JP4595456B2 - 半導体素子の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、半導体素子の製造方法に関し、特に絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴとする）等の薄型の電力用半導体素子の製造方法に関する。

従来より、コンピュータや通信機器の主要部分には、多数のトランジスタや抵抗等を、電気回路を構成するようにむすびつけて、１チップ上に集積した集積回路（ＩＣ）が多用されている。このようなＩＣの中で、電力用半導体素子を含むものは、パワーＩＣと呼ばれている。電力用半導体素子の一つに、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴとする）がある。

ＩＧＢＴは、高速スイッチング特性および電圧駆動特性を有するＭＯＳＦＥＴ（絶縁ゲート型電界効果トランジスタ）と、低オン電圧特性を有するバイポーラトランジスタをワンチップに構成したパワー素子である。その応用範囲は、汎用インバータ、ＡＣサーボ、無停電電源（ＵＰＳ）またはスイッチング電源などの産業分野から、電子レンジ、炊飯器またはストロボなどの民生機器分野へと拡大してきている。また、新しいチップ構造を用いた、より低オン電圧のＩＧＢＴが開発されており、ＩＧＢＴを用いた応用装置の低損失化や高効率化が図られてきている。

ＩＧＢＴには、パンチスルー（以下、ＰＴとする）型、ノンパンチスルー（以下、ＮＰＴとする）型、フィールドストップ（以下、ＦＳとする）型の構造があり、ｎチャネル型の縦型二重拡散構造のものが主流である。従って、本明細書では、ｎチャネル型ＩＧＢＴを例にして説明するが、ｐチャネル型ＩＧＢＴでも同様である。

ＰＴ型ＩＧＢＴは、ｐ⁺半導体基板上にｎ⁺バッファ層とｎ^-活性層をエピタキシャル成長させたエピタキシャルウエハーを用いて形成される。そのため、例えば耐圧６００Ｖ系の素子では、活性層の厚さは７０μｍ程度であるが、ｐ⁺半導体基板を含む総厚さは２００〜３００μｍ程度になる。ＰＴ型ＩＧＢＴでは、ｎ^-活性層中の空乏層がｎ⁺バッファ層に到達する。

図８は、低ドーズ量の浅いｐ⁺コレクタ層を有するＮＰＴ型ＩＧＢＴの１／２セル分の構成を示す断面図である。図８に示すように、例えばＦＺウエハーよりなるｎ^-半導体基板を活性層１とし、その表面側に、ｐ⁺ベース領域２が選択的に形成されている。ベース領域２の表面層には、ｎ⁺エミッタ領域３が選択的に形成されている。また、基板表面上には、ゲート酸化膜４を介してゲート電極５が形成されている。

エミッタ電極６は、エミッタ領域３およびベース領域２に接触しているとともに、層間絶縁膜７によりゲート電極５から絶縁されている。基板裏面には、ｐ⁺コレクタ層８およびコレクタ電極９が形成されている。ＮＰＴ型の場合には、活性層１の厚さがＰＴ型よりも厚くなるが、素子全体としては、ＰＴ型の素子に比べて、大幅に薄くなる。また、エピタキシャル基板を用いずに、ＦＺ基板を用いているため、安価である。

図９は、ＦＳ型ＩＧＢＴの１／２セル分の構成を示す断面図である。図９に示すように、基板表面側の素子構造は、図８に示すＮＰＴ型の素子と同じである。基板裏面側には、ｎ^-活性層１とｐ⁺コレクタ層８との間に、ｎ⁺バッファ層１０が設けられている。ＦＳ型の場合、活性層１の厚さは、ＰＴ型と同じ７０μｍ程度（耐圧６００Ｖ系）であり、素子全体の厚さは１００〜２００μｍ程度である。

最近では、総合損失をより低減するため、ウエハーを薄く削り、デバイス厚をできるだけ薄くする試みがなされている。例えば、耐圧６００Ｖ系の素子の場合、ＦＳ型ＩＧＢＴの厚さは７０μｍ程度が想定されている。耐圧クラスが低くなると、素子の厚さはさらに薄くなる。このような厚さのＦＳ型ＩＧＢＴまたはそれに類似したデバイスの製造方法として、以下に説明するように、ＦＺウエハーを研磨する方法が知られている。

