発明に係わる−族半導体
ペレツトを形成するために用いるウエーハの平面
図、第１図ｂは、上記ペレツトに形成されたダイ
シングライン付近の拡大図である。

この発明に係わる−族半導体ペレツトを形
成するには、第１図ａに示すような、例えば表面
が（100）面である−族半導体ウエーハ１
（例えばガリウム−ヒ素単結晶）において、オリ
エンテーシヨンフラツト２が例えば（00１）面に
形成されたものを用意する（これは（０１０）面
でも構わない）。このように、（00１）面にオリエ
ンテーシヨンフラツト１を設けておけば、ダイシ
ングする際、既存のブレードダイサーを用いて
も、ダイシングライン３の方向がおのずと
［001］，［010］に設定される。

この発明に係わる−族半導体ペレツトの形
成方法の一例としては、まず、第１図ａに示すよ
うな−族半導体ウエーハ１に対し形成するダ
イシングライン３の幅を約60μmに設定する。そ
して、半導体装置の製造工程に用いるホトリソグ
ラフイのマスクには、ダイシングラインの方向を
［001］，［010］とし、ダイシングラインの幅を約
60μmとしたものをパターン設計して用いる。

次に、一連の半導体装置の製造工程により、
−族半導体ウエーハ１表面に能動素子を形成し
た後、ウエーハ１を所望の厚さとなるように裏面
をラツピングする。次に、このラツピングされた
裏面にマウント半田材となる、例えばAuGeを蒸
着法によつて蒸着させる。

次に、裏面を下にしてウエーハ１を、ダイシン
グシート上に貼り付けた後、例えば既存のブレー
ドダイサーを用いて、ダイシングライン３に沿つ
てウエーハ１を切断し、個々の−族半導体ペ
レツトに分離する。このとき、第１図ｂに示すよ
うに、カーフ幅４は狭くなり、かつチツピング量
も小さくなる。このとき、従来では見られた素子
領域パターン５に及ぶチツピングが発生すること
もない。

次に、ダイシングシートを加熱して、治具を用
いて等方向に引き延ばし、組み立て工程へと−
族半導体ペレツトを進める。

以上のような工程により形成された−族半
導体ペレツトによれば、表面が（100）面である
場合、側面がこれに直交する（010），（０１０），
（001），（00１）面となる。

また、その形成方法は、ダイシングの方向を
（010），（001）面に垂直な方向である＜010＞，＜
001＞、または＜０１０＞，＜00１＞に設定すれば
良い。

次に、上記カーフ幅が狭くなり、チツピング量
も小さくなる理由を、第２図ａおよび第２図ｂを
参照して説明する。

第２図ａに示すように、上記実施例によれば、
表面が（100）面であるウエーハ１を用いた場合、
ダイシングの方向を［010］，［001］と設定されて
いる。従来では、これが劈開面に沿つた［011］
に設定されていた。第２図ｂの結晶の拡大図で説
明すると、従来のダイシングの方向では、最も強
固な面である｛111｝面に対し、直交する方向に
切断されている。もつとも、劈開面に沿つた方向
に切断されているので劈開はしやすいわけである
が、｛111｝面の影響を、一番顕著に受ける方向で
もあつたわけである。特に回転するブレードが深
さ方向に進むときに、最も｛111｝面の影響を受
ける。イメージ的に述べると、例えばブレードの
円周上にある点を仮定した場合、この点が深さ方
向に進むと、深さ方向に45°傾いて存在している
｛111｝面に沿つて、この点が横滑りを起こすよう
にして切断されていく。このことによつて、カー
フ幅は拡がり、チツピング量も大きくなつていた
わけである。

その点、本発明によるダイシング方向は、第２
図ｂに示すように、最も｛111｝面の影響が少な
い方向にダイシングされる。イメージ的に述べる
と、ブレードの円周上にある点を仮定した場合、
この点が深さ方向に進んでも、この方向には、深
さ方向に45°傾いて存在する｛111｝面はない。し
たがつて、カーフ幅は狭くなり、チツピング量も
小さくなる。

第３図ａには、第２図ａに示すウエーハ１を
［010］の方向に切断した時の斜視図を示し、この
状態の切断面における結晶の拡大図を第３図ｂに
示す。このように、（100）面が表面となるなるよ
うに形成されたウエーハ１を、［010］の方向に切
断すると、側面の一つは（001）面となる。

また、図示はしないが第２図ａに示すウエーハ
１を［001］の方向に切断した時には、側面の一
つは（010）面となる。

このように、本発明に係わる−族半導体ペ
レツトでは、表面を（100）面とした場合、側面
は（010），（０１０），（001），（001）面となる。
同様に、例えば（010）を表面とした場合には、
側面は（100），（１00），（001），（00１）面とな
る。同様に、例えば（001）を表面とした場合に
は、側面は（100），（１00），（010），（０１０）面
となる。これらの面は全て等価な面であるので、
表面を｛100｝面から選んだ場合、側面はこの面
に直交する｛100｝面となる。

ところで、上記実施例のように、［010］，［001］
の方向にダイシングすると、劈開しにくくなる点
が懸念される。この点は、ダイシング時に、切り
込み量を深くする、あるいは切り残しゼロの完全
切断の手段を用いることで容易に回避することが
できる。

さらに、この発明によれば、カーフ幅が縮小さ
れることにより、ダイシングラインの幅を狭く設
定できる。ダイシングラインの幅をせまく設定で
きると、１枚のウエーハ当たりで得られるペレツ
ト数を増加させることが可能となる。また、チツ
ピング量の低減によるペレツトの歩留り、および
信頼性も向上する。したがつて、信頼性の高い
−族半導体ペレツトを安価に提供することが可
能となる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、ブレー
ドダイシング法を用いてダイシングしても、カー
フ幅を狭くでき、かつチツピングを防止できる
−族半導体ペレツトが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図ａはこの発明の一実施例に係わる−
族半導体ペレツトを形成する際に用いる−族
半導体ウエーハの平面図、第１図ｂは同図ａに示
すウエーハに形成されたダイシングライン付近の
拡大図、第２図ａはこの発明の一実施例に係わる
−族半導体ペレツトを形成する際に用いる
−族半導体ウエーハの平面の補足説明図、第２
図ｂは同図ａに示すウエーハを構成する物質の結
晶の拡大図、第３図ａは第２図ａに示すウエーハ
を＜010＞の方向に切断した時の斜視図、第３図
ｂは、第３図ａの切断面における結晶の拡大図、
第４図ａは従来の−族半導体ペレツトを形成
する際に用いる−族半導体ウエーハの平面
図、第４図ｂは同図ａに示すウエーハに形成され
たダイシングライン付近の拡大図である。 １……ウエーハ、２……オリエンテーシヨンフ
ラツト、３……ダイシングライン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ペレツト表面が｛100｝面のいずれか一つか
   ら選択され、ペレツト側面が、上記選択された面
   に直交する｛100｝面のいずれか一つから選択さ
   れることを特徴とする−族半導体ペレツト。