(57)【要約】【課題】  ゲッタリング効果を得ると共に半導体装置が形成された個々のチップの周囲に歪みを与えずチップの抗折強度向上が可能な半導体装置製造方法を提供すること。【解決手段】  改質領域ＰをダイシングストリートＳ以外の箇所であって半導体装置Ｄ内の半導体素子Ｅの近傍であるウェーハＷ内部へ形成することにより、ゲッタリング効果を得ると共に半導体装置Ｄが形成された個々のチップＣの周囲に歪みを与えずチップＣの抗折強度向上が可能となる。【選択図】図４
2010161107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に半導体装置が形成されたウェーハ内部へレーザー光を入射して改質領域を形成することによりゲッタリング効果を得る半導体装置製造方法において、
前記ウェーハのダイシングストリート以外の箇所であって前記半導体装置内の半導体素子の近傍にレーザー光を入射することで改質領域を形成することを特徴とする半導体装置製造方法。
【請求項２】
改質領域形成では、前記ウェーハの表面側に形成されたアライメントマークを撮像手段により撮像し、前記アライメントマークを基準として前記半導体装置の位置を合わせてレーザー光を前記ウェーハの裏面側から入射することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置製造方法。
【請求項３】
前記レーザー光は集光点の近傍において１．０×１０７Ｗ／ｃｍ２以上のエネルギー密度とを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置製造方法。
【請求項４】
改質領域形成では、前記レーザー光と前記ウェーハとを移動軸によりＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向へ相対的に移動させながら前記レーザー光を前記ウェーハへ照射する、またはガルバノミラーとｆ-θレンズを介して前記レーザー光を前記ウェーハへ照射することにより行われることを特徴とする請求項１、２、または３のいずれか１項に記載される半導体装置製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハより半導体装置を製造する半導体装置製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、各種の電子部品、配線等が形成された半導体装置は近年小型化、軽量化が進んでいる。このため、表面側に半導体装置が形成されたシリコンウェーハは、表面保護テープが貼り付けられた状態で研削加工装置により裏面側を研削加工するバックグラインドが行われてより薄く加工されている。薄化では１００μｍ以下の極薄の厚みに加工され、その後ウェーハはダイシングストリートに沿ってダイシングされて個々のチップに分割される。
【０００３】
そして、バックグラインドされて薄化されたウェーハの裏面には研削面にマイクロクラック等のシリコン結晶の歪みによる破砕層が形成される。このような破砕層では、遷移金属汚染の捕獲を行う外因性ゲッタリングの効果が得られ、ウェーハの裏面に付着した銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）等の重金属不純物がウェーハ内へ進入することが妨げられる。これにより、半導体素子等が可動金属イオンの影響を受けることがなく、ウェーハのクリーン度を高めることが可能となる。
【０００４】
しかし、ウェーハの裏面に破砕層が存在すると個片化したチップの抗折強度が低下する問題が生ずる。そのため、バックグラインドが行われた研削面を研磨するポリッシング工程を行うことでストレスリリーフ行い、破砕層を除去してウェーハの裏面を鏡面とすることでチップの抗折強度の低下を防止している。ところが、破砕層を除去することによりゲッタリング効果が望めなくなり、ウェーハに遷移金属汚染が生じる問題が発生する。このような問題に対し、ウェーハの裏面を研削して薄化した後にウェーハの裏面をスパークアウト研磨するウェーハ研磨方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００８−１０９００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されるような発明では、ゲッタリング効果を得ることが可能であるが、砥粒を用いた圧力印加による加工法であるためウェーハの反りや割れ、欠けなどの問題を引き起こし、抗折強度の低下の原因ともなる。
【０００６】
本発明はこのような問題に対して成されたものであり、ゲッタリング効果を得ると共に半導体装置が形成された個々のチップの周囲に歪みを与えずチップの抗折強度向上が可能な半導体装置製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために本発明の半導体装置製造方法は、表面に半導体装置が形成されたウェーハ内部へレーザー光を入射して改質領域を形成することによりゲッタリング効果を得る半導体装置製造方法において、前記ウェーハのダイシングストリート以外の箇所であって前記半導体装置内の半導体素子の近傍にレーザー光を入射することで改質領域を形成することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明は前記発明において、改質領域形成では、前記ウェーハの表面側に形成されたアライメントマークを撮像手段により撮像し、前記アライメントマークを基準として前記半導体装置の位置を合わせてレーザー光を前記ウェーハの裏面側から入射することを特徴としている。
