半導体装置の製造方法
【課題】 表面側電極の表面にメッキ処理法を利用してニッケル膜を被膜するときに、半導体ウェーハの破損を抑制すること。
【解決手段】 半導体装置の製造方法であり、半導体ウェーハ１２の表面側に、性質を異にする複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている半導体素子領域１４を形成する工程と、前記の位置関係に対して所定の位置関係でパターニングされている表面側電極を半導体ウェーハ１２の表面側に形成する工程と、その半導体ウェーハ１２の裏面にダイシングフレーム２４付きのダイシングテープ２２を固定する工程と、そのダイシングフレーム２４を介して半導体ウェーハ１２を支持しながら半導体ウェーハ１２にメッキ処理する工程と、を備えている。
【解決手段】 半導体装置の製造方法であり、半導体ウェーハ１２の表面側に、性質を異にする複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている半導体素子領域１４を形成する工程と、前記の位置関係に対して所定の位置関係でパターニングされている表面側電極を半導体ウェーハ１２の表面側に形成する工程と、その半導体ウェーハ１２の裏面にダイシングフレーム２４付きのダイシングテープ２２を固定する工程と、そのダイシングフレーム２４を介して半導体ウェーハ１２を支持しながら半導体ウェーハ１２にメッキ処理する工程と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハを加工することによって、半導体装置を製造する方法に関する。特に、半導体ウェーハの表面側に所定のパターンで表面側電極を形成し、その表面側電極の表面にメッキを施すことによって表面側電極を被膜する導体膜を形成する過程が改善された半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車や電気自動車等では、モータをインバータ制御する。そこでインバータ制御に利用する半導体装置の開発が活発に進められている。この種の半導体装置は、大電流を扱うことから発熱量が高い。そこで、半導体装置の表面側電極に、電流供給源から伸びている表面側電極板を接合し、さらに表面側電極板に冷却板を接合する技術が用いられることがある。表面側電極と表面側電極板は、はんだを利用して接合される。この接合構造によると、電流経路の抵抗を下げ、伝熱経路の伝熱係数を上げることができる。
【０００３】
次に、半導体ウェーハを加工することによって、この種の半導体装置を製造する方法を説明する。以下では縦型の半導体装置の場合を例に挙げて説明する。縦型の半導体装置では、オン電圧（又はオン抵抗）を低減するために、その厚みを極めて薄く調整する必要がある。このため、半導体ウェーハを加工して半導体装置を製造する段階で、半導体ウェーハの破損等を回避する製造技術が重要である。なお、横型の半導体装置の場合でも、半導体装置の厚みを薄く調整したいことが多い。横型の半導体装置の場合でも同様に、半導体ウェーハの破損等を回避する製造技術が望まれている。
【０００４】
まず、半導体ウェーハを準備し、その半導体ウェーハの表面側に、性質を異にする複数の半導体領域（不純物拡散領域）を形成する。半導体領域は所定の位置関係で配置されており、半導体装置として機能する半導体素子領域を構成する（半導体素子領域形成工程という）。半導体素子領域には、必要に応じて、例えばゲート電極として機能する導体領域や、例えば層間絶縁膜やゲート絶縁膜として機能する絶縁領域も配置される。半導体素子領域の形成工程では、様々な半導体製造技術が活用される。
次に、半導体ウェーハの表面側に表面側電極を形成する（表面側電極形成工程という）。表面側電極は、例えば、ソース電極であり、エミッタ電極であり、ゲート電極であり、カソード電極である。表面側電極は、半導体素子領域に配置されている半導体領域や導体領域の配置位置に対応してパターニングされる。表面側電極は半導体にオーミック接触する金属で形成され、複数種類の金属が積層されることが多い。最表面には、アルミニウムがスパッタリング等の方法で積層されていることが多い。
次に、半導体ウェーハの表面にガラス基板（支持部材の一例）を固定する。ガラス基板を半導体ウェーハに固定して半導体ウェーハを支持した後に、半導体ウェーハの裏面から半導体ウェーハを研磨し、半導体ウェーハの厚みを調整する（裏面研磨工程という）。裏面研磨工程では、半導体装置に必要とされる耐圧とオン電圧（又はオン抵抗）に基づいて、半導体ウェーハの厚みを調整する。この段階で、半導体ウェーハは極めて薄くなり、簡単に破損してしまうようになるが、その破損は支持部材によって防止されている。
次に、半導体ウェーハの裏面側に、半導体領域（不純物拡散領域）や裏面側電極等の裏面構造を形成する（裏面構造形成工程という）。裏面側電極は、半導体ウェーハの裏面全体に形成されることが多く、例えばスパッタリング等の技術が利用される。裏面側電極には、例えばチタン、アルミ、ニッケル等の積層電極が利用されることが多い。
縦型半導体装置の場合、裏面側電極に対しても裏面側電極板がはんだ接合され、裏面側電極板に冷却板がはんだ接合されることが多い。裏面側電極の最表面のニッケル層が、はんだに対するぬれ性を向上させる。この接合構造によって、裏面側でも、電流経路の抵抗を下げ、伝熱経路の伝熱係数を上げることができる。
【０００５】
表面側電極の表面もニッケル等の導体膜で被膜し、はんだに対するぬれ性を向上させたいという要求がある。このために、ガラス基板を半導体ウェーハの表面から除去した後に、例えば無電解メッキ処理法を実施することによって表面側電極の表面を被膜するニッケル等の導体膜を形成する方法が検討されている。無電解メッキ処理法を利用すると、予めパターニング処理を実施しておかなくても、表面側電極の表面のみにメッキ層を形成することができる。下記の特許文献に無電解メッキ法を利用する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１５６０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
厚みが薄く調整された半導体ウェーハは破損しやすく、不用意にメッキ処理液に浸漬すると、半導体ウェーハが破損するという問題が発生する。
一つの解決策として、半導体ウェーハの表面にガラス基板を固定して半導体ウェーハの裏面から研磨する前に、表面側電極の表面に導体膜を形成してしまう方法が考えられる。しかしながら、半導体ウェーハの裏面を加工するよりも早い段階で、半導体ウェーハの表面に導体膜を形成する処理を実施すると、汚染が発生するという問題（特に、導体膜を保護するために形成する金（Au）による汚染）が生じる。また、上記の解決策を採用すると、現状の半導体ウェーハの加工プロセスの途中に新たな工程を追加することになるので、製造設備の変更が必要となる。したがって、表面側電極の表面に導体膜を形成する工程は、半導体ウェーハの裏面を研磨し、薄く調整された裏面に半導体装置の裏面構造を形成した後に、実施することが望ましい。
本発明は、薄く調整された半導体ウェーハを破損することなく、表面側電極の表面に導電性の被膜を形成する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体装置を製造する方法は、半導体ウェーハの裏面に予め補強部材を固定した後に、半導体ウェーハの表面をメッキ処理することを特徴としている。補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながらメッキ処理を実施することによって、半導体ウェーハの破損を顕著に抑制することができる。
即ち、本発明の半導体装置の一つの製造方法は、半導体ウェーハの表面側に、性質を異にする複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている半導体素子領域を形成する工程と、その位置関係に対して所定の位置関係でパターニングされている表面側電極を半導体ウェーハの表面側に形成する工程を備えている。さらに、その半導体ウェーハの裏面に補強部材を固定する工程を備えている。本発明の製造方法では、その補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハにメッキ処理する工程を実施する。
