JP2007073798A - 基板の薄板化方法及び回路素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、サポートプレートの溝跡が基板へ転写されることを低減できると共に、基板の表面に削りムラ等が生じることを低減できる基板の薄板化方法及び回路素子の製造方法を提供するものである。
【解決手段】 半導体ウェーハWと接着剤２によって一体化したサポートプレート１のシート６が貼着された面を吸着ヘッド７上面に載置して吸引固定し、この状態で半導体ウェーハWの上面（回路を形成していない面）をグラインダ８によって研削する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の基板の薄板化方法と、この方法を用いた回路素子の製造方法に関する。

ＩＣカードや携帯電話の薄型化、小型化、軽量化が要求されており、この要求を満たすためには組み込まれる半導体チップについても薄厚の半導体チップとしなければならない。このため半導体チップの基になるウェーハの厚さは現状では１２５μｍ〜１５０μｍであるが、次世代のチップ用には２５μｍ〜５０μｍの厚さが要求されると言われている。

半導体ウェーハの薄板化方法として、特許文献１に開示される方法が提案されている。
この方法は、半導体ウェーハの回路素子形成面にガラス板、セラミック板或いは金属板などの剛性の高いサポートプレートを貼付けて一体化し、一体化した状態でサポートプレートを吸着ヘッド上に固定し、この状態で半導体ウェーハの裏面をグラインダで研削して薄板化するようにしている。

特開２００５−１５０４３４号公報

ところで、特許文献１に開示される薄板化方法にあっては、薄板化した後にダイシングするため、基板からサポートプレートを剥離しなければならない。しかしながら基板とサポートプレートとは隙間なく接着剤で接着されているため、簡単に剥離することができない。

そこで、本発明者らは先に、一方の面側に溶剤が流れる溝が形成され、略中心部に溝に溶剤を供給する貫通孔が形成され、更に外周部（周縁部）に接着剤層を溶解した溶剤が排出（回収）される貫通孔が形成されたサポートプレートを提案した。

このようなサポートプレートを用いて薄板化（研削）を行う場合は、図６に示すように、サポートプレートを半導体ウェーハWの一方の面（回路形成面）に貼り合わせて積層体を形成した後、この積層体においてサポートプレート側を吸着ヘッドに載置して固定し、この状態で半導体ウェーハWの他方の面（回路形成面とは反対の面）をグラインダにより研削する。

しかしながら、このような薄板化方法の場合、研削中は常時吸引（真空吸着）されるため、真空吸着時の陰圧により溝内が減圧され、この分接着剤層を介して薄板化された半導体ウェーハWの回路素子形成面に溝の模様が転写されてしまう場合がある。

また、半導体ウェーハWの他方の面をグラインダにより研削する際、真空吸着の陰圧により半導体ウェーハWがサポートプレート及び接着剤層を介して吸着ヘッド側に引っ張られてしまう場合もある。
この場合、グラインダからウェーハWが離間するため、ウェーハWの表面（他方の面）に削りムラや表面粗度の悪化の問題が発生する場合もある。これは、例えばウェーハWの他方の面に回路素子を形成するような場合に形成される回路素子の特性に大きく影響を及ぼすことへつながる。

また、半導体ウェーハWの他方の面をグラインダにより研削した後、例えばウェット処理や熱処理等の後処理を行うが、例えば吸着ヘッドとサポートプレートとの間から処理液や研削屑が入り込む場合もある。
処理液が入り込んだ場合は、半導体ウェーハWからサポートプレートが剥がれたり、熱処理の際の急激な伝熱によりサポートプレートが剥がれてしまう場合もある。またサポートプレートの乾燥に時間がかかる問題も生じる。
また研削屑が入り込んだ場合はサポートプレートの再利用率が低下する。

これらの問題は、半導体ウェーハWの他方の面をグラインダにより研削した後、諸工程を経て例えばウェーハWを回路素子毎に切断する工程等を行うような場合に、得られる回路素子の特性に大きく影響を及ぼす場合も有る。