図１０（図１０−１〜図１０−５）は、従来のＦＺウエハーを用いたＦＳ型ＩＧＢＴの製造プロセスを示す図である。図１０−１〜図１０−５に示すように、まず、活性層１となるｎ−ＦＺウエハーの表面側に、ベース領域、エミッタ領域、ＳｉＯ₂等からなるゲート酸化膜、ゲート電極、ＢＰＳＧ等からなる層間絶縁膜、Ａｌ−Ｓｉ膜等からなるエミッタ電極およびポリイミド膜等からなる絶縁保護膜を有する表面側素子構造部１１を形成する（図１０−１）。

ついで、ウエハーの裏面を、バックグラインドやエッチング等の手段により研削して、ウエハーを所望の厚さ、例えば７０μｍの厚さとする（図１０−２）。なお、エッチングの場合、厳密には研削ではないが、本明細書では、ウエハーを薄くする手段については問わないので、エッチングを含めて研削とする。

ついで、ウエハーの裏面から、例えばｎ型不純物であるリン（Ｐ）と、ｐ型不純物であるボロン（Ｂ）のイオン注入を行い、電気炉で３５０〜５００℃の熱処理（アニール）を行い、バッファ層１０およびコレクタ層８を形成する（図１０−３）。ついで、ウエハーの裏面、すなわちコレクタ層８の表面に、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）などの複数の金属を蒸着し、コレクタ電極９を形成する（図１０−４）。

最後に、コレクタ電極９側にダイシングテープ１２を貼り付けてダイシングを行い、ウエハーを複数のチップ１３に切断する（図１０−５）。そして、各チップ１３のコレクタ電極９を固定部材にはんだ付けするとともに、表面側素子構造部１１の電極にアルミワイヤ電極をワイヤボンディング装置により固着する。

しかし、上述した従来方法により、例えば７０μｍ厚程度の素子を作製しようとすると、ウエハー裏面のバックグラインドまたはエッチング後のウエハーが薄いため、ウエハーに割れが発生しやすい。また、ウエハー裏面にコレクタ電極となる金属膜を蒸着すると、その金属膜は、成膜側、すなわち基板裏面側からみて引っ張り応力を有するため、ウエハーに反りが生じ（図２参照、同図の従来例１）、ウエハーが割れやすくなる（図３参照、同図の従来例１）。

そこで、本出願人は、先に、加熱発泡により剥離可能な接着テープを介して、ウエハーと支持基板とを接合し、その状態でウエハーの裏面処理を行い、その後にウエハーを支持基板から剥離させる方法について出願している（特願２００３−１３８８０５号）。この方法に従ってＦＳ型ＩＧＢＴを製造する場合のプロセスについて、図１１（図１１−１〜図１１−３）および図１２（図１２−１〜図１２−４）を参照しながら説明する。

まず、ｎ−ＦＺウエハー２１の表面側に、表面側素子構造部２２を形成する（図１１−１）。ついで、支持基板３２に表面側素子構造部２２の表面（図１１−２では、下側の面）を接着テープ３１を介して接合する（図１１−２）。接着テープは、ＰＥＴ製のテープ基材の両面に、加熱によって発泡することにより剥離可能な発泡テープ型シートよりなる発泡剤部と、ＵＶ光の照射で接着剤が硬化することにより剥離可能な耐熱性のあるＵＶテープ型シートよりなるＵＶテープ層が、それぞれ設けられた構成となっている。

ウエハー２１には、接着テープ３１の発泡剤部が貼り付けられる。また、支持基板３２は、ＵＶ光を透過するウエハー（セラミクス、石英またはガラスなど）でできており、支持基板３２には、接着テープ３１のＵＶテープ層が貼り付けられる。ついで、支持基板３２を接合した状態で、ウエハー裏面（図１１−３では、上側の面）をバックグラインドやウエットエッチング等により研削し、表面側素子構造部２２を含むウエハー全体の厚さを所望の厚さにする（図１１−３）。

