JP2006352078A

JP2006352078A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2006352078A
Application number: JP2006074815A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Shimoyama; 和男下山; Haruo Nakazawa; 治雄中澤; Yasuhisa Soma; 康久相馬; Manabu Takei; 学武井; Satomi Kajiwara; 里美梶原
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: JP5050374B2

Abstract

【課題】キャリア等や治具等との接触や摩擦による薄化ウエハの割れを防ぐこと。支持ウエハに薄化ウエハが貼り合わされている場合に、薄化ウエハと支持ウエハの隙間への薬液の侵入や浸透を防ぐこと。
【解決手段】半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄くされた薄化ウエハ３、または薄化ウエハ３が支持ウエハに貼り合わされた状態の貼り合わせ体の外周端部２の一部を樹脂溶液６の中に所定の深さだけ浸漬させ、その状態で薄化ウエハ３または貼り合わせ体を回転させて外周端部２の全部に樹脂溶液６を付着させながら、その付着した樹脂溶液６を硬化させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に半導体装置を製造する途中で半導体ウエハの厚さを製造開始時よりも薄くする工程を含む半導体装置の製造方法に関する。

一般に、デバイス厚の薄い半導体装置を製造する際には、デバイス厚よりも厚い半導体ウエハを用い、数々の表面側デバイス製造工程を行ってウエハ表面にデバイス構造を作製してから、ウエハ裏面のバックグラインドやシリコンエッチングを行ってウエハを薄くする。従って、薄化したウエハ（以下、薄化ウエハとする）は、非常に付加価値が高い状態になっているので、ウエハを薄化した後の製造プロセスでは、不良発生を特に抑制しなくてはならない。

図１６に示すように、薄化する前のウエハ１の外周端部２は丸まっているが、図１７に示すように、薄化した後のウエハ（薄化ウエハ）３の外周端部２は鋭利な刃状になっている。そのため、薄化ウエハ３に対して、通常用いられている樹脂製のキャリアやウエハカセット（以下、キャリア等とする）を用いると、薄化ウエハ３の外周端部２がキャリア等に突き刺さることがある。その場合、薄化ウエハ３をキャリア等のスロット内に押し込む際に、応力により薄化ウエハ３が欠けたり割れることがある。

ウエハが割れてしまうと、半導体製造装置内での搬送ロボットによるウエハの搬送が失敗するだけでなく、搬送ロボットや半導体製造装置が破損したり、パーティクルが発生したりして、半導体装置の良品率が低下するという不具合が発生する。この不具合を解消するには、キャリア等に薄化ウエハが突き刺さらないように薄化ウエハをキャリア等のスロット内に押し込むことができる精度の高い搬送ロボットを導入したり、薄化ウエハが刺さらないような金属製のキャリア等を用いる必要がある。それ以外にも、薄化ウエハが半導体製造装置の冶具等に接触した場合にも、ウエハの割れなどが起こることがある。

また、薄化ウエハは、大きな反りやたわみを有していることがある。この反りやたわみを矯正することと、薄化ウエハの割れを防ぐことを目的として、図１８に示すように、石英ガラスなどでできた支持ウエハ４に薄化ウエハ３を貼り付け、その状態でその後の製造プロセスを行うことがある。例えば、低損失ＮＰＴ−ＩＧＢＴ（ノンパンチスルー型の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）を作製する際には、まず、ゲート構造やエミッタ構造などの表面のデバイス構造を作製する。

その後、ウエハ裏面を上向きにして、ウエハ表面（表面側デバイス構造が作製された面）を支持ウエハ４に貼り合わせる。そして、その状態で、ウエハ裏面に対して、シリコン（Ｓｉ）を薄化する工程、コレクタ拡散層を形成するためのイオン注入処理およびアニール処理の工程、コレクタ電極を形成する工程を順次行い、薄化ウエハの裏面にコレクタ構造を作製する。

ところで、フッ素樹脂を含むコーティング材料をシリコンウエハ上の電子回路組み込み表面に塗布してコーティング層を形成し、その状態でエッチング液にシリコンウエハを浸してシリコンウエハ裏面をエッチングした後、コーティング材料を取り除くという手順で、シリコンウエハのエッチングを行う方法が公知である（例えば、特許文献１参照。）。この方法は、集積回路表面にコーティング層を密着させて、コーティング層と集積回路表面との間にエッチング液が侵入するのを防ぐことによって、エッチング液によって集積回路の素子や配線がダメージを受けるのを回避することを目的としている。

また、ウエハの外周部にガイドを用いて有機溶液を塗布したり、有機溶液で湿潤されたパッドにウエハの外周部を押し当てたり、有機溶液をウエハの外周部へ噴射したりして、ウエハの外周部に有機溶液を付着させることによって、ウエハの外周部に保護膜を選択的に形成し、その状態でドライエッチングやウエハの搬送を行う方法が公知である（例えば、特許文献２参照。）。この方法は、ウエハの外周部の、保護膜の下の部分がエッチングされてしまうのを防ぐことと、ウエハの搬送時にウエハの外周部が破損するのを防ぐことを目的としている。