上述した点に鑑み、本発明は、溝跡が基板へ転写されることを低減できると共に、基板の表面に削りムラ等が生じることを低減できる基板の薄板化方法及び回路素子の製造方法を提供するものである。
また、本発明は、サポートプレートが基板から剥がれることを低減することができる基板の薄板化方法及び回路素子の製造方法を提供するものである。

本発明に係る薄板化方法は、一方の面に接着剤層を介して基板の回路形成面が貼り合わされ、その中央付近において、厚み方向に形成された複数の第１の貫通孔と、接着剤層と接する一方の面に形成された第１の貫通孔に連通する溝と、その周縁部において、厚み方向に形成された前記溝に連通する複数の第２の貫通孔とを有するサポートプレートを用いた基板の薄板化方法であって、基板の回路形成面に、サポートプレートの溝が形成された一方の面を貼り合わせて積層体を形成する工程と、積層体において、サポートプレートの他方の面にシートを貼り合わせる工程と、シートを介して前記積層体が固定された状態で、基板の回路形成面とは反対側の面を研削する工程とを有することを特徴とする。

本発明に係る基板の薄板化方法によれば、基板の回路形成面に、サポートプレートの溝が形成された一方の面を貼り合わせて積層体を形成する工程と、積層体において、サポートプレートの他方の面にシートを貼り合わせる工程と、シートを介して積層体が固定された状態で、基板の回路形成面とは反対側の面を研削する工程とを有するので、シートを介して積層体が例えば吸着ヘッドにより真空吸着で固定された状態で、基板の回路形成面とは反対側の面を研削する工程の際、この工程より以前にサポートプレートの他方の面に張り合わされたシートにより、真空吸着時の陰圧を遮断して溝内が減圧されることを抑えることができる。これにより、基板の回路素子形成面に溝の模様が転写されることを低減できる。
また、シートにより真空吸着時の陰圧を遮断して基板が例えば吸着ヘッド側に引っ張られることを防ぐことができる。これにより、基板の表面に削りムラ等が生じることを低減できる。
また、シートにより、サポートプレートに処理液等が入り込むことを防ぐことができるので、サポートプレートを処理液や研削屑等からカバーすることができる。

本発明に係る回路素子の製造方法は、上記基板の薄板化方法を用いた回路素子の製造方法であって、基板の回路形成面とは反対側の面を研削する工程に続いて、シートを剥がす工程と、基板の回路形成面とは反対側の面にダイシングテープを貼り合せる工程と、溶剤を用いて、サポートプレートと基板の回路形成面との間に介在された接着剤層を溶解させる工程と、基板からサポートプレートを剥離する工程とを有するようにする。

上述した本発明に係る回路素子の製造方法によれば、基板の回路形成面とは反対側の面を研削する工程に続いて、シートを剥がす工程と、基板の回路形成面とは反対側の面にダイシングテープを貼り合せる工程と、溶剤を用いて、サポートプレートと基板の回路形成面との間に介在された接着剤層を溶解させる工程と、基板からサポートプレートを剥離する工程とを有するので、例えばこの後に、基板を素子毎に切断する工程を行った場合は、上述した作用に加えて、特性に影響のない回路素子を得ることが可能になる。

また、本発明に係る回路素子の製造方法は、上記基板の薄板化方法を用いた回路素子の製造方法であって、基板の回路形成面とは反対側の面を研削する工程に続いて、基板の回路形成面とは反対側の面にダイシングテープを貼り合せる工程と、シートを剥がす工程と、溶剤を用いて、サポートプレートと基板の回路形成面との間に介在された接着剤層を溶解させる工程と、基板からサポートプレートを剥離する工程とを有するようにする。

上述した本発明に係る回路素子の製造方法によれば、基板の回路形成面とは反対側の面を研削する工程に続いて、基板の回路形成面とは反対側の面にダイシングテープを貼り合せる工程と、シートを剥がす工程と、溶剤を用いて、サポートプレートと基板の回路形成面との間に介在された接着剤層を溶解させる工程と、基板からサポートプレートを剥離する工程とを有するので、例えばこの後に、基板を素子毎に切断する工程を行った場合は、上述した作用に加えて、特性に影響のない回路素子を得ることが可能になる。

