JP2005302805A

JP2005302805A - 半導体素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005302805A
Application number: JP2004112800A
Authority: JP
Inventors: Miyoshi Togawa; 実栄戸川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】支持基板に貼着した半導体基板をダイシングカットして形成する半導体装置及びその製造方法において、製造コストの低減及び製造に要する時間の短縮化が可能な半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】支持基板１０上に接着層２０を介して着設した半導体基板３０に半導体回路を形成した後に、半導体素子を支持基板２０ごとダイシングカットして形成した半導体素子４０及びその製造方法であって、接着層２０を、前記半導体回路の形成工程における加熱条件よりも高い温度によって粘着力が消失する接着剤を用いて形成する。または、接着層２０を、半導体回路の形成工程で使用する薬液の使用温度より高い温度とした液体で溶解する接着剤を用いて形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子及びその製造方法に関するものであり、特に、半導体素子を超薄型の半導体基板を用いて形成するために、半導体基板を支持基板に着設して製造している半導体素子及びその製造方法に関するものである。

昨今、半導体装置の小型化・薄型化の要求にともなって、半導体素子自体を数１０〜１００μｍ程度に薄型化することが行われている。

半導体素子を薄型化する場合には、半導体素子の基体となる半導体基板に薄肉の半導体基板を用いており、このような薄肉の半導体基板はそのままではハンドリングが困難であるとともに、ソリが生じやすいため、通常は、図２（ａ）に示すように、第１接着剤を塗布して接着層200を形成した支持基板100に薄肉の半導体基板300を着設し、この半導体基板300にウエハプロセスを用いて半導体回路を形成することにより半導体素子を製造している。図２中、400は、半導体回路が形成される回路形成域である。

そして、半導体素子となる所要の半導体回路の形成後、図２（ｂ）に示すように第２接着剤を介して半導体基板300にサポート材500を貼着し、接着層200の部分において支持基板100を剥離して、図２（ｃ）に示すように、回路形成域400に半導体回路が形成されている半導体基板300を、支持基板100からサポート材500への移し替えている（例えば、特許文献１参照。）。

その後、半導体基板300をサポート材500ごとダイシングすることにより、図２（ｄ）に示すように、個々に分離した半導体素子600を形成している。

各半導体素子600に貼着されているサポート材500は、半導体素子600の実装基板への実装後に第２接着剤部分において剥離している。あるいは、ダイシングの際にはサポート材500を切断しないようにダイシングを行い、半導体素子600の実装基板への実装前にサポート材500から半導体素子600を個々に剥離させ、剥離した半導体素子600をそのまま実装基板への実装をするようにしていることもある。
特開２００３−１４２６６６号公報

しかしながら、このように支持基板上で形成された半導体素子をサポート材に移し替えて個々に分離した場合には、サポート材への移替作業の分だけ余計に時間を必要とするために製造時間の短縮化の障害となり、製造効率の向上を阻害することとなっていた。

しかも、使用する半導体基板が大型化するにしたがって、半導体基板から支持基板を剥離させる剥離作業に多大な時間を要することとなり、半導体基板の大型化による製造効率の向上効果を阻害することになるという問題があった。

そこで、本発明の半導体素子では、支持基板上に接着層を介して着設した半導体基板に半導体回路を形成した後に、半導体素子を支持基板ごとダイシングカットして形成した半導体素子であって、特に、半導体回路の形成工程における加熱条件よりも高い温度によって粘着力が消失する接着剤を用いて接着層を形成した。

また、本発明の半導体素子では、支持基板上に接着層を介して着設した半導体基板に半導体回路を形成した後に、半導体素子を支持基板ごとダイシングカットして形成した半導体素子であって、特に、半導体回路の形成工程で使用する薬液の使用温度より高い温度とした液体で溶解する接着剤を用いて接着層を形成した。

また、本発明の半導体素子の製造方法では、上面に接着層を設けた支持基板上に半導体基板を貼着し、この半導体基板に半導体回路を形成した後、半導体基板を支持基板ごとダイシングすることにより半導体素子を形成する半導体素子の製造方法であって、特に、半導体回路の形成工程における加熱条件よりも高い温度によって粘着力が消失する接着剤を用いて接着層を形成することとした。

また、本発明の半導体素子の製造方法では、上面に接着層を設けた支持基板上に半導体基板を貼着し、この半導体基板に半導体回路を形成した後、半導体基板を支持基板ごとダイシングすることにより半導体素子を形成する半導体素子の製造方法であって、特に、半導体回路の形成工程で使用する薬液の使用温度より高い温度とした液体で溶解する接着剤を用いて接着層を形成することとした。

