JP2009188036A - サポートプレート - Google Patents

Abstract

【課題】溶剤を用いて半導体ウエハから容易に剥離し得るが、半導体ウエハの加工を行う過程において基板から剥がれにくいサポートプレートを実現する。
【解決手段】基板２に貼着して基板２を支持するサポートプレート１を提供する。サポートプレート１において、複数の開孔１５・１５’が、基板２に面する接着面と該接着面に対向する非接着面とを貫通しており、該接着面には、第１領域１１および第１領域１１を取り囲む第２領域１２からなる開孔が形成されている領域１３が設けられており、第１領域１１における開孔率が第２領域１２の開孔率より大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハ等の基板の加工工程において基板を支持するサポートプレートに関し、より詳細には、基板を薄板化（薄化）する際に基板に貼り合せるサポートプレートに関する。

携帯電話、デジタルＡＶ機器およびＩＣカードなどの高機能化にともない、搭載される半導体シリコンチップ（以下、チップ）の小型化、薄型化および高集積化への要求が高まっている。また、ＣＳＰ（chip size package）およびＭＣＰ（multi-chip package）に代表されるような複数のチップをワンパッケージ化する集積回路についても、その薄型化が求められている。その中において、一つの半導体パッケージの中に複数のチップを搭載するシステム・イン・パッケージ（ＳｉＰ）は、搭載されるチップを小型化、薄型化および高集積化し、電子機器の高性能化、小型化かつ軽量化を実現する上で非常に重要な技術となっている。

電子機器の高性能化、小型化かつ軽量化を実現するためには、チップの厚さを１５０μｍ以下にまで薄くする必要がある。さらに、ＣＳＰおよびＭＣＰにおいては１００μｍ以下、ＩＣカードにおいては５０μｍ以下にチップを研削し、薄板化するための研削工程を行う必要がある。しかし、チップのベースとなる半導体ウエハは、研削することにより肉薄となるため、その強度は弱くなり、半導体ウエハにクラックおよび反りが生じやすくなる。また、薄板化した半導体ウエハは、搬送を自動化することができないため、人手によって行わなければならず、その取り扱いが煩雑であった。

半導体ウエハ等の基板を薄板化する際に基板が破損しにくい技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載の技術は、研削する半導体ウエハにサポートプレートと呼ばれるガラスまたは硬質プラスチックなどを貼り合せることによって、半導体ウエハの強度を保持し、クラックの発生および半導体ウエハに反りが生じることを防止するウエハサポートシステムである。ウエハサポートシステムにより、半導体ウエハの強度を維持することができるため、薄板化した半導体ウエハの搬送を自動化することができる。しかし、サポートプレートと半導体ウエハとの間に溶剤が浸入しにくいのでサポートプレートを半導体ウエハから剥離する際に時間を費やしてしまう。

特許文献２には、厚み方向に溶剤が透過する多数の貫通孔が形成されている構造のサポートプレート、およびこのサポートプレートを用いた剥離方法が開示されている。特許文献２記載の技術を用いれば、サポートプレートと基板とを接着している接着層に短時間で溶剤を供給し得、サポートプレートを半導体ウエハから剥離する際に時間を短縮することができる。
特開２００５−１９１５５０号公報（平成１７年７月１４日公開） 特開２００６−１３５２７２号公報（平成１８年５月２５日公開）

本発明者等は、従来のサポートプレートを用いると、基板とサポートプレートとの貼り合せの後に行われるＣＶＤ工程やエッチング工程などのプロセスの際に、熱の影響で基板とサポートプレートが反ってしまい、サポートプレートの外周部が基板から剥がれ易くなる傾向があることを見出した。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶剤を用いて半導体ウエハから容易に剥離し得るが、半導体ウエハの加工を行う過程において基板から剥がれにくいサポートプレートを提供することにある。

本発明者等は、このように新たに独自に見出した課題に対して鋭意検討を重ねた結果、貫通孔が形成されている構造のサポートプレートの、基板との剥離容易性を維持しつつ基板との接着力を向上させることを可能にし、本発明を完成するに至った。なお、上記新規課題は、サポートプレートの研究を進める上で本発明者等によって見出されたものであり、当該分野においてすでに認識されていたものではない。

