特開 2024-34700 半導体装置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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024034700

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】半導体装置および半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240306BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 631

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022139136

(22)【出願日】2022-09-01

(71)【出願人】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北野 三千矢

(72)【発明者】

【氏名】橋本 達也

【テーマコード（参考）】

5F057

【Ｆターム（参考）】

5F057AA37

5F057BA15

5F057CA14

5F057DA11

5F057EC02

5F057EC05

5F057EC09

5F057FA16

(57)【要約】      （修正有）

【課題】半導体装置の歩留まり改善のために、ウエハと保護テープとの間の密着性を改善する半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、おもて面の外周領域にポリイミド膜の密着層１４０が設けられたウエハ１を用意する段階と、前記ウエハのおもて面の上方、かつ、密着層上に保護テープ１２０を貼付する段階と、前記保護テープのおもて面を切削する段階と、前記保護テープを介して前記ウエハを研削装置で保持して、前記ウエハの裏面を研削する段階と、を備える。半導体装置は、ウエハと、前記ウエハのおもて面の中央領域に設けられた半導体デバイスと、おもて面において、前記中央領域を囲む外周領域に設けられたポリイミド膜の密着層と、を備える。
【選択図】図５Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

おもて面の外周領域に密着層が設けられたウエハを用意する段階と、
前記ウエハのおもて面の上方に保護テープを貼付する段階であって、前記密着層上に前記保護テープを貼付する段階と、
前記保護テープのおもて面を切削する段階と、
前記保護テープを介して前記ウエハを研削装置で保持して、前記ウエハの裏面を研削する段階と、
を備える半導体装置の製造方法。

【請求項2】

前記外周領域は、前記ウエハのおもて面において半導体デバイスが設けられた中央領域を囲む領域である
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項3】

前記外周領域の幅は、２ｍｍ以上、６ｍｍ以下である
請求項２に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項4】

前記ウエハのおもて面において、前記密着層の外周端は、前記ウエハの外周端よりも内側にある
請求項２または３に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項5】

前記密着層は、前記ウエハの外周端から３ｍｍ以上、４ｍｍ以下の範囲に設けられる
請求項４に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項6】

前記密着層に対する前記保護テープの粘着力は、前記ウエハに対する前記保護テープの粘着力よりも大きい
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項7】

前記密着層は、有機薄膜である
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項8】

前記密着層は、レジストである
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項9】

前記密着層は、ポリイミド膜である
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項10】

前記ウエハを用意する段階は、前記外周領域において、前記ウエハの少なくとも半周に前記密着層を形成する段階を有する
請求項９に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項11】

前記ウエハを用意する段階は、前記外周領域において、前記ウエハの全周に前記密着層を形成する段階を有する
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項12】

前記密着層の厚さは、０μｍよりも大きく、２０μｍ以下である
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項13】

前記ウエハの裏面を研削する段階の後に、前記保護テープを除去する段階を備える
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項14】

ウエハと、
前記ウエハのおもて面の中央領域に設けられた半導体デバイスと、
おもて面において、前記中央領域を囲む外周領域に設けられたポリイミド膜の密着層と、
を備える半導体装置。

【請求項15】

前記密着層は、前記外周領域において、前記ウエハの少なくとも半周に設けられている
請求項１４に記載の半導体装置。

【請求項16】

前記密着層は、前記外周領域において、前記ウエハの全周に設けられている
請求項１５に記載の半導体装置。

【請求項17】

前記密着層は、前記ウエハの外周端から３ｍｍ以上、４ｍｍ以下の範囲に設けられている
請求項１４に記載の半導体装置。

【請求項18】

前記密着層の厚さは、０μｍよりも大きく、２０μｍ以下である
請求項１４に記載の半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、「ウエーハのデバイス領域を囲繞する外周余剰領域にのみ環状粘着層を貼着可能な表面保護テープを提供する」と記載されている。特許文献２には、「ウエーハの表面に貼着された該保護テープの基材フィルムの表面全面を粘着材層には達しない範囲でバイト工具２８で切削し、表面を平坦に形成する保護テープ切削工程」と記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２０１３－２４３３１０号
［特許文献２］ 特開２０１３－２１０１７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

