(57)【要約】【課題】半導体ウエハの裏面に被着した薄膜の不良箇所を半導体ウエハの主面側から効率よく検出する技術を提供する。【解決手段】半導体ウエハ１の裏面に被着された金属膜からなる裏面電極の不良箇所を半導体ウエハ１の主面側から判別する半導体ウエハ検査の際、半導体ウエハ１をその裏面が上に向いた状態で搭載するＸＹステージ１２と、ＸＹステージ１２の上方に設置された目合わせガイド１５と、ＸＹステージ１２の下方に設置され、その先端が前記目合わせガイド１５の真下に配置されたニードル１７と、ＸＹテーブル１１をＸＹ方向に移動させるＸＹ操作レバー１４と、ニードル１７を前記ＸＹ方向に対して垂直なＺ方向に移動させるマーキングレバー１６とを備えたウエハ検査装置３０を用い、裏面に被着された裏面電極の不良箇所に対応する前記半導体ウエハ１の主面にニードル１７の先端で傷を付ける。【選択図】図９
2009302242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの裏面に被着した薄膜の不良箇所を前記半導体ウエハの主面側から判別できるようにするウエハ検査装置であって、
（ａ）前記薄膜が被着された半導体ウエハをその裏面が上に向いた状態で搭載するＸＹステージと、
（ｂ）前記ＸＹステージの上方に設置された目合わせガイドと、
（ｃ）前記ＸＹステージの下方に設置され、その先端が前記目合わせガイドの真下に配置されたニードル部と、
（ｄ）前記ＸＹステージをＸＹ方向に移動させる第１駆動手段と、
（ｅ）前記ニードル部を前記ＸＹ方向に対して垂直なＺ方向に移動させる第２駆動手段とを備え、
前記薄膜の不良箇所を前記目合わせガイドの直下に位置決めした状態で、前記ニードル部の先端を前記半導体ウエハの主面に接触させることによって、前記不良箇所に対応する前記半導体ウエハの主面に傷を付けるように構成したことを特徴とするウエハ検査装置。
【請求項２】
前記薄膜は、前記半導体ウエハの主面に形成された半導体素子の裏面電極を構成する金属膜であることを特徴とする請求項１記載のウエハ検査装置。
【請求項３】
半導体ウエハの裏面に被着した薄膜の不良箇所を前記半導体ウエハの主面側から判別するウエハ検査工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記ウエハ検査工程は、
（ａ）前記薄膜が被着された半導体ウエハをその裏面が上に向いた状態で搭載するＸＹステージと、
（ｂ）前記ＸＹステージの上方に設置された目合わせガイドと、
（ｃ）前記ＸＹステージの下方に設置され、その先端が前記目合わせガイドの真下に配置されたニードル部と、
（ｄ）前記ＸＹステージをＸＹ方向に移動させる第１駆動手段と、
（ｅ）前記ニードル部を前記ＸＹ方向に対して垂直なＺ方向に移動させる第２駆動手段とを備えたウエハ検査装置を用いて行われ、
前記薄膜の不良箇所を前記目合わせガイドの直下に位置決めした状態で、前記ニードル部の先端を前記半導体ウエハの主面に接触させることによって、前記不良箇所に対応する前記半導体ウエハの主面に傷を付ける工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記薄膜は、前記半導体ウエハの主面に形成された半導体素子の裏面電極を構成する金属膜であることを特徴とする請求項３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、半導体装置の製造技術に関し、特に、裏面に金属電極を蒸着した半導体ウエハ（以下、単にウエハという）の蒸着不良検査工程を含む半導体装置の製造に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイオードの一般的な製造方法は、以下のようなものであった。
【０００３】
まずウエハ主面にダイオードの一部を構成するｎ型半導体領域を形成した後、ウエハ主面に酸化シリコン膜を形成してこれをエッチングすることにより、ｎ型半導体領域を露出させる。次に、不純物のイオン注入を行ってｎ型半導体領域の表面にｐ型半導体領域を形成することにより、ｐ−ｎ接合からなるダイオード素子を形成する。続いて、ウエハ表面にパッシベーション膜を形成し、ボンディング用のパッドを形成するためにドライエッチング装置内でパッシベーション膜をエッチングすることにより、ダイオード素子上に開口部を形成する。続いて、ウエハの裏面をＢＧ（バックグラインド）してからスピンエッチ（ウェットエッチング）することによりウエハを薄くし、その後、ウエハ裏面にカソード電極用の金属膜を蒸着してから金属膜の不良箇所（ピンホール等の有無）を目視により点検する。そして、金属膜に不良箇所が見出された場合は、不良箇所に対向するウエハの表面にペンなどでマークを付ける。その後、ウエハをダイシングして半導体チップを複数取得し、マークが表面に付いていない半導体チップのみを良品として選別する。
【０００４】
