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公開番号2025094726
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2023210438
出願日2023-12-13
発明の名称半導体装置の製造方法
出願人富士電機株式会社
代理人個人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20250618BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】歩留まりを向上させることができる半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】半導体ウェハ1のおもて面1a側におもて面素子構造2を形成した後、半導体ウェハ1の裏面1b側にイオン注入による拡散領域を含む裏面素子構造4を形成し、炉による熱処理を450℃以上程度の温度で行って、裏面素子構造4の不純物活性化を行う。その後、パッシベーション膜5よりも耐熱温度の高い既閉環ポリイミド系材料からなる裏面保護膜14を半導体ウェハ1の裏面1bに形成し、スピンコート法によって半導体ウェハ1のおもて面1aにポリイミドを塗布してパッシベーション膜5を形成し硬化する。パッシベーション膜5の形成時、半導体ウェハ1の裏面1bは裏面保護膜14で保護されているため、半導体ウェハ1の裏面1bにスピン塗布装置のステージ上の異物による欠陥や飛散したポリイミドの付着は生じない。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
両主面にそれぞれ所定のおもて面素子構造および所定の裏面素子構造を備えた半導体装置の製造方法であって、
半導体ウェハの裏面側に前記裏面素子構造を形成する裏面工程と、
前記裏面工程の後、前記半導体ウェハを炉内で加熱する熱工程と、
前記熱工程の後、前記半導体ウェハの裏面を裏面保護膜で保護する裏面保護工程と、
前記半導体ウェハの裏面を前記裏面保護膜で保護した状態で、少なくとも前記半導体ウェハのおもて面側に２００℃以上の熱処理を有する所定処理を行うおもて面工程と、
前記おもて面工程の後、前記裏面保護膜を除去する除去工程と、
を含み、
前記裏面保護工程では、非感光性の樹脂材料を用いて２００℃以上の耐熱性を有する前記裏面保護膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記裏面保護工程では、有機溶剤に可溶な非感光性の樹脂材料を用いて前記裏面保護膜を形成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。
【請求項３】
前記裏面保護工程では、既閉環ポリイミド系材料を用いて前記裏面保護膜を形成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。
【請求項４】
前記裏面保護工程では、前記裏面保護膜の厚さを１μｍ以上に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。
【請求項５】
前記おもて面工程は、
スピンコート法によって前記半導体ウェハのおもて面にポリイミドを塗布してパッシベーション膜を形成する工程と、
前記パッシベーション膜の硬化のための前記熱処理と、を行う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６】
前記裏面工程の前に、前記半導体ウェハのおもて面側に前記おもて面素子構造を形成する工程を含み、
前記おもて面工程は、
前記半導体ウェハのおもて面に、前記おもて面素子構造に電気的に接続されたおもて面電極を形成する工程と、
前記おもて面電極の焼き締めのための前記熱処理と、を行う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７】
前記裏面工程では、前記半導体ウェハの裏面から不純物をイオン注入することで、前記裏面素子構造を構成する所定導電型の拡散領域を形成し、
前記熱工程では、前記不純物を活性化させ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８】
前記除去工程では、有機溶剤によって前記裏面保護膜を溶解して除去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。
【請求項９】
前記除去工程の後、前記半導体ウェハの裏面に、前記裏面素子構造に電気的に接続された裏面電極を形成する工程を含む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。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この開示は、半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スピン塗布装置を用いてウェハおもて面にポリイミド系樹脂膜を形成する際に遠心力によってウェハの周囲に飛散してミスト化したポリイミドをウェハの周囲に立てられた棒状部材を用いて絡め捕ることで、ウェハ裏面へのポリイミドの付着を抑制した技術が記載されている。特許文献２には、ウェハの切断時にウェハ裏面の金属層を保護膜で覆うことで、ウェハ裏面の金属層の傷や異物の付着を防止する技術が記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１０４７９４号公報
特開２０１７－２２８７３２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、上記特許文献１では、ウェハおもて面にポリイミドを塗布する際にウェハ裏面が露出されているため、ウェハ裏面へのポリイミドの付着を完全に防ぐことはできない。また、ウェハ裏面がスピン塗布装置の支持台に直接接するため、ウェハ裏面に傷や汚染（コンタミネーション）等の欠陥が生じる虞がある。ウェハ裏面に付着した異物はデバイス動作時に熱破壊の原因となり、ウェハ裏面に生じた傷や汚染等の欠陥はリーク（電流漏れ）不良の原因となる。このため、ウェハ裏面の異物や欠陥は、製品の歩留まりに悪影響しやすく、製品の歩留まりを低下させる原因となる。
