(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主面側であって半導体装置が作り込まれる領域に凸条部を有する半導体ウェハにおいて、前記第１の主面に、前記凸条部による凹凸を覆うように表面保護テープを貼り付ける第１の工程と、
前記第１の主面に向かい合う前記半導体ウェハの第２の主面を、前記表面保護テープの前記凸条部を覆った面と向かい合う面を基準面として研削装置で研削する第２の工程と、  を備える半導体装置の製造方法であって、
前記第２の工程は、前記研削装置が前記半導体ウェハにかける加工圧力を１ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下の範囲内となるように制御し、
研削後の前記第２の主面のうねり量が１μｍ以下であることを特徴とする、
半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記加工圧力が、３０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下の範囲内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３】
前記研削装置は、砥石で研削するものであって、
前記第２の工程は、前記砥石の前記第２の主面と接する面積を調整することによって前記加工圧力を制御することを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程は、前記表面保護テープが貼り付けられた前記半導体ウェハの加熱を行う工程をさらに備えることを特徴とする、
請求項１から請求項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】
前記第１の工程で、前記表面保護テープが貼り付けられた前記半導体ウェハを減圧された雰囲気下に置く工程をさらに備えることを特徴とする、
請求項１から請求項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】
前記半導体ウェハが炭化珪素からなることを特徴とする、
請求項１から請求項５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するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置は、以下に述べる手順により製造されていた。半導体ウェハを材料として、複数の半導体装置を並べて作り込むために、まず半導体ウェハに、電極と絶縁保護膜とを含む素子構造部をダイシングラインで区画された領域の各々に形成する。半導体ウェハに形成された素子構造部のうち、表面に露出した部分には凹凸が存在する。そこで、半導体ウェハの表面に素子構造部による凹凸を緩和する表面保護テープを貼り付け、表面保護テープの凹凸を覆った面と向かい合う面を基準面として、半導体ウェハの裏面を研削装置によって研削する。研削後は、研削により生じる半導体ウェハの裏面の破砕層を除去し、半導体ウェハの裏面に電極を形成する。最後に、ダイシングラインに沿って半導体ウェハをダイシングし、複数の半導体装置を得ていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９６７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の半導体装置の製造方法では、半導体ウェハの裏面を研削する時に、研削装置に対し、研削装置が半導体ウェハにかける加工荷重を制御する工夫は行っていなかった。
【０００５】
このような半導体装置の製造方法にあっては、半導体ウェハの裏面を研削する時に、半導体ウェハの素子構造部の表面に露出した電極及び半導体ウェハの電極が形成された部分が撓み、この撓みが研削終了時に半導体ウェハの裏面に顕在化する。これにより、半導体ウェハの裏面にうねりが生じるため、半導体ウェハの裏面の平坦性が低下し、半導体装置が他部品と接合される際に接合信頼性が低下するという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、半導体ウェハの裏面のうねりを低減させ、半導体ウェハの裏面の平坦性を向上させることで、他部品と接合される際の接合信頼性が向上する半導体装置を得ることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、第１の主面側であって半導体装置が作り込まれる領域に凸条部を有する半導体ウェハにおいて、第１の主面に、凸条部による凹凸を覆うように表面保護テープを貼り付ける第１の工程と、第１の主面に向かい合う半導体ウェハの第２の主面を、表面保護テープの凸条部を覆った面と向かい合う面を基準面として研削装置で研削する第２の工程とを備える半導体装置の製造方法であって、第２の工程は、研削装置が半導体ウェハにかける加工圧力を１ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下の範囲内となるように制御し、研削後の前記第２の主面のうねり量が１μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる半導体装置の製造方法によれば、半導体ウェハの裏面を研削する時に、半導体ウェハの素子構造部の表面に露出した電極が形成された部分が撓むことを低減させて、半導体ウェハの裏面を研削することができる。