(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体チップの厚さを薄くした場合でも、信頼性の高い半導体装置を製造するために、薄厚化した半導体ウェーハ研削面へ微粒子を擦り込むことにより、金属ゲッタリング層を形成する。【解決手段】[１]  サンド粒子中の銅濃度が1014 atoms・cm-3以下の微粒子を、薄厚化した半導体ウェーハ研削面に擦り込むことで研削面に金属ゲッタリング層を形成する方法。[２]  上記[１]に記載の研削面へ微粒子を擦り込んだ半導体ウェーハと、前記微粒子擦り込み後の半導体ウェーハをダイシングする工程を含むことを特徴とする半導体チップの製造方法。【選択図】図８
2009123724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１粒度の第１研磨パッドと前記第１の粒度よりも大きい第２粒度の第２研磨パッドを用いて、半導体ウェーハの膜厚が１００μｍ以下となるように半導体ウェーハ裏面を研磨する第１工程と、
前記第１工程後に、前記半導体ウェーハ裏面に粒子を擦り込む第２工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記粒子の構成材料には、銅又はニッケルを含まないことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
さらに前記第１工程と前記第２工程との間に、前記粒子を散布する第３工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
さらに、前記第１工程と前記第２工程との間に、ドライポリッシング工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１工程と前記第２工程とは、同一の装置で行なわれることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記粒子は、０．０１μｍ以上５０μｍ以下の粒径を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２工程では、前記粒子の擦り込み深さが１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲となることを特徴とする半導体層装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
さらに、前記第２工程により前記半導体ウェーハ裏面に残留した粒子を除去する第４工程とを有し、前記第２工程と前記第４工程とを繰り返すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
さらに、前記第２工程後に、前記半導体ウェーハをダイシングする第５工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記粒子は、少なくともアルミナ、酸化珪素、酸化硼素、酸化燐、珪素、炭化珪素、Ｗ、Ｍｏを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信頼性の高い薄型半導体ウェーハ又は信頼性の高い薄型半導体チップの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型化、軽量化に伴い、半導体装置の形状はより小さく薄いものが求められている。この様な半導体装置の形状変化に伴い、半導体装置に搭載される半導体チップは、従来のチップの厚さよりもさらに薄いものが要求されてきている。
【０００３】
通常、半導体チップは半導体ウェーハより得られるため、半導体チップを薄くするには半導体ウェーハ自体を薄くする必要がある。しかし、最初から薄い半導体ウェーハを用いて半導体チップを製造した場合、半導体ウェーハ自体が破損する恐れが非常に高くなる。この様な半導体チップ製造中のウェーハ破損を低減するため、半導体ウェーハ表面に半導体チップの基本構造を形成した後に、半導体ウェーハを薄厚化することが一般的である。
【０００４】
実際には、半導体ウェーハの表面部には半導体チップの基本構造が多数形成されているため、半導体チップの基本構造が形成されていないウェーハ裏面部を均一に研削し薄厚化することがなされている。