本発明に係るサポートプレートは、基板に貼着して該基板を支持するサポートプレートであって、複数の開孔が、基板に面する接着面と該接着面に対向する非接着面とを貫通しており、該接着面には、第１領域および第１領域を取り囲む第２領域が設けられており、第１領域における開孔率が第２領域の開孔率より大きいことを特徴としている。

本発明に係るサポートプレートにおいて、第２領域の面積は、上記接着面の０．５〜５０％であることが好ましい。すなわち、第１領域の面積は上記接着面の面積の５０〜９９．５％であることが好ましい。なお、本発明の係るサポートプレートは、開孔が形成されていない領域が上記接着面の外縁部に設けられていてもよく、その場合には、上記第１領域および第２領域の面積は、上記開孔が形成されていない領域を含めて１００％となるように調整する。上記開孔が形成されていない領域は、上記接着面の面積の１０％以下であることが好ましい。

本発明に係るサポートプレートにおいて、上記接着面の開孔率は１０〜４０％であることが好ましい。本発明に係るサポートプレートは、第１領域に形成されている開孔の口径が０．１〜１．０ｍｍの範囲内であり、かつ第２領域に形成されている開孔の口径より大きいことが好ましい。また、本発明に係るサポートプレートは、第１領域に形成されている開孔の間隔が０．１〜１．５ｍｍの範囲内であり、かつ第２領域に形成されている開孔の間隔より小さいことが好ましい。

本発明に係るサポートプレートにおいて、上記開孔の断面形状については特に制限は無く、円柱型、砂時計型、またはテーパー型など、いずれの形状であってもよいが、円柱型や砂時計型は、テーパー型に比べて、サポートプレートの両面を同一形状の開孔とすることができるので、孔径の違いによるプレートの反り発生がなく、また面選択性がないのでどちらの面も接着面（あるいは非接着面）として利用することができるという利点があり好ましい。

特に砂時計型は、サポートプレートを基板から剥離するときの剥離液と接着層との接触面を広く確保でき剥離効率が高く、またサポートプレートの厚さ方向における中心部分の孔径が小さいので、開孔することによるサポートプレートの強度低下を抑えることができるという点において好ましい。

本発明のサポートプレートは、多数の貫通孔を有しているので、サポートプレートの外側から供給される溶剤（剥離液）は、貫通孔を介して接着層まで直接到達し得る。このように、本発明を用いれば、剥離液による効果を短時間で発揮させることができる。また、本発明を用いれば、ＣＶＤ工程およびエッチング工程の際に基板が剥がれてしまうことを回避することができる。

上述したように、本発明者等は、多数の貫通孔が形成されている構造のサポートプレートを用いて半導体ウエハの加工を行う場合、ＣＶＤ工程およびエッチング工程の際にサポートプレートから基板が剥がれやすいことを見出した。鋭意検討を重ねた結果、本発明者等は、貫通孔が形成されている構造のサポートプレートの、溶剤（剥離液）による剥離効果を首尾よく発揮させつつ、加工工程におけるハンドリングの際に必要な基板との接着力を向上させる構成を見出した。

本発明に係るサポートプレートは、基板を支持するための用途に用いるのであれば、その具体的な用途は特に限定されない。また、サポートプレートの形状もまた特に限定されず、好ましくは、基板を貼り合せる面が平面でありかつ貼り合せる基板の形状と同じ（すなわち相似形）形状であり、貼り合せる面の形状としては円形がより好ましい。

本発明に係るサポートプレートの一実施形態について、形状が円形である半導体ウエハを支持するサポートプレートを例に挙げて、図１（ａ）〜（ｃ）を用いて以下に説明するが、本発明はこの態様に限定されない。

図１（ａ）は、薄板化すべき基板である半導体ウエハ２を、接着層３を介して本実施形態に係るサポートプレート１と貼り合せた状態の縦断面を示す図である。なお、図１（ａ）では、説明を容易にするために、本発明に係るサポートプレートの特徴点の１つである複数の開孔を省略している。本実施形態に係るサポートプレート１を用いて図１（ａ）の構成を採ることにより、薄板化した半導体ウエハ２の強度を保つことができる。

図１（ａ）に示すように、サポートプレート１は、半導体ウエハ２を支持するために半導体ウエハ２に貼着される。本明細書中において使用される場合、基板に貼着される面を接着面といい、基板に貼着されない面を非接着面という。

