(57)【要約】【課題】薄化加工後の半導体ウエハの取り扱いを容易としつつ、薄化加工時の半導体ウエハの破損を防止すること。【解決手段】第１のウエハ面Ｓ１と、第１のウエハ面Ｓ１と反対の第２のウエハ面Ｓ２と、ウエハ外周端１０Ｅと、を有する半導体ウエハ１０が準備される。半導体ウエハ１０の第１のウエハ面Ｓ１上に凹凸形状が形成される。次に、半導体ウエハ１０の第１のウエハ面Ｓ１上に、ウエハ外周端１０Ｅから離れた樹脂外周端６０Ｅを有しウエハ外周端１０Ｅを露出する樹脂部材６０が塗布法を用いて形成される。凹部形状ＳＣが形成された後に、半導体ウエハ１０の第２のウエハ面Ｓ２上での処理が行われる。次に樹脂部材６０が除去される。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のウエハ面と、前記第１のウエハ面と反対の第２のウエハ面と、ウエハ外周端と、を有する半導体ウエハを準備する工程と、
前記半導体ウエハの前記第１のウエハ面上に凹凸形状を形成する工程と、
前記凹凸形状を形成する工程の後に、前記半導体ウエハの前記第１のウエハ面上に、前記ウエハ外周端から離れた樹脂外周端を有し前記ウエハ外周端を露出する樹脂部材を塗布法を用いて形成する工程と、
前記凹部形状を形成する工程の後に、前記半導体ウエハの前記第２のウエハ面上での処理を行う工程と、
前記処理を行う工程の後に、前記樹脂部材を除去する工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂部材を形成する工程は、
前記第１のウエハ面上に前記樹脂部材を堆積する工程と、
前記樹脂部材を堆積する工程の後に、前記樹脂部材を平坦化する工程と、
を含む、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記処理を行う工程は、前記第２のウエハ面上に拡散層を形成する工程を含む、請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記処理を行う工程は、前記第２のウエハ面上に電極層を形成する工程を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂部材を除去する工程の前に、前記半導体ウエハをダイシングする工程をさらに備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
樹脂部材を形成する工程において、前記樹脂外周端は、前記ウエハ外周端から０．５ｍｍ以上内側に配置される、請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂部材を形成する工程は、スピンコーターによるリンス処理により前記樹脂部材の端部を除去する工程を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記樹脂部材を形成する工程は、粘着剤を用いずに行われる、請求項１から７のいずれか１項に記載の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、半導体装置の製造方法に関し、特に、縦型電力用半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造において、半導体ウエハの厚みを低減する加工（以下、「薄化加工」とも称する）の重要性が、近年、増してきている。薄化加工は、ＬＳＩの分野においては、３次元実装などによるパッケージの高密度化のために有益であり、プロセス完了時のウエハ厚みは、たとえば、２５μｍ程度まで低減されることがある。また薄化加工は、縦型電力用半導体装置の分野においては、オン特性などに代表される通電性能を改善するために有益である。なぜならば、ウエハが薄くなることにより、半導体装置における電流経路が短くなるためである。近年では、コストおよび特性を改善するため、ＦＺ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ｚｏｎｅ）法により作製されたウエハを５０μｍ程度まで薄くして用いる極薄ウエハプロセスが行われることがある。
【０００３】
なお、典型的な縦型電力用半導体装置としては、たとえば、ダイオード素子および半導体スイッチング素子がある。半導体スイッチング素子は、典型的にはＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）またはＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）である。これらの素子は、産業用モータおよび自動車用モータなどのインバータ回路、大容量サーバの電源装置、ならびに無停電電源装置などに広く適用されている。
