特許 6354345 耐圧測定方法および半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6354345

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】耐圧測定方法および半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20180702BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/66 L

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-114040(P2014-114040)

(22)【出願日】2014年6月2日

(65)【公開番号】特開2015-228444(P2015-228444A)

(43)【公開日】2015年12月17日

【審査請求日】2017年1月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】酒井 光彦

【審査官】 高橋 宣博

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／０２１０７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５５２０２０４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０３３４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１２０３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０３６４７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

沸点が９０℃以上である高沸点フッ素系不活性液体により、半導体基板に形成された半導体素子の表面が覆われた状態において、前記半導体素子の耐圧を測定する工程と、
前記半導体素子の前記耐圧が測定された前記半導体基板を、沸点が８０℃以下である低沸点フッ素系不活性液体により洗浄する工程とを備え、
前記低沸点フッ素系不活性液体の蒸気圧は、２．５×１０^-2ＭＰａ以上である、耐圧測定方法。

【請求項2】

前記低沸点フッ素系不活性液体の前記沸点は６５℃以下である、請求項１に記載の耐圧測定方法。

【請求項3】

前記洗浄する工程は、前記低沸点フッ素系不活性液体中に浸漬された状態において前記半導体基板を洗浄する浸漬洗浄工程を含む、請求項１または請求項２に記載の耐圧測定方法。

【請求項4】

前記浸漬洗浄工程において前記半導体基板が浸漬される前記低沸点フッ素系不活性液体の温度は、４０℃以下に維持される、請求項３に記載の耐圧測定方法。

【請求項5】

前記洗浄する工程は、前記浸漬洗浄工程に加えて、前記低沸点フッ素系不活性液体が蒸発して発生した蒸気により前記半導体基板を洗浄する蒸気洗浄工程をさらに含む、請求項３または請求項４に記載の耐圧測定方法。

【請求項6】

前記蒸気洗浄工程では、前記浸漬洗浄工程で使用される前記低沸点フッ素系不活性液体が蒸発して発生した前記蒸気により前記半導体基板が洗浄される、請求項５に記載の耐圧測定方法。

【請求項7】

前記半導体基板の直径は、１５０ｍｍ以上である、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の耐圧測定方法。

【請求項8】

前記半導体素子は、一辺の長さが１０ｍｍ以下の四角形状を有する複数の半導体チップを含む、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の耐圧測定方法。

【請求項9】

半導体素子が形成された半導体基板を準備する工程と、
前記半導体素子の耐圧を測定する工程とを備え、
前記半導体素子の前記耐圧を測定する工程では、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の耐圧測定方法が実施されることにより、前記半導体素子の前記耐圧が測定される、半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耐圧測定方法および半導体装置の製造方法に関するものである。本発明は、より特定的には、耐圧測定時における放電の発生を抑制するとともに、洗浄後の半導体基板上における異物の残留を抑制可能な耐圧測定方法、および当該耐圧測定方法が実施される半導体装置の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体装置、特に電力用半導体装置にとって、耐圧は重要な特性の一つである。そのため、半導体装置の製造方法においては、半導体基板に形成された半導体素子の耐圧が測定される場合がある。この耐圧測定の条件が不適切である場合、半導体基板上において測定用プローブから沿面放電が発生し、これにより半導体素子が破壊される場合がある。そのため、半導体素子の破壊を防止するために、耐圧測定中における放電の発生を抑制することが必要になる。

【0003】

上記のような放電による半導体素子の破壊を防止するための方法として、絶縁性溶液を用いて半導体素子の耐圧測定を行う方法が知られている。たとえば、特開２００３−１００８１９号公報（特許文献１）には、半導体素子が絶縁性溶液中に浸漬された状態において、当該半導体素子の耐圧を測定する方法が開示されている。また、国際公開第２０１０／０２１０７０号（特許文献２）には、半導体基板の一部の表面に絶縁性溶液がポッティングされた状態において、半導体素子の耐圧を測定する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−１００８１９号公報

【特許文献2】国際公開第２０１０／０２１０７０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１および２において例示される従来の耐圧測定方法では、半導体素子の耐圧測定が完了した後、有機洗浄や純水による洗浄が半導体基板に施される。そして、洗浄後の半導体基板の表面に窒素ガスなどが吹き付けられることにより、半導体基板の表面が乾燥する。

