JP2008187148A - 半導体装置の製造方法およびマーキング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】裏面に金属電極膜が形成されたリブ構造ウエハーをダイシングする際の不良率を低減させること。
【解決手段】まず、半導体ウエハー１００の表面に半導体素子の表面側素子構造部を形成した後、表面側素子構造部が形成された半導体ウエハー１００の裏面を、外周端部から所定幅を残して所定深さまで除去してリブ構造を形成する。つぎに、リブ構造が形成された半導体ウエハー１００の裏面に金属電極膜を形成する。つづいて、半導体ウエハー１００の表面側に設けられたカメラ２０５を用いて半導体ウエハー１００の表面側素子構造部を観察し、表面側素子構造部の形成位置Ｐに基づいて半導体ウエハーの切断位置調節用マークを半導体ウエハー１００の裏面に形成する。そして、切断位置調節用マークを用いて半導体ウエハー１００をチップ状に切断する。
【選択図】図３

Description

この発明は、裏面に金属電極膜が形成されたリブ構造ウエハーをチップ状にダイシングする際に用いる半導体装置の製造方法およびマーキング装置に関する。

従来、縦型ＩＧＢＴや縦型ＭＯＳＦＥＴのように、裏面に金属電極膜を有する半導体装置が知られている（たとえば、下記特許文献１参照。）。このような半導体装置の一般的な製造工程を説明すると、まず、厚い状態のウエハーの表面側にゲート構造やソース／エミッタ構造などを形成し、表面側素子構造部を形成する（前工程）。つぎに、ウエハーの裏面側から研磨やエッチングをおこない、ウエハーを薄層化する（ウエハー薄層化工程）。つづいて、薄層化されたウエハーの裏面に裏面拡散層および裏面電極を形成する（裏面形成工程）。そして、ウエハーをダイシングして、個々のチップを形成する（チップ化工程）。

より詳細には、たとえば縦型ＩＧＢＴを例とした場合、ゲート構造およびエミッタ構造など表面側素子構造部を形成後、ウエハー薄層化工程をおこない、さらにイオン注入と低温炉アニールもしくはレーザーアニールにより裏面コレクタ拡散層を形成する。そして、蒸着もしくはスパッタリングなどによってコレクタ金属電極膜を形成させた後、図８に示すようにウエハーをダイシングして個々のチップを形成する。

図９は、ウエハーに対するダイシング処理を模式的に示す説明図である。図９に示すように、金属電極膜９０１が形成されているウエハー９００の裏面をダイシングテープ９１０に貼り合わせた上で、ウエハー９００のおもて面からダイシングブレード９２０などを用いてウエハー９００を切断する。このとき、ウエハー９００内の数点を光学顕微鏡やＣＣＤカメラで観察して、ウエハー９００のおもて面に形成されたチップ配列やアライメントマークを観察する。そして、チップ配列やアライメントマークに基づいて位置決めをおこない、高速に回転したダイシングブレードをウエハーに一定方向／一定間隔に走査させ、ウエハーを個々のチップへと切断する。

ところで、ウエハー薄層化工程を経た後のウエハーは付加価値が非常に高く、ウエハー薄層化工程後におこなわれる工程では、特に不良ウエハーの低減が望まれる。このため、ウエハー端部の欠けやチッピングを抑制したり、ウエハーの反りやたわみを矯正したりするために、ウエハー内周部と比較してウエハー外周部を厚くしたリブ構造ウエハーが知られている（たとえば、下記特許文献１参照。）。リブ構造ウエハーは、たとえば、ウエハー裏面の外周部をマスクした上でエッチングをおこなってウエハー内周部のみを薄くしたり、ウエハー内周部のみをホイール研磨してウエハー内周部のみを薄くすることによって得られる。

図１０は、リブ構造ウエハーに対するダイシング処理の一例を模式的に示す説明図である。リブ構造ウエハー１０００は、裏面（金属電極膜１００１が形成されている面）に大きな段差（厚い外周部と薄い内周部の境界）がある。このため、図１０に示すように、リブ構造ウエハー１０００の裏面をダイシングテープ１０１０に貼り合わせると、ウエハー内周部に空洞部１０２０が発生してしまう。また、空洞部１０２０を無理にダイシングテープ１０１０に貼り付けようとすると、リブ構造ウエハー１０００に割れ不良が発生してしまう。さらに、たとえ貼り付けられたとしても、ダイシングテープ１０１０とリブ構造ウエハー１０００との間に気泡や隙間が入ってしまう。ダイシングテープ１０１０とリブ構造ウエハー１０００との間に気泡や隙間が入った状態でダイシングをおこなうと、ダイシングテープ１０１０とリブ構造ウエハー１０００が固定されてないので、チッピング不良が発生したり、チップ化されたデバイスが飛び散ったりしてしまい、生産効率が低下してしまう。

