JP2005175207A - 半導体装置の製造方法、研削用補強部材、及びその貼り付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
粘着層の粘着力を利用することなく、容易に着脱可能な補強部材の貼り付け方法を用いた半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、（１）平坦面と平坦面に形成された複数の凹部３とを有する補強部材１を準備し、（２）所定雰囲気圧力下で、少なくとも一方の面に半導体素子が形成された半導体ウェハ１１を、その素子形成面１３が前記平坦面に密着するように設置し、（３）雰囲気圧力を高くして凹部３内圧力と雰囲気圧力との差により、半導体ウェハ１１を補強部材１に吸着させ、（４）その状態で半導体ウェハ１１に所望の加工を施し、（５）加工された半導体ウェハを補強部材１から取り外す工程からなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウェハの研削工程で好適に用いられる補強部材、その補強部材と半導体ウェハとの貼り付け方法、その研削方法を用いた半導体装置の製造方法に関する。

図１１に、従来の半導体装置の製造方法の一例を示す。まず、表面に複数の回路又は素子が形成された半導体ウェハ５１の表面５３に、回路又は素子を保護するために、テープ基材５５と粘着層５７とを備える保護粘着テープ５９を貼り付ける（図１１（ａ））。次に、保護粘着テープ５９を介して、半導体ウェハ５１を真空吸着し、半導体ウェハ５１の裏面５４を研削し、半導体ウェハ５１の厚さを減少させる（図１１（ｂ））。次に、半導体ウェハ５１をダイシング工程に搬送する。次に、研削後の半導体ウェハの裏面５４ａを、ダイシングテープ６１に貼り付けられたフラットリングからなる金属キャリア６３の内側に貼り付ける（図１１（ｃ））。次に、保護粘着テープ５９に剥離テープ（図示せず）を貼り付け、剥離テープと保護粘着テープ５９を一緒に半導体ウェハ５１から剥離する（図１１（ｄ））。次に、半導体ウェハ５１をダイシングし、半導体装置を製造を完了する（図１１（ｅ））。ダイシング後の個々の半導体装置は、ピックアップニードル及びコレットを用いた公知のピックアップ方法を用いて、ダイシングテープから引き離され、ダイボンディング工程などが行われる。

近年、半導体装置の薄型化の要求が高まり、この要求に応えるために、半導体ウェハを以前よりも薄く研削し、その厚みを減少させる必要がある。しかし、半導体ウェハの厚みを減少させると、半導体ウェハに割れ、反り、撓みなどが発生しやすくなり、ダイシング工程への搬送において、半導体ウェハの破損が増加するという問題が生じる。

半導体ウェハの破損を防止する方法として、剛性の小さい保護粘着テープを用いる代わりに、図１２に示すように、剛性の大きい補強部材７１を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この方法では、補強部材７１の剛性のため、従来の剥離テープを用いた方法により、補強部材７１を取り外すことが困難である。そのため、その粘着層７３に、熱又は紫外線で粘着力が低下する材料を用い、熱又は紫外線を与えることにより、補強部材７３を半導体ウェハ５１から取り外す。
特開平１０−９２７７６号公報

しかし、半導体ウェハ５１の裏面には、樹脂フィルムを加熱圧着する場合や、電極形成をする場合があり、いずれの場合も粘着層７３が高温にさらされる。従って、粘着層７３に熱により粘着力が低下する材料を用いると、高温にさらされる際に、補強部材７１が外れるという問題が発生する。

また、粘着層７３に紫外線により粘着力が低下する材料を用いる場合、補強部材７１には紫外線透過性の材料である特殊ガラスやサファイアなどの高価な材料を用いる必要がある。さらに、半導体ウェハ５１に形成された回路が紫外線によりビット化け、チャージロスなどを起こすものには適用できないという欠点もある。さらに、粘着層７３が上述のように高温にさらされると、粘着層７３に含まれる紫外線光反応剤が劣化し、紫外線を照射しても粘着力が低下しない場合が生じるという問題もある。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、熱又は紫外線などによる粘着層の粘着力低下を利用することなく、容易に取り外すことのできる補強部材の貼り付け方法を用いた半導体装置の製造方法を提供するものである。

本発明の半導体装置の製造方法は、（１）平坦面と平坦面に形成された複数の凹部とを有する補強部材を準備し、（２）所定雰囲気圧力下で、少なくとも一方の面に半導体素子が形成された半導体ウェハを、その素子形成面が前記平坦面に密着するように設置し、（３）雰囲気圧力を高くして凹部内圧力と雰囲気圧力との差により、半導体ウェハを補強部材に吸着させ、（４）その状態で半導体ウェハに所望の加工を施し、（５）加工された半導体ウェハを補強部材から取り外す工程からなる。