これにより、半導体ウェハの裏面のうねりを低減させることができるので、半導体ウェハの裏面の平坦性が向上し、他部品と接合される際の接合信頼性を向上させた半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法の対象となる半導体ウェハ１０の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法の対象となる半導体ウェハ１０の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法を示す工程フロー図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ１を説明するための表面保護された半導体ウェハ１３の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ１を説明するための表面保護された半導体ウェハ１３の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２を説明する研削状態時の研削装置１００の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２を説明する研削状態時の研削装置１００の構成を示す正面図である。
【図８】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２を説明する表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１を研削砥石盤５０が研削する状態を示す模式図である。
【図９】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２を説明する研削状態時の研削装置１００の構成のうち研削砥石盤５０の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２を説明する研削開始前の表面保護された半導体ウェハ１３の断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２を説明する研削状態時の表面保護された半導体ウェハ１３の断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２を説明するための加工圧力と加工面のうねり量との関係を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２を説明する、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１の研削が終了した後に表面保護テープを剥離したときの半導体ウェハ１０の断面概略図である。
【図１４】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ３を説明するための加工圧力と加工速度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法を説明する前に、まず、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法の対象となる半導体ウェハについて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法の対象となる半導体ウェハ１０の斜視図である。半導体ウェハ１０の第１の主面としての表面１２には、電極３０と、凸条部としての絶縁保護膜３１とが形成されている。表面１２に向かい合い、凸条部が形成されていない面が第２の主面としての裏面１１である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法の対象となる半導体ウェハ１０の断面図であり、図１のＢ−Ｂ断面を表している。
【００１２】
半導体ウェハ１０には、複数の半導体装置を作り込むために、電極３０と凸条部としての絶縁保護膜３１を含む素子構造部が形成されている。図２に示された破線は、ダイシングラインであって、複数の半導体装置が作り込まれる領域の各々を区画している。図１及び図２に示すように、半導体ウェハ１０の表面１２には、電極３０と絶縁保護膜３１とが形成されダイシングラインで区画された領域が、マトリックス状に複数並んでいる。素子構造部は、プレーナー型でも縦型でもよく、電極３０と凸条部となる絶縁保護膜３１を含んでいればよい。また、凸条部は絶縁保護膜３１に限らず、半導体ウェハ１０の表面１２から凸状に突出するものであれば良い。図１及び図２では、パワー半導体素子において典型的な半導体装置が縦型の素子構造部を有する例えばショットキーダイオードの場合を例に示している。すなわち、電極３０はアノード電極として機能する。半導体ウェハ１０は、ここでは例えば、直径３インチから６インチのシリコンカーバイド（ＳｉＣ）ウェハであるが、シリコンウェハ等であってもよい。絶縁保護膜３１による凹凸の最大の段差Ｌ１は、１０から１５μｍ程度、電極３０とその周囲に形成された絶縁保護膜３１とを合わせた大きさＬ２は数ｍｍから１０ｍｍ程度である。また、電極３０は、例えば電界効果トランジスタの場合は、ソース電極とゲート電極、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの場合はエミッタ電極とゲート電極等、２つ以上の役割を有していてもよい。絶縁保護膜３１は、ポリイミド等の絶縁材料からなる。