【0006】

しかしながら、上記耐圧測定方法では、乾燥後の半導体基板の表面に異物が付着して残留するという問題があった。この異物は、耐圧測定時に測定プローブの針を半導体素子のパッド電極に接触させた際に当該パッド電極が削られて生じるものや、絶縁性溶液中に不可避的に混入するものである。また上記耐圧測定方法では、蒸発による液量の減少を抑制するために、沸点が高い（すなわち粘度が高い）絶縁性溶液が使用される。このため、絶縁性溶液の高い粘度に起因して、上記異物が乾燥後の半導体基板の表面に容易に付着して残留するという問題があった。よって、半導体装置の歩留まりを向上させる観点から、洗浄後の半導体基板上における異物の残留を抑制するための方法が要求される。

【0007】

そこで、本発明の一態様に係る耐圧測定方法では、耐圧測定時における放電の発生を抑制するとともに、洗浄後の半導体基板上における異物の残留を抑制することを目的としている。また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法では、半導体装置の歩留りを向上させることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る耐圧測定方法は、沸点が９０℃以上である高沸点フッ素系不活性液体により、半導体基板に形成された半導体素子の表面が覆われた状態において、半導体素子の耐圧を測定する工程と、半導体素子の耐圧が測定された半導体基板を、沸点が８０℃以下である低沸点フッ素系不活性液体により洗浄する工程とを備えている。

【0009】

本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、半導体素子が形成された半導体基板を準備する工程と、半導体素子の耐圧を測定する工程とを備えている。半導体素子の耐圧を測定する工程では、上記本発明の一態様に係る耐圧測定方法が実施されることにより、半導体素子の耐圧が測定される。

【発明の効果】

【0010】

上記によれば、耐圧測定時における放電の発生を抑制するとともに、洗浄後の半導体基板上における異物の残留を抑制することができる。また上記によれば、半導体装置の歩留りを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を概略的に示すフローチャートである。

【図2】本発明の一実施形態に係る耐圧測定方法を概略的に示すフローチャートである。

【図3】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いられる半導体基板を示す概略平面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いられる半導体基板に半導体素子が形成された状態を示す概略平面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る耐圧測定方法を説明するための概略断面図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る耐圧測定方法における半導体基板の洗浄プロセスを説明するための概略断面図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法における半導体基板の半導体チップへの分割を説明するための概略平面図である。

【図8】実施例における乾燥後の半導体基板の表面状態を示す写真である。

【図9】比較例における乾燥後の半導体基板の表面状態を示す写真である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

【0013】

（１）本発明の一態様に係る耐圧測定方法は、沸点が９０℃以上である高沸点フッ素系不活性液体３０により、半導体基板１０に形成された半導体素子１１の表面が覆われた状態において、半導体素子１１の耐圧を測定する工程と、半導体素子１１の耐圧が測定された半導体基板１０を、沸点が８０℃以下である低沸点フッ素系不活性液体３１，３２により洗浄する工程とを備えている。

【0014】

上記耐圧測定方法では、絶縁性が高い高沸点フッ素系不活性液体３０により半導体素子１１の表面が覆われた状態において、半導体素子１１の耐圧測定が実施される。そのため、耐圧測定中において放電の発生を抑制し、半導体素子１１の破壊を防止することができる。また高沸点フッ素系不活性液体３０を用いることで、耐圧測定中に蒸発による液量の減少を抑制することができる。また上記耐圧測定方法では、半導体素子１１の耐圧測定が実施された後、低沸点フッ素系不活性液体３１，３２により半導体基板１０が洗浄される。そのため、有機洗浄や水洗が半導体基板に施される場合に比べて、洗浄後の半導体基板の表面をより早く均一に乾燥させることができる。その結果、乾燥後の半導体基板１０の表面において異物の残留を抑制することができる。したがって、上記耐圧測定方法によれば、耐圧測定時における放電の発生を抑制するとともに、洗浄後の半導体基板１０上における異物の残留を抑制することができる。

【0015】

ここで、「フッ素系不活性液体」とは、炭素‐フッ素結合を有するフルオロカーボンを含む絶縁性の液体である。このフッ素系不活性液体には、たとえば住友スリーエム株式会社製のフロリナート（登録商標）およびノベック（登録商標）、ならびにガルデン（登録商標）などが含まれる。

