JP2013042052A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体装置の基板の取扱いに注意を要することなく、半導体装置の基板に悪影響を及ぼす恐れがなく、半導体装置の基板加工のプロセス温度の制限が少なく、サポート基板の剥離を簡易に短時間で低コストに実施できる半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】サポート基板１６としてガラス基板を用い、半導体装置の基板１１とサポート基板１６とをポリイミドを含む樹脂層１７を介して貼着し、サポート基板１６の剥離時に、サポート基板１６を通して樹脂層１７にレーザ光Ｌを照射して、樹脂層１７を分解する。
【選択図】図１２
【解決手段】サポート基板１６としてガラス基板を用い、半導体装置の基板１１とサポート基板１６とをポリイミドを含む樹脂層１７を介して貼着し、サポート基板１６の剥離時に、サポート基板１６を通して樹脂層１７にレーザ光Ｌを照射して、樹脂層１７を分解する。
【選択図】図１２
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関するものである。
半導体装置の基板であるＳｉウエハに、トランジスタ等の半導体素子、Ｓｉ貫通電極（through-silicon via：ＴＳＶ）、及び配線層等を備えた半導体装置がある。
この半導体装置は、以下の工程を経て製造される。
はじめに、半導体装置の基板の表面側に、トランジスタ等の半導体素子、及びＳｉ貫通電極（ＴＳＶ）を形成する。この時点では、ＴＳＶは半導体装置の基板を貫通していない。
次いで、半導体装置の基板の表面側に、配線層を形成し、最表面に外部接続端子である半田バンプのベースとなるアンダーバンプメタル（Underbump Metal：ＵＢＭ）を形成する。
次いで、半導体装置の基板の裏面側を加工するために、半導体装置の基板の裏面側にサポート基板を貼着する。
次いで、半導体装置の基板の裏面側をＴＳＶが露出するまで研磨し、ＴＳＶに接続され、外部接続端子である半田バンプのベースとなるアンダーバンプメタル（ＵＢＭ）を形成する。
半導体装置の基板の裏面側の加工が終了した後、サポート基板を剥離して、上記の半導体装置が製造される。
この半導体装置は、以下の工程を経て製造される。
はじめに、半導体装置の基板の表面側に、トランジスタ等の半導体素子、及びＳｉ貫通電極（ＴＳＶ）を形成する。この時点では、ＴＳＶは半導体装置の基板を貫通していない。
次いで、半導体装置の基板の表面側に、配線層を形成し、最表面に外部接続端子である半田バンプのベースとなるアンダーバンプメタル（Underbump Metal：ＵＢＭ）を形成する。
次いで、半導体装置の基板の裏面側を加工するために、半導体装置の基板の裏面側にサポート基板を貼着する。
次いで、半導体装置の基板の裏面側をＴＳＶが露出するまで研磨し、ＴＳＶに接続され、外部接続端子である半田バンプのベースとなるアンダーバンプメタル（ＵＢＭ）を形成する。
半導体装置の基板の裏面側の加工が終了した後、サポート基板を剥離して、上記の半導体装置が製造される。
従来、半導体装置の基板とサポート基板とを樹脂からなる接着層を介して貼着し、半導体装置の基板の裏面側の加工後に接着層を熱分解してサポート基板を剥離することがなされている。
この方法では、接着層をなす一般的な樹脂の耐熱性が充分でなく、その耐熱温度によってサポート基板貼着後のプロセス温度が制限される。
この方法では、接着層をなす一般的な樹脂の耐熱性が充分でなく、その耐熱温度によってサポート基板貼着後のプロセス温度が制限される。
サポート基板を剥離せずにサポート基板全体を機械的に研磨除去する方法がある。この方法では、サポート基板の研磨除去に時間がかかり、均一な研磨が難しいため半導体装置の基板の表面平坦性が悪化する恐れがあり、半導体装置の基板にダメージを与える恐れがある。
特許文献１には、半導体装置の基板（２５）とサポート基板（２１）とを接着層（２４）及び酸またはアルカリ溶液に可溶な金属層（２２）を介して貼着し、半導体装置の基板（２５）の裏面側の加工後に酸またはアルカリ溶液により金属層（２２）をエッチング除去して、サポート基板（２２）を剥離する方法が開示されている（請求項６、図１Ａ〜Ｅ）。
特許文献１に記載の方法では、酸またはアルカリ溶液にて金属層（２２）をエッチングするため、エッチング溶液によって半導体装置の基板がダメージを受ける恐れがある。
また、接着層（２４）として一般的な接着剤が用いられており（００２９）、接着層（２４）の耐熱温度も充分ではない。
また、接着層（２４）として一般的な接着剤が用いられており（００２９）、接着層（２４）の耐熱温度も充分ではない。