本発明によれば、基板に溝の模様が転写されることを低減できると共に、基板の削りムラの低減や表面粗度の悪化を抑えることができる基板の薄板化方法及び回路素子の形成方法を提供することが可能になる。
また、サポートプレートが剥がれ難く、研削屑が入り込まない基板の薄板化方法及び回路素子の形成方法を提供することが可能になる。
従って、良好な特性を有する回路素子を製造することが実現できると共に、製造過程における信頼性の向上並びにサポートプレートの再利用率の向上を図ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付した図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るウェーハの薄板化方法の一実施の形態を示す概略断面図である。
また、図２はサポートプレートの一方の面（接着面側）を示す図であり、図３はサポートプレートの他方の面（吸着面側）を示す図である。
なお、図１においては、サポートプレートの他方の面に既にシートが貼り付けられている状態を示している。

図１において、１はガラス板、セラミック板或いは金属板等からなるサポートプレートであり、このサポートプレート１の一方の面と半導体ウェーハWの回路形成面とが接着剤層２によって貼り合わされている。

サポートプレート１において、中央付近（中央部）には外部より溶剤が供給される貫通孔３が厚み方向に形成されている。また、半導体ウェーハWの回路形成面と接する一方の面には前記貫通孔３に連通する溝４が形成されている。また、外周部（周縁部）には溝４に連通すると共に外部に溶剤が排出（回収）される貫通孔５が厚み方向に形成されている。
サポートプレート１の中央部に形成された貫通孔３や外周部に形成された貫通孔５の数は複数でも構わない。また、溝３は、一方の面において外周部迄の略全域に亘って形成されている。
溶剤（薬液）としては、例えばアルコール系又はアルカリ系のものを用いることができる。

なお、サポートプレート１としては、外周部に形成された貫通孔５が外部より溶剤が供給される孔となり、中央部に形成された貫通孔３が外部に溶剤が排出される孔となる場合もある。

溝４の形状としては、格子状や、この格子状の溝において列毎に所定の間隔ずらした千鳥状が考えられる。また、溝４が亀の子形状（正六角形）に形成されたハニカム状も考えられる。

サポートプレート１の他方の面に貼り付けられたシート６としては、実際に薄板化される際に発生する熱に対する耐性、又用いられる溶剤に対する耐性等の特徴を有するものが好適である。またこれらの特徴にサポートプレート１に対する程よい粘着性と剥離性等の特徴を有していれば更に好適である。
このような特徴を有するシート６として、本実施の形態では例えば樹脂シート（例えばポリイミド等）を用いている。

次に、このような構成のサポートプレート１を用いた基板の薄板化方法の一実施の形態を説明する。

先ず、半導体ウェーハWの回路形成面に、接着剤層２を介してサポートプレート１の溝４が形成された一方の面を貼りあわせて積層体を形成する。

次に、積層体において、サポートプレート１の他方の面にシート６を貼り合わせる。

次に、サポートプレート１のシート６が貼着された面を吸着ヘッド７の上面に載置して吸引固定し、この状態で半導体ウェーハWの回路が形成されていない面をグラインダ８によって研削する。このようにして半導体ウェーハWの薄板化が行われる。

本実施の形態においては、吸着ヘッド７とサポートプレート１との間にシート６が貼り付けられているため、研削中に常時吸引されていても、このシート６により陰圧を遮断することができる。このため、吸着ヘッド７による減圧が溝４内に及ばないようにすることができ、薄板化された半導体ウェーハWに溝４の模様が転写されることを低減できる。
また、シート６により陰圧を遮断又は緩和させることができる。これにより、半導体ウェーハWが引っ張られることを抑えられ、研削ムラ等の発生を抑制することができる。

