JP2010062345A - 半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置 - Google Patents

Description

この発明は、電力変換装置などに使用されるパワー半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置に関し、特にデバイス厚が薄い薄型半導体デバイスを製造する際に用いる半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置に関する。

近年、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）では、高性能化および低コスト化が重要な課題となっている。このため、フィールドストップ（ＦＳ）層を用いた薄型のＩＧＢＴ構造が用いられるようになっている。その理由は、スイッチング損失の低減と高速スイッチング特性の改善が可能であり、かつ低コスト化が可能であるからである。ＦＳ型ＩＧＢＴでは、ｎ型ＦＺ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｚｏｎｅ）ウェハなどの低価格のウェハを用いて製造される。

図２１は、ＦＺ結晶基板を用いたＦＳ型ＩＧＢＴの断面図である。ＦＳ型ＩＧＢＴでは、ｎ⁺バッファ層をフィールドストップ層１０２として用いている。このようにすることで、キャリアの低注入、高輸送効率という基本動作を用いながら、従来のノンパンチスルー構造よりもベース層を薄くすることでさらなるオン電圧、ターンオフ損失特性が改善されたものとなっている。

図２１に示すようにｎ型ＦＺウェハの表面構造は、例えば、ｎ^-ドリフト層１０３の表面層の一部に、ｐベース領域１０４が設けられている。また、ｐベース領域１０４の表面層の一部に、ｎ⁺エミッタ領域１０５が設けられている。そして、ｎ⁺エミッタ領域１０５を貫通し、ｎ^-ドリフト層１０３に達するトレンチ１１０が設けられている。トレンチ１１０の内部には、ゲート酸化膜１０６を介してゲート電極１０７が設けられている。また、ゲート酸化膜１０６およびゲート電極１０７の上には絶縁膜１２０が設けられており、絶縁膜１２０によってゲート電極１０７とエミッタ電極１０８とが離れている。エミッタ電極１０８は、ｐベース領域１０４と、ｎ⁺エミッタ領域１０５と、に接するように設けられている。

図２１に示すようなＦＳ型ＩＧＢＴを製造する場合、上述したようなｎ型ＦＺウェハの表面構造をウェハのおもて面側に形成し、ｎ型ＦＺウェハの裏面を削って薄化した後、裏面からボロンイオンを照射する。そして、ウェハのおもて面を冷却しながら裏面にレーザ光を照射してアニールする。これによって、ボロン原子を活性化させることで、ｐ⁺コレクタ層１０１を形成する。その後、ｐ⁺コレクタ層１０１の表面にコレクタ電極１０９を形成する。

ここで、図２１に示すようなＦＳ型ＩＧＢＴの特性を向上させるためには、耐圧に応じてｎ^-ドリフト層１０３を薄くすればよい。具体的には、例えば、耐圧が１２００ＶのＩＧＢＴを作製する場合、ｎ^-ドリフト層１０３の厚さを、１２０μｍ程度にすることで、十分に所望の性能を得ることができる。また、耐圧が６００ＶのＩＧＢＴを形成する場合、ｎ^-ドリフト層１０３の厚さを、６０μｍ程度にすればよい。

しかしながら、ウェハの厚さを薄くすると、ウェハの端部が欠けやすくなり、チッピングが生じやすくなる。また、ウェハ全体の機械的な強度が低下するため、割れや欠け、撓みが発生しやすくなるという問題がある。

このような問題を解決するため、ウェハの裏面にリブ構造を設けたウェハ（以下、リブウェハとする）が提案されている。リブウェハは、例えば、ウェハの外周端部を残して、ウェハの裏面側の中央部のみを研磨することで作製される。リブウェハを用いることで、反りが大幅に緩和されて、その後のダイシング工程や搬送工程においてウェハを取り扱う際に、ウェハを保持する強度が大幅に向上し、ウェハの割れや欠けを軽減することができる。

図２２は、従来のダイシング工程の問題点について示す断面図である。図２２に示すように、外周端部にリブ１５２が形成されたリブウェハ１５０は、ウェハ１５０の中央部１５１とリブ１５２との間に段差があるため、ダイシング工程においてリブウェハ１５０の裏面側にダイシングテープ１５３を貼付する際、段差の周辺においてリブウェハ１５０とダイシングテープ１５３との間に隙間（図中Ａ）が生じてしまう。リブウェハ１５０とダイシングテープ１５３の間に隙間があると、その隙間に対応する箇所に形成されたチップをダイシングテープ１５３を介して、リブウェハ１５０を設置するステージ１６０に固定することができない。このため、ダイシングを行う際やその後の洗浄を行う際にダイシングテープ１５３の貼り付いていない部分に形成されたチップが飛び散ってしまうなどの不具合が生じる。