【０００５】
この開示は、歩留まりを向上させ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】
【０００６】
この開示の一態様にかかる半導体装置の製造方法は、両主面にそれぞれ所定のおもて面素子構造および所定の裏面素子構造を備えた半導体装置の製造方法であって、以下の通りである。半導体ウェハの裏面側に前記裏面素子構造を形成する裏面工程を行う。前記裏面工程の後、前記半導体ウェハを炉内で加熱する熱工程を行う。前記熱工程の後、前記半導体ウェハの裏面を裏面保護膜で保護する裏面保護工程を行う。前記半導体ウェハの裏面を前記裏面保護膜で保護した状態で、少なくとも前記半導体ウェハのおもて面側に２００℃以上の熱処理を有する所定処理を行うおもて面工程を行う。前記おもて面工程の後、前記裏面保護膜を除去する除去工程を行う。前記裏面保護工程では、非感光性の樹脂材料を用いて２００℃以上の耐熱性を有する前記裏面保護膜を形成する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示にかかる半導体装置の製造方法によれば、歩留まりを向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。
実施の形態１にかかる半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その１）。
実施の形態１にかかる半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その２）。
実施の形態１にかかる半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その３）。
実施の形態１にかかる半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その４）。
実施の形態１にかかる半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その５）。
実施の形態１にかかる半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その６）。
実施の形態１にかかる半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その７）。
実施の形態１にかかる半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その８）。
実施の形態１にかかる半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その９）。
実施の形態１にかかる半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その１０）。
実施の形態１にかかる半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その１１）。
実施の形態１にかかる半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その１２）。
実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法によって作製される半導体装置の構造例を示す断面図である。
実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。
半導体ウェハの裏面の傷発生率と裏面保護膜の厚さとの関係を模式的に示す特性図である。
半導体ウェハ１枚当たりの不良チップ発生率を模式的に示す特性図である。
参考例１の半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。
参考例２の半導体装置の製造方法の別例の概要を示すフローチャートである。
参考例２の半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その１）。
参考例２の半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その２）。
参考例２の半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その３）。
参考例２の半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その４）。
参考例２の半導体装置の製造途中の状態を模式的に示す断面図である（その５）。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜本開示の実施形態の概要＞
（１）この開示の一態様にかかる半導体装置の製造方法は、両主面にそれぞれ所定のおもて面素子構造および所定の裏面素子構造を備えた半導体装置の製造方法であって、以下の通りである。半導体ウェハの裏面側に前記裏面素子構造を形成する裏面工程を行う。前記裏面工程の後、前記半導体ウェハを炉内で加熱する熱工程を行う。前記熱工程の後、前記半導体ウェハの裏面を裏面保護膜で保護する裏面保護工程を行う。前記半導体ウェハの裏面を前記裏面保護膜で保護した状態で、少なくとも前記半導体ウェハのおもて面側に２００℃以上の熱処理を有する所定処理を行うおもて面工程を行う。前記おもて面工程の後、前記裏面保護膜を除去する除去工程を行う。前記裏面保護工程では、非感光性の樹脂材料を用いて２００℃以上の耐熱性を有する前記裏面保護膜を形成する。
【００１０】
上述した開示によれば、おもて面工程時に半導体ウェハの裏面が裏面保護膜で保護されていることで、半導体ウェハの裏面にリーク不良の原因となる欠陥（傷、汚染）が発生することを抑制することができる。また、半導体ウェハの裏面にデバイス動作時に熱破壊の原因となる異物が付着することを抑制することができる。このため、製品（半導体装置）の歩留まりを向上させることがきる。
（【００１１】以降は省略されています）

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