ここで、本明細書で使われるいくつかの用語に関して説明する。本明細書では、「補強部材」と背景技術で説明した「支持部材」という用語の部材が使用されている。両者とも半導体ウェーハに加わる外力に対抗して、半導体ウェーハの変形を抑えるという点において共通している。「補強部材」は半導体ウェーハの裏面に固定されるものであり、「支持部材」は半導体ウェーハの表面に固定されるものである。本発明は、半導体ウェーハをメッキ処理するときに「補強部材」を利用する点に特徴を有しており、この点において従来の「支持部材」とは別異の技術である。従来の「支持部材」と区別するために、用語に関して差異を設けたものの、「補強部材」と「支持部材」に同種の材料のものが利用されることもある。
また、本明細書でいう「表面側」という用語は、半導体ウェーハの表面と、表面から加工できる深さまでの領域をいう。同様に、「裏面側」という用語も、半導体ウェーハの裏面と、裏面から加工できる深さまでの領域をいう。
【０００８】
本発明の製造方法は、縦型の半導体装置を製造する場合に特に有用である。
この場合の製造方法は、前記の補強部材固定工程に先立って、半導体ウェーハの裏面側に裏面側電極を形成する工程を備えている。さらに、補強部材固定工程で用いられる補強部材は、裏面側電極に全面的に接着して半導体ウェーハの補強と裏面側電極の被覆を兼用することを特徴としている。
縦型半導体装置が作り込まれた半導体ウェーハの裏面には、裏面側電極が形成される。縦型半導体装置が作り込まれた半導体ウェーハに対して補強部材を用いると、補強部材は裏面側電極を被覆し、メッキ処理工程のときに裏面側電極がメッキ処理されてしまう事態を防止することができる。縦型半導体装置の場合に用いられる補強部材は、メッキ処理工程のときに、半導体ウェーハが破損する事態を抑制するとともに、裏面側電極に対してメッキが施されてしてしまう事態さえも防止することができる。
【０００９】
補強部材に枠付きのダイシングテープを用いるのが好ましい。この場合の製造方法では、半導体素子領域形成工程において１枚の半導体ウェーハに複数の半導体素子領域を形成し、補強部材固定工程において補強部材に枠付きのダイシングテープを用いる。さらに、メッキ処理工程後に、そのダイシングテープを剥がすことなく半導体ウェーハをダイシングする工程を実施することを特徴としている。即ち、補強部材とダイシング工程の際に用いる枠付きのダイシングテープを兼用して利用することを特徴としている。
補強部材に枠付きのダイシングテープを兼用して利用すれば、メッキ処理工程を実施した後に、ダイシングテープを剥がすことなく、半導体ウェーハのダイシング工程を実施することができる。半導体装置の製造方法に、補強部材専用の固定工程と除去工程を追加する必要がない。製造工程数を大幅に増加させることなく、メッキ処理工程を実施することができる。
【００１０】
補強部材固定工程では、紫外線硬化型のダイシングテープを用いるのが好ましい。この場合の半導体装置の製造方法は、補強部材固定工程とメッキ処理工程の間に、半導体ウェーハの表面側からダイシングテープに向けて紫外線を照射する工程をさらに備えていることを特徴としている。
半導体ウェーハの表面側からダイシングテープに向けて紫外線を照射すると、半導体ウェーハが固定されていないために、露出している部分のダイシングテープの粘着材が硬化する。露出している部分の粘着材を硬化させると、ダイシングテープに固定された半導体ウェーハをメッキ処理液に浸漬させたとしても、ダイシングテープの粘着材がメッキ処理液に溶出してしまうことを顕著に抑制することができる。メッキ処理液の汚染を防止することができる。
【００１１】
本発明の半導体装置を製造する他の一つの方法は、薄く調整された縦型半導体装置を製造する方法に具現化することができる。この場合の製造方法は、半導体ウェーハの表面側に、性質を異にする複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている半導体素子領域を形成する工程と、前記の位置関係に対して所定の位置関係でパターニングされている表面側電極を半導体ウェーハの表面側に形成する工程と、半導体ウェーハの表面に支持部材を固定する工程を備えている。本発明の半導体装置の製造方法は、半導体ウェーハの裏面から半導体ウェーハを削る工程を備えている。これにより、半導体装置に必要とされる耐圧とオン電圧（又はオン抵抗）に基づいて、半導体ウェーハの厚みを調整することができる。この段階で、半導体ウェーハは極めて薄くなり、簡単に破損してしまうようになる。しかしながら、半導体ウェーハは支持部材によって補強されているので破損することが抑制されている。さらに、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体ウェーハの裏面側に裏面側電極を形成する工程と、半導体ウェーハの裏面に補強部材を固定する工程と、その補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハの表面から支持部材を除去する工程を備えている。補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハの表面から支持部材を除去すれば、半導体ウェーハは支持部材又は補強部材によって常に補強されており、半導体ウェーハの破損は抑制される。その他に、本発明の半導体装置の製造方法は、補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハにメッキ処理して表面側電極を被膜する導体膜を選択的に形成する工程を備えている。
【００１２】
本発明の半導体装置を製造する他の一つの方法は、薄く調整された縦型半導体装置を製造する方法であって、ダイシング工程も含めた製造方法に具現化することができる。この場合の製造方法は、補強部材に枠付きの紫外線硬化型のダイシングテープを利用する。枠付きのダイシングテープを利用すれば、その枠を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハの表面から支持部材を除去することができる。さらに、その枠を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハにメッキ処理して表面側電極を被膜する導体膜を選択的に形成することができる。メッキ処理した後は、ダイシングテープを剥がすことなく、ダイシング工程に移行することができる。これにより、半導体ウェーハはダイシングされ、個々の半導体装置（チップともいう）に分割される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の製造方法を採用すると、半導体ウェーハの破損を抑制しながらメッキ処理することによって、半導体ウェーハの表面に形成されている表面側電極の表面を被覆する導体膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の主要な特徴を列記する。
（第１形態） 導体膜とは、はんだに対するぬれ性を向上させる材料をいう。さらに、導体膜は、メッキ処理法を利用して被膜することが可能な材料のことをいう。メッキ処理法には、無電解メッキ処理法の他に、電界メッキ等の方法を含む。導体膜は、はんだの材料に応じて選択される。例えば、はんだの材料が鉛系はんだ（例えば50Pb 50Sn）又は鉛フリーはんだ（例えば99.2Sn 0.7Cu 0.1Ni）の場合は、導体膜にNi、Cu又はSnを利用することができる。
（第２形態） 補強部材は、半導体ウェーハに加わる外力に対抗して、半導体ウェーハの変形を抑えるものをいう。一般的には、剛性の高い材料からなる部材、厚みの大きい部材、テープ等を利用することができる。例えば、剛性の高い材料からなる部材、又は厚みの大きい部材には、ガラス基板、セラミックス、合金、金属、又は樹脂等を利用することができる。また、レジスト膜を堆積させて補強部材とすることもできる。また、補強部材がテープの場合は、そのテープが貼付けられた枠も含めて補強部材という。
