JP2006253437A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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昇 田口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device manufacturing method which is capable of preventing the residual glue layer of a protective tape, protects the surface of a semiconductor substrate when the rear of the semiconductor substrate is subjected to processing from being left on the surface of a projecting electrode, hardly causes cracking to a semiconductor board, and is excellent in workability. <P>SOLUTION: The semiconductor device manufacturing method contains a process of removing the glue layer residues 36 of the protective tape 34, which occurs after the rear of the semiconductor substrate is subjected to a treatment through a dry treatment without using a wet treatment in which the glue layer residues are dipped into the a resist solvent or a rinse solution. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は半導体装置の製造方法に関し、より詳しくは突起電極形成後、半導体基板表面に保護テープを貼り付けて半導体基板の裏面から加工して厚さを薄くし、その後保護テープを剥離する製造方法において、保護テープの糊層残渣のない半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, a manufacturing method in which a protective tape is attached to the surface of a semiconductor substrate, processed from the back surface of the semiconductor substrate to reduce the thickness after forming the protruding electrodes, and then the protective tape is peeled off. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device free from adhesive layer residue of a protective tape.

従来は、半導体デバイスの性能が半導体装置の製品価値を決定する要素として支配的であった。
近年、実装技術の向上により、半導体デバイス用途に応じた実装構造が要求されてきており、実装構造のなかで高密度実装を達成できるフリップチップ技術が注目されている。さらに半導体基板の厚さを薄くすることができれば非常に厚さの薄い実装構造が実現でき、また薄くした半導体チップを積層する3次元実装においてはより一層集積度が向上した実装構造を提供することが可能となる。
したがって、半導体デバイス性能のみならず、実装技術や半導体基板の厚さを薄くする技術は重要な要素技術となってきている。
Conventionally, the performance of a semiconductor device has been dominant as an element that determines the product value of a semiconductor device.
In recent years, due to improvements in mounting technology, mounting structures corresponding to semiconductor device applications have been demanded, and flip chip technology that can achieve high-density mounting in the mounting structures has attracted attention. Further, if the thickness of the semiconductor substrate can be reduced, a very thin mounting structure can be realized, and a three-dimensional mounting in which thin semiconductor chips are stacked provides a mounting structure with further improved integration. Is possible.
Therefore, not only semiconductor device performance but also mounting technology and technology for reducing the thickness of the semiconductor substrate have become important elemental technologies.

従来、半導体基板の板厚を薄くするときは、半導体基板表面を保護するための保護テープを半導体基板表面に貼り付けて、半導体基板裏面の加工を行なっている。この保護テープは、接着層である糊層と、この糊層を保持する基材から構成されている。
しかし、この方法では保護テープの糊層が半導体基板の絶縁膜や突起電極の表面に残存して糊層残渣が発生するという問題点が生ずる。
Conventionally, when reducing the thickness of a semiconductor substrate, a protective tape for protecting the surface of the semiconductor substrate is attached to the surface of the semiconductor substrate to process the back surface of the semiconductor substrate. This protective tape is composed of a glue layer as an adhesive layer and a base material that holds the glue layer.
However, this method has a problem in that the adhesive layer of the protective tape remains on the surface of the insulating film and the protruding electrode of the semiconductor substrate to generate an adhesive layer residue.

そこでこの糊層残渣が発生しない製造方法の特許文献として、例えば特許文献1がある。この特許文献1に記載の製造方法は、突起電極頂部まで被覆するような厚さでフォトレジストを半導体基板表面に形成後、フォトレジスト上に保護テープを貼り付けて半導体基板裏面の研削加工を行ない半導体基板の厚さを薄くし、その後保護テープを剥離する工程を採用している。保護テープは、半導体基板裏面の研削加工を行なうとき、突起電極形成面側である半導体基板表面を保護する役割をもつ。
特開2002−261060号公報(段落0014〜0015および図2)
Thus, for example, Patent Document 1 discloses a manufacturing method in which the adhesive layer residue is not generated. In the manufacturing method described in Patent Document 1, after a photoresist is formed on the surface of the semiconductor substrate so as to cover the top of the protruding electrode, a protective tape is applied on the photoresist to grind the back surface of the semiconductor substrate. A process of reducing the thickness of the semiconductor substrate and then peeling off the protective tape is employed. The protective tape has a role of protecting the surface of the semiconductor substrate on the protruding electrode forming surface side when grinding the back surface of the semiconductor substrate.
JP 2002-261060 (paragraphs 0014 to 0015 and FIG. 2)

前述の特許文献1に記載の製造方法においては、フォトレジストにて突起電極を完全に被覆してフォトレジスト上に保護テープを貼り付けており、保護テープの糊層の残渣が突起電極表面に残存しないという利点を備えている。   In the manufacturing method described in Patent Document 1 described above, the protruding electrode is completely covered with a photoresist and a protective tape is pasted on the photoresist, and the residue of the adhesive layer of the protective tape remains on the surface of the protruding electrode. Has the advantage of not.

