JP2008085016A - 半導体ウェーハ研削面の不純物除去方法、半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置、半導体ウェーハの製造方法、半導体チップの製造方法および半導体装置 - Google Patents
半導体ウェーハ研削面の不純物除去方法、半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置、半導体ウェーハの製造方法、半導体チップの製造方法および半導体装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】半導体チップの厚さを薄くした場合でも、信頼性の高い半導体装置を与える、薄厚化した半導体ウェーハ研削面の不純物除去方法を提供する。
【解決手段】半導体ウェーハ1の裏面を研削した後、その研削面の不純物をサンドブラスト処理により除去する。このサンドブラスト処理時に使用するサンド粒子は、銅またはニッケルを含まないサンド粒子であり、含有される銅またはニッケル濃度が、1014atoms・cm−3以下であることが望ましい。サンドブラスト処理後、薄厚化された半導体ウェーハ1の研削面に圧縮空気を噴きつけ、その研削面の異物や余分なサンド粒子等を除去する。その後、薄厚化された半導体ウェーハ1をダイシングすることで半導体チップを得る。
【選択図】図2
【解決手段】半導体ウェーハ1の裏面を研削した後、その研削面の不純物をサンドブラスト処理により除去する。このサンドブラスト処理時に使用するサンド粒子は、銅またはニッケルを含まないサンド粒子であり、含有される銅またはニッケル濃度が、1014atoms・cm−3以下であることが望ましい。サンドブラスト処理後、薄厚化された半導体ウェーハ1の研削面に圧縮空気を噴きつけ、その研削面の異物や余分なサンド粒子等を除去する。その後、薄厚化された半導体ウェーハ1をダイシングすることで半導体チップを得る。
【選択図】図2
Description
本発明は、信頼性の高い薄型半導体ウェーハを得るため、研削等により半導体ウェーハを薄厚化した後に、サンドブラストを用いて研削面の不純物を除去した半導体チップの製造方法に関する。
近年の電子機器の小型化、軽量化に伴い、半導体装置の形状はより小さく薄いものが求められている。この様な半導体装置の形状変化に伴い、上記半導体装置に搭載される半導体チップよりも薄いものが要求されてきている。
通常、半導体チップは半導体ウェーハより得られるため、半導体チップを薄くするには半導体ウェーハ自体を薄くする必要がある。しかし、最初から薄い半導体ウェーハを用いて半導体チップを製造した場合、半導体ウェーハ自体が破損する恐れが非常に高くなる。この様な半導体チップ製造中の半導体ウェーハの破損を低減するため、半導体ウェーハ表面に半導体チップの基本構造を形成した後に、半導体ウェーハを薄厚化することが一般的である。
実際には,半導体ウェーハの表面部には半導体チップの基本構造が多数形成されているため、半導体チップの基本構造が形成されていない半導体ウェーハの裏面部を均一に研削し薄厚化することが必要である。
一般的な半導体ウェーハの研削工程は、荒削り工程と仕上げ削り工程に分けて行われる。荒削りは、粒度が#300〜#500の範囲の砥石を使用して目標削り厚さに20〜40μm足した厚さまで削られる。仕上げ削りは、粒度が#2000〜#8000の範囲の砥石を使用して目標削り厚さまで削られる。しかし、この方法で半導体ウェーハの厚さを100μm以下に研削すると、研削面に導入されたダメージ層(結晶歪層)により半導体ウェーハの抗折強度が大きく低下する。
上記研削により抗折強度が低下した状態で、薄厚化した半導体チップを半導体装置に組込む場合、組込み工程中に半導体チップの破損が発生する。このため、半導体ウェーハの厚さを100μmよりも薄くする場合は,一般的に上記研削により導入された研削面のダメージ層をドライポリッシュ、CMG(Chemical Mechanical Grinding)、ウェットエッチング等により除去し、半導体ウェーハの抗折強度の低下を抑制している。
特開平5−29323号公報
特開平5−82525号公報
特開平11−54519号公報
特開2004−200710号公報
特開2000−124170号公報
しかしながら、上記のダメージ層を除去した半導体チップを搭載した薄型半導体装置は動作不良が生じやすいと言う問題があった。