また、処理液（水等）が供給されながら研削が行われるが、シート６により、例えば吸着ヘッド７とサポートプレート１の間から溝４に水が入り込むことを防ぐことができる。これにより、半導体ウェーハWよりサポートプレート１が剥がれることを防止できる。また、再度サポートプレート１を利用する際にサポートプレート１の乾燥に要する時間を大幅に短縮できる。また、シート６により研削屑が溝４に入り込むことも防ぐこともできる。
また、シート６が耐薬品性に優れているため、サポートプレート１の損傷を防ぐことも可能である。

続いて、このような半導体ウェーハWの薄膜化の後に行われる、サポートプレート１の剥離工程を説明する。

まず、図４に示すように、吸着ヘッドから薄板化された半導体ウェーハWとサポートプレート１とが貼り合わされた積層体を取り外し、半導体ウェーハWの回路が形成されていない面（即ち回路形成面とは反対側の面）をダイシングテープ９に貼り付ける。

次に、サポートプレート１からシート６を剥離し、プレート（溶剤供給プレート）１０をサポートプレート１の溝４の形成されていない他方の面に押し付ける。そして、プレート１０の溶剤供給孔１１をサポートプレート１の中央部に形成された貫通孔３に一致させ、溶剤排出孔１２をサポートプレート２の外周部に形成された貫通孔５に一致させる。

このような状態において、プレート１０の溶剤供給孔１１を介して溶剤を供給すると、溶剤はサポートプレート１の貫通孔３からこの貫通孔３に連通する溝４に入り込む。
この溝４は上述したように接着剤層２に接する面の略全域に亘って形成されているため、貫通孔３から供給された溶剤は溝４を介して周縁部へと流れ、接着剤層２の全てに速やかに満遍なく行き渡り、短時間のうちに接着剤層２を溶解する。

そして、接着剤層２を溶解した溶剤はサポートプレート１の外周部に形成された貫通孔５及びプレート１０の溶剤排出孔１２を介して外部に排出（回収）される。

この後、サポートプレート１を半導体ウェーハＷから剥離するには、プレート１０の真空引き孔１３を介して凹部１４内を減圧し、サポートプレート１をプレート１０に真空吸着せしめた状態でプレート１０を上昇せしめる。
これにより、半導体ウェーハＷはダイシングテープ９に残り、サポートプレート１のみが剥離される。
そして、ダイシングテープ９上の半導体ウェーハWをストリートに沿ってカッターで切断して個々の回路素子を得る。

なお、半導体ウェーハWの両面に回路（貫通電極も含む）を形成する場合は、半導体ウェーハWを薄板化した後で半導体ウェーハWとサポートプレート１とが一体化している状態で、半導体ウェーハWの他方の面（研削面）に新たな回路を形成する。
この場合、本実施の形態では、上述したように研削時に半導体ウェーハWの他方の面に削りムラ等が生じることを低減できるので、特性に影響がない回路素子を形成することができる。

上述した実施の形態では、シート６として樹脂シート（ポリイミド）を用いた場合を説明したが、UV照射や加熱等、外部からの遠隔的な手段により粘着力が低下する所謂反応方のテープや、BGテープやダイシングテープ等の貼り剥がし可能な感圧型テープを用いることもできる。

また、上述した実施の形態では、シート６を貼り付けた場合を挙げて説明したが、シート６の変わりに例えば保護膜を形成することもできる。この場合、サポートプレート１の他方の面に、例えば水溶性樹脂液や可溶剤樹脂等の保護膜を形成する。
この場合においても、シート６を貼り付けた場合と同様の作用を得ることができる。

また、上述した本実施の形態では、半導体ウェーハWの回路が形成されていない面（即ち回路形成面とは反対側の面）をグラインダ８によって研削した後、この面にダイシングテープ９を貼り合わせ、そしてシート６を剥がす場合を挙げて説明した。
しかし、半導体ウェーハWの回路が形成されていない面をグラインダ８で研削した後、シート６を剥がし、そして半導体ウェーハWの回路が形成されていない面にダイシングテープ９を貼り合わせるようにすることもできる。
つまり、ダイシングテープ９を貼りあわせた後にシート６を剥がすか、シート６を剥がした後にダイシングテープ９を貼り合わせるようにするかの違いである。
この場合においても、上述した実施の形態と同様の作用を得ることができる。