【００１３】
次に、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法について説明する。図３は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法を示す工程フロー図であり、大きく分けてステップＳ１からステップＳ７の７つの工程を経て半導体装置が製造されることを示している。
【００１４】
まず、図３に示されたステップＳ１において、電極３０と絶縁保護膜３１が形成された半導体ウェハ１０の表面１２に、絶縁保護膜３１による凹凸を覆うように表面保護テープ２５を貼り付ける。そして、ステップＳ２において、表面保護テープ２５の絶縁保護膜３１と接していない面を基準面２６として、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１を研削装置１００で研削する。基準面２６は、表面保護テープ２５の絶縁保護膜３１を覆った面と向かい合う面となる。その後、ステップＳ３において、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に研削によって生じた破砕層を除去し、ステップＳ４において、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に電極を形成する。次に、ステップＳ５において、半導体ウェハ１０の表面１２から表面保護テープ２５を剥離し、ステップＳ６において、ダイシングラインに沿って半導体ウェハ１０をダイシングする。表面保護テープ２５、基準面２６及び研削装置１００についての詳細は、以下に説明する各ステップの詳細において説明する。
【００１５】
ここで、ステップＳ６の後に、ダイシングしたものをパッケージ化するステップＳ７を設けてもよい。パッケージ化は、ダイシングしたものを他部品へ実装し、樹脂等で封止することである。なお、上記で説明してきた絶縁保護膜３１は、ダイシングされた後の半導体チップにおいて、電極３０と半導体チップ端面及び裏面側との絶縁耐圧を確保する機能を果たすこととなる。
【００１６】
なお、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置は、ステップＳ６で終了したベアチップで客先に提供するものでも良く、ステップＳ７まで行いパッケージ化されたものでも良い。さらに、例えば他の半導体部品と一緒にモジュール化されたものでも良いのは言うまでもない。
【００１７】
図３のステップＳ１について、その詳細を図４及び図５を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ１を説明するための表面保護された半導体ウェハ１３の斜視図である。表面保護された半導体ウェハ１３は、表面１２に表面保護テープ２５が貼り付けられている。表面保護テープ２５の絶縁保護膜３１と接しておらず、絶縁保護膜３１を覆った面と向かい合う面は、次工程のステップＳ２における基準面２６となる。図５は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ１を説明するための表面保護された半導体ウェハ１３の断面図であり、図４のＣ−Ｃ断面における断面構成を拡大した図である。表面保護テープ２５は、基材２１と粘着材層２３とを備えている。
【００１８】
ステップＳ１では、半導体ウェハ１０の表面１２に、凸条部としての絶縁保護膜３１による凹凸を覆うように表面保護テープ２５を貼り付ける。具体的にここでは、常温常圧下で半導体ウェハ１０の表面１２に、絶縁保護膜３１による凹凸を覆うように表面保護テープ２５を貼り付け、その後さらに、表面保護テープ２５の温度を上げるために、表面保護テープ２５が貼り付けられた半導体ウェハ１０を例えばホットプレートにより加熱する。加熱温度は５０度程度が好ましい。そして、表面保護テープ２５の温度を常温まで戻すと、表面保護テープ２５は半導体ウェハ１０の表面１２の凹凸に対し、隙間を生じることなく追従した状態で接着される。さらに、真空排気装置により、表面保護テープ２５が貼り付けられた半導体ウェハ１０が置かれている環境下の雰囲気を減圧する。これにより、表面保護テープ２５が貼り付けられた半導体ウェハ１０は、常圧よりも減圧された雰囲気下に置かれることとなり、表面保護テープ２５は半導体ウェハ１０の表面１２の凹凸に対し、さらに追従した状態で接着される。
【００１９】
真空排気装置により、表面保護テープ２５が貼り付けられた半導体ウェハ１０が置かれている環境下の雰囲気を減圧する作業は、表面保護テープ２５が貼り付けられた半導体ウェハ１０を加熱しながら行ってもよく、加熱後、表面保護テープ２５が貼り付けられた半導体ウェハ１０を常温まで戻す前に行ってもよい。また、凸条部としての絶縁保護膜３１による凹凸を覆うように表面保護テープ２５を貼り付ける作業は、一般的にラミネーターと呼ばれる真空貼付装置等を使用し、常圧よりも低い圧力下のもとで行ってもよい。
【００２０】