半導体装置の歩留まり改善のために、ウエハと保護テープとの間の密着性を改善することが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の第１の態様においては、半導体装置の製造方法を提供する。半導体装置の製造方法は、おもて面の外周領域に密着層が設けられたウエハを用意する段階と、前記ウエハのおもて面の上方に保護テープを貼付する段階であって、前記密着層上に保護テープを貼付する段階と、前記保護テープのおもて面を切削する段階と、前記保護テープを介して前記ウエハを研削装置で保持して、前記ウエハの裏面を研削する段階と、を備える。

【0005】

前記外周領域は、前記ウエハのおもて面において半導体デバイスが設けられた中央領域を囲む領域であってよい。

【0006】

前記外周領域の幅は、２ｍｍ以上、６ｍｍ以下であってよい。

【0007】

前記ウエハのおもて面において、前記密着層の外周端は、前記ウエハの外周端よりも内側にあってよい。

【0008】

前記密着層は、前記ウエハの外周端から３ｍｍ以上、４ｍｍ以下の範囲に設けられてよい。

【0009】

前記密着層に対する前記保護テープの粘着力は、前記ウエハに対する前記保護テープの粘着力よりも大きくてよい。

【0010】

前記密着層は、有機薄膜であってよい。

【0011】

前記密着層は、レジストであってよい。

【0012】

前記密着層は、ポリイミド膜であってよい。

【0013】

前記ウエハを用意する段階は、前記外周領域において、前記ウエハの少なくとも半周に前記密着層を形成する段階を有してよい。

【0014】

前記ウエハを用意する段階は、前記外周領域において、前記ウエハの全周に前記密着層を形成する段階を有してよい。

【0015】

前記密着層の厚さは、０μｍよりも大きく、２０μｍ以下であってよい。

【0016】

方法は、前記ウエハの裏面を研削する段階の後に、前記保護テープを除去する段階を備えてよい。

【0017】

本発明の第２の態様においては、ウエハと、前記ウエハのおもて面の中央領域に設けられた半導体デバイスと、おもて面において、前記中央領域を囲む外周領域に設けられたポリイミド膜の密着層と、を備える半導体装置を提供する。

【0018】

前記密着層は、前記外周領域において、前記ウエハの少なくとも半周に設けられていてよい。

【0019】

前記密着層は、前記外周領域において、前記ウエハの全周に設けられていてよい。

【0020】

前記密着層は、前記ウエハの外周端から３ｍｍ以上、４ｍｍ以下の範囲に設けられていてよい。

【0021】

前記密着層の厚さは、０μｍよりも大きく、２０μｍ以下であってよい。

【0022】

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】半導体装置１００の製造方法の一例を説明する図である。

【図2】半導体装置１００の製造方法の一例を説明する図である。

【図3A】工程Ｓ１１０～Ｓ１６０終了後のウエハ１の断面図の一例を示す。

【図3B】工程Ｓ１１０～Ｓ１６０終了後のウエハ１の断面図の一例を示す。

【図3C】ポリイミド膜の密着層１４０が設けられたウエハ１の上面図の一例を示す。

【図3D】ポリイミド膜の密着層１４０が設けられたウエハ１の上面図の一例を示す。

【図3E】レジストの密着層１４０が設けられたウエハ１の上面図の一例を示す。

【図4】保護テープ１２０が貼付されたウエハ１の断面図の一例を示す。

【図5A】保護テープ切削工程Ｓ１８０の開始時におけるウエハ１の断面図の一例を示す。

【図5B】保護テープ切削工程Ｓ１８０の実行中におけるウエハ１の断面図の一例を示す。

【図5C】保護テープ切削工程Ｓ１８０における切削装置１３０の上面図の一例を示す。

【図5D】保護テープ切削工程Ｓ１８０の完了後におけるウエハ１の断面図の一例を示す。

【図6A】裏面研削工程Ｓ２１０の開始時におけるウエハ１の断面図の一例を示す。

【図6B】裏面研削工程Ｓ２１０の完了後におけるウエハ１の断面図の一例を示す。

【図7】保護テープ１２０が除去された後のウエハ１の断面図の一例を示す。

【図8】比較例に係る半導体製造の製造方法における保護テープ切削工程におけるウエハ１の断面図の一例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、又、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。また、１つの図面において、同一の機能、構成を有する要素については、代表して符合を付し、その他については符合を省略する場合がある。