特開平１０−１２５６５０号公報（図１および図２）特開２００２−３３４８７９号公報（図８〜図１６）

しかしながら、高精度の搬送ロボットを用いる場合には、搬送ロボットが高価であるため、コストの増大を招くという問題点がある。また、金属製のキャリア等を用いる場合には、コストの増大だけでなく、金属パーティクルの発生により半導体装置の良品率の低下を招くという不都合が生じる。金属パーティクルを除去するために酸性やアルカリ性の洗浄液を用いて金属製のキャリア等を洗浄すると、洗浄液により金属が腐食してしまう。そのため、エタノールやアセトンなどの有機溶剤を用いた洗浄に限られてしまうが、有機溶剤による洗浄では、金属製のキャリア等を十分に清浄な状態にすることは困難である。

また、支持ウエハに薄化ウエハを貼り合わせる場合には、貼り付けた後の個々の工程でウエハに混入する汚染金属やパーティクルを除去するために、洗浄薬液への浸漬による洗浄を行うことがある。その際、図１８に矢印で示すように、薄化ウエハ３と支持ウエハ４の間に薬液が侵入し、ウエハ表面のデバイス構造が破壊されてしまうことがある。ウエハ表面にはアルミニウム（Ａｌ）でできた配線５が形成されているが、このアルミニウムが酸性やアルカリ性の薬液により腐食して薬液中に溶解し、クロスコンタミネーションを招くという問題点がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、キャリア等や治具等との接触や摩擦による薄化ウエハの割れを防ぐことができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。また、支持ウエハに薄化ウエハが貼り合わされている場合に、薄化ウエハと支持ウエハの隙間への薬液の侵入や浸透を防ぐことができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄くされた半導体ウエハの外周端部の一部を樹脂溶液に接触させ、その状態で前記半導体ウエハを回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部を、所定の処理溶液に対する耐性を有する樹脂で被覆する樹脂付着工程と、前記外周端部を前記樹脂で被覆した状態のまま前記半導体ウエハを前記処理溶液に接触させて、前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、を含むことを特徴とする。

ここで、前記樹脂付着工程は、樹脂溶液を半導体ウエハの周端部に付着させる工程と、これを乾燥させる工程と、さらに加熱・紫外線照射等により硬化させる工程と、から構成するとよい。以下の他の発明についても同様である。

請求項１の発明によれば、薄化ウエハの外周端部を、所定の処理溶液に対する耐性を有
する樹脂で容易に被覆することができる。従って、薬液を用いた処理の際に、薄化ウエハの外周端部を保護することができる。

請求項２の発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄くされた半導体ウエハの外周端部の一部を樹脂溶液に接触させ、その状態で前記半導体ウエハを回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部を、摩擦係数の低い潤滑性樹脂で被覆する樹脂付着工程と、前記外周端部を前記樹脂で被覆した状態のまま前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、を含むことを特徴とする。

請求項２の発明によれば、薄化ウエハの外周端部を潤滑性樹脂で容易に被覆することができる。従って、キャリア等のスロット内に薄化ウエハを容易に入れることができる。

請求項３の発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄い半導体ウエハと支持ウエハが貼り合わされた貼り合わせ体の外周端部の一部を樹脂溶液に接触させ、その状態で前記貼り合わせ体を回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部における前記半導体ウエハと前記支持ウエハの間の隙間を、所定の処理溶液に対する耐性を有する樹脂で塞ぐ樹脂付着工程と、前記隙間を前記樹脂で塞いだ状態のまま前記半導体ウエハを前記処理溶液に接触させて、前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、を含むことを特徴とする。

請求項３の発明によれば、貼り合わせ体の外周端部を、所定の処理溶液に対する耐性を有する樹脂で容易に被覆することができる。従って、薬液を用いた処理の際に、貼り合わせ体の外周端部から薄化ウエハと支持ウエハの間に薬液が浸透したり、侵入するのを防ぐことができる。

請求項４の発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄い半導体ウエハと支持ウエハが貼り合わされた貼り合わせ体の外周端部の一部を樹脂溶液に接触させ、その状態で前記貼り合わせ体を回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部における前記半導体ウエハと前記支持ウエハの間の隙間を、摩擦係数の低い潤滑性樹脂で塞ぐ樹脂付着工程と、前記隙間を前記樹脂で塞いだ状態のまま前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、を含むことを特徴とする。

請求項４の発明によれば、貼り合わせ体の外周端部を潤滑性樹脂で容易に被覆することができる。従って、キャリア等のスロット内に貼り合わせ体を容易に入れることができる。

請求項５の発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄くされた半導体ウエハの外周端部の一部を樹脂溶液中に浸漬させ、その状態で前記半導体ウエハを回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部を、所定の処理溶液に対する耐性を有する樹脂で被覆する樹脂付着工程と、前記外周端部を前記樹脂で被覆した状態のまま前記半導体ウエハを前記処理溶液に接触させて、前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、を含むことを特徴とする。

請求項５の発明によれば、薄化ウエハの外周端部と、そのウエハの両面の外周端部に沿った部分を、所定の処理溶液に対する耐性を有する樹脂で容易に被覆することができる。従って、薬液を用いた処理の際に、薄化ウエハの外周端部と、ウエハの両面の外周端部に
沿った部分を保護することができる。

請求項６の発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄くされた半導体ウエハの外周端部の一部を樹脂溶液中に浸漬させ、その状態で前記半導体ウエハを回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部を、摩擦係数の低い潤滑性樹脂で被覆する樹脂付着工程と、前記外周端部を前記樹脂で被覆した状態のまま前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、を含むことを特徴とする。