本発明の製造方法によると、補強部材の凹部内圧力と雰囲気圧力との差によって補強部材に半導体ウェハを一様に吸着させるので、半導体ウェハをその厚みが１００μｍ以下になるように超薄型に裏面研削する場合や、１２ｉｎｃｈの大口径半導体ウェハを超薄型に裏面研削する場合であっても、半導体ウェハに反りや撓みが生じないため、工程間搬送などで半導体ウェハが割れたりする危険性が著しく低減し、研削からダイシングテープ貼り付けまで安定して行うことができ、その後、容易に補強部材を取り外すことができる。

また、本発明の製造方法によると、加熱により粘着力が低下する材料を使用する必要がないので，研削後の工程において、半導体ウェハが高温に加熱される場合でも、半導体ウェハと補強部材との貼り付けを維持することができる。

また、本発明の製造方法によると、補強部材の取り外しに紫外線を必要としないので、補強部材に紫外線透過性の材料を用いる必要がないという利点がある。また、半導体ウェハの回路が紫外線によってビット化けやチャージロスなど電気的特性が変動してしまう半導体ウェハにも適用可能である。

また、本発明では、熱又は紫外線によって接着力が低下する特殊な接着材料を用いる必要がないので、製造コストが安価になる。

また、本発明では、補強部材の貼り付けにワックスや両面粘着層を有する両面テープを用いる必要がないので、研削のむらが少なく、平坦性も均一であり、半導体ウェハ間の厚みばらつきの少ないものが得られやすい。

（第１の実施形態）
本発明の半導体装置の製造方法は、（１）平坦面と平坦面に形成された複数の凹部とを有する補強部材を準備し、（２）所定雰囲気圧力下で、少なくとも一方の面に半導体素子が形成された半導体ウェハを、その素子形成面が前記平坦面に密着するように設置し、（３）雰囲気圧力を高くして凹部内圧力と雰囲気圧力との差により、半導体ウェハを補強部材に吸着させ、（４）その状態で半導体ウェハに所望の加工を施し、（５）加工された半導体ウェハを補強部材から取り外す工程からなる。

まず、上記（１）の工程、すなわち、平坦面と平坦面に形成された複数の凹部とを有する補強部材を準備する工程について説明する。

補強部材の材質には、後述する半導体ウェハの研削中の摩擦熱に耐えるのに十分な強度を有し、反り、撓み、歪みが少ないものを用いることができ、具体的にはＳＵＳ、アルミ、セラミック、ガラス、シリコン、サファイア、又はテフロン（登録商標）などを用いることができる。また、補強部材には、紫外線透過性が要求されず、材質の選択の幅が広い。

補強部材は、少なくとも１つの平坦面を有していればよく、板状であることが好ましい。その場合、補強部材の厚みは、０．３〜３ｍｍ程度であることが好ましい。厚みが０．３ｍｍ未満の場合、半導体ウェハの研削によって生じる半導体ウェハ反りによって、次工程の工程間搬送で支障をきたしてしまい、厚みが３．０ｍｍを超えると、補強部材の厚みのバラツキが大きくなるため、薄型半導体ウェハ研削の厚みのバラツキが大きくなり、実用上使用が困難となるためである。

また、補強部材は、その平坦面が半導体ウェハの全面を支持するために、半導体ウェハと同面積か、それよりも大きな面積を有していることが好ましい。また、補強部材の平坦面の形状は、半導体ウェハの形状に相似したものとすることが好ましい。具体的には、半導体ウェハが実質的に円形の場合には、平坦面の形状は、それよりも５〜１５ｍｍ程度、直径が大きい円形とすることが好ましい。

また、補強部材の平坦面は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１による面粗度Ｒａが２μｍ以下であることが好ましく、鏡面であることがさらに好ましい。なぜなら、面粗度Ｒａが２μｍを超える場合、補強部材と、半導体ウェハ又は後述する弾性変形可能なフィルムとの間に隙間が発生し、両者の吸着の強度が低下するからである。

複数の凹部は、上記の補強部材に複数の非貫通孔を形成することにより形成することができる。

また、補強部材が第１及び第２部材からなり、第１部材が平坦面とその対向面とを有すると共に平坦面から対向面へ貫通する複数の貫通孔を有し、第２部材が複数の貫通孔を塞いで前記凹部を形成するように前記対向面に設置されるようにしてもよい。この場合、第１部材には、上述の補強部材と同じ材質、形状のものを用いることができる。また、第２部材には、ＥＶＡ、塩化ビニール、ポリオレフィン、ポリウレタンなどの弾性変形しやすい材料で形成されたフィルムなどを用いることができる。

第２部材は、第１部材に接着するための粘着層を予め有してもよいし、第１及び第２部材とが接着剤で接着されてもよい。接着は、予め、例えば、大気圧雰囲気下で、行っておいてもよく、また、所定雰囲気圧力下で、半導体ウェハと第１部材とを密着させる前、又は、密着させている間に行うこともできる。