【0016】

（２）上記耐圧測定方法において好ましくは、低沸点フッ素系不活性液体３１，３２の沸点は６５℃以下である。

【0017】

これにより、洗浄後の半導体基板１０の表面をさらに早く均一に乾燥させることができる。その結果、乾燥後の半導体基板１０の表面において異物の残留をより効果的に抑制することができる。

【0018】

（３）上記耐圧測定方法において好ましくは、上記洗浄する工程は、低沸点フッ素系不活性液体３１中に浸漬された状態において半導体基板１０を洗浄する浸漬洗浄工程を含んでいる。これにより、耐圧測定後の半導体基板１０の表面全体を、低沸点フッ素系不活性液体３１を用いて均一に洗浄することができる。

【0019】

（４）上記耐圧測定方法において好ましくは、浸漬洗浄工程において半導体基板１０が浸漬される低沸点フッ素系不活性液体３１の温度は、４０℃以下に維持される。

【0020】

これにより、半導体基板１０の洗浄中において、低沸点フッ素系不活性液体３１の蒸発による液量の減少を抑制することができる。その結果、低沸点フッ素系不活性液体３１の使用量をより削減することができるため、洗浄プロセスのコスト削減を図ることができる。

【0021】

（５）上記耐圧測定方法において好ましくは、浸漬洗浄工程に加えて、低沸点フッ素系不活性液体３１，３２が蒸発して発生した蒸気３３により半導体基板１０を洗浄する蒸気洗浄工程をさらに含んでいる。これにより、浸漬洗浄工程のみが実施される場合に比べて、耐圧測定後の半導体基板１０の表面がより清浄な状態になるように半導体基板１０を洗浄することができる。

【0022】

（６）上記耐圧測定方法において好ましくは、蒸気洗浄工程では、浸漬洗浄工程で使用される低沸点フッ素系不活性液体３１が蒸発して発生した蒸気３３により半導体基板１０が洗浄される。このように、浸漬洗浄において使用される低沸点フッ素系不活性液体３１を蒸気洗浄用の液体として利用することができる。その結果、蒸気３３の発生源である低沸点フッ素系不活性液体３２の使用量をより削減することができる。

【0023】

（７）上記耐圧測定方法において好ましくは、半導体基板１０の直径Ｌ１は、１５０ｍｍ以上である。上記耐圧測定方法によれば、サイズが大きい半導体基板１０においても、乾燥後の表面における異物の残留を抑制することができる。

【0024】

（８）上記耐圧測定方法において好ましくは、半導体素子１１は、一辺の長さ（Ｌ２，Ｌ３）が１０ｍｍ以下の四角形状を有する複数の半導体チップ１２を含んでいる。

【0025】

上記耐圧測定方法では、沸点が９０℃以上である高沸点フッ素系不活性液体３０により半導体素子１１（半導体チップ１２）の表面が覆われた状態において耐圧測定が実施される。このため、半導体チップ１２のサイズが小さく、１枚の半導体基板１０に形成される半導体チップ１２の数が多いために耐圧測定に長時間を要する場合においても、高沸点フッ素系不活性液体３０の液量の減少を抑制することができる。

【0026】

（９）本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、半導体素子１１が形成された半導体基板１０を準備する工程と、半導体素子１１の耐圧を測定する工程とを備えている。半導体素子１１の耐圧を測定する工程では、上記（１）〜（８）のいずれかの耐圧測定方法が実施されることにより、半導体素子１１の耐圧が測定される。

【0027】

上記半導体装置の製造方法では、上記耐圧測定方法を用いて半導体素子１１の耐圧が測定されるため、洗浄後の半導体基板１０上における異物の残留を抑制することができる。その結果、上記半導体装置の製造方法によれば、半導体装置の歩留りを向上させることができる。

【0028】

[本発明の実施形態の詳細]
次に、本発明の実施形態の具体例を、図面を参照しつつ説明する。

【0029】

図１を参照して、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、まず工程（Ｓ１０）として、半導体基板を準備する工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、図３を参照して、たとえば炭化珪素（ＳｉＣ）からなる半導体基板１０が準備される。半導体基板１０の直径Ｌ１は、たとえば１５０ｍｍ（６インチ）以上である。

【0030】

またこの工程（Ｓ１０）では、シリコン（Ｓｉ）からなる半導体基板１０が準備されてもよい。また、窒化ガリウム（ＧａＮ）やダイヤモンドなど、シリコンよりもバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体からなる半導体基板１０が準備されてもよい。