図５（ａ）〜（ｃ）は半導体ウェーハWの研削面の平面度をシート６を貼着した場合と貼着しない場合について測定したグラフである。なお、このグラフは、サポートプレートの溝幅（０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ）毎に行った場合を示している。

図５より、いずれの場合も、シート６を貼着した場合は、シート６を貼着しない場合に比較して溝４の模様が半導体ウェーハに転写されることを低減できており、凹凸が少なくなっていることが分かる。
また、更に溝幅が小さくなればシート６を貼着した効果がより大きくなることが分かる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。

本発明に係る基板の薄板化方法の一実施の形態を示す図。 サポートプレートの一方の面（接着面側）を示す図。 サポートプレートの他方の面（吸着面側）を示す図。 接着剤を溶解している状態の断面図。 基板の研削面の平面度をシートを貼着した場合と貼着しない場合について、サポートプレートの溝幅ごとに測定したグラフ。 改善前の課題を説明する図。

符号の説明

１…サポートプレート、２…接着剤層、３…貫通孔、４…溝、５…貫通孔、６…シート、７…吸着ヘッド、８…グラインダ、９…ダイシングテープ、１０…プレート、１１…溶剤供給孔、１２…溶剤排出孔、１３…真空引き孔、１４…凹部

Claims (5)

1. 一方の面に接着剤層を介して基板の回路形成面が貼り合わされ、その中央付近において、厚み方向に形成された複数の第１の貫通孔と、前記接着剤層と接する前記一方の面に形成された前記第１の貫通孔に連通する溝と、その周縁部において、厚み方向に形成された前記溝に連通する複数の第２の貫通孔とを有するサポートプレートを用いた基板の薄板化方法であって、
   前記基板の回路形成面に、前記サポートプレートの溝が形成された一方の面を貼り合わせて積層体を形成する工程と、前記積層体において、前記サポートプレートの他方の面にシートを貼り合わせる工程と、前記シートを介して前記積層体が固定された状態で、前記基板の回路形成面とは反対側の面を研削する工程とを有することを特徴とする基板の薄板化方法。
2. 請求項１に記載の薄板化方法を用いた回路素子の製造方法において、
   前記基板の回路形成面とは反対側の面を研削する工程に続いて、前記シートを剥がす工程と、
   前記基板の回路形成面とは反対側の面にダイシングテープを貼り合せる工程と、
   溶剤を用いて、前記サポートプレートと前記基板の回路形成面との間に介在された接着剤層を溶解させる工程と、
   前記基板から前記サポートプレートを剥離する工程とを有することを特徴とする回路素子の製造方法。
3. 請求項２に記載の回路素子の製造方法において、前記基板の回路形成面とは反対側の面を研削する工程の直後、該回路形成面とは反対側の面に回路を形成し、この後に、前記シートを剥がす工程を行うことを特徴とする回路素子の製造方法。
4. 請求項１に記載の薄板化方法を用いた回路素子の製造方法において、
   前記基板の回路形成面とは反対側の面を研削する工程に続いて、前記基板の回路形成面とは反対側の面にダイシングテープを貼り合せる工程と、
   前記シートを剥がす工程と、
   溶剤を用いて、前記サポートプレートと前記基板の回路形成面との間に介在された接着剤層を溶解させる工程と、
   前記基板から前記サポートプレートを剥離する工程とを有することを特徴とする回路素子の製造方法。
5. 請求項４に記載された回路素子の製造方法において、前記基板の回路形成面とは反対側の面を研削する工程の直後、該回路形成面とは反対側の面に回路を形成し、この後に、前記シートを剥がす工程を行うことを特徴とする回路素子の製造方法。