特開２００４−６３８８２号公報（特許文献１）には、半導体ウエハなどの被検査体上の不良素子に迅速にマークを印刷することが可能であり、かつ印刷位置の精度を確保しつつメンテナンスを容易に行うことが可能なマーキング・システムを提供する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−６３８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したウエハ裏面電極の不良箇所の点検方法としては、たとえばピンセットを用いる方法と、透明フィルムを用いる方法とがある。
【０００６】
ピンセットを用いる方法は、ウエハの裏面の不良箇所にピンセットの一方の先端が接するように、ウエハをピンセットで挟んで保持しながらウエハを裏返し、ピンセットのもう一方の先端が位置するウエハの表面にマークを付けることにより、ウエハの主面側から不良箇所を判別できるようにする方法である。
【０００７】
一方、透明フィルムを用いる方法は、まず、ウエハの裏面に透明フィルムを貼り付け、不良箇所の透明フィルム上にペンなどでマークを付ける。次に、この透明フィルムをウエハの裏面から剥がした後、透明フィルムのマークが付いた箇所に穴を開ける。次に、この透明フィルムをウエハの主面に貼り付け、穴から露出したウエハの表面にマークを付けることにより、ウエハの主面側から不良箇所を判別できるようにする。
【０００８】
しかし、ピンセットを用いる方法は、作業者がウエハをピンセットで挟んで保持する際に、適度な強度で挟むことが難しいという問題がある。すなわち、ウエハを挟む強度が弱いとウエハが滑り落ちて割れたり、傷付いてしまうことがある。他方、挟む強度が強すぎると、ウエハの表面に傷や割れ、チッピングなどが発生し易い。
【０００９】
一方、透明フィルムを用いる方法は、ウエハの表面にマークを付けるまでの工程が煩雑で、作業効率が悪いという問題がある。また、穴を開けた透明フィルムをウエハの表面に貼り付ける際に、ウエハと透明フィルムの間で位置ずれが生じると、穴の位置が不良箇所からずれてしまうので、ウエハの主面側から不良箇所を正確に判別できないという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、ウエハの裏面に被着した薄膜の不良箇所をウエハの主面側から効率よく検出することのできる技術を提供することにある。
【００１１】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１３】
本願の一発明は、半導体ウエハの裏面に被着した薄膜の不良箇所を前記半導体ウエハの主面側から判別するウエハ検査工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記ウエハ検査工程は、
（ａ）前記薄膜が被着された半導体ウエハをその裏面が上に向いた状態で搭載するＸＹステージと、
（ｂ）前記ＸＹステージの上方に設置された目合わせガイドと、
（ｃ）前記ＸＹステージの下方に設置され、その先端が前記目合わせガイドの真下に配置されたニードル部と、
（ｄ）前記ＸＹステージをＸＹ方向に移動させる第１駆動手段と、
（ｅ）前記ニードル部を前記ＸＹ方向に対して垂直なＺ方向に移動させる第２駆動手段とを備えたウエハ検査装置を用いて行われ、
前記薄膜の不良箇所を前記目合わせガイドの直下に位置決めした状態で、前記ニードル部の先端を前記半導体ウエハの主面に接触させることによって、前記不良箇所に対応する前記半導体ウエハの主面に傷を付ける工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１５】
不良箇所に対応する半導体ウエハの主面に簡便、かつ高い位置精度で傷を付けることができるので、ウエハの裏面に被着した薄膜の不良箇所をウエハの主面側から効率よく検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００１７】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００１８】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、実施例等において構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。
【００１９】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２０】
また、材料等について言及するときは、特にそうでない旨明記したとき、または、原理的または状況的にそうでないときを除き、特定した材料は主要な材料であって、副次的要素、添加物、付加要素等を排除するものではない。たとえば、シリコン部材は特に明示した場合等を除き、純粋なシリコンの場合だけでなく、添加不純物、シリコンを主要な要素とする２元、３元等の合金（たとえばＳｉＧｅ）等を含むものとする。
【００２１】
また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２２】
また、本実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするために部分的にハッチングを付す場合がある。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態は、ダイオードの製造方法に適用したものであり、その製造工程を図１〜図１１を用いて説明する。