【0025】

本明細書においては半導体基板の深さ方向と平行な方向における一方の側を「上」、他方の側を「下」と称する。基板、層またはその他の部材の２つの主面のうち、一方の面をおもて面、他方の面を裏面と称する。「上」、「下」の方向は、重力方向または半導体モジュールの実装時における方向に限定されない。

【0026】

本明細書では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の直交座標軸を用いて技術的事項を説明する場合がある。直交座標軸は、構成要素の相対位置を特定するに過ぎず、特定の方向を限定するものではない。例えば、Ｚ軸は地面に対する高さ方向を限定して示すものではない。なお、＋Ｚ軸方向と－Ｚ軸方向とは互いに逆向きの方向である。正負を記載せず、Ｚ軸方向と記載した場合、＋Ｚ軸および－Ｚ軸に平行な方向を意味する。本明細書では、半導体基板のおもて面および裏面に平行な直交軸をＸ軸およびＹ軸とする。また、半導体基板のおもて面および裏面と垂直な軸をＺ軸とする。本明細書では、Ｚ軸の方向を深さ方向と称する場合がある。また、本明細書では、Ｘ軸およびＹ軸を含めて、半導体基板のおもて面および裏面に平行な方向を、水平方向と称する場合がある。

【0027】

本明細書において「同一」または「等しい」のように称した場合、製造ばらつき等に起因する誤差を有する場合も含んでよい。当該誤差は、例えば１０％以内である。

【0028】

図１および図２は、半導体装置１００の製造方法の一例を説明する図である。図１は、ウエハのおもて面における工程、図２はウエハの裏面における工程を示す。ここでは、ウエハの裏面研削工程およびその関連工程を中心に説明し、他の工程の説明を簡略化または省略している。

【0029】

ウエハの裏面研削工程は、ウエハの裏面を研削して薄化する工程であり、半導体装置の特性向上のために重要な工程である。裏面研削工程中のダメージからウエハを保護するために、裏面研削工程に先立って、ウエハのおもて面に保護テープが貼付される。

【0030】

図１および図２に併せて図３Ａ～図７を適宜参照しつつ、半導体装置１００の製造方法を説明する。

【0031】

半導体装置１００は、ウエハ１を備える。本例におけるウエハ１は、上面視における形状がほぼ円形のシリコン基板である。ウエハ１には、切り出された場合にチップとなる領域が複数個形成される。一例として、ウエハ１の直径は、２００±５ｍｍまたは３００ｍｍ±５ｍｍであるが、この値に限定されるものではない。

【0032】

なお、本明細書において、「半導体装置」は、チップであってよく、あるいは、複数のチップが形成されたウエハであってもよい。半導体装置１００は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、ＦＷＤ（Ｆｒｅｅ Ｗｈｅｅｌ Ｄｉｏｄｅ）等のダイオードおよびこれらを組み合わせたＲＣ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ）－ＩＧＢＴ、並びにＭＯＳトランジスタ等を備えてもよい。

【0033】

半導体装置１００の製造方法は、熱酸化工程Ｓ１１０、ゲート形成工程Ｓ１２０、不純物注入工程Ｓ１３０、おもて面電極形成工程Ｓ１４０、ポリイミド膜形成工程Ｓ１５０、保護レジスト形成工程Ｓ１６０、保護テープ貼付工程Ｓ１７０、保護テープ切削工程Ｓ１８０、裏面研削工程Ｓ２１０、保護テープ剥離工程Ｓ２２０、不純物注入工程Ｓ２３０、保護レジスト除去工程Ｓ２４０、アニール工程Ｓ２５０および裏面電極形成工程Ｓ２６０を備える。