そこで、本発明者が前記動作不良を低減するために鋭意検討した結果、動作不良の主な原因は、研削面に付着している、或いは、研削層内部に存在する特定の不純物が、半導体チップを半導体装置に組み込む過程で半導体チップの動作領域に拡散し、動作不良を引き起こすためであり、研削面の不純物除去を行った後に、半導体チップを半導体装置に組み込むと、半導体装置の動作不良が低減されることを見出した。
一般的にウェットエッチングにより研削面および研削面内部の不純物を除去するには、フッ酸と硝酸を含む混合液、あるいは、アルカリ性の水溶液等が用いられる。
しかしながら、通常の半導体ウェーハ研削装置は、フッ酸や硝酸等の酸性およびアルカリ性水溶液に耐え得る構造になっていない。たとえ耐えられる構造であったとしても、フッ酸や硝酸、アルカリ性水溶液を処理するための高額な設備が新たに必要になると言う問題があった。また、CMGを用いた場合は、ランニングコストが上がるだけでなく、ウェットエッチングと同様に廃液処理設備も新たに必要であった。
一方,薄厚化した半導体ウェーハを別の装置に移動させて研削面の不純物を除去する場合、100μm以下に薄厚化した半導体ウェーハは、半導体ウェーハ自身が自重を支えることができない。このため、ハンドリングや移載が非常に困難であり、専用のハンドリング装置や移載装置が必要とされるだけでなく、ハンドリングや移載中に半導体ウェーハが破損する恐れが高くなるという問題があった。このような傾向は半導体ウェーハが大口径化するほど顕著になる。
また、上記課題を解決するために鋭意検討した結果,半導体ウェーハを薄厚化する際に半導体ウェーハの研削面に付着する不純物および研削面内部に残留する不純物を、サンドブラストを用いて除去すると半導体チップの動作不良が生じ難いことを見出し、本発明を完成するに至った。
従来、サンドブラストを用いて半導体ウェーハを処理する目的は、自重保持可能な厚みをもつ半導体ウェーハの裏面に、サンド処理により結晶ダメージ層を故意に形成し、その後、半導体ウェーハに熱処理を加えることで、半導体ウェーハ内部に存在する金属汚染を上記結晶ダメージ層にゲッタリングさせる目的で利用されてきた(例えば特開平5−29323号公報(特許文献1)、特開平5−82525号公報(特許文献2)、特開平11−54519号公報(特許文献3)または特開2004−200710号公報(特許文献4)等)。これらは、半導体ウェーハの裏面に故意に結晶ダメージを与えるもので、自重保持できない非常に薄い半導体ウェーハにそのまま適用した場合は、半導体ウェーハの抗折強度の低下を招くだけでなく、サンドブラスト処理を行っただけで半導体ウェーハが破損してしまう可能性がある。
半導体ウェーハにゲッタリング層を形成するための一般的なサンドブラスト処理は、サンド粒子径が10μmよりも大きいサンドを使用し、また、塵埃抑制およびサンド粒子の再利用等の関係から、一般的に湿式のブラスト処理が用いられることが多い。
例えば特開2000−124170号公報(特許文献5)に示されるように、サンド粒子径が1〜8μmと小さく、キレートを添加させるとの公知例もあるが、湿式のサンドブラスト処理の場合、微細な粒子は液体中で凝集し大きな粒子となるため、結果的に半導体ウェーハにダメージを与えてしまい、薄厚化した半導体ウェーハの研削面を、数10nmレベルで均一に除去することはできない。
そこで、本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、自重保持できないほど薄厚化した半導体ウェーハの研削面であっても、研削面にダメージを与えることなく、数nm〜数100nmレベルで研削面を除去可能なサンドブラスト処理方法を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、半導体ウェーハの厚さを100μm以下に薄くした場合でも、信頼性の高い半導体装置を与えることのできる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
[1]本発明は、研削により半導体ウェーハを薄厚化する際、研削面に付着している不純物を、サンドブラストにて除去するものである。
[2]また、本発明は、前記[1]記載の不純物は、銅またはニッケルであり,これらを含まない材料で構成されたサンド粒子を使用した不純物除去方法で除去されるものである。
[3]また、本発明は、前記[1]記載の半導体ウェーハ研削面の不純物除去により除去される不純物層の除去レートが0.2〜20nm/minの範囲で、かつ研削面内部の不純物深さの3倍以上の研削層を除去するものである。
[4]また、本発明は、前記[1]記載において、前記半導体ウェーハ研削面の不純物除去と、研削面に付着または残留したサンド粒子を圧縮空気により除去することとを複数回繰り返すものである。