（第３形態） 補強部材は、機械的刺激以外の外的刺激によって半導体ウェーハに対する接着力が低下するものが好ましい。ここでいう外的刺激には、紫外線、熱等を含む。
（第４形態） 支持部材は、機械的刺激以外の外的刺激によって半導体ウェーハに対する接着力が低下するものが好ましい。ここでいう外的刺激には、紫外線、熱等を含む。
（第５形態） 補強部材と半導体ウェーハの間の接着力に影響を及ぼす外的刺激と、支持部材と半導体ウェーハの間の接着力に影響を及ぼす外的刺激は、異なる外的刺激であるのが好ましい。異なる外的刺激とは、異なる物理力を利用する場合の他に、例えば異なる波長の紫外線を利用する場合等も含む。補強部材の接着力と支持部材の接着力が異なる外的刺激に応答して低下すると、補強部材と半導体ウェーハの間の接着力を低下させないで、支持部材と半導体ウェーハの間の接着力を選択的に低下させることができる。支持部材のみを選択的に半導体ウェーハから除去することができる。
（第６形態） 補強部材には、枠付きのダイシングテープを利用するのが好ましい。ダイシング工程において利用するものを兼用させることによって、製造工程数の増加を抑えることができる。さらに、ダイシングテープは、薄く調整された半導体ウェーハから容易に除去することができ、半導体ウェーハの破損等の発生を顕著に抑制することができる点においても有用である。
【実施例】
【００１５】
図面を参照して以下に実施例を詳細に説明する。
図１に、半導体装置を製造する際の半導体ウェーハの加工方法のフロー図を示す。図２〜図9に、半導体ウェーハの加工の進行に応じた模式的な要部断面図を示す。図１０に、メッキ処理工程の様子を表す模式的な概念図を示す。本実施例では、半導体ウェーハに作り込まれる複数の半導体装置が縦型のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）の場合を説明する。
まず、図２に示すように、ｎ型の不純物を低濃度に含むシリコン単結晶からなる半導体ウェーハ１２を準備する。なお、実際の半導体ウェーハ１２は、薄く広がる扁平な形状を有しており、実際の半導体ウェーハ１２の断面図は紙面左右方向に向けて長く伸びている。本実施例の要部断面図ではデフォルメして示している点に留意されたい。
【００１６】
次に、図３に示すように、半導体ウェーハ１２の表面側に、半導体素子領域１４を形成する（半導体素子領域形成工程という）。半導体素子領域１４には、導電型が異なる複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている。半導体領域には、ｐ型のボディ領域、ｐ＋型のボディコンタクト領域、ｎ＋型のエミッタ領域等の不純物拡散領域が含まれる。半導体領域の位置関係は、半導体装置の種類によって様々な位置関係が採用される。半導体素子領域１４にはその他に、トレンチゲート電極、ゲート絶縁膜、層間絶縁膜等が所定の位置関係で配置されている。隣合う半導体素子領域１４の間に位置する領域は、周辺耐圧領域の周縁部分に相当する。この領域は、後のダイシング工程のときスクライブ線となる領域である。
次に、半導体領域の位置関係に対して所定の位置関係でエミッタ電極（表面側電極の一例）を半導体ウェーハ１２の表面側にパターニングする（表面側電極形成工程という）。エミッタ電極の位置関係は、半導体装置の種類によって様々な位置関係が採用される。半導体領域の位置関係とエミッタ電極の位置関係は、半導体装置の種類によって決定され、お互いに関係付けられている。エミッタ電極は極めて薄いので、要部断面図において図示することを省略している。エミッタ電極は、図３に示す半導体素子領域１４の表面に所定の位置関係でパターニングされており、概略的には半導体ウェーハ１２の表面に島状パターンで形成されている。エミッタ電極の材料にはアルミニウムが用いられている。
【００１７】
次に、図４に示すように、半導体ウェーハ１２の表面にガラス基板の支持部材１６を固定する（支持部材固定工程という）。支持部材１６の半導体ウェーハ１２の表面への固定には、紫外線応答性の粘着材が利用されている。紫外線応答性の粘着材としては、例えば住友スリーエム社製のScotch Grip LC3000等を利用することができる。
【００１８】
次に、図５に示すように、支持部材１６を介して半導体ウェーハ１２を支持しながら半導体ウェーハ１２の裏面から半導体ウェーハ１２を研磨する（裏面研磨工程という）。裏面研磨工程は、半導体装置に所望する耐圧とオン電圧（又はオン抵抗）に基づいて、半導体ウェーハ１２の厚みを調整する。半導体ウェーハ１２の厚みは、例えば8インチウェーハの場合、略20〜300μｍの厚みに調整される。この段階で、半導体ウェーハ１２の厚みは極めて薄くなり、簡単に破損してしまうようになる。しかしながら、半導体ウェーハ１２は支持部材１６によって補強されているので破損することが抑制されている。
【００１９】
次に、図６に示すように、半導体ウェーハ１２の裏面側に、裏面構造１８を形成する（裏面構造形成工程という）。裏面構造１８とは、ｐ＋型のコレクタ領域及びｎ＋型のフィールドストップ領域等の不純物拡散領域に加えて、コレクタ電極（裏面側電極の一例）等を含む構造をいう。コレクタ電極は、半導体ウェーハ１２の裏面全体に形成されており、例えばスパッタリング等の技術を利用して蒸着される。コレクタ電極には、例えばアルミニウム、チタン、ニッケルの積層電極が利用されている。
【００２０】
次に、図７に示すように、半導体ウェーハ１２の裏面が接触面となるように、半導体ウェーハ１２をダイシングテープ２２上にマウントする（マウント工程という）。図示２４はリング状のダイシングフレーム（枠の一例）である。ダイシングテープ２２は、ダイシングフレーム２４に貼付けられている。ダイシングテープ２２には、紫外線硬化型のものが利用されている。この種のダイシングテープ２２としては、例えばリンテック社製のD-678等を挙げることができる。
半導体ウェーハ１２をダイシングテープ２２にマウントした後に、ダイシングフレーム２４を介して半導体ウェーハ１２を支持しながら、半導体ウェーハ１２の表面から支持部材１６を除去する（支持部材除去工程という）。このとき、半導体ウェーハ１２の温度を熱応答性の粘着材が硬化する温度にまで上昇させることによって、支持部材１６と半導体ウェーハ１２の接着力を低下させる。ダイシングテープ２２は、熱に対して応答性がないので硬化しない。したがって、支持部材１６のみを選択的に半導体ウェーハ１２から除去することができる。
半導体ウェーハ１２は、支持部材１６又はダイシングテープ２２によって常に補強されており、半導体ウェーハ１２の破損等の発生が顕著に抑制されている。
【００２１】
次に、図８に示すように、ダイシングテープ２２に対して紫外線を照射する（ＵＶ照射工程という）。紫外線は、半導体ウェーハ１２の表面側（紙面上方向から）からダイシングテープ２２に向けて照射される。紫外線は、半導体ウェーハ１２が固定されていない部分（図８の２６の領域）に対して照射される。したがって、この部分において露出していたダイシングテープ２２の粘着材が硬化する。
【００２２】
次に、図１０に示すように、ダイシングテープ２２に固定された半導体ウェーハ１２を無電解メッキ液に浸漬する（無電解メッキ処理工程という）。無電解メッキ液には、第１メッキ液４２と第２メッキ液４４が用いられる。第１メッキ液はジンケート溶液である。第２メッキ液は、無電解ニッケルメッキ液である。
保持具４６は、ダイシングフレーム２４を介して半導体ウェーハ１２を支持している。保持具４６は、半導体ウェーハ１２を第１メッキ液４２と第２メッキ液４４の中に移動させる。保持具４６は、メッキ液４２、４４の液面に対して半導体ウェーハ１２の表面が垂直となるように、メッキ液４２、４４中に静かに浸漬する。第１メッキ液４２を通過した半導体ウェーハ１２のエミッタ電極の表面には亜鉛が被膜する。次に、第２メッキ液４４を通過した半導体ウェーハ１２のエミッタ電極の表面にはニッケル膜が被膜する。
なお、半導体ウェーハ１２が固定されていない部分（図８の２６の領域）のダイシングテープ２２の粘着材を予め硬化させてあるので、粘着材がメッキ液４２、４４に溶出してしまうことが抑制されており、メッキ液４２、４４の汚染が顕著に抑制されている。