【0034】

熱酸化工程Ｓ１１０において、ウエハ１を高温の酸素に晒して熱酸化することにより、ウエハ１のおもて面に酸化膜が形成される。この酸化膜はエッチングなどにより部分的に除去してよい。ゲート形成工程Ｓ１２０において、ウエハ１のおもて面をエッチングしてゲートトレンチを形成し、ゲートトレンチの内壁に酸化膜または窒化膜を成膜してゲート絶縁膜を形成した後、ゲート絶縁膜よりも内側を不純物がドープされたポリシリコン等で埋め込むことにより、ゲートが形成される。

【0035】

不純物注入工程Ｓ１３０において、ウエハ１のおもて面２１から、レジストマスクを用いて、所定の領域に不純物がイオン注入される。おもて面電極形成工程Ｓ１４０において、ウエハ１のおもて面２１の上方におもて面電極３または配線等が形成される。これらの工程により、ウエハ１にトランジスタ等の半導体デバイスのおもて面素子構造が形成される。

【0036】

次に、ポリイミド膜形成工程Ｓ１５０において、ウエハ１のおもて面２１の上方に、おもて面素子構造を保護するためのポリイミド膜が形成される。ポリイミド膜形成工程Ｓ１５０は、ウエハ１のおもて面２１にポリイミドを塗布する工程と、エッジリンス処理でウエハの外周端近傍および裏面２３に回り込んだポリイミドを除去する工程と、中央領域２に塗布されたポリイミドを硬化する工程をと含む。なお、半導体装置１００の製造方法は、工程Ｓ１１０～Ｓ１５０に代えて、同様の工程を経たウエハ１を用意する工程を備えてもよい。

【0037】

次に、保護レジスト形成工程Ｓ１６０において、ポリイミド膜５の上方に保護レジスト９が形成される。保護レジスト９は、後続の不純物注入工程Ｓ２３０中に、おもて面素子構造を汚染および破損から保護する。保護レジスト９は、ウエハ１のおもて面２１にレジストを垂らしてスピンコートした後、保護レジスト９を設けない領域において有機溶剤によるエッジリンス処理でレジストを溶解除去することによって形成される。あるいは、保護レジスト９は、ウエハ１のおもて面２１にスピンコートした感光性レジストを露光または非露光した後、保護レジスト９を設けない領域のレジストを現像液で除去することによって形成されてもよい。

【0038】

図３Ａおよび図３Ｂは、工程Ｓ１１０～Ｓ１６０終了後のウエハ１の断面図の一例を示す。図３Ａは、複数のチップが形成されるウエハ１の中央領域２の拡大断面図であり、図３Ｂは、ウエハ１全体の概略断面図である。ウエハは、複数のチップが形成される中央領域２と、中央領域２を囲む領域を外周領域６とを有する。一例において、外周領域６の幅は、２ｍｍ以上、６ｍｍ以下である。

【0039】

図３Ａは、おもて面素子構造の上方に設けられたおもて面電極３と、おもて面電極３およびウエハ１のおもて面２１に接して設けられたポリイミド膜５と、これらを覆って設けられた保護レジスト９とを示す。

【0040】

それぞれのおもて面電極３は、不純物注入領域（不図示）に対応して設けられている。ポリイミド膜５は、隣接するおもて面素子構造の上方に設けられたポリイミド膜５から分離されている。ポリイミド膜５には開口が設けられ、おもて面電極３の少なくとも一部を露出させている。保護レジスト９は、上面視で、ウエハ１の中央領域２の全体を少なくとも覆って設けられている。

【0041】

図３Ａからわかるように、ウエハ１の中央領域２では、ウエハ１のおもて面２１におもて面電極３、ポリイミド膜５、またはこれらの両方が設けられたことに応じて、これらの構造を覆う保護レジスト９の上面に凹凸が生じている。また、図３Ａでは省略しているが、ウエハ１のおもて面２１自体にも凹凸が存在する。