また、例えば、リブウェハ１５０の裏面側に隙間がないようにダイシングテープ１５３を貼付することができても、リブによる段差によってリブウェハ１５０の中央部１５１とステージ１６０の間に隙間が生じるため、例えばダイシングブレード１６１によってリブウェハ１５０の中央部１５１を切断する際に、ウェハ１５０が撓み、ウェハ１５０が破損してしまう。

そのため、ウェハの裏面側の中央部（リブの形成されていない凹部）の深さに相当する高さの凸部を有するダイシングテープを、ウェハの裏面側に貼付する方法が提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。また、ダイシングの前に、リブの内径よりも径の小さいステージ上にリブウェハを載せ、リブを切断して除去する方法が提案されている（例えば、下記特許文献２参照。）。これらの技術によれば、ウェハ裏面に段差がないので、ウェハとステージの間に隙間が生じないため、ダイシングの際のウェハの撓みや破損を軽減することができる。また、ウェハとダイボンド用の粘着フィルムとの空間を減圧させながらウェハの裏面にフィルムを貼着する装置が提案されている（例えば、下記特許文献３参照。）。

特開２００７−１９４６１号公報 特開２００７−５９８２９号公報 特開２００７−７３７６７号公報

しかしながら、前記特許文献１の技術では、凸部を有するダイシングテープをウェハの裏面側に気泡が入らないように貼付するために、特殊な装置を導入する必要がある。また、ウェハに作製するデバイスの種類（例えば耐圧の違い）やウェハの径によってリブの深さや径が異なるため、リブの形状に合わせて、異なる形状の凸部を有するダイシングテープを用意する必要がある。これらの原因によって、半導体デバイスの製造コストが上昇するという問題点がある。また、前記特許文献２の技術では、新たにリブを切断する装置を導入し、その装置でリブを切断する工程を追加する必要があるため、半導体デバイスの製造コストが上昇するという問題点がある。

また、ダイシングステージの中央部に凸部を設けることも考えられる。しかし、リブの径や深さが変わると、それに合わせてステージを取り替える必要があるため、手間とコストが上昇するという問題点がある。

また、ダイシング工程の際に、ウェハの、デバイスの表面構造が形成されたおもて面側に保護テープを貼付し、ウェハの裏面側からダイシングを行う方法が考えられる。しかしながら、ウェハの裏面側にはダイシングライン等の目印がないため、ウェハのおもて面側に形成されたスクライブラインを、ウェハの裏面側から検出する必要がある。そのため、例えば赤外線カメラなどの装置が必要となる。または、ウェハの裏面側のダイシングを行う領域に目印を付けるマーキング装置が必要となる。従って、新たな設備投資が必要となり、生産コストが上昇するという問題点がある。さらに、ウェハの裏面側から切断する際に、ウェハのおもて面側に形成されたデバイスの表面構造がステージに押しつけられるため、デバイスの表面構造が欠け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、生産コストを抑えつつ、ウェハの割れや欠け、反りを低減することのできる半導体装置の製造方法および半導体装置の製造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、基礎部の内側に昇降可能な大径可動部が設けられ、かつ前記大径可動部の内側に昇降可能な小径可動部が設けられたステージの前記小径可動部のみ、または前記小径可動部および前記大径可動部の両方を上昇させて、前記ステージの中央部に凸部を形成するステージ設定工程と、裏面の中央部に外周端部よりも薄い凹部が形成された半導体ウェハの前記凹部内に前記ステージの凸部が入るように、前記ステージの上に前記半導体ウェハを設置するウェハ設置工程と、前記ステージ上に設置された前記半導体ウェハのおもて面側から前記半導体ウェハに対して加工を行う加工工程と、を含むことを特徴とする。

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、前記ステージ設定工程では、前記凸部の径および高さが前記凹部の径および深さとそれぞれほぼ同じになるように、前記小径可動部のみ、または前記小径可動部および前記大径可動部の両方を上昇させることを特徴とする。

また、請求項３の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項２に記載の発明において、前記加工工程では、前記半導体ウェハの前記凹部に対応する部分に、前記半導体ウェハの中央部の厚さよりも深く、かつ前記半導体ウェハの外周端部よりも浅く切れ込みを入れることによって、当該半導体ウェハの前記外周端部を残したまま前記半導体ウェハをチップ状に切断することを特徴とする。