請求項６の発明によれば、薄化ウエハの外周端部と、そのウエハの両面の外周端部に沿った部分を潤滑性樹脂で容易に被覆することができる。従って、キャリア等のスロット内に薄化ウエハを容易に入れることができる。

請求項７の発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄い半導体ウエハと支持ウエハが貼り合わされた貼り合わせ体の外周端部の一部を樹脂溶液中に浸漬させ、その状態で前記貼り合わせ体を回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部における前記半導体ウエハと前記支持ウエハの間の隙間を、所定の処理溶液に対する耐性を有する樹脂で塞ぐ樹脂付着工程と、前記隙間を前記樹脂で塞いだ状態のまま前記半導体ウエハを前記処理溶液に接触させて、前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、を含むことを特徴とする。

請求項７の発明によれば、貼り合わせ体の外周端部と、その貼り合わせ体の両面の外周端部に沿った部分を、所定の処理溶液に対する耐性を有する樹脂で容易に被覆することができる。従って、薬液を用いた処理の際に、貼り合わせ体の外周端部から薄化ウエハと支持ウエハの間に薬液が浸透したり、侵入するのを防ぐことができる。

請求項８の発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄い半導体ウエハと支持ウエハが貼り合わされた貼り合わせ体の外周端部の一部を樹脂溶液中に浸漬させ、その状態で前記貼り合わせ体を回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部における前記半導体ウエハと前記支持ウエハの間の隙間を、摩擦係数の低い潤滑性樹脂で塞ぐ樹脂付着工程と、前記隙間を前記樹脂で塞いだ状態のまま前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、を含むことを特徴とする。

請求項８の発明によれば、貼り合わせ体の外周端部と、その貼り合わせ体の両面の外周端部に沿った部分を潤滑性樹脂で容易に被覆することができる。従って、キャリア等のスロット内に貼り合わせ体を容易に入れることができる。

請求項９の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項５または６に記載の発明において、前記樹脂付着工程では、前記樹脂溶液を貯留する容器の底から前記樹脂溶液の表面までの高さを調節し、前記外周端部を前記容器の底に接触させながら前記半導体ウエハを回転させることによって、前記樹脂溶液中に浸漬される前記外周端部の深さを制御することを特徴とする。請求項９の発明によれば、薄化ウエハの両面の外周端部に沿った部分に付着させる樹脂の幅を容易に調節することができる。

請求項１０の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項７または８に記載の発明において、前記樹脂付着工程では、前記樹脂溶液を貯留する容器の底から前記樹脂溶液の表面までの高さを調節し、前記外周端部を前記容器の底に接触させながら前記貼り合わせ体を回転させることによって、前記樹脂溶液中に浸漬される前記外周端部の深さを制御する
ことを特徴とする。請求項１０の発明によれば、貼り合わせ体の両面の外周端部に沿った部分に付着させる樹脂の幅を容易に調節することができる。

請求項１１の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項９または１０に記載の発明において、前記樹脂溶液を貯留する容器の底から前記樹脂溶液の表面までの高さを１０ｍｍまでとし、前記樹脂溶液中に前記外周端部を１０ｍｍまでの深さで浸漬させることを特徴とする。請求項１１の発明によれば、薄化ウエハまたは貼り合わせ体において、その両面の外周端部に沿った部分に樹脂を付着させる幅を、前記容器の底から樹脂溶液の表面までの高さで規定できるため、均一な幅で樹脂を付着させることができる。

請求項１２の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項５〜１１のいずれか一つに記載の発明において、前記樹脂付着工程では、前記半導体ウエハの表面に付着した樹脂溶液の表面を凹凸状にした後に該樹脂溶液を硬化させることを特徴とする。請求項１２の発明によれば、薄化ウエハまたは貼り合わせ体において、その両面の外周端部に沿った部分に、表面が凹凸状の樹脂が付着するので、キャリア等との接触面積が減り、摩擦抵抗が小さくなる。従って、キャリア等のスロット内に薄化ウエハや貼り合わせ体をより一層、容易に入れることができる。

請求項１３の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の発明において、前記樹脂付着工程では、複数枚の半導体ウエハを、容器中に貯留された前記樹脂溶液の液面に対して起立させて並べた状態で同時に回転させることにより、複数枚の半導体ウエハに対して樹脂溶液付着処理を同時に行うことを特徴とする。請求項１３の発明によれば、複数枚のウエハに対して樹脂付着処理を同時に行うことができるので、スループットが向上する。

請求項１４の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１３に記載の発明において、前記樹脂付着工程では、複数枚の半導体ウエハの外周端部のうち、まずオリエンテーションフラット部に前記樹脂溶液を付着させて硬化させた後、オリエンテーションフラット部を除く円弧部分に前記樹脂溶液を付着させて硬化させることを特徴とする。請求項１４の発明によれば、円弧部分に樹脂溶液を付着させている際に、オリエンテーションフラット部から樹脂溶液が垂れるのを防ぐことができるので、厚さ等にむらのない樹脂膜で外周端部を被覆することができる。