無電解メッキ処理工程を実施すると、図９に示すように、半導体素子領域１４の表面に形成されているエミッタ電極の表面にニッケル膜３２（導体膜の一例）が選択的に形成される。前記したように、メッキ液４２、４４の汚染が抑制されるので、ニッケル膜３２の被膜が円滑に行われる。この無電解メッキ処理工程は、半導体ウェーハ１２がダイシングテープ２２によって補強されているので、破損することなく処理を実行することができる。
さらに、ダイシングテープ２２は、無電解メッキ処理工程の際に半導体ウェーハ１２の裏面構造１８をマスクして、メッキ処理液が裏面構造１８に接触することを防止する。これにより、裏面構造１８に意に反してニッケル膜が被膜されてしまう事態を抑制することができる。
また、ダイシングテープ２２を利用すると、汚染等の問題も抑制される。例えば、補強部材としてレジスト等を利用する場合、そのレジストを形成するときに半導体ウェーハ１２の表面を製造装置のステージに載置する必要がある。半導体装置の特性に影響を及ぼす半導体素子領域１４が汚染され、特性が悪化することが懸念される。これを回避するために、半導体ウェーハ１２の表面に保護膜を形成することも考えられるが、この保護膜を形成する工程と剥離する工程が追加され、工程数が大幅に増加してしまう。ダイシングテープ２２を利用すると、これらの課題を解決することができる。
【００２３】
次に、ダイシング工程に移行する。即ち、ダイシング工程のときに用いるダイシングテープ２２が、メッキ処理のときの補強部材として利用されているのである。ダイシングテープ２２を兼用して用いることによって、メッキ処理を実施した後に、ダイシングテープ２２を剥がすことなく、半導体ウェーハ１２のダイシング処理を実施することができる。換言すると、製造工程数を大幅に増加させることなく、半導体ウェーハ１２を補強してメッキ処理を実施することができる。ダイシング工程は、従来から知られる方法を利用することができる。半導体ウェーハ１２は、複数の半導体装置（チップ）に切り分けられる。
次に、ダイシングテープ２２に対して紫外線を照射する（ＵＶ照射工程という）。紫外線は、半導体ウェーハ１２の裏面側（紙面下方向から）からダイシングテープ２２に向けて照射される。これにより、半導体ウェーハ１２とダイシングテープ２２の粘着力が低下し、ダイシングテープ２２からす個々の半導体装置（チップ）は容易に取り除かれる。
このように得られた半導体装置（チップ）は、例えば、車載用モータをインバータ制御するために利用される半導体モジュールに利用することができる。この場合、半導体装置のエミッタ電極（ニッケル膜３２で被覆されている）に、車載用電流供給源から伸びている電極端子に接続するための表面側電極板をはんだを介して接合する。前記したように、エミッタ電極の表面にはニッケル膜３２が被膜しているので、はんだのぬれ性が顕著に向上している。したがって、エミッタ電極と表面側電極板は強固に接合させることができる。車載用の半導体装置は大電流を扱うことから発熱量が高い。本実施例の半導体装置は高温で動作したときも、エミッタ電極と表面側電極板の接合が維持され、安定した動作を実現することができる。
【００２４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】半導体ウェーハの加工方法のフロー図を示す。
【図２】半導体ウェーハの断面図を示す。
【図３】半導体ウェーハの表面領域に素子表面構造を形成した半導体ウェーハの断面図を示す。
【図４】半導体ウェーハの表面に支持部材を固定した半導体ウェーハの断面図を示す。
【図５】半導体ウェーハを裏面から研磨した後の半導体ウェーハの断面図を示す。
【図６】半導体ウェーハの裏面領域に素子裏面構造を形成した半導体ウェーハの断面図を示す。
【図７】ダイシングテープを固定した後の半導体ウェーハの断面図を示す。
【図８】ダイシングテープに対する紫外線照射工程を示す。
【図９】半導体ウェーハの表面にニッケルをメッキした後の半導体ウェーハの断面図を示す。
【図１０】半導体ウェーハの無電解メッキ処理工程を示す。
【符号の説明】
【００２６】
１２：半導体ウェーハ
１４：半導体素子領域
１６：支持部材
１８：裏面構造
２２：ダイシングテープ
２４：ダイングフレーム
３２：ニッケル膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハを加工することによって、半導体装置を製造する方法に関する。特に、半導体ウェーハの表面側に所定のパターンで表面側電極を形成し、その表面側電極の表面にメッキを施すことによって表面側電極を被膜する導体膜を形成する過程が改善された半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車や電気自動車等では、モータをインバータ制御する。そこでインバータ制御に利用する半導体装置の開発が活発に進められている。この種の半導体装置は、大電流を扱うことから発熱量が高い。そこで、半導体装置の表面側電極に、電流供給源から伸びている表面側電極板を接合し、さらに表面側電極板に冷却板を接合する技術が用いられることがある。表面側電極と表面側電極板は、はんだを利用して接合される。この接合構造によると、電流経路の抵抗を下げ、伝熱経路の伝熱係数を上げることができる。
【０００３】
次に、半導体ウェーハを加工することによって、この種の半導体装置を製造する方法を説明する。以下では縦型の半導体装置の場合を例に挙げて説明する。縦型の半導体装置では、オン電圧（又はオン抵抗）を低減するために、その厚みを極めて薄く調整する必要がある。このため、半導体ウェーハを加工して半導体装置を製造する段階で、半導体ウェーハの破損等を回避する製造技術が重要である。なお、横型の半導体装置の場合でも、半導体装置の厚みを薄く調整したいことが多い。横型の半導体装置の場合でも同様に、半導体ウェーハの破損等を回避する製造技術が望まれている。
【０００４】
まず、半導体ウェーハを準備し、その半導体ウェーハの表面側に、性質を異にする複数の半導体領域（不純物拡散領域）を形成する。半導体領域は所定の位置関係で配置されており、半導体装置として機能する半導体素子領域を構成する（半導体素子領域形成工程という）。半導体素子領域には、必要に応じて、例えばゲート電極として機能する導体領域や、例えば層間絶縁膜やゲート絶縁膜として機能する絶縁領域も配置される。半導体素子領域の形成工程では、様々な半導体製造技術が活用される。
次に、半導体ウェーハの表面側に表面側電極を形成する（表面側電極形成工程という）。表面側電極は、例えば、ソース電極であり、エミッタ電極であり、ゲート電極であり、カソード電極である。表面側電極は、半導体素子領域に配置されている半導体領域や導体領域の配置位置に対応してパターニングされる。表面側電極は半導体にオーミック接触する金属で形成され、複数種類の金属が積層されることが多い。最表面には、アルミニウムがスパッタリング等の方法で積層されていることが多い。
次に、半導体ウェーハの表面にガラス基板（支持部材の一例）を固定する。ガラス基板を半導体ウェーハに固定して半導体ウェーハを支持した後に、半導体ウェーハの裏面から半導体ウェーハを研磨し、半導体ウェーハの厚みを調整する（裏面研磨工程という）。裏面研磨工程では、半導体装置に必要とされる耐圧とオン電圧（又はオン抵抗）に基づいて、半導体ウェーハの厚みを調整する。この段階で、半導体ウェーハは極めて薄くなり、簡単に破損してしまうようになるが、その破損は支持部材によって防止されている。
次に、半導体ウェーハの裏面側に、半導体領域（不純物拡散領域）や裏面側電極等の裏面構造を形成する（裏面構造形成工程という）。裏面側電極は、半導体ウェーハの裏面全体に形成されることが多く、例えばスパッタリング等の技術が利用される。裏面側電極には、例えばチタン、アルミ、ニッケル等の積層電極が利用されることが多い。
縦型半導体装置の場合、裏面側電極に対しても裏面側電極板がはんだ接合され、裏面側電極板に冷却板がはんだ接合されることが多い。裏面側電極の最表面のニッケル層が、はんだに対するぬれ性を向上させる。この接合構造によって、裏面側でも、電流経路の抵抗を下げ、伝熱経路の伝熱係数を上げることができる。