【0042】

図３Ｂは、ウエハ１において、複数のチップが形成される中央領域２と、中央領域２を囲む外周領域６とを示す。図３Ｂ以降の図では、簡略化のために、ウエハ１のおもて面２１の上方に設けられたおもて面電極３等の構造を省略し、これらの構造による凹凸と、ウエハ１のおもて面２１自体の凹凸とをまとめて、ウエハ１のおもて面２１の凹凸として示している。また、図示された凹凸の数は例に過ぎず、縮尺も実際とは異なる。

【0043】

ウエハ１の厚さ方向（Ｚ軸方向）において、ウエハ１の裏面２３を基準とした厚さの最大値Ｔ_ＭＡＸと最小値Ｔ_ＭＩＮとの差をＴＴＶ（Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）という。一例において、ウエハ１のＴＴＶは１０μｍ以下である。

【0044】

本例に係る半導体装置１００の製造方法は、外周領域６に密着層１４０を形成する工程を備える。後述の保護テープ貼付工程Ｓ１７０において貼付される保護テープの密着層１４０に対する粘着力は、ウエハ１に対する粘着力よりも大きい。つまり、外周領域６に密着層１４０が設けられていない場合と比べ、本例の半導体装置１００では、保護テープ１２０が密着層１４０を介してウエハ１のおもて面２１により強固に密着する。あるいは、半導体装置１００の製造方法は、外周領域６に密着層１４０を形成する工程に代えて、外周領域６に密着層１４０が設けられたウエハ１を用意する工程を備えてもよい。

【0045】

密着層１４０の、ウエハの厚さ方向（Ｚ軸方向）における厚さは、０μｍよりも大きく、２０μｍ以下である。密着層１４０の厚さは、ＴＴＶ以下であってよい。密着層１４０の厚さは、１０μｍ以下であってもよい。このような厚さ範囲とすることで、密着層１４０の形成によるウエハ１のＴＴＶ増大を抑制し、裏面研削工程Ｓ２１０において加工厚さ精度への影響を防ぐ。

【0046】

本例の密着層１４０は、有機薄膜である。本願発明者らが調査したところ、保護テープ１２０との密着性が良好だったのは有機薄膜であった。一例において、密着層１４０は、ポリイミド膜である。この場合、密着層１４０は、ポリイミド膜形成工程Ｓ１５０において、中央領域２に設けられるポリイミド膜５と同じプロセスで形成されてよい。つまり、ポリイミド膜形成工程Ｓ１５０において、エッジリンス処理で除去するポリイミド膜５の範囲を調整することにより、外周領域６に密着層１４０が形成されてよい。一例において、ポリイミド膜の密着層１４０が形成される場合、エッジリンス処理でポリイミドが除去される範囲は、ウエハ１の外周端から３ｍｍ～７ｍｍの範囲である。これにより、ウエハ１のおもて面２１において、密着層１４０の外周端は、ウエハ１の外周端よりも内側に位置し、ウエハ１の裏面２３へのポリイミドの回り込みを防止する。

【0047】

図３Ｃおよび図３Ｄは、ポリイミド膜の密着層１４０が設けられたウエハ１の上面図の一例を示す。図３Ｃおよび図３Ｄでは、密着層１４０が設けられた領域を斜線のハッチングで示す。なお、図３Ｃおよび図３Ｄでは、簡略化のため、中央領域２に設けられたポリイミド膜５は省略している。

【0048】

本例の密着層１４０は、外周領域６において、ウエハの少なくとも半周にわたって形成される。図３Ｃの密着層１４０は、外周領域６において、ウエハの全周にわたって形成されており、図３Ｄの密着層１４０は、外周領域６において、ウエハの半周にわたって形成されている。密着層１４０は、外周領域６の中で、後述の保護テープ切削工程Ｓ１８０で切削工具が進入する領域に少なくとも形成される。