【０００５】
一般的な半導体ウェーハの研削工程は、荒削り工程と仕上げ削り工程に分けて行われる。荒削りで工程は、粒度が#300〜500の範囲の砥石を使用して目標削り厚さに20〜40μm足した厚さまで削られる。仕上げ削り工程では、粒度が#2000〜8000の範囲の砥石を使用して目標削り厚さまで削られる。しかし、この方法で半導体ウェーハの厚さを100μm以下に研削すると、研削面に導入されたダメージ層（結晶歪層）によりウェーハの抗折強度が大きく低下する。
【０００６】
研削により抗折強度が低下した状態で、薄厚化した半導体チップを半導体装置に組込む場合、組込み工程中に半導体チップの破損が発生する。このため、半導体ウェーハの厚さを100μmよりも薄くする場合は、一般的に前記研削により導入された研削面のダメージ層をドライポリッシュ、ＣＭＧ（Chemical Mechanical Grinding）、ドライエッチング、ウェットエッチング等により除去し、半導体ウェーハの抗折強度の低下を抑制している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−４１２５８号公報
【特許文献２】特開２００６−３０３２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前期記載のダメージ層を除去した半導体チップを搭載した薄型半導体装置は動作不良が生じやすいという課題がある。動作不良の主な原因は、研削面に付着している、或いは、研削層内部に存在する特定の不純物が、半導体チップを半導体装置に組み込む過程で半導体チップの動作領域に拡散し、動作不良を引き起こすためである。  一般的に、半導体ウェーハに金属のゲッタリング能力を付加する方法として、研削面にダメージ層、歪層、結晶欠陥層等を作り込む方法、研削面にポリシリコン等のゲッタリング膜を成膜する方法、または、イオン打ち込み等によりウェーハ内部に高濃度イオンを打ち込む方法等が用いられている。
【０００９】
しかしながら、薄い半導体ウェーハの研削面にダメージ層、歪層、結晶欠陥層等が形成された場合、ウェーハ厚さが薄くなるに従い、ウェーハが反ったり割れ易くなる。また、たとえウェーハ状態で壊れなかったとしても、チップに加工する際のダイシング時、または、チップに配線を設ける際のボンディング時、あるいは、チップをレジン等で封止する際にチップが破損するという課題があった。
【００１０】
一方、研削面にポリシリコン等のゲッタリング膜を成膜する方法、または、イオン打ち込み等により高濃度のイオンを打ち込む方法では、特別に専用の装置が必要となり、装置購入コストやその維持費が別に必要になるだけでなく、その装置を置くスペースを確保する必要も出てくる。
【００１１】
さらに、100μm以下に薄厚化された半導体ウェーハを別の装置に移動させる場合、ウェーハ自身が自重を支えることができないため、ハンドリングや移載が非常に困難であり、専用のハンドリング装置や移載装置が必要とされるだけでなく、ハンドリングや移載中にウェーハが破損する恐れが高くなるという課題があった。このような傾向は半導体ウェーハが、薄厚化するほど、大口径化するほど顕著になる。
【００１２】
本発明の目的は、半導体ウェーハの厚さを100μm以下に薄くした場合でも、信頼性の高い半導体装置を与える、金属ゲッタリング層の形成方法およびそれを用いた半導体チップの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために鋭意検討した結果、半導体ウェーハの研削面に微粒子を擦り込むことで金属のゲッタリング層を形成すれば、半導体チップの動作不良が生じにくいことを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
従来、薄厚化された半導体ウェーハに金属のゲッタリング層を形成する方法として、研削面に機械的研磨や研削器具等を使ってダメージ層を形成する方法（特許文献１）、砥粒が混入された液体に超音波を付与することで研削面に歪層を形成する方法（特許文献２）等が知られていた。これらは、半導体ウェーハの研削面に故意にダメージを与えるもので、通常、ダメージレベルとゲッタリング能力はトレードオフの関係にある。このため、自重保持できない非常に薄いウェーハに上記方法を適用する場合は、ウェーハ抗折強度低下によるウェーハやチップの破損等を考慮する必要があり、ダメージレベルが制限されてしまう。このため、ウェーハ厚が薄くなればなるほどゲッタリング能力を高めることができず、半導体チップの動作不良が生じやすいという課題があった。