表面保護テープ２５は、ポリエステル（Ｐｏｌｙ  ｅｓｔｅｒ）、ポリエチレン（Ｐｏｌｙ  ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙ  ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）の単体又は複層構造から形成される基材２１と、アクリル系の粘着材層２３から構成されている。基材２１の厚みは、５０μｍから１５０μｍ程度である。粘着材層２３の厚みは、半導体ウェハ１０の表面１２の絶縁保護膜３１による凹凸の段差を十分に吸収できる厚みがあればよく、ここでは５０μｍ程度である。表面保護テープ２５はここで示したものの他に、基材２１と粘着材層２３に加えてホットメルト層を備えた一般にホットメルトシートとして知られているもの、基材２１と粘着材層２３に加えて基材２１よりも軟質の樹脂材料からなる軟化材層を備えたもの等であってもよい。高い耐酸性、高い耐熱性を有していればよい。
【００２１】
次に、ステップＳ１の次工程であるステップＳ２について、図６から図９を用いて説明する。ステップＳ２では、表面保護テープ２５の絶縁保護膜３１と接しておらず、絶縁保護膜３１を覆った面と向かい合う面を基準面２６として、半導体ウェハ１０の裏面１１を研削装置１００で研削する。
【００２２】
まず、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２で用いる研削装置１００について説明する。図６は本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２を説明する研削状態時の研削装置１００の構成を示す斜視図であり、図７は本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２を説明する研削状態時の研削装置１００の構成を示す正面図である。図６及び図７において、研削装置１００は、チャックテーブル４０に表面保護された半導体ウェハ１３が装着されたチャックテーブルユニット４１と、研削ユニット６０と、研削砥石盤５０と、アーム４４の先端にセンサ部を備えゲージ台４３に設置されたハイトゲージ４２とを備えている。表面保護された半導体ウェハ１３には、研削によって生じる研削痕であるソーマーク１４が見える。
【００２３】
チャックテーブル４０は、研削対象となる表面保護された半導体ウェハ１３の表面保護テープ２５の基準面２６を真空吸着して固定することが可能であり、チャックテーブルユニット４１は、表面保護された半導体ウェハ１３を真空吸着した状態で回転させることが可能になっている。チャックテーブルユニット４１は回転機構を有し、自らが回転することで、チャックテーブル４０に真空吸着された表面保護された半導体ウェハ１３を任意の回転数で回転させることができる。したがって、チャックテーブルユニット４１の回転は、チャックテーブル４０及び表面保護された半導体ウェハ１３の回転と同義である。
【００２４】
研削ユニット６０は、表面保護された半導体ウェハ１３に対して上下方向Ａに移動可能であるとともに、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１と平行な平面内での回転が可能であるように構成されている。また、円筒形のスピンドルの端の表面保護された半導体ウェハ１３に対面する側に、砥石台金５１と砥石５２とを備えた研削砥石盤５０が着脱可能に取り付けられている。砥石５２にはダイヤモンド粒子が含まれている。回転する表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１を研削砥石盤５０が通過することで、砥石５２に含まれるダイヤモンド粒子により、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に砥石による研削痕であるソーマーク１４が形成される。
【００２５】
そして、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１の外周部に接するように、アーム４４の先端にセンサ部を備えたハイトゲージ４２がゲージ台４３に設置されている。ハイトゲージ４２は、表面保護された半導体ウェハ１３の研削面の高さを計測することで、表面保護された半導体ウェハ１３の厚みを算出することができる。
【００２６】
さらに、研削装置１００は、チャックテーブルユニット４１の回転や、研削ユニット６０の上下動、回転及び加工圧力を制御する装置を有している。ここで、砥石５２の回転方向Ｒ１は時計回り、チャックテーブルユニット４１の回転方向Ｒ２は反時計回りであるが、これに限ることはなく、例えばチャックテーブルユニット４１の回転方向Ｒ２が時計回りであってもよい。
【００２７】
また、チャックテーブル４０の表面保護された半導体ウェハ１３を吸着する面は、ほぼ半分が水平よりも下側に傾斜した傾斜面を有しており、それはチャックテーブルユニット４１においても同じである。チャックテーブル４０に真空吸着された表面保護された半導体ウェハ１３と砥石５２の研削面との間の隙間Ｌ３は、最大で２０μｍ程度形成される。
【００２８】
図８は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２を説明する表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１を研削砥石盤５０が研削する状態を示す模式図であり、表面保護された半導体ウェハ１３の上方（図７におけるＸ方向）から見た図である。このような状態で研削を行うと、表面保護半導体ウェハ１３の半分に相当し、チャックテーブル４０の水平面に真空吸着された部分のうち、図８の破線で囲まれた領域Ｄの研削砥石盤５０の砥石５２と接触する部分のみが加工されることになる。