【００２４】
まず、図１に示すように、ｎ型（第１導電型）の導電型を有する不純物（たとえばＰ（リン））が低濃度でドープされたｎ型単結晶シリコン基板（ウエハ）１の主面上にＣＶＤ法で酸化シリコン膜２を形成する。
【００２５】
次いで、図２に示すように、フォトリソグラフィ技術によりパターニングされたフォトレジスト膜をマスクとして酸化シリコン膜２をドライエッチングし、ｎ型単結晶シリコン基板１に達する開口部３を形成する。続いて、その開口部３よりｎ型単結晶シリコン基板１にｎ型の不純物（たとえばＰ（リン））をイオン注入し、ｎ＋型半導体領域４を形成する。
【００２６】
続いて、図３に示すように、フォトリソグラフィ技術によりパターニングされたフォトレジスト膜をマスクとして酸化シリコン膜２をドライエッチングし、ｎ型単結晶シリコン基板１に達する、開口部３よりさらに広い開口部５を形成する。そして、その開口部５よりｎ型単結晶シリコン基板１にｐ型の不純物（たとえばＢ（ホウ素））をイオン注入し、ｎ＋型半導体領域４の表面にｐ＋型半導体領域６を形成する。次いで、Ｎ２（窒素）雰囲気中において、ｎ型単結晶シリコン基板１に熱処理を施すことにより、ｐ＋型半導体領域６およびｎ＋型半導体領域４からなるＰＮ接合（ダイオード素子）が形成される。
【００２７】
次に、図４に示すように、酸化シリコン膜２を除去した後、高温低圧ＣＶＤ法によりｎ型単結晶シリコン基板１上に窒化シリコン膜７を堆積する。この窒化シリコン膜７はパッシベーション膜として機能する。
【００２８】
次に、図５に示すように、フォトリソグラフィ技術によりパターニングされたフォトレジスト膜をマスクとして窒化シリコン膜７をドライエッチングし、ｐ＋型半導体領域６に達する開口部（パッド）８を形成する。
【００２９】
次に、図６に示すように、フォトレジスト膜を除去した後、パッド８の内部を含むｎ型単結晶シリコン基板１上にＡｌ（アルミニウム）およびＳｉ（シリコン）からなる合金膜をスパッタリング法で蒸着する。続いて、フォトレジスト膜をマスクにしてそのＡｌおよびＳｉからなる合金膜をエッチングすることにより、ｐ＋型半導体領域６と接する表面電極（金属電極）９を形成する。表面電極９は、ダイオードのアノード電極となる。
【００３０】
次に、図７に示すように、窒化シリコン膜７中の水素等を除去するための熱処理を施した後、ｎ型単結晶シリコン基板１の主面に、その主面を保護するための保護テープ（図示は省略）を貼り付ける。保護テープは、一面に粘着剤が形成された樹脂テープからなる。
【００３１】
続いて、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面をグラインディングにより研削し、後述するパッケージ形態に合わせて、ｎ型単結晶シリコン基板１を１２０μｍ程度まで薄くする。次にウェットエッチングでｎ型単結晶シリコン基板１の裏面を平坦にする。
【００３２】
次に、図８に示すように、上記保護テープを剥がし、ｎ型単結晶シリコン基板１を洗浄した後、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面にＡｕ（金）／Ｓｂ（アンチモン）／Ａｕからなる多層金属膜を蒸着する。続いて、そのＡｕ／Ｓｂ／Ａｕからなる多層膜をウェットエッチングし、裏面電極（金属電極）１０を形成する。裏面電極１０は、ダイオードのカソード電極となる。
【００３３】
次に、図９および図１０に示すウエハ検査装置３０を使い、裏面電極１０を構成する多層金属膜に生じた不良（ピンホールなど）の検査を行う。このウエハ検査装置３０は、ウエハ１をその裏面が上に向いた状態で搭載するＸＹステージ１２を備えたＸＹテーブル１１と、ＸＹステージ１２の上方に設置された目合わせガイド１５と、ＸＹステージ１２の下方に設置され、その先端が前記目合わせガイド１５の真下に配置されたニードル１７と、ＸＹテーブル１１をＸＹステージ１２と共にＸＹ方向に移動させるＸＹ操作レバー１４（第１駆動手段）と、ニードル１７を前記ＸＹ方向に対して垂直なＺ方向に移動させるマーキングレバー１６（第２駆動手段）とを備えている。
【００３４】
このウエハ検査装置３０を使って裏面電極１０の不良検査を行うには、まず、図示しないロボットハンドを使ってウエハ１を保持し、その裏面を上向きにしてＸＹステージ１２に搭載した後、真空スイッチ１３を入れてウエハ１の周縁部を下方から真空吸着することにより、ウエハ１をＸＹステージ１２上に固定する。ここで、ＸＹステージ１２はウエハ１の周縁部のみに接している。
【００３５】
次に、ウエハ１の裏面に形成された裏面電極１０を構成する多層金属膜にピンホールなどの不良があるか否かを目視によって検査する。そして、不良が見つかった場合は、ＸＹ操作レバー１４を手動で操作し、目合わせガイド１５の先端の直下に不良箇所が位置するようにＸＹテーブル１１をＸＹ方向に移動させる。
【００３６】