また、第２部材は、必ずしも第１部材に粘着層や接着剤で接着される必要はない。というのは、所定雰囲気圧力下で、半導体ウェハ、第１部材、及び第２部材をこの順で密着させるだけで、高雰囲気圧力下において、これらは互いに吸着するからである。

また、凹部は、補強部材の平坦面に対して占有面積が１０〜７０％程度となるように形成されることが好ましい。

凹部の形状は、円形、多角形など、任意の形状にすることができるが、加工上、円形とすることが好ましい。凹部の直径は、０．１〜２．０ｍｍ程度とすることが好ましい。補強部材の平坦面全面に渡って、実質的に同一の大きさの凹部を形成してもよく、また、例えば、中心に向かうにつれて徐々に凹部の直径を大きくするなど、直径に分布を設けてもよい。凹部が形成される間隔は、０．０４〜２．０ｍｍ程度であることが好ましい。

凹部の深さは、０．１から２．５ｍｍ程度であることが好ましい。０．１ｍｍ未満であると、凹部の目詰まりを起こしやすく、半導体ウェハ吸着力が不足してしまう。一方、２．５ｍｍを越えると、研削時の負荷による半導体ウェハの局所的なに歪みより、クラックが発生したり、研削むらや割れが生じたり、品質を低下させる可能性がある。また、凹部は、平坦面に垂直に円筒状に形成されることが好ましいが、テーパー状などの他の形状で形成されてもよい。

工程（２）の前に、半導体ウェハの素子形成面に弾性変形可能なフィルムを貼り付ける工程を備えてもよい。

半導体ウェハには、例えば、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＺｎＯ、ＺｎＳｅなどの化合物半導体、Ｓｉ、Ｇｅなどの元素半導体の半導体ウェハが含まれる。半導体ウェハのサイズは、例えば、直径が８ｉｎｃｈ、厚さが７２５μｍである。

素子形成面とは、半導体素子が形成された面をいい、半導体素子には、ＬＥＤ、ＬＤなどの半導体発光素子、ＰＤ、光トランジスタなどの半導体受光素子、トランジスタ、ダイオードなど半導体素子などが含まれる。

弾性変形可能なフィルムは、ＥＶＡ、塩化ビニール、ポリオレフィン、ポリウレタンなどの弾性変形しやすい材料を用いて形成することができる。このようなフィルムを用いるのは、フィルムが弾性変形することにより、フィルムと、補強部材との密着性が高まり、両者がより強く貼り付くからである。本発明の方法では、補強部材により半導体ウェハを補強するので、フィルム自体には、剛性は必要なく、フィルムを形成する材料の選択の幅が広い。このフィルムの厚さとしては、５０〜３００μｍ程度が好ましい。

フィルムは、アクリル系のポリマー、具体的には、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルなどを単量体成分とするポリマーなどで形成された粘着層を備えてもよい。粘着層には、熱又は紫外線硬化性が要求されないので、粘着層を形成する材料の選択の幅が広い。

また、粘着層に紫外線硬化性が要求されないので、フィルムには、紫外線透過性が要求されず、その点からも、フィルムを形成する材料の選択の幅が広い。

フィルムの使用目的は、例えば、素子形成面を保護すること、素子形成面の凹凸を吸収し平坦にすること、及び補強部材との密着性を高めることなどである。

フィルムは、ローラを用いた公知の方法を用いて半導体ウェハに貼り付けることができる。

次に、上記（２）の工程、すなわち、所定雰囲気圧力下で、少なくとも一方の面に半導体素子が形成された半導体ウェハを、その素子形成面が前記平坦面に密着するように設置する工程について説明する。

所定雰囲気圧力としては、半導体ウェハに所望の加工を施す工程での雰囲気圧力よりも低い圧力を採用することができる。具体的には、半導体ウェハが大気圧雰囲気で、加工される場合、所定雰囲気圧力は、大気圧よりも低い雰囲気圧力であり、１０Ｐａ〜５０ｋＰａ程度の雰囲気圧力にすることが好ましい。これよりも高い圧力にすると、補強部材と半導体ウェハとの貼り付けの強さが十分に保証されないからである。

半導体ウェハを、その素子形成面が前記平坦面に密着するように設置する工程は、例えば低圧チャンバー内で、半導体ウェハを補強部材の平坦面に設置し、油圧又は空気圧によるプレス装置で、押圧することにより行うことが好ましい。

次に、上記（３）の工程、すなわち、雰囲気圧力を高くして凹部内圧力と雰囲気圧力との差により、半導体ウェハを補強部材に吸着させる工程について説明する。

半導体ウェハと補強部材とを密着させたままで、雰囲気圧力を高くするため、貼り付け時の雰囲気圧力のまま保持された凹部内の圧力と、高くした雰囲気圧力との圧力差により、半導体ウェハが補強部材に吸着する。