【０００４】
一般に薄化加工として、バックグラインドまたはポリッシュによるウエハ裏面に対する機械研磨と、それにより発生した加工歪みを除去するためのウエットまたはドライエッチングとが行われる。その後、裏面上に、イオン注入または熱処理により拡散層が形成される。そしてさらに、裏面上に蒸着またはスパッタ法などにより電極が形成される。その後、ウエハのダイシングが行われる。具体的には、ウエハがダイシングシートにマウントされた後、ダイシングブレードなどを用いてウエハから複数のチップが切り出される。
【０００５】
薄化加工中およびその後の半導体ウエハの破損を防止するために、ウエハ上面上に保護テープを設けることができる。保護テープは、薄化加工によって薄くされたウエハの強度を補うだけでなく、ウエハ上面上の表面段差の影響を抑える効果も有する。なお、この表面段差は、半導体装置の製造において半導体ウエハの上面に、デバイス構造（トレンチゲートおよび電極など）に応じて形成されるものである。保護テープは、たとえば、主にポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）から作られたものが知られている。しかしながら、近年の薄型デバイスにおいては、デバイスの総厚に占める表面段差の割合が大きくなってきており、その結果、表面段差を保護テープで十分に吸収することが難しくなってきている。段差吸収が不十分であると、半導体ウエハが破損しやすく、特に、研削加工時のウエハ割れが発生しやすい。
【０００６】
そこで、特開２００５−３１７５７０号公報（特許文献１）によれば、ウエハ表面に貼り付けられたバックグラインド用の表面保護テープが加熱により変形させられる。これにより、ウエハ表面のポリイミド保護膜による凹凸形状が緩和される。
【０００７】
また特開２００６−１９６７１０号公報（特許文献２）によれば、半導体ウエハの凹凸を有する表面に、凹凸による段差よりも厚い粘着層と、基材層と、を有するテープが貼り付けられる。粘着層は、粘着剤よりなる粘着剤層と、上記基材層の構成材よりも軟質で、かつ加熱により粘度が低下する樹脂材料よりなる軟化材層とを有している。テープを加熱することで軟化材層の粘度が低下する。これにより軟化材層が変形することで、基材層の表面がほぼ平坦にされる。その後、テープを貼り付けた状態のまま、半導体ウエハの裏面を研削加工することで、ウエハが薄くされる。当該公報の記載によれば、軟化材層の変形により、テープ表面の凹凸の高さがウエハ表面の凹凸の高さの１０％程度になる。つまり、テープによりウエハ表面の凹凸が緩和される。
【０００８】
薄化加工を経た半導体ウエハは、反りを有しやすい。この反りが保護テープによって矯正される程度は小さい。なぜならば、保護テープは、その取扱い上、ある程度容易に変形することができる必要があるので、比較的小さな剛性しか有し得ないためである。大きな反りを有するウエハは、搬送することが困難であったり、ハンドリング時に割れまたは欠けが発生しやすかったりする。よって保護テープを用いた技術は、表面段差の吸収には効果的であるものの、反りの抑制にはあまり効果的でない。このため、保護テープを用いた従来技術では、薄化加工後のウエハの取り扱いの困難さが十分に解消されないことがある。
【０００９】
薄化加工後の半導体ウエハの反りを抑えるためにその剛性を確保する方法として、半導体ウエハの全体ではなくその一部のみを薄化する方法がある。たとえば、特開２００７−１９３７９号公報（特許文献３）によれば、ウエハの裏面のうちデバイス領域に相当する領域の研削により凹部が形成され、凹部の外周側にリング状補強部が形成される。リング状補強部を除去するまでは、リング状補強部によってデバイス領域の外周側が補強されている。このため、裏面研削後のウエハの搬送またはウエハに対する追加加工など、その後のウエハの取り扱いが容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−３１７５７０号公報
【特許文献２】特開２００６−１９６７１０号公報
【特許文献３】特開２００７−１９３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
保護テープのような樹脂部材を半導体ウエハの上面上に設ける技術は、上面上の表面段差を吸収することでウエハの破損を防止するのには効果的である。しかしながらこの技術は、上述したように、ウエハの反りを抑制するのにはあまり効果的でない。一方で、ウエハの外周部が厚く残されることによって構成された補強部を用いる技術は、ウエハの剛性を確保することでウエハの反りが抑制されるので、ウエハの取り扱いを容易とするのに効果的である。しかしながらこの技術には、表面段差を吸収する作用はない。よってこの技術のみでは、表面段差に起因したウエハの破損が生じやすい。