ついで、ウエハー２１の裏面に、例えばｎ型不純物であるリンおよびｐ型不純物であるボロンをイオン注入する。その後、ウエハー裏面にレーザーを照射してアニールを行い、バッファ層となるｎ⁺層２３およびコレクタ層となるｐ⁺層２４を形成する（図１２−１）。ここでは、レーザーとして、例えばＹＡＧの第３高調波（ＹＡＧ３ω）パルスレーザー（波長：３５５ｎｍ、半値幅：１００〜５００ｎｓ、周波数：５００Ｈｚ）を用い、一回の照射エリアを約１ｍｍ角として、５０％〜９０％オーバーラップさせて照射する。

ＹＡＧの第３高調波を用いることによって、深いｎ⁺層２３を形成することができる。また、レーザーアニールによって、ウエハー裏面のｐ⁺層２４およびｎ⁺層２３のみを活性化させることができ、接着テープ３１の耐熱温度に関係なく熱処理を行うことができる。

ついで、ウエハー裏面の全面に、例えばアルミニウム、チタン、ニッケルおよび金などの複数の金属膜を成膜し、コレクタ電極となる裏面電極２５を形成する（図１２−２）。ここでは、低温スパッタ法により金属膜の蒸着を行うのが適当である。その理由は、接着テープ３１の耐熱温度がおおよそ、高剛性ＵＶテープ型シートでは１００℃以下であり、耐熱性ＵＶテープ型シートでは２００℃以下であり、加熱発泡テープ型シートでは１５０℃以下であるため、成膜時の温度は１００℃以下であるのが望ましいからである。

そして、例えばウエハー２１または支持基板３２を吸引しながら加熱し、接着テープ３１の発泡剤部に含まれる発泡剤４４を発泡させることにより、表面側素子構造部２２の絶縁保護膜との界面で接着テープ３１を剥離させる（図１２−３）。接着テープ３１および支持基板３２を取り除いた後、ウエハー裏面にダイシングテープ２６を貼り付け、複数のチップ２７に切断する（図１２−４）。

その後、図示省略するが、各チップ２７は、裏面電極２５を介して配線基板等の固定部材にはんだ付けされる。そして、各チップ２７のウエハー表面側の電極には、アルミワイヤ電極が超音波ワイヤボンディング装置により固着される。また、接着テープ３１にＵＶ光を照射して（図１２−３）、支持基板３２から接着テープ３１を剥離させ、支持基板３２を再利用する。なお、ウエハー２１に、接着テープ３１のＵＶテープ層を貼り付け、支持基板３２に、接着テープ３１の発泡剤部を貼り付けてもよい。この場合には、支持基板３２を発泡により剥離させた後、ＵＶ光の照射によりウエハー２１を剥離させればよい。

ＦＳ型ＩＧＢＴに代えて、ＮＰＴ型のＩＧＢＴを作製する場合には、ｎ⁺層２３を形成するためのｎ型不純物（リン）のイオン注入工程を省略すればよい。その場合、ウエハー裏面のレーザーアニールに用いるレーザーは、半値幅の短いＸｅＦパルスレーザー（波長：３５１ｎｍ、半値幅：例えば１４ｎｓ）や、ＸｅＣｌパルスレーザー（波長：３０８ｎｍ、半値幅：例えば４９ｎｓ）や、全固体ＹＡＧ２ωレーザー（波長：５３２ｎｍ、半値幅：例えば１００ｎｓ）でもよい。これらのレーザーを用いることによって、ｐ⁺層２４のみを活性化させることができる。

この方法によれば、ウエハーに支持基板が接合されていることによって、ウエハー裏面の研削後もウエハーの反りはほとんどない（図２参照、同図の従来例２（支持基板付きの状態））。また、ウエハー裏面に金属膜を蒸着してコレクタ電極を形成した後に、ウエハーが割れるのを防ぐことができる（図３参照、同図の従来例２（支持基板付きの状態））。

しかしながら、上述した接着テープ３１を介して支持基板３２にウエハー２１を貼り付けた状態でウエットエッチング等のウエット工程を行うと、ウエハー２１の周縁から薬液が侵入することがある。この場合には、発泡剤部４３の、薬液が侵入した部分の発泡機能が失われてしまう。図１３は、ウエハー２１を剥離した後に、接着テープ３１を構成するテープ基材４２上の発泡剤部４３の様子を模式的に示す図である。発泡剤部４３の端部を除く領域（発泡正常領域４３１）では、発泡剤４４が正常に発泡している。それに対して、発泡剤部４３の周縁には、薬液の侵入により発泡機能が失われた結果、おおよそ１００〜２００μｍ幅で発泡剤４４が発泡していない領域（発泡不良領域４３２）が存在する。