【００１５】
また、上記方法でダメージ層を形成する場合は、半導体ウェーハの研削装置以外に、別の装置が必要になるので、その装置の購入コストや維持費、余分な設置面積等が必要となる。さらに、自重保持できないほど薄厚化された半導体ウェーハの場合は、ハンドリングや移載が非常に困難であり、ハンドリングや移載中にウェーハが破損する可能性も高かった。
【００１６】
本発明はこのような課題点を鑑みてなされたもので、半導体ウェーハの研削装置以外に別の装置を必要とせず、自重保持できないほど薄厚化した半導体ウェーハの研削面であっても、研削面にダメージを与えることなく、数nm〜数100 nmレベルの金属のゲッタリング層を形成可能な微粒子擦り込み方法を提供することを目的とする。
【００１７】
すなわち、本発明の代表的なものを挙げると、第１粒度の第１研磨パッドと第１の粒度よりも大きい第２粒度の第２研磨パッドを用いて、半導体ウェーハの膜厚が１００μｍ以下となるように半導体ウェーハ裏面を研磨する第１工程と、第１工程後に、半導体ウェーハ裏面に微粒子を擦り込む第２工程と、を有する半導体装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、半導体チップを薄厚化した場合であっても信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、半導体ウェーハの表面に所望の半導体素子を形成さた後に、裏面に対し、荒削り工程と仕上げ削り工程とを行い、半導体ウェーハの厚さを１００μｍまで削った後に、半導体ウェーハの裏面に微粒子を擦り込むものである。
【００２０】
初めに本発明の半導体チップの動作不良を生じさせない微粒子について説明する。本発明で使用する微粒子は、銅またはニッケルを含まない微粒子である。但し、完全に除去したものの他、完全に除去することができない場合には、それらの濃度が1014 atoms・cm-3以下であれば本発明で使用可能な微粒子である。粒子としては、例えば、アルミナ、酸化珪素、窒化珪素、酸化硼素、酸化燐、珪素、炭化珪素、W、Moの微粒子などが挙げられる。前記微粒子は一種もしくは二種以上であっても良く、少なくともいずれかの材料が含まれていれば良い。
【００２１】
前記アルミナ、酸化珪素、または、窒化珪素は、天然品であっても合成品であっても良く、好ましくは1014 atoms・cm-3以上のBおよびＰが含まれているのが良い。ＢおよびＰには金属のゲッタリング作用があるためである。合成品を得る方法として特に限定はなく、合成品は高温高圧により得られるものやCVD法等の公知の方法により得られたものを使用することができる。
【００２２】
また、酸化硼素、酸化燐、珪素、炭化珪素、W、Moの粒子についてもいかなる方法により得られたものであっても使用することができるが、これらのものは市販品として入手可能である。
【００２３】
図１に、本発明に係る装置を用いた時の、微粒子擦り込み無しに対する相対抗折強度と微粒子粒径の関係を示す。図１は、微粒子粒径が大きくなるにつれ、相対抗折強度が低下することを示す。相対抗折強度と微粒子粒径の関係から、本発明に使用する粒子径は小さい方が良いことが判る。しかし粒子径が0.01μmよりも小さい場合は、微粒子の入手が困難であるだけでなく高価な場合が多い。また、微粒子擦り込み無しに対する相対抗折強度が70%よりも低い場合は、半導体チップが破損する恐れが高くなるので、実用的な観点から、微粒子の粒径は0.01以上50μm以下の範囲が望ましい。
【００２４】
また、前記微粒子の形状に特に制限はない。たとえば、球状等の規則性のある形状であっても良いし、不規則な形状であっても良い。また、前記粒子径が全て一次粒子である必要はなく、二次粒子、即ち凝集体であっても良い。
【００２５】
これらの微粒子を半導体ウェーハの研削面に擦り込むことで、研削面にゲッタリング層を形成することが可能で、この半導体ウェーハにより得られた薄型半導体チップを搭載した半導体装置は高い信頼性を示す。
【００２６】
次に本発明に係る半導体ウェーハ研削面への微粒子擦り込み装置について説明する。
【００２７】