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、前記加工工程では、前記凸部で前記半導体ウェハを真空吸着しながら前記半導体ウェハを切断することを特徴とする。

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３または４に記載の発明において、予め前記半導体ウェハの裏面側の全面に粘着テープが貼り付けられており、前記加工工程の終了後に、前記チップ状に切断された前記半導体ウェハを前記粘着テープから剥離することを特徴とする。

また、請求項６の発明にかかる半導体装置の製造装置は、基礎部、前記基礎部の内側に設けられた昇降可能な大径可動部、および前記大径可動部の内側に設けられた昇降可能な小径可動部を備えたステージと、前記小径可動部のみ、または前記小径可動部および前記大径可動部の両方を昇降させる駆動手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項７の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項６に記載の発明において、前記駆動手段は、前記小径可動部に接続されており、前記小径可動部および前記大径可動部は、互いに一体化されるための一体化手段を備えており、前記大径可動部は、前記一体化手段により前記小径可動部と一体化された状態で、前記駆動手段により前記小径可動部が昇降するのに伴って、昇降することを特徴とする。

また、請求項８の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項７に記載の発明において、前記一体化手段は、前記大径可動部の内周面に設けられた連結溝と、前記小径可動部の外周面に設けられた連結片とからなり、前記連結溝には、固定位置および自由位置があり、前記連結溝内に挿入された前記連結片が前記固定位置にあるときに前記小径可動部と前記大径可動部が一体化されて昇降可能な状態となり、前記連結片が前記自由位置にあるときに前記小径可動部が前記大径可動部から独立して昇降可能な状態となることを特徴とする。

また、請求項９の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項７または８に記載の発明において、前記小径可動部の上面に半導体ウェハを吸着する第１の吸着部が設けられており、前記第１の吸着部の裏側に、前記第１の吸着部の面内方向の吸着力を一様にする第１の減圧室を備えていることを特徴とする。

また、請求項１０の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項９に記載の発明において、前記第１の減圧室に真空ポンプが接続されることを特徴とする。

また、請求項１１の発明にかかる半導体装置の製造装置は、請求項９または１０に記載の発明において、前記大径可動部の上面に半導体ウェハを吸着する第２の吸着部が設けられており、前記第２の吸着部の裏側に、前記第２の吸着部の面内方向の吸着力を一様にする第２の減圧室を備えており、前記大径可動部が前記小径可動部と一体化された状態のときにのみ、前記第２の減圧室が前記第１の減圧室に接続されることを特徴とする。

上述の請求項１〜５の発明によれば、リブウェハの裏面側の凹部の径および深さに合わせてステージの凸部の径および高さを調整することができるので、同一のステージで、裏面側の凹部の径および深さの異なるリブウェハを加工することができる。また、ステージを、凸部のない状態にすれば、リブのない平坦なウェハを加工することができる。例えば、ステージにリブウェハを設置し、ウェハのおもて面側から、リブを切り落とさずに残したまま、ウェハの全面をダイシングすることができる。

また、上述の請求項６〜１１の発明によれば、ウェハの裏面側の形状が異なっていても、ステージの基礎部から小径可動部を突出させることにより、または小径可動部と大径可動部の両方を突出させることにより、同一のステージに異なる形状のウェハを設置することができる。

本発明にかかる半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置によれば、生産コストを抑えつつ、ウェハの割れや欠け、反りを低減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半導体装置の製造装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明およびすべての添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（実施の形態１）
図１〜図３は、実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置の要部を示す斜視図である。これらの図に示すように、実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置は、ダイシングを行う際などにウェハを設置するステージである。ここでは、一例として、リブ構造の第１ウェハ（例えば６インチウェハ）と、リブ構造の第２ウェハ（例えば８インチウェハ）と、裏面側にリブの形成されていない平坦な第３ウェハと、に適用する場合について説明する。第１ウェハにおいて、裏面側の凹部（リブの形成されていない中央部）の直径はａｍｍ（例えば１３０〜１４８ｍｍ）であり、リブと中央部との段差の高さはｃμｍ（例えば０〜７００μｍ）である。第２ウェハにおいて、裏面側の凹部の直径はｂｍｍ（例えば１８０〜１９８ｍｍ：ａ＜ｂ）であり、リブと中央部との段差の高さはｃμｍである。