本来、発泡不良領域４３２がなければ、図１４および図１５に示すように、発泡によりウエハー２１（薄型ウエハー４１）を剥離させると、薄型ウエハー４１が割れたり、欠けたりすることなく、薄型ウエハー４１を接着テープ３１から剥離させることができる。それに対して、発泡剤部４３の周縁に発泡不良領域４３２が存在すると、その発泡不良領域４３２では、接着テープ３１の糊が伸びて薄型ウエハー４１に貼り付いてしまう。

そのため、加熱により発泡剤部４３を発泡させたときに、薄型ウエハー４１の周縁を除く発泡正常領域４３１では薄型ウエハー４１が接着テープ３１から容易に剥離するが、薄型ウエハー４１の周縁部分を、接着テープ３１から剥離させるのは容易ではない。このような状態で、薄型ウエハー４１を無理に剥離させようとすると、図１６に示すように、薄型ウエハー４１に欠けや割れなどの欠損部４１１が生じてしまう。そして、図１７に示すように、発泡剤部４３にはウエハーの破片４１２が残ってしまう。

そこで、バックグラインドやウエットエッチング等の研削工程が終了した後に、薄型ウエハーと支持基板を接着テープを介して貼り合せ、その状態でイオン注入工程等のウエハー裏面側の工程を行う方法が有効である。この方法に従ってＦＳ型ＩＧＢＴを製造する場合のプロセスについて、図１８（図１８−１〜図１８−４）を参照しながら説明する。

まず、ｎ−ＦＺウエハー２１の表面側に、表面側素子構造部２２を形成する（図１８−１）。ついで、ウエハー裏面（図１８−２では、上側の面）をバックグラインドやウエットエッチング等により研削し、表面側素子構造部２２を含むウエハー全体の厚さを所望の厚さにする（図１８−２）。以下、この薄型化したウエハー２１を薄型ウエハー４１とする。ついで、薄型ウエハー４１に接着テープ３１の発泡剤部４３を貼り付け、支持基板３２に接着テープ３１のＵＶテープ層４５を貼り付ける（逆も可）ことによって、接着テープ３１を介して支持基板３２に表面側素子構造部２２の表面を接合する（図１８−３）。

ついで、図１２−１〜図１２−２と同様にして、薄型ウエハー４１の裏面に、ｎ⁺層２３、ｐ⁺層２４および裏面電極２５を形成する。そして、接着テープ３１の発泡剤部４３に含まれる発泡剤４４を発泡させて、表面側素子構造部２２の絶縁保護膜との界面で接着テープ３１を剥離させる（図１８−４）。これ以降は、図１２−４と同様である。ＮＰＴ型のＩＧＢＴを作製する場合には、ｎ⁺層２３を形成するためのｎ型不純物（リン）のイオン注入工程を省略する。

この方法によれば、接着テープ３１を貼り付けた後にウエット工程を行っていないので、接着テープ３１の発泡剤部４３には発泡不良領域４３２が存在しない。従って、発泡により、薄型ウエハー４１が割れたり、欠けたりすることなく、薄型ウエハー４１を接着テープ３１から剥離させることができる。

ところで、図１１（図１１−１〜図１１−３）および図１２（図１２−１〜図１２−４）に示す製造プロセスでは、ウエハー２１に接着テープ３１を貼り付けた後に、接着テープ３１を切断する必要がある。図１９は、接着テープ３１を切断するときの様子を示す断面図であり、図２０は、その平面図である。図１９に示すように、接着テープ３１を切断する際には、テープカッターの刃１０１は、ウエハー２１の中心を中心位置としてその刃先が外側に向いた状態となる。

接着テープ３１をウエハー２１よりも小さくするには、ウエハー２１の面取りされた周縁にテープカッターの刃１０１をウエハー２１側に斜めに倒した状態で当接させ、その状態で、図２０に矢印で示すように、テープカッターの刃１０１を移動させればよい。その際、ウエハー２１の厚さが５００〜６３０μｍ程度であるので、ウエハー２１の縁が欠けたり、ウエハー２１が割れたりすることはない。