【0031】

次に工程（Ｓ２０）として、半導体素子を形成する工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、図４を参照して、半導体基板１０において複数の半導体チップ１２を含む半導体素子１１が形成される。半導体チップ１２のそれぞれは、たとえば縦型ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）あるいはダイオードなどである。本実施形態においては、半導体チップ１２のそれぞれは、ソースパッド電極２０およびゲートパッド電極２１が一方の表面１０Ａ上に形成され、他方の主面上にドレイン電極が形成された縦型ＭＯＳＦＥＴである。この縦型ＭＯＳＦＥＴは、たとえばトレンチ型のＭＯＳＦＥＴであってもよいし、プレーナ型のＭＯＳＦＥＴであってもよい。

【0032】

図４を参照して、半導体チップ１２は、一辺の長さＬ２，Ｌ３が１０ｍｍ以下の四角形状を有している。一辺の長さＬ２，Ｌ３は特に限定されるものではなく、たとえば６ｍｍ以下であってもよいし、３ｍｍ以下であってもよいし、２ｍｍ以下であってもよい。このように半導体チップ１２のサイズを小さくすることで、同じサイズの半導体基板１０を用いた場合により多数の半導体チップ１２を形成することができる。なお、後述する耐圧測定工程では、半導体チップ１２のそれぞれに対して耐圧測定が実施されるため、半導体チップ１２の数に比例して耐圧測定に要する時間が長くなる。このようにして上記工程（Ｓ１０）および（Ｓ２０）が実施されることにより、複数の半導体チップ１２を含む半導体素子１１が形成された半導体基板１０が準備される。

【0033】

次に、工程（Ｓ３０）として、半導体素子の耐圧を測定する工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、以下に説明する工程（Ｓ３１）〜（Ｓ３４）を備える本実施形態に係る耐圧測定方法が実施されることにより、半導体素子１１の耐圧が測定される。

【0034】

まず、工程（Ｓ３１）として耐圧測定工程が実施される。この工程（Ｓ３１）では、図５を参照して、まず、高沸点フッ素系不活性液体３０で満たされたトレー２が準備される。トレー２の底部には、ステージ３が配置されている。次に、複数の半導体チップ１２を含む半導体素子１１が形成された半導体基板１０が、ステージ３の上に配置される。これにより、図５に示すように半導体基板１０の全体が高沸点フッ素系不活性液体３０中に浸漬される。その結果、半導体素子１１（半導体チップ１２）の表面は、高沸点フッ素系不活性液体３０により覆われた状態となる。また図５に示すように、半導体基板１０の裏面１０Ｂ側に形成されたドレイン電極２２は、ステージ３に接触する。

【0035】

次に、図５に示すようにプローブ４の針４Ａが半導体基板１０の表面１０Ａ側に形成されたソースパッド電極２０に接触し、また針４Ｂがゲートパッド電極２１に接触する。次に、プローブ４とステージ３との間に所定の電圧が印加され、そのとき流れた電流値が計測される。そして、計測された電流値が一定の閾値を超えるか否かを基準として、半導体素子１１の耐圧が測定される。この耐圧測定は、たとえば室温下において実施される。上記耐圧測定が完了した後、半導体基板１０が高沸点フッ素系不活性液体３０から取り出される。

【0036】

ここで、工程（Ｓ３１）で使用される高沸点フッ素系不活性液体３０について詳細に説明する。高沸点フッ素系不活性液体３０の沸点は９０℃以上であり、好ましくは１２０℃以上であり、より好ましくは１５０℃以上である。また高沸点フッ素系不活性液体３０の絶縁耐力は、４０ｋＶ以上である（ギャップ：２．５４ｍｍ）。また高沸点フッ素系不活性液体３０の蒸気圧（ＭＰａ）は、６．５×１０^-3以下である。また高沸点フッ素系不活性液体３０の動粘度（ｍｍ²／ｓ）は、０．８以上である。