ステージ１は、略リング状の基礎部２、略リング状の大径可動部３、および略円柱状の小径可動部４を備えている。大径可動部３は、基礎部２の内側に昇降可能に嵌め込まれている。小径可動部４は、大径可動部３の内側に昇降可能に嵌め込まれている。ステージ１上に前記第３ウェハが載る場合には、大径可動部３および小径可動部４は下降状態となる（図１の状態）。大径可動部３が下降状態にあるときには、大径可動部３の上端面は、基礎部２の上端面と面一になる。小径可動部４が下降状態にあるときには、小径可動部４の上端面は、基礎部２の上端面と面一になる。ステージ１上に前記第１ウェハが載る場合には、大径可動部３は下降状態にあり、小径可動部４が上昇状態となる（図２の状態）。ステージ１上に前記第２ウェハが載る場合には、大径可動部３および小径可動部４は上昇状態となり、大径可動部３の上端面および小径可動部４の上端面が面一となる（図３の状態）。

大径可動部３および小径可動部４は、図示省略する駆動手段によって昇降させられる。また、大径可動部３および小径可動部４は、図示省略する真空ポンプによる真空引きによって、ウェハを真空吸着するようになっている。駆動手段および真空ポンプについては、後述する。

図４および図５は、それぞれ基礎部を示す斜視図および平面図である。これらの図に示すように、基礎部２は、開口部を有する円盤部１１と、この円盤部１１の外周端において円盤部１１から起立する外周壁部１２を備えている。円盤部１１および外周壁部１２は、例えばステンレスでできている。

図６および図７は、それぞれ大径可動部を示す斜視図および平面図である。これらの図に示すように、大径可動部３は、略リング状の第２の台座部２１と、この台座部により支持されるリング状の第２の吸着部２２を備えている。第２の台座部２１は、例えばステンレスでできている。第２の吸着部２２は、例えば通気性を有するポーラス構造のセラミック板でできている。第２の吸着部２２と第２の台座部２１との間には、図には現れていない第２の減圧室が設けられている。第２の台座部２１の内周面には、この第２の減圧室に通ずる貫通孔２３が設けられている。また、第２の台座部２１の内周面には、小径可動部４と連結するための連結溝２４が設けられている。この連結溝２４に、後述する小径可動部４の連結片（図８参照）が挿入される。連結溝２４は、略Ｌ字状に成形されている。そのＬ字状の溝において、縦溝部（縦に伸びる溝部分）２５が自由位置であり、横溝部（横に伸びる溝部分）２６が固定位置である。大径可動部３の外径は、基礎部２の外周壁部１２の内径と同じか、基礎部２に対して大径可動部３が昇降可能な程度に基礎部２の外周壁部１２の内径よりも小さい値であり、かつ例えば前記第２ウェハの裏面側の凹部の直径ｂからクリアランス量Δｒを減算した値（ｂ−Δｒ）である。

図８および図９は、それぞれ小径可動部を示す斜視図および平面図である。これらの図に示すように、小径可動部４は、略円柱状の第１の台座部３１と、この台座部により支持される円形の第１の吸着部３２を備えている。第１の台座部３１は、例えばステンレスでできている。第１の吸着部３２は、例えば通気性を有するポーラス構造のセラミック板でできている。第１の吸着部３２と第１の台座部３１との間には、図には現れていない第１の減圧室が設けられている。第１の台座部３１の外周面には、この第１の減圧室に通ずる貫通孔３３が設けられている。また、第１の台座部３１には、その外周面から側方へ突出する前記連結片３４が設けられている。この連結片３４が前記自由位置にあるときには、小径可動部４は、大径可動部３に対して自由に昇降することができる。一方、連結片３４が前記固定位置にあるときには、小径可動部４と大径可動部３が一体化して一緒に昇降することになる。これら連結溝２４および連結片３４は、一体化手段を構成する。小径可動部４の直径は、大径可動部３の内径と同じか、大径可動部３に対して小径可動部４が昇降可能な程度に大径可動部３の内径よりも小さい値であり、かつ例えば前記第１ウェハの裏面側の凹部の直径ａからクリアランス量Δｒを減算した値（ａ−Δｒ）である。

ここで、クリアランス量Δｒは、０〜１０ｍｍであるのが好ましい。その理由は、小径可動部４の上昇、または小径可動部４と大径可動部３の上昇によりできるステージの凸部の直径が、ステージに設置されるウェハの裏面側の凹部の直径よりも大きいと、ウェハを設置することができないからである。また、ステージの凸部の直径が、ウェハの凹部の直径よりも１０ｍｍ以上小さくなると、ウェハにおいて吸着力によってステージに固定されない領域が増えてウェハの強度が低下してしまうため、ダイシングの際にウェハが割れる可能性があるからである。クリアランス量Δｒは、できる限り小さい方が好ましい。