特許文献２には、半導体層（１１）を形成した基板（１０）に加熱により剥離可能な接着層（５１ａ）を有する高分子フィルム（５１）を貼着し、基板（１０）の加工後に基板（１０）の裏面側からＫｒＦエキシマレーザ光を照射して、基板（１０）と半導体層（１１）との間に熱分解層（１１ａ）を形成し、その後加熱して接着層（５１ａ）を剥離する方法が開示されている（請求項１、図１（ａ）〜（ｄ））。接着剤層（５１ａ）は例えば、１７０℃程度で加熱されると発泡してその接着面積が減少し、接着力がなくなるものである（００５１）。
特許文献２に記載の方法では、１７０℃程度の加熱により剥離可能な接着層（５１ａ）が用いられており、接着層（５１ａ）の耐熱温度が充分ではない。
半導体層（１１）がＵＶ光に反応するということは、太陽光あるいは蛍光灯の光などにもわずかに含まれているＵＶ光にも半導体層（１１）が反応する可能性があるため、取扱いに充分な注意が必要である。
半導体層（１１）がＵＶ光に反応するということは、太陽光あるいは蛍光灯の光などにもわずかに含まれているＵＶ光にも半導体層（１１）が反応する可能性があるため、取扱いに充分な注意が必要である。
特許文献３には、半導体装置の基板（１）に形成された第１の配線（４）上にポリイミド膜（５）を形成し、このポリイミド膜（５）を不図示のフォトレジスト膜をマスクにエッチングしてパッド（２ａ、２ｂ）に接続された第１の配線（４）上に開口部を形成し、この上に、アセトンに溶ける有機膜からなる接着層（７）を介してサポート基板（８）を貼着し、基板（１）の加工後にアセトン溶液槽内に基板（１）を浸すことで、サポート基板（８）を剥離する方法が開示されている（請求項３、図１〜図８）。
また、サポート基板（８）として透明ガラスを用い、接着層（７）としてＵＶテープを用い、基板（１）の加工後にＵＶ照射することも記載されている（請求項５、００３１）。
また、サポート基板（８）として透明ガラスを用い、接着層（７）としてＵＶテープを用い、基板（１）の加工後にＵＶ照射することも記載されている（請求項５、００３１）。
特許文献３に記載の方法では、ＵＶ光の照射により剥離するＵＶテープからなる接着層（７）が用いられている。特許文献３では、ＵＶテープの具体的な組成については記載がない。通常、ＵＶテープのベースフィルムには、塩化ビニル（PVC）、ポリエチレン（PE）等のポリオレフィン、あるいはポリエチレンテレフタレート（PET）等の樹脂が用いられ、ベースフィルム用の接着剤にはアクリル樹脂等の接着剤が使用されるのが一般的で、耐熱温度は１００℃以下である。
また、接着層（７）がＵＶ光に反応するということは、太陽光あるいは蛍光灯の光などにもわずかに含まれているＵＶ光にも接着層（７）が反応する可能性があるため、取扱いに充分な注意が必要である。
また、接着層（７）がＵＶ光に反応するということは、太陽光あるいは蛍光灯の光などにもわずかに含まれているＵＶ光にも接着層（７）が反応する可能性があるため、取扱いに充分な注意が必要である。
なお、特許文献３には、接着層（７）として加熱により軟化する有機膜（接着フィルム）を用いてもよく、一例として４００℃程度の加熱で溶融するポリイミド膜が挙げられている（段落００３２−００３３）。このポリイミド膜からなる接着層（７）は充分な耐熱性を有する。しかしながら、接着層（７）が耐熱性を有するがために、サポート基板（８）の剥離に高い温度を必要とする。
特許文献４には、半導体装置の基板（２１）にＵＶ光の照射で接着剤が硬化することにより剥離可能な高剛性ＵＶテープ型シート等の接着層（３１）を介してＵＶ光を透過する石英ガラスウエハ等のサポート基板（３２）を貼着し、基板（２１）の加工後にサポート基板（３２）側からＵＶ光を照射して、サポート基板（３２）を剥離する方法が開示されている（請求項２、図２（ａ）〜（ｄ））。
特許文献４に記載の方法では、ＵＶ光の照射により剥離する接着層（３１）が用いられている。接着層（３１）の具体的な組成については記載がない。特許文献４で用いられているＵＶテープ型シートは上記のように、通常その耐熱温度は１００℃以下である。
また、接着層（３１）がＵＶ光に反応するということは、太陽光あるいは蛍光灯の光などにもわずかに含まれているＵＶ光にも接着層（３１）が反応する可能性があるため、取扱いに充分な注意が必要である。
また、接着層（３１）がＵＶ光に反応するということは、太陽光あるいは蛍光灯の光などにもわずかに含まれているＵＶ光にも接着層（３１）が反応する可能性があるため、取扱いに充分な注意が必要である。
特許文献５には、以下の半導体装置の製造方法が開示されている（請求項１、図１（ａ）〜（ｆ））。