従来技術の製造方法においては、半導体基板裏面加工後、保護テープの剥離は、フォトレジスト溶剤に半導体基板を浸漬してフォトレジストを溶解させフォトレジスト上の保護テープを剥離するリフトオフ法により行なっている。さらにフォトレジスト溶剤でフォトレジストと保護テープをリフトオフ後、半導体基板表面からフォトレジスト溶剤を除去するためリンス処理を行なう必要がある。すなわち、従来技術では2回の湿式処理を行なう必要がある。
この湿式による剥離処理とリンス処理では、フォトレジスト溶剤やリンス液の液体中に厚さが薄い半導体基板を浸漬することから、半導体基板に応力が加わり割れが発生し、その半導体基板は不良となる。とくに厚さが100〜200μmと薄くなった半導体基板や
直径が大きな半導体基板では割れが頻発し、製造歩留りが極端に悪化する。
半導体基板の裏面加工は半導体装置の製造工程の最終段階で、裏面加工後ダイシングを行ないチップ状にした半導体チップを回路基板に実装する工程が残されているだけで、裏面加工工程及び保護テープ剥離工程における半導体基板の破損は極力低減させる必要がある。
In the conventional manufacturing method, after the semiconductor substrate back surface processing, the protective tape is peeled off by a lift-off method in which the semiconductor substrate is immersed in a photoresist solvent to dissolve the photoresist and peel off the protective tape on the photoresist. . Furthermore, after the photoresist and the protective tape are lifted off with the photoresist solvent, it is necessary to perform a rinsing process to remove the photoresist solvent from the surface of the semiconductor substrate. That is, in the prior art, it is necessary to perform wet processing twice.
In this wet stripping process and rinsing process, a thin semiconductor substrate is immersed in a photoresist solvent or a rinsing liquid, so that stress is applied to the semiconductor substrate, causing cracks, and the semiconductor substrate becomes defective. . In particular, cracks frequently occur in a semiconductor substrate having a thickness as thin as 100 to 200 μm or a semiconductor substrate having a large diameter, and the manufacturing yield is extremely deteriorated.
The backside processing of the semiconductor substrate is the final stage of the manufacturing process of the semiconductor device. After the backside processing, dicing is performed and the process of mounting the semiconductor chip in the shape of a chip on the circuit board is left. It is necessary to reduce the damage of the semiconductor substrate in the process as much as possible.

さらに前述の特許文献1では、保護テープの糊層の残渣が突起電極表面に付着しないようにするためには、突起電極を完全に被覆するような厚さでフォトレジストを形成する必要がある。すなわち突起電極の高さが100μmであれば、フォトレジストは100μm以上の厚さで形成しなければならない。
フォトレジストは回転塗布法により形成しているが、厚い膜厚のフォトレジストを形成するには、1回の回転塗布では形成することはできず、粘度の高いフォトレジストを使用しても、厚さが100μmのフォトレジストであれば、複数回の回転塗布を行なう必要があり、作業性が悪い。
Further, in Patent Document 1 described above, in order to prevent the residue of the adhesive layer of the protective tape from adhering to the surface of the protruding electrode, it is necessary to form a photoresist with a thickness that completely covers the protruding electrode. That is, if the height of the protruding electrode is 100 μm, the photoresist must be formed with a thickness of 100 μm or more.
The photoresist is formed by a spin coating method. However, in order to form a thick photoresist, it cannot be formed by a single spin coating. If the photoresist has a thickness of 100 μm, it is necessary to perform spin coating a plurality of times, resulting in poor workability.

本発明は上記の問題点を解決して、半導体基板裏面の加工の際に半導体基板表面を保護する保護テープの糊層残渣が突起電極表面になく、さらに半導体基板の割れが発生することなく、しかも作業性が良好な半導体装置の製造方法を提供することを目的としている。   The present invention solves the above problems, there is no adhesive layer residue of the protective tape that protects the surface of the semiconductor substrate when processing the back surface of the semiconductor substrate on the surface of the protruding electrode, and further without cracking of the semiconductor substrate, In addition, an object is to provide a method for manufacturing a semiconductor device with good workability.

上記目的を達成するために、本発明における半導体装置の製造方法では下記記載の手段を採用する。
半導体基板の電極パッド上に突起電極を形成する工程と、半導体基板表面と突起電極を保護し糊層を有する保護テープを半導体基板表面に貼り付ける工程と、半導体基板の裏面を加工して半導体基板の厚さを薄くする工程と、保護テープを半導体基板表面から剥離する保護テープ剥離工程とを有する半導体装置の製造方法において、保護テープ剥離工程後に乾式処理を行ない保護テープの糊層残渣を除去することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the method described below is employed in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
Forming a protruding electrode on the electrode pad of the semiconductor substrate; protecting the semiconductor substrate surface and the protruding electrode; attaching a protective tape having a glue layer to the semiconductor substrate surface; and processing the back surface of the semiconductor substrate to form the semiconductor substrate In the manufacturing method of a semiconductor device having a step of reducing the thickness of the semiconductor device and a protective tape peeling step of peeling the protective tape from the surface of the semiconductor substrate, a dry process is performed after the protective tape peeling step to remove the adhesive layer residue of the protective tape It is characterized by that.