また、小径可動部４の上昇、または小径可動部４と大径可動部３の上昇によりできるステージの凸部の高さは、リブウェハの段差の高さｃに誤差Δｈを加味した値（ｃ±Δｈ）である。ここで、誤差Δｈは、４０μｍ以内であるのが好ましい。その理由は、次の通りである。ウェハの中央部およびリブは、ステージに吸着される。その際、誤差Δｈがあると、ウェハの中央部とリブとの間に、ウェハの表面と垂直な方向に力がかかる。誤差Δｈが４０μｍよりも大きいと、ウェハの表面と垂直な方向にかかる力によって、ウェハが割れる可能性があるからである。

図１０〜図１３は、実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置の全体を示す断面図である。図１０には、ステージ１上に前記第３ウェハを載せる場合の状態（図１の状態）、図１１には、ステージ１上に前記第１ウェハを載せる場合の状態（図２の状態）、図１３には、ステージ１上に前記第２ウェハを載せる場合の状態（図３の状態）がそれぞれ示されている。図１２には、図１０に示す状態から図１３に示す状態へ移行する途中の状態が示されている。また、図１４および図１５は、それぞれ、連結片が前記自由位置にあるときおよび連結片が前記固定位置にあるときの状態を示す部分断面図である。図１４および図１５においては、大径可動部３の連結溝２４が露出する程度に、大径可動部３の上部が切り欠かれている。

図１０〜図１３に示すように、前記駆動手段５は、例えばラックギア４１とピニオンギア４２からなる歯車機構、ピニオンギア４２を回転させるためのモータ４３、モータ４３の駆動を制御する昇降駆動制御部４４、およびピニオンギア４２の回転によって昇降するラックギア４１の動きを伝えるアーム４５を備えている。アーム４５は、歯車機構から小径可動部４の真下まで伸びており、基礎部２の円盤部１１の開口部を通って小径可動部４の第１の台座部３１に接続されている。第１の台座部３１と第１の吸着部３２の間の空間は、前記第１の減圧室３５である。第１の台座部３１の底面には、第１の減圧室３５に通ずる、前記貫通孔３３とは別の貫通孔３６が設けられている。この貫通孔３６に通気管３７を介して前記真空ポンプ３８が接続される。後述するように小径可動部４は回転可能な構成であるため、通気管３７は、例えばフレキシブルな管でできている。真空ポンプ３８で真空引きすることによって、第１の減圧室３５が均一な負圧状態となり、第１の吸着部３２の面内方向の吸着力が一様になる。また、第２の台座部２１と第２の吸着部２２の間の空間は、前記第２の減圧室２７である。

図１０および図１１に示す状態では、小径可動部４の連結片３４が前記自由位置にあり、第２の減圧室２７に通ずる貫通孔２３は、小径可動部４の第１の台座部３１によって塞がれる。従って、ステージ１上に前記第３ウェハまたは前記第１ウェハを載せる場合には、第１の減圧室３５と第２の減圧室２７の間の通気が遮断されるので、大径可動部３の第２の吸着部２２には吸着力が発生しない。前記第３ウェハを載せる場合には、小径可動部４は、下降した状態にある。前記第１ウェハを載せる場合には、図１１に矢印で示すように、モータ４３の回転によりアーム４５が上昇し、それに伴って小径可動部４のみが上昇する。このときの小径可動部４の上昇量は、モータ４３の回転量を制御することによって、前記第１ウェハの裏面側の凹部の深さに応じて調整される。