【００２９】
図９は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２を説明する研削状態時の研削装置１００の構成のうち研削砥石盤５０の構成を示す図であり、（ａ）は研削装置１００の研削砥石盤５０を表面保護された半導体ウェハ１３に対向する面から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面における断面図である。研削砥石盤５０は、砥石台金５１と、砥石幅Ｌ４を有する砥石５２と、研削水供給穴５３とを備えている。
【００３０】
アルミニウム等の金属で形成されたドーナツ状の砥石台金５１に、複数の砥石５２が、砥石台金５１の外周側に、一定間隔で外周に沿って円形状に接着固定されている。砥石幅Ｌ４は、砥石台金５１の円形状に接着固定されている複数の砥石５２の並び方向、すなわち周方向に垂直な方向の砥石５２の厚みを意味する。砥石台金５１の砥石５２より内周側には、研削加工時に表面保護された半導体ウェハ１３と砥石５２間を潤滑にし、かつ冷却するための研削水を供給する研削水供給穴５３が複数形成されている。研削砥石盤５０が固定される研削ユニット６０を通して、研削水が供給される構造になっている。研削砥石盤５０の直径は、加工する表面保護された半導体ウェハ１３直径と同じ、又はそれ以上の大きさの直径であることが望ましい。
【００３１】
なお、図８において、表面保護された半導体ウェハ１３上に研削砥石盤５０がオーバーラップしている部分で、チャックテーブルユニット４１の傾斜面の部分であり、かつ、領域Ｄ以外の部分は、領域Ｄで研削した半導体ウェハ１０の裏面１１からでる研削クズを研削水とともに排出する役目をなしている。研削水はここでは純水を使用しているが、半導体装置の製造、半導体装置の電気特性等に影響を与えないものであればよい。
【００３２】
本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２では、以上に示した研削装置１００を用いて、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１を研削する。
【００３３】
次に、ステップＳ２の次工程であるステップＳ３について説明する。ステップＳ３では、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１にステップＳ２の研削によって生じた破砕層を除去する。その方法には、スピンエッチャー、ディップ式のエッチング等がある。破砕層は、研削装置１００の砥石５２に含まれるダイヤモンド粒子による研削加工で生じた加工面の研削ダメージであり、結晶格子の乱れである。ステップＳ３は、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に生じる破砕層が、次工程に影響を与えない程薄い場合、ほとんど生じていない場合等は、省略しても良い工程である。
【００３４】
ステップＳ３の次工程であるステップＳ４について説明する。ステップＳ４では、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に電極を形成する。半導体装置が例えばショットキーダイオードの場合は、裏面１１に形成された電極はカソード電極として機能する。電界効果トランジスタの場合はドレイン電極、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの場合はコレクタ電極として機能する。また、半導体装置の素子構造部の作り方によっては、裏面１１に形成される電極も、表面１２に形成されている電極３０と同様に、２つ以上の役割を有していてもよい。
【００３５】
次に、ステップＳ４の次工程であるステップＳ５、及びステップＳ５の次工程であるステップＳ６について説明する。ステップＳ５では、半導体ウェハ１０の表面１２から表面保護テープ２５を剥離し、ステップＳ６では、ダイシングラインに沿って半導体ウェハ１０をダイシングする。ステップＳ５は、ステップＳ４の直後ではなく、ステップＳ３の直前、ステップＳ４の直前、次工程のステップＳ６の直後に行ってもよく、任意に順序を変えてよい工程である。好ましくは、ステップＳ６でダイシングラインにダイシングテープを貼り付ける場合、ダイシングテープを貼り付けた後で、半導体ウェハ１０をダイシングする前である。表面保護テープ２５が半導体ウェハ１０に貼り付けられていることによって、ステップＳ３、ステップＳ４、ダイシングテープの貼り付けを行う際、処理装置へ半導体ウェハ１０を搬送する際に、衝撃等を起因とした半導体ウェハ１０の割れを防ぐことができる。
【００３６】
図３のステップＳ２について、その内容をさらに詳細に説明する。ステップＳ２では、研削装置１００の表面保護された半導体ウェハ１３への加工圧力を制御しながら研削を行っている。以下では、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２における表面保護された半導体ウェハ１３について説明するとともに、その制御している加工圧力について説明する。
【００３７】