従来技術では突起電極を被覆するようにフォトレジストを形成し、このフォトレジスト上に保護テープを貼り付け、湿式処理で保護テープを剥離している。
これに対して、本発明では突起電極上に直接保護テープを貼り付け、半導体基板裏面加工を行ない保護テープ剥離後、突起電極表面に残存する保護テープの糊層残渣は乾式処理にて除去している。本発明では、従来のように半導体基板をレジスト溶剤やリンス液に浸漬する湿式処理ではなく、保護テープの糊層残渣除去を乾式処理で行なっている。乾式処理では反応室内に半導体基板を載置し、この反応室内に糊層と反応して残渣が除去できるガスを導入している。このため本発明の製造方法では糊層を完全に除去することが可能で糊層残渣は無く、さらに半導体基板の割れは発生せず、製造歩留りは高い。
In the prior art, a photoresist is formed so as to cover the protruding electrodes, a protective tape is attached on the photoresist, and the protective tape is peeled off by a wet process.
On the other hand, in the present invention, a protective tape is applied directly on the protruding electrode, the back surface of the semiconductor substrate is processed, and after the protective tape is peeled off, the adhesive layer residue of the protective tape remaining on the protruding electrode surface is removed by dry processing. Yes. In the present invention, instead of the conventional wet process of immersing the semiconductor substrate in a resist solvent or a rinsing liquid, the adhesive layer residue of the protective tape is removed by a dry process. In dry processing, a semiconductor substrate is placed in a reaction chamber, and a gas capable of reacting with the glue layer and removing a residue is introduced into the reaction chamber. For this reason, in the manufacturing method of the present invention, it is possible to completely remove the glue layer, there is no glue layer residue, no cracking of the semiconductor substrate occurs, and the production yield is high.

乾式処理としては半導体装置へのダメージがほとんどないアッシング(灰化)処理を行なうのがとくに好ましい。アッシング処理ではプラズマ雰囲気中の酸素が糊層残渣と反応して二酸化炭素と水に変化して灰化(アッシング)され、糊層残渣を完全に除去できる。
また本発明では、突起電極上に直接保護テープを貼り付けているため、従来のように複数回の回転塗布法により突起電極を被覆する膜厚でフォトレジストを形成する工程は無く、作業性は良好である。
さらに、従来技術においてはフォトレジスト溶剤やリンス液の廃液が環境に悪影響を及ぼす恐れがあるが、本発明の製造方法では従来技術のようにフォトレジスト溶剤やリンス液を使用しない乾式処理により糊層残渣を除去するため環境汚染が発生することはない。
As the dry process, it is particularly preferable to perform an ashing process that hardly damages the semiconductor device. In the ashing treatment, oxygen in the plasma atmosphere reacts with the paste layer residue, changes to carbon dioxide and water, and is ashed (ashed) to completely remove the paste layer residue.
Further, in the present invention, since the protective tape is directly attached on the protruding electrode, there is no step of forming a photoresist with a film thickness that covers the protruding electrode by a plurality of spin coating methods as in the prior art, and the workability is It is good.
Furthermore, in the prior art, the waste liquid of the photoresist solvent and the rinsing liquid may adversely affect the environment. However, in the manufacturing method of the present invention, the paste layer is formed by a dry process that does not use the photoresist solvent or the rinsing liquid as in the prior art. No environmental pollution occurs because the residue is removed.

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態における半導体装置の製造方法を詳しく説明する。
以下の説明では半導体基板表面とは突起電極が形成された面側であり、半導体基板裏面とは突起電極が形成されていない面側のことである。
Hereinafter, a semiconductor device manufacturing method in the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the following description, the surface of the semiconductor substrate is the surface side where the protruding electrodes are formed, and the back surface of the semiconductor substrate is the surface side where the protruding electrodes are not formed.

図1〜図5は、本発明における第1の実施例である半導体装置の製造方法を示す断面図であり、図面をもちいて本発明の第1の実施例を説明する。   1 to 5 are cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. The first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

はじめに図1に示すように、半導体基板12上の電極パッド14が露出するように絶縁膜16に開口部を形成する。
その後、半導体基板12上の全面に第1のバリアメタル24を形成する。
First, as shown in FIG. 1, an opening is formed in the insulating film 16 so that the electrode pad 14 on the semiconductor substrate 12 is exposed.
Thereafter, a first barrier metal 24 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 12.

第1のバリアメタル24は、半導体基板12側からチタン・タングステン合金を厚さ0.1〜0.5μm、銅を厚さ0.2〜1μmでスパッタリング法により順次形成する。第1のバリアメタル24は多層構造をもち電極パッド14との接続層の役割と相互拡散を防ぐバリヤ層の役割をもつとともに、突起電極をメッキ法にて形成するときの電極としての役割ももつ。   The first barrier metal 24 is sequentially formed from the semiconductor substrate 12 side by a sputtering method with a titanium / tungsten alloy having a thickness of 0.1 to 0.5 μm and a copper having a thickness of 0.2 to 1 μm. The first barrier metal 24 has a multilayer structure, has a role of a connection layer with the electrode pad 14 and a role of a barrier layer to prevent mutual diffusion, and also has a role as an electrode when the protruding electrode is formed by a plating method. .