【0037】

高沸点フッ素系不活性液体３０の例としては、下記の表１に示すように、たとえば住友スリーエム株式会社製のフロリナートＦＣ−７７０（沸点：９５℃）、フロリナートＦＣ−３２８３（沸点：１２８℃）、フロリナートＦＣ−４０（沸点：１５５℃）またはフロリナートＦＣ−４３（沸点：１７４℃）などが挙げられる。このように、高い絶縁性を有する高沸点フッ素系不活性液体３０を用いて耐圧測定を実施することにより、半導体基板１０において沿面放電の発生を抑制するとともに、液量の減少を抑制することができる。なお、上記の通り耐圧測定は室温下で実施されるため、高沸点フッ素系不活性液体３０からのフッ化水素の発生を抑制することができる。

【0038】

【表1】

【0039】

次に、工程（Ｓ３２）〜（Ｓ３４）が順に実施されることにより、半導体素子１１の耐圧が測定された後の半導体基板１０の表面が洗浄される。まず、工程（Ｓ３２）〜（Ｓ３４）において使用される洗浄装置１の構成について、図６を参照して説明する。

【0040】

図６を参照して、洗浄装置１は、洗浄容器８と、ヒータ５と、冷却コイル６，７とを主に有している。洗浄容器８は、底部８Ａと開口部８Ｂとを有している。洗浄容器８の底部８Ａ側には、半導体基板１０を洗浄するための低沸点フッ素系不活性液体３１，３２が満たされている。また洗浄容器８には、浸漬洗浄部１Ａと、蒸気発生部１Ｂと、蒸気洗浄部１Ｃと、乾燥部１Ｄとが設けられている。

【0041】

浸漬洗浄部１Ａには、低沸点フッ素系不活性液体３１が満たされている。浸漬洗浄部１Ａは、図６に示すように、低沸点フッ素系不活性液体３１中に半導体基板１０を浸漬させて、半導体基板１０の洗浄を行うための部分である。

【0042】

蒸気発生部１Ｂは、主に低沸点フッ素系不活性液体３２を加熱することにより蒸気３３を発生させるための部分である。蒸気発生部１Ｂの底部には、ヒータ５が配置されている。また蒸気発生部１Ｂの底部には、蒸気３３の発生源である低沸点フッ素系不活性液体３２が満たされている。また洗浄装置１は、浸漬洗浄部１Ａにおいて溢れた低沸点フッ素系不活性液体３１が、図６中矢印に示すように蒸気発生部１Ｂ側へ流れ込むように構成されている。すなわち、洗浄装置１においては、浸漬洗浄部１Ａで使用される低沸点フッ素系不活性液体３１を、蒸気発生部１Ｂで使用される低沸点フッ素系不活性液体３２の補充用の液体として使用可能となっている。そして、蒸気発生部１Ｂにおいて低沸点フッ素系不活性液体３１，３２のそれぞれをヒータ５を用いて加熱することにより、蒸気３３を発生させることができる。

【0043】

蒸気洗浄部１Ｃは、蒸気発生部１Ｂにおいて発生した蒸気３３により半導体基板１０の洗浄を行うための部分である。蒸気発生部１Ｂにおいて発生した蒸気３３は、図６に示すように蒸気洗浄部１Ｃに拡散する。蒸気洗浄部１Ｃよりも開口部８Ｂ側には、蒸気３３を冷却するための冷却コイル６，７が設けられている。これにより、蒸気洗浄部１Ｃから開口部８Ｂ側に向かって拡散する蒸気３３を液化させ、再び低沸点フッ素系不活性液体３１，３２として浸漬洗浄部１Ａまたは蒸気発生部１Ｂに戻すことができる。乾燥部１Ｄは、洗浄後の半導体基板１０の乾燥処理を行うための部分であり、蒸気洗浄部１Ｃよりも開口部８Ｂ側に設けられている。

【0044】

次に、上記洗浄装置１を用いた半導体基板１０の洗浄プロセスについて説明する。まず、工程（Ｓ３２）として浸漬洗浄工程が実施される。この工程（Ｓ３２）では、図６を参照して、半導体基板１０が浸漬洗浄部１Ａに満たされた低沸点フッ素系不活性液体３１中に浸漬される。そして、低沸点フッ素系不活性液体３１中に浸漬された状態において超音波処理などが施されることにより、半導体基板１０が洗浄される。

【0045】

この工程（Ｓ３２）では、半導体基板１０が浸漬される低沸点フッ素系不活性液体３１の温度が、たとえば４０℃以下に維持される。より具体的には、冷却コイル６を用いて低沸点フッ素系不活性液体３１の温度が上記範囲に調整される。これにより、半導体基板１０の洗浄中において低沸点フッ素系不活性液体３１の蒸発が抑制され、その結果液量の減少を抑制することができる。