また、オリエンテーションフラット部に付着させる樹脂の幅と円弧部分に付着させる樹脂の幅を変えることができるので、オリエンテーションフラット部にロット番号などが刻印されている場合に、オリエンテーションフラット部の樹脂の幅を広くしてその刻印を被覆することができる。また、製造途中でオリエンテーションフラット部をピンセットで挟むことがあるので、オリエンテーションフラット部に、円弧部分に付着させる樹脂よりも摩擦係数の高い樹脂を付着させてもよい。そうすれば、ピンセットでオリエンテーションフラット部を滑らずに挟むことができる。

請求項１５の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の発明において、前記樹脂溶液は、樹脂バインダーにフッ素系樹脂の微粒子を分散させた溶液であることを特徴とする。請求項１５の発明によれば、ウエハまたは貼り合わせ体の外周端部を耐薬液性および潤滑性に優れた樹脂で被覆することができる。

請求項１６の発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄くされた半導体ウエハの外周端部に、所定の処理溶液に対する耐性を有するフィルム状の樹脂を貼り付けて前記外周端部を被覆するフィルム貼付工程と、前記外周端部を前記フィルム状の樹脂で被覆した状態のまま前記半導体ウエハを前記処理溶液に接触させて、前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、を含むことを特徴とする。

請求項１６に記載の発明によれば、薄化ウエハの外周端部を、所定の処理溶液に対する耐性を有するフィルムで容易に被覆することができる。従って、薬液を用いた処理の際に、薄化ウエハの外周端部を保護することができる。

また、請求項１７の発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄い半導体ウエハと支持ウエハが貼り合わされた貼り合わせ体の外周端部における前記半導体ウエハと前記支持ウエハの間の隙間に、所定の処理溶液に対する耐性を有するフィルム状の樹脂を貼り付けて前記隙間を塞ぐフィルム貼付工程と、前記隙間を前記フィルム状の樹脂で塞いだ状態のまま前記半導体ウエハを前記処理溶液に接触させて、前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、を含むことを特徴とする。

請求項１７に記載の半導体装置の製造方法によれば、貼り合わせ体の外周端部を、所定の処理溶液に対する耐性を有するフィルムで容易に被覆することができる。従って、薬液を用いた処理の際に、貼り合わせ体の外周端部から薄化ウエハと支持ウエハの間に薬液が浸透したり、侵入するのを防ぐことができる。

本発明にかかる半導体装置の製造方法によれば、キャリア等や治具等との接触や摩擦による薄化ウエハの割れを防ぐことができる。また、支持ウエハに薄化ウエハが貼り合わされた状態で薬液を用いた処理を行う際に、薄化ウエハと支持ウエハの隙間への薬液の侵入
や浸透を防ぐことができる。従って、歩留まりよくデバイス厚の薄い半導体装置を製造することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる半導体装置の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図であり、図２は、樹脂溶液を塗布するための装置の一例を示す斜視図である。図１および図２に示すように、薄化ウエハ３の中心に吸盤等１１により回転軸体１２を固定し、その回転軸体１２をスタンド１３により支持する。そして、薄化ウエハ３の外周端部２の一部を樹脂溶液６の中に浸漬させ、その状態で回転軸体１２とともに薄化ウエハ３を一回転させ、薄化ウエハ３の外周端部２の全部に樹脂溶液６を付着させる。

その際、樹脂溶液６を貯留する容器１４の底から樹脂溶液６の液面７までの高さ（樹脂溶液６の深さ）ｈを調節し、薄化ウエハ３の外周端部２を常に容器１４の底に接触させながら薄化ウエハ３を回転させる。このようにすることによって、樹脂溶液６中に浸漬される薄化ウエハ３の外周端部２の深さを容易に制御することができる。つまり、外周端部２に付着する樹脂８の幅を容易に制御することができる。例えば、容器１４の底から樹脂溶液６の液面７までの高さｈを１０ｍｍにすれば、薄化ウエハ３の外周端部２に１０ｍｍの幅で樹脂８を付着させることができる。

薄化ウエハ３の外周端部２に付着した樹脂溶液６は、薄化ウエハ３の回転により容器１４内の樹脂溶液６の液面７から離れて空気に触れると乾燥する。その後、加熱、紫外線照射等によって硬化させ樹脂８を形成する。それによって、図３に薄化ウエハ３の外周端部２を拡大して示すように、薄化ウエハ３の外周端部２およびその両側の面が例えば１０ｍｍの幅で樹脂８により被覆される。ここで、特に限定しないが、例えば樹脂溶液６は、樹脂バインダーに４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）の微粒子を分散させた溶液、またはこれと等価な溶液である。そして、樹脂８は、乾燥により樹脂溶液６からバインダー成分が揮発した後、硬化させたものであり、例えばエッチング液や洗浄液などの処理溶液に対する耐性や、キャリア等に対して摩擦係数の低い潤滑性を有している。

図４は、樹脂が付着した薄化ウエハ３の外周端部２をキャリア等２１のスロット２２内に挿入した状態を示す拡大図である。薄化ウエハ３の外周端部２が樹脂８で被覆されており、この樹脂８が潤滑性を有していることによって、薄化ウエハ３の外周端部２（厳密には、樹脂８）とキャリア等２１との摩擦が減り、外周端部２がキャリア等２１に突き刺さることなく、滑らかにスロット２２内に挿入される。その際、樹脂８が薄く付着しているので、キャリア等２１として、通常のスロットピッチを有するものを用いることができる。また、キャリア等２１として、樹脂でできたものを用いることができる。