【0049】

本例の密着層１４０は、ポリイミド膜５から分離されていてよい。保護テープ１２０の剥離を防ぐためには、密着層１４０をできるだけウエハ１の外周端近くに設けることが望ましい。しかしながら、密着層１４０がウエハ１の外周端に近過ぎると、密着層１４０がウエハ１の裏面２３側へ回り込んでしまうおそれがある。よって、密着層１４０とウエハ１の外周端との距離を上述の範囲とすることで、保護テープ１２０の剥離を防ぎつつ、ウエハ１の裏面２３側への密着層１４０の回り込みを防ぐ事ができる。一例において、密着層１４０は、ウエハ１の外周端から３ｍｍ以上、４ｍｍ以下の範囲に設けられる。なお、工程の都合などにより、密着層１４０はこの範囲外に設けられてもよい。

【0050】

あるいは、密着層１４０は、レジストであってよい。一例において、密着層１４０は、レジストである。この場合、密着層１４０は、保護レジスト形成工程Ｓ１６０において、中央領域２においてポリイミド膜５の上方に設けられる保護レジスト９と同じプロセスで形成されてよい。つまり、保護レジスト形成工程Ｓ１６０において、エッジリンス処理で除去する保護レジスト９の範囲を調整することにより、外周領域６に密着層１４０が形成されてよい。一例において、レジストの密着層１４０が形成される場合、エッジリンス処理でレジストが除去される範囲は、ウエハ１の外周端から２ｍｍ～６ｍｍの範囲である。これにより、ウエハ１のおもて面２１において、密着層１４０の外周端は、ウエハ１の外周端よりも内側に位置し、ウエハ１の裏面２３へのレジストの回り込みを防止する。

【0051】

図３Ｅは、レジストの密着層１４０が設けられたウエハ１の上面図の一例を示す。図３Ｅでは、密着層１４０が設けられた領域を斜線のハッチングで示す。本例の密着層１４０は、中央領域２の全体と、外周領域６の少なくとも一部とにわたって形成される。つまり、本例では、保護レジスト９が密着層１４０を兼ねている。

【0052】

次に、保護テープ貼付工程Ｓ１７０において、ウエハ１のおもて面２１に保護テープ１２０が貼付される。図４は、保護テープ１２０が貼付されたウエハ１の断面図の一例を示す。保護テープは、一般に、ＢＧ（バックグラインド）テープと称される。保護テープ１２０は、おもて面１２１および裏面１２３を有する。保護テープ１２０は、裏面１２３が密着層１４０と接するように、ウエハ１のおもて面２１に貼付される。保護テープ１２０は、後述する裏面研削工程Ｓ２１０において、おもて面素子構造を汚染および破損から保護する。

【0053】

一例において、保護テープ１２０は、基材および粘着剤が積層された構造を有する。保護テープ１２０の直径は、ウエハの直径より大きくてよい。保護テープ１２０の厚さは、１００～３００μｍである。保護テープ１２０は、おもて面２１の全面を覆ってよい。貼付された保護テープ１２０のおもて面１２１には、ウエハ１のおもて面２１の凹凸に従って、凹凸が生じる。

【0054】

次に、保護テープ切削工程Ｓ１８０において、保護テープ１２０のおもて面１２１が切削される。図５Ａは、保護テープ切削工程Ｓ１８０の開始時におけるウエハ１の断面図の一例を示す。図５Ｂは、保護テープ切削工程Ｓ１８０の実行中におけるウエハ１の断面図の一例を示す。図５Ｃは、保護テープ切削工程Ｓ１８０における切削装置１３０の上面図の一例を示す。図５Ｄは、保護テープ切削工程Ｓ１８０の完了後におけるウエハ１の断面図の一例を示す。

【0055】

切削装置１３０は、テーブル１３２および切削工具１３４を有する。テーブル１３２は、ウエハを載置して支持する台であり、一例において、チャックテーブルである。ウエハは、ウエハ１の裏面２３を介して、テーブル１３２上に支持される。切削工具１３４は、刃先を有する工具であり、一例において、ダイヤモンドバイトである。切削工具１３４は、テーブル１３２の上面と平行な面（ＸＹ面）上を、回転方向Ｄ２に向かって高速回転する。