本発明に係る半導体ウェーハ研削面への微粒子擦り込み装置について、図２を用いて詳細に説明する。なお、図２は研削により100μｍ以下まで薄厚化した半導体ウェーハ１、それを固定する台座２、および、薄厚化した半導体ウェーハ１とそれを固定する台座２を回転させることができる回転盤３を備え、微粒子および圧縮空気をそれぞれ単独に又は同時に噴射することができる噴射ノズル４、噴射ノズル４を回転盤３上で移動させることができるスイングアーム５、および、微粒子を研削面に擦り込ませるための擦り込みパッド６と、擦り込みパッド６を固定しかつ回転させることができる回転盤７を備えた半導体ウェーハ研削面への微粒子擦り込み装置の主要断面図を例示したものである。尚、回転盤７は自転可能であり、自転しながら研削ウェーハ上を水平方向と上下方向に移動可能である。
【００２８】
まず、本発明の半導体ウェーハ研削面への微粒子擦り込み装置は、本発明の微粒子を研削面上に均一に散布（噴射）できることが必要である。
【００２９】
ここで、微粒子の具体例としては、例えば、アルミナ、酸化珪素、酸化硼素、酸化燐、珪素、炭化珪素、Ｗ、Ｍｏが挙げられる。
【００３０】
微粒子材料に含まれる、銅またはニッケル濃度が1014 atoms・cm-3以下であることが必要であるが、その粒子形状は特に限定はなく、球状等の規則性のある形状であっても良いし、不規則な形状であっても良い。さらに、前記微粒子を複数種類同時に混ぜて擦り込む、あるいは、別々に複数回に分けて擦り込むことも可能である。この際、金属の捕獲能力のあるキレート剤（金属除去剤）を混ぜるとさらに効果的である。
【００３１】
また、本発明に係る半導体ウェーハ研削面への微粒子擦り込み装置は、前記回転盤３と前期スイングアーム５の少なくとも一方を回転または移動させる手段を備えている。なお、回転盤３が回転しつつ、スイングアーム５が同時に移動する場合は、回転盤３の回転方向およびスイングアーム５の移動方向に制限はない。
【００３２】
図３は、本発明のサンド粒子を噴射可能な半導体ウェーハ研削面への微粒子擦り込み装置を用いて、半導体ウェーハ研削面への微粒子擦り込み工程を例示した模式図である。
【００３３】
前記半導体ウェーハ研削面への微粒子擦り込み装置により、前記薄厚化した半導体ウェーハ１の研削面の微粒子擦り込み層８を形成する工程を含む半導体製造方法について説明する。
【００３４】
図３に例示する不純物除去装置の回転盤３の直径は通常100mm以上500mm以下の範囲であり、 好ましくは200mm以上450mm以下の範囲である。
【００３５】
微粒子擦り込み装置を用いて、薄厚化した半導体ウェーハ１の研削面へ均一に微粒子を散布するためのスイングアーム５の移動速度は通常10mm/min以上5000 mm/min以下の範囲で、好ましくは100mm/min以上1000 mm/min以下の範囲であり、回転盤３の円周から中心に向かって、あるいは、回転盤３の中心から円周に向かって移動速度を任意の時間で変化させることができる。この時同時に回転盤３を回転しており、この時の回転速度は通常0.5rpm以上200rpm以下（回転数/分）の範囲であり、好ましくは1rpm以上20rpm以下の範囲である。
【００３６】
回転盤３の回転数が一定の場合、スイングアーム５が回転盤３の円周から中心に向かって進む際はスイングアーム５の移動速度を徐々に速め、逆に回転盤３の中心から円周に向かって進む際はスイングアーム５の移動速度を徐々に遅くする。
【００３７】
一方、スイングアームの移動速度が一定の場合、スイングアーム５が回転盤３の円周から中心に向かって進む際は回転盤３の回転数を徐々に下げ、逆に回転盤３の中心から円周に向かって進む際は回転盤３の回転数を徐々に上げる。また、回転盤３の回転数とスイングアーム５の移動速度を同時に変化させることも可能である。
【００３８】
このように回転盤３の回転数とスイングアーム５の移動速度を適切に変化させることで、回転盤３上のどの面においても、単位面積当りに散布（噴射）される微粒子の量を一定にすることができる。
【００３９】
図４に、微粒子擦り込み無しに対する相対抗折強度と微粒子噴射圧力の関係を示す。図４は、微粒子噴射圧力が高くなるにつれ相対抗折強度が低下することを示している。噴射圧力が高いと、研削面に微粒子が衝突することで研削面にダメージが生じるため相対抗折強度が低下する。上記、相対抗折強度と微粒子噴射圧力の関係から、使用する微粒子噴射圧力は0.001MPa以上0.25MPa以下の範囲であることが判り、実用的な観点から0.005MPa以上0.20MPa以下の範囲が望ましい。