これ以降の処理は、樹脂８を付着させた状態のまま行う。従って、薄化ウエハ３の外周端部２が欠けたり、薄化ウエハ３が割れたりするのを防ぐことができる。また、樹脂８は、薄化ウエハ３の外周端部２にのみ付着しており、その付着部分を除いて、薄化ウエハ３の両面は樹脂８で被覆されていないので、後の工程で樹脂８を剥がす必要はない。ただし、アセトンやエステルやケトンなどの有機溶剤中で超音波洗浄を行うことによって、樹脂８を剥がすことができる。

上述したように、ウエハを薄化した後、薄化ウエハ３の外周端部２を樹脂８で保護した
状態でそれ以降の処理を行うことによって、薄化ウエハ３の欠けや割れを防ぐことができる。また、樹脂８の付着によって、薄化ウエハ３の反りが矯正される。さらに、金属製のキャリア等を用いる必要がないので、金属パーティクルの発生が原因で半導体装置の良品率が低下するのを防ぐことができる。また、金属製のキャリア等や高精度の搬送ロボットを用いる必要がないので、コストの増大を防ぐことができる。

なお、図５に示すように、薄化ウエハ３が支持ウエハ４に貼り合わされた構成の貼り合わせ体９にも、本実施の形態を適用することができる。この場合には、薄化ウエハ３の外周端部２と、支持ウエハ４の外周端部１０の間の隙間を樹脂８で塞ぐことができる。従って、この樹脂８が、後の工程で用いられるエッチング液や洗浄液等の薬液に対して耐性を有していることによって、貼り合わせ体９の外周端部から薄化ウエハ３と支持ウエハ４の間に薬液が浸透したり、侵入するのを防ぐことができるので、薬液によってウエハ表面のデバイス構造が破壊されてしまうのを防ぐことができる。それによって、高い良品率とデバイス特性の向上という効果が得られる。

また、薄化ウエハ３単体の場合でも、貼り合わせ体９の場合でも、樹脂溶液６中に薄化ウエハ３の外周端部２または貼り合わせ体９の外周端部を浸漬させずに、樹脂溶液６に薄化ウエハ３の外周端部２のみ、または貼り合わせ体９の外周端部のみを接触させるようにしてもよい。この場合には、薄化ウエハ３の外周端部２のみ、または貼り合わせ体９の外周端部のみに樹脂８が付着し、薄化ウエハ３や貼り合わせ体９の両面には樹脂８が付着しない。

実施の形態２．
図６および図７は、本発明にかかる半導体装置の製造方法において樹脂溶液を塗布する際に用いられる装置の他の例を示す図である。図６および図７に示すように、実施の形態２は、複数、図示例では２本の平行に配置された回転軸体３１，３２で複数枚の薄化ウエハ３を、樹脂溶液６の液面７に対して垂直に起立させた状態で支持し、各薄化ウエハ３の外周端部２の一部を樹脂溶液６の中に浸漬させ、その状態で回転軸体３１，３２とともに各薄化ウエハ３を一回転させることによって、複数の薄化ウエハ３の外周端部２に樹脂溶液６を同時に付着させるようにしたものである。従って、実施の形態２ではスループットが向上する。

回転軸体３１，３２は、図示省略したスタンド等により回転可能に支持されている。そして、回転軸体３１，３２は、セラミックス（ガラス）、金属または樹脂などでできており、複数枚の薄化ウエハ３を起立させた状態で支持するための複数の溝３３を有している。なお、容器１４内の樹脂溶液６の液量を調節することによって、薄化ウエハ３の外周端部２に付着する樹脂８の幅を制御するのは、実施の形態１と同様である。図８に、樹脂溶液６の液量を３ｍｍまたは６ｍｍにして樹脂８を付着させたウエハの表面の状態を示す。

薄化ウエハ３にオリエンテーションフラット部が形成されている場合には、複数枚の薄化ウエハ３のオリエンテーションフラット部の位置を揃え、まず、各薄化ウエハ３のオリエンテーションフラット部を樹脂溶液６の中に浸漬させる。そして、各薄化ウエハ３のオリエンテーションフラット部に付着した樹脂溶液６を乾燥させ、その後、加熱、紫外線照射等によって硬化させ樹脂８を形成する。その後、各薄化ウエハ３の外周端部２の、オリエンテーションフラット部のすぐ脇の円弧部分を樹脂溶液６の中に浸漬させ、回転軸体３１，３２を回転させて、外周端部２の残りの部分に樹脂溶液６を付着させて乾燥・硬化させる。

このように２段階に分けて樹脂溶液６を塗布することにより、外周端部２の円弧部分に樹脂溶液６を付着させている際に、オリエンテーションフラット部から樹脂溶液６が垂れ
るのを防ぐことができるので、厚さ等にむらのない樹脂膜で薄化ウエハ３の外周端部２（オリエンテーションフラット部を含む）を被覆することができる。また、オリエンテーションフラット部に付着させる樹脂８の幅と円弧部分に付着させる樹脂８の幅を変えることができるので、オリエンテーションフラット部に刻印されているロット番号などを樹脂８で被覆することができる。