このようなテープ切断方法と同様の方法として、ウエハーの周縁にべべリングを形成し、このべべリングの傾斜方向に沿ってテープカッターを傾斜させて走行させることにより、ウエハーに貼り付けられたテープを切断する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、テープがウエハーよりも大きくなるようにテープを切断する方法として、ウエハーを支持するテーブルに設けらた溝にテープカッターの刃先を挿入して、その溝に沿ってテープを切断する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００２−５７２０８号公報（図１４） 特開２００３−２０９０８２号公報（図４）

図１８（図１８−１〜図１８−４）に示す製造プロセスでは、ウエハー２１を薄くしてから接着テープ３１が貼り付けられる。図２１に示すように、研削前のウエハー２１の厚さは５００μｍである。そして、ウエハー２１の周縁に沿う幅１２００μｍの部分は、厚さが１５０μｍほど薄くなるように傾斜している。そのため、図２２に示すように、ウエハー裏面を研削することによって、薄型ウエハー４１の厚さは７０μｍになり、その周縁に沿う幅５００μｍの部分は、鋭く尖った形状となる。従って、図２３に示すように、薄型ウエハー４１の周縁にテープカッターの刃１０１を当接させて接着テープ３１を切断しようとすると、薄型ウエハー４１の縁が欠けたり、薄型ウエハー４１が割れてしまう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、薄型のウエハーの表面にテープを貼り付け、そのテープをウエハーの大きさに合わせて切断することができる半導体素子の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、薄型のウエハーと支持基板を接着テープを介して貼り合わせることができる半導体素子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素子の製造方法は、予め研削により薄型化されている薄型ウエハーの表面に該ウエハーよりも大きいテープを貼り、ウエハー側に倒れるように刃を傾斜させ、かつ該ウエハーを保持したウエハー保持台に当接させた状態のテープカッターにより、前記テープを、前記ウエハー保持台に沿って切断することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、薄型ウエハーの周縁に沿ってテープを切断するのではなく、ウエハー保持台に沿ってテープを切断するので、ウエハーが薄くても、また薄型ウエハーの周縁が鋭く尖っていても、薄型ウエハーを割ることなく、テープを切断することができる。従って、テープを切断した後に、薄型ウエハーと支持基板とを貼り合わせることができる。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項２の発明にかかる半導体素子の製造方法は、支持基板の表面に該支持基板よりも大きい接着テープを貼り、前記支持基板に当接させた状態のテープカッターにより、前記接着テープを前記支持基板の周縁に沿って切断した後、前記接着テープに、予め研削により薄型化されている薄型ウエハーを貼り付けることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、薄型ウエハーの周縁に沿ってテープを切断するのではなく、支持基板の周縁に沿ってテープを切断するので、ウエハーが薄くても、また薄型ウエハーの周縁が鋭く尖っていても、薄型ウエハーが割れることはない。従って、テープを切断した後に、薄型ウエハーと支持基板とを貼り合わせることができる。

本発明にかかる半導体素子の製造方法によれば、薄型ウエハーの表面に貼り付けられたテープを、ウエハーを割ることなく、ウエハーの大きさに合わせて切断することができる。また、薄型ウエハーを割ることなく、薄型ウエハーと支持基板を接着テープを介して貼り合わせることができる。従って、薄型ウエハーを容易に製造することができる。特に、１００μｍ以下の厚さを有するデバイス特性の良好な半導体素子を容易に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素子の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１により接着テープを切断するときの様子を示す断面図である。図１に示すように、実施の形態１は、薄型ウエハー４１に貼り付けられた接着テープ３１を切断する方法に特徴を有する。製造プロセスについては、例えば図１８（図１８−１〜図１８−４）に示す製造プロセスと同様であるので、重複する説明を省略する。