【０００５】
表面側電極の表面もニッケル等の導体膜で被膜し、はんだに対するぬれ性を向上させたいという要求がある。このために、ガラス基板を半導体ウェーハの表面から除去した後に、例えば無電解メッキ処理法を実施することによって表面側電極の表面を被膜するニッケル等の導体膜を形成する方法が検討されている。無電解メッキ処理法を利用すると、予めパターニング処理を実施しておかなくても、表面側電極の表面のみにメッキ層を形成することができる。下記の特許文献に無電解メッキ法を利用する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１５６０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
厚みが薄く調整された半導体ウェーハは破損しやすく、不用意にメッキ処理液に浸漬すると、半導体ウェーハが破損するという問題が発生する。
一つの解決策として、半導体ウェーハの表面にガラス基板を固定して半導体ウェーハの裏面から研磨する前に、表面側電極の表面に導体膜を形成してしまう方法が考えられる。しかしながら、半導体ウェーハの裏面を加工するよりも早い段階で、半導体ウェーハの表面に導体膜を形成する処理を実施すると、汚染が発生するという問題（特に、導体膜を保護するために形成する金（Au）による汚染）が生じる。また、上記の解決策を採用すると、現状の半導体ウェーハの加工プロセスの途中に新たな工程を追加することになるので、製造設備の変更が必要となる。したがって、表面側電極の表面に導体膜を形成する工程は、半導体ウェーハの裏面を研磨し、薄く調整された裏面に半導体装置の裏面構造を形成した後に、実施することが望ましい。
本発明は、薄く調整された半導体ウェーハを破損することなく、表面側電極の表面に導電性の被膜を形成する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体装置を製造する方法は、半導体ウェーハの裏面に予め補強部材を固定した後に、半導体ウェーハの表面をメッキ処理することを特徴としている。補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながらメッキ処理を実施することによって、半導体ウェーハの破損を顕著に抑制することができる。
即ち、本発明の半導体装置の一つの製造方法は、半導体ウェーハの表面側に、性質を異にする複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている半導体素子領域を形成する工程と、その位置関係に対して所定の位置関係でパターニングされている表面側電極を半導体ウェーハの表面側に形成する工程を備えている。さらに、その半導体ウェーハの裏面に補強部材を固定する工程を備えている。本発明の製造方法では、その補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハにメッキ処理する工程を実施する。
ここで、本明細書で使われるいくつかの用語に関して説明する。本明細書では、「補強部材」と背景技術で説明した「支持部材」という用語の部材が使用されている。両者とも半導体ウェーハに加わる外力に対抗して、半導体ウェーハの変形を抑えるという点において共通している。「補強部材」は半導体ウェーハの裏面に固定されるものであり、「支持部材」は半導体ウェーハの表面に固定されるものである。本発明は、半導体ウェーハをメッキ処理するときに「補強部材」を利用する点に特徴を有しており、この点において従来の「支持部材」とは別異の技術である。従来の「支持部材」と区別するために、用語に関して差異を設けたものの、「補強部材」と「支持部材」に同種の材料のものが利用されることもある。
また、本明細書でいう「表面側」という用語は、半導体ウェーハの表面と、表面から加工できる深さまでの領域をいう。同様に、「裏面側」という用語も、半導体ウェーハの裏面と、裏面から加工できる深さまでの領域をいう。
【０００８】
本発明の製造方法は、縦型の半導体装置を製造する場合に特に有用である。
この場合の製造方法は、前記の補強部材固定工程に先立って、半導体ウェーハの裏面側に裏面側電極を形成する工程を備えている。さらに、補強部材固定工程で用いられる補強部材は、裏面側電極に全面的に接着して半導体ウェーハの補強と裏面側電極の被覆を兼用することを特徴としている。
縦型半導体装置が作り込まれた半導体ウェーハの裏面には、裏面側電極が形成される。縦型半導体装置が作り込まれた半導体ウェーハに対して補強部材を用いると、補強部材は裏面側電極を被覆し、メッキ処理工程のときに裏面側電極がメッキ処理されてしまう事態を防止することができる。縦型半導体装置の場合に用いられる補強部材は、メッキ処理工程のときに、半導体ウェーハが破損する事態を抑制するとともに、裏面側電極に対してメッキが施されてしてしまう事態さえも防止することができる。
【０００９】
補強部材に枠付きのダイシングテープを用いるのが好ましい。この場合の製造方法では、半導体素子領域形成工程において１枚の半導体ウェーハに複数の半導体素子領域を形成し、補強部材固定工程において補強部材に枠付きのダイシングテープを用いる。さらに、メッキ処理工程後に、そのダイシングテープを剥がすことなく半導体ウェーハをダイシングする工程を実施することを特徴としている。即ち、補強部材とダイシング工程の際に用いる枠付きのダイシングテープを兼用して利用することを特徴としている。
補強部材に枠付きのダイシングテープを兼用して利用すれば、メッキ処理工程を実施した後に、ダイシングテープを剥がすことなく、半導体ウェーハのダイシング工程を実施することができる。半導体装置の製造方法に、補強部材専用の固定工程と除去工程を追加する必要がない。製造工程数を大幅に増加させることなく、メッキ処理工程を実施することができる。
【００１０】
補強部材固定工程では、紫外線硬化型のダイシングテープを用いるのが好ましい。この場合の半導体装置の製造方法は、補強部材固定工程とメッキ処理工程の間に、半導体ウェーハの表面側からダイシングテープに向けて紫外線を照射する工程をさらに備えていることを特徴としている。
半導体ウェーハの表面側からダイシングテープに向けて紫外線を照射すると、半導体ウェーハが固定されていないために、露出している部分のダイシングテープの粘着材が硬化する。露出している部分の粘着材を硬化させると、ダイシングテープに固定された半導体ウェーハをメッキ処理液に浸漬させたとしても、ダイシングテープの粘着材がメッキ処理液に溶出してしまうことを顕著に抑制することができる。メッキ処理液の汚染を防止することができる。
【００１１】
本発明の半導体装置を製造する他の一つの方法は、薄く調整された縦型半導体装置を製造する方法に具現化することができる。この場合の製造方法は、半導体ウェーハの表面側に、性質を異にする複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている半導体素子領域を形成する工程と、前記の位置関係に対して所定の位置関係でパターニングされている表面側電極を半導体ウェーハの表面側に形成する工程と、半導体ウェーハの表面に支持部材を固定する工程を備えている。本発明の半導体装置の製造方法は、半導体ウェーハの裏面から半導体ウェーハを削る工程を備えている。これにより、半導体装置に必要とされる耐圧とオン電圧（又はオン抵抗）に基づいて、半導体ウェーハの厚みを調整することができる。この段階で、半導体ウェーハは極めて薄くなり、簡単に破損してしまうようになる。しかしながら、半導体ウェーハは支持部材によって補強されているので破損することが抑制されている。さらに、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体ウェーハの裏面側に裏面側電極を形成する工程と、半導体ウェーハの裏面に補強部材を固定する工程と、その補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハの表面から支持部材を除去する工程を備えている。補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハの表面から支持部材を除去すれば、半導体ウェーハは支持部材又は補強部材によって常に補強されており、半導体ウェーハの破損は抑制される。その他に、本発明の半導体装置の製造方法は、補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハにメッキ処理して表面側電極を被膜する導体膜を選択的に形成する工程を備えている。