【0046】

次に、工程（Ｓ３３）として蒸気洗浄工程が実施される。この工程（Ｓ３３）では、図６を参照して、浸漬洗浄部１Ａで洗浄された半導体基板１０が、図６中矢印に示すように蒸気洗浄部１Ｃに移される。蒸気洗浄部１Ｃには、蒸気発生部１Ｂにおいて低沸点フッ素系不活性液体３１，３２が蒸発して発生した蒸気３３が満たされている。蒸気３３は、たとえば５５℃以上６０℃以下の温度で低沸点フッ素系不活性液体３１，３２を加熱することにより発生する。そして、蒸気３３によって半導体基板１０の表面が洗浄される。

【0047】

この工程（Ｓ３３）では、蒸気発生部１Ｂの底部に満たされた低沸点フッ素系不活性液体３２が蒸発して発生した蒸気３３に加えて、浸漬洗浄部１Ａから蒸気発生部１Ｂに流れ込んだ低沸点フッ素系不活性液体３１が蒸発して発生した蒸気３３によって、半導体基板１０の表面が洗浄されてもよい。すなわち、上記浸漬洗浄工程（Ｓ３２）で使用される低沸点フッ素系不活性液体３１が、低沸点フッ素系不活性液体３２の補充用の液体として利用されてもよい。このように低沸点フッ素系不活性液体３１を有効に利用することで、低沸点フッ素系不活性液体３２の使用量をより削減することができる。この場合には、低沸点フッ素系不活性液体３１，３２のそれぞれの温度差が小さくなることが好ましい。この温度差は、たとえば２０℃以下であることが好ましい。

【0048】

次に、工程（Ｓ３４）として乾燥工程が実施される。この工程（Ｓ３４）では、図６を参照して、蒸気洗浄された後の半導体基板１０が、蒸気洗浄部１Ｃから乾燥部１Ｄに移される。蒸気３３は、上記の通り乾燥部１Ｄに拡散する前に冷却コイル６，７により冷却されて液化し、再び浸漬洗浄部１Ａまたは蒸気発生部１Ｂに戻される。そのため、半導体基板１０を乾燥部１Ｄに移すことにより、半導体基板１０の乾燥処理を行うことができる。

【0049】

ここで、上記工程（Ｓ３２）および（Ｓ３３）で使用される低沸点フッ素系不活性液体３１，３２について詳細に説明する。低沸点フッ素系不活性液体３１，３２の沸点は、高沸点フッ素系不活性液体３０の沸点よりも低くなっている。低沸点フッ素系不活性液体３１，３２の沸点は８０℃以下であり、好ましくは６５℃以下であり、より好ましくは５５℃以下である。また低沸点フッ素系不活性液体３１，３２の蒸気圧（ＭＰａ）は、たとえば２．５×１０^-2以上である。また低沸点フッ素系不活性液体３１，３２の動粘度（ｍｍ²／ｓ）は、０．４以下である。

【0050】

低沸点フッ素系不活性液体３１，３２の例としては、下記の表２に示すように、たとえば住友スリーエム株式会社製のＰＦ−５０５２（沸点：５０℃）、フロリナートＦＣ−７２（沸点：５６℃）、ノベック７１００（沸点：６１℃）またはノベック７１ＩＰＡ（沸点５４．５℃）などが挙げられる。なお、表２においては、ノベック７１ＩＰＡの粘度値が動粘度（ｍｍ²／ｓ）ではなく絶対粘度（Ｐａ・ｓ）として表記されている。このように、耐圧測定後の半導体基板１０を低沸点フッ素系不活性液体３１，３２を用いて洗浄することにより、洗浄後の半導体基板１０における異物の残留を抑制することができる。以上のようにして、工程（Ｓ３１）〜（Ｓ３４）が実施されることにより、半導体素子１１の耐圧測定、洗浄処理および乾燥処理が実施され、本実施形態に係る耐圧測定方法が完了する。

【0051】

【表2】

【0052】

本実施形態に係る半導体装置の製造方法（図１）に戻って、工程（Ｓ３０）の後、工程（Ｓ４０）として半導体チップに分割する工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、図７を参照して、半導体素子１１の耐圧測定が完了した半導体基板１０が、図７中破線に示すダイシングラインＤＬに沿って切断される。これにより、半導体基板１０が複数の半導体チップ１２に分割される。以上のようにして、工程（Ｓ１０）〜（Ｓ４０）が実施されることにより、本実施形態に係る半導体装置の製造方法が完了する。