さらに、オリエンテーションフラット部に、円弧部分に付着させる樹脂８よりも摩擦係数の高い樹脂８を付着させたり、オリエンテーションフラット部に、円弧部分よりも厚く樹脂８を付着させることができる。そうすることによって、製造途中でオリエンテーションフラット部をピンセットで挟む際に、滑らずに挟むことができる。

また、図９に示すように、薄化ウエハ３の外周端部２に付着した樹脂溶液６が完全に乾燥する前に、その樹脂溶液６の付着部分に、予め表面が凹凸状に加工された押し型３４を押し当て、樹脂溶液付着部に凹凸形状を転写し、その後に完全に乾燥させ、硬化させることによって、薄化ウエハ３の外周端部２に、表面が凹凸状の樹脂８を付着させるようにしてもよい。その際、図１０に示すように、押し型３４の代わりに、ハスバ歯車等の溝付きのローラー３５を用いてもよい。

このように、薄化ウエハ３の外周端部２に、表面が凹凸状の樹脂８を付着させることによって、図１１に示すように、薄化ウエハ３の外周端部２（厳密には、樹脂８）とキャリア等２１との接触面積が減り、摩擦抵抗が小さくなるので、キャリア等２１のスロット２２内に薄化ウエハ３をより一層、容易に入れることができる。なお、実施の形態２は、薄化ウエハ３の代わりに、貼り合わせ体９を用いる場合も同様である。以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更可能である。

実施の形態３．
つぎに、実施の形態３にかかる半導体装置の製造方法について説明する。図１２および図１３は、実施の形態３にかかる半導体装置の製造方法について示す説明図である。具体的には、図１２は俯瞰図であり、図１３は断面図である。実施の形態３では、フィルム状の樹脂（以下、「フィルム樹脂」という）を１枚用いて貼り合わせ体の隙間を塞ぐ例について説明する。以下では、薄化ウエハ３の側面と、支持ウエハ４の側面と、外周端部における当該薄化ウエハと支持ウエハとの隙間４３と、を総称して貼り合わせ体９の外周側面と称する。

図１２に示すように、貼り合わせ体９の外周側面にフィルム樹脂４１を貼り合わせる。このとき、薄化ウエハ３の半径をＲとすると、薄化ウエハ３の外周は、２×π×Ｒ＝２πＲである。そのため、薄化ウエハ３の外周側面の全体にフィルム樹脂４１を貼り付けるためには、フィルム樹脂４１の長さは、２πＲ以上が必要である。

このフィルム樹脂４１は、具体的には、たとえば、エッチング液や洗浄液などの処理溶液に対する耐性を有し、さらに粘着層を有するフィルム状のテープを用いることができる。具体的には、たとえば、カプトンテープなどが挙げられる。

また、フィルム樹脂４１を貼り合わせ体９に貼り付ける際に、フィルム樹脂４１に、１または複数の切れ目４２を入れてから貼り付けてもよい。これにより、例えば、フィルム樹脂４１を貼り合わせ体９に貼り付ける際に、フィルム樹脂４１の接着面に空気が入り込むのを防ぐことができる。

また、フィルム樹脂４１の幅は、少なくとも薄化ウエハ３と支持ウエハ４との間に形成される隙間４３の幅Ｌ１以上の長さが必要である。これは、この後の工程において、薬液に浸漬させて処理する際に、隙間４３に薬液がしみこむのを防ぐためである。

また、フィルム樹脂４１の幅は、貼り合わせ体９の幅Ｌ２よりも大きいことが好ましい。フィルム樹脂４１の幅が貼り合わせ体９の幅よりも大きい場合、貼り合わせ体９の外周側面からはみ出た部分に関しては、図１３（ｂ）に示すように、薄化ウエハ３、支持ウエハ４の主面にそれぞれ貼り付ける。

これ以降の薄化ウエハ３に半導体素子の構造部を形成する処理は、フィルム４１を貼り付けた状態のまま行う。従って、貼り合わせ体９の隙間４３に薬液が入り込むのを防ぐことができる

実施の形態４．
つぎに、実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法について説明する。図１４および図１５は、実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法について示す説明図である。具体的には、図１４は俯瞰図であり、図１５は断面図である。

図１４に示すように、実施の形態４では、同心円状の２枚のフィルム樹脂４５ａ、４５ｂを用いて、貼り合わせ体９の両主面から貼り付ける。このフィルム樹脂４５ａ、４５ｂは、具体的には、たとえば、エッチング液や洗浄液などの処理溶液に対する耐性を有し、さらに粘着層を有するフィルム状のテープを用いることができる。具体的には、たとえば、カプトンテープなどが挙げられる。フィルム樹脂４５ａ、４５ｂは、数ｍｍ程度の幅を有し、薄化ウエハ３（支持ウエハ４）と同じ外周の形状を持つことが好ましい。

例えば、薄化ウエハ３が、オリエンテーションフラット部（不図示）を有している場合には、フィルム樹脂４５ａ、４５ｂをオリエンテーションフラット部の外周に沿った形状にすることが好ましい。また、薄化ウエハ３あるいは支持ウエハ４がオリエンテーションフラット部を有していても、フィルム樹脂４５ａ、４５ｂの幅を調整すれば、当該フィルム樹脂４５ａ、４５ｂは、オリエンテーションフラット部の形状に沿っていなくてもよい。