【００１２】
本発明の半導体装置を製造する他の一つの方法は、薄く調整された縦型半導体装置を製造する方法であって、ダイシング工程も含めた製造方法に具現化することができる。この場合の製造方法は、補強部材に枠付きの紫外線硬化型のダイシングテープを利用する。枠付きのダイシングテープを利用すれば、その枠を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハの表面から支持部材を除去することができる。さらに、その枠を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハにメッキ処理して表面側電極を被膜する導体膜を選択的に形成することができる。メッキ処理した後は、ダイシングテープを剥がすことなく、ダイシング工程に移行することができる。これにより、半導体ウェーハはダイシングされ、個々の半導体装置（チップともいう）に分割される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の製造方法を採用すると、半導体ウェーハの破損を抑制しながらメッキ処理することによって、半導体ウェーハの表面に形成されている表面側電極の表面を被覆する導体膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の主要な特徴を列記する。
（第１形態） 導体膜とは、はんだに対するぬれ性を向上させる材料をいう。さらに、導体膜は、メッキ処理法を利用して被膜することが可能な材料のことをいう。メッキ処理法には、無電解メッキ処理法の他に、電界メッキ等の方法を含む。導体膜は、はんだの材料に応じて選択される。例えば、はんだの材料が鉛系はんだ（例えば50Pb 50Sn）又は鉛フリーはんだ（例えば99.2Sn 0.7Cu 0.1Ni）の場合は、導体膜にNi、Cu又はSnを利用することができる。
（第２形態） 補強部材は、半導体ウェーハに加わる外力に対抗して、半導体ウェーハの変形を抑えるものをいう。一般的には、剛性の高い材料からなる部材、厚みの大きい部材、テープ等を利用することができる。例えば、剛性の高い材料からなる部材、又は厚みの大きい部材には、ガラス基板、セラミックス、合金、金属、又は樹脂等を利用することができる。また、レジスト膜を堆積させて補強部材とすることもできる。また、補強部材がテープの場合は、そのテープが貼付けられた枠も含めて補強部材という。
（第３形態） 補強部材は、機械的刺激以外の外的刺激によって半導体ウェーハに対する接着力が低下するものが好ましい。ここでいう外的刺激には、紫外線、熱等を含む。
（第４形態） 支持部材は、機械的刺激以外の外的刺激によって半導体ウェーハに対する接着力が低下するものが好ましい。ここでいう外的刺激には、紫外線、熱等を含む。
（第５形態） 補強部材と半導体ウェーハの間の接着力に影響を及ぼす外的刺激と、支持部材と半導体ウェーハの間の接着力に影響を及ぼす外的刺激は、異なる外的刺激であるのが好ましい。異なる外的刺激とは、異なる物理力を利用する場合の他に、例えば異なる波長の紫外線を利用する場合等も含む。補強部材の接着力と支持部材の接着力が異なる外的刺激に応答して低下すると、補強部材と半導体ウェーハの間の接着力を低下させないで、支持部材と半導体ウェーハの間の接着力を選択的に低下させることができる。支持部材のみを選択的に半導体ウェーハから除去することができる。
（第６形態） 補強部材には、枠付きのダイシングテープを利用するのが好ましい。ダイシング工程において利用するものを兼用させることによって、製造工程数の増加を抑えることができる。さらに、ダイシングテープは、薄く調整された半導体ウェーハから容易に除去することができ、半導体ウェーハの破損等の発生を顕著に抑制することができる点においても有用である。
【実施例】
【００１５】
図面を参照して以下に実施例を詳細に説明する。
図１に、半導体装置を製造する際の半導体ウェーハの加工方法のフロー図を示す。図２〜図9に、半導体ウェーハの加工の進行に応じた模式的な要部断面図を示す。図１０に、メッキ処理工程の様子を表す模式的な概念図を示す。本実施例では、半導体ウェーハに作り込まれる複数の半導体装置が縦型のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）の場合を説明する。
まず、図２に示すように、ｎ型の不純物を低濃度に含むシリコン単結晶からなる半導体ウェーハ１２を準備する。なお、実際の半導体ウェーハ１２は、薄く広がる扁平な形状を有しており、実際の半導体ウェーハ１２の断面図は紙面左右方向に向けて長く伸びている。本実施例の要部断面図ではデフォルメして示している点に留意されたい。
【００１６】
次に、図３に示すように、半導体ウェーハ１２の表面側に、半導体素子領域１４を形成する（半導体素子領域形成工程という）。半導体素子領域１４には、導電型が異なる複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている。半導体領域には、ｐ型のボディ領域、ｐ＋型のボディコンタクト領域、ｎ＋型のエミッタ領域等の不純物拡散領域が含まれる。半導体領域の位置関係は、半導体装置の種類によって様々な位置関係が採用される。半導体素子領域１４にはその他に、トレンチゲート電極、ゲート絶縁膜、層間絶縁膜等が所定の位置関係で配置されている。隣合う半導体素子領域１４の間に位置する領域は、周辺耐圧領域の周縁部分に相当する。この領域は、後のダイシング工程のときスクライブ線となる領域である。
次に、半導体領域の位置関係に対して所定の位置関係でエミッタ電極（表面側電極の一例）を半導体ウェーハ１２の表面側にパターニングする（表面側電極形成工程という）。エミッタ電極の位置関係は、半導体装置の種類によって様々な位置関係が採用される。半導体領域の位置関係とエミッタ電極の位置関係は、半導体装置の種類によって決定され、お互いに関係付けられている。エミッタ電極は極めて薄いので、要部断面図において図示することを省略している。エミッタ電極は、図３に示す半導体素子領域１４の表面に所定の位置関係でパターニングされており、概略的には半導体ウェーハ１２の表面に島状パターンで形成されている。エミッタ電極の材料にはアルミニウムが用いられている。
【００１７】
次に、図４に示すように、半導体ウェーハ１２の表面にガラス基板の支持部材１６を固定する（支持部材固定工程という）。支持部材１６の半導体ウェーハ１２の表面への固定には、紫外線応答性の粘着材が利用されている。紫外線応答性の粘着材としては、例えば住友スリーエム社製のScotch Grip LC3000等を利用することができる。
【００１８】
次に、図５に示すように、支持部材１６を介して半導体ウェーハ１２を支持しながら半導体ウェーハ１２の裏面から半導体ウェーハ１２を研磨する（裏面研磨工程という）。裏面研磨工程は、半導体装置に所望する耐圧とオン電圧（又はオン抵抗）に基づいて、半導体ウェーハ１２の厚みを調整する。半導体ウェーハ１２の厚みは、例えば8インチウェーハの場合、略20〜300μｍの厚みに調整される。この段階で、半導体ウェーハ１２の厚みは極めて薄くなり、簡単に破損してしまうようになる。しかしながら、半導体ウェーハ１２は支持部材１６によって補強されているので破損することが抑制されている。
【００１９】
次に、図６に示すように、半導体ウェーハ１２の裏面側に、裏面構造１８を形成する（裏面構造形成工程という）。裏面構造１８とは、ｐ＋型のコレクタ領域及びｎ＋型のフィールドストップ領域等の不純物拡散領域に加えて、コレクタ電極（裏面側電極の一例）等を含む構造をいう。コレクタ電極は、半導体ウェーハ１２の裏面全体に形成されており、例えばスパッタリング等の技術を利用して蒸着される。コレクタ電極には、例えばアルミニウム、チタン、ニッケルの積層電極が利用されている。