【0053】

次に、本実施形態に係る耐圧測定方法および半導体装置の製造方法の作用効果について説明する。上記耐圧測定方法では、絶縁性が高い高沸点フッ素系不活性液体３０により半導体素子１１の表面が覆われた状態において、半導体素子１１の耐圧測定が実施される（図５）。そのため、耐圧測定中において放電の発生を抑制し、半導体素子１１の破壊を防止することができる。また、高沸点フッ素系不活性液体３０を用いることで、耐圧測定中に蒸発による液量の減少を抑制することができる。また上記耐圧測定方法では、半導体素子１１の耐圧測定が実施された後、低沸点フッ素系不活性液体３１，３２により半導体基板１０が洗浄される（図６）。そのため、半導体基板１０に対して有機洗浄および水洗が順に施される場合に比べて、半導体基板の表面をより早く均一に乾燥させることができる。その結果、乾燥後の半導体基板１０の表面において異物の残留を抑制することができる。さらに半導体基板１０に対して水洗が施される場合と異なり、半導体基板１０の表面においてウォーターマークの発生も抑制することができる。

【0054】

図８は、低沸点フッ素系不活性液体３１，３２（ノベック７１００）を用いて半導体基板１０が洗浄された後の基板表面の状態を示す写真である。また図９は、半導体基板に対して有機洗浄および水洗を順に施した場合の基板表面の状態を示す写真である。図８および図９は、半導体基板１０の表面１０Ａ上においてソースパッド電極２０およびゲートパッド電極２１が形成された部分の写真である。図８および図９の写真の対比から明らかなように、本実施形態に係る耐圧測定方法のように低沸点フッ素系不活性液体３１，３２を用いて半導体基板１０を洗浄することにより、洗浄後の基板表面において異物４０の残留を抑制することができる。このように、本実施形態に係る耐圧測定方法によれば、耐圧測定時における放電の発生を抑制するとともに、洗浄後の半導体基板１０上における異物の残留を抑制することができる。また、上記耐圧測定方法が実施される本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体装置の歩留りをより向上させることができる。

【0055】

なお上記実施形態では、工程（Ｓ３１）において半導体基板１０全体が高沸点フッ素系不活性液体３０中に浸漬された状態で耐圧測定が実施される場合を一例として説明したが、他の実施形態も可能である。たとえば、半導体基板１０の表面１０Ａの一部（耐圧測定が実施される半導体チップ１２が形成された部分）のみを覆うように高沸点フッ素系不活性液体３０がポッティングされた状態において、耐圧測定が実施されてもよい。また上記実施形態では、工程（Ｓ３２）および（Ｓ３３）において、耐圧測定後の半導体基板１０が浸漬洗浄および蒸気洗浄により洗浄される場合を一例として説明したが、低沸点フッ素系不活性液体を用いた任意の洗浄方法を採用した他の実施形態も可能である。

【0056】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本発明の一態様に係る耐圧測定方法は、耐圧測定時における放電の発生を抑制するとともに、洗浄後の半導体基板上における異物の残留を抑制することが要求される耐圧測定方法において、特に有利に適用され得る。また本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、半導体装置の歩留り向上が要求される半導体装置の製造方法において、特に有利に適用され得る。

【符号の説明】

【0058】

１ 洗浄装置
１Ａ 洗浄部
１Ｂ 蒸気発生部
１Ｃ 蒸気洗浄部
１Ｄ 乾燥部
２ トレー
３ ステージ
４ プローブ
４Ａ，４Ｂ 針
５ ヒータ
６，７ 冷却コイル
８ 洗浄容器
８Ａ 底部
８Ｂ 開口部
１０ 半導体基板
１０Ａ 表面
１０Ｂ 裏面
１１ 半導体素子
１２ 半導体チップ
２０ ソースパッド電極
２１ ゲートパッド電極
２２ ドレイン電極
３０ 高沸点フッ素系不活性液体
３１，３２ 低沸点フッ素系不活性液体
３３ 蒸気
４０ 異物
ＤＬ ダイシングライン
Ｌ１ 直径
Ｌ２，Ｌ３ 長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】