特開２００３−２４３３５６号公報

このようなダイシング時の不良を防止するため、リブ構造ウエハーをダイシングする際は、図１１に示すような方法でダイシング処理をおこなう。図１１は、リブ構造ウエハーに対するダイシング処理を模式的に示す説明図である。図１１に示す例では、図１０とは逆に、リブ段差のあるウエハー裏面が上になるようにリブ構造ウエハー１１００のおもて面側とダイシングテープ１１１０とを貼り合わせてダイシングをおこなう。これにより、リブ構造ウエハー１１００とダイシングテープ１１１０との間に気泡や隙間を生じさせることなく貼り合わせることができる。

そして、リブ構造ウエハー１１００の裏面に金属電極膜が形成されてなければ、赤外線カメラ１１２０を用いてウエハーおもて面のチップ配列やアライメントマークを観察し、ダイシングラインの位置決めをおこなうことができる。これは、半導体基板のシリコンが赤外線を透過させるためである。これにより、通常のウエハー（図９参照）と反対に、ウエハーおもて面にダイシングテープを貼り合わせ、ウエハー裏面側から切断しても、正常にダイシングをおこなうことができる。

しかしながら、上述した製造方法では、リブ構造ウエハーの裏面に金属電極膜が形成されている場合、金属電極膜が赤外線を透過しないため、ダイシングラインの位置決めができないという問題点がある。

図１２は、金属電極膜が形成されたリブ構造ウエハーに対するダイシング処理を模式的に示す説明図である。リブ構造ウエハー１２００の裏面に金属電極膜１２０１が形成されている場合、金属電極膜１２０１が赤外線を透過しないため、赤外線カメラ１２２０を用いてもウエハーおもて面側のチップ配列などを観察することができない。このため、ダイシングラインの位置決めをおこなうことができず、ウエハー裏面からダイシングすることができない。また、図１０に示したように、リブ構造ウエハーをおもて面側からダイシングしようとすると、リブ段差に起因する割れ不良などが発生し、半導体装置の生産効率が低下してしまうという問題点がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、裏面に金属電極膜が形成されたリブ構造ウエハーを効率的にダイシングできる半導体装置の製造方法およびマーキング装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる半導体装置の製造方法は、第１主面の外周端部が他の領域よりも厚い半導体ウエハーの前記第１主面に金属電極膜を形成する裏面電極形成工程と、前記半導体ウエハーの第２主面側の形状を観察しながら、前記第２主面側の形状に基づいて前記半導体ウエハーの第１主面に前記半導体ウエハーの切断位置調節用マークを形成するマーキング工程と、をこの順に含むことを特徴とする。

この請求項１にかかる発明によれば、半導体ウエハーの第２主面側の形状に基づいて、半導体ウエハーの第１主面の適切な位置に切断位置調節用マークを形成することができる。

また、請求項２の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１に記載の発明において、前記マーキング工程では、前記半導体ウエハーの前記第２主面側に設けられたカメラを用いて前記第２主面側の形状を観察することを特徴とする。

この請求項２にかかる発明によれば、半導体ウエハーの第２主面側に設けられたカメラから出力された画像によって半導体ウエハーの第２主面側の形状を観察して切断位置調節用マークを形成することができる。

また、請求項３の発明にかかる半導体装置の製造方法は、第１主面の外周端部が他の領域よりも厚い半導体ウエハーの前記第１主面に金属電極膜を形成する裏面電極形成工程と、前記半導体ウエハーの前記第１主面に形成された前記金属電極膜を選択的に除去する電極膜除去工程と、前記金属電極膜が除去された領域の第２主面側の形状を観察しながら、前記第２主面側の形状に基づいて前記半導体ウエハーを第１主面側からダイシングするダイシング工程と、を含むことを特徴とする。

この請求項３にかかる発明によれば、半導体ウエハーの第２主面側の形状に基づいて、半導体ウエハーを第１主面側からダイシングすることができる。

また、請求項４の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項３に記載の発明において、前記マーキング工程では、前記半導体ウエハーの前記第１主面側に設けられた赤外線カメラを用いて前記第２主面側の形状を観察することを特徴とする。

この請求項４にかかる発明によれば、半導体ウエハーの第１主面側に設けられた赤外線カメラから出力された画像によって半導体ウエハーの第２主面側の形状を観察して切断位置調節用マークを形成することができる。

また、請求項５の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、前記マーキング工程では、前記半導体ウエハーの前記第１主面にレーザー光を照射し、前記レーザー光の照射痕を前記切断位置調節用マークとすることを特徴とする。