【００１２】
そこで本発明者は、上記２種類の技術を組み合わせることで、薄化加工時およびその後の半導体ウエハの取り扱いをより容易とすることを検討した。鋭意検討の結果、これら技術は互いに独立して作用するものではなく、互いに影響を及ぼし合うものであることを見出した。具体的には、これらの技術を単純に組み合わせただけでは、薄化加工時に半導体ウエハの割れを効果的に防止することができないことがあり、この割れを効果的に防止するためには、上記樹脂部材および補強部の相対位置が特定の条件を満たすことが必要であることを、本発明者は見出した。
【００１３】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、その目的は、薄化加工後の半導体ウエハの取り扱いを容易としつつ薄化加工時の半導体ウエハの破損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である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の半導体装置の製造方法は、次の工程を有している。第１のウエハ面と、第１のウエハ面と反対の第２のウエハ面と、ウエハ外周端と、を有する半導体ウエハが準備される。半導体ウエハの第１のウエハ面上に凹凸形状が形成される。凹凸形状が形成された後に、半導体ウエハの第１のウエハ面上に、ウエハ外周端から離れた樹脂外周端を有しウエハ外周端を露出する樹脂部材が形成される。半導体ウエハを部分的に除去することによって、半導体ウエハの第２のウエハ面に、樹脂外周端から０．５ｍｍ以上内側に位置する凹部外周端を有する凹部形状が形成される。凹部形状が形成された後に、半導体ウエハの第２のウエハ面上での処理が行われる。処理が行われた後に、樹脂部材が除去される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、半導体ウエハを部分的に除去することによって、半導体ウエハの第２のウエハ面に凹部形状が形成される。半導体ウエハのうち、凹部形状よりも外側の部分は、半導体ウエハの補強部としての機能を有する。これにより半導体ウエハの剛性が確保されることで、ウエハの反りが抑制される。よって、薄化加工後の半導体ウエハの取り扱いを容易とすることができる。ここで凹部形状は、樹脂外周端から０．５ｍｍ以上内側に位置する凹部外周端を有するように形成される。これにより、薄化加工時における半導体ウエハの割れを防止することができる。以上から、本発明によれば、薄化加工後の半導体ウエハの取り扱いを容易としつつ、薄化加工時の半導体ウエハの破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法の構成を概略的に示すフロー図である。
【図３】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法の工程を概略的に示す断面図（ａ）〜（ｄ）である。
【図４】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法における樹脂部材の形成工程を概略的に示す部分断面図（ａ）〜（ｃ）である。
【図５】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法における、凹凸形状が形成された半導体ウエハを概略的に示す部分断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法における、拡散層が形成された半導体ウエハを概略的に示す部分断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法における薄化加工後の半導体ウエハの厚み分布の例を示すグラフ図（ａ）、および、比較例の製造方法における薄化加工後の半導体ウエハの厚み分布の例を示すグラフ図（ｂ）である。
【図８】薄化加工後の樹脂部材と環状補強部との相対位置の定義を模式的に示す断面図（ａ）、および、この相対位置とウエハ割れ率との関係の例を示すグラフ図（ｂ）である。
【図９】薄化加工後の樹脂部材とウエハ外周端との距離の定義を模式的に示す断面図（ａ）、および、この距離と拡散層形成後のウエハ裏面上の異物数との関係の例を示すグラフ図（ｂ）である。
【図１０】本発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法の構成を概略的に示すフロー図である。
【図１１】本発明の実施の形態３における半導体装置の製造方法の構成を概略的に示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付している。
【００１８】