つぎに、フォトレジストを全面に回転塗布法により形成し、所定のフォトマスクを用いて露光処理、および現像処理のフォトリソグラフィー処理により突起電極形成領域のフォトレジストを開口する。
その後、フォトレジスト開口内の第1のバリアメタル24上に第2のバリアメタル22として銅をメッキ法により形成する。このとき、第1のバリアメタル24をメッキの電極として使用する。
第2のバリアメタル22は半田からなる突起電極10と第1のバリアメタル24との相互拡散を防ぐ役割をもち、銅メッキ層を5〜25μmの厚さで形成する。第2のバリアメタル22としては銅以外に、ニッケルや、ニッケル合金も適用可能である。
Next, a photoresist is formed on the entire surface by spin coating, and the photoresist in the protruding electrode formation region is opened by a photolithographic process such as an exposure process and a development process using a predetermined photomask.
Thereafter, copper is formed as the second barrier metal 22 on the first barrier metal 24 in the photoresist opening by a plating method. At this time, the first barrier metal 24 is used as an electrode for plating.
The second barrier metal 22 serves to prevent mutual diffusion between the protruding electrode 10 made of solder and the first barrier metal 24, and a copper plating layer is formed with a thickness of 5 to 25 μm. As the second barrier metal 22, nickel or a nickel alloy can be applied in addition to copper.

その後、第1のバリアメタル24をメッキ電極とするメッキ法によりフォトレジスト開口内の第2のバリアメタル22上に突起電極10として半田を形成する。突起電極10は半田をメッキ法を用いて形成する以外に、フォトレジスト開口内に半田ボールを搭載する方法や半田ペーストをフォトレジスト開口内にスキージにて充填する方法を用いて形成してもよい。
その後、フォトレジストを剥離し、突起電極10から露出した第1のバリアメタル24をエッチング除去する。
Thereafter, solder is formed as the protruding electrode 10 on the second barrier metal 22 in the opening of the photoresist by a plating method using the first barrier metal 24 as a plating electrode. The protruding electrode 10 may be formed by using a method of mounting a solder ball in the photoresist opening or a method of filling a solder paste in the photoresist opening with a squeegee in addition to forming the solder using a plating method. .
Thereafter, the photoresist is peeled off, and the first barrier metal 24 exposed from the protruding electrode 10 is removed by etching.

つぎに、半導体基板12表面全面にフラックスを回転塗布法により10〜50μmの厚さで形成し、230〜260℃の温度でリフロー処理(ウエットバック処理)を行なう。リフロー処理により半田が溶融し、球形状の突起電極10が得られる。   Next, a flux is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 12 by a spin coating method to a thickness of 10 to 50 μm, and a reflow process (wetback process) is performed at a temperature of 230 to 260 ° C. The solder is melted by the reflow process, and the spherical protruding electrode 10 is obtained.

このウエットバック処理により突起電極10は、高さ100μm程度に形成されている。
その後、洗浄処理を行ないフラックスを除去する。
The bump electrode 10 is formed to a height of about 100 μm by this wet back treatment.
Thereafter, a cleaning process is performed to remove the flux.

つぎに図2に示すように、半導体基板12表面全面に保護テープ34を、貼り圧力を0.2〜0.3MPaの圧力、貼り速度を10〜20mm/秒の速度にそれぞれ制御して均一に貼る。   Next, as shown in FIG. 2, the protective tape 34 is uniformly applied to the entire surface of the semiconductor substrate 12 by controlling the sticking pressure to a pressure of 0.2 to 0.3 MPa and the sticking speed to a speed of 10 to 20 mm / sec. Paste.

この保護テープ34は基材30と、接着層である糊層32からなる。基材30の厚さは
100〜200μmであり、糊層32の厚さは100〜150μmである。
保護テープ34は、突起電極10の高さ100μmの段差を吸収して基材30表面は平滑化し、半導体基板12裏面の研削加工を行なうとき、突起電極10形成面側を保護すると同時に、突起電極10の高さを吸収することで裏面研削工程時における応力による半導体基板12割れの発生を防止する役割をもつ。
The protective tape 34 includes a base material 30 and a glue layer 32 that is an adhesive layer. The thickness of the base material 30 is 100 to 200 μm, and the thickness of the glue layer 32 is 100 to 150 μm.
The protective tape 34 absorbs the height difference of 100 μm of the protruding electrode 10 to smooth the surface of the base material 30, and protects the protruding electrode 10 forming surface side at the same time when grinding the back surface of the semiconductor substrate 12. By absorbing the height of 10, the semiconductor substrate 12 is prevented from cracking due to stress during the back grinding process.

その後、図3に示すように、裏面研削装置を用いて荒研削、および仕上げ研削の研削処理により半導体基板12を100〜200μmの厚さに裏面研削加工を行なう。   Thereafter, as shown in FIG. 3, the semiconductor substrate 12 is subjected to back grinding to a thickness of 100 to 200 μm by rough grinding and finish grinding using a back grinding apparatus.

つぎに図4に示すように、保護テープ34に500〜1000mj/cmの紫外
線照射を行なう。紫外線照射により糊層32は硬化して接着力が低下して、半導体基板12表面から保護テープ34は容易に剥離する。
Next, as shown in FIG. 4, the protective tape 34 is irradiated with ultraviolet rays of 500 to 1000 mj / cm 2 . The adhesive layer 32 is cured and the adhesive strength is reduced by the ultraviolet irradiation, and the protective tape 34 is easily peeled from the surface of the semiconductor substrate 12.