この請求項５にかかる発明によれば、半導体ウエハーの第１主面にレーザー光を照射することによって、切断位置調節用マークを形成することができる。

また、請求項６の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、前記マーキング工程では、前記半導体ウエハーの前記第１主面に前記金属電極膜よりも硬質な部材を圧接し、前記部材による圧接痕を前記切断位置調節用マークとすることを特徴とする。

この請求項６にかかる発明によれば、半導体ウエハーの第１主面に硬質部材を圧接することによって、切断位置調節用マークを形成することができる。

また、請求項７の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、前記マーキング工程では、前記半導体ウエハーの前記第１主面にインクを付着させ、前記インクを前記切断位置調節用マークとすることを特徴とする。

この請求項７にかかる発明によれば、半導体ウエハーの第１主面にインクを付着させることによって、切断位置調節用マークを形成することができる。

また、請求項８の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項１〜７のいずれか一つに記載の発明において、前記マーキング工程で形成された前記切断位置調節用マークを用いて前記半導体ウエハーをチップ状に切断する切断工程を含んだことを特徴とする。

この請求項８にかかる発明によれば、半導体ウエハーの第１主面側に形成された切断位置調節用マークに基づいて、半導体ウエハーをチップ状に切断することができる。

また、請求項９の発明にかかるマーキング装置は、半導体ウエハーの第１主面を観察しながら前記半導体ウエハーの第２主面にマークを形成するマーキング装置であって、前記半導体ウエハーの第１主面側に設けられ、前記第１主面を撮影する撮影手段と、前記半導体ウエハーの第２主面側に設けられ、前記第２主面に前記マークを形成するマーキング手段と、を備えることを特徴とする。

この請求項９にかかる発明によれば、半導体ウエハーの第１主面側の形状に基づいて、半導体ウエハーの第２主面の適切な位置に切断位置調節用マークを形成することができる。

また、請求項１０の発明にかかるマーキング装置は、請求項９に記載の発明において、前記マーキング手段は、前記半導体ウエハーの前記第２主面にレーザー光を照射し、前記レーザー光の照射痕を前記マークとすることを特徴とする。

この請求項１０にかかる発明によれば、半導体ウエハーの第２主面にレーザー光を照射することによって、切断位置調節用マークを形成することができる。

また、請求項１１の発明にかかるマーキング装置は、請求項９に記載の発明において、前記マーキング手段は、前記半導体ウエハーの前記第２主面に前記第２主面の表面層よりも硬質な部材を圧接し、前記部材による圧接痕を前記マークとすることを特徴とする。

この請求項１１にかかる発明によれば、半導体ウエハーの第２主面に硬質部材を圧接することによって、切断位置調節用マークを形成することができる。

また、請求項１２の発明にかかるマーキング装置は、請求項９に記載の発明において、前記マーキング手段は、前記半導体ウエハーの前記第２主面にインクを付着させ、前記インクを前記マークとすることを特徴とする。

この請求項１２にかかる発明によれば、半導体ウエハーの第２主面にインクを付着させることによって、切断位置調節用マークを形成することができる。

本発明にかかる半導体装置の製造方法およびマーキング装置によれば、裏面に金属電極膜が形成されたリブ構造ウエハーを効率的にダイシングすることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる半導体装置の製造方法およびマーキング装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
はじめに、実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法で用いる半導体ウエハーの構造について説明する。図１は、実施の形態１で用いる半導体ウエハー（リブ構造ウエハー）の構造の一例を示す説明図である。なお、図１は、リブ構造ウエハーの裏面を図示している。

図１に示すリブ構造ウエハー１００は、たとえば直径１５０ｍｍ（６インチ）の略円形であり、裏面に内周部１０１および外周部１０２が形成されている。内周部１０１は、たとえば半径６０ｍｍ〜７４ｍｍの円形である。また、外周部１０２は、内周部１０１の縁からリブ構造ウエハー１００の外周端部にかけて形成される。また、内周部１０１の厚さはたとえば５０μｍ、外周部１０２の厚さはたとえば３００μｍであり、外周部１０２と比較して、内周部１０１の厚さが薄くなっている。

ここで、リブ構造ウエハー１００の製造工程の一例を説明する。まず、厚い状態のウエハーの表面側にゲート構造やソース／エミッタ構造を形成し、表面素子構造部を形成する。つぎに、ウエハー外周部をマスクしてウエハー内周部のみをエッチングして、ウエハー内周部の厚みを薄くする。または、ウエハー内周部のみをホイール研磨して、ウエハー内周部の厚みを薄くすることとしてもよい。そして、薄化されたウエハーの裏面に金属電極膜を形成する。金属電極膜の材料としては、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などを積層して用いることができる。以上のような手順によってリブ構造ウエハー１００が形成される。