次に、上記（４）の工程、すなわち、その状態で半導体ウェハに所望の加工を施す工程について説明する。

半導体ウェハに所望の加工を施す工程とは、例えば、補強部材を貼り付けた面に対向する面から半導体ウェハを研削する工程である。

半導体ウェハの研削は、上記の方法で半導体ウェハに吸着させた補強部材を真空吸着パッドなどで吸着保持し、平面研削用回転砥石に接触させることにより、行うことができる。予め半導体ウェハに補強部材を取り付けた状態で半導体ウェハを研削することにより、研削工程、又は研削機から半導体ウェハを取り外す工程、その後の搬送工程でのウェハの破損事故を減少させることができる。

また、研削工程は、補強部材を貼り付ける工程の前に行うこともできる。この場合、半導体ウェハの研削は、直接又は弾性変形可能なフィルムを介して半導体ウェハを真空吸着パッドなどで吸着保持し、平面研削用回転砥石に接触させることにより、行うことができる。研削を行った後に、上記の方法を用いて、半導体ウェハに補強部材を貼り付ける。この場合、次の工程への搬送前に補強部材を取り付けるので、搬送時のウェハの破損事故を減少させることができる。

上記（４）の工程は、半導体ウェハの裏面に接着フィルムを貼り付ける工程を備えてもよい。接着フィルムには、エポキシ系、ポリイミド系、エポキシ／ポリイミド系など熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂など、種々の材質のものを使用することができる。また、接着フィルムは、熱圧着、印刷塗工などの方法を用いて、貼り付けることができる。接着フィルムは、ダイシング後、チップ同士を多段に積層することなどに使用することができる。

また、上記（４）の工程は、半導体ウェハ裏面に、導電膜、絶縁膜、コンタクトホール、電極などをＣＶＤ、エッチング、レーザーなどのプロセスを用いて形成する工程を備えてもよい。

次に、上記（５）の工程、加工された半導体ウェハを補強部材から取り外す工程について説明する。この工程を実施する方法として、例えば、次の３通りが挙げられる。

第１の方法は、雰囲気圧力を、貼り付け時の雰囲気圧力と実質的に同じか、又はそれ以下にする方法である。

雰囲気圧力を貼り付け時の雰囲気の圧力と実質的に同じにする場合、凹部内の圧力と雰囲気圧力の差が小さくなるため、補強部材を引っ張るか、平行にずらすことにより容易に補強部材を取り外すことができる。また、雰囲気圧力を貼り付け時の雰囲気圧力よりも低くする場合、雰囲気圧力よりも凹部内の圧力が高くなるため、それまで作用していた吸引力は失われ、補強部材をさらに容易に取り外すことができる。

ここで「実質的に同じ」とは、上記原理により、半導体ウェハから補強部材を取り外すことができる程度に、凹部内の圧力と雰囲気圧力との差を小さくすることをいう。従って、これには、半導体ウェハから補強部材を取り外すことができる範囲であれば、雰囲気圧力が凹部内の圧力よりも高い場合も含まれる。

第２の方法は、補強部材が第１及び第２部材からなる場合に用いることができる。第２の方法では、第１部材から第２部材を剥離することにより、凹部内の圧力を雰囲気圧力と実質的に同じにし、その後、補強部材を引っ張るか、平行にずらすことにより、補強部材を取り外す。第２部材は、剥離テープなどを用いた公知の方法により、剥離することができる。第２の方法では、補強部材を取り外す際に、雰囲気圧力を低くする必要がないので、簡易に、補強部材を取り外すことができる。

第３の方法は、物理的又は化学的手段によって、（ａ）非貫通の凹部を有する補強部材のうち、凹部の底に対応する部分を除去し、又は変形若しくは変質させることにより、凹部を外気に開放するか、（ｂ）第２部材のうち、凹部の底に対応する部分を除去し、又は変形若しくは変質させることにより、凹部を外気に開放する。この方法によると、凹部の内外が通気され、凹部内の圧力が雰囲気圧力と実質的に同じになり、補強部材を容易に取り外すことができる。第３の方法には、（１）機械的に、又はエッチングにより、補強部材又は第２部材に、凹部の内外を連通する貫通孔を形成すること、（２）加熱、紫外線照射、又は薬剤塗布などにより、補強部材又は第２部材を例えば多孔質に変質させ、又は溶解若しくは溶融させ、凹部を外気に開放させることなどが含まれる。

工程（５）の後に、半導体ウェハをダイシングする工程をさらに備えてもよい。

半導体ウェハをダイシングは、例えば、以下の方法により行うことができる。まず、半導体ウェハをダイシングテープに貼り付ける。ダイシングテープは、ローラを用いた公知の方法で半導体ウェハに貼り付けることができる。また、ダイシングテープを半導体ウェハの裏面に貼り付ける前、又は後に半導体ウェハを取り囲むようにリング状の金属キャリアを取り付けることが好ましい。

