(57)【要約】      （修正有）【課題】  特性検査後の半導体ウェーハ裏面研削工程でのウェーハ割れを防止できる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  半導体ウェーハの主面に、複数の半導体装置を形成する工程と、半導体装置の特性を検査し、所望の特性を満たさない半導体装置上に、有機物を主成分とするインクを用いて不良マークをマーキングする工程と、ベーク後の不良マークをエッチングし、不良マークの半導体ウェーハの主面からの高さを低くする工程と、半導体ウェーハの主面と反対の面を研削し、半導体ウェーハの厚さを薄くする工程と、半導体ウェーハを半導体チップに分割する工程とを具備する。不良マークに大気圧下で酸素プラズマを照射し、高さの低い不良マークを得る。【選択図】  図１
2008004897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハの主面に、複数の半導体装置を形成する工程と、
前記半導体装置の特性を検査し、所望の特性を満たさない前記半導体装置上に、有機物を主成分とするインクを用いて不良マークをマーキングする工程と、
前記不良マークをエッチングし、前記不良マークの前記半導体ウェーハの主面からの高さを低くする工程と、
前記半導体ウェーハの主面と反対の面を研削し、前記半導体ウェーハの厚さを薄くする工程と、
前記半導体ウェーハを半導体チップに分割する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記不良マークをエッチングする工程は、前記不良マークに大気圧下で酸素プラズマを照射して行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記エッチング後の不良マークの前記半導体ウェーハの主面からの高さが、１乃至３μｍであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記研削後の半導体ウェーハの厚さが、０より大きく１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記半導体装置の特性検査結果に誤測定がある場合に、前記不良マークを前記エッチングにより除去し、前記半導体装置の特性検査をやり直すことを特徴とする請求項１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する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、半導体ウェーハ上に形成された半導体装置の特性検査を行い、特性不良と判定された半導体装置上にインクを用いて不良マークをマーキングしている。  
そのため、不良マークは、後工程の画像処理などで容易に認識されるサイズ（打点径、高さ）であることが要求される（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に開示された半導体装置の製造方法は、特性検査により不良と判定された半導体素子上に不良マークをマーキングし、且つ不良マークをマーキングした半導体素子の位置情報を記憶素子に記憶させる検査工程と、特性検査後に半導体素子を撮像して不良マークありと認識した半導体素子の位置情報と記憶素子から読み出した特性検査時の位置情報を比較する不良マーク認識工程とを具備している。
【０００４】
両者が一致するか否かにより特性検査工程のマーキングの良否を判定し、特性検査工程でのマーキング不良の防止と、マーキングの良好な半導体ウェーハのみを後工程に流品するようにしている。
【０００５】
然しながら、特許文献１に開示された半導体装置の製造方法は、特性検査後に、不良マークがマーキングされた半導体ウェーハの裏面を研削し、半導体ウェーハの厚さを薄くする場合に、不良マークが半導体ウェーハの表面から突出しているので、この突起を基点にして半導体ウェーハの割れが生じるという問題がある。
【０００６】
使用するインクの粘性をパラメータとして、不良マークの打点径と高さに相関がある。即ち、インクの打点径によりインクが盛り上がる高さがほぼ決定される。
【０００７】
そのため、不良マークの高さを低くするために、粘性の高いインクを使用する場合は、打点径が小さくなるので、後工程の画像処理などで不良マークが認識しづらくなるという問題がある。
【０００８】
一方、粘性の低いインクを使用する場合は、打点径が大きくなるとともに、インクが流れて周辺の良品半導体装置を汚染する恐れがある。