その後、リブ構造ウエハー１００をダイシングして、個々のチップを形成する。より詳細には、リブ構造ウエハー１００のおもて面側の形状を観察しながら、すなわち、おもて面側に形成された表面素子構造部の配列に基づいて、ダイシングラインの位置決めをし、ダイシング時の基準点となるアライメントマークをリブ構造ウエハー１００の裏面に付加する。高速に回転したダイシングブレードをウエハーに一定方向／一定間隔に走査させ、ウエハーを個々のチップへと切断する。

つぎに、リブ構造ウエハー１００へのアライメントマーク形成に用いるマーキング装置２００について説明する。図２は、実施の形態１で用いるマーキング装置の外観を示す斜視図である。マーキング装置２００は、ＸＹステージ２０１、Ｘ軸調節ネジ２０２、Ｙ軸調節ネジ２０３、Ｚ軸調節ネジ２０４、ＣＣＤカメラ２０５、レーザーマーカー２０６によって構成される。

ＸＹステージ２０１は、Ｘ軸調節ネジ２０２、Ｙ軸調節ネジ２０３、Ｚ軸調節ネジ２０４によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にそれぞれ移動可能である。ＸＹステージ２０１の上面側にはレーザーマーカー２０６が、下面側にはＣＣＤカメラ２０５が設けられている。ＸＹステージ２０１の中心部は開口部２１０が設けられており、ＣＣＤカメラ２０５によってＸＹステージ２０１に載せられた物体（具体的には、リブ構造ウエハー１００）の下面側の撮影を可能とする。なお、開口部２１０を設けずに、ガラスなど透明な素材によってＸＹステージ２０１を作成することによって、ＸＹステージ２０１に載せられた物体をＣＣＤカメラ２０５で撮影できるようにしてもよい。

ＣＣＤカメラ２０５は、ＸＹステージ２０１に載せられた物体の下面側を撮影し、その画像を画像信号として図示しないモニターなどに出力する。また、レーザーマーカー２０６は、図示しないレーザー発振器によって発生させたレーザー光をＸＹステージ２０１に載せられた物体の上面側に照射し、物体表面に照射痕をつけることによってマークを形成する。レーザーマーカー２０６からのレーザー照射は、たとえばスイッチ２０７によって制御する。

マーキング装置２００でマーキングをおこなう場合、ＣＣＤカメラ２０５の光軸中心とレーザーマーカー２０６のレーザー照射位置とをあらかじめ一致させておく。図２に示した例では、ＣＣＤカメラ２０５とレーザーマーカー２０６とは、あらかじめ光軸中心とレーザー照射位置とが一致した位置に固定されている。

また、ＣＣＤカメラ２０５の光軸中心の位置またはレーザーマーカー２０６のレーザー照射位置が移動可能な場合は、たとえば、ＸＹステージ２０１に物体を置かない状態でレーザーマーカー２０６からレーザーを照射しながら、ＣＣＤカメラ２０５から出力される画像に写るレーザースポットを観察する。そして、ＣＣＤカメラ２０５またはレーザーマーカー２０６の位置を調節して、レーザースポットがＣＣＤカメラ２０５から出力された画像の中心となるようにする。これにより、ＣＣＤカメラ２０５の光軸中心とレーザーマーカー２０６のレーザー照射位置とを一致させることができる。

マーキング装置２００でマーキングをおこなう場合、ＸＹステージ２０１に物体を置き、ＣＣＤカメラ２０５によって撮像された物体の下面側の画像を見ながら、Ｘ軸調節ネジ２０２およびＹ軸調節ネジ２０３を調節し、所望の位置（マーキングをおこないたい点）が画像の中心になるようにする。また、必要な場合は、Ｚ軸調節ネジ２０４によってＸＹステージ２０１のＺ軸方向の位置を調節し、ＣＣＤカメラ２０５の焦点を物体の下面に合わせる。そして、その位置でレーザーマーカー２０６からレーザーを照射させて、物体の上面側にマーキングをおこなう。これにより、所望の位置にマークを付加することができる。

つづいて、リブ構造ウエハー１００に対するアライメントマーク形成処理について説明する。図３は、リブ構造ウエハーに対するアライメントマーク形成処理を模式的に示した説明図である。リブ構造ウエハー１００にアライメントマークを形成する際は、リブ構造ウエハー１００の裏面をレーザーマーカー２０６側に、リブ構造ウエハー１００のおもて面をＣＣＤカメラ２０５に向けて、ＸＹステージ２０１上に置く。すなわち、リブ構造の段差がある面をＸＹステージ２０１の上面側に、表面素子構造が形成された面をＸＹステージ２０１の下面側に置く。