図１５（ａ）に示すように、たとえば、フィルム樹脂４５ａを薄化ウエハ３の主面側、フィル４５ｂを支持ウエハ４の主面側からそれぞれ貼り付ける。具体的には、フィルム樹脂４５ａ（フィルム樹脂４５ｂ）を、薄化ウエハ３（支持ウエハ４）の主面の外周部に貼り付ける。

そして、図１５（ｂ）に示すように、薄化ウエハ３（支持ウエハ４）の外周部からはみ出たフィルム樹脂４５ａ（４５ｂ）は、薄化ウエハ３（支持ウエハ４）の外周側面側に貼り付ける。これにより、貼り合わせ体９の隙間４３の全体をフィルム樹脂４５ａ、４５ｂにより塞ぐことができる。

また、フィルム樹脂４５ａおよびフィルム樹脂４５ｂは、貼り合わせ体９の外周側面において、一方を他方に重ねて貼り合わせても良く、図１５（ｂ）に示すように、重なる部分おいて凸部を形成してもよい。上述したフィルム樹脂４５ａ、４５ｂは、双方がほぼ等しい幅であることが好ましく、少なくとも一方の主面から隙間４３の中心までの長さが必要である。

これ以降の薄化ウエハ３に半導体素子の構造部を形成する処理は、フィルム４５ａ、４５ｂを貼り付けた状態のまま行う。従って、貼り合わせ体９の隙間４３に薬液が入り込むのを防ぐことができる

つぎに、薬液のしみこみ量とチップの取れ数の関係を示す。表１は、薬液のしみこみ量（ｍｍ）と１枚の薄化ウエハから形成されたチップの数を示している。

表１において、薬液のしみこみ量（ｍｍ）とは、張り合わせ体の外周端部から、薬液がしみこんだ位置までの距離である。従来例とは、貼り合わせ体の外周側面にフィルムを貼り付けずに半導体素子の構造部を形成した場合の例である。また、良品率は、チップの取れ数が１７０個を１００％とする、チップの取れ数の割合である。

従来例では、しみこみ量が、５ｍｍでは、良品率は１００％であるが、しみこみ量が２０ｍｍになると、良品率は４７％にまで減っている。また、フィルムを貼り合わせ体の外周側面に貼り付けた場合には、薬液は隙間にしみこまず、良品率は１００％となっている。

また、上述した実施の形態３および４では、貼り合わせ体の外周側面に、隙間を覆うようにフィルムを貼り付ける例について説明したが、たとえば、薄化ウエハの外周端部の全体を覆うようにフィルムを貼り合わせることとしてもよい。薄化ウエハの外周端部にフィルムを貼り付けることにより、薄化ウエハの欠けや割れを防ぐことができる。

以上説明したように、実施の形態３および４によれば、組み合わせ体の空隙部に洗浄薬液の進入を防ぐことができる。そのため、１枚の薄化ウエハから形成されるチップの良品率を上げることができる。また、フィルムを貼り合わせる場合には、樹脂の用に乾燥させる必要がないため、より高いスループットを得ることができる。

以上のように、本発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体ウエハを薄くする工程を含む半導体装置の製造方法に有用であり、特に、デバイス厚の薄いＩＧＢＴなどのパワー半導体装置の製造に適している。

本発明にかかる半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図である。樹脂溶液を塗布するための装置の一例を示す斜視図である。樹脂が付着したウエハの外周端部を示す拡大図である。樹脂が付着したウエハの外周端部をキャリア等のスロット内に挿入した状態を示す拡大図である。ウエハと支持ウエハを貼り合わせて樹脂を付着させた状態を示す断面図である。樹脂溶液を塗布するための装置の他の例を示す概略図である。樹脂溶液を塗布するための装置の他の例を示す斜視図である。外周端部に樹脂を付着させたウエハの表面の状態を示す図である。外周端部に凹凸状の樹脂を付着させるようにした装置の一例を示す概略図である。外周端部に凹凸状の樹脂を付着させるようにした装置の他の例を示す概略図である。凹凸状の樹脂が付着したウエハの外周端部をキャリア等のスロット内に挿入した状態を示す拡大図である。実施の形態３にかかる半導体装置の製造方法について示す説明図（俯瞰図）である。実施の形態３にかかる半導体装置の製造方法について示す説明図（断面図）である。実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法について示す説明図（俯瞰図）である。実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法について示す説明図（断面図）である。薄化前のウエハの外周端部を示す拡大図である。薄化後のウエハの外周端部を示す拡大図である。従来のウエハと支持ウエハを貼り合わせた状態を示す断面図である。