図１８−３に示す工程において、接着テープ３１の切断方法は、以下の通りである。例えば厚さ７０μｍの薄型ウエハー４１に接着テープ３１を貼り付けたものを、薄型ウエハー４１が下になるようにしてウエハー保持台１０２の上に置く。ウエハー保持台１０２は、薄型ウエハー４１の大きさよりもわずかに大きい。また、好ましくは、ウエハー保持台１０２の、薄型ウエハー４１が載せられる側の面の周縁部分は、例えば曲面状に面取りされているとよい。

そして、ウエハー保持台１０２の面取りされた周縁にテープカッターの刃１０１を、その刃先を外側に向け、かつ薄型ウエハー４１側に斜めに倒した状態で当接させる。その状態で、例えば図２０に矢印で示すように、テープカッターの刃１０１をウエハー保持台１０２の周縁に沿って移動させることにより、接着テープ３１を切断する。ウエハー保持台１０２の代わりに、厚いシリコンウエハーなどを保持台として用いてもよい。

このようにすれば、テープカッターの刃１０１が薄型ウエハー４１の周縁に接触しないので、薄型ウエハー４１の周縁が欠けたり、薄型ウエハー４１が割れたりするのを防ぐことができる。また、図１８（図１８−１〜図１８−４）に示す製造プロセスでは、裏面研削時のウエット工程を行った後に、薄型ウエハー４１に接着テープ３１を貼り付けるので、ウエット処理時の薬液の影響によって接着テープ３１の糊が伸びて薄型ウエハー４１に貼り付くという現象が起こるのを防ぐことができる。従って、薄型ウエハー４１が割れたり、欠けたりすることなく、薄型ウエハー４１を接着テープ３１から剥離させることができる。

図２は、実施の形態１の製造方法に従って作製した直径６インチのウエハー（実施例１とする）について、裏面電極を形成した後のウエハーの反り量とバックグラインド後のウエハーの厚さとの関係を調べた結果を示す図である。ここで、反り量とは、ウエハーの中央と周縁との高さの差である。図２より、実施例１では、バックグラインド後のウエハーの厚さを７０μｍまで薄くしても、裏面電極形成後のウエハーの反り量は、裏面電極形成後に割れが生じるときの反り量の限界値である５．５ｍｍ（直径６インチのウエハーの場合）よりもはるかに小さく、ほぼゼロであることがわかった。

比較のため、図１０に示す方法に従って作製した直径６インチのウエハー（従来例１とする）と、図１１（図１１−１〜図１１−３）および図１２（図１２−１〜図１２−４）に示す方法に従って作製した直径６インチのウエハー（従来例２とする）について、同様のことを調べた結果も併せて図２に示す。従来例１は、支持基板のないものである。従来例２と実施例１は、支持基板付きの状態のものである。従来例２の反り量は、実施例１とほぼ同じであった。それに対して、従来例１では、支持基板がないため、バックグラインド後のウエハーの厚さを９０μｍ以下にすると、裏面電極形成後のウエハーの反り量は、割れの限界値である５．５ｍｍ（直径６インチのウエハーの場合）を超えてしまった。

図３は、実施例１について、裏面電極を形成した後のウエハーの割れ率とバックグラインド後のウエハーの厚さとの関係を調べた結果を示す図である。比較のため、従来例１および従来例２について、同様のことを調べた結果も併せて図３に示す。図３に示すように、実施例１および従来例２は、バックグラインド後のウエハーの厚さを７０μｍまで薄くしても、割れ率はほぼゼロと極めて小さい。それに対して、従来例１では、バックグラインド後のウエハーの厚さを７０μｍとしたときの割れ率は９５％と極めて高い。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２により接着テープを切断するときの様子を示す断面図である。図４に示すように、実施の形態２は、接着テープ３１を支持基板３２に貼り付けて切断する方法に特徴を有する。製造プロセスについては、例えば図１８（図１８−１〜図１８−４）に示す製造プロセスと同様であるので、重複する説明を省略する。

図１８−３に示す工程において、接着テープ３１の切断方法は、以下の通りである。例えば厚さ６３０μｍのガラス製の支持基板３２に接着テープ３１を貼り付ける。特に限定しないが、図示例では、支持基板３２側にＵＶテープ層４５が貼り付けられている。そして、支持基板３２の周縁にテープカッターの刃１０１を、その刃先を外側に向け、かつ支持基板３２側に斜めに倒した状態で当接させる。その状態で、例えば図２０に矢印で示すように、テープカッターの刃１０１を支持基板３２の周縁に沿って移動させることにより、接着テープ３１を切断する。その後、図５に示すように、接着テープ３１のセパレータ４６を剥がし、接着テープ３１の発泡剤部４３に例えば厚さ７０μｍの薄型ウエハー４１を貼り付ける。

