JPH1174165A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、半導体ウェーハ裏面の誘電体膜を
除去する際の半導体ウェーハの反りの急変によるパッシ
ベーション膜におけるクラックの発生、更にはこのクラ
ックの発生によって誘発される電極配線層の断線を防止
して、半導体装置の製造歩留まりの低下や信頼性の低下
を防止する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。 【解決手段】 半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２
をシリコン窒化膜１６により被覆した後、次の工程の半
導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２のパターニングと
同一パターンに半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜１４
をパターニングして熱酸化膜１４ａに加工する。このた
め、体積が減少し、半導体ウェーハ１０裏面に対する引
っ張り張力が減少する。シリコン窒化膜１６を除去した
後、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２をパターニ
ングして熱酸化膜１２ａとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に係り、特に半導体ウェーハプロセスにおいて発生す
る半導体ウェーハの反りを抑制する半導体装置の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体装置の製造方法を、図１３
〜図１７を用いて説明する。従来の半導体ウェーハプロ
セスにおいては、先ず、半導体ウェーハ１０を酸素雰囲
気中において熱処理し、その表面及び裏面にそれぞれ熱
酸化膜１２、１４を形成する。このとき、熱処理中の高
温状態から室温状態になる段階において、表面及び裏面
の熱酸化膜１２、１４は半導体ウェーハ１０に対して引
っ張り張力を生じるが、こうした引っ張り張力は半導体
ウェーハ１０の表面及び裏面に同等に働くため、半導体
ウェーハ１０はフラットな形状を保持する（図１３参
照）。

【０００３】次いで、例えばフォトリソグラフィ技術を
用いて、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２を所定
のパターンにパターニングし、熱酸化膜１２ａに加工す
る。このとき、所定のパターンにパターニングされた熱
酸化膜１２ａ全体の体積は、半導体ウェーハ１０表面の
全体に形成されていた熱酸化膜１２の体積と比べて減少
し、それに伴って半導体ウェーハ１０表面に対する引っ
張り張力の減少する。従って、半導体ウェーハ１０表面
の熱酸化膜１２ａの引っ張り張力は、半導体ウェーハ１
０裏面の熱酸化膜１４の引っ張り張力より小さくなるた
め、半導体ウェーハ１０は凸形状に反る（図１４参
照）。

【０００４】次いで、半導体ウェーハ１０表面に素子を
形成するための種々の工程を行う。例えば、所定のパタ
ーンにパターニングされた熱酸化膜１２ａを選択拡散マ
スクとして、半導体ウェーハ１０表面層に不純物を添加
して不純物領域を形成したり、この不純物領域を接続す
る電極配線層を形成したり、電極配線層と層間絶縁膜を
交互に積層して多層配線構造を形成したり、これらの電
極配線層等を保護するパッシベーション膜を形成したり
するが、ここでは説明の便宜上、電極配線層１８及びパ
ッシベーション膜２０のみを図示する（図１５参照）。

【０００５】次いで、半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化
膜１４を除去する。なお、この工程は、例えばＬＣＤに
用いるＴＦＴにおいては、光の透過率を確保するために
必要なものであり、例えば通常のＩＣにおいては、半導
体ウェーハ１０をダイシングした後、各チップをパッケ
ージングする際に、チップとパッケージとの良好な密着
性や良好なコンタクトを確保するために必要なものであ
る。

【０００６】ここで、半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化
膜１４が一挙に除去され、半導体ウェーハ１０の裏面に
働いていた引っ張り張力が消滅することから、半導体ウ
ェーハ１０の反りは凸形状から凹形状に急変する。この
ため、図中に矢印で示すように、半導体ウェーハ１０表
面側のパッシベーション膜２０にクラックが発生する
（図１６参照）。従って、その後の工程において薬品処
理やガス処理を行う場合、薬品やガスがクラックを介し
て侵入し、電極配線層１８をエッチングしたり、腐食し
たりすることにより、図中に矢印で示すように、電極配
線層１８が断線するに至る場合が生じる（図１７参
照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、半導体
ウェーハ１０の表面及び裏面に熱酸化膜１２、１４を形
成し、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２を所定の
パターンにパターニングした後、半導体ウェーハ１０表
面に素子を形成するために例えば電極配線層１８やパッ
シベーション膜２０を形成し、更にその後、半導体ウェ
ーハ１０裏面の熱酸化膜１４を除去するという半導体ウ
ェーハプロセスを有する従来の半導体装置の製造方法に
おいては、半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜１４を除
去することにより、半導体ウェーハ１０の裏面に働いて
いた引っ張り張力が消滅することから、半導体ウェーハ
１０の反りはそれまでの凸形状から凹形状に急変すると
いう事態が生じた。そして、このために、半導体ウェー
ハ１０表面側のパッシベーション膜２０に、肉眼や顕微
鏡で観察されるクラックが発生した。

【０００８】その結果、その後の薬品処理やガス処理を
行う工程において、このクラックを介して侵入した薬品
やガスによって電極配線層１８がアタックされて、エッ
チングや腐食により断線を生じる恐れがあり、半導体装
置の製造歩留まりの低下を招くという問題があった。

【０００９】また、半導体ウェーハ１０の反りに起因し
て、製造処理上のトラブル、例えば円滑な搬送が阻害さ
れたり、リソグラフィ工程におけるフォーカスずれが発
生したりする等のトラブルが発生するという問題もあっ
た。