符号の説明

２外周端部
３薄化ウエハ
４支持ウエハ
６樹脂溶液
７樹脂溶液の表面
８樹脂
９貼り合わせ体
１４容器
４１、４５ａ、４５ｂフィルム樹脂

Claims

半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄くされた半導体ウエハの外周端部の一部を樹脂溶液に接触させ、その状態で前記半導体ウエハを回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部を、所定の処理溶液に対する耐性を有する樹脂で被覆する樹脂付着工程と、
前記外周端部を前記樹脂で被覆した状態のまま前記半導体ウエハを前記処理溶液に接触させて、前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄くされた半導体ウエハの外周端部の一部を樹脂溶液に接触させ、その状態で前記半導体ウエハを回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部を、摩擦係数の低い潤滑性樹脂で被覆する樹脂付着工程と、
前記外周端部を前記樹脂で被覆した状態のまま前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄い半導体ウエハと支持ウエハが貼り合わされた貼り合わせ体の外周端部の一部を樹脂溶液に接触させ、その状態で前記貼り合わせ体を回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部における前記半導体ウエハと前記支持ウエハの間の隙間を、所定の処理溶液に対する耐性を有する樹脂で塞ぐ樹脂付着工程と、
前記隙間を前記樹脂で塞いだ状態のまま前記半導体ウエハを前記処理溶液に接触させて、前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄い半導体ウエハと支持ウエハが貼り合わされた貼り合わせ体の外周端部の一部を樹脂溶液に接触させ、その状態で前記貼り合わせ体を回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部における前記半導体ウエハと前記支持ウエハの間の隙間を、摩擦係数の低い潤滑性樹脂で塞ぐ樹脂付着工程と、
前記隙間を前記樹脂で塞いだ状態のまま前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄くされた半導体ウエハの外周端部の一部を樹脂溶液中に浸漬させ、その状態で前記半導体ウエハを回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部を、所定の処理溶液に対する耐性を有する樹脂で被覆する樹脂付着工程と、
前記外周端部を前記樹脂で被覆した状態のまま前記半導体ウエハを前記処理溶液に接触させて、前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄くされた半導体ウエハの外周端部の一部を樹脂溶液中に浸漬させ、その状態で前記半導体ウエハを回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部を、摩擦係数の低い潤滑性樹脂で被覆する樹脂付着工程と、
前記外周端部を前記樹脂で被覆した状態のまま前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄い半導体ウエハと支持ウエハが貼り合わされた貼り合わせ体の外周端部の一部を樹脂溶液中に浸漬させ、その状態で前記貼り合わせ体を回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部における前記半導体ウエハと前記支持ウエハの間の隙間を、所定の処理溶液に対する耐性を有する樹脂で塞ぐ樹脂付着工程と、
前記隙間を前記樹脂で塞いだ状態のまま前記半導体ウエハを前記処理溶液に接触させて、前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄い半導体ウエハと支持ウエハが貼り合わされた貼り合わせ体の外周端部の一部を樹脂溶液中に浸漬させ、その状態で前記貼り合わせ体を回転させて該外周端部の全部に前記樹脂溶液を付着させながら、その付着した樹脂溶液を硬化させて、同外周端部における前記半導体ウエハと前記支持ウエハの間の隙間を、摩擦係数の低い潤滑性樹脂で塞ぐ樹脂付着工程と、
前記隙間を前記樹脂で塞いだ状態のまま前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記樹脂付着工程では、前記樹脂溶液を貯留する容器の底から前記樹脂溶液の表面までの高さを調節し、前記外周端部を前記容器の底に接触させながら前記半導体ウエハを回転させることによって、前記樹脂溶液中に浸漬される前記外周端部の深さを制御することを特徴とする請求項５または６に記載の半導体装置の製造方法。
前記樹脂付着工程では、前記樹脂溶液を貯留する容器の底から前記樹脂溶液の表面までの高さを調節し、前記外周端部を前記容器の底に接触させながら前記貼り合わせ体を回転させることによって、前記樹脂溶液中に浸漬される前記外周端部の深さを制御することを特徴とする請求項７または８に記載の半導体装置の製造方法。
前記樹脂溶液を貯留する容器の底から前記樹脂溶液の表面までの高さを１０ｍｍまでとし、前記樹脂溶液中に前記外周端部を１０ｍｍまでの深さで浸漬させることを特徴とする請求項９または１０に記載の半導体装置の製造方法。
前記樹脂付着工程では、前記半導体ウエハの表面に付着した樹脂溶液の表面を凹凸状にした後に該樹脂溶液を硬化させることを特徴とする請求項５〜１１のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
前記樹脂付着工程では、複数枚の半導体ウエハを、容器中に貯留された前記樹脂溶液の液面に対して起立させて並べた状態で同時に回転させることにより、複数枚の半導体ウエハに対して樹脂溶液付着処理を同時に行うことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
前記樹脂付着工程では、複数枚の半導体ウエハの外周端部のうち、まずオリエンテーションフラット部に前記樹脂溶液を付着させて硬化させた後、オリエンテーションフラット部を除く円弧部分に前記樹脂溶液を付着させて硬化させることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。
前記樹脂溶液は、樹脂バインダーにフッ素系樹脂の微粒子を分散させた溶液であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄くされた半導体ウエハの外周端部に、所定の処理溶液に対する耐性を有するフィルム状の樹脂を貼り付けて前記外周端部を被覆するフィルム貼付工程と、
前記外周端部を前記フィルム状の樹脂で被覆した状態のまま前記半導体ウエハを前記処理溶液に接触させて、前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
半導体素子の製造開始時の厚さよりも薄い半導体ウエハと支持ウエハが貼り合わされた貼り合わせ体の外周端部における前記半導体ウエハと前記支持ウエハの間の隙間に、所定の処理溶液に対する耐性を有するフィルム状の樹脂を貼り付けて前記隙間を塞ぐフィルム貼付工程と、
前記隙間を前記フィルム状の樹脂で塞いだ状態のまま前記半導体ウエハを前記処理溶液に接触させて、前記半導体ウエハに半導体素子の構造部を形成する素子形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。