図１０は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ２を説明する研削開始前の表面保護された半導体ウェハ１３の断面図であり、表面保護テープ２５の基準面２６をチャックテーブル４０に真空吸着した状態の表面保護された半導体ウェハ１３の断面構成を拡大した図である。この状態においては、チャックテーブル４０に表面保護テープ２５の基準面２６を真空吸着したのみで、半導体ウェハ１０の裏面１１には砥石５２による加工圧力が加わっていないため、チャックテーブル４０と基準面２６の間には、隙間２４が生じている。これは、表面保護テープ２５が貼り付け時に半導体ウェハ１０の表面１２の凹凸に追従し、粘着材層２３及び基材２１が変形したことによって基準面２６に生じるうねりによるものであり、半導体ウェハ１０の表面１２の凹凸に追従した形状となっている。
【００３８】
図１１は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ３を説明する研削状態時の表面保護された半導体ウェハ１３の断面図であり、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に対して、研削装置１００の研削ユニット６０を降下させ、砥石５２を接触させて研削加工を行っている状態時の表面保護された半導体ウェハ１３の断面構成を拡大した図である。このとき、加工面である表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１のうち、領域Ｄの研削砥石盤５０の砥石５２と接触する部分に加わる加工圧力Ｐは、研削装置１００の研削ユニット６０によって制御される。その値は、図１０に示されるような表面保護テープ２５の基準面２６のうねりを、変形させて表面保護テープ２５の基準面２６をチャックテーブル４０に密着させ、かつ絶縁保護膜３１で周りを囲まれた電極３０を表面保護テープ２５の粘着材層２３内に押し込み変形させない値であり、１ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下の範囲内の値である。
【００３９】
加工圧力Ｐについて、さらにその詳細を説明する。図１２は、加工面である表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に加わる加工圧力Ｐと、加工面のうねり量Ｗの関係を示したグラフである。加工面のうねり量Ｗとは、半導体ウェハ１０の裏面１１の研削終了時のうねり量を示している。図１３は、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１の研削が終了した後に表面保護テープを剥離したときの半導体ウェハ１０の断面概略図である。
図１３には加工面のうねり量Ｗが図示されている。
【００４０】
ここで、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１には、研削ユニット６０の加工圧力について制御を行わない場合、１５００ｋＰａから２０００ｋＰａの加工圧力Ｐが加わり、加工面である表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１のうねり量Ｗは３から５μｍとなる。そして、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に加わる加工圧力Ｐを、研削ユニット６０を制御しなかった場合の従来の値よりも低い値になるよう制御すると、図１２に示すように、加工面である表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１のうねり量Ｗは減少し、１ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下の範囲内では、うねり量Ｗは１μｍ以下
となる。なお、図１２における加工圧力Ｐは、研削中は一定の値を示している。
【００４１】
図１４は加工面である表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に加わる加工圧力Ｐと、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１を研削する加工速度の関係を示したグラフである。図１４に示すように、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に加わる加工圧力Ｐを制御しなかった場合の従来の値よりも低い値に制御しても、裏面１１を研削する加工速度は、この加工圧力Ｐの範囲では低下せずに、半導体ウェハ１０の裏面１１を研削することができることが実験により見出された。
【００４２】
表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に、研削加工に必要な圧力よりも過度に加工圧力Ｐが加わると、加工圧力Ｐのうち研削加工に必要のない過度な加工圧力は、半導体ウェハ１０の電極３０が形成された部分を表面保護テープ２５の粘着材層２３に押し込むように撓ませる。この状態で表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１を研削し、研削終了後に、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に加わる加工圧力Ｐを解放すると、半導体ウェハ１０の電極３０が形成された部分の撓みが、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に顕在化する。これにより、従来の製造方法にて製造されていた半導体装置には、研削終了後、表面保護テープ２５を剥離した半導体ウェハ１０の裏面１１に、３から５μｍのうねりが生じていた。