【００４０】
尚、一旦、微粒子噴射により研削面に生じたダメージは、微粒子擦り込み時に使用するパッド材料又は擦り込み方法を工夫することで低減することが可能である。例えば、ドライポリッシュ用の研磨パッドで微粒子を擦り込めば、擦り込みと同時にダメージ層が除去されるだけでなく、研削面の平坦化も可能である。この際、擦り込み層を全て除去しないように注意が必要である。
【００４１】
薄厚化した半導体ウェーハ１の研削面へ均一に微粒子を散布した後、擦り込みパッド６を半導体ウェーハ１の研削面に徐々に近づける。この際、半導体ウェーハの厚さが薄ければ薄いほど、ゆっくり近づけるようにする。この時使用される擦り込みパッドは、一般的に使用されるドライポリッシュ用の研磨パッド、またはSiよりも硬度の高い材料で構成された平坦度が高くCuやNiを含まないパッド等を使用する。
【００４２】
微粒子の擦り込みは、半導体ウェーハ１を回転させる回転盤３と擦り込みパッド６を回転させる回転盤７を、それぞれ単独に回転させても、同時に回転させても良い。同時に回転させる場合は、回転盤３と回転盤７は互いに逆方向に回転させるのが望ましい。
【００４３】
擦り込み初期段階では、研削面に微粒子を馴染ませるために、回転盤の回転速度を下げなければならない（0.1rpm以上2rpm以下）。微粒子が研削面に馴染んだ後、徐々に回転数を上げていく。この時の回転盤の回転速度は通常10rpm以上8000rpm以下（回転数/分）の範囲であり、好ましくは20rpm以上3000rpm以下の範囲である。また、回転盤３の回転方向、加減速度、および、回転速度は任意の時間で変化させることができる。
【００４４】
微粒子を馴染ませる際、半導体ウェーハ１の厚さが非常に薄い、或いは、微粒子の粒径が大きく研削面にダメージが入りやすい場合は、予め別の厚いウェーハ等を使って馴染ませた微粒子を使用することで、非常に薄い半導体ウェーハ研削面に与えるダメージを低減することが可能である。
【００４５】
図５に、微粒子擦り込み深さと微粒子擦り込み無しに対する相対抗折強度の擦り込み圧力の関係を示す。図５は、擦り込み圧力が増加するにつれ擦り込み深さを深くすることができるが、逆に相対抗折強度が低下することを示している。このように、微粒子の擦り込み深さと相対抗折強度はトレードオフの関係にあることが判る。このため、薄厚ウェーハになればなるほど、微粒子擦り込み圧力を高くすることはできない。なお、ここで擦り込み深さとは、ウェーハ裏面に埋め込まれた微粒子の濃度が0.01％まで減少する深さのことを言う。  図６に、Cuゲッタリング効率および微粒子擦り込み無しに対する相対抗折強度の微粒子擦り込み深さとの関係を示す。Cuゲッタリング効率が高いほど、Cuゲッタリング能力が高いことを意味する。図６は、微粒子擦り込み深さが5nmでCuゲッタリング効率が70%、 50nmで95%、200nm以上でほぼ100%になることを示している。この結果から、微粒子深さは1nm以上1000 nm以下の範囲であり、Cuゲッタリング効率が95%以上、相対抗折強度が70%以上となるような理想的な微粒子深さは50nm以上500nm以下である。
【００４６】
上記、図１、図４、図５、図６の結果から判るように、微粒子の擦り込み深さは、微粒子の粒径、微粒子の噴射圧力、および、微粒子擦り込み圧力を変えることで任意に変化させることが可能である。
【００４７】
図７に、粒子の粒径とCuゲッタリング効率と擦り込み深さの関係を示す。この結果から判るように、Cuゲッタリング効率が微粒子擦り込み深さに大きく依存するのに比べ、粒径に対する依存は少ない。
【００４８】
しかし、図７の微粒子の粒径を変えた場合のCuゲッタリング能力に示されるように、擦り込み深さが同じであれば、Cuゲッタリング効率は、微粒子の粒径にほとんど依存しない。
【００４９】
前記微粒子擦り込み後は、薄厚化した半導体ウェーハ１の研削面に残留している異物や余分な微粒子等を取り除くため、圧縮空気ノズル４により、清浄な乾燥空気あるいは窒素などが噴出される。この乾燥空気または窒素等の流量は通常、10l/min以上1000 l/min以下の範囲であり、好ましくは50l/min以上500 l/min以下の範囲である。この時、圧縮空気ノズル４から噴射される乾燥空気または窒素を、薄厚化した半導体ウェーハに対して斜めに入射させることで、効果的に研削面に残留している異物や余分な微粒子等取り除くことができる。