ダイシングテープは、テープ基材及び粘着層からなり、テープ基材は、ＥＶＡ、塩化ビニール、ポリオレフィン、ポリウレタンなどの材料を用いて形成することができ、粘着層は、アクリル系のポリマー、具体的には、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルなどを単量体成分とするポリマーを用いて形成することができる。

次に、半導体ウェハの素子形成面に弾性変形可能なフィルムが貼り付けられている場合には、このフィルムを剥離する。フィルムは、剥離テープを用いた公知の方法により剥離することができる。また、この工程は、剥離テープによらず、例えば、有機溶剤や水などにより、フィルムの粘着層を溶解除去する方法、又は熱若しくは紫外線などの放射線により、フィルムの粘着層を変質させ、粘着力を低下させるなどの方法を用いて、フィルムを半導体ウェハから取り除くことよって、実施してもよい。

次に、半導体ウェハのダイシングを行う。半導体ウェハのダイシングは、高速回転するダイアモンドブレードを用いた公知の方法によって行うことができる。ハーフダイシング方式、フルダイシング方式の何れの方式を用いてもよい。ダイシング後の個々の素子は、ピックアップニードル及びコレットを用いた公知のピックアップ方法を用いて、ダイシングテープから引き離すことができ、以後のダイボンディング工程などを行うことができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第１の実施形態に係る製造方法において、工程（２）の前に、半導体ウェハの素子形成面に、半導体ウェハのダイシングラインに沿って所定の深さの溝を形成する工程を備え、工程（４）が、補強部材を貼り付けた面に対向する面から半導体ウェハを研削し、半導体ウェハの厚さを前記溝に達するまで減少させることにより、半導体ウェハをダイシングする工程である。

まず、半導体ウェハの素子形成面に、半導体ウェハのダイシングラインに沿って所定の深さの溝を形成する工程について説明する。

溝は、研削後の半導体ウェハの厚さよりも深く形成することが好ましい。このような溝を予め形成しておくと、後述の半導体ウェハ裏面の研削により、半導体ウェハのダイシングが可能となる。なお、溝は、研削後の半導体ウェハの厚さよりも浅く形成することもでき、この場合、研削後に半導体ウェハを押圧するなどにより、半導体ウェハをダイシングすることができる。

溝は、高速回転するダイアモンドブレードを用いた公知の方法で形成することができる。また、ドライエッチングなどにより形成しても良い。

次に、補強部材を貼り付けた面に対向する面から半導体ウェハを研削し、半導体ウェハの厚さを前記溝に達するまで減少させることにより、半導体ウェハをダイシングする工程について説明する。

補強部材を貼り付けた面に対向する面から半導体ウェハを前記溝に達するまで研削すると、自然に半導体ウェハがダイシングされる。この方法によると、半導体ウェハのダイシングにダイアモンドブレード等を用いる必要がないため、ダイアモンドブレード等を用いる場合に半導体ウェハの裏面に発生するチッピングの発生を抑えることができる。

半導体ウェハを研削する工程の前に、半導体ウェハの素子形成面に弾性変形可能なフィルムを貼り付ける工程を備えることが好ましい。この場合、ダイシングされた半導体ウェハの個々の素子が弾性変形可能なフィルムに貼り付いているため、これらの素子が散乱することを防止することができるからである。この個々の素子は、ピックアップニードル及びコレットを用いた公知のピックアップ方法を用いて、弾性変形可能なフィルムから引き離すことができ、以後のダイボンディング工程などを行うことができる。

上記の研削工程の後に、ダイシングされた半導体ウェハの裏面に、上述の接着フィルムを上述の方法で貼り付ける工程を備えてもよい。この接着フィルムは、次に何れかの方法を用いてダイシングすることができる。

第１の方法は、接着フィルムを貼り付けた後、補強部材を取り外す前に、接着フィルムをダイシングする方法である。

第２の方法は、（ａ）半導体ウェハに補強部材を取り付けた状態で、半導体ウェハに貼り付けられた接着フィルムをダイシングテープに貼り付け、（ｂ）半導体ウェハから補強部材を取り外し、（ｃ）必要な場合には、ダイシングされた半導体ウェハに貼り付けられた弾性変形可能なフィルムを剥離し、（ｄ）接着フィルムをダイシングする工程を備える方法である。

（第３の実施形態）
本発明は、別の観点から見ると、（１）平坦面と平坦面に形成された複数の凹部とを有する補強部材を準備し、（２）所定雰囲気圧力下で、半導体ウェハをその表面が前記平坦面に密着するように設置し、（３）雰囲気圧力を高くして凹部内圧力と雰囲気圧力との差により、半導体ウェハを補強部材に吸着させる工程からなる半導体ウェハと補強部材との貼り付け方法を提供するものである。