【００１０】更に、半導体ウェーハ１０をダイシング
し、各チップをパッケージングした後においても、製品
使用上の環境等によっては、パッシベーション膜２０に
発生したクラックを介して侵入した湿気やガス等の影響
が電極配線層１８に及んで断線を生じる恐れがあり、半
導体装置の信頼性の低下を招くという問題があった。

【００１１】そこで本発明は、上記問題点を鑑みてなさ
れたものであり、半導体ウェーハ裏面の誘電体膜を除去
する際の半導体ウェーハの反りの急変によるパッシベー
ション膜におけるクラックの発生、更にはこのクラック
の発生によって誘発される電極配線層の断線を防止し
て、半導体装置の製造歩留まりの低下や信頼性の低下を
防止する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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の本発
明に係る半導体装置の製造方法により達成される。即
ち、請求項１に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウ
ェーハの表面及び裏面に誘電体薄膜を形成した後、この
半導体ウェーハ表面に素子を形成する半導体装置の製造
方法であって、半導体ウェーハ表面に素子を形成する前
に、半導体ウェーハ裏面の前記誘電体薄膜に対する加工
を施し、半導体ウェーハ表面に素子を形成する途中又は
素子を形成した後において、半導体ウェーハ裏面の加工
を施された誘電体薄膜を除去することを特徴とする。

【００１３】このように請求項１に係る半導体装置の製
造方法においては、半導体ウェーハ表面に素子を形成す
る前に、半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜の加工を行う
ことにより、半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜の体積を
減少させ、それに伴い半導体ウェーハ裏面に対する引っ
張り張力も減少させることが可能となる。このため、そ
の後の半導体ウェーハ表面に素子を形成する途中又は素
子を形成した後において、素子としては本来的に不要な
半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜を除去する際に、この
半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜の除去に伴い半導体ウ
ェーハ裏面に働いていた引っ張り張力が消滅しても、半
導体ウェーハの反りが急変することがなくなる。従っ
て、従来のように半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜を除
去する際の半導体ウェーハの反りの急変によって半導体
ウェーハ表面側のパッシベーション膜にクラックが発生
することが防止される。

【００１４】なお、このとき、半導体ウェーハの表面及
び裏面に形成した誘電体薄膜が、酸素雰囲気中における
熱処理により、半導体ウェーハの表面及び裏面に形成し
た熱酸化膜であることが一般的である。但し、必ずしも
熱酸化膜に限定されるわけではなく、半導体装置の種類
によっては、熱酸化膜の代わりに、半導体ウェーハの表
面及び裏面にそれぞれ例えば窒化膜等の他の誘電体膜を
形成する場合もあり、そうした場合であっても、本発明
を適用することは可能である。

【００１５】また、請求項２に係る半導体装置の製造方
法は、上記請求項１に係る半導体装置の製造方法におい
て、半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜に対して施す加工
が、半導体ウェーハ表面の誘電体薄膜を所定のパターン
にパターニングする前に、半導体ウェーハ裏面の誘電体
薄膜を所定のパターンにパターニングすることである構
成とすることにより、半導体ウェーハ表面の誘電体薄膜
のパターニングによるこの誘電体薄膜の体積の減少とそ
れに伴う引っ張り張力の減少に対応させて、半導体ウェ
ーハ裏面の誘電体薄膜のパターニングによるこの誘電体
薄膜の体積の減少とそれに伴う引っ張り張力の減少が可
能になる。このため、その後の工程において半導体ウェ
ーハ裏面の誘電体薄膜を除去する際に、この半導体ウェ
ーハ裏面の誘電体薄膜の除去に伴い半導体ウェーハ裏面
に働いていた引っ張り張力が消滅しても、半導体ウェー
ハの反りが急変することがなくなり、パッシベーション
膜にクラックが発生することが防止される。

【００１６】なお、このとき、半導体ウェーハ裏面の誘
電体薄膜を所定のパターニングする際の所定のパターン
としては、半導体ウェーハ表面の誘電体薄膜をパターニ
ングする際の所定のパターンと同一又は類似であること
が望ましい。この場合、半導体ウェーハ裏面の誘電体薄
膜の体積が半導体ウェーハ表面の所定のパターンにパタ
ーニングする誘電体薄膜の体積と同一又は同程度にな
り、また半導体ウェーハの表面及び裏面に対する引っ張
り張力も同一又は同程度になる。

【００１７】また、このとき、半導体ウェーハ裏面の誘
電体薄膜を所定のパターニングする際の所定のパターン
としては、格子状のパターンであってもよい。但し、こ
の場合、この格子状のパターンにパターニングした半導
体ウェーハ裏面の誘電体薄膜の体積が所定のパターンパ
ターニングする半導体ウェーハ表面の誘電体薄膜の体積
と同一若しくは同程度又はその１０倍程度以内である必
要がある。格子状のパターンにパターニングした半導体
ウェーハ裏面の誘電体薄膜の体積がこの範囲内であれ
ば、半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜を除去する際に半
導体ウェーハ裏面に働いていた引っ張り張力が消滅して
も、半導体ウェーハの反りが急変することがなくなり、
パッシベーション膜にクラックが発生することが防止さ
れるからである。