[5]また、本発明は、前記[1]〜[4]のいずれか1項に記載の不純物除去方法で使用するサンドブラストの噴射ノズルと、前記半導体ウェーハとの少なくとも一方を移動または回転させる手段を備えた半導体ウェーハ研削面の不純物を除去する装置とするものである。
[6]また、本発明は、前記[5]記載の半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置により、前記半導体ウェーハ研削面の不純物を除去する工程を含み、厚さ5〜200μmの範囲である半導体ウェーハの製造方法とするものである。
[7]また、本発明は、前記[6]記載の製造方法により得られた半導体ウェーハをダイシングする工程を含む半導体チップの製造方法とするものである。
[8]また、本発明は、前記[7]記載の製造方法により得られた半導体チップを備えた半導体装置とするものである。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
すなわち、半導体チップを薄厚化した場合であっても信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
初めに本発明の半導体チップの動作不良を生じさせないサンド粒子について説明する。本発明で使用するサンド粒子は,銅(Cu)またはニッケル(Ni)を含まないサンド粒子で、サンド粒子の構成材料に含まれる銅またはニッケル濃度が1014atoms・cm−3以下であることが望ましい。前記粒子としては、例えば、珪素(Si)、酸化珪素、窒化珪素、アルミナ、炭化珪素、タングステン(W)、モリブデン(Mo)等の微粒子などが挙げられる。前記微粒子は一種もしくは二種以上であっても良い。
前記珪素、酸化珪素、または、窒化珪素は、天然品であっても合成品であっても良く、好ましくは1014atoms・cm−3以上のホウ素(B)またはリン(P)が含まれているのが良い。前記合成品を得る方法として特に限定はなく、前記合成品は高温高圧により得られるものやCVD法等の公知の方法により得られたものを使用することができる。
また,前記のアルミナ、炭化珪素、W、Mo等の粒子についてもいかなる方法により得られたものであっても使用することができるが、これらのものは市販品として入手可能である。
図1に、本発明装置を用いた時の、Si除去レートおよび相対抗折強度とサンド粒子径の関係を示す。図1は、サンド粒子径が大きくなるにつれ、Si除去レートが増加するが、逆にブラスト処理無しに対する相対巧拙強度が低下することを示す。Si除去レートと相対抗折強度の関係から、本発明に使用するサンドの粒子径は0.1〜30μmの範囲であることが判り、実用的な観点から0.5〜8μmの範囲が望ましい。
また、前記粒子の形状に特に制限はない。たとえば、球状等の規則性のある形状であっても良いし、不規則な形状であっても良い。また、前記粒子径が全て一次粒子である必要はなく、二次粒子、即ち凝集体であっても良い。
これらのサンド粒子を半導体ウェーハの研削面に噴射することで、研削面の不純物を除去することができ、この半導体ウェーハにより得られた薄型半導体チップを搭載した半導体装置は高い信頼性を示す。
次に本発明の半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置について説明する。
本発明の半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置について、図2を用いて詳細に説明する。なお、図2は研削により薄厚化した半導体ウェーハ1、それを固定する台座2、および、薄厚化した半導体ウェーハ1とそれを固定する台座2を回転させることができる回転盤3を備え、本発明のサンド粒子を噴射することができるサンドブラストノズル4、圧縮空気噴射ノズル5、および、サンドブラストノズル4と圧縮空気噴射ノズル5を回転盤3上で移動させることができるスイングアーム6を備えた半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置の主要断面図を例示したものである。
まず、本発明の半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置は、本発明のサンド粒子を噴射できることが必要である。
ここで、前記サンド粒子の具体例としては、例えば、珪素、酸化珪素、アルミナ等が挙げられる。
前記サンド粒子材料に含まれる、銅またはニッケル濃度が1014atoms・cm−3以下であることが必要であるが、その粒子形状は特に限定はなく、球状等の規則性のある形状であっても良いし、不規則な形状であっても良い。