【００２０】
次に、図７に示すように、半導体ウェーハ１２の裏面が接触面となるように、半導体ウェーハ１２をダイシングテープ２２上にマウントする（マウント工程という）。図示２４はリング状のダイシングフレーム（枠の一例）である。ダイシングテープ２２は、ダイシングフレーム２４に貼付けられている。ダイシングテープ２２には、紫外線硬化型のものが利用されている。この種のダイシングテープ２２としては、例えばリンテック社製のD-678等を挙げることができる。
半導体ウェーハ１２をダイシングテープ２２にマウントした後に、ダイシングフレーム２４を介して半導体ウェーハ１２を支持しながら、半導体ウェーハ１２の表面から支持部材１６を除去する（支持部材除去工程という）。このとき、半導体ウェーハ１２の温度を熱応答性の粘着材が硬化する温度にまで上昇させることによって、支持部材１６と半導体ウェーハ１２の接着力を低下させる。ダイシングテープ２２は、熱に対して応答性がないので硬化しない。したがって、支持部材１６のみを選択的に半導体ウェーハ１２から除去することができる。
半導体ウェーハ１２は、支持部材１６又はダイシングテープ２２によって常に補強されており、半導体ウェーハ１２の破損等の発生が顕著に抑制されている。
【００２１】
次に、図８に示すように、ダイシングテープ２２に対して紫外線を照射する（ＵＶ照射工程という）。紫外線は、半導体ウェーハ１２の表面側（紙面上方向から）からダイシングテープ２２に向けて照射される。紫外線は、半導体ウェーハ１２が固定されていない部分（図８の２６の領域）に対して照射される。したがって、この部分において露出していたダイシングテープ２２の粘着材が硬化する。
【００２２】
次に、図１０に示すように、ダイシングテープ２２に固定された半導体ウェーハ１２を無電解メッキ液に浸漬する（無電解メッキ処理工程という）。無電解メッキ液には、第１メッキ液４２と第２メッキ液４４が用いられる。第１メッキ液はジンケート溶液である。第２メッキ液は、無電解ニッケルメッキ液である。
保持具４６は、ダイシングフレーム２４を介して半導体ウェーハ１２を支持している。保持具４６は、半導体ウェーハ１２を第１メッキ液４２と第２メッキ液４４の中に移動させる。保持具４６は、メッキ液４２、４４の液面に対して半導体ウェーハ１２の表面が垂直となるように、メッキ液４２、４４中に静かに浸漬する。第１メッキ液４２を通過した半導体ウェーハ１２のエミッタ電極の表面には亜鉛が被膜する。次に、第２メッキ液４４を通過した半導体ウェーハ１２のエミッタ電極の表面にはニッケル膜が被膜する。
なお、半導体ウェーハ１２が固定されていない部分（図８の２６の領域）のダイシングテープ２２の粘着材を予め硬化させてあるので、粘着材がメッキ液４２、４４に溶出してしまうことが抑制されており、メッキ液４２、４４の汚染が顕著に抑制されている。
無電解メッキ処理工程を実施すると、図９に示すように、半導体素子領域１４の表面に形成されているエミッタ電極の表面にニッケル膜３２（導体膜の一例）が選択的に形成される。前記したように、メッキ液４２、４４の汚染が抑制されるので、ニッケル膜３２の被膜が円滑に行われる。この無電解メッキ処理工程は、半導体ウェーハ１２がダイシングテープ２２によって補強されているので、破損することなく処理を実行することができる。
さらに、ダイシングテープ２２は、無電解メッキ処理工程の際に半導体ウェーハ１２の裏面構造１８をマスクして、メッキ処理液が裏面構造１８に接触することを防止する。これにより、裏面構造１８に意に反してニッケル膜が被膜されてしまう事態を抑制することができる。
また、ダイシングテープ２２を利用すると、汚染等の問題も抑制される。例えば、補強部材としてレジスト等を利用する場合、そのレジストを形成するときに半導体ウェーハ１２の表面を製造装置のステージに載置する必要がある。半導体装置の特性に影響を及ぼす半導体素子領域１４が汚染され、特性が悪化することが懸念される。これを回避するために、半導体ウェーハ１２の表面に保護膜を形成することも考えられるが、この保護膜を形成する工程と剥離する工程が追加され、工程数が大幅に増加してしまう。ダイシングテープ２２を利用すると、これらの課題を解決することができる。
【００２３】
次に、ダイシング工程に移行する。即ち、ダイシング工程のときに用いるダイシングテープ２２が、メッキ処理のときの補強部材として利用されているのである。ダイシングテープ２２を兼用して用いることによって、メッキ処理を実施した後に、ダイシングテープ２２を剥がすことなく、半導体ウェーハ１２のダイシング処理を実施することができる。換言すると、製造工程数を大幅に増加させることなく、半導体ウェーハ１２を補強してメッキ処理を実施することができる。ダイシング工程は、従来から知られる方法を利用することができる。半導体ウェーハ１２は、複数の半導体装置（チップ）に切り分けられる。
次に、ダイシングテープ２２に対して紫外線を照射する（ＵＶ照射工程という）。紫外線は、半導体ウェーハ１２の裏面側（紙面下方向から）からダイシングテープ２２に向けて照射される。これにより、半導体ウェーハ１２とダイシングテープ２２の粘着力が低下し、ダイシングテープ２２からす個々の半導体装置（チップ）は容易に取り除かれる。
このように得られた半導体装置（チップ）は、例えば、車載用モータをインバータ制御するために利用される半導体モジュールに利用することができる。この場合、半導体装置のエミッタ電極（ニッケル膜３２で被覆されている）に、車載用電流供給源から伸びている電極端子に接続するための表面側電極板をはんだを介して接合する。前記したように、エミッタ電極の表面にはニッケル膜３２が被膜しているので、はんだのぬれ性が顕著に向上している。したがって、エミッタ電極と表面側電極板は強固に接合させることができる。車載用の半導体装置は大電流を扱うことから発熱量が高い。本実施例の半導体装置は高温で動作したときも、エミッタ電極と表面側電極板の接合が維持され、安定した動作を実現することができる。
【００２４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】半導体ウェーハの加工方法のフロー図を示す。
【図２】半導体ウェーハの断面図を示す。
【図３】半導体ウェーハの表面領域に素子表面構造を形成した半導体ウェーハの断面図を示す。
【図４】半導体ウェーハの表面に支持部材を固定した半導体ウェーハの断面図を示す。
【図５】半導体ウェーハを裏面から研磨した後の半導体ウェーハの断面図を示す。
【図６】半導体ウェーハの裏面領域に素子裏面構造を形成した半導体ウェーハの断面図を示す。
【図７】ダイシングテープを固定した後の半導体ウェーハの断面図を示す。
【図８】ダイシングテープに対する紫外線照射工程を示す。
【図９】半導体ウェーハの表面にニッケルをメッキした後の半導体ウェーハの断面図を示す。
【図１０】半導体ウェーハの無電解メッキ処理工程を示す。
【符号の説明】
【００２６】
１２：半導体ウェーハ
１４：半導体素子領域
１６：支持部材
１８：裏面構造
２２：ダイシングテープ
２４：ダイングフレーム
３２：ニッケル膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造方法であり、
半導体ウェーハの表面側に、性質を異にする複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている半導体素子領域を形成する半導体素子領域形成工程と、
前記の位置関係に対して所定の位置関係でパターニングされている表面側電極を半導体ウェーハの表面側に形成する工程と、
その半導体ウェーハの裏面に補強部材を固定する補強部材固定工程と、
その補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハにメッキ処理する工程と、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記補強部材固定工程に先立って、半導体ウェーハの裏面側に裏面側電極を形成する工程をさらに備えており、