＜実施の形態１＞
（装置構成）
図１を参照して、本実施の形態の半導体装置５０は、縦型電力用半導体装置であり、具体的にはトレンチゲート型のＩＧＢＴである。半導体装置５０は、半導体ウエハ１０と、ゲート絶縁膜２１と、ゲート電極２２と、層間絶縁膜２３と、エミッタ電極３１（第１の電極層）と、コレクタ電極３２（第２の電極層）とを有している。半導体ウエハ１０は、ウエハ上面Ｓ１（第１のウエハ面）と、ウエハ裏面Ｓ２（第１のウエハ面と反対の第２のウエハ面）とを有している。ウエハ上面Ｓ１上には、トレンチＴＲ、層間絶縁膜２３、エミッタ電極３１、電極パッド（図示せず）などの存在に起因して、凹凸形状が形成されている。
【００１９】
半導体ウエハ１０は、ｎドリフト層１と、ｎ型層２と、ｐベース層３と、ｎエミッタ層４と、ｎ型層５と、ｐコレクタ層６とを有している。本実施の形態においては、半導体ウエハ１０はシリコンから作られている。ｐコレクタ層６はウエハ裏面Ｓ２を成している。ｎ型層５はｐコレクタ層６上に設けられている。ｎドリフト層１はｎ型層５上に設けられている。ｎ型層２はｎドリフト層１上に設けられている。ｐベース層３はｎ型層２上に設けられている。ｎエミッタ層４は、ｐベース層３上に部分的に設けられている。ｎエミッタ層４およびｐベース層３はウエハ上面Ｓ１を成している。
【００２０】
ウエハ上面Ｓ１に設けられたトレンチＴＲは、ｎエミッタ層４とｐベース層３とｎ型層２とを貫通してｎドリフト層１に至っている。ゲート絶縁膜２１はトレンチＴＲの内壁を覆っている。ゲート電極２２は、ゲート絶縁膜２１を介してトレンチＴＲ内に設けられている。エミッタ電極３１は、ウエハ上面Ｓ１上に設けられており、ｎエミッタ層４およびｐベース層３に接している。コレクタ電極３２は、ウエハ裏面Ｓ２上に設けられており、ｐコレクタ層６に接している。
【００２１】
（製造方法）
図２は、本実施の形態における半導体装置の製造方法の構成を概略的に示すフロー図である。図３（ａ）〜（ｄ）は、この製造方法を、半導体ウエハ１０全体を含む概略的な形状に着目して工程順に説明する図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、この製造方法を、ウエハ上面Ｓ１上の凹凸形状を模式的に示しつつ、工程順に説明する図である。以下、これらの図を参照しつつ、本実施の形態における半導体装置の製造方法について説明する。
【００２２】
ステップＳ１０（図２）にて、半導体ウエハ１０（図３（ａ））が準備される。半導体ウエハ１０は、ウエハ上面Ｓ１（第１のウエハ面）と、ウエハ裏面Ｓ２（第１のウエハ面と反対の第２のウエハ面）と、ウエハ外周端１０Ｅとを有している。
【００２３】
ステップＳ２０（図２）にて、ウエハ上面Ｓ１上に凹凸形状ＵＤ（図４（ａ））が形成される。なおこの凹凸形状ＵＤは、半導体装置の素子構造の存在に起因したウエハ上面Ｓ１上の凹凸形状を模式的に示したものである。具体的には、凹凸形状ＵＤは、図５を参照して、トレンチＴＲ、層間絶縁膜２３、エミッタ電極３１、電極パッド（図示せず）などの存在に起因したものである。
【００２４】
ステップＳ３０（図２）にて、次に、半導体ウエハ１０のウエハ上面Ｓ１上に樹脂部材が形成される。樹脂部材は、たとえばポリイミド樹脂から作られる。具体的には、まずステップＳ３１（図２）にて、ウエハ上面Ｓ１上に樹脂部材６０が堆積される（図３（ｂ）および図４（ｂ）参照）。樹脂部材６０の堆積時またはその後の処理により、樹脂部材６０は、ウエハ外周端１０Ｅから離れた樹脂外周端６０Ｅを有しウエハ外周端１０Ｅを露出するように配置される（図３（ｃ）参照）。好ましくは、樹脂外周端６０Ｅは、平面視（平面レイアウト）においてウエハ外周端１０Ｅから０．５ｍｍ以上内側に配置される。これは、図３（ｃ）においては、図中横方向における位置に関して、樹脂外周端６０Ｅがウエハ外周端１０Ｅから内側へ（すなわちウエハ中心の方へ）０．５ｍｍ以上の間隔を空けて位置することを意味する。樹脂部材６０の堆積が塗布法によって行われる場合、上記のような配置は、スピンコーターによるリンス処理により樹脂部材６０の端部を除去することで容易に得られる。なお上記塗布法のように樹脂部材６０が材料の堆積によって形成される場合は、予め成形された樹脂部材が半導体ウエハ１０上に貼り付けられる場合と異なり、樹脂部材が粘着剤を有する必要がない。
【００２５】
次にステップＳ３２（図２）にて、樹脂部材６０が平坦化される（図４（ｂ）および（ｃ）を参照）。好ましくは、平坦化は樹脂部材６０に熱処理を加えることによって行い得る。熱処理条件は、たとえば、２００℃程度での３分間程度の処理である。熱処理は、たとえば、ホットプレートなどの加熱手段によるウエハ裏面Ｓ２の加熱、または、ベーク炉による半導体ウエハ１０の加熱により行い得る。熱処理に代わり機械的処理が行われてもよい。たとえば、ダイヤモンドバイトなどを用いた切削処理が行われてもよい。