また,本発明の半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置は、前記回転盤3と前記スイングアーム6の少なくとも一方を回転または移動させる手段を備える必要がある。なお、回転盤3が回転しつつ、スイングアーム6が同時に移動する場合は、回転盤3の回転方向およびスイングアーム6の移動方向に特に規定はない。
図3は、本発明のサンド粒子を噴射可能な半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置を用いて、半導体ウェーハ研削面の不純物を除去する工程を例示した模式図である。
前記半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置により、前記薄厚化した半導体ウェーハ1の研削面の不純物層7を除去する工程を含む半導体製造方法について説明する。
図3に例示する不純物除去装置の回転盤3の直径は通常100〜500mmの範囲であり、好ましくは200〜450mmの範囲である。
前記不純物除去装置を用いて、薄厚化した半導体ウェーハ1の研削面の不純物層7を除去する際の回転盤3の回転速度は通常50〜8000rpm(回転数/分)の範囲であり、好ましくは100〜3000rpmの範囲である。また、回転盤3の回転方向、加減速度、および、回転速度は任意の時間で変化させることができる。
スイングアーム6の移動速度は通常10〜5000mm/minの範囲で、好ましくは100〜2000mm/minの範囲であり、回転盤3の中心から円周に向かって、あるいは、回転盤3の円周から中心に向かって移動速度を任意の時間で変化させることができる。
回転盤3の回転数が一定の場合、スイングアーム6が回転盤3の中心から円周に向かって進む際はスイングアーム6の移動速度を徐々に遅くし、逆に回転盤3の円周から中心に向かって進む際はスイングアーム6の移動速度を徐々に早める。
一方、スイングアームの移動速度が一定の場合、スイングアーム6が回転盤3の中心から円周に向かって進む際は回転盤3の回転数を徐々に高くし、逆に回転盤3の円周から中心に向かって進む際は回転盤3の回転数を徐々に低くする。
また,回転盤3の回転数とスイングアーム6の移動速度を同時に変化させることも可能である。
このように回転盤3の回転数とスイングアーム6の移動速度を適切に変化させることで、回転盤3上のどの面においても、単位面積当りに噴射されるサンド粒子の量を一定にすることができる。
図4に、Si除去レートおよび相対抗折強度とサンド噴射圧力の関係を示す。図4は、サンド噴射圧力が大きくなるにつれSi除去レートが増加するが、逆にブラスト処理無しに対する相対巧拙強度が低下することを示している。噴射圧が低いと不純物の除去レートが遅いが、不純物除去面に欠陥ができにくいため相対抗折強度は低下しない。逆に噴射圧が高いと不純物の除去レートが早いが、ばらつきも大きく、さらに、不純物除去した面に欠陥ができやすくなるため相対抗折強度が大きく低下する。上記Si除去レートと相対抗折強度の関係から、本発明に使用するサンド噴射圧力は0.01〜0.3MPaの範囲であることが判り、実用的な観点から0.03〜0.2MPaの範囲が望ましい。
図5に、Si除去レートと相対抗折強度の関係を示す。図5は、Si除去レートが増加すると相対抗折強度が低下することを示している。半導体ウェーハの破損防止の観点から、相対抗折強度は最低でも50%以上必要であり、その時のSi除去レートはおよそ20nm/minである。また、薄厚化した半導体ウェーハ研削面の不純物がウェーハ表面にのみ存在する場合(研削面内部に存在しない場合)、表面の不純物を除去するためには、最低でも研削面を1nm以上除去する必要がある。さらに、スループットの観点から、一枚の半導体ウェーハの処理時間は5分以下にする必要があることから、Si除去レートは0.2nm/min以上必要である。以上の結果から、本発明に使用するSi除去レートは0.2〜20nm/minの範囲であり、より望ましくは相対巧拙強度が75%以上となるような1.0〜3.0nmの範囲のSi除去レートを使用する。
図6に、Si除去レートとサンド噴射口(ノズル口)−半導体ウェーハ間距離の関係を示す。図6は、ノズル口−半導体ウェーハ間距離が近くなるにつれSi除去レートが増加すること、および、噴射圧力に依存してSi除去レートも変化することを示している。サンド噴射口−半導体ウェーハ間距離が遠いとSi除去レートが遅いが、逆にサンド噴射口−ウェーハ間距離が近いとSi除去レートが速くなる。しかし、図には示さないが、除去レートが速いと不純物除去した面に欠陥ができやすくなるため相対抗折強度が低下する。上記の結果から、本発明に使用するサンド噴射口−半導体ウェーハ間距離は1〜30cmの範囲であることが判り、実用的な観点から3〜15cmの範囲が望ましい。