保護テープ34は紫外線硬化型テープ以外に紫外線非照射型テープも使用可能である。この紫外線非照射型テープの場合は、紫外線照射を行なわず半導体基板12裏面研削後直ちに保護テープの剥離を行なうことができる。   As the protective tape 34, an ultraviolet non-irradiation type tape can be used in addition to the ultraviolet curable tape. In the case of this ultraviolet non-irradiated type tape, the protective tape can be peeled off immediately after grinding the back surface of the semiconductor substrate 12 without performing ultraviolet irradiation.

この紫外線非照射型テープにおいても突起電極10及び絶縁膜16上の表面に、基材30から剥がれて糊層32が残存して糊層残渣36が発生する。   Also in this ultraviolet non-irradiated type tape, the adhesive layer 32 is left on the surface on the protruding electrode 10 and the insulating film 16 by peeling from the base material 30 and the adhesive layer residue 36 is generated.

この糊層残渣36の発生原因は、保護テープ34の貼り付け工程の際に、突起電極10及び絶縁膜16の凹凸による微小な空気層が形成され、紫外線照射による糊層32の硬化が充分進行しないため、糊層32が転写されるように突起電極10と絶縁膜16の表面に残存すると考えられる。
また前述の紫外線非照射型テープにおいては、糊層32が硬化をしないため紫外線硬化型テープと同様に糊層32の転写が発生する。
The reason for the generation of the adhesive layer residue 36 is that a minute air layer is formed by the unevenness of the protruding electrode 10 and the insulating film 16 in the attaching process of the protective tape 34, and the adhesive layer 32 is sufficiently cured by the ultraviolet irradiation. Therefore, it is considered that the paste layer 32 remains on the surface of the protruding electrode 10 and the insulating film 16 so that the paste layer 32 is transferred.
Moreover, in the above-mentioned ultraviolet non-irradiation type tape, since the glue layer 32 is not cured, transfer of the glue layer 32 occurs as in the case of the ultraviolet curable tape.

糊層残渣36を除去しないまま突起電極10を回路基板に実装すると、絶縁物である糊層残渣36が接合界面部に残留し、突起電極10と回路基板との接合不良や、接続抵抗値の増大や、経時変化による接合不良を生じて、実装の信頼性が低下してしまう。このため糊層残渣36は完全に除去する必要がある。   When the protruding electrode 10 is mounted on the circuit board without removing the adhesive layer residue 36, the adhesive layer residue 36, which is an insulator, remains on the bonding interface, and the bonding failure between the protruding electrode 10 and the circuit board or the connection resistance value is reduced. Bonding failure due to an increase or a change with time is caused, and the mounting reliability is lowered. For this reason, it is necessary to completely remove the adhesive layer residue 36.

その後、図5に示すように、乾式処理の反応室内に半導体基板12を載置する。乾式処理としては、高周波酸素プラズマ発生装置の反応室である真空チャンバー内に、反応ガスとして酸素ガスを流量200〜300sccm導入し、高周波電力を1KW〜1.5KWの出力で投入し、酸素プラズマ雰囲気中に半導体基板12を配置する。
反応室内では糊層残渣36は、酸素プラズマの酸素と反応して二酸化炭素と水に変化して糊層残渣36は灰化(アッシング)され、除去することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 5, the semiconductor substrate 12 is placed in a reaction chamber for dry processing. As a dry process, oxygen gas is introduced as a reaction gas at a flow rate of 200 to 300 sccm and a high frequency power is supplied at an output of 1 KW to 1.5 KW in an oxygen plasma atmosphere in a vacuum chamber which is a reaction chamber of a high frequency oxygen plasma generator. A semiconductor substrate 12 is disposed therein.
In the reaction chamber, the glue layer residue 36 reacts with oxygen in oxygen plasma to change to carbon dioxide and water, and the glue layer residue 36 is ashed (ashed) and can be removed.

また反応性ガスとしては、酸素ガスに窒素や、水素や、四塩化炭素や、六フッ化硫黄などのガスを添加することで反応速度を高め、短時間処理が可能となる。   As the reactive gas, a gas such as nitrogen, hydrogen, carbon tetrachloride, sulfur hexafluoride or the like is added to the oxygen gas to increase the reaction rate and enable a short-time treatment.

このように、酸素プラズマ雰囲気中の乾式処理であるアッシング処理を行なうことにより、絶縁膜16表面及び突起電極10表面に付着した糊層残渣36を完全に除去することが可能となる。   As described above, by performing the ashing process which is a dry process in an oxygen plasma atmosphere, it is possible to completely remove the adhesive layer residue 36 attached to the surface of the insulating film 16 and the surface of the protruding electrode 10.

本発明による製造方法においては、糊層残渣36除去に乾式処理を用いるため厚さ100〜200μmに裏面研削加工した半導体基板12は、従来技術のように湿式によるレジスト剥離処理のレジスト溶剤とリンス処理のリンス液の液体中に浸漬することは無い。このため従来のように、半導体基板12に応力が加わり割れが発生し、不良を発生すること
が無く高歩留まりで半導体装置を製造することができる。
In the manufacturing method according to the present invention, since the dry processing is used to remove the adhesive layer residue 36, the semiconductor substrate 12 which has been back-ground to a thickness of 100 to 200 μm is subjected to a resist solvent and a rinsing process for wet resist stripping as in the prior art. It is not immersed in the rinse liquid. For this reason, as in the prior art, stress is applied to the semiconductor substrate 12 to cause cracks, so that a semiconductor device can be manufactured with a high yield without causing defects.