ＣＣＤカメラ２０５は、ＸＹステージ２０１に載せられたリブ構造ウエハー１００のおもて面側を撮影し、画像信号をモニター２３０に出力する。モニター２３０は、ＣＣＤカメラ２０５によって撮影されたリブ構造ウエハー１００のおもて面側の画像を表示する。そして、モニター２３０に表示されたリブ構造ウエハー１００のおもて面の画像を見ながら、Ｘ軸調節ネジ２０２およびＹ軸調節ネジ２０３を調節し、所望の位置（マーキングをおこないたい点）が画像の中心になるようにする。

具体的には、たとえば、図３に示すように、表面素子構造部の隣り合うチップＣ１〜Ｃ４の中心位置Ｐが画像の中心となるように調節する。また、たとえば、リブ構造ウエハー１００のおもて面に、あらかじめアライメントマークが形成されている場合には、その位置が画像の中心となるように調節する。そして、その位置でレーザーマーカー２０６からレーザーを照射させて、リブ構造ウエハー１００の裏面側の金属電極膜上に切断位置調節用のアライメントマーク（照射痕）を形成する。このときレーザーマーカー２０６から照射されるレーザーの種類は、たとえば、ＹＬＦ２ωレーザーまたはＹＡＧ２ωレーザーを用いることができる。また、レーザーの照射エネルギー密度は、たとえば、０．２〜４．０Ｊ／ｃｍ²とする。

図４は、ウエハー上の切断位置調節用のアライメントマークとダイシングラインとの関係を模式的に示す説明図である。チップのサイズ、すなわち縦横にダイシングする間隔（図４中ｘおよびｙ）は既知である。このため、少なくともウエハー内の３点（開始点、終了点、平行出し点：図４中Ｍ１〜Ｍ３）にアライメントマークを形成すれば、リブ構造ウエハー１００の平行出し／垂直出しをおこなうことができ、ダイシングラインを設定することができる。なお、アライメントマークは、リブ構造ウエハー１００の外周部に付加してもよい。

以上のようにアライメントマークを付加した後、リブ構造ウエハー１００を裏面側からダイシングして個々のチップを形成するダイシング工程をおこなう。リブ構造ウエハー１００のおもて面にダイシングテープおよびダイシング用フレームを貼り付ける。通常の半導体ウエハーの場合、ウエハー裏面にダイシングテープおよびダイシング用フレームを貼り付けるが、リブ構造ウエハー１００には、裏面にリブ段差があるため、通常の貼り付け面とは逆になっている。そして、マーキング装置２００で形成したアライメントマークを基準として位置決めをおこない、通常のダイシング装置を用いてリブ構造ウエハー１００を裏面側からダイシングする。

なお、上述した説明では、モニタに表示された画像を見ながらアライメントマークの位置を決めることとしたが、これには限らない。たとえば、ＣＣＤカメラ２０５から出力された画像信号をコンピュータに出力するようにして、画像信号をコンピュータで解析処理し、コンピュータによってＸＹステージ２０１の位置を制御してアライメントマークの位置を決めてもよい。

また、上述した説明では、マーキング装置２００では、レーザーマーカー２０６によってマーキングをおこなうこととしたが、これには限らない。たとえば、硬質部材による圧接によってマーキングをおこなうこととしてもよい。

図５は、マーキング装置の他の構成例を模式的に示した図である。図５に示す構成のマーキング装置５００では、レーザーマーカー２０６の代わりに、硬質部材でできた圧芯棒２４０が用いられている。マーキング装置５００は、圧芯棒２４０をリブ構造ウエハー１００の裏面に圧接させて、金属電極膜に圧痕（打痕）を形成することによって切断位置調節用のマーキングをおこなう。

この場合、たとえば、ＣＣＤカメラ２０５の光軸中心と、圧芯棒２４０による圧接位置をあらかじめ一致させておく。そして、ＣＣＤカメラ２０５によって撮像された物体の下面側の画像をモニター２３０に表示して、所望の位置（マーキングをおこないたい点）が画像の中心になるようにする。そして、その位置で圧芯棒２４０をＺ軸方向に調節し、リブ構造ウエハー１００の裏面に圧接させて圧接痕をつける。

圧芯棒２４０の材料としては、たとえば、ダイヤモンドやセラミック、シリコンなど、金属電極膜よりも硬質な材料が望ましい。また、圧芯棒２４０の先端形状は、たとえば、十字（＋）や丸（○）、四角（□）など、所望の圧痕形状に合わせて形成すればよい。

なお、圧芯棒２４０による圧接によって、リブ構造ウエハー１００の金属電極膜のみならず、下地となっているシリコン表面に機械的な損傷が生じる可能性がある。しかし、アライメントマークはスクライブ領域内にあるため、微少な損傷であれば損傷部位もダイシング時に除去されてしまう。このため、その後の工程においても支障にはならない。