各工程、構成要素についての説明は、上述した通りであり、本発明によると、以下の効果が得られる。

１．本発明の方法によると、確実に貼り付けることができ、かつ、容易に取り外すことができる、半導体ウェハと補強部材との貼り付け方法が提供される。

２．本発明の方法により、半導体ウェハと補強部材とを貼り付けると、半導体ウェハの厚みを１００μｍ以下の超薄型に裏面研削する場合や、１２ｉｎｃｈの大口径半導体ウェハを超薄型に裏面研削する場合であっても、半導体ウェハに反りや撓みが生じないため、工程間搬送などで半導体ウェハが割れたりする危険性が著しく低減し、研削からダイシングテープ貼り付けまでの工程を安定して行うことができ、さらにその後、容易に補強部材を取り外すことができる。

３．本発明の方法によると、加熱により粘着力が低下する材料を使用する必要がないので，研削後の工程において、半導体ウェハが高温に加熱される場合でも、半導体ウェハと補強部材との貼り付けを維持することができる。

４．本発明の方法によると、補強部材の取り外しに紫外線を必要としないので、補強部材に紫外線透過性の材料を用いる必要がないという利点がある。また、半導体ウェハの回路が紫外線によってビット化けやチャージロスなど電気的特性が変動してしまう半導体ウェハにも適用可能である。

５．本発明では、熱又は紫外線によって密着力が低下する特殊な材料を用いる必要がないので、材料コストが安価である。

６．本発明では、補強部材の貼り付けにワックスや両面粘着層を有する両面テープを用いる必要がないので、研削のむらが少なく、平坦性も均一であり、半導体ウェハ間の厚みばらつきの少ないものが得られやすい。

また、補強部材が第１及び第２部材からなり、第１部材が前記平坦面とその対向面とを有すると共に平坦面から対向面へ貫通する複数の貫通孔を有し、第２部材が複数の貫通孔を塞いで前記凹部を形成するように前記対向面に設置されてもよい。各工程、構成要素についての説明は、上述した通りである。

（第４の実施形態）
本発明は、別の観点から見ると、（１）第３の実施形態に係る半導体ウェハと補強部材との貼り付け方法を用いて半導体ウェハに補強部材を貼り付け、（２）補強部材を貼り付けた面に対向する面から半導体ウェハを研削する工程を備える半導体ウェハの研削方法を提供するものである。各工程、構成要素についての説明は、上述した通りである。

（第５の実施形態）
本発明は、別の観点から見ると、（１）第４の実施形態に係る半導体ウェハの研削方法を用いて半導体ウェハの厚さを減少させ、（２）半導体ウェハに補強部材を貼り付けた状態で、別の工程に半導体ウェハを搬送する工程を備える半導体ウェハの搬送方法を提供するものである。各工程、構成要素についての説明は、上述した通りである。

本発明の方法によると、半導体ウェハに補強部材を取り付けた状態で、半導体ウェハの搬送を行うため、搬送時のウェハの破損事故を減少させることができる。

図１は、本発明の実施例１〜６で使用する補強部材１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視断面図である。補強部材１は、片側の面に、非貫通孔からなる多数の円柱状の凹部３を備える。

図２は、本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。

まず、図２（ａ）に示すように、半導体ウェハ１１の素子形成面１３にテープ基材１５と粘着層１７からなる弾性変形可能なフィルムとしての保護粘着テープ１９を貼り付ける。

次に、図２（ｂ）に示すように、真空雰囲気下において補強部材１の凹部３を形成した面と保護粘着テープ１９のテープ基材１５の面を向かい合わせ、凹部３がテープ基材１５によって完全にシールドされるように押圧し、両者を密着させる。真空雰囲気圧力は、１０Ｐａ〜５０ｋＰａに設定する。

次に、外部雰囲気圧力を大気圧に向けて上昇させる。この結果、図２（ｃ）に示すように、凹部３と外部雰囲気との間に、気圧差が生じ貼り付け状態を維持することができる。なお、図２（ｂ）の雰囲気圧力を１０Ｐａ〜５０ｋＰａに設定する理由は、貼り付け状態を維持するために必要な凹部３と外部雰囲気との気圧差を適度に作用させるためである。

次に、図２（ｄ）に示すように、補強部材１を取り付けた状態で、裏面研削装置のチャック面に補強部材１を固定し、半導体ウェハ１１の裏面１４ａを研削する。

次に、図２（ｅ）に示すように、ウェハ１１に補強部材１を取り付けた状態で、ダイシングテープ２１に貼り付けられたリング状の金属キャリア２３の内側に半導体ウェハの研削後の裏面１４ａを貼り付ける。