また、乾式処理により糊層残渣36を除去することにより、剥離、および洗浄工程で使用するレジスト溶剤およびリンス液を使用しない。このため、廃液が環境に悪影響を及ぼすことがなく、糊層残渣36をクリーンに除去することができる。   Further, by removing the adhesive layer residue 36 by dry processing, the resist solvent and the rinsing liquid used in the peeling and cleaning steps are not used. Therefore, the waste liquid does not adversely affect the environment, and the adhesive layer residue 36 can be removed cleanly.

以上のように本発明による製造方法においては、半導体基板12の割れ不良の発生が無く、糊層残渣36を完全に除去することにより、高信頼性を有する半導体装置を提供することができ、さらにまた工業生産上非常に有効な製造方法を提供することが可能となる。   As described above, in the manufacturing method according to the present invention, there is no occurrence of defective cracking of the semiconductor substrate 12, and the adhesive layer residue 36 is completely removed, thereby providing a highly reliable semiconductor device. In addition, it is possible to provide a manufacturing method that is very effective in industrial production.

次に、図面をもちいて本発明の第2の実施例を説明する。図6〜図10は、本発明における第2の実施例である半導体装置の製造方法を示す断面図である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 6 to 10 are sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

はじめに図6に示すように、半導体基板12上のアルミニウムからなる電極パッド14が露出するように絶縁膜16に開口部を形成する。
その後、半導体基板12上の全面にバリアメタル23を形成する。
First, as shown in FIG. 6, an opening is formed in the insulating film 16 so that the electrode pad 14 made of aluminum on the semiconductor substrate 12 is exposed.
Thereafter, a barrier metal 23 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 12.

このバリアメタル23は、半導体基板12側からチタン・タングステン合金を厚さ0.1〜0.5μm、金(Au)を厚さ0.05〜0.2μmでスパッタリング法により順次形成する。このバリアメタル23は多層構造をもち電極パッド14と突起電極の接続層の役割と相互拡散を防ぐバリヤ層の役割をもつとともに、突起電極をメッキ法にて形成するときのメッキ電極としての役割ももつ。   The barrier metal 23 is sequentially formed from the semiconductor substrate 12 side by a sputtering method with a titanium / tungsten alloy having a thickness of 0.1 to 0.5 μm and gold (Au) having a thickness of 0.05 to 0.2 μm. The barrier metal 23 has a multi-layer structure, a role of a connection layer between the electrode pad 14 and the protruding electrode, a role of a barrier layer for preventing mutual diffusion, and a role as a plating electrode when the protruding electrode is formed by a plating method. Have.

その後、バリアメタル23上の全面に回転塗布法によりフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィー技術により突起電極形成領域が開口するようにフォトレジストをパターニングする。
その後、メッキ法によりバリアメタル23を電極としてフォトレジスト開口内に金(Au)からなる突起電極11を10〜50μmの高さで形成する。金メッキ厚はフォトレジスト厚さと同じ厚かあるいはフォトレジスト厚さより薄くすると、図6に示すように、突起電極11側壁がストレート形状となり、突起電極11間ピッチ寸法を微細化できる。突起電極11頂部は突起電極11下層の電極パッド14と絶縁膜16に起因する段差を反映して、周縁部に比べて中央部が凹んだ断面形状となる。
突起電極11材料は金以外に金合金や、白金や、白金合金や、ニッケルや、銅や、半田でもよい。
その後、フォトレジストを剥離し、突起電極11から露出したバリアメタル23をエッチング除去する。
Thereafter, a photoresist is formed on the entire surface of the barrier metal 23 by a spin coating method, and the photoresist is patterned by a photolithography technique so that the protruding electrode formation region is opened.
Thereafter, the bump electrode 11 made of gold (Au) is formed in a height of 10 to 50 μm in the photoresist opening by the plating method using the barrier metal 23 as an electrode. When the gold plating thickness is the same as the photoresist thickness or thinner than the photoresist thickness, the side walls of the protruding electrodes 11 become a straight shape as shown in FIG. 6, and the pitch dimension between the protruding electrodes 11 can be miniaturized. The top of the protruding electrode 11 has a cross-sectional shape with a recessed central portion as compared with the peripheral portion, reflecting the step caused by the electrode pad 14 and the insulating film 16 below the protruding electrode 11.
The material of the protruding electrode 11 may be gold alloy, platinum, platinum alloy, nickel, copper, or solder other than gold.
Thereafter, the photoresist is peeled off, and the barrier metal 23 exposed from the protruding electrode 11 is removed by etching.

つぎに図7に示すように、半導体基板12表面の全面に保護テープ34を貼り圧力を0.2〜0.3MPa、貼り速度を10〜20mm/秒の速度を制御して均一に貼り付ける。   Next, as shown in FIG. 7, the protective tape 34 is applied to the entire surface of the semiconductor substrate 12 so that the pressure is 0.2 to 0.3 MPa and the application speed is 10 to 20 mm / sec.