ステージ１上に前記第２ウェハを載せる場合には、図１２に矢印で示すように、小径可動部４をθ度（例えば４５度程度）回転させて、小径可動部４の連結片３４を前記自由位置（図１４参照）から前記固定位置（図１５参照）へ移動させる。小径可動部４の回転に関しては、アーム４５の、小径可動部４の第１の台座部３１に固定されている縦棒部が、アーム４５の横に伸びる横棒部に対して回転自在に支持される構成となっていてもよい。この場合、縦棒部ごと小径可動部４を回転させる。あるいは、アーム４５の縦棒部は、小径可動部４の第１の台座部３１に接触しているだけであり、小径可動部４が縦棒部に対して回転自在に支持される構成となっていてもよい。図１２には、小径可動部４を回転させた後の状態が示されている。この状態で、図１３に矢印で示すように、モータ４３の回転によりアーム４５が上昇し、それに伴って小径可動部４と大径可動部３が一緒に上昇する。このときの小径可動部４の上昇量は、モータ４３の回転量を制御することによって、前記第２ウェハの裏面側の凹部の深さに応じて調整される。連結片３４が前記固定位置にあるときには、第１の減圧室３５に通ずる貫通孔３３が、第２の減圧室２７に通ずる貫通孔２３に繋がるので、第２の減圧室２７が第１の減圧室３５に接続される。従って、ステージ１上に前記第２ウェハを載せる場合、真空ポンプ３８で真空引きすることによって、小径可動部４の第１の吸着部３２に加えて、大径可動部３の第２の吸着部２２にも吸着力が発生する。その際、第１の減圧室３５および第２の減圧室２７が均一な負圧状態となるので、第１の吸着部３２の面内方向および第２の吸着部２２の面内方向の吸着の圧力が一様になる。

実施の形態１によれば、ステージ１の基礎部２から小径可動部４のみを突出させることにより、または小径可動部４と大径可動部３の両方を突出させることにより、同一のステージ１に、裏面側の凹部の直径や高さが異なるリブウェハや平坦なウェハを設置することができる。従って、高さや径の異なる凸部を有する種々のステージを用意する必要がないので、生産コストが低くなる。また、同一の製造ラインで種々の寸法のリブウェハや平坦なウェハを作製することができるので、生産コストが低くなる。さらに、ステージ１の凸部の径および高さがリブウェハの裏面側の凹部の径および深さにほぼ一致することによって、加工中にウェハが割れたり、欠けたり、反ったりするのを低減することができる。

（実施の形態２）
次に、半導体装置の製造方法について説明する。図１６は、実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法について示すフローチャートである。実施の形態２においては、上述した実施の形態１において説明した半導体装置の製造装置をダイシング装置の備えるステージとして用いている。

図１６のフローチャートに示すように、実施の形態２においては、まず、ウェハとダイシングフレームを貼付装置にセットする（ステップＳ１）。ステップＳ１においては、ウェハは、通常の平坦なウェハでもよいし、裏面側の外周端部にリブの形成されたリブウェハでもよい。また、いずれのウェハにおいても、おもて面に素子構造が形成されていてもよい。

ついで、貼付装置によって、ウェハの裏面側に粘着テープ（ダイシングテープ）を貼り付ける（ステップＳ２）。ステップＳ２においては、ウェハの裏面側と、ダイシングテープとの間に気泡が入らず、またウェハとダイシングテープとの間に隙間が生じないように、ウェハの裏面側にダイシングテープを貼り付ける。なお、ダイシングテープとしては、紫外線（ＵＶ）を照射することで粘着力が低下するものを用いてもよい。ついで、ダイシングテープのウェハが貼付されていない側の面に、ダイシングフレームを貼付する。

ついで、ウェハを貼付装置から取り出し、ダイサー（ダイシング装置）の挿入口にセットする（ステップＳ３）。ステップＳ３においては、例えばダイシングフレームが貼付されたウェハを、ウェハカセットに設置した後に、そのウェハカセットをダイサーの挿入口にセットする。

ついで、ダイサーの備える搬送アームによって、ウェハをステージにセットする（ステップＳ４）。ステップＳ４においては、あらかじめ、実施の形態１において説明したように、ウェハの裏面側の凹部の直径や高さに合わせて、大径可動部や小径可動部を昇降させておく。

ついで、ステージの上に設置されたウェハを切断する（ステップＳ５）。ステップＳ５においては、真空ポンプによってウェハを真空吸着しながら、ダイサーの備えるダイシングブレード等を用いて、ウェハのおもて面側から切断する。なお、ステップＳ５においては、裏面側の外周端部にリブの形成されたウェハをダイシングする場合、リブを切り落とさずに、リブを残したままダイシングする。すなわち、ダイシングブレードの切れ込みを、ウェハの中央部の厚さよりも深く、かつウェハの外周端部よりも浅く入れる。このようにして、リブが残ったままのウェハを個片化（チップ化）する。

ついで、ウェハをステージと同形状のスピンナーステージにセットし、洗浄および乾燥を行う（ステップＳ６）。さらに、ウェハをダイサーから取り出し、ピックアップ装置へセットする（ステップＳ７）。そして、ピックアップ装置によって、個片化されたチップをピックアップする（ステップＳ８）。ステップＳ８においては、ダイシングテープからチップを剥離する。なお、ステップＳ２において、紫外線（ＵＶ）を照射することで粘着力が低下するテープを用いた場合、ステップＳ８においては、ＵＶ照射機によって適切な光量のＵＶを照射した後に、ピックアップを行う。