この他、たとえば、リブ構造ウエハー１００の裏面側の金属電極膜上にインクを付着させて、切断位置調節用のマーキングをおこなってもよい。図６は、マーキング装置の他の構成例を模式的に示した図である。図６に示す構成のマーキング装置６００では、レーザーマーカー２０６の代わりに、インクマーカーのペン先やインク吐出口などのインク塗着部２５１を有するインク塗着部材２５０を用いる。具体的には、インク塗着部材２５０をＺ軸方向に調節し、インク塗着部２５１によってリブ構造ウエハー１００の裏面にインクを塗着させることによってマーキングをおこなう。

インク塗着部材２５０を用いる場合、たとえば、ＣＣＤカメラ２０５の光軸中心と、インク塗着部２５１によるインク塗着位置をあらかじめ一致させておく。そして、ＣＣＤカメラ２０５によって撮像された物体の下面側の画像を見ながら、Ｘ軸調節ネジ２０２およびＹ軸調節ネジ２０３を調節し、所望の位置（マーキングをおこないたい点）が画像の中心になるようにする。そして、その位置でインク塗着部材２５０をＺ軸方向に調節し、リブ構造ウエハー１００の裏面にインクを塗着させてアライメントマークをつける。この場合、ダイシングによってアライメントマークとして塗着されたインクは除去されてしまうので、ダイシング後のチップに対する影響はない。

なお、インク塗着部材２５０によって塗着するインクの材料は、ＣＣＤカメラ２０５や光学顕微鏡などで観察した際に十分なコントラストが形成されるものであれば特に限定されず、たとえば、一般的な油性インクなどを用いることができる。これは、リブ構造ウエハー１００のウエハープロセスは終了しており、保護膜が形成されているためである。

以上説明したように、実施の形態１にかかるマーキング方法によれば、リブ構造ウエハーのウエハー裏面に、ウエハー表面の形状、すなわちチップ配列やアライメントマークに対応した切断位置調節用のアライメントマークを形成する。そして、ウエハーおもて面にダイシングテープを貼り付けて、ウエハー裏面に形成されたアライメントマークに基づいて位置決めをおこなって、ウエハーを裏面側からダイシングすることができる。これにより、リブ構造ウエハーの裏面にダイシングテープを貼り合わせてダイシングをおこなう場合のようなウエハーとダイシングテープとの間の隙間や気泡などが生じることがなく、ダイシング時のチップ不良や割れ不良を低減させることができる。

また、実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法によれば、簡便な処理によって効率的に切断位置調節用のアライメントマークを形成することができる。アライメントマークを形成する方法としては、たとえば、両面アライナーを用いて、ウエハー裏面にフォトレジストを塗布し金属電極膜の一部をエッチングしてマーキングをおこなう方法も考えられる。この方法では、一度で多数のマークを形成できるので、多数のマークを形成する必要がある場合には効率がよい。しかし、レジスト塗布、露光、現像、ベークなどのフォト工程が追加されることになり、コストおよびリードタイムが増加してしまう。本実施の形態のようにダイシングのためのアライメントマークを形成する場合、図４に示すように半導体ウエハー上にマークを３つ形成するのみでよい。このため、両面アライナーを用いるよりも、本実施の形態のような方法で形成した方が効率がよい。

また、実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法では、ウエハーおもて面にダイシングテープを貼り合わせてダイシングをおこなう。このため、ダイシングの切削屑（シリコン粉）がデバイス表面に付着するのを防止することができる。通常のダイシング時には、ウエハー裏面にダイシングテープを貼り合わせるため、ウエハー表面に切削屑が付着する。この切削屑を除去するために、高圧の水流を吹き付けて洗浄をおこなう。しかし、複雑な段差構造を有するデバイスの場合、切削屑の除去が特に困難であり、大量の洗浄水と洗浄時間とを要する。実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法では、ウエハー表面にダイシングテープを貼り合わせるため、デバイス表面に切削屑が付着することがない。また、ウエハー裏面に切削屑が付着するものの、ウエハー裏面は表面と比べて平滑であるため、切削屑が除去し易く、洗浄時の洗浄水量や洗浄時間を低減することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、ＣＣＤカメラ２０５によってリブ構造ウエハー１００の表面素子構造部を観察して、ダイシングラインの位置決めをおこなった。つぎに説明する実施の形態２では、リブ構造ウエハー１００の裏面に形成された金属電極膜の一部を除去し、除去された部分から赤外線カメラによって表面素子構造部を観察し、ダイシングラインの位置決めをおこなう。なお、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に図１に示したリブ構造ウエハー１００を用いるものとして説明する。