サポートプレートの材質は特に限定されず、貼り合せられる半導体ウエハの強度を保ち得る強度を有していればよい。なお、半導体ウエハの加工工程は、ウェットポリッシュ処理、エッチング処理、加熱処理、ＣＶＤ処理、ＰＶＤ処理、メッキ処理などの種々の処理を含んでいる。このように多様な処理を行う過程において基板を貼り合わせた状態のサポートプレートに反りが発生することを防止するために、サポートプレートの熱膨張係数は基板の熱膨張係数に近似していることが好ましい。サポートプレートの好ましい材質としては、ガラス、硬質プラスチック、金属、セラミックおよびシリコンが挙げられ、ガラスがより好ましい。このような材料を用いたプレートの作製方法は特に限定されない。

接着層３は、サポートプレート１と基板２との間に形成される。サポートプレートと接着した基板を研磨する際に水を用いるので、本発明に利用するに好ましい接着剤としては、非水溶性の高分子化合物が好ましい。また、基板の加工工程において高温処理が施されるので、軟化点が高い物質がより好ましい。これらの観点から、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂、アミド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリスチレン、ポリビニルエーテル、ポリ酢酸ビニル、およびこれらの混合物が、本発明に利用する接着剤として好ましい。なお、接着層３の厚さは、数μｍ〜１００μｍ程度であることが好ましいが、これに限定されない。

サポートプレートから基板を剥離する際に用いられる溶剤としては、アルコール、エーテル、エステル、アルカリ溶液、ケトン、およびこれらの混合溶液が挙げられるが、これらに限定されない。このような溶剤は、サポートプレートの非接着面上に滴下されても、スプレー、超音波ノズル、二流体ノズルを介して非接着面側から供給されてもよい。このような態様を用いる場合は、基板を貼着したサポートプレートをスピンナー等で回転させることが好ましい。これにより、溶剤が短時間で接着層全体に行き渡る。また、接着したサポートプレートおよび基板を溶剤に浸漬してもよい。この場合、超音波等によって振動を加えることによって溶剤が短時間で接着層全体に行き渡る。

サポートプレートによって半導体ウエハ全体を首尾よく支持するために、サポートプレートのサイズは、半導体ウエハのサイズと略同じであるか、または半導体ウエハの外形よりも大きいことがより好ましい。具体的には、サポートプレートの形状が円形の場合、その直径は、半導体ウエハの直径よりも１〜１０ｍｍ程度大きいことが好ましい。サポートプレート１の直径が半導体ウエハ２の直径よりも大きい場合には、サポートプレート１と半導体ウエハ２との貼り合わせがより一層容易になる。

本実施形態において、サポートプレート１のサイズが半導体ウエハ２の外形よりも大きい態様を図１（ａ）に示す。図１（ｂ）は本実施形態に係るサポートプレートの接着面の上面図を示し、図１（ｃ）は図１（ｂ）の要部を示す。なお、図１（ｂ）では、説明を容易にするために、本発明に係るサポートプレートの特徴点の１つである複数の開孔を省略している。

本実施形態に係るサポートプレート１のサイズが半導体ウエハ２の外形よりも大きいので、サポートプレート１と半導体ウエハ２とが接する領域の外側に接着領域を取り囲む非接着領域が存在する。なお、接着領域は接着剤塗布部分であり得る。

図１（ｃ）に示すように、開孔が形成されている領域１３には複数の開孔１５（１５’）が設けられており、開孔１５（１５’）は接着面と非接着面とを貫通している。さらに、開孔が形成されている領域１３は開孔率の異なる２つの領域から構成されており、開孔率の大きい第１領域１１を、開孔率の小さい第２領域１２が取り囲んでいる。

開孔１５（１５’）が開孔が形成されている領域１３に設けられていることにより、半導体ウエハ２からサポートプレート１を剥離する際に用いられる剥離液（溶剤）がサポートプレート１の外側から供給されても、溶剤は開孔１５（１５’）を介して接着層３に直接到達し得、その結果、半導体ウエハ２をサポートプレート１から容易に剥離することができる。

なお、外縁部領域１４には開孔が形成されていなくてもよい。本発明に係るサポートプレートにおいて、開孔が形成されていない外縁部の領域の面積は、接着面の面積の１０％以下であることが好ましい。

サポートプレート１に設けられた開孔は、開孔率が接着面の１０〜４０％であることが好ましい。このような範囲内の開孔率であれば、半導体ウエハの搬送の自動化に影響を与えることがない。また、搬送手段が接する部分（第１領域内であっても第２領域内であってもよい）には、開孔が設けられていないことが好ましい。