請求項１記載の発明によれば、支持基板上に接着層を介して着設した半導体基板に半導体回路を形成した後に、半導体素子を支持基板ごとダイシングカットして形成した半導体素子であって、特に、半導体回路の形成工程における加熱条件よりも高い温度によって粘着力が消失する接着剤を用いて接着層を形成したことによって、サポート材を不要とすることができるので、製造工程を短縮化できるとともに、製造コストの低減を図ることができ、安価とした半導体素子を提供可能とすることができる。しかも、半導体素子に取着された支持基板が不要となった場合には、所定の加熱条件によって半導体素子を加熱することによって、支持基板を容易に除去することができる。

請求項２記載の発明によれば、支持基板上に接着層を介して着設した半導体基板に半導体回路を形成した後に、半導体素子を支持基板ごとダイシングカットして形成した半導体素子であって、特に、半導体回路の形成工程で使用する薬液の使用温度より高い温度とした液体で溶解する接着剤を用いて接着層を形成したことによって、サポート材を不要とすることができるので、製造工程を短縮化できるとともに、製造コストの低減を図ることができ、安価とした半導体素子を提供可能とすることができる。しかも、半導体素子に取着された支持基板が不要となった場合には、所定の温度に加熱した液体で接着層を溶解させることによって、支持基板を容易に除去することができる。

請求項３記載の発明によれば、上面に接着層を設けた支持基板上に半導体基板を貼着し、この半導体基板に半導体回路を形成した後、半導体基板を支持基板ごとダイシングすることにより半導体素子を形成する半導体素子の製造方法であって、特に、半導体回路の形成工程における加熱条件よりも高い温度によって粘着力が消失する接着剤を用いて接着層を形成することによって、サポート材を不要とすることができるので、製造工程を短縮化できるとともに、製造コストの低減を図ることができる。しかも、半導体素子に取着された支持基板が不要となった場合には、所定の加熱条件によって半導体素子を加熱することによって、支持基板を容易に除去することができる。

請求項４記載の発明によれば、上面に接着層を設けた支持基板上に半導体基板を貼着し、この半導体基板に半導体回路を形成した後、半導体基板を支持基板ごとダイシングすることにより半導体素子を形成する半導体素子の製造方法であって、特に、半導体回路の形成工程で使用する薬液の使用温度より高い温度とした液体で溶解する接着剤を用いて接着層を形成することによって、サポート材を不要とすることができるので、製造工程を短縮化できるとともに、製造コストの低減を図ることができる。しかも、半導体素子に取着された支持基板が不要となった場合には、所定の温度に加熱した液体で接着層を溶解させることによって、支持基板を容易に除去することができる。

本発明の半導体素子及びその製造方法では、半導体素子を形成するための半導体基板を接着層を介して支持基板に着設し、半導体基板の所要の位置に所要の半導体回路を形成して半導体素子を形成しているものであり、半導体回路の形成後に、半導体基板を支持基板ごとダイシングカットして個々に分離した半導体素子を形成しているものである。

このように半導体基板を支持基板ごとダイシングカットして半導体素子を形成することにより、従来使用していたサポート材を不要とすることができ、製造コストの削減を図ることができるだけでなく、サポート材への半導体基板の移替作業を不要とすることができるので、作業時間の短縮化も図ることができ、製造効率を向上させることができる。

しかも、接着層を所定の加熱条件によって粘着性が消失する接着剤や、所定温度とした洗浄液等の液体で溶解させることによって除去可能な接着剤を用いて形成することにより、半導体素子から支持基板を極めて容易に剥離させることができる。

以下において、図面に基づいて本発明の実施形態を詳説する。図１は、本実施形態の半導体素子Ａの製造工程の概略説明図である。

半導体素子Ａを形成するにあたり、まず、図１（ａ）に示すように、半導体素子の基体となる半導体基板30を接着層20によって支持基板10に着設する。

支持基板10は、接着層20の配設面を平坦化処理して平坦面とし、接着層20を介して貼着した半導体基板30に凹凸が生じ難いようにしている。

本実施形態では、支持基板10にはシリコン半導体基板を用いており、接着層20の配設面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理等によって平坦化処理して平坦面としている。なお、支持基板10は必ずしもシリコン半導体基板で形成する必要はなく、接着層20の配設面を精度の良い平坦面とした基板を用いてもよい。

ただし、半導体基板30への半導体回路の形成工程における加熱条件下において、支持基板10と半導体基板30とで熱膨張の差が大きくならないように、支持基板10と半導体基板30とは同一組成とすることが望ましい。あるいは、支持基板10における接着層20の配設面部分に半導体基板30と同一組成の半導体層を設けてもよい。このように、接着層20の配設面部分に半導体基板30と同一組成の半導体層を設けることにより、製造工程中の加熱条件下で接着層20に不均一な応力生起されることを抑制して、半導体基板30にソリを生じさせにくくすることができる。

接着層20は、所定温度に加熱することによって硬化して接着力が消失する熱硬化性樹脂や、所定温度の液体によって溶解する液体溶解性樹脂を支持基板10に塗布して構成している。