このようにすれば、薄型ウエハー４１の周縁にテープカッターの刃１０１を当てて接着テープ３１を切断しなくてもすむので、接着テープ３１の切断時に薄型ウエハー４１の周縁が欠けたり、薄型ウエハー４１が割れたりするのを防ぐことができる。また、実施の形態１と同様に、ウエット処理時の薬液の影響によって接着テープ３１の糊が伸びて薄型ウエハー４１に貼り付くのを防ぐことができるので、薄型ウエハー４１が割れたり、欠けたりすることなく、薄型ウエハー４１を接着テープ３１から剥離させることができる。

実施の形態２の製造方法に従って作製した直径６インチのウエハー（実施例２とする）について、裏面電極形成後のウエハー反り量とバックグラインド後のウエハー厚さとの関係、および裏面電極形成後のウエハー割れ率とバックグラインド後のウエハー厚さとの関係を調べた結果を、それぞれ図２および図３に示す。実施例２の結果は、実施例１と同じであった。

実施の形態３．
図６（図６−１〜図６−３）および図７（図７−１〜図７−２）は、実施の形態３によるＦＳ型ＩＧＢＴの製造プロセスを示す図である。まず、ｎ−ＦＺウエハーのウエハー裏面をバックグラインドやウエットエッチング等により研削し、所望の厚さ、例えば７０μｍの厚さの薄型ウエハー４１にする（図６−１）。ついで、図１０−３〜図１０−４と同様にして、薄型ウエハー４１の裏面に、ｎ⁺層２３、ｐ⁺層２４および裏面電極２５を形成する（図６−２）。

実施の形態３では、イオン注入後の熱処理（アニール）を行う際に表面側素子構造部２２が形成されていないので、この熱処理を例えば１０００℃前後の高温で行うことができる。従って、注入したドーパントを十分に活性化させることができるので、薄型ウエハー４１の裏面側に深い拡散層を形成することができる。

ついで、薄型ウエハー４１の裏面電極２５に接着テープ３１の発泡剤部４３を貼り付け、支持基板３２に接着テープ３１のＵＶテープ層４５を貼り付ける（逆も可）ことによって、接着テープ３１を介して支持基板３２を接合する（図６−３）。その際、薄型ウエハー４１にそれよりも大きい接着テープ３１を貼り付けた状態で、接着テープ３１を切断する場合には、上述した実施の形態１の切断方法に従う。一方、支持基板３２にそれよりも大きい接着テープ３１を貼り付けた状態で、接着テープ３１を切断する場合には、上述した実施の形態２の切断方法に従う。

ついで、支持基板３２を貼り付けた状態のまま、薄型ウエハー４１の表面側に表面側素子構造部２２を形成する（図７−１）。そして、接着テープ３１の発泡剤部４３に含まれる発泡剤４４を発泡させて、裏面電極２５との界面で接着テープ３１を剥離させる（図７−２）。これ以降は、図１２−４と同様である。ＮＰＴ型のＩＧＢＴを作製する場合には、ｎ⁺層２３を形成するためのｎ型不純物（リン）のイオン注入工程を省略する。

なお、裏面電極２５を、図６−２に示す支持基板３２との貼り合わせ前の段階で形成する代わりに、図７−２に示す支持基板３２からの剥離工程の後に形成してもよい。その際、図７−２に示すように、一旦、薄型ウエハー４１を支持基板３２から剥離した後に、再び薄型ウエハー４１の表面側素子構造部２２に支持基板を貼り付け、その状態で裏面電極２５を形成し、その後に再び支持基板を剥離するようにしてもよい。