図7に、Si除去レートとサンド入射角度の関係を示す。図7は、サンド入射角度が90°に近づくにつれSi除去レートが増加し、0°に近づくにつれSi除去レートが大きく減少することを示している。サンド入射角度が90°よりも低くなると、サンドが研削面で弾き返されやすくなり、研削面に入射するサンド量が減少するのでSi除去レートが減少する。上記の結果から、本発明におけるサンド入射角度は30°〜90°の範囲であることが判り、実用的な観点から60°〜90°の範囲が望ましい。
上記、図1、図4、図6、図7の結果から判るように、Si除去レートは、サンド粒子径、サンド噴射圧力、ノズル口−半導体ウェーハ間距離、および、サンド入射角度を変えることで任意に変化させることが可能である。
図8に、研削面の金属汚染残存率と研削層の除去厚さの関係を示す。半導体ウェーハの研削方法を変えることで、研削層内部の金属汚染深さを変えた3種類の試料を用いた。研削層内部の金属汚染深さは、酸洗浄による研削層の除去と全反射蛍光X線分析(TXRF)の繰り返しにて測定した。図8は、研削層の除去厚さが厚くなるにつれ、研削面の金属汚染残存率が低下すること、さらに汚染除去前の研削層中の金属汚染深さが深いほど、研削面の金属汚染残存率が低下しにくいことが判る。
また、図8は、研削層中の金属汚染深さの約3倍以上研削層を除去すれば、金属汚染残存率は0.1%以下になることを示している。一般的なバックグラインディング(BG)およびドライポリッシュ(DP)で形成される不純物層の深さは深くても100nm以下である。このため、上記、研削面の金属汚染残存率と研削層の除去厚さの関係から、本発明における研削層の除去厚さは300nm以下である。
前記不純物除去後は、薄厚化した半導体ウェーハ1の研削面に残留している異物や余分なサンド粒子等を取り除くため、圧縮空気噴射ノズル5により、清浄な乾燥空気あるいは窒素などが噴出される。この乾燥空気または窒素等の流量は通常、10〜1000l/minの範囲であり、好ましくは100〜500l/minの範囲である。この時、圧縮空気噴射ノズル5から噴射される乾燥空気または窒素を、薄厚化した半導体ウェーハ1に対して斜めに入射させることで、効果的に研削面に残留している異物や余分なサンド粒子等取り除くことが可能である。
また、サンドブラストによる不純物除去と、圧縮空気噴射ノズル5による異物や余分なサンド粒子除去を複数回繰り返すことで、半導体ウェーハ1の研削面へ与えるダメージを抑制し、金属汚染除去効率を高めることが可能である。
このようにして得られた半導体ウェーハ1の厚みは、5〜200μmの範囲であり、好ましくは30〜100μmの範囲であり、さらに理想的には50〜70μmの範囲である。
半導体ウェーハ1の厚みが5〜200μmの範囲であれば、信頼性の高い半導体装置が得られる。
次に、半導体チップの製造方法および前記載半導体チップを供えた半導体装置について、一つの実施態様としてSiP(System In Package)の場合を例に採り、図9に例示したフローチャートに従って説明する。
まず、前記半導体ウェーハ1を薄厚化するため、半導体ウェーハ1の裏面の荒削りと仕上げ削りを行い、さらに研削面のダメージ層を除去するためにドライポリッシュ処理を行う。半導体ウェーハ1のドライポリッシュ処理後、研削面に付着している不純物層を除去するため、本発明のサンドブラストにより不純物層を除去した。
続いて、半導体ウェーハ1をダイシング工程により切断し、半導体チップを得た。
この半導体チップをSiPの基板に貼り付け、ワイヤーボンディングにより前記半導体チップと前記基板との間に金線等により配線し、SiP基板上に実装された半導体チップを半導体封止用樹脂(レジン)により封止し、次いで175℃で5時間のアフターキュアを行うことにより封止工程を実施した。
次に、SiPパッケージに半田ボールをリフロー工程により取り付けることで、SiPパッケージを得ることができる。
このように、本実施の形態によれば、半導体ウェーハの研削面に付着あるいは残留している不純物を、本発明のサンド粒子を使用し、本発明の不純物除去装置にて除去することで、半導体チップの動作不良を引き起こす不純物が除去された半導体ウェーハ1を得ることができる。
また、この半導体ウェーハ1から得られた半導体チップを用いて半導体装置を製造する条件のもとでは、半導体チップの動作不良を引き起こす研削面の不純物が除去されているので、半導体ウェーハ1の表面に形成された半導体チップの基本構造部分に不純物は到達しない。