続いて、マーキングレバー１６を手動で操作してニードル１７を上昇させ、ウエハ１の主面のパッシベーション膜にニードル１７の先端を接触させて傷をつけ、不良箇所を示すマークとする。このように、本実施の形態によれば、不良箇所に対応するウエハ１の主面に簡便、かつ高い位置精度で傷を付けることができるので、ウエハ１の裏面に被着した金属電極１０の不良箇所をウエハ１の主面側から効率よく検出することができる。また、ウエハ１をピンセットで挟んで保持しながらマークを付ける方法のように、ウエハ１に傷や割れ、チッピングが発生することもない。さらに、透明フィルムを用いる方法に比べてウエハ１の表面にマークを付けるまでの工程が簡単であり、しかも、ウエハ１の主面側から不良箇所を正確に判別することができる。
【００３７】
次に、ＸＹステージ１２からウエハ１を取出し、図１１に示すように、ウエハ１をダイシングにより分割し、単位素子のダイオードのチップ１８に分割する。続いて、個々のチップ１８を封止樹脂により封止し、パッケージングする。このパッケージングにおいては、リード１９にチップ１８の裏面電極１０を接続する。そして、表面電極９を、ボンディングワイヤ２０を介してリード２１と電気的に接続する。続いて、リード１９、２１、チップ１８およびボンディングワイヤ２０を封止樹脂２２により封止することにより、リード１９、２１の一部を実装用に外部に露出させたパッケージを形成する。その後、封止樹脂２２の外周面にレーザー印字等の極性識別マークを形成して本実施の形態の半導体装置を製造する。
【００３８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３９】
たとえば前記実施の形態では、ダイオードの裏面電極用金属膜の不良検査工程に適用した例を説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、半導体ウエハの裏面に形成した薄膜の不良検査工程に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の半導体装置の製造方法は、たとえばダイオードなど半導体ウエハの裏面に金属電極を蒸着する工程を有する半導体装置の製造工程に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態である半導体装置に含まれるダイオードの製造方法を説明する要部断面図である。
【図２】図１に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図３】図２に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４】図３に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図５】図４に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図６】図５に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図７】図６に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８】図７に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図９】（ａ）は、本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程における不良検査時に使用するウエハ検査装置を示す平面図、（ｂ）は、このウエハ検査装置を示す側面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程における不良検査時に使用するウエハ検査装置を示す側面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態である半導体装置に含まれるダイオードの製造工程中の要部断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ｎ型単結晶シリコン基板（半導体ウエハ）
２  酸化シリコン膜
３  開口部
４  ｎ＋型半導体領域
５  開口部
６  ｐ＋型半導体領域（第１半導体層）
７  窒化シリコン膜（パッシベーション膜）
８  パッド
９  表面電極（金属電極）
１０  裏面電極（金属電極）
１１  ＸＹテーブル
１２  ＸＹステージ
１３  真空スイッチ
１４  ＸＹ操作レバー
１５  目合わせガイド
１６  マーキングレバー
１７  ニードル
１８  チップ
１９  リード
２０  ボンディングワイヤ
２１  リード
２２  封止樹脂
３０  ウエハ検査装置
【図１】
2009302242.tif 000003
【図２】
2009302242.tif 000004
【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】
2009302242.tif 000009
【図８】
2009302242.tif 000010
【図９】
2009302242.tif 000011
【図１０】
2009302242.tif 000012
【図１１】
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