【００５０】
また、微粒子擦り込みと、圧縮空気ノズル４による異物や余分な微粒子除去を複数回繰り返すことで、研削面へのダメージを低減しつつ研削面の金属ゲッタリング能力を高めることができる。
【００５１】
このようにして得られた半導体ウェーハの厚みは、5μm以上100μm以下の範囲であり、好ましくは30μｍ以上100μm以下の範囲である。さらに理想的には50μm以上70μm以下の範囲である。半導体ウェーハの厚みが5μm以上100μm以下の範囲であれば、抗折強度を保ちつつ信頼性の高い半導体装置が得られる。
【００５２】
尚、研削面上に散布した微粒子を擦り込むだけでなく、擦り込みパッド内に微粒子を擦り込ませたもので研削面に微粒子を擦り込んだり、あるいは、微粒子と同じ材料で構成されたパッドを使用して研削面を擦っても微粒子を擦り込むことができ、本発明と同様な効果が得られる。
【００５３】
次に半導体チップの製造方法および半導体チップを供えた半導体装置について、一つの実施態様としてＳｉＰパッケージの場合を例に採り、図８に例示したフローチャートに従って説明する。
【００５４】
まず半導体ウェーハを薄厚化するため、ウェーハ裏面の荒削り工程と仕上げ削り工程を行い、ウェーハの厚さが100μm以下となるようにする。ここで、荒削り工程では、粒度の小さい粗い目の砥石（研磨パッド）を使用し、仕上げ工程では荒削り工程で使用した砥石よりも相対的に粒度の大きい、目の細かい砥石（研磨パッド）を使用する。そして、研削面のダメージ層を除去するためにドライポリッシュ処理を行う。半導体ウェーハのドライポリッシュ処理後、研削面に金属のゲッタリング層を付加するため、本発明に係る微粒子擦り込みにより金属ゲッタリング層を形成する。
【００５５】
続いて、半導体ウェーハをダイシング工程により切断し、半導体チップを得る。
【００５６】
この半導体チップをＳｉＰの基板に貼り付け、ワイヤーボンディングにより半導体チップと前記基板との間に金線等により配線し、ＳｉＰ基板上に実装された半導体チップを半導体封止用樹脂（レジン）により封止し、次いで175℃で5時間アフターキュアーを行うことにより封止工程を実施する。
【００５７】
次に、ＳｉＰパッケージに半田ボールをリフロー工程により取り付けることで、ＳｉＰパッケージを得ることができる。
【００５８】
ここで、装置について説明すると、半導体ウェーハの荒削り工程から研削面への微粒子擦り込み工程までは、図２および図３の装置を用いて行うことができる。すなわち、図２における擦り込みパッド６を研磨用のパッドに置き換えることで、荒削り工程、仕上げ工程、ドライポリッシング工程を行うことができる。つまり、本発明に係る方法においては、従来から用いられている装置に噴射ノズル４および擦り込みパッド６を新たに設けることで、薄厚化されたウェーハを別の装置に移動させることなく、同一装置で金属ゲッタリング層をウェーハに形成することができる。このため、ウェーハ移載中にウェーハが破損するリスクを低減することができる。
【００５９】
以上のように、半導体ウェーハ研削面に本発明の微粒子を擦り込むことで金属のゲッタリング層を形成し、半導体チップの動作不良を引き起こす金属汚染の影響を抑制できる半導体ウェーハを得ることができる。
【００６０】
この半導体ウェーハから得られた半導体チップを用いて半導体装置を製造する条件のもとでは、半導体チップの動作不良を引き起こす金属汚染をゲッタリング層にてゲッタリングできるので、半導体ウェーハの表面に形成された半導体チップの基本構造部分に不純物は到達しない。
【００６１】
このことから、前記半導体チップを使用して得られた半導体装置は高い信頼性を示す。以下に本発明の実施態様をさらに詳細に説明する。
【００６２】
はじめに微粒子について説明する。銅濃度が1014 atoms・cm-3以下、平均粒径1μmのアルミナ粒子を微粒子擦り込み粒子に使用した。
【００６３】
次に微粒子を備えた半導体ウェーハ研削面への微粒子擦り込み装置を使用した半導体ウェーハおよび半導体装置チップ製造方法について説明する。
【００６４】