このことから、前記半導体チップを使用して得られた半導体装置は高い信頼性を示す。
以下に本発明の実施態様を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例の内容に限定されるものではない。
(実施例1)
はじめにサンド粒子について説明する。銅濃度が1014atoms・cm−3以下の粒度#3000の酸化珪素粒子(直径約3〜5μm)を、サンドブラスト用のサンドに使用した。
はじめにサンド粒子について説明する。銅濃度が1014atoms・cm−3以下の粒度#3000の酸化珪素粒子(直径約3〜5μm)を、サンドブラスト用のサンドに使用した。
(実施例2)
次に、前記実施例1により得られたサンド粒子を備えた半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置を使用して半導体ウェーハおよび半導体装置チップ製造方法について説明する。
次に、前記実施例1により得られたサンド粒子を備えた半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置を使用して半導体ウェーハおよび半導体装置チップ製造方法について説明する。
表面にフラッシュ(FLASH)メモリ用の半導体素子を作製した半導体ウェーハを、粒度#300のダイヤモンド砥石を使用して100μmまで荒削りし、続いて粒度#2000のダイヤモンド砥石を使用して72μmまで仕上げ削りを行った。その後、研削面のダメージ層をドライポリッシュにて2μm削ることで完全に除去した。得られた半導体ウェーハの厚みは70μmであった。
次に、上記薄厚化した半導体ウェーハの研削面に付着している不純物を、半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置を使用して除去した。この時除去した研削層の厚さは平均で50nmであった。
上記半導体ウェーハをダイシングすることにより,半導体チップを得た。
(実施例3)
次に、前記実施例2により得られた半導体チップを備えた半導体装置について説明する。SiP基板に、前記実施例2により得られた半導体チップを貼り付けた後、半導体チップと前記SiP基板との間を金線にて、ワイヤーボンディングにより接続した。続いて、これら半導体封止用樹脂によりトランスファーモールド成形し、175℃,5時間の条件にてアフターキュアを行った。
次に、前記実施例2により得られた半導体チップを備えた半導体装置について説明する。SiP基板に、前記実施例2により得られた半導体チップを貼り付けた後、半導体チップと前記SiP基板との間を金線にて、ワイヤーボンディングにより接続した。続いて、これら半導体封止用樹脂によりトランスファーモールド成形し、175℃,5時間の条件にてアフターキュアを行った。
前記アフターキュア後、220℃の条件でリフローを行い、半田ボール付け工程を実施し、SiPパッケージ形態を有するフラッシュ(FLASH)メモリの半導体装置を得た。
これにより得られた半導体装置を半導体装置Aと表現する。
得られた前記半導体装置Aを一定数使用して常温下で消去と書き換えを繰り返し、消去と書き換え前後のフラッシュ(FLASH)メモリのしきい電圧変動量を測定した。しきい電圧変動量が製品で許容される値以上に変動した場合を不良品とし、その時の歩留りを調べる試験を実施した。この時の歩留り100%とした場合の、下記比較例1および2に対する相対結果を表1に示す。
(比較例1)
前記実施例2において、薄厚化した半導体ウェーハの研削面の不純物を除去しない以外は、全て前記実施例2および実施例3と同様の操作を行って半導体装置を得た。これにより得られた半導体装置を半導体装置Bと表現する。
前記実施例2において、薄厚化した半導体ウェーハの研削面の不純物を除去しない以外は、全て前記実施例2および実施例3と同様の操作を行って半導体装置を得た。これにより得られた半導体装置を半導体装置Bと表現する。
(比較例2)
前記実施例2において、薄厚化した半導体ウェーハの研削面の不純物を除去する際、サンド粒子の銅濃度が約1016atoms・cm−3とした以外は、全て前記実施例2および前記実施例3と同様の操作を行って半導体装置を得た。これにより得られた半導体装置を半導体装置Cと表現する。
前記実施例2において、薄厚化した半導体ウェーハの研削面の不純物を除去する際、サンド粒子の銅濃度が約1016atoms・cm−3とした以外は、全て前記実施例2および前記実施例3と同様の操作を行って半導体装置を得た。これにより得られた半導体装置を半導体装置Cと表現する。