【００１８】また、請求項３に係る半導体装置の製造方
法は、上記請求項１に係る半導体装置の製造方法におい
て、半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜に対して施す加工
が、半導体ウェーハ表面の誘電体薄膜を所定のパターン
にパターニングする前に、半導体ウェーハ裏面の誘電体
薄膜を所定の厚さに薄膜化することである構成とするこ
とにより、半導体ウェーハ表面の誘電体薄膜のパターニ
ングによるこの誘電体薄膜の体積の減少とそれに伴う引
っ張り張力の減少に対応させて、半導体ウェーハ裏面の
誘電体薄膜の薄膜化によるこの誘電体薄膜の体積の減少
とそれに伴う引っ張り張力の減少が可能になる。このた
め、その後の工程において半導体ウェーハ裏面の誘電体
薄膜を除去する際に、この半導体ウェーハ裏面の誘電体
薄膜の除去に伴い半導体ウェーハ裏面に働いていた引っ
張り張力が消滅しても、半導体ウェーハの反りが急変す
ることがなくなり、パッシベーション膜にクラックが発
生することが防止される。

【００１９】なお、このとき、半導体ウェーハ裏面の誘
電体薄膜を１／１０の厚さに薄膜化することが好適であ
る。この場合、その後の工程において半導体ウェーハ裏
面の誘電体薄膜を除去する際に、パッシベーション膜に
クラックが発生する程の半導体ウェーハの反りの急変を
生じない程度に、既に半導体ウェーハ裏面の引っ張り張
力が減少しているからである。但し、パッシベーション
膜にクラックが発生する程の半導体ウェーハの反りの急
変がない程度に半導体ウェーハ裏面の引っ張り張力が減
少する範囲であれば、半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜
の薄膜化の程度は１／１０に限定されるものではない。

【００２０】また、請求項４に係る半導体装置の製造方
法は、上記請求項１に係る半導体装置の製造方法におい
て、半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜の加工を行う際
に、半導体ウェーハ表面の誘電体薄膜を保護膜によって
被覆する構成とすることにより、半導体ウェーハ表面の
誘電体薄膜は物理的にも化学的にもなんらダメージを受
けることがないように保護されるため、その後の半導体
ウェーハ表面に素子を形成する際に特性劣化等の支障を
生じることはない。

【００２１】なお、このとき、半導体ウェーハ表面の誘
電体薄膜を被覆する保護膜としては、シリコン酸化膜、
シリコン窒化膜、ポリシリコン膜、金属膜、又は有機膜
が好適ある。但し、いずれの場合においても、半導体ウ
ェーハ裏面の誘電体薄膜に対して加工を施す際に、この
誘電体薄膜とのエッチング選択比が大きくて、半導体ウ
ェーハ表面の誘電体薄膜を物理的、化学的に保護すると
共に、半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜を加工した後に
は容易に除去できることが必要がある。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１〜図６は、それぞれ本発明の第
１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するた
めの工程断面図である。先ず、半導体ウェーハ１０を酸
素雰囲気中において熱処理し、その表面及び裏面にそれ
ぞれ熱酸化膜１２、１４を形成する。なお、この工程に
おいて、半導体ウェーハ１０を熱処理中の高温状態から
室温状態に戻す際に、表面及び裏面の熱酸化膜１２、１
４が半導体ウェーハ１０に対して引っ張り張力を生じる
が、こうした引っ張り張力は表面及び裏面に同等に働く
ため、半導体ウェーハ１０はフラットな形状を保持して
いる（図１参照）。

【００２３】次いで、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体
ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２上に保護膜としてのシ
リコン窒化膜１６を形成し、熱酸化膜１２全面を被覆す
る。続いて、半導体ウェーハ１０を反転させた後、例え
ばフォトリソグラフィ技術を用いて、半導体ウェーハ１
０裏面の熱酸化膜１４に対する加工を施す。即ち、次の
工程において半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２を
所定のパターンにパターニングする際に使用するマスク
と同一パターンのマスクを使用し、半導体ウェーハ１０
裏面の熱酸化膜１４をパターニングして熱酸化膜１４ａ
に加工する。

【００２４】なお、このとき、熱酸化膜１４を選択的に
エッチングする際のエッチング液としては、シリコン窒
化膜１６との選択比が大きいものを使用することによ
り、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２は保護膜と
してのシリコン窒化膜１６によって全面的に被覆された
ままの状態が保持されるため、物理的にも化学的にも、
なんらダメージを受けることはない（図２参照）。

【００２５】次いで、半導体ウェーハ１０を正転させた
後、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２を全面的に
被覆しているシリコン窒化膜１６を除去する。こうし
て、半導体ウェーハ１０表面には熱酸化膜１２をそのま
ま残存しつつ、裏面の熱酸化膜１４のみを所定のパター
ンにパターニングして熱酸化膜１４ａに加工した半導体
ウェーハ１０が得られる（図３参照）。

【００２６】次いで、再びフォトリソグラフィ技術を用
いて、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２を所定の
パターンにパターニングし、熱酸化膜１２ａとする。こ
のとき、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２ａのな
すパターンと半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜１４ａ
のなすパターンとが同一であるため、半導体ウェーハ１
０の表面及び裏面における熱酸化膜１２ａ、１４ａは上
記図１に示される熱酸化膜１２、１４に比べてその体積
が等しく減少し、従って半導体ウェーハ１０の表面及び
裏面に対する熱酸化膜１２ａ、１４ａの引っ張り張力も
共に等しく減少する。即ち、熱酸化膜１２ａ、１４ａの
体積が等しく小さくなり、従って半導体ウェーハ１０の
表面及び裏面に対する熱酸化膜１２ａ、１４ａの引っ張
り張力も等しく小さくなる。このため、その表面及び裏
面にそれぞれ熱酸化膜１２ａ、１４ａが形成されている
半導体ウェーハ１０はフラットな形状に保持される（図
４参照）。