熱硬化性樹脂としては、ウレタン系樹脂やエポキシ系樹脂を用いることができ、半導体回路の形成工程における加熱処理で硬化の生じない樹脂を適宜用いればよい。

液体溶解性樹脂としては所定温度のお湯で溶解する湯溶解性樹脂が好ましく、湯溶解性樹脂としては、ポリビニルアルコール系、水性ビニルウレタン系、アクリル系、ポリビニルピロリドン、アルファオレフィン、マレイン酸系、光硬化型接着剤等の水溶性接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤などを用いることができ、半導体回路の形成工程における液体によるエッチングや洗浄処理で溶解しない一方で、所定温度に加熱したお湯などの液体で洗浄した場合に溶解する樹脂を適宜用いればよい。本実施形態では、８０〜９０°程度に加熱した湯によって溶解する樹脂を用いている。

このように、洗浄液の温度によって溶解・非溶解の制御を可能とした接着剤からなる接着層20を形成することにより、後述するように極めて容易に支持基板10の剥離作業を行うことができる一方で、半導体回路の形成工程中に支持基板10が脱落することを防止できる。

半導体基板30は、所定厚みとした単結晶シリコン基板で構成している。ただし、単結晶シリコン基板に限定するものではなく、ガリウム−ヒ素基板であってもよいし、それ以外の組成の基板であってもよい。

本実施形態では、半導体素子Ａを薄型半導体素子とするために、半導体基板30には２０〜３０μｍ程度としたものを用いている。なお、半導体基板30を薄肉化するために、接着層20を介して支持基板10に貼着した半導体基板30をＣＭＰ処理によって研削して薄肉化してもよい。

上記したように、接着層20を介して支持基板10に貼着した半導体基板30に対して、所要の半導体回路の製造工程による処理を順次行うことにより、図１（ｂ）に示すように、半導体基板30における所要の位置に半導体回路を形成する。図１中、40は半導体回路が形成される回路形成域である。

回路形成域40に所要の半導体回路を形成した後、図１（ｃ）に示すように、ダイシング装置によって支持基板10ごと半導体基板30をダイシングカットして個々に分割し、接着層20を介して支持基板10が貼着された半導体素子Ａを形成する。

このように、半導体素子Ａをサポート材に移し替えることなく支持基板ごとダイシングカットすることにより、作業時間の短縮化を図ることができる。しかも、サポート材を不要とすることができるので、製造コストを削減することもできる。

上記したように接着層20を介して支持基板10が貼着された半導体素子Ａは、支持基板10を利用してハンドリングすることにより、半導体素子Ａに破損が生じることを防止できる。

そして、半導体素子Ａを所要の実装基板等に実装した後に支持基板10が不要となった際には、接着層20を熱硬化性樹脂で構成している場合には、この熱硬化性樹脂の熱硬化条件まで加熱することにより、支持基板10を容易に剥離することができる。

また、接着層20を湯溶解性樹脂で構成している場合には、この湯溶解性樹脂が溶解する温度とした湯を用いて洗浄処理することによって、支持基板10を容易に剥離することができる。

本発明に係る半導体素子の製造工程の概略説明図である。従来の半導体素子の製造工程の概略説明図である。

符号の説明

Ａ半導体素子
10 支持基板
20 接着層
30 半導体基板
40 回路形成域

Claims

支持基板上に接着層を介して着設した半導体基板に半導体回路を形成した後に、前記半導体素子を前記支持基板ごとダイシングカットして形成した半導体素子であって、
前記接着層を、前記半導体回路の形成工程における加熱条件よりも高い温度によって粘着力が消失する接着剤を用いて形成した半導体素子。
支持基板上に接着層を介して着設した半導体基板に半導体回路を形成した後に、前記半導体素子を前記支持基板ごとダイシングカットして形成した半導体素子であって、
前記接着層を、前記半導体回路の形成工程で使用する薬液の使用温度より高い温度とした液体で溶解する接着剤を用いて形成した半導体素子。
上面に接着層を設けた支持基板上に半導体基板を貼着し、この半導体基板に半導体回路を形成した後、前記半導体基板を前記支持基板ごとダイシングすることにより半導体素子を形成する半導体素子の製造方法であって、
前記接着層は、前記半導体回路の形成工程における加熱条件よりも高い温度によって粘着力が消失する接着剤を用いて形成する半導体素子の製造方法。
上面に接着層を設けた支持基板上に半導体基板を貼着し、この半導体基板に半導体回路を形成した後、前記半導体基板を前記支持基板ごとダイシングすることにより半導体素子を形成する半導体素子の製造方法であって、
前記接着層は、前記半導体回路の形成工程で使用する薬液の使用温度より高い温度とした液体で溶解する接着剤を用いて形成する半導体素子の製造方法。