例えば前記実施の形態においては、SiP用の半導体装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば配線基板上に実装されたメモリ回路用の半導体チップ上に、そのメモリ回路の動作を制御する制御回路用の半導体チップを積層し、これら半導体チップを樹脂封止体によって封止してなるメモリ用の半導体装置にも適用できる。
本発明は、半導体装置の製造業に適用できる。
1 薄厚化した半導体ウェーハ
2 台座
3 回転盤
4 サンドブラストノズル
5 圧縮空気噴射ノズル
6 スイングアーム
7 研削面の不純物層
2 台座
3 回転盤
4 サンドブラストノズル
5 圧縮空気噴射ノズル
6 スイングアーム
7 研削面の不純物層
Claims (25)
- 研削により半導体ウェーハを薄厚化する際、研削面に付着している不純物を、サンドブラストにて除去することを特徴とする半導体ウェーハ研削面の不純物除去方法。
- 請求項1記載の半導体ウェーハ研削面の不純物除去方法において、前記サンドブラストのサンド粒子の構成材料に、銅またはニッケルを含まないことを特徴とする半導体ウェーハ研削面の不純物除去方法。
- 請求項1記載の半導体ウェーハ研削面の不純物除去方法において、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去により除去される不純物層の除去レートが0.2〜20nm/minの範囲であることを特徴とする半導体ウェーハ研削面の不純物除去方法。
- 請求項1記載の半導体ウェーハ研削面の不純物除去方法において、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去により除去される不純物層の厚さが、研削面の不純物深さの3倍以上であることを特徴とする半導体ウェーハ研削面の不純物除去方法。
- 請求項1記載の半導体ウェーハ研削面の不純物除去方法において、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去と、圧縮空気による研削面に残留したサンド粒子の除去とを複数回繰り返すことを特徴とする半導体ウェーハ研削面の不純物除去方法。
- 半導体ウェーハを載置する載置台と、
前記半導体ウェーハを研削により薄厚化する際に、研削面に付着している不純物を除去するサンド粒子を前記半導体ウェーハの研削面に供給するサンド噴射ノズルと、
前記載置台または前記サンド噴射ノズルのいずれか一方を回転または移動する手段とを有することを特徴とする半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置。 - 請求項6記載の半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置において、前記サンド粒子の構成材料に、銅またはニッケルを含まないことを特徴とする半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置。
- 請求項6記載の半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置において、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去により除去される不純物層の除去レートが0.2〜20nm/minの範囲であることを特徴とする半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置。
- 請求項6記載の半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置において、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去により除去される不純物層の厚さが、研削面の不純物深さの3倍以上であることを特徴とする半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置。
- 請求項6記載の半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置において、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去と、圧縮空気による研削面に残留したサンド粒子の除去とを複数回繰り返すことを特徴とする半導体ウェーハ研削面の不純物除去装置。
- (a)半導体ウェーハの裏面を研削する工程と、
(b)前記半導体ウェーハの研削面の不純物をサンドブラストにより除去する工程とを有し、