【００２６】
ステップＳ４０（図２）にて、図３（ｄ）に示すように、半導体ウエハ１０を部分的に除去することによってウエハ裏面Ｓ２に凹部形状ＳＣが形成される。凹部形状ＳＣの形成は、研削などの機械加工により行われ得る。好ましくは、機械加工で発生した破砕層を除去するために、さらにウエットエッチングが行われる。ウエットエッチングは、たとえば、フッ酸および硝酸を含む混酸をエッチング液として用いて行われ得る。凹部形状ＳＣは、平面視において樹脂外周端６０Ｅから０．５ｍｍ以上内側に位置する凹部外周端ＥＣを有する。これは、図３（ｄ）においては、図中横方向における位置に関して、凹部外周端ＥＣが樹脂外周端６０Ｅから内側へ（すなわちウエハ中心の方へ）０．５ｍｍ以上の間隔ＳＰを空けて位置することを意味する。半導体ウエハ１０のうち、凹部形状ＳＣよりも外側の部分は、半導体ウエハ１０の環状補強部１０Ｒを構成している。環状補強部１０Ｒは、半導体ウエハ１０のうち凹部形状ＳＣが形成された部分に比して、より大きな厚みを有している。また環状補強部１０Ｒは、平面視において、凹部形状ＳＣを取り囲む環状形状を有している。これにより環状補強部１０Ｒは、薄化加工が行われた半導体ウエハ１０の剛性を高める機能を有する。
【００２７】
ステップＳ５０（図２）にて、次に、半導体素子構造を得るための、ウエハ裏面Ｓ２上での処理が行われる。この処理として、本実施の形態においては、ステップＳ５１（図２）にて、ウエハ裏面Ｓ２上に拡散層としてｎ型層５およびｐコレクタ層６（図６）が形成される。拡散層の形成は、典型的には、イオン注入処理および活性化処理により行われる。活性化処理は電気炉またはレーザにより行い得る。
【００２８】
ステップＳ６０（図２）にて、次に樹脂部材６０が除去される。樹脂部材６０の除去は、たとえば、有機溶剤を滴下することで樹脂を溶解することにより行われる。あるいは、酸素を含むプラズマを用いた樹脂の炭化（いわゆるアッシング処理）が行われてもよい。あるいは、硫酸および過酸化水素水からなる混合液を用いた除去が行われてもよく、その際に上記アッシング処理が併用されてもよい。
【００２９】
ステップＳ７０（図２）にて、次に、ウエハ裏面Ｓ２上に、電極層としてコレクタ電極３２が形成される。たとえば、蒸着法またはスパッタ法により、アルミ、チタン、ニッケル、金などの金属膜がウエハ裏面Ｓ２上に成膜される。好ましくは、この金属膜の成膜後に、３００℃〜４５０℃程度の熱処理により、金属膜中の金属原子（たとえばアルミニウム原子）と半導体ウエハ１０中のシリコン原子との相互拡散を生じさせる。これにより生じる合金化により、コレクタ電極３２と半導体ウエハ１０とがより確実に接合される。なお上記相互拡散は、後述するダイシングによって切り出された半導体装置５０が実装される際のはんだ付け処理時の熱の作用によっても生じ得る。この作用を利用することで、上述した熱処理が省略されてもよい。
【００３０】
ステップＳ８０（図２）にて、半導体ウエハ１０がダイシングされる。具体的には、まずコレクタ電極３２がダイシングテープの粘着面に貼り付けられる。これにより、半導体ウエハ１０がダイシングフレームにマウントされる。次に、ダイシングブレードまたはレーザを用いたダイシング装置により、素子構造が設けられた半導体ウエハ１０から、複数のチップが半導体装置５０（図１）として切り出される。
【００３１】
（実施例）
図７（ａ）は、ステップＳ６０（図２）後の半導体ウエハ１０の半導体領域の厚みＴＨ（図６）の分布の例を示している。グラフ図中、「ウエハ位置」は、直径方向における半導体ウエハ１０の中心位置からの距離を表している。また厚みＴＨは、図６に示すように、トレンチＴＲの存在を無視した半導体領域の寸法である。厚み測定は、半導体ウエハ１０のうち薄化加工が行われた部分、すなわち凹部形状ＳＣ、において行われた。また測定には、赤外光を用いた非接触方式の測定装置（浜松ホトニクス製「Ｏｐｔｉｃａｌ  ＭｉｃｒｏＧａｕｇｅ」）が用いられた。
【００３２】
なお上記の厚み測定のためのサンプルを得るに際して、ステップＳ１０（図２）として、直径２００ｍｍの半導体ウエハ１０（図３（ａ））が準備された。またステップＳ２０（図２）として、表面段差１０μｍを有する凹凸形状ＵＤ（図４（ａ））が形成された。またステップＳ３０（図２）として、２０μｍ厚での塗布工程（図４（ｂ））と、２００℃での３分間の熱処理による平坦化工程（図４（ｃ））とにより、樹脂部材６０が形成された。またステップＳ４０（図２）として、インフィード方式のグラインダ装置による８５μｍまでの研削加工と、その後の、フッ酸、硝酸、硫酸および燐酸からなる混酸による６５μｍまでウエットエッチングとにより、薄化加工（図３（ｄ））が行われた。環状補強部１０Ｒの幅（図３（ｄ）における横方向の寸法）は３ｍｍ程度とされた。