【特許文献１】特開平６−２７５６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、特性検査後の半導体ウェーハ裏面研削工程でのウェーハ割れを防止できる半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の半導体装置の製造方法は、半導体ウェーハの主面に、複数の半導体装置を形成する工程と、前記半導体装置の特性を検査し、所望の特性を満たさない前記半導体装置上に、有機物を主成分とするインクを用いて不良マークをマーキングする工程と、前記不良マークをエッチングし、前記不良マークの前記半導体ウェーハの主面からの高さを低くする工程と、前記半導体ウェーハの主面と反対の面を研削し、前記半導体ウェーハの厚さを薄くする工程と、前記半導体ウェーハを半導体チップに分割する工程とを具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、特性検査後の半導体ウェーハ裏面研削工程でのウェーハ割れを防止できる半導体装置の製造方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法について、図１乃至図８を用いて説明する。図１は半導体装置の製造方法を示すフローチャート、図２乃至図６は半導体装置の製造工程を順に示す断面図である。
【００１４】
更に、図７はエッチング装置の構成を示すブロック図、図８は本実施例の効果を従来例と比較して示す図である。
【００１５】
本実施例は、半導体ウェーハに、例えば縦型ＭＯＳトランジスタ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、高速リカバリダイオードなどのパワー半導体装置を形成する場合の例である。
【００１６】
はじめに、図１に示すように、半導体装置を形成する（ステップＳ０１）。具体的には、図２に示すように、半導体ウェーハ１０上のダイシングライン１１、１２に囲まれた格子状の領域に、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、イオン注入などの周知のプロセスを用いて半導体装置１３を形成する。
【００１７】
次に、半導体ウェーハ１０上に形成された半導体装置１３の特性検査を行い、所望の特性を満たさないと判定された半導体装置１３上に有機物を主成分とするインクを用いて不良を示すマークをマーキングする（ステップＳ０２）。
【００１８】
具体的には、図３に示すように、特性検査装置１４を用いて半導体装置１３の電極１５ａ、１５ｂ上にプローブ１６ａ、１６ｂを接触させて電気特性を測定し、不良と判断された場合に、マーキング装置１７を駆動してノズル１８からインク１９、例えば黒色フェノールインクを吐出させて不良半導体装置１３上に不良マークをマーキングする。
【００１９】
ここでは、半導体装置１３ａ、１３ｃが不良マーク２０ａ、２０ｃがマーキングされている不良品、半導体装置１３ｂが良品、半導体装置１３ｄが検査中、半導体装置１３ｅが測定待ちの場合を示している。
【００２０】
次に、半導体ウェーハ１０上の不良マーク２０ａ、２０ｃをベーキングし、液状のインキ１９を固める（ステップＳ０３）。  
具体的には、図４に示すように、半導体ウェーハ１０をホットプレート２１上に載置して、例えば９０℃程度でベーキングする。  
これにより、液状の不良マーク２０ａ、２０ｃは、固形化した不良マーク２２ａ、２２ｃになる。
【００２１】
不良マークのサイズは、一般に半導体装置１３のサイズの１／３（面積比で１／９）程度が適当である。  
例えば、半導体装置１３のチップサイズが９ｍｍ□の場合、粘性が３００ｃｐｓ程度のインクを使用し、打点径が３ｍｍφ程度になるようにインクの吐出量を調節する。このとき、不良マークの高さは１０乃至１５μｍ程度になる。
【００２２】
次に、プラズマエッチング装置を用いて、不良マーク２２ａ、２２ｃをエッチングし、不良マーク２２ａ、２２ｃの半導体ウェーハ１０の主面からの高さを低くする（ステップＳ０４）。  
はじめにプラズマエッチング装置について説明する。図７に示すように、プラズマエッチング装置３０は、例えば耐熱性ガラス製の放電管３１と、放電管３１に巻かれたスパイラル電極３２と、スパイラル電極３２に接続された高周波電源３３と、放電管３１にプラズマを発生させる原料ガスを供給するガス供給部３４とを具備している。
【００２３】
ガス供給部３４は電離ガス、例えばヘリウム（Ｈｅ）を供給する第１ガスボンベ３５と、添加ガス、例えば酸素（Ｏ２）を供給する第２ガスボンベ３６と、ヘリウムガスと酸素ガスを混合して放電管３１に供給する混合器３７とを具備している。
【００２４】
放電管３１にヘリウムガスと酸素ガスを供給し、高周波電源３３により、放電管３１に高周波電力を印加すると、大気圧下でヘリウムが電離してグロー放電が起こり、酸素分子が解離して酸素ラジカルが発生する。  
発生した酸素ラジカルは、ノズル３８を介して、プラズマジェット３９として外部に放出され、不良マーク２２ａ、２２ｃに照射される。
【００２５】
即ち、図５に示すように、画像認識装置（図示せず）により半導体装置１３ａの不良マーク２２ａの位置を認識し、半導体装置１３ａをノズル３８の下に移動させる。  
次に、プラズマエッチング装置３０により、プラズマジェット３９を不良マーク２２ａに照射すると、有機物を主成分とする不良マーク２２ａは、酸素ラジカルにより分解されて揮発物４０として飛散し、不良マーク２２ａがエッチングされる。
【００２６】
これにより、不良マーク２２ａ（高さｔ１＝１０〜１５μｍ程度）より高さの低い不良マーク４１ａ（高さｔ２＝１〜３μｍ程度）が得られる。  