この保護テープ34は基材30と接着層である糊層32とからなり、基材30の厚さは100〜200μm、糊層32の厚さは100〜150μmである。糊層32が10〜50μmの突起電極11の高さを吸収して基材30表面は平滑化し、半導体基板裏面の研削加工を行なうとき、突起電極形成面側を保護すると同時に突起電極11の高さを吸収することで裏面研削工程時に加わる応力によって半導体基板12が破損することを防止する役割をもつ。   The protective tape 34 includes a base material 30 and an adhesive layer 32 as an adhesive layer. The base material 30 has a thickness of 100 to 200 μm, and the adhesive layer 32 has a thickness of 100 to 150 μm. When the paste layer 32 absorbs the height of the protruding electrode 11 having a thickness of 10 to 50 μm, the surface of the base material 30 is smoothed, and when the back surface of the semiconductor substrate is ground, the protruding electrode forming surface side is protected and at the same time By absorbing the thickness, the semiconductor substrate 12 is prevented from being damaged by the stress applied during the back grinding process.

その後、図8に示すように、裏面研削装置を用いて、荒研削加工を行ない、その後仕上
げ研削加工の加工工程を経て半導体基板12を100〜200μmの厚さに裏面から研削加工を行なう。
Thereafter, as shown in FIG. 8, rough grinding is performed using a back grinding apparatus, and then the semiconductor substrate 12 is ground from the back to a thickness of 100 to 200 μm through a finishing grinding process.

つぎに図9に示すように、保護テープ34に500〜1000mj/cmの紫外
線照射を行なう。紫外線照射により糊層32は硬化し接着力が低下して、半導体基板12から保護テープ34を容易に剥離することができる。
Next, as shown in FIG. 9, the protective tape 34 is irradiated with ultraviolet rays of 500 to 1000 mj / cm 2 . The adhesive layer 32 is cured and the adhesive strength is reduced by the ultraviolet irradiation, and the protective tape 34 can be easily peeled off from the semiconductor substrate 12.

保護テープ34は紫外線硬化型テープ以外にも、紫外線非照射型テープも使用可能である。この紫外線非照射型テープの場合、紫外線照射を行なわず半導体基板12の裏面研削後直ちに保護テープの剥離を行なうことができる。   As the protective tape 34, an ultraviolet non-irradiation type tape can be used in addition to the ultraviolet curable tape. In the case of this ultraviolet non-irradiated type tape, the protective tape can be peeled off immediately after grinding the back surface of the semiconductor substrate 12 without performing ultraviolet irradiation.

保護テープ34が紫外線非照射型テープの場合にも、突起電極11及び絶縁膜16上の表面には糊層32が転写され糊層残渣36が発生する。   Even when the protective tape 34 is a non-ultraviolet irradiation type tape, the adhesive layer 32 is transferred to the surface on the protruding electrode 11 and the insulating film 16 to generate an adhesive layer residue 36.

糊層残渣36は保護テープ34の貼り付け工程のとき、突起電極11表面と絶縁膜16表面の凹凸に起因して微小な空気層が形成され、紫外線照射による糊層32の硬化が充分進行しないため糊層32が転写されるように残存すると考えられる。
また前述の保護テープ34が紫外線非照射型テープにおいては、糊層を硬化させないため糊層32が突起電極11や絶縁膜16への転写が紫外線硬化型テープと同様に発生する。
The adhesive layer residue 36 forms a fine air layer due to irregularities on the surface of the protruding electrode 11 and the surface of the insulating film 16 when the protective tape 34 is applied, and the adhesive layer 32 is not sufficiently cured by ultraviolet irradiation. Therefore, it is considered that the adhesive layer 32 remains so as to be transferred.
Further, in the case where the above-mentioned protective tape 34 is an ultraviolet non-irradiated type tape, the adhesive layer is not cured, so that the adhesive layer 32 is transferred to the protruding electrodes 11 and the insulating film 16 as in the case of the ultraviolet curable tape.

糊層残渣36を残存したまま突起電極11を回路基板に実装すると、突起電極11表面に転写された絶縁物である糊層残渣36が接合界面部に残留し、突起電極11と回路基板との接合不良および接続抵抗値の増大や、経時変化による接合不良を生じ、実装信頼性が低下してしまう。
したがって糊層残渣36は完全に除去する必要がある。
When the protruding electrode 11 is mounted on the circuit board with the adhesive layer residue 36 remaining, the adhesive layer residue 36 that is an insulator transferred onto the surface of the protruding electrode 11 remains at the bonding interface, and the protruding electrode 11 and the circuit board are A bonding failure and an increase in connection resistance value and a bonding failure due to a change with time occur, and the mounting reliability is lowered.
Therefore, it is necessary to completely remove the adhesive layer residue 36.

その後、図10に示すように、乾式処理の反応室内に半導体基板12を載置する。乾式処理は高周波酸素プラズマ発生装置の反応室である真空チャンバー内に、反応ガスとして酸素ガスを流量200〜300sccmで導入し、高周波電力を1〜1.5KWの出力で投入し、酸素プラズマを発生させた雰囲気中に半導体基板12を配置する。
酸素プラズマが発生した反応室内では、糊層残渣36は酸素と反応して二酸化炭素と水に変化して灰化(アッシング)して糊層残渣36は除去される。
Then, as shown in FIG. 10, the semiconductor substrate 12 is mounted in the reaction chamber of the dry process. In dry processing, oxygen gas is introduced as a reaction gas at a flow rate of 200 to 300 sccm, and high frequency power is supplied at an output of 1 to 1.5 kW to generate oxygen plasma in a vacuum chamber which is a reaction chamber of a high frequency oxygen plasma generator. The semiconductor substrate 12 is placed in the atmosphere.
In the reaction chamber where the oxygen plasma is generated, the glue layer residue 36 reacts with oxygen, changes to carbon dioxide and water, and is ashed (ashed) to remove the glue layer residue 36.