次に、図１６のステップＳ２において、リブウェハの裏面側にダイシングテープを貼り付ける処理について説明する。図１７は、リブウェハの裏面側にダイシングテープを貼り付ける処理について示す断面図である。図１７に示すように、裏面側の外周端部に、中央部５１よりも厚いリブ５２の形成されたウェハ５０を用意する。なお、例えばウェハ５０の裏面側の凹部の直径は、ａｍｍまたはｂｍｍであり、凹部の高さはｃｍｍである。

そして、例えば図示しない貼付装置の備える真空チャンバー内で、ウェハ５０の裏面側にダイシングテープ５３を貼付する。このようにすることで、ウェハ５０の裏面側とダイシングテープ５３との間に気泡を入れずに、またウェハ５０の中央部５１とリブ５２との間の角部に隙間を生じさせずに、ウェハ５０にダイシングテープ５３を貼付することができる。このとき、ダイシングテープを適温に加熱してから、ウェハの裏面側に貼付してもよい。

ここで、ダイシングテープ５３は、特に指定しないが、ウェハ５０の裏面側とダイシングテープ５３との密着性の向上のためには、弾力性や伸縮性を有したものが好ましい。また、後のピックアップ工程においてチップを剥離しやすくするためには、紫外線（ＵＶ）を照射することで粘着力が低下するものが好ましい。さらに、ダイシングテープ５３のウェハ５０を貼付していない側の面にダイシングフレーム５４を貼付する。このようにして、ダイシングフレーム５４に貼付されたウェハ５０が作製される。

次に、図１６のステップＳ４における、ウェハをステージにセットする処理について説明する。図１８〜図２０は、ウェハをステージにセットする処理について示す断面図である。まず、ウェハの裏面側にリブが形成されているか否かを判断し、リブが形成されている場合、裏面側の凹部の直径を判断する。そして、凹部の直径より０〜１０ｍｍ直径の小さい凸部ができるように、大径可動部や小径可動部を昇降させる。

例えば、凹部の直径がａｍｍのリブウェハ６０をステージ１にセットする場合、図１８に示すように、小径可動部４のみを上昇させる。また、凹部の直径がｂｍｍのリブウェハ６１をステージ１にセットする場合、図１９に示すように、大径可動部３と小径可動部４を上昇させる。また、リブのない平坦なウェハ６２をステージ１にセットする場合、図２０に示すように、大径可動部３と小径可動部４をともに下降させる。

ここで、図１８および図１９に示すように、リブウェハ６０，６１の場合、ダイシングフレーム５４にダイシングテープ５３を用いて貼付されたウェハの凹部を、ステージ１の凸部に合致するように、設置する。また、図２０に示すように、平坦なウェハ６２の場合、少なくとも大径可動部３の外周よりも内側に平坦なウェハ６２の素子構造の形成された領域が重なるように設置する。

実施の形態２によれば、裏面側の凹部の直径や高さが異なるリブウェハ６０，６１を、ウェハの割れや欠けを抑え、かつ平坦なウェハ６２と同様の工程数で処理することができる。従って、製造コストを抑えることができる。

以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更可能である。例えば、第１の吸着部３２および第２の吸着部２２は、真空吸着用の孔が設けられた構造であってもよい。また、基礎部２と小径可動部４の間に径の異なる２個以上の大径可動部を設け、リブの内径が３種類以上の場合に対応できるようにしてもよい。さらに、駆動手段５は、小径可動部４を昇降させることができれば、いかなる構成であってもよい。

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半導体装置の製造装置は、デバイス厚の薄い半導体装置を製造するのに有用であり、特に、電力変換装置などに使用されるパワー半導体装置を製造するのに適している。