不良マーク４１ａの高さｔ２の制御は、予め求めた不良マークのエッチングレートに基づいて、エッチング時間を制御して行う。
【００２７】
実験によれば、周波数１３．５６ＭＨｚ、放電電力５００Ｗ程度の高周波を印加して生成されたビーム径３〜５ｍｍ程度のプラズマジェット３９を、照射距離１ｍｍ程度で不良マーク２２ａに照射したところ、不良マーク２２ａのエッチングレートとして、１μｍ／ｍｉｎ程度が得られた。
【００２８】
同様に、画像認識装置により半導体装置１３ｃの不良マーク２２ｃの位置を認識し、半導体装置１３ｃをノズル３８の下に移動し、不良マーク２２ｃを途中までエッチングすることにより、不良マーク２２ｃより高さの低い不良マーク４１ｃが得られる。
【００２９】
エッチング後の不良マーク４１ａ、４１ｃの高さは、低すぎると後工程での画像処理による不良マークの認識が困難になり、高すぎるとウェーハ割れを防止する効果が得られなくなるので、１乃至３μｍ程度が適当である。
【００３０】
次に、半導体ウェーハ１０の裏面を研削して、半導体ウェーハ１０の厚さを薄くする（ステップＳ０５）。  
具体的には、図６に示すように、半導体装置１３側をホルダ５０に対向させて、半導体ウェーハ１０を接着剤５１、例えばワックスによりホルダ５０に接着する。  
次に、半導体ウェーハ１０をラップ板５２上で公転および自転させながら、研磨剤５３により半導体ウェーハ１０の裏面を研削する。  
これにより、厚さｔ３＝３５０μｍ程度の半導体ウェーハ１０を、厚さｔ４＝８０乃至１００μｍ程度に薄くする。
【００３１】
半導体ウェーハ１０の厚さは、薄すぎると研削後の工程でウェーハ割れを生じる恐れがあり、厚すぎると半導体装置１３を収納するパッケージの小型化が難しくなり、また半導体装置１３の放熱効果が減じられるので、１００μｍ以下が好ましい。
【００３２】
次に、半導体ウェーハ１０の裏面に、例えば真空蒸着法により金属膜を形成する（ステップＳ０６）。  
金属膜は、例えば金（Ａｕ）であり、縦型ＭＯＳトランジスタではドレイン電極として機能する。
【００３３】
次に、半導体ウェーハ１０をダイシングライン１１、１２に沿ってブレードで切断し、個々の半導体チップに分割する（ステップＳ０７）。  
次に、半導体チップを、例えばリードフレームにマウントし、樹脂でモールドすることにより、小型で放熱性の高いパッケージングされた半導体装置１３が得られる（ステップＳ０８）。
【００３４】
図８は本実施例による半導体ウェーハ１３の裏面研削工程におけるウェーハ割れ率を、従来例と比較して示したものである。  
図８に示すように、実験によれば、不良マークの高さｔ１が１０〜１５μｍ程度の従来例では、ウェーハ割れ率は１０％程度であったが、不良マークの高さｔ２が１〜３μｍ程度の本実施例では、ウェーハ割れ率は１％以下に低減することが確かめられた。
【００３５】
以上説明したように、本実施例の半導体装置の製造方法は、酸素プラズマを用いて不良マーク２２ａ、２２ｃをエッチングし、不良マークの高さを低くしている。
【００３６】
その結果、特性検査後の半導体ウェーハ１０の裏面研削工程において、不良マーク２２ａ、２２ｃの突起を基点として半導体ウェーハ１０が割れるのを防止することができる。従って、半導体ウェーハ１０の割れを防止し、生産性の高い半導体装置１３の製造方法が得られる。
【００３７】
ここでは、プラズマエッチング装置３０の電離ガスとして、ヘリウムを用いた場合について説明したが、ヘリウムは高価で稀少なガスのため、同じ希ガスであるアルゴン（Ａｒ）を使用しても構わない。また、窒素（Ｎ２）を用いることもできる。
【実施例２】
【００３８】
図９は本発明の実施例２に係る半導体装置の製造方法の要部を示すフローチャートである。本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００３９】
本実施例が実施例１と異なる点は、半導体装置の特性検査に誤測定がある場合に、不良マークを除去し、特性検査をやり直すようにしたことにある。
【００４０】
即ち、図９に示すように、ステップＳ０３において不良マークをベーキングした後、誤測定の有無を判定する（ステップＳ０３１）。  
不良マークをベーキングした後に判定するのは、半導体ウェーハ１０の取り扱い中の振動や、誤って擦った場合に、液状の不良マーク２０ａ、２０ｃのインク１９が流れて、周りの正常な半導体装置１３がインク１９で汚染されるのを防止するためである。
【００４１】
誤測定は、特性検査装置１４の調整不良、例えばプローブ１６ａ、１６ｂの針圧調整不良、測定ピッチの調整不良などに起因して、半導体装置１３の電極１５ａ、１５ｂと特性検査装置１４のプローブ１６ａ、１６ｂとの接触不良により生じる場合が多い。
【００４２】
従って、一旦誤測定が生じると、半導体ウェーハ１０上の広い範囲にわたって不良マークが連続してマーキングされる等の異常なモードが発生するので、容易に視認することができる。
【００４３】
誤測定が生じたと認められる場合に（ステップＳ０３１のＹｅｓ）、大気圧下で酸素プラズマを照射して、不良マークをエッチングして除去し（ステップＳ０３２）、ステップＳ０２へ戻る。  