次に、前記貼り付け時の真空雰囲気圧力と同等の雰囲気にする。この結果、凹部３と外部雰囲気の気圧差が小さくなるため、補強部材１を引っ張るなり、平行にずらしたりすると容易に剥がすことができる（図２（ｆ））。

次に、図２（ｇ）に示すように、半導体ウェハ１１から保護粘着テープ１９を剥離する。

次に、図２（ｈ）に示すように、ダイシングを行い、個々の素子に分離する。この個々の素子は、ピックアップニードル及びコレットを用いた公知のピックアップ方法を用いて、ダイシングテープから引き離すことができ、以後のダイボンディング工程などを行うことができる。

本発明の実施例２に係る半導体装置の製造方法では、図２（ｄ）の工程の次に、図３に示すように半導体ウェハ１１の裏面１４ａに接着フィルム２５を貼り付ける工程を備える。接着フィルム２５を貼り付け後、図２（ｅ）以降の工程が実施される。

本発明の実施例３に係る半導体装置の製造方法では、図２（ｄ）の工程の次に、図４に示すように半導体ウェハ１１の裏面１４ａに電極２７を形成する工程を備える。電極形成の後、図２（ｅ）以降の工程が実施される。

本発明の実施例４に係る半導体装置の製造方法では、図５（ａ）に示すように、最初に、半導体ウェハ１１の表面に、半導体ウェハのダイシングラインに沿って所定の深さの溝２９を形成する。その後は、図２（ａ）〜（ｄ）と同様の工程を実施する（図５（ｂ）〜（ｅ））。裏面研削工程により、半導体ウェハ１１がダイシングされる。その後、図２（ｆ）と同様の方法により、補強部材１を取り外す（図５（ｆ））。

本発明の実施例５に係る半導体装置の製造方法では、図５（ｅ）で得られるダイシングされた半導体ウェハ（図６（ａ））に接着フィルム２５を貼り付け（図６（ｂ））、接着フィルム２５をダイシングし（図６（ｃ））、図２（ｆ）と同様の方法により、補強部材を取り外す。（図６（ｄ））。

本発明の実施例６に係る半導体装置の製造方法では、図６（ｂ）で得られる接着フィルム貼り付け後の半導体ウェハ（図７（ａ））に対して、図２（ｅ）〜（ｈ）と同様の工程を実施する（図７（ｂ）〜（ｅ））。

図８は、本発明の実施例７で使用する補強部材３１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面の断面図である。補強部材３１は、貫通孔からなる円柱状の凹部３３を備える。

図９は、本発明の実施例７に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。

まず、図９（ａ）に示すように、補強部材３１の凹部３３の一方のみを全域ふさぐようにフィルム基材３５と、粘着層３７とを備える粘着フィルム３９を貼り付ける。

次に、粘着フィルム３９を貼り付けた補強部材３１を用いて、図２（ａ）〜（ｅ）と同様の工程を実施する（図９（ｂ）〜（ｆ））。

次に、図１０（ｇ）に示すように、補強部材３１の凹部３３の全域をふさいでいるフィルム３９を剥がすことにより、凹部３３の減圧状態が破壊されるため、図１０（ｈ）に示すように、補強部材３１を引っ張るか、又は平行にずらすことにより、補強部材３１を容易に剥がすことができる。

次に、図１０（ｉ）に示すように、半導体ウェハ１１から保護粘着テープ１９を剥離する。

次に、図１０（ｊ）に示すように、ダイシングを行う。

本発明の実施例１〜６で使用する補強部材１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図である。 本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法を示す工程説明図である。 本発明の実施例１の裏面研削後、半導体ウェハ裏面に接着フィルムを貼り付けた状態を示す側面断面図である（実施例２）。 本発明の実施例１の裏面研削後、半導体ウェハ裏面に電極形成を行った状態を示す側面断面図である（実施例３）。 本発明の実施例４に係る半導体装置の製造方法を示す工程説明図である。 本発明の実施例５に係る半導体装置の製造方法を示す工程説明図である。 本発明の実施例６に係る半導体装置の製造方法を示す工程説明図である。 本発明の実施例７で使用する補強部材１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図である。 本発明の実施例７に係る半導体装置の製造方法を示す工程説明図である。 本発明の実施例７に係る半導体装置の製造方法を示す工程説明図である。 従来の半導体装置の製造方法の一例を示す工程説明図である。 従来の剛性の大きい補強部材と半導体ウェハを貼り付けた状態を示す断面図である。

符号の説明

１、３１：補強部材
３、３３：凹部
１１、５１：半導体ウェハ
１３、５３：素子形成面
１４、５４：半導体ウェハの裏面
１４ａ、５４ａ：裏面研削後の半導体ウェハの裏面
１５、５５：テープ基材
１７、５７：粘着層
１９、５９：保護粘着テープ
２１、６１：ダイシングテープ
２３、６３：金属キャリア
２５：接着フィルム
２７：電極
２９：溝
３５：フィルム基材
３７：粘着層
３９：粘着フィルム
７１：従来の剛性の大きい補強部材
７３：粘着層