【0056】

テーブル１３２は、ウエハ１の裏面２３を支持した状態で、テーブル移動方向Ｄ１（Ｙ軸方向）に移動し、高速回転する切削工具１３４の下方に配置される。テーブル１３２が切削工具１３４の下方に配置されると、切削工具１３４の刃先は進入方向Ｄ３でウエハの上方に進入して保護テープ１２０と接触し、回転方向Ｄ２に沿って保護テープ１２０を切削する。一例において、保護テープ１２０の切削厚さは、保護テープ１２０のおもて面１２１から１０μｍ以上、５０μｍ以下である。

【0057】

なお、図５Ｃでは、密着層１４０が外周領域６の全周にわたって設けられたウエハ（図３Ｃ）を用いる例を示しているが、これに限定されない。図３Ｄおよび図３Ｅのウエハが用いられてもよい。

【0058】

テーブル１３２が、高速回転する切削工具１３４の下方で、テーブル移動方向Ｄ１およびその逆方向への移動を繰り返すことにより、保護テープ１２０のおもて面１２１が平坦化される。これにより、図５Ｄに示すように、ウエハ１の裏面２３から保護テープ１２０のおもて面１２１までの距離が均一となる。

【0059】

次に、裏面研削工程Ｓ２１０において、保護テープ１２０を介してウエハを研削装置１５０で保持して、ウエハ１の裏面２３が研削される。図６Ａは、裏面研削工程Ｓ２１０の開始時におけるウエハ１の断面図の一例を示す。図６Ｂは、裏面研削工程Ｓ２１０の完了後におけるウエハ１の断面図の一例を示す。

【0060】

研削装置１５０は、テーブル１５２および砥石１５４を有する。テーブル１５２は、ウエハを載置して支持する台であり、一例において、チャックテーブルである。ウエハは、保護テープ１２０の平坦化されたおもて面１２１を介して、テーブル１５２上に支持される。砥石１５４は、テーブル１５２上に支持されたウエハ１の裏面２３を研削する。

【0061】

裏面研削工程Ｓ２１０において、ウエハ１の裏面２３から保護テープ１２０のおもて面１２１までの距離が均一化し、ウエハ１の裏面２３が平坦化される。裏面研削工程Ｓ２１０は、研削されたウエハ１の裏面２３を、エッチングすることで加工歪みを取り去る工程を含んでよい。

【0062】

従来、裏面研削工程は、保護テープのおもて面の凹凸を残したまま保護テープをテーブル上に支持して行われていた。そのため、裏面研削工程において、テーブルから半導体基板の裏面までの距離を均一化しても、保護テープのおもて面の凹凸が半導体基板の厚さに反映され、裏面研削工程後に半導体基板の裏面に凹凸が生じることがあった。

【0063】

これに対し、本例では、裏面研削工程Ｓ２１０より前に保護テープ切削工程Ｓ１８０を行い、テーブル１５２が保護テープ１２０の平坦化されたおもて面１２１を支持することにより、テーブル１５２からウエハ１の裏面２３までの距離を均一化することにより、ウエハ１の裏面２３を平坦化することができる。

【0064】

また、図６Ｂに示すように、裏面研削工程Ｓ２１０において、砥石１５４が外周領域６を残して裏面２３を研削することにより、外周領域６において、裏面２３から突出した凸部２４が、ウエハの外周端に沿って全周にわたり形成されてよい。凸部２４を設けることにより、ウエハの反りが低減され、強度が向上するので、ウエハの取り扱いが容易となり、さらなる薄化が可能となる。

【0065】

次に、保護テープ剥離工程Ｓ２２０において、保護テープ１２０が剥離により除去される。図７は、保護テープ１２０が除去された後のウエハ１の断面図の一例を示す。保護テープ１２０を裏面研削工程Ｓ２１０の終了後速やかに除去することにより、裏面研削工程Ｓ２１０で保護テープ１２０に付着した汚れ、削り屑等を除去し、後続の工程を円滑に進めることができる。