図１（ｂ）〜（ｃ）に示すように、開孔が形成されている領域１３には、開孔率が異なる２つの領域（第１領域１１および第２領域１２）が形成されている。第１領域１１の開孔率および第２領域１２の開孔率は、それぞれに設けられている開孔１５および１５’の口径および／または間隔によって決定されるが、第１領域内（または第２領域内）に設けられている開孔の口径が全て同一であることは必要でなく、第１領域内（または第２領域内）に設けられている開孔の間隔が全て同一であることは必要でない。なお、第１領域１１、第２領域１２および外縁部領域１４の説明を容易にするために、図１（ｂ）〜（ｃ）においてこれらの領域の境界を点線で示している。

本発明に係るサポートプレートは、第１領域に形成されている開孔の口径が０．１〜１．０ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．１〜０．５ｍｍの範囲内であることがより好ましく、０．２〜０．４ｍｍの範囲内であることがさらに好ましい。なお、第１領域に形成されている開孔の口径は第２領域に形成されている開孔の口径より大きいことが好ましい。

また、本発明に係るサポートプレートは、第１領域に形成されている開孔の間隔が０．１〜１．５ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．２〜１．０ｍｍの範囲内であることがより好ましい。なお、第１領域に形成されている開孔の間隔は第２領域に形成されている開孔の間隔より小さいことが好ましい。

開孔の形成法は当該分野において周知であり、選択したサポートプレートの材質に従って適宜選択される。なお、開孔の形成は、サポートプレートの両面から行われても片面から行われてもよく、サポートプレートの反りまたは撓みを防ぐためには上記開孔の形状は砂時計型（中央部分がくびれた形状、いわゆる瓢箪形）であることが好ましいが、円柱形状であってもよい（図２（ａ）〜（ｂ））。

このように、本発明を用いれば、基板の加工工程におけるハンドリングの際に必要な、サポートプレートと基板との接着力を向上させることができる。また、溶剤を用いたサポートプレート１と基板２との剥離に要する時間を短縮し得、かつ剥離する際に基板２が破損することも回避し得る。なお、本発明に係るサポートプレートを首尾よく基板から剥離するためには、第２領域の面積が、接着面の０．５〜５０％であることが好ましい。すなわち、第１領域の面積は接着面の面積の５０〜９９．５％であることが好ましい。また、接着面における開孔率が上述した１０〜４０％の範囲内にある場合であっても、第２領域の開孔率が第１領域の開孔率より小さいことが好ましい。第２領域の開孔率を第１領域の開孔率より小さくすることで本発明の効果を発揮することができる。

尚、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、当業者は、本発明の精神および添付の特許請求の範囲内で変更して実施することができる。

また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。

本発明に係るサポートプレートは、半導体ウエハまたはチップの加工工程に好適に用いられ、処理時間の短縮に大いに貢献し得る。

本発明に係るサポートプレートの構成を示す概略図である。 本発明に係るサポートプレートに設けられている開孔の形状を示す図である。

符号の説明

１ サポートプレート
２ 半導体ウエハ（基板）
３ 接着層
１１ 第１領域
１２ 第２領域
１３ 開孔が形成されている領域
１４ 外縁部領域
１５ 貫通穴（開孔）

Claims (7)

1. 基板に貼着して該基板を支持するサポートプレートであって、
   複数の開孔が、基板に面する接着面と該接着面に対向する非接着面とを貫通しており、
   該接着面には、第１領域および第１領域を取り囲む第２領域が設けられており、
   第１領域における開孔率が第２領域の開孔率より大きいことを特徴とするサポートプレート。
2. 第１領域に形成されている開孔の口径が０．１〜１．０ｍｍであり、かつ第２領域に形成されている開孔の口径より大きいことを特徴とする請求項１に記載のサポートプレート。
3. 第１領域に形成されている開孔の間隔が０．１〜１．５ｍｍであり、かつ第２領域に形成されている開孔の間隔より小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のサポートプレート。
4. 前記接着面の開孔率が１０〜４０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のサポートプレート。
5. 開孔が形成されていない領域が前記接着面の外縁部に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のサポートプレート。
6. 第１領域の面積が前記接着面の面積の５０〜９９．５％を占めることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のサポートプレート。
7. 前記開孔が砂時計形状である、請求項１に記載のサポートプレート。

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