Claims (23)

1. （１）平坦面と平坦面に形成された複数の凹部とを有する補強部材を準備し、（２）所定雰囲気圧力下で、少なくとも一方の面に半導体素子が形成された半導体ウェハを、その素子形成面が前記平坦面に密着するように設置し、（３）雰囲気圧力を高くして凹部内圧力と雰囲気圧力との差により、半導体ウェハを補強部材に吸着させ、（４）その状態で半導体ウェハに所望の加工を施し、（５）加工された半導体ウェハを補強部材から取り外す工程からなる半導体装置の製造方法。
2. 補強部材が第１及び第２部材からなり、第１部材が前記平坦面とその対向面とを有すると共に平坦面から対向面へ貫通する複数の貫通孔を有し、第２部材が複数の貫通孔を塞いで前記凹部を形成するように前記対向面に設置される請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 第１及び第２部材とが接着されてなる請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 工程（２）の前に、半導体ウェハの素子形成面に弾性変形可能なフィルムを貼り付ける工程を備える請求項１から３のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
5. 工程（４）は、その状態で、補強部材を貼り付けた面に対向する面から半導体ウェハを研削する工程である請求項１から４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
6. 工程（５）の後に、半導体ウェハをダイシングする工程をさらに備える請求項１から５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
7. 工程（２）の前に、半導体ウェハの素子形成面に、半導体ウェハのダイシングラインに沿って所定の深さの溝を形成する工程を備え、工程（４）が、補強部材を貼り付けた面に対向する面から半導体ウェハを研削し、半導体ウェハの厚さを前記溝に達するまで減少させることにより、半導体ウェハをダイシングする工程である請求項１から４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
8. 所定雰囲気圧力下は、１０Ｐａ〜５０ｋＰａ程度の雰囲気圧力下である請求項１から７のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
9. （１）平坦面と平坦面に形成された複数の凹部とを有する補強部材を準備し、（２）所定雰囲気圧力下で、半導体ウェハをその表面が前記平坦面に密着するように設置し、（３）雰囲気圧力を高くして凹部内圧力と雰囲気圧力との差により、半導体ウェハを補強部材に吸着させる工程からなる半導体ウェハと補強部材との貼り付け方法。
10. 補強部材が第１及び第２部材からなり、第１部材が前記平坦面とその対向面とを有すると共に平坦面から対向面へ貫通する複数の貫通孔を有し、第２部材が複数の貫通孔を塞いで前記凹部を形成するように前記対向面に設置される請求項９に記載の貼り付け方法。
11. 第１及び第２部材とが接着されてなる請求項１０に記載の貼り付け方法。
12. 工程（２）の前に、半導体ウェハの表面に弾性変形可能なフィルムを貼り付ける工程を備える請求項９から１１のいずれか１つに記載の貼り付け方法。
13. 所定雰囲気圧力下は、１０Ｐａ〜５０ｋＰａ程度の雰囲気圧力下である請求項９から１２のいずれか１つに記載の貼り付け方法。
14. （１）請求項９から１３のいずれか１つに記載の半導体ウェハと補強部材との貼り付け方法を用いて半導体ウェハに補強部材を貼り付け、（２）補強部材を貼り付けた面に対向する面から半導体ウェハを研削する工程を備える半導体ウェハの研削方法。
15. （１）請求項１４に記載の半導体ウェハの研削方法を用いて半導体ウェハの厚さを減少させ、（２）半導体ウェハに補強部材を貼り付けた状態で、別の工程に半導体ウェハを搬送する工程を備える半導体ウェハの搬送方法。
16. 平坦面と平坦面に形成された複数の凹部とを有する半導体ウェハの研削用補強部材。
17. 第１及び第２部材からなり、第１部材が平坦面とその対向面とを有すると共に平坦面から対向面へ貫通する複数の貫通孔を有し、第２部材が複数の貫通孔を塞いで前記凹部を形成するように前記対向面に設置される半導体ウェハの研削用補強部材。
18. 補強部材が板状であり、その厚みが０．３〜３ｍｍ程度である請求項１６又は１７に記載の補強部材。
19. 凹部は、実質的に円形である請求項１６から１８のいずれか１つに記載の補強部材。
20. 凹部の直径は、０．１から２ｍｍ程度である請求項１９に記載の補強部材。
21. 凹部が形成される間隔は、０．０４〜２．０ｍｍ程度である請求項１９又は２０に記載の補強部材。
22. 凹部は、補強部材上での占有面積が１０〜７０％程度となるように形成される請求項１６から２１のいずれか１つに記載の補強部材。
23. 凹部の深さは、０．１から２．５ｍｍ程度である請求項１６から２２のいずれか１つに記載の補強部材。

Images