【００２７】次いで、このように半導体ウェーハ１０が
フラットな形状を保持された状態において、半導体ウェ
ーハ１０表面に素子を形成するための種々の工程を行
う。例えば、熱酸化膜１２ａを選択拡散マスクとして、
半導体ウェーハ１０表面層に不純物を添加して不純物領
域を形成したり、この不純物領域を接続する電極配線層
を形成したり、電極配線層と層間絶縁膜を交互に積層し
て多層配線構造を形成したり、これらの電極配線層等を
保護するパッシベーション膜を形成したりするが、ここ
では説明の便宜上、電極配線層１８及びパッシベーショ
ン膜２０のみを図示する（図５参照）。

【００２８】次いで、半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化
膜１４ａを除去する。なお、この工程は、例えばＬＣＤ
に用いるＴＦＴにおいては、光の透過率を確保するため
に行うものであり、例えば通常のＩＣにおいては、半導
体ウェーハ１０をダイシングした後、各チップをパッケ
ージングする際に、チップとパッケージとの良好な密着
性や良好なコンタクトを確保するために行うものであ
る。

【００２９】ここで、半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化
膜１４ａが除去され、半導体ウェーハ１０の裏面に働い
ていた引っ張り張力は消滅することになる。但し、上記
図４に示す工程において、既に半導体ウェーハ１０の表
面及び裏面の熱酸化膜１２ａ、１４ａによる引っ張り張
力は共に小さいものとなっていることから、半導体ウェ
ーハ１０裏面の熱酸化膜１４ａの除去に伴って半導体ウ
ェーハ１０裏面に働いていた引っ張り張力が消滅して
も、半導体ウェーハ１０の反りが急変することはない。
このため、従来のように半導体ウェーハ１０表面側のパ
ッシベーション膜２０にクラックが発生することもなく
なる（図６参照）。

【００３０】以上のように本実施形態によれば、半導体
ウェーハ１０の表面及び裏面にそれぞれ熱酸化膜１２、
１４を形成した後、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜
１２のパターニングに使用するマスクと同一パターンの
マスクを使用して、半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜
１４をパターニングし、更に半導体ウェーハ１０表面の
熱酸化膜１２をパターニングすることにより、半導体ウ
ェーハ１０の表面及び裏面の熱酸化膜１２、１４がそれ
ぞれ熱酸化膜１２ａ、１４ａとなって体積が等しく減少
し、半導体ウェーハ１０の表面及び裏面に対する熱酸化
膜１２ａ、１４ａの引っ張り張力も共に等しく減少する
ことから、半導体ウェーハ１０表面に素子を形成するた
めの種々の工程を行った後、素子としては本来的に不要
な半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜１４ａを除去し
て、半導体ウェーハ１０裏面に働いていた引っ張り張力
が消滅しても、半導体ウェーハ１０の反りが急変するこ
とがなくなるため、従来のように半導体ウェーハ１０表
面側のパッシベーション膜２０にクラックが発生するこ
とを防止することができる。

【００３１】従って、その後の工程において薬品処理や
ガス処理を行う際にも、クラックを介して侵入した薬品
やガスによって電極配線層１６がアタックされることも
なくなり、エッチングや腐食によって電極配線層１８が
断線することを防止することができるため、半導体装置
の製造歩留まりを向上させることができる。

【００３２】また、半導体ウェーハ１０の反りに起因し
て、製造処理上のトラブル、例えば円滑な搬送が阻害さ
れたり、リソグラフィ工程におけるフォーカスずれが生
じたりする等のトラブルの発生を防止することができる
ため、生産性の向上を実現することができる。

【００３３】更に、半導体ウェーハ１０をダイシング
し、各チップをパッケージングした後においても、クラ
ックを介して侵入した湿気やガス等によって電極配線層
１６が断線するような製品使用上の環境等の影響を受け
ることを防止することができるため、半導体装置の信頼
性を向上させることができる。

【００３４】なお、上記第１の実施形態においては、先
ず半導体ウェーハ１０を酸素雰囲気中において熱処理
し、その表面及び裏面にそれぞれ熱酸化膜１２、１４を
形成しており、これが通常の半導体ウェーハプロセスの
一般的な工程であるが、半導体装置の種類によっては、
熱酸化膜１２、１４の代わりに、半導体ウェーハ１０の
表面及び裏面にそれぞれ例えば窒化膜等の他の誘電体膜
を形成する場合があり、そうした場合であっても、本発
明を適用することは可能である。

【００３５】また、上記第１の実施形態においては、半
導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜１４をパターニングし
て熱酸化膜１４ａとする工程を、上記図５に示す半導体
ウェーハ１０表面に素子を形成するための種々の工程を
行った後に設けているが、例えば例えばＬＣＤに用いる
ＴＦＴを作製する場合のように、半導体ウェーハ１０表
面に素子を形成する工程の途中に設けてもよい。この場
合も、上記第１の実施形態の場合と同様の効果を奏する
ことができる。