【００３３】
一方、図７（ｂ）は、上述した樹脂部材６０の形成を行わない比較例の結果を示している。図７（ａ）および（ｂ）の比較から、樹脂部材６０が設けられることにより、薄化加工後の半導体ウエハ１０の厚み分布がより均一化されることが分かった。
【００３４】
図８（ａ）は、薄化加工後の樹脂部材６０と環状補強部１０Ｒとの相対位置Ｐの定義を模式的に示す断面図である。相対位置Ｐは、樹脂外周端６０Ｅの位置を、半導体ウエハ１０の凹部形状ＳＣと環状補強部１０Ｒとの境界である凹部外周端ＥＣの位置を基準として表すものである。相対位置Ｐの符号は、樹脂外周端６０Ｅが基準位置よりも外側に位置する場合（言い換えれば環状補強部１０Ｒ上に位置する場合）に正と定義され、樹脂外周端６０Ｅが基準位置よりも内側に位置する場合（言い換えれば凹部形状ＳＣ上に位置する場合）に負と定義される。図８（ｂ）は、上記のように定義された相対位置Ｐと、５０μｍまでの薄化加工時のウエハ割れ率との関係の例を示すグラフ図である。この結果から、相対位置Ｐが０以上の場合に薄化加工におけるウエハ割れ率が低減されることが分かった。特に、相対位置Ｐが＋０．５ｍｍ以上の場合、言い換えれば樹脂部材６０が環状補強部１０Ｒの方へ０．５ｍｍ以上突き出している場合、薄化加工におけるウエハ割れ率を顕著かつ安定的に低減することができることが分かった。なお、相対位置Ｐが＋０．５ｍｍ以上という条件は、図３（ｄ）において凹部外周端ＥＣが樹脂外周端６０Ｅから内側へ０．５ｍｍ以上の間隔ＳＰを空けて位置することを意味する。
【００３５】
図９（ａ）は、薄化加工後の樹脂部材６０とウエハ外周端１０Ｅとの距離ＤＳの定義を模式的に示す断面図である。距離ＤＳは、ウエハ外周端１０Ｅと、樹脂外周端６０Ｅとの間の距離である。図９（ｂ）は、この距離ＤＳと、ステップＳ５０（図２）後の凹部形状ＳＣ内でのウエハ裏面Ｓ２上における、大きさ５μｍ以上の異物数との関係の例を示すグラフ図である。この結果から、距離ＤＳが０．５ｍｍ以上の場合にウエハ裏面Ｓ２上の異物数を顕著に低減することができ、距離ＤＳが０．７５ｍｍ以上の場合にさらに顕著に低減することができることが分かった。異物数の低減により、拡散層形成のためのウエハ裏面Ｓ２上へのイオン注入が異物により阻害されることが抑制される。よってウエハ裏面Ｓ２上に高品質な拡散層を形成することができる。
【００３６】
（効果のまとめ）
本実施の形態によれば、半導体ウエハ１０を部分的に除去することによって、ウエハ裏面Ｓ２に凹部形状ＳＣ（図８（ａ））が形成される。半導体ウエハ１０のうち、凹部形状ＳＣよりも外側の部分が、環状補強部１０Ｒを構成する。環状補強部１０Ｒは半導体ウエハ１０の補強部としての機能を有する。これにより半導体ウエハ１０の剛性が確保されることで、ウエハの反りが抑制される。よって、薄化加工後の半導体ウエハ１０の取り扱いを容易とすることができる。ここで凹部形状ＳＣは、平面視において樹脂外周端６０Ｅから０．５ｍｍ以上内側に位置する凹部外周端ＥＣを有するように形成される。これにより、薄化加工時における半導体ウエハ１０の割れを防止することができる（図８（ｂ））。以上から、本実施の形態によれば、薄化加工後の半導体ウエハ１０の取り扱いを容易としつつ、薄化加工時の半導体ウエハ１０の破損を防止することができる。
【００３７】
樹脂部材６０が堆積された後に平坦化されることで（図４（ｂ）および（ｃ））、樹脂部材６０の平坦性をより十分に確保することができる。これにより、半導体ウエハ１０の表面段差をより十分に吸収することができる。
【００３８】
樹脂部材６０が除去される前の処理として、ウエハ裏面Ｓ２上にｎ型層５およびｐコレクタ層６（図６）が拡散層として形成される。これにより、ウエハ裏面Ｓ２での拡散層の形成時に、ウエハ上面Ｓ１を樹脂部材６０（図３（ｄ））によって保護することができる。具体的には、ウエハ上面Ｓ１上に異物が付着したり、ウエハ上面Ｓ１が損傷を受けたりすることが防止される。
【００３９】
樹脂外周端６０Ｅ（図９（ａ））はウエハ外周端１０Ｅから離れている。好ましくは、樹脂外周端６０Ｅは、平面視においてウエハ外周端１０Ｅから０．５ｍｍ以上内側に配置される（図９（ｂ）参照）。これにより、半導体ウエハ１０の取り扱い時に、樹脂部材６０に起因した異物がウエハ裏面Ｓ２上に付着することが抑制される。
【００４０】