図７は、実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法を模式的に示した説明図である。実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法では、まず、リブ構造ウエハー１００の裏面に形成された金属電極膜のうち、ＰＣＭ（プロセスコントロールモニター）チップが形成されている領域の金属電極膜を選択的に除去して、開口部Ｌを形成する。

ＰＣＭチップとは、半導体チップの製造工程において異常や不良がなく、製造中の製品が規格範囲内にあるか否かなどを監視するための簡易的なデバイスが形成されているチップである。ＰＣＭチップは、多くの場合ウエハー工程終了後におこなわれる電気測定（検査）に用いられ、ウエハーのダイシング時にはその役割を終えている。このため、通常のチップ裏面の金属電極膜を除去してしまうとチップのロスになってしまうのに対して、ＰＣＭチップ裏面の金属電極膜を除去してもチップのロスにはならない。

ＰＣＭチップは、半導体ウエハー上に３〜５箇所形成される。また、ＰＣＭチップが形成される位置はあらかじめ決まっており、各ＰＣＭチップ間は間隔を置いて形成される。このため、ＰＣＭチップを基準とするとアライメントが取りやすい。

ＰＣＭチップ裏面の金属電極膜を除去する際は、たとえば、ＰＣＭチップが形成されている位置の裏面にエッチング液滴下用のノズルを合わせ、ノズルから金属膜エッチング溶液を数滴滴下する。このとき、エッチング液がＰＣＭチップの領域をはみ出して、製品チップの領域に侵入しないよう、ディスペンサによって金属膜エッチング溶液の滴下量を調節する。これは、製品チップの領域に金属膜エッチング溶液が侵入してしまうと、製品チップのロスになってしまうためである。そして、金属電極膜の溶解後に金属膜エッチング溶液を拭き取って、開口部Ｌを形成する。また、たとえば、ＰＣＭチップ以外の領域をマスクしてエッチングをおこない、ＰＣＭチップの領域のみをエッチングした後、マスクを除去してもよい。

その後、開口部Ｌから赤外線カメラＣを用いて、リブ構造ウエハー１００のおもて面側の形状、すなわち、表面素子構造部のチップ配列などを観察して、ダイシングラインの位置決めをおこなう。なお、開口部ＬがＰＣＭチップのサイズより小さい場合であっても、チップサイズは決まっているため、開口部ＬのＰＣＭチップ上での位置がわかればダイシングラインを設定することができる。この後のダイシング工程の手順は、実施の形態１で説明した通りである。なお、実施の形態１と同じように、リブ構造ウエハーのおもて面側の形状を観察しながら裏面に切断位置調節用のアライメントマークを形成し、このマークに基づいてダイシング工程をおこなうこととしてもよい。

つぎに、実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法の変形例について説明する。図８は、実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法の変形例を模式的に示した説明図である。図８に示す変形例では、製品チップが形成されていないウエハー外周部領域Ｓの裏面の金属電極膜を選択的に除去する。具体的には、リブ構造ウエハー１００のおもて面にエッチング保護膜を形成した後、金属膜エッチング溶液（たとえば、王水など）にリブ構造ウエハーの外周部領域Ｓを浸して金属電極膜を除去する。

外周部領域Ｓの金属電極膜を除去した後、たとえば、リブ構造ウエハー１００の外周部領域Ｓのおもて面に、あらかじめアライメントマークが形成されている場合には、赤外線カメラＣによってアライメントマークの位置と形状とを観察し、ダイシングラインの位置決めをおこなう。この後のダイシング工程の手順は、実施の形態１で説明した通りである。

また、たとえば、製品チップが形成されないウエハー外周部に、製品チップの配列に準じてダミーチップを形成しておき、位置決めに用いてもよい。図８中、リブ構造ウエハー１００上に点線で示すのは、おもて面側に形成された製品チップの位置である。また、リブ構造ウエハー１００上に太線で示すのは、おもて面側に形成されたダミーチップの位置である。この場合、金属電極膜が除去されたリブ構造ウエハー１００の裏面から赤外線カメラＣによりおもて面側のダミーチップの配列等の形状を観察してダイシングラインの位置決めをおこなう。

以上説明したように、実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法によれば、リブ構造ウエハーの裏面に形成された金属電極膜の一部を除去して、ウエハー表面のチップ配列やアライメントマークを観察してダイシングラインの位置決めをおこなうことができる。そして、ウエハー表面にダイシングテープを貼り付けて、ウエハーをダイシングすることができる。これにより、リブ構造ウエハーの裏面にダイシングテープを貼り合わせてダイシングをおこなう場合のように、ウエハーとダイシングテープとの間に隙間や気泡などが生じることがなく、チップ不良や割れ不良を低減させることができる。