【０００９】
更に、本発明は前記発明において、前記レーザー光は集光点の近傍において１．０×１０７Ｗ／ｃｍ２以上のエネルギー密度とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
更に、本発明は前記発明において、改質領域形成では、前記レーザー光と前記ウェーハとを移動軸によりＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向へ相対的に移動させながら前記レーザー光を前記ウェーハへ照射する、またはガルバノミラーとｆ-θレンズを介して前記レーザー光を前記ウェーハへ照射することにより行われることを特徴としている。
【００１１】
本発明の半導体装置製造方法によれば、表面側に半導体素子や各種の電子部品、配線等が形成されたシリコンウェーハは、裏面側を研削することによる薄化や、裏面側を研磨することによる破砕層の除去など各種処理が施される。
【００１２】
各種処理が行われたシリコンウェーハまたは処理前のシリコンウェーハは、撮像手段により撮像されて表面側に形成されたアライメントマークを基準として位置を合わせが行われる。位置合わせされたウェーハには３１０μｍ以上の波長と、１．０×１０７Ｗ／ｃｍ２以上のエネルギー密度とを備えたレーザー光が裏面側より入射されて内部に改質領域が形成される。
【００１３】
このとき、改質領域はダイシングストリート以外の箇所であって半導体装置の近傍であるウェーハ内部へ形成される。レーザー光の照射は、レーザー光とウェーハとを移動軸によりＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向へ相対的に移動させる、またはガルバノミラーとｆ-θレンズを介して照射位置を制御される。
【００１４】
これにより、改質領域によりゲッタリング効果を得られるとともに、ウェーハのストレスが除去されているのでチップの抗折強度を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、ダイシングストリート以外の箇所であって半導体装置内の半導体素子の近傍に改質領域を形成することによりゲッタリング効果を得ると共に半導体装置が形成された個々のチップの周囲に歪みを与えずチップの抗折強度向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に従って本発明に係る半導体装置製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。まず、本発明に係わる半導体装置製造方法が実施されるレーザー加工装置の構成について説明する。図１はレーザー加工装置の加工部を示した斜視図、図２はレーザーヘッドの構成を示した斜視図である。
【００１７】
レーザー加工装置は、レーザーヘッドを備えた加工部、ウェーハＷを多数枚収納したカセットを載置するロードポート、半導体装置が多数形成されたウェーハＷを搬送する搬送手段、各部の制御及び加工に必要な各部の制御手順や数値が入力されたデバイスデータを記憶する制御手段等を備えている。
【００１８】
レーザー加工装置の加工部１には、図１に示すように移動手段としてのＸ移動軸２上に設けられた不図示の移動軸によりθ方向へ回転するウェーハテーブル３上にウェーハＷが載置される。ウェーハＷには半導体素子、各種の電子部品、配線等が形成された半導体装置を備えた多数のチップＣが形成されている。本実施の形態ではウェーハＷはウェーハテーブル３上直接載置されているが、表面側に貼着したテープを介してフレームへマウントされた状態でウェーハテーブル３上に載置されていてもよい。
【００１９】
ウェーハテーブル３上部にはＸ移動軸２に直交するように設けられた移動手段としてのＹ移動軸４にレーザーヘッド５が設けられている。加工部１にはこの他にレーザーヘッド５を上下方向に移動させるＺ移動軸６やウェーハＷ表面を撮像する不図示の移動軸に取り付けられた撮像手段７等が備えられている。
【００２０】
レーザーヘッド５は、図２に示すように、レーザー発振器８、コリメートレンズ９、ミラー１０、１０、第１回転ミラー１２、第２回転ミラー１３、ｆ−θレンズ１４等からなる。
【００２１】
第１回転ミラー１２と第２回転ミラー１３とは直交する２つの軸（例えばＸ、Ｙ軸方向）に向って夫々配置され、軸を中心としてミラーが回転するように駆動手段を有するガルバノミラーと呼ばれる機構を有する。
【００２２】
レーザー発振器８から発振されたレーザー光Ｌはコリメートレンズ９で水平方向に平行光線とされた後にミラー１０、１０で進行方向を変更され、第１回転ミラー１２と第２回転ミラー１３との回転角度を変更することで２つの軸方向に振ることが可能となる。
【００２３】
ｆ−θレンズ１４は、第１回転ミラー１２と第２回転ミラー１３とにより２つの軸方向へ振られたレーザー光Ｌの進行方向を２つの軸に対して垂直となるように方向を変更する。ｆ−θレンズ１４により方向変更されたレーザー光Ｌは不図示のコンデンスレンズにより集光されてウェーハＷ上に入射される。
【００２４】
これにより、レーザー光ＬはウェーハＷ上の任意の深さと位置に集光させることが可能となる。ウェーハＷ内で集光されたレーザー光Ｌは図３（ａ）に示すように集光点でエネルギーが集中され、ワーク内部の集光点近傍に多光子吸収によるクラック領域、溶融領域、屈折率変化領域等の改質領域Ｐを形成する。改質領域Ｐは、図３（ｂ）に示すように、集光点をガルバノミラー機構により移動させることでウェーハＷ内部に複数並んで形成される。