好ましくは、樹脂部材６０は、たとえば塗布法など、材料の堆積によって形成される。この場合、樹脂部材６０は粘着材を有する必要がない。粘着剤が用いられないことで、第１に、真空中で熱負荷のかかる工程において、粘着剤からの脱ガスに起因した望ましくない現象が避けられる。たとえば、イオン注入工程における注入不良が防止される。また蒸着法またはスパッタ法などによる成膜の品質ばらつきが抑えられる。第２に、薄化加工におけるウエットエッチングにおいて、混酸などのエッチング液と、樹脂部材の端部において露出された粘着剤との反応が避けられる。この反応が生じると、第１に、樹脂部材の端部が意図せず剥がれることで、半導体ウエハ１０の割れまたは欠けが生じやすくなる。第２に、樹脂部材の除去後においても、上記反応によって生成された物質が半導体ウエハ１０上に残留し得る。この残留物は、半導体ウエハ１０上の異物の発生源となり得る。
【００４１】
＜実施の形態２＞
（製造方法）
図１０は、本実施の形態における半導体装置の製造方法の構成を概略的に示すフロー図である。ステップＳ４０までの工程は実施の形態１（図２）のものと同様である。続くステップＳ５０Ｍにて、実施の形態１のステップＳ５１と同様の工程の後に、ステップＳ５２が行われる。このステップＳ５２は、実施の形態１のステップＳ７０（図２）と同様にウエハ裏面Ｓ２上に電極層としてのコレクタ電極３２（図１）を形成するものであるが、本実施の形態においては樹脂部材６０（図３（ｄ））を除去するステップＳ６０の前に実施される。言い換えれば、本実施の形態においては、電極層としてのコレクタ電極３２の形成が、樹脂部材６０を除去する前の、ウエハ裏面Ｓ２上での処理として行われる。なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じである。
【００４２】
（実施例）
実施例においては、ウエハ裏面Ｓ２上に電極層が形成された後に、ウエハ上面Ｓ１上の樹脂部材６０が除去された。続いて、ウエハ上面Ｓ１上に存在する、大きさ５μｍ以上の傷および異物の数がカウントされた。一方、比較例においては、樹脂部材６０は形成されず、電極層が形成された後に上記と同様のカウントがなされた。なお、ウエハ裏面Ｓ２上における電極層の形成は、ウエハ上面Ｓ１を吸着することによって半導体ウエハ１０を固定するステージを有する成膜装置によって行われた。上述したカウントの結果を以下に示す。
【００４３】
【表１】
2019106557.tif 000003
【００４４】
この結果から、ウエハ裏面Ｓ２上の電極層が樹脂部材６０の除去前に行われることで、ウエハ上面Ｓ１上の傷および異物の数を低減することができることが分かった。
【００４５】
（効果のまとめ）
本実施の形態によれば、樹脂部材６０が除去される前の処理として、ウエハ裏面Ｓ２上に電極層が形成される。これにより、ウエハ裏面Ｓ２での電極層の形成時に、ウエハ上面Ｓ１を樹脂部材６０によって保護することができる。具体的には、ウエハ上面Ｓ１上に異物が付着したり、あるいはウエハ上面Ｓ１が損傷を受けたりすることが防止される。
【００４６】
＜実施の形態３＞
（製造方法）
図１１は、本実施の形態における半導体装置の製造方法の構成を概略的に示すフロー図である。ステップＳ５０Ｍまでの工程は実施の形態２（図１０）のものと同様である。その後、ステップＳ６０Ｍにてダイシングが行われ、続いてステップＳ８０Ｍにて樹脂部材６０（図３（ｄ））が除去される。言い換えれば、半導体ウエハ１０は、樹脂部材６０が除去される前にダイシングされる。樹脂部材６０の除去は、たとえば、ダイシングフレーム上から有機溶剤を滴下することで樹脂を溶解することによって行い得る。あるいはアッシング処理が行われてもよい。なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態２の構成とほぼ同じである。
【００４７】
（実施例）
薄化工程（ステップＳ４０）までが、実施の形態１における実施例と同様の方法で、６５μｍ厚まで行われた。実施例においては、ダイシングを行いかつウエハ上面Ｓ１上の樹脂部材６０を除去した後に、ウエハ上面Ｓ１（チップ上面）上に存在する、ダイシングに起因した切り屑などの、大きさ１０μｍ以上の異物数がカウントされた。一方、比較例においては、樹脂部材６０は形成されず、ダイシング後に上記と同様のカウントがなされた。これらカウントの結果を以下に示す。
【００４８】
【表２】
2019106557.tif 000004
【００４９】
この結果から、ダイシングが樹脂部材６０の除去前に行われることで、ウエハ上面Ｓ１上の異物数を低減することができることが分かった。
【００５０】
（効果のまとめ）
本実施の形態によれば、樹脂部材６０が除去される前の処理として、半導体ウエハ１０がダイシングされる。これにより、ダイシングの際に、ウエハ上面Ｓ１を樹脂部材６０によって保護することができる。具体的には、ウエハ上面Ｓ１上に異物が付着することが防止される。
【００５１】