【００３６】また、上記第１の実施形態においては、半
導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜１４をパターニングし
て熱酸化膜１４ａとする際に、熱酸化膜１４とのエッチ
ング選択比の大きいシリコン窒化膜１６によって半導体
ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２を全面的に被覆してい
るが、この半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２の保
護膜としては、シリコン窒化膜１６に限定されるもので
はなく、例えばＣＶＤ酸化膜やポリシリコン膜や金属膜
や有機膜等であってもよい。いずれの場合においても、
熱酸化膜１４を選択的にエッチングする際に熱酸化膜１
４とのエッチング選択比が大きくて、半導体ウェーハ１
０表面の熱酸化膜１２を物理的、化学的に保護すると共
に、熱酸化膜１４を選択的にエッチングした後には容易
に除去することができるものであればよい。

【００３７】また、半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜
１４をパターニングして熱酸化膜１４ａとする際に、そ
の次の工程において半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜
１２をパターニングする際に使用するマスクと同一パタ
ーンのマスクを使用しているが、この同一パターンのマ
スクの代わりに、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１
２をパターニングする際に使用するマスクと類似するパ
ターンのマスクを使用してもよい。この場合において
も、類似するパターンのマスクを使用してパターニング
した半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜の体積が上記実
施形態の半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２ａの体
積と同程度になり、その熱酸化膜の半導体ウェーハ１０
裏面に対する引っ張り張力も上記実施形態の半導体ウェ
ーハ１０表面に対する熱酸化膜１２ａの引っ張り張力と
同程度になるため、上記実施形態の場合とほぼ同様の効
果を奏することができる。

【００３８】また、上記同一パターンのマスクの代わり
に、格子状のパターンのマスクを使用してもよい。但
し、このとき、この格子状のパターンのマスクを使用し
てパターニングした半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜
の体積が、上記実施形態の半導体ウェーハ１０表面の熱
酸化膜１２ａの体積と同一ないしはその体積の１０倍以
内であることが望ましい。

【００３９】この場合、格子状のパターンのマスクを使
用してパターニングした半導体ウェーハ１０裏面の熱酸
化膜の体積が上記実施形態の半導体ウェーハ１０表面の
熱酸化膜１２ａの体積と同一、若しくは同程度、又はそ
の１０倍程度以内になるが、これらの範囲内であれば、
その熱酸化膜の半導体ウェーハ１０裏面に対する引っ張
り張力が上記実施形態の半導体ウェーハ１０表面に対す
る熱酸化膜１２ａの引っ張り張力と同一若しくは同程度
になっても、又はそれよりかなり大きくなっても、半導
体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜の除去に伴って半導体ウ
ェーハ１０の反りが急変することはないため、上記実施
形態の場合とほぼ同様の効果を奏することができる。

【００４０】また、格子状のパターンのマスクとして、
スクライブパターニングのマスクを使用することが可能
であるため、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２を
パターニングする際と同一パターンのマスクを使用する
場合と同様、新たなパターンのマスクを特別に作製する
必要がないことから、製造コストの上昇を抑制すること
ができる。

【００４１】（第２の実施形態）図７〜図１２は、それ
ぞれ本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方
法を説明するための工程断面図である。なお、上記図１
〜図６に示す第１の実施形態の場合と同一の構成要素に
は同一の符号を付して説明を省略する。先ず、上記図１
に示す工程と同様に、半導体ウェーハ１０を酸素雰囲気
中において熱処理し、その表面及び裏面にそれぞれ熱酸
化膜１２、１４を形成する。このとき、半導体ウェーハ
１０の表面及び裏面の熱酸化膜１２、１４の半導体ウェ
ーハ１０に対して引っ張り張力は表面及び裏面に同等に
働くため、半導体ウェーハ１０はフラットな形状を保持
している（図７参照）。

【００４２】次いで、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体
ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２上に保護膜としてのポ
リシリコン膜２２を形成し、熱酸化膜１２全面を被覆す
る。続いて、半導体ウェーハ１０を反転させた後、例え
ばエッチング技術を用いて、半導体ウェーハ１０裏面の
熱酸化膜１４に対する加工、即ち熱酸化膜１４の薄膜化
を行い、熱酸化膜１４の例えば１／１０程度の厚さの熱
酸化膜１４ｂとする。このように、半導体ウェーハ１０
裏面の薄膜化された熱酸化膜１４ｂは上記図７に示され
る熱酸化膜１４に比べてその体積が１／１０程度に減少
するため、この熱酸化膜１４ｂによる引っ張り張力はそ
れまでの熱酸化膜１４による引っ張り張力よりも小さく
なる。

【００４３】なお、このとき、熱酸化膜１４をスライト
エッチングする際のエッチング液としては、ポリシリコ
ン膜２２との選択比が大きいものを使用することによ
り、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２は保護膜と
してのポリシリコン膜２２によって全面的に被覆された
ままの状態が保持されるため、上記第１の実施形態の場
合と同様に、物理的にも化学的にもなんらダメージを受
けることはない（図８参照）。

【００４４】次いで、半導体ウェーハ１０を正転させた
後、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２を全面的に
被覆しているポリシリコン膜２２を除去する。こうし
て、半導体ウェーハ１０表面には熱酸化膜１２をそのま
ま残存しつつ、裏面の熱酸化膜１４のみを１／１０程度
の厚さに薄膜化して熱酸化膜１４ｂに加工した半導体ウ
ェーハ１０が得られる（図９参照）。