また反応性ガスとしては酸素ガスに窒素や、水素や、四塩化炭素や、六フッ化硫黄などのガスを添加することで反応速度を高めて、乾式処理時間を短時間で行なうことが可能である。   In addition, as reactive gas, nitrogen, hydrogen, carbon tetrachloride, sulfur hexafluoride, and other gases can be added to oxygen gas to increase the reaction rate and shorten the dry processing time. is there.

このように、酸素プラズマ雰囲気中の乾式処理であるアッシング処理を行なうことにより絶縁膜16表面及び突起電極11表面に付着した糊層残渣36を完全に除去することが可能となる。   As described above, by performing the ashing process which is a dry process in an oxygen plasma atmosphere, it is possible to completely remove the adhesive layer residue 36 attached to the surface of the insulating film 16 and the surface of the protruding electrode 11.

本発明による製造方法においては、糊層残渣36除去に乾式処理を用いるため厚さ100〜200μmに裏面研削した半導体基板12は、従来技術のように湿式による剥離処理のフォトレジスト溶剤とリンス処理のリンス液の液体中に浸漬することが無い。このため、従来のように半導体基板12に応力が加わり割れが発生し、不良を発生することが無く高歩留まりで半導体装置を製造することができる。   In the manufacturing method according to the present invention, since the dry processing is used to remove the glue layer residue 36, the semiconductor substrate 12 whose back surface is ground to a thickness of 100 to 200 μm is subjected to a wet-processed photoresist solvent and a rinsing process as in the prior art. There is no immersion in the rinse liquid. As a result, stress is applied to the semiconductor substrate 12 as in the conventional case, cracking occurs, and no semiconductor device can be manufactured with high yield without causing defects.

また、乾式処理により糊層残渣36を除去することにより剥離工程と洗浄工程で使用するフォトレジスト溶剤とリンス液を使用しないため、廃液が環境に悪影響を及ぼすことが
なくクリーンな洗浄除去を行なうことが出来る。
In addition, by removing the adhesive layer residue 36 by dry processing, the photoresist solvent and rinse liquid used in the peeling process and the cleaning process are not used, so that the waste liquid does not adversely affect the environment and clean cleaning and removal are performed. I can do it.

以上のように本発明は裏面研削工程後にアッシング処理を行なうことで半導体基板12の割れ不良の発生が無く、糊層残渣36を完全に除去することができ、突起電極11と回路基板の実装信頼性が高い半導体装置を提供でき、また工業生産的に有用な半導体装置の製造方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, by performing the ashing process after the back surface grinding process, there is no occurrence of cracking failure of the semiconductor substrate 12, the adhesive layer residue 36 can be completely removed, and the mounting reliability of the protruding electrode 11 and the circuit board can be reduced. A highly reliable semiconductor device can be provided, and a semiconductor device manufacturing method useful for industrial production can be provided.

本発明の第1の実施例における半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device in 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例における半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device in 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例における半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device in 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例における半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device in 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例における半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device in 1st Example of this invention. 本発明の第2の実施例における半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device in 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例における半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device in 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例における半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device in 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例における半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device in 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例における半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device in 2nd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 突起電極
11 突起電極
12 半導体基板
14 電極パッド
16 絶縁膜
22 第2のバリアメタル
23 バリアメタル
24 第1のバリアメタル
30 基材
32 糊層
34 保護テープ
36 糊層残渣
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Projection electrode 11 Projection electrode 12 Semiconductor substrate 14 Electrode pad
16 Insulating Film 22 Second Barrier Metal 23 Barrier Metal 24 First Barrier Metal 30 Base Material 32 Adhesive Layer 34 Protective Tape 36 Adhesive Layer Residue

Claims (3)

半導体基板の電極パッド上に突起電極を形成する工程と、前記半導体基板表面と前記突起電極を保護し糊層を有する保護テープを前記半導体基板表面に貼り付ける工程と、前記半導体基板の裏面を加工して前記半導体基板の厚さを薄くする工程と、前記保護テープを前記半導体基板表面から剥離する保護テープ剥離工程とを有する半導体装置の製造方法において、
前記保護テープ剥離工程後に乾式処理を行ない前記保護テープの糊層残渣を除去する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a protruding electrode on an electrode pad of a semiconductor substrate, applying a protective tape having a paste layer to protect the surface of the semiconductor substrate and the protruding electrode, and processing the back surface of the semiconductor substrate In the method of manufacturing a semiconductor device, the method includes reducing the thickness of the semiconductor substrate, and the protective tape peeling step of peeling the protective tape from the surface of the semiconductor substrate.
A dry process is performed after the protective tape peeling step to remove the adhesive layer residue of the protective tape.
前記乾式処理はプラズマ処理である
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the dry process is a plasma process.
前記プラズマ処理はアッシング処理である
ことを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the plasma treatment is an ashing treatment.
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