また、実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法は、実施の形態１と同様にウエハー表面にダイシングテープを貼り合わせてダイシングをおこなう。このため、ダイシングの切削屑がデバイス表面に付着するのを防止し、切削屑の洗浄時の洗浄水量や洗浄時間を低減することができる。

以上のように、本発明にかかる半導体装置の製造方法およびマーキング装置は、裏面に金属電極膜を有する半導体装置をリブ構造のウエハーを用いて製造する際に有用であり、特に、縦型ＩＧＢＴや縦型ＭＯＳＦＥＴの製造に適している。

実施の形態１で用いる半導体ウエハーの構造の一例を示す説明図である。 実施の形態１で用いるマーキング装置の外観を示す斜視図である。 リブ構造ウエハーに対するアライメントマーク形成処理を模式的に示した説明図である。 ウエハー上の切断位置調節用のアライメントマークとダイシングラインとの関係を模式的に示す説明図である。 マーキング装置の他の構成例を模式的に示した図である。 マーキング装置の他の構成例を模式的に示した図である。 実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法を模式的に示した説明図である。 実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法の変形例を模式的に示した説明図である。 ウエハーに対するダイシング処理を模式的に示す説明図である。 リブ構造ウエハーに対するダイシング処理の一例を模式的に示す説明図である。 リブ構造ウエハーに対するダイシング処理を模式的に示す説明図である。 金属電極膜が形成されたリブ構造ウエハーに対するダイシング処理を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１００ リブ構造ウエハー
１０１ 内周部
１０２ 外周部
２００ マーキング装置
２０１ ＸＹステージ
２０２ Ｘ軸調節ネジ
２０３ Ｙ軸調節ネジ
２０４ Ｚ軸調節ネジ
２０５ ＣＣＤカメラ
２０６ レーザーマーカー
２０７ スイッチ
２１０ 開口部
２３０ モニター

Claims (12)

1. 第１主面の外周端部が他の領域よりも厚い半導体ウエハーの前記第１主面に金属電極膜を形成する裏面電極形成工程と、
   前記半導体ウエハーの第２主面側の形状を観察しながら、前記第２主面側の形状に基づいて前記半導体ウエハーの第１主面に前記半導体ウエハーの切断位置調節用マークを形成するマーキング工程と、
   をこの順に含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記マーキング工程では、前記半導体ウエハーの前記第２主面側に設けられたカメラを用いて前記第２主面側の形状を観察す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。
3. 第１主面の外周端部が他の領域よりも厚い半導体ウエハーの前記第１主面に金属電極膜を形成する裏面電極形成工程と、
   前記半導体ウエハーの前記第１主面に形成された前記金属電極膜を選択的に除去する電極膜除去工程と、
   前記金属電極膜が除去された領域の第２主面側の形状を観察しながら、前記第２主面側の形状に基づいて前記半導体ウエハーを第１主面側からダイシングするダイシング工程と、
   を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 前記マーキング工程では、前記半導体ウエハーの前記第１主面側に設けられた赤外線カメラを用いて前記第２主面側の形状を観察することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記マーキング工程では、前記半導体ウエハーの前記第１主面にレーザー光を照射し、前記レーザー光の照射痕を前記切断位置調節用マークとすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記マーキング工程では、前記半導体ウエハーの前記第１主面に前記金属電極膜よりも硬質な部材を圧接し、前記部材による圧接痕を前記切断位置調節用マークとすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記マーキング工程では、前記半導体ウエハーの前記第１主面にインクを付着させ、前記インクを前記切断位置調節用マークとすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記マーキング工程で形成された前記切断位置調節用マークを用いて前記半導体ウエハーをチップ状に切断する切断工程を含んだことを特徴とする請求項１〜７に記載の半導体装置の製造方法。
9. 半導体ウエハーの第１主面を観察しながら前記半導体ウエハーの第２主面にマークを形成するマーキング装置であって、
   前記半導体ウエハーの第１主面側に設けられ、前記第１主面を撮影する撮影手段と、
   前記半導体ウエハーの第２主面側に設けられ、前記第２主面に前記マークを形成するマーキング手段と、
   を備えることを特徴とするマーキング装置。
10. 前記マーキング手段は、前記半導体ウエハーの前記第２主面にレーザー光を照射し、前記レーザー光の照射痕を前記マークとすることを特徴とする請求項９に記載のマーキング装置。
11. 前記マーキング手段は、前記半導体ウエハーの前記第２主面に前記半導体ウエハーよりも硬質な部材を圧接し、前記部材による圧接痕を前記マークとすることを特徴とする請求項９に記載のマーキング装置。
12. 前記マーキング手段は、前記半導体ウエハーの前記第２主面にインクを付着させ、前記インクを前記マークとすることを特徴とする請求項９に記載のマーキング装置。

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