実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置の要部を示す斜視図である。 実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置の要部を示す斜視図である。 実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置の要部を示す斜視図である。 基礎部を示す斜視図である。 基礎部を示す平面図である。 大径可動部を示す斜視図である。 大径可動部を示す平面図である。 小径可動部を示す斜視図である。 小径可動部を示す平面図である。 実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置の全体を示す断面図である。 実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置の全体を示す断面図である。 実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置の全体を示す断面図である。 実施の形態１にかかる半導体装置の製造装置の全体を示す断面図である。 一体化手段が自由位置にあるときの状態を一部を切り欠いて示す部分断面図である。 一体化手段が固定位置にあるときの状態を一部を切り欠いて示す部分断面図である。 実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。 リブウェハにダイシングテープを貼り付ける処理を示す断面図である。 ウェハをステージに設置する処理を示す断面図である。 ウェハをステージに設置する処理を示す断面図である。 ウェハをステージに設置する処理を示す断面図である。 ＦＳ型ＩＧＢＴを示す断面図である。 従来のダイシング工程を示す断面図である。

符号の説明

１ ステージ
２ 基礎部
３ 大径可動部
４ 小径可動部
５ 駆動手段
２２ 第２の吸着部
２４ 連結溝
２７ 第２の減圧室
３２ 第１の吸着部
３４ 連結片
３５ 第１の減圧室
３８ 真空ポンプ
５３ 粘着テープ
６０，６１，６２ 半導体ウェハ

Claims (11)

1. 基礎部の内側に昇降可能な大径可動部が設けられ、かつ前記大径可動部の内側に昇降可能な小径可動部が設けられたステージの前記小径可動部のみ、または前記小径可動部および前記大径可動部の両方を上昇させて、前記ステージの中央部に凸部を形成するステージ設定工程と、
   裏面の中央部に外周端部よりも薄い凹部が形成された半導体ウェハの前記凹部内に前記ステージの凸部が入るように、前記ステージの上に前記半導体ウェハを設置するウェハ設置工程と、
   前記ステージ上に設置された前記半導体ウェハのおもて面側から前記半導体ウェハに対して加工を行う加工工程と、
   を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記ステージ設定工程では、前記凸部の径および高さが前記凹部の径および深さとそれぞれほぼ同じになるように、前記小径可動部のみ、または前記小径可動部および前記大径可動部の両方を上昇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。
3. 前記加工工程では、前記半導体ウェハの前記凹部に対応する部分に、前記半導体ウェハの中央部の厚さよりも深く、かつ前記半導体ウェハの外周端部よりも浅く切れ込みを入れることによって、当該半導体ウェハを前記外周端部を残したまま前記半導体ウェハをチップ状に切断することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記加工工程では、前記凸部で前記半導体ウェハを真空吸着しながら前記半導体ウェハを切断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. 予め前記半導体ウェハの裏面側の全面に粘着テープが貼り付けられており、前記加工工程の終了後に、前記チップ状に切断された前記半導体ウェハを前記粘着テープから剥離することを特徴とする請求項３または４に記載の半導体装置の製造方法。
6. 基礎部、前記基礎部の内側に設けられた昇降可能な大径可動部、および前記大径可動部の内側に設けられた昇降可能な小径可動部を備えたステージと、
   前記小径可動部のみ、または前記小径可動部および前記大径可動部の両方を昇降させる駆動手段と、
   を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
7. 前記駆動手段は、前記小径可動部に接続されており、前記小径可動部および前記大径可動部は、互いに一体化されるための一体化手段を備えており、前記大径可動部は、前記一体化手段により前記小径可動部と一体化された状態で、前記駆動手段により前記小径可動部が昇降するのに伴って、昇降することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造装置。
8. 前記一体化手段は、前記大径可動部の内周面に設けられた連結溝と、前記小径可動部の外周面に設けられた連結片とからなり、前記連結溝には、固定位置および自由位置があり、前記連結溝内に挿入された前記連結片が前記固定位置にあるときに前記小径可動部と前記大径可動部が一体化されて昇降可能な状態となり、前記連結片が前記自由位置にあるときに前記小径可動部が前記大径可動部から独立して昇降可能な状態となることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造装置。
9. 前記小径可動部の上面に半導体ウェハを吸着する第１の吸着部が設けられており、前記第１の吸着部の裏側に、前記第１の吸着部の面内方向の吸着力を一様にする第１の減圧室を備えていることを特徴とする請求項７または８に記載の半導体装置の製造装置。
10. 前記第１の減圧室に真空ポンプが接続されることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造装置。
11. 前記大径可動部の上面に半導体ウェハを吸着する第２の吸着部が設けられており、前記第２の吸着部の裏側に、前記第２の吸着部の面内方向の吸着力を一様にする第２の減圧室を備えており、前記大径可動部が前記小径可動部と一体化された状態のときにのみ、前記第２の減圧室が前記第１の減圧室に接続されることを特徴とする請求項９または１０に記載の半導体装置の製造装置。

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