【００４３】
しかし、図１２より、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に加わる加工圧力Ｐを１ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下の範囲内の値となるよう制御すると、加工面である表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１のうねり量Ｗは１μｍ以下に抑えることができることが分かる。以上より、表面保護テープ２５の基準面２６をチャックテーブル４０に密着させ、かつ電極３０を表面保護テープ２５の粘着材層２３内に押し込み変形させない加工圧力Ｐは、１ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下の範囲内の値である。なお、１ｋＰａは研削装置１００の研削ユニット６０が制御できる加工圧力の最小の値である。
【００４４】
以上のようにして、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１を研削し、半導体ウェハ１０の厚みを薄くする。例えば、研削前の半導体ウェハ１０の厚みは３５０μｍから４００μｍ程度であり、研削後の厚みは１００μｍから１５０μｍ程度である。
【００４５】
以上に示した製造方法により、半導体装置が完成する。以上に示した半導体装置の製造方法では、複数の半導体装置が出来上がるが、半導体ウェハ１０に作り込まれる半導体装置は１つでもよく、１つの場合であっても、複数の半導体装置を製造する場合と同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００４６】
本発明の実施の形態１では、以上のような製造方法としたことにより、半導体ウェハ１０の裏面１１のうねりを低減させ、半導体ウェハ１０の裏面１１の平坦性を向上させることで、他部品と接合される際の接合信頼性が向上する半導体装置を得ることができる半導体装置の製造方法を提供することができる。表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に加わる加工加圧を制御したことにより、過度な加工加圧が表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に加わることがなく、半導体ウェハ１０の裏面１１を研削する際に、半導体ウェハ１０の電極３０が形成された部分の撓みことを防ぐことができるためである。
【００４７】
また、図１４に示すように、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に加わる加工加圧を制御しなかった従来の値よりも低い値に制御しても、裏面１１を研削する加工速度が遅くなることはなく、加工時間の損失をせずに、半導体ウェハ１０の裏面１１を研削できる。
【００４８】
さらに、半導体ウェハ１０の裏面１１に研削によって生じる破砕層を薄くすることができる。表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に加わる加工加圧を制御したことにより、過度な加工加圧が表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に加わることがなく、研削装置１００の砥石５２のダイヤモンド粒子が押し込まれる力を小さくすることができるためである。研削加工後に、破砕層における結晶格子の乱れは残留応力となり、半導体ウェハ１０に反りを発生させる。これにより、半導体ウェハ１０の割れは割れやすくなるが、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法では、研削によって生じる破砕層を５０ｎｍ程度に薄くすることができるので、半導体ウェハ１０の反り量も１００から１５０μｍ程度低減させることができる。したがって、半導体ウェハ１０の割れを低減することもできる。
【００４９】
また、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法では、表面保護テープ２５は、半導体ウェハ１０の複数の凸条部３２による凹凸に対し、隙間を生じることなく追従して貼り付けられることができる。ステップＳ１において表面保護テープ２５を半導体ウェハ１０の表面１２に貼り付ける際に、表面保護テープ２５の加熱を行っているためである。表面保護テープ２５は加熱により軟化し、半導体ウェハ１０の表面１２凹凸に追従することができ、その後に常温まで戻すことで表面保護テープ２５を半導体ウェハ１０の表面１２の凹凸に隙間なく接着することができるためである。
【００５０】
さらに、表面保護テープ２５の加熱に加えて、雰囲気の減圧を行うことで、表面保護テープ２５は、半導体ウェハ１０の表面１２の凹凸に対し、隙間を生じることなく追従して貼り付けられる。これらにより、半導体ウェハ１０の裏面１１を研削する時に、研削水及び切削粉の侵入による半導体ウェハ１０の表面汚染や半導体ウェハ破損を防止することができる。
【００５１】
また、半導体ウェハ１０をシリコンカーバイドウェハとしたとき、半導体ウェハ１０の裏面１１に研削によって生じる破砕層を除去することは、化学的に安定な材料であるため容易ではないが、本願発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法では破砕層はより薄くなるので、破砕層の除去という工程を省略することができる又は除去を容易にすることができる。