【0066】

次に、不純物注入工程Ｓ２３０において、ウエハ１の裏面２３から、レジストマスクを用いて、所定の領域に不純物がイオン注入される。保護レジスト除去工程Ｓ２４０において、ウエハ１のおもて面２１の上方に設けられた保護レジスト９が除去される。除去手段の例は、保護レジスト形成工程Ｓ１６０で説明した通りであり、ここでは説明を省略する。おもて面２１の外周領域６に設けられた密着層１４０がレジストである場合、密着層１４０も併せて除去されてよい。

【0067】

アニール工程Ｓ２５０において、不純物注入工程Ｓ１３０および不純物注入工程Ｓ２３０において注入された不純物が活性化され、拡散する。裏面電極形成工程Ｓ２６０において、ウエハ１の裏面２３の下方に裏面電極または配線等が形成される。これらの工程により、ウエハ１にトランジスタ等の半導体デバイスの裏面素子構造が形成される。

【0068】

図８は、比較例に係る半導体製造の製造方法における保護テープ切削工程におけるウエハ１の断面図の一例を示す。比較例に係る半導体製造の製造方法は、ウエハのおもて面の外周領域に密着層を形成する工程を備えていない。その他の工程は、本例に係る半導体製造の製造方法と共通するので、説明を省略する。

【0069】

従来、保護テープ切削工程において、切削工具１３４の進入時に、保護テープ１２０の外周端に接触した切削工具１３４が、保護テープ１２０をウエハ１のおもて面２１から剥離させることがあった。この原因としては、切削工具１３４の刃先が鈍化していること、保護テープ１２０の粘着力が弱いこと等が挙げられる。保護テープ１２０が剥離すると、保護テープ貼付工程のやり直しまたはウエハ自体の廃棄が必要となり、コスト上昇または歩留まりの低下を招く。

【0070】

保護テープ１２０の剥離を防止するために、一般的に用いられる保護テープよりも粘着力の大きいテープを用いることが考えられるが、裏面研削工程後の保護テープ剥離工程において、保護テープが剥離せずウエハを損傷させるおそれがある。

【0071】

本例に係る半導体製造の製造方法においては、おもて面２１の外周領域６に密着層１４０が設けられたウエハを用意することにより、保護テープ１２０とウエハ１との密着性が向上するので、保護テープ切削工程Ｓ１８０における保護テープ１２０の剥離を抑制することができる。

【0072】

密着層１４０は、従来のおもて面素子構造の形成工程と同じ工程、すなわち、ポリイミド膜形成工程Ｓ１５０または保護レジスト形成工程Ｓ１６０で形成することができるので、別途プロセスを増やす必要がない。そのため、粘着力の強い保護テープを用いる場合と比較して、コスト上昇を抑制することができる。

【0073】

また、図３Ｃのように、ポリイミド膜５の密着層１４０が外周領域６にのみ設けられている場合、密着層１４０が設けられていない領域（例えば、中央領域２）に対する保護テープ１２０の粘着力は、密着層１４０に対する保護テープ１２０の粘着力よりも小さいので、裏面研削工程Ｓ２１０後には保護テープ１２０を容易に剥離することができるので、保護テープ剥離工程Ｓ２２０のスループットを向上させる事により、さらなるコストダウンが可能である。

【0074】

さらに、図３Ｄのように、ポリイミド膜５の密着層１４０が外周領域６の一部にのみ設けられている場合、保護テープ１２０の粘着力を増大させた領域がさらに限定的になるので、裏面研削工程Ｓ２１０後には保護テープ１２０をさらに容易に剥離することができ、さらなるコストダウンが可能である。

【0075】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0076】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0077】

１・・・ウエハ、２・・・中央領域、３・・・おもて面電極、５・・・ポリイミド膜、６・・・外周領域、９・・・保護レジスト、２１・・・おもて面、２３・・・裏面、２４・・・凸部、１２０・・・保護テープ、１２１・・・おもて面、１２３・・・裏面、１００・・・半導体装置、１３０・・・切削装置、１３２・・・テーブル、１３４・・・切削工具、１４０・・・密着層、１５０・・・研削装置、１５２・・・テーブル、１５４・・・砥石

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】