【００４５】次いで、フォトリソグラフィ技術を用い
て、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２を所定のパ
ターンにパターニングし、熱酸化膜１２ａとする。この
とき、半導体ウェーハ１０表面のパターニングされた熱
酸化膜１２ａは上記図７に示される熱酸化膜１２に比べ
てその体積が減少するため、この熱酸化膜１２ａによる
引っ張り張力はそれまでの熱酸化膜１２による引っ張り
張力よりも小さくなる。従って、半導体ウェーハ１０の
表面及び裏面に対する熱酸化膜１２ａ、１４ｂの引っ張
り張力は上記図７に示される熱酸化膜１２、１４の引っ
張り張力よりも共に減少するため、半導体ウェーハ１０
の表面及び裏面に対する熱酸化膜１２ａ、１４ｂの引っ
張り張力はバランスが取れるようになる。このため、そ
の表面及び裏面にそれぞれ熱酸化膜１２ａ、１４ｂが形
成されている半導体ウェーハ１０はフラットな形状に保
持される（図１０参照）。

【００４６】次いで、このように半導体ウェーハ１０が
フラットな形状を保持された状態において、半導体ウェ
ーハ１０表面に素子を形成するための種々の工程を行
う。例えば、熱酸化膜１２ａを選択拡散マスクとして、
半導体ウェーハ１０表面層に不純物を添加して不純物領
域を形成したり、この不純物領域を接続する電極配線層
を形成したり、電極配線層と層間絶縁膜を交互に積層し
て多層配線構造を形成したり、これらの電極配線層を保
護するパッシベーション膜を形成したりするが、上記図
５に示す工程の場合と同様に、電極配線層１８及びパッ
シベーション膜２０のみを図示する（図１１参照）。

【００４７】次いで、半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化
膜１４ｂを除去する。なお、この工程は、例えばＬＣＤ
に用いるＴＦＴにおいては、光の透過率を確保するため
に行うものであり、例えば通常のＩＣにおいては、半導
体ウェーハ１０をダイシングした後、各チップをパッケ
ージングする際に、チップとパッケージとの良好な密着
性や良好なコンタクトを確保するために行うものであ
る。

【００４８】ここで、半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化
膜１４ｂが除去され、半導体ウェーハ１０の裏面に働い
ていた引っ張り張力は消滅することになる。但し、上記
図１０に示す工程において、既に半導体ウェーハ１０の
表面及び裏面の熱酸化膜１２ａ、１４ｂによる引っ張り
張力は共に小さいものとなっていることから、半導体ウ
ェーハ１０裏面の熱酸化膜１４ｂの除去に伴って半導体
ウェーハ１０裏面に働いていた引っ張り張力が消滅して
も、半導体ウェーハ１０の反りが急変することはない。
このため、従来のように半導体ウェーハ１０表面側のパ
ッシベーション膜２０にクラックが発生することもなく
なる（図１２参照）。

【００４９】以上のように本実施形態によれば、半導体
ウェーハ１０の表面及び裏面にそれぞれ熱酸化膜１２、
１４を形成した後、半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜
１４を１／１０程度に薄膜化し、更に半導体ウェーハ１
０表面の熱酸化膜１２を所定のパターンにパターニング
することにより、半導体ウェーハ１０の表面及び裏面の
熱酸化膜１２、１４がそれぞれ熱酸化膜１２ａ、１４ｂ
となって共に体積が減少し、半導体ウェーハ１０の表面
及び裏面に対する熱酸化膜１２ａ、１４ｂの引っ張り張
力も共に減少して小さくなることから、半導体ウェーハ
１０表面に素子を形成するための種々の工程を行った
後、素子としては本来的に不要な半導体ウェーハ１０裏
面の熱酸化膜１４ｂを除去して、半導体ウェーハ１０裏
面に働いていた引っ張り張力が消滅しても、半導体ウェ
ーハ１０の反りが急変することがなくなるため、従来の
ように半導体ウェーハ１０表面側のパッシベーション膜
２０にクラックが発生することを防止することができ
る。従って、上記第１の実施形態の場合と同様の効果を
奏することができる。

【００５０】なお、上記第２の実施形態においては、上
記第１の実施形態の場合と同様に、先ず半導体ウェーハ
１０を酸素雰囲気中において熱処理してその表面及び裏
面にそれぞれ熱酸化膜１２、１４を形成しているが、熱
酸化膜１２、１４の代わりに、半導体ウェーハ１０の表
面及び裏面にそれぞれ例えば窒化膜等の他の誘電体膜を
形成する場合であっても、本発明を適用することは可能
である。

【００５１】また、上記第２の実施形態においては、半
導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜１４を薄膜化して熱酸
化膜１４ｂとする工程を、上記図１１に示す半導体ウェ
ーハ１０表面に素子を形成するための種々の工程を行っ
た後に設けているが、例えば例えばＬＣＤに用いるＴＦ
Ｔを作製する場合のように、半導体ウェーハ１０表面に
素子を形成する工程の途中に設けてもよい。この場合
も、上記第２の実施形態の場合と同様の効果を奏するこ
とができる。