表面にＦＬＡＳＨメモリ用の半導体素子を作製した半導体ウェーハを、粒度#300のダイヤモンド砥石を使用して100μmまで荒削り工程を行い、続いて粒度#2000のダイヤモンド砥石を使用して70μmまで仕上げ削り工程を行った。その後、研削面のダメージ層をドライポリッシュにて2μm削ることで完全に除去した。得られた半導体ウェーハの厚みは約70μmであった。
【００６５】
次に薄厚化した半導体ウェーハの研削面に、微粒子を擦り込んだ。この時、微粒子の平均擦り込み深さは約300nm、最表面のAl濃度は約1022 atoms・cm-3であった。ここで言う微粒子の平均擦り込み深さとは、Al濃度が最表面の0.01%まで低下したときの平均の深さを言う。
【００６６】
上記半導体ウェーハをダイシングすることにより、半導体チップを得た。
【００６７】
次に、得られた半導体チップを備えた半導体装置について説明する。ＳｉＰ基板に、実施例２により得られた半導体チップを貼り付けた後、半導体チップと前記基板との間を金線にて、ワイヤーボンディングにより接続した。続いてこれら半導体封止用樹脂によりトランスファーモールド成形し、175℃、5時間の条件にてアフターキュアーを行った。
【００６８】
前記アフターキュアー後、220℃の条件でリフローを行い、半田ボール付け工程を実施し、ＳｉＰパッケージ形態を有するＦＬＡＳＨメモリの半導体装置を得た。
【００６９】
これにより得られた半導体装置を半導体装置Ａと表現する。
【００７０】
得られた前記半導体装置Ａを一定数使用して常温下で消去と書き換えを繰り返し、消去と書き換え前後のＦＬＡＳＨメモリのしきい電圧変動量を測定した。しきい電圧変動量が製品で許容される値以上に変動した場合を不良品とし、その時の歩留りを調べる試験を実施した。この時の歩留りを100%とした場合の、下記比較例１および２に対する相対結果を表１に示す。
【００７１】
一方、薄厚化した半導体ウェーハ研削面への平均擦り込み深さを約50nmとした以外は、全て同様の操作を行って半導体装置を得た。これにより得られた半導体装置を半導体装置Ｂと表現する。
【００７２】
さらに、薄厚化した半導体ウェーハの研削面への微粒子擦り込みを行わない以外は、同様の操作を行って半導体装置を得た。これにより得られた半導体装置を半導体装置Ｃと表現する。
【００７３】
【表１】
2009123724.tif 000003
【００７４】
表１から明らかなように、平均擦り込み深さを50nm又は300nmとすることで、微粒子擦り込みを行わない場合よりも飛躍的に歩留りが向上していることが判る。
【００７５】
以上、Alについて説明したが、その他の酸化珪素、酸化硼素、酸化燐、珪素、炭化珪素、Ｗ、Ｍｏの微粒子を用いても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】微粒子擦り込み無しに対する相対抗折強度と微粒子粒径の関係図
【図２】本発明の薄厚化した半導体ウェーハ研削面への微粒子擦り込み装置の断面図。
【図３】薄厚化した半導体ウェーハ研削面へ金属ゲッタリング層を形成する本発明の微粒子擦り込み装置を用いて微粒子を擦り込む工程の模式図。
【図４】微粒子擦り込み無しに対する相対抗折強度と微粒子噴射圧力の関係図
【図５】微粒子擦り込み深さおよび微粒子擦り込み無しに対する相対抗折強度と微粒子擦り込み圧力の関係図
【図６】Cuゲッタリング効率および微粒子擦り込み無しの相対抗折強度の微粒子擦り込み深さとの関係図
【図７】Cuゲッタリング効率と微粒子粒径および微粒子擦り込み深さの関係図
【図８】本発明の微粒子擦り込み装置を用いて作製したＳｉＰを例示した半導体装置の製造方法に関するフローチャート。
【符号の説明】
【００７７】
１            薄厚化した半導体ウェーハ
２            台座
３            回転盤（半導体ウェーハ）
４            微粒子および圧縮空気噴射ノズル
５            スイングアーム
６            擦り込みパッド
７            回転盤（擦り込みパッド）
８            微粒子擦り込み層。
【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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