以上において、本発明は、ＦＳ型ＩＧＢＴの製造に限らず、ＮＰＴ型ＩＧＢＴや逆阻止型のＩＧＢＴやＭＯＳ（金属−酸化物−半導体）構造を有する半導体素子やＩＣ等の製造にも適用可能であるし、さらには発泡剤部４３を有する接着テープ３１を介して貼り合わせた物体同士を発泡によって剥離させる場合に有効である。また、本発明は、実施の形態で用いた接着テープ３１に限らず、薄型ウエハーの状態でバックグラインド等を行う場合にウエハーに貼り付けるテープなど、薄型のウエハーに貼り付けたテープを切断する場合に有効である。また、本発明は、ＦＺウエハーに限らず、エピタキシャルウエハーを用いる場合にも適用できる。

以上のように、本発明にかかる半導体素子の製造方法は、電力用半導体素子を含むパワーＩＣの製造に有用であり、特に、汎用インバータ、ＡＣサーボ、無停電電源（ＵＰＳ）またはスイッチング電源などの産業分野や、電子レンジ、炊飯器またはストロボなどの民生機器分野に用いられるパワーＩＣに適している。

実施の形態１により接着テープを切断するときの様子を示す断面図である。 裏面電極形成後のウエハー反り量とバックグラインド後のウエハー厚さとの関係を調べた結果を示す特性図である。 裏面電極形成後のウエハー割れ率とバックグラインド後のウエハー厚さとの関係を調べた結果を示す特性図である。 実施の形態２により接着テープを切断するときの様子を示す断面図である。 実施の形態２においてウエハーと支持基板とを貼り合わせた状態を示す断面図である。 実施の形態３の製造プロセスを示す図である。 実施の形態３の製造プロセスを示す図である。 実施の形態３の製造プロセスを示す図である。 図６−１〜図６−３に示す製造プロセスの続きを示す図である。 図６−１〜図６−３に示す製造プロセスの続きを示す図である。 ＮＰＴ型ＩＧＢＴの構成を示す断面図である。 ＦＳ型ＩＧＢＴの構成を示す断面図である。 従来の製造プロセスを示す図である。 従来の製造プロセスを示す図である。 従来の製造プロセスを示す図である。 従来の製造プロセスを示す図である。 従来の製造プロセスを示す図である。 従来の製造プロセスの一部を示す図である。 従来の製造プロセスの一部を示す図である。 従来の製造プロセスの一部を示す図である。 図１１−１〜図１１−３に示す製造プロセスの続きを示す図である。 図１１−１〜図１１−３に示す製造プロセスの続きを示す図である。 図１１−１〜図１１−３に示す製造プロセスの続きを示す図である。 図１１−１〜図１１−３に示す製造プロセスの続きを示す図である。 接着テープの発泡状態を説明するための模式図である。 発泡不良領域がない場合の接着テープから剥離されたウエハーの様子を示す図である。 発泡不良領域がない場合の接着テープのウエハー剥離後の様子を示す図である。 発泡不良領域がある場合の接着テープから剥離されたウエハーの様子を示す図である。 発泡不良領域がある場合の接着テープのウエハー剥離後の様子を示す図である。 従来の製造プロセスを示す図である。 従来の製造プロセスを示す図である。 従来の製造プロセスを示す図である。 従来の製造プロセスを示す図である。 接着テープを切断するときの様子を示す断面図である。 接着テープを切断するときの様子を示す平面図である。 裏面研削前のウエハー周縁部を拡大して示す断面図である。 裏面研削後のウエハー周縁部を拡大して示す断面図である。 接着テープを切断するときの様子を示す断面図である。

符号の説明

３１ 接着テープ
３２ 支持基板
４１ 薄型ウエハー
１０１ テープカッターの刃
１０２ ウエハー保持台

Claims (2)

1. 予め研削により薄型化されている薄型ウエハーの表面に該ウエハーよりも大きいテープを貼り、ウエハー側に倒れるように刃を傾斜させ、かつ該ウエハーを保持したウエハー保持台に当接させた状態のテープカッターにより、前記テープを、前記ウエハー保持台に沿って切断することを特徴とする半導体素子の製造方法。
2. 支持基板の表面に該支持基板よりも大きい接着テープを貼り、前記支持基板に当接させた状態のテープカッターにより、前記接着テープを前記支持基板の周縁に沿って切断した後、前記接着テープに、予め研削により薄型化されている薄型ウエハーを貼り付けることを特徴とする半導体素子の製造方法。

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