【００５２】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、本発明の実施の形態１と相違する部分について説明し、同一又は対応する部分についての説明は省略する。本発明の実施の形態２は、本発明の実施の形態１とは、研削装置１００の研削ユニット６０が表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に加える加工圧力Ｐの値が異なる。
【００５３】
本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法は、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ステップＳ２（図３参照）における表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に加わる加工圧力Ｐを、３０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下の範囲内の値となるよう制御することで、説明される。
【００５４】
本発明の実施の形態２では、本発明の実施の形態１と同様の効果も得ることができるとともに、半導体装置の製造において、不良品をさらに減らすことができ、生産性を向上させることができるという効果を得ることができる。加工圧力Ｐの値が低くなると、研削装置１００の砥石５２が振動することがあり、半導体ウェハ１０に割れ及び欠けが生じることがあるため、加工圧力Ｐを３０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下の範囲内の値となるよう制御することにより、半導体ウェハ１０の裏面１１の研削中に半導体ウェハ１０が割れること及び欠けることを防ぐことができるためである。
【００５５】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、本発明の実施の形態１及び本発明の実施の形態２と相違する部分について説明し、同一又は対応する部分についての説明は省略する。本発明の実施の形態３は、研削装置１００の砥石５２の大きさが異なる。
【００５６】
本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の製造方法に用いる研削装置１００は、砥石５２の幅Ｌ４が、本発明の実施の形態１及び本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法に用いる研削装置１００よりも広くすることで、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１と砥石５２の接触面積を大きくする。
【００５７】
研削装置１００の研削ユニット６０が、本発明の実施の形態１及び本発明の実施の形態２と同じ加工圧力Ｐをかけるために、同じ重さを表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１にかけた場合、本発明の実施の形態３では、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に接触する砥石５２の面積が増え、加工圧力Ｐは本発明の実施の形態１及び本発明の実施の形態２よりも低い値となる。これにより、研削ユニット６０のみでは制御しづらい加工圧力Ｐの細かな圧力範囲も制御でき、半導体ウェハ１０を薄く研削したい場合、半導体ウェハ１０の材料が剛性が低く変形しやすい材料の場合等に応用できる。また、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１に接触する砥石５２の面積が増えるので、研削加工に関与するダイヤモンド粒子の数を増やすことができ、加工速度を上げることができる。
【００５８】
上記では砥石５２の幅Ｌ４を広くすることで、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１と砥石５２の接触面積を大きくしたが、砥石５２の並び方向の長さを大きくしても、表面保護された半導体ウェハ１３の裏面１１と砥石５２の接触面積が大きくなるので、同様の効果が得られる。
【００５９】
なお、本発明は、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ることや、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  半導体ウェハ、１１  裏面、１２  表面、１３  表面保護された半導体ウェハ、１４  ソーマーク、２１  基材、２３  粘着材層、２５  表面保護テープ、２６  基準面、３０  電極、３１  絶縁保護膜、４０  チャックテーブル、４１  チャックテーブルユニット、４２  ハイトゲージ、４３  ゲージ台、４４  アーム、５０  砥石研削盤、５１  砥石台金、５２  砥石、６０  研削ユニット、１００  研削装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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