前記補強部材固定工程では、裏面側電極に全面的に接着して半導体ウェーハの補強と裏面側電極の被覆を兼用する補強部材を用いることを特徴とする請求項１の製造方法。
【請求項３】
前記半導体素子領域形成工程では、１枚の半導体ウェーハに複数の半導体素子領域を形成し、
前記補強部材固定工程では、補強部材に枠付きのダイシングテープを用い、
前記メッキ処理工程後に、そのダイシングテープを剥がすことなく半導体ウェーハをダイシングする工程をさらに有することを特徴とする請求項１又は２の製造方法。
【請求項４】
前記補強部材固定工程では、紫外線硬化型のダイシングテープを用い、
前記補強部材固定工程と前記メッキ処理工程の間に、半導体ウェーハの表面側からダイシングテープに向けて紫外線を照射する工程を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの製造方法。
【請求項５】
半導体装置の製造方法であり、
半導体ウェーハの表面側に、性質を異にする複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている半導体素子領域を形成する工程と、
前記の位置関係に対して所定の位置関係でパターニングされている表面側電極を半導体ウェーハの表面側に形成する工程と、
半導体ウェーハの表面に支持部材を固定する工程と、
半導体ウェーハの裏面から半導体ウェーハを削る工程と、
半導体ウェーハの裏面側に裏面側電極を形成する工程と、
半導体ウェーハの裏面に補強部材を固定する工程と、
その補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハの表面から支持部材を除去する工程と、
その補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハにメッキ処理して表面側電極を被膜する導体膜を選択的に形成する工程と、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体装置の製造方法であり、
半導体ウェーハの表面側に、性質を異にする複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている半導体素子領域の複数個を形成する工程と、
前記の位置関係に対して所定の位置関係でパターニングされている表面側電極の複数個を半導体ウェーハの表面側に形成する工程と、
半導体ウェーハの表面に支持部材を固定する工程と、
半導体ウェーハの裏面から半導体ウェーハを削る工程と、
半導体ウェーハの裏面側に裏面側電極を形成する工程と、
半導体ウェーハの裏面に枠付きの紫外線硬化型のダイシングテープを固定する工程と、
前記枠を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハの表面から支持部材を除去する工程と、
半導体ウェーハの表面側からダイシングテープに向けて紫外線を照射する工程と、
前記枠を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハにメッキ処理して表面側電極を被膜する導体膜を選択的に形成する工程と、
半導体ウェーハをダイシングする工程と、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
半導体装置の製造方法であり、
半導体ウェーハの表面側に、性質を異にする複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている半導体素子領域を形成する半導体素子領域形成工程と、
前記の位置関係に対して所定の位置関係でパターニングされている表面側電極を半導体ウェーハの表面側に形成する工程と、
その半導体ウェーハの裏面に補強部材を固定する補強部材固定工程と、
その補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハにメッキ処理する工程と、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記補強部材固定工程に先立って、半導体ウェーハの裏面側に裏面側電極を形成する工程をさらに備えており、
前記補強部材固定工程では、裏面側電極に全面的に接着して半導体ウェーハの補強と裏面側電極の被覆を兼用する補強部材を用いることを特徴とする請求項１の製造方法。
【請求項３】
前記半導体素子領域形成工程では、１枚の半導体ウェーハに複数の半導体素子領域を形成し、
前記補強部材固定工程では、補強部材に枠付きのダイシングテープを用い、
前記メッキ処理工程後に、そのダイシングテープを剥がすことなく半導体ウェーハをダイシングする工程をさらに有することを特徴とする請求項１又は２の製造方法。
【請求項４】
前記補強部材固定工程では、紫外線硬化型のダイシングテープを用い、
前記補強部材固定工程と前記メッキ処理工程の間に、半導体ウェーハの表面側からダイシングテープに向けて紫外線を照射する工程を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの製造方法。
【請求項５】
半導体装置の製造方法であり、
半導体ウェーハの表面側に、性質を異にする複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている半導体素子領域を形成する工程と、
前記の位置関係に対して所定の位置関係でパターニングされている表面側電極を半導体ウェーハの表面側に形成する工程と、
半導体ウェーハの表面に支持部材を固定する工程と、
半導体ウェーハの裏面から半導体ウェーハを削る工程と、
半導体ウェーハの裏面側に裏面側電極を形成する工程と、
半導体ウェーハの裏面に補強部材を固定する工程と、
その補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハの表面から支持部材を除去する工程と、
その補強部材を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハにメッキ処理して表面側電極を被膜する導体膜を選択的に形成する工程と、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体装置の製造方法であり、
半導体ウェーハの表面側に、性質を異にする複数の半導体領域が所定の位置関係で配置されている半導体素子領域の複数個を形成する工程と、
前記の位置関係に対して所定の位置関係でパターニングされている表面側電極の複数個を半導体ウェーハの表面側に形成する工程と、
半導体ウェーハの表面に支持部材を固定する工程と、
半導体ウェーハの裏面から半導体ウェーハを削る工程と、
半導体ウェーハの裏面側に裏面側電極を形成する工程と、
半導体ウェーハの裏面に枠付きの紫外線硬化型のダイシングテープを固定する工程と、
前記枠を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハの表面から支持部材を除去する工程と、
半導体ウェーハの表面側からダイシングテープに向けて紫外線を照射する工程と、
前記枠を介して半導体ウェーハを支持しながら半導体ウェーハにメッキ処理して表面側電極を被膜する導体膜を選択的に形成する工程と、
半導体ウェーハをダイシングする工程と、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−２７４７７（Ｐ２００７−２７４７７Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０８５８３（Ｐ２００５−２０８５８３）
【出願日】平成１７年７月１９日（２００５．７．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１９日（２００５．７．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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