上記各実施の形態においては半導体装置５０（図１）について詳しく説明したが、半導体装置は、図１に示されたもの以外の縦型電力用半導体装置であってもよい。具体的には、図１においてはｎチャネル型の装置が示されているが、導電型を入れ替えることでｐチャネル型のものが構成されてもよい。また半導体装置は、ＩＧＢＴに限定されるものではなく、他の縦型半導体スイッチング素子であってもよく、たとえば、ＭＩＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＩＳ型電界効果トランジスタ）であってもよい。ＭＩＳＦＥＴは、たとえば、図１においてｐコレクタ層６を省略することでウエハ裏面Ｓ２をｎ型層５から成るものとすることによっても得られる。この場合、エミッタ電極３１およびコレクタ電極３２のそれぞれはソース電極およびドレイン電極に相当する。また半導体装置として図１においてはトレンチ型のものが示されているが、半導体装置は、トレンチを有しない、プレーナ型のものであってもよい。また半導体装置は、半導体スイッチング素子に限定されるものではなく、たとえばダイオード素子であってもよい。
【００５２】
本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
ＥＣ  凹部外周端、Ｓ１  ウエハ上面（第１のウエハ面）、Ｓ２  ウエハ裏面（第２のウエハ面）、ＳＣ  凹部形状、ＵＤ  凹凸形状、ＴＲ  トレンチ、１０  半導体ウエハ、１０Ｅ  ウエハ外周端、１０Ｒ  環状補強部、３１  エミッタ電極、３２  コレクタ電極、５０  半導体装置、６０  樹脂部材、６０Ｅ  樹脂外周端。
【図１】
2019106557.tif 000005
【図２】
2019106557.tif 000006
【図３】
2019106557.tif 000007
【図４】
2019106557.tif 000008
【図５】
2019106557.tif 000009
【図６】
2019106557.tif 000010
【図７】
2019106557.tif 000011
【図８】
2019106557.tif 000012
【図９】
2019106557.tif 000013
【図１０】
2019106557.tif 000014
【図１１】
2019106557.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月26日(2019.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のウエハ面と、前記第１のウエハ面と反対の第２のウエハ面と、ウエハ外周端と、を有する半導体ウエハを準備する工程と、
前記半導体ウエハの前記第１のウエハ面上に凹凸形状を形成する工程と、
前記凹凸形状を形成する工程の後に、前記半導体ウエハの前記第１のウエハ面上に、前記ウエハ外周端から離れた樹脂外周端を有し前記ウエハ外周端を露出する樹脂部材を塗布法を用いて形成する工程と、
前記樹脂部材を塗布法を用いて形成する工程の後に、前記半導体ウエハの前記第２のウエハ面上での処理を行う工程と、
前記処理を行う工程の後に、前記樹脂部材を除去する工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂部材を形成する工程は、
前記第１のウエハ面上に前記樹脂部材を堆積する工程と、
前記樹脂部材を堆積する工程の後に、前記樹脂部材を平坦化する工程と、
を含む、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記処理を行う工程は、前記第２のウエハ面上に拡散層を形成する工程を含む、請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記処理を行う工程は、前記第２のウエハ面上に電極層を形成する工程を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂部材を除去する工程の前に、前記半導体ウエハをダイシングする工程をさらに備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記樹脂部材を形成する工程において、前記樹脂外周端は、前記ウエハ外周端から０．５ｍｍ以上内側に配置される、請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂部材を形成する工程は、スピンコーターによるリンス処理により前記樹脂部材の端部を除去する工程を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂部材を形成する工程は、粘着剤を用いずに行われる、請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。