前記(b)工程後の半導体ウェーハの厚さは、5〜200μmの範囲にあることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。 - 請求項11記載の半導体ウェーハの製造方法において、前記サンドブラストのサンド粒子の構成材料に、銅またはニッケルを含まないことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
- 請求項11記載の半導体ウェーハの製造方法において、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去により除去される不純物層の除去レートが0.2〜20nm/minの範囲であることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
- 請求項11記載の半導体ウェーハの製造方法において、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去により除去される不純物層の厚さが、研削面の不純物深さの3倍以上であることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
- 請求項11記載の半導体ウェーハの製造方法において、前記(b)工程は、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去と、圧縮空気による研削面に残留したサンド粒子の除去とを複数回繰り返す工程を有することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
- (a)半導体ウェーハの裏面を研削する工程と、
(b)前記半導体ウェーハの研削面の不純物をサンドブラストにより除去する工程と、
(c)前記(b)工程後の半導体ウェーハをダイシングすることで半導体チップを得る工程とを有することを特徴とする半導体チップの製造方法。 - 請求項16記載の半導体チップの製造方法において、前記サンドブラストのサンド粒子の構成材料に、銅またはニッケルを含まないことを特徴とする半導体チップの製造方法。
- 請求項16記載の半導体チップの製造方法において、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去により除去される不純物層の除去レートが0.2〜20nm/minの範囲であることを特徴とする半導体チップの製造方法。
- 請求項16記載の半導体チップの製造方法において、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去により除去される不純物層の厚さが、研削面の不純物深さの3倍以上であることを特徴とする半導体チップの製造方法。
- 請求項16記載の半導体チップの製造方法において、前記(b)工程は、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去と、圧縮空気による研削面に残留したサンド粒子の除去とを複数回繰り返す工程を有することを特徴とする半導体チップの製造方法。
- (a)半導体ウェーハの裏面を研削する工程と、
(b)前記半導体ウェーハの研削面の不純物をサンドブラストにより除去する工程と、
(c)前記(b)工程後の半導体ウェーハをダイシングする工程とを有することにより得られた半導体チップを備えたことを特徴とする半導体装置。 - 請求項21記載の半導体装置において、前記サンドブラストのサンド粒子の構成材料に、銅またはニッケルを含まないことを特徴とする半導体装置。
- 請求項21記載の半導体装置において、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去により除去される不純物層の除去レートが0.2〜20nm/minの範囲であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項21記載の半導体装置において、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去により除去される不純物層の厚さが、研削面の不純物深さの3倍以上であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項21記載の半導体装置において、前記(b)工程は、前記半導体ウェーハの研削面の不純物除去と、圧縮空気による研削面に残留したサンド粒子の除去とを複数回繰り返す工程を有することを特徴とする半導体装置。
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