【００５２】また、上記第２の実施形態においては、半
導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜１４を薄膜化して熱酸
化膜１４ｂとする際に、熱酸化膜１４とのエッチング選
択比の大きいポリシリコン膜２２によって半導体ウェー
ハ１０表面の熱酸化膜１２を全面的に被覆しているが、
この半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２の保護膜と
してはポリシリコン膜２２に限定されるものではなく、
例えばＣＶＤ酸化膜やシリコン窒化膜や金属膜や有機膜
等であってもよい。いずれの場合においても、熱酸化膜
１４を薄膜化する際に熱酸化膜１４とのエッチング選択
比が大きくて、半導体ウェーハ１０表面の熱酸化膜１２
を物理的、化学的に保護すると共に、熱酸化膜１４を薄
膜化した後に容易に除去することができるものであれば
よい。

【００５３】また、上記第２の実施形態においては、半
導体ウェーハ１０裏面の熱酸化膜１４を薄膜化して熱酸
化膜１４ｂとする際に、１／１０程度の厚さに薄膜化し
ているが、この薄膜化の程度は１／１０程度に限定され
るものではない。この半導体ウェーハ１０裏面の熱酸化
膜１４の薄膜化により半導体ウェーハ１０裏面に対する
引っ張り張力が減少して、上記図１２に示す工程におい
て半導体ウェーハ１０裏面の薄膜化された熱酸化膜を除
去する際に、この熱酸化膜の除去に伴って半導体ウェー
ハ１０裏面に働いていた引っ張り張力が消滅しても、半
導体ウェーハ１０表面側のパッシベーション膜２０にク
ラックが発生する程の半導体ウェーハ１０の反りの急変
がなければよいため、半導体ウェーハ１０裏面に対する
引っ張り張力の減少がこうした範囲になるように薄膜化
の程度を設定すればよい。

【００５４】

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
る半導体装置の製造方法によれば、次のような効果を奏
することができる。即ち、請求項１に係る半導体装置の
製造方法によれば、半導体ウェーハ表面に素子を形成す
る前に、半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜に対する加工
を施すことにより、半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜の
体積を減少させ、それに伴い半導体ウェーハ裏面に対す
る引っ張り張力も減少させることが可能となるため、そ
の後の半導体ウェーハ表面に素子を形成する途中又は素
子を形成した後において、半導体ウェーハ裏面の誘電体
薄膜を除去する際に、この半導体ウェーハ裏面の誘電体
薄膜の除去に伴い半導体ウェーハ裏面に働いていた引っ
張り張力が消滅しても、半導体ウェーハの反りが急変し
ないようにすることができる。従って、半導体ウェーハ
裏面の誘電体薄膜を除去する際の半導体ウェーハの反り
の急変によって半導体ウェーハ表面側のパッシベーショ
ン膜にクラックが発生することが防止され、その後の工
程においてクラックを介して侵入した薬品やガスによっ
て電極配線層がアタックされることもなくなるため、電
極配線層が断線することを防止することができ、半導体
装置の製造歩留まりを向上させることができる。

【００５５】また、半導体ウェーハの反りに起因して発
生する製造処理上のトラブル、例えば円滑な搬送が阻害
されたり、リソグラフィ工程におけるフォーカスずれが
生じたりする等のトラブルの発生を防止することができ
るため、生産性の向上を実現することができる。

【００５６】更に、半導体ウェーハをダイシングし、各
チップをパッケージングした後においても、クラックを
介して侵入した湿気やガス等によって電極配線層が断線
するような製品使用上の環境等の影響を受けることを防
止することができるため、半導体装置の信頼性を向上さ
せることができる。

【００５７】また、請求項２に係る半導体装置の製造方
法によれば、上記請求項１に係る半導体装置の製造方法
において、半導体ウェーハ表面の誘電体薄膜を所定のパ
ターンにパターニングする前に、半導体ウェーハ裏面の
誘電体薄膜を所定のパターンにパターニングすることに
より、半導体ウェーハ表面の誘電体薄膜のパターニング
によるこの誘電体薄膜の体積の減少とそれに伴う引っ張
り張力の減少に対応させて、半導体ウェーハ裏面の誘電
体薄膜のパターニングによるこの誘電体薄膜の体積の減
少とそれに伴う引っ張り張力の減少が可能になるため、
その後の工程において半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜
を除去する際に、この半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜
の除去に伴い半導体ウェーハ裏面に働いていた引っ張り
張力が消滅しても、半導体ウェーハの反りが急変するこ
とがなくなり、パッシベーション膜にクラックが発生す
ることが防止されることから、その後の工程における薬
品やガスのアタックによる電極配線層の断線を防止して
半導体装置の製造歩留まりを向上し、半導体ウェーハの
反りに起因して発生する製造処理上のトラブルを防止し
て生産性を向上し、製品使用上の環境等の影響による電
極配線層の断線を防止して半導体装置の信頼性を向上す
るなどの効果を奏することができる。

【００５８】また、請求項３に係る半導体装置の製造方
法によれば、上記請求項１に係る半導体装置の製造方法
において、半導体ウェーハ表面の誘電体薄膜を所定のパ
ターンにパターニングする前に、半導体ウェーハ裏面の
誘電体薄膜を所定の厚さに薄膜化することにより、半導
体ウェーハ表面の誘電体薄膜のパターニングによるこの
誘電体薄膜の体積の減少とそれに伴う引っ張り張力の減
少に対応させて、半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜の薄
膜化によるこの誘電体薄膜の体積の減少とそれに伴う引
っ張り張力の減少が可能になるため、その後の工程にお
いて半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜を除去する際に、
この半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜の除去に伴い半導
体ウェーハ裏面に働いていた引っ張り張力が消滅して
も、半導体ウェーハの反りが急変することがなくなり、
パッシベーション膜にクラックが発生することが防止さ
れることから、上記請求項２に係る半導体装置の製造方
法の場合と同様の効果を奏することができる。