具体的には、図１０に示すように、不良マーク６０ａ〜６０ｅが連続してマーキングされ、誤測定が生じたと認められると、不良マーク６０ａ〜６０ｅにプラズマジェット３９を照射し、不良マーク６０ａ〜６０ｅを除去する（ｔ２＝０）。
【００４４】
エッチングは、ステップＳ０４と同じ条件で、エッチング時間をより長く設定して行うことができる。  
または、ガス供給部３４からのヘリウムガスおよび酸素ガスの供給量を増加させて、不良マーク６０ａ〜６０ｅのエッチング速度を高め、短時間で行うようにしても良い。
【００４５】
半導体装置１３の表面の電極１５ａ、１５ｂや絶縁膜（図示せず）は、酸素プラズマによりエッチングされないので、半導体装置１３にダメージを与えることなく、不良マーク６０ａ〜６０ｅのみを除去することが可能である。
【００４６】
一方、誤測定が生じていないと認められる場合に（ステップＳ０３１のＮｏ）、そのままステップＳ０２へ戻る。
【００４７】
以上説明したように、本実施例の半導体装置の製造方法は、誤測定が生じた場合に、不良マーク６０ａ〜６０ｅを除去している。  
その結果、誤測定が生じた半導体ウェーハ１０を再検査することにより、半導体装置１３を不良として無駄に廃棄することを防止できる。従って、半導体装置１３の生産性が向上する利点がある。
【００４８】
上述した実施例では、画像認識により不良マークの位置を特定し、個別に不良マークをエッチングする場合について説明したが、半導体装置１３のボンディングパッドを除く表面が酸素プラズマでエッチングされない材料、例えばシリコン酸化膜で覆われている場合には、半導体ウェーハ１０の広い領域に酸素プラズマを照射し、不良マークを一括してエッチングしても良い。  
例えば、ライン状のノズルを用いて、半導体ウェーハ１０の一方向に走査することにより、不良マークをエッチングする時間を大幅に短縮することができる利点がある。
【００４９】
また、半導体装置１３のボンディングパッドを除く表面がポリイミドなどの有機膜でおおわれている場合でも、例えばエッチングガス種、高周波電力、基板加熱などの条件を最適化することにより、不良マークのエッチング速度と有機膜のエッチング速度に十分な差が設定できる場合は、同様に半導体ウェーハ１０の広い領域に酸素プラズマを照射し、不良マークを一括してエッチングすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャート。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図。
【図３】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図。
【図４】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図。
【図５】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図。
【図６】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造工程を示す断面図。
【図７】本発明の実施例１に係るプラズマ処理装置の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法によるウェーハ割れ率を従来例と比較して示す図。
【図９】本発明の実施例２に係る半導体装置の製造工程の要部を示すフローチャート。
【図１０】本発明の実施例２に係る半導体装置の製造工程の要部を示す断面図。
【符号の説明】
【００５１】
１０  半導体ウェーハ
１１、１２  ダイシングライン
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ  半導体装置
１４  特性検査装置
１５ａ、１５ｂ  電極
１６ａ、１６ｂ  プローブ
１７  マーキング装置
１８、３８  ノズル
１９  インキ
２０ａ、２０ｃ  不良マーク
２１  ホットプレート
２２ａ、２２ｂ  不良マーク（ベーク後）
３０  プラズマエッチング装置
３１  放電管
３２  スパイラル電極
３３  高周波電源
３４  ガス供給部
３５  第１ガスボンベ
３６  第２ガスボンベ
３７  混合器
３９  プラズマジェット
４０  揮発物
４１ａ、４１ｃ  不良マーク（エッチング後）
５０  ホルダ
５１  接着剤
５２  ラップ板
５３  研磨剤
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ  不良マーク（誤測定）
【図１】
2008004897.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008004897.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008004897.tif 000009
【図８】
2008004897.tif 000010
【図９】
2008004897.tif 000011
【図１０】
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