【００２５】
改質領域Ｐが形成されたウェーハＷは高速に回転するブレードやレーザー光を用いたダイシング装置等により個々の半導体装置に分割される。
【００２６】
なお、改質領域Ｐの形成では、第１回転ミラー１２と第２回転ミラー１３とｆ−θレンズ１４とによるガルバノミラー機構を用いず、図１に示すＸ移動軸２、Ｙ移動軸４、Ｚ移動軸６、及びθ回転移動軸とによりＸ、Ｙ、Ｚ、及びθ方向へレーザー光ＬとウェーハＷとを相対的に移動させてレーザー光Ｌを任意の深さと位置に集光させてもよい。
【００２７】
次に本発明に係わる半導体装置製造方法について説明する。図４は改質領域形成の様子を示した斜視図、図５は改質領域が形成されたウェーハの裏面上面拡大図、図６は改質領域が形成されたウェーハの側面断面拡大図である。
【００２８】
本発明に係わる半導体装置製造方法では、裏面側を研削加工装置等によりバックグラインドすることにより薄化する、またはバックグラインド後の裏面側を研磨して研削面の破砕層を除去する等の処理が行なわれたウェーハＷが、図４に示すように裏面側を上にしてレーザー加工装置の加工部１に備えられたウェーハテーブル３へ吸着載置される。なお、ウェーハＷはバックグラインドや研磨を行わない状態でウェーハテーブル３上に載置されてもよい。
【００２９】
ウェーハテーブル３へ吸着載置されたウェーハＷは、裏面側より３１０ｎｍ以上（４ｅＶ以下）、より好ましくは１μｍ以上（１．２ｅＶ以下）の波長を備えた光が照射されると共に撮像手段７により撮像されて表面側に形成されたアライメントマークを基準としてレーザー光Ｌを照射する位置とウェーハＷの位置との位置合わせが行われる。
【００３０】
位置合わせされたウェーハには改質領域形成工程として３１０ｎｍ以上（４ｅＶ以下）、より好ましくは１μｍ以上（１．２ｅＶ以下）の波長と、１．０×１０７Ｗ／ｃｍ２以上のエネルギー密度とを備えたレーザー光が入射されて内部に改質領域Ｐの形成が行われる。
【００３１】
改質領域形成工程では、レーザーヘッド５に備えられたガルバノミラー機構により、またはレーザー光ＬとウェーハＷとを移動軸によりＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向へ相対的に移動させることによりレーザー光ＬのウェーハＷへの照射位置が制御される。
【００３２】
照射位置が制御されたレーザー光Ｌにより、改質領域Ｐは図５に示すようにチップＣに分割されるダイシングストリートＳ以外の箇所であって、図６に示すように半導体装置Ｄ内の半導体素子Ｅ近傍であるウェーハＷ内部へ形成される。改質領域Ｐの形成される位置はとしては１から数μｍの幅で、ウェーハＷ表面側から３から５０μｍ、より好ましくは５から３０μｍの位置に形成されているのが良い。
【００３３】
半導体素子Ｅ近傍に形成された改質領域Ｐは、ゲッタリング効果を得るため不完全なシリコン結晶から成り、改質領域Ｐによるダメージの影響によりチップＣの抗折強度低下等の問題が発生しない任意の密度で形成される。
【００３４】
これにより、半導体素子Ｅに対してゲッタリング効果を得ると共に半導体装置Ｄが形成されたチップＣの周囲に歪みを与えず、またウェーハＷのストレスが除去されているので、ダイシングされて個々のチップに分割されたチップＣの抗折強度向上が可能となる。
【００３５】
改質領域Ｐが内部へ形成されたウェーハＷは、ダイシング工程として更にレーザー光ＬによりダイシングストリートＳへ割段ラインＫが形成されて割断される。または、ブレードを用いたダイシング装置によりダイシングストリートＳに沿って切削切断してもよい。
【００３６】
以上、説明したように、本発明に係わる半導体装置製造方法によれば、ダイシングストリート以外の箇所であって半導体装置内の半導体素子の近傍に改質領域を形成することによりゲッタリング効果を得ると共に半導体装置が形成された個々のチップの周囲に歪みを与えず、ウェーハＷのストレスが除去されているのでチップの抗折強度向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係わるレーザー加工装置の加工部を示した斜視図。
【図２】レーザーヘッドの構成を示した斜視図。
【図３】レーザー加工の様子を示した断面図。
【図４】改質領域形成の様子を示した斜視図。
【図５】改質領域が形成されたウェーハの裏面上面拡大図。
【図６】改質領域が形成されたウェーハの側面断面拡大図。
【符号の説明】
【００３８】
１…加工部，２…Ｘ移動軸，３…ウェーハテーブル，４…Ｙ移動軸，５…レーザーヘッド，６…Ｚ移動軸，７…撮像手段，８…レーザー発振器，９…コリメートレンズ，１０…ミラー，１２…第１回転ミラー，１３…第２回転ミラー，１４…ｆ−θレンズ，Ｃ…チップ，Ｄ…半導体装置，Ｅ…半導体素子，Ｆ…フレーム、Ｋ…割断ライン，Ｌ…レーザー光，Ｐ…改質領域，Ｓ…ダイシングストリート，Ｔ…テープ，Ｗ…ウェーハ
【図１】
2010161107.tif 000003
【図２】
2010161107.tif 000004
【図３】
2010161107.tif 000005
【図４】
2010161107.tif 000006
【図５】
2010161107.tif 000007
【図６】
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