【００５９】また、請求項４に係る半導体装置の製造方
法によれば、上記請求項１に係る半導体装置の製造方法
において、半導体ウェーハ裏面の誘電体薄膜に対する加
工を施す際に、半導体ウェーハ表面の誘電体薄膜を保護
膜によって被覆することにより、半導体ウェーハ表面の
誘電体薄膜は物理的にも化学的にもなんらダメージを受
けることがないように保護されるため、その後の半導体
ウェーハ表面に素子を形成する際に半導体装置の特性劣
化等が生じることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を説明するための工程断面図（その１）である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を説明するための工程断面図（その２）である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を説明するための工程断面図（その３）である。

【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を説明するための工程断面図（その４）である。

【図５】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を説明するための工程断面図（その５）である。

【図６】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を説明するための工程断面図（その６）である。

【図７】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を説明するための工程断面図（その１）である。

【図８】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を説明するための工程断面図（その２）である。

【図９】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製
造方法を説明するための工程断面図（その３）である。

【図１０】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の
製造方法を説明するための工程断面図（その４）であ
る。

【図１１】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の
製造方法を説明するための工程断面図（その５）であ
る。

【図１２】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の
製造方法を説明するための工程断面図（その６）であ
る。

【図１３】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の工程断面図（その１）である。

【図１４】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の工程断面図（その２）である。

【図１５】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の工程断面図（その３）である。

【図１６】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の工程断面図（その４）である。

【図１７】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の工程断面図（その５）である。

【符号の説明】

１０…半導体ウェーハ、１２、１４…熱酸化膜、１２
ａ、１４ａ…パターニングされた熱酸化膜、１４ｂ…薄
膜化された熱酸化膜、１６…保護膜としてのシリコン窒
化膜、１８…電極配線層、２０…パッシベーション膜、
２２…保護膜としてのポリシリコン膜。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェーハの表面及び裏面に誘電体
   薄膜を形成した後、前記半導体ウェーハ表面に素子を形
   成する半導体装置の製造方法であって、 前記半導体ウェーハ表面に素子を形成する前に、前記半
   導体ウェーハ裏面の前記誘電体薄膜に対する加工を施
   し、 前記半導体ウェーハ表面に素子を形成する途中又は素子
   を形成した後において、前記半導体ウェーハ裏面の加工
   を施された前記誘電体薄膜を除去することを特徴とする
   半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
   おいて、 前記半導体ウェーハ裏面の前記誘電体薄膜に対して施す
   加工が、前記半導体ウェーハ表面の前記誘電体薄膜を所
   定のパターンにパターニングする前に、前記半導体ウェ
   ーハ裏面の前記誘電体薄膜を所定のパターンにパターニ
   ングすることであることを特徴とする半導体装置の製造
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
   おいて、 前記半導体ウェーハ裏面の前記誘電体薄膜に対して施す
   加工が、前記半導体ウェーハ表面の前記誘電体薄膜を所
   定のパターンにパターニングする前に、前記半導体ウェ
   ーハ裏面の前記誘電体薄膜を所定の厚さに薄膜化するこ
   とであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載の半導体装置の製
   造方法において、 前記半導体ウェーハ裏面の前記誘電体薄膜の加工を行う
   際に、前記半導体ウェーハ表面の前記誘電体薄膜を保護
   膜によって被覆することを特徴とする半導体装置の製造
   方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
   おいて、 前記半導体ウェーハの表面及び裏面に形成した前記誘電
   体薄膜が、酸素雰囲気中における熱処理により、前記半
   導体ウェーハの表面及び裏面に形成した熱酸化膜である
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項２記載の半導体装置の製造方法に
   おいて、 前記半導体ウェーハ裏面の前記誘電体薄膜をパターニン
   グする際の所定のパターンが、前記半導体ウェーハ表面
   の前記誘電体薄膜をパターニングする際の所定のパター
   ンと同一又は類似であることを特徴とする半導体装置の
   製造方法。
7. 【請求項７】 請求項２記載の半導体装置の製造方法に
   おいて、 前記半導体ウェーハ裏面の前記誘電体薄膜をパターニン
   グする際の所定のパターンが、格子状のパターンであ
   り、 前記格子状のパターンにパターニングした前記半導体ウ
   ェーハ裏面の前記誘電体薄膜の体積が、所定のパターン
   パターニングした前記半導体ウェーハ表面の前記誘電体
   薄膜の体積と同一ないしはその体積の１０倍以内である
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項３記載の半導体装置の製造方法に
   おいて、 前記半導体ウェーハ裏面の前記誘電体薄膜を１／１０の
   厚さに薄膜化することを特徴とする半導体装置の製造方
   法。
9. 【請求項９】 請求項４記載の半導体装置の製造方法に
   おいて、 前記半導体ウェーハ表面の前記誘電体薄膜を被覆する保
   護膜が、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコ
   ン膜、金属膜、又は有機膜であることを特徴とする半導
   体装置の製造方法。