石英ガラス基板からなるサポート基板（１）上に、剥離層（２）とＵＶ硬化型樹脂（３）とを形成する。剥離層（２）はＵＶ硬化型樹脂を後の工程で石英ガラス基板（１）から剥離するため予め設けておくものであり、例えば、光熱変換樹脂などの液状の樹脂を塗布し、常温放置で硬化させたものである。ＵＶ硬化型樹脂（３）上に半導体ウェハ（４）を載置し、ＵＶ照射によりＵＶ硬化型樹脂（３）を硬化して、半導体ウェハ（４）を固着させる。半導体ウェハ（４）の裏面加工後、石英ガラス基板（１）側から、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザを照射して剥離層（２）を加熱し、石英ガラス基板（１）を剥離する。
石英ガラス基板からなるサポート基板（１）上に、剥離層（２）とＵＶ硬化型樹脂（３）とを形成する。剥離層（２）はＵＶ硬化型樹脂を後の工程で石英ガラス基板（１）から剥離するため予め設けておくものであり、例えば、光熱変換樹脂などの液状の樹脂を塗布し、常温放置で硬化させたものである。ＵＶ硬化型樹脂（３）上に半導体ウェハ（４）を載置し、ＵＶ照射によりＵＶ硬化型樹脂（３）を硬化して、半導体ウェハ（４）を固着させる。半導体ウェハ（４）の裏面加工後、石英ガラス基板（１）側から、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザを照射して剥離層（２）を加熱し、石英ガラス基板（１）を剥離する。
特許文献５に記載の方法では、レーザ光の照射により剥離する剥離層（２）が用いられている。剥離層（２）の具体的な組成については記載がなく、その耐熱温度向上について特に対策が講じられていない。
特許文献６には、所定の回路素子が形成された基板（Ｗ）とサポート基板（１１）とを接着層（１２）とアナターゼ型のＴｉＯ２膜等の光触媒層（１３）とを介して貼着し、基板（Ｗ）の加工後に、サポート基板（１１）を介して光触媒層（１３）にＵＶ光を照射し、光触媒の励起によってＯ２ −を発生させ、このＯ２ −と接着剤との反応によりガス（Ｈ２Ｏ、ＣＯ２など）を発生させて、サポート基板（１１）を剥離する方法が開示されている（請求項１、図２〜図３）。
特許文献６に記載の方法では、光触媒層（１３）だけでは密着性に問題があるため、別途接着層（１２）を設けている。接着層（１２）の具体的な組成については記載がなく、その耐熱温度向上について特に対策が講じられていない。
また、光触媒反応は反応停止制御が難しく、基板（Ｗ）に形成された保護膜等の有機膜まで分解されないよう制御することが難しい。ＵＶ照射によって発生するガスによって基板（Ｗ）が汚染される恐れもある。
また、光触媒反応は反応停止制御が難しく、基板（Ｗ）に形成された保護膜等の有機膜まで分解されないよう制御することが難しい。ＵＶ照射によって発生するガスによって基板（Ｗ）が汚染される恐れもある。
特許文献７には、基材フィルム（１００）の一面に紫外線硬化型粘着層（１１０）、第１の接着層（１０５）、及び第２の接着層（１２０）を備えた複合機能テープ（１０）、及びこれを用いた複合機能テープの接着／剥離方法が開示されている（請求項１、図１、００４４）。紫外線硬化型粘着層（１１０）の材料としてはアクリル系材料が挙げられている（００４８）。
特許文献７に記載の方法では、ＵＶ光の照射により剥離す紫外線硬化型粘着層（１１０）が用いられている。
特許文献７に記載の方法では、ＵＶ光の照射により剥離す紫外線硬化型粘着層（１１０）が用いられている。
特許文献７では、基材フィルム（１００）と紫外線硬化型粘着層（１１０）として、アクリル系樹脂が用いられている。アクリル樹脂の分解温度は通常３３０℃程度であり、半導体装置のプロセス温度に対して、充分な耐熱温度を有していない。
また、一般的なアクリル系樹脂の線熱膨張係数は６０〜９０ｐｐｍ/℃程度であり、一般的な半導体装置の基板であるＳｉウエハの線膨張係数３〜４ｐｐｍ/℃程度との差が大きく、半導体プロセス時に熱応力を受けやすい。
粘着層（１１０）がＵＶ光に反応するということは、太陽光あるいは蛍光灯の光などにもわずかに含まれているＵＶ光にも粘着層（１１０）が反応する可能性があるため、取扱いに充分な注意が必要である。
また、一般的なアクリル系樹脂の線熱膨張係数は６０〜９０ｐｐｍ/℃程度であり、一般的な半導体装置の基板であるＳｉウエハの線膨張係数３〜４ｐｐｍ/℃程度との差が大きく、半導体プロセス時に熱応力を受けやすい。
粘着層（１１０）がＵＶ光に反応するということは、太陽光あるいは蛍光灯の光などにもわずかに含まれているＵＶ光にも粘着層（１１０）が反応する可能性があるため、取扱いに充分な注意が必要である。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、半導体装置の基板の加工時にサポート基板を貼着し、基板の加工後にサポート基板を剥離する半導体装置の製造方法であって、半導体装置の基板の取扱いに注意を要することなく、半導体装置の基板に悪影響を及ぼす恐れがなく、半導体装置の基板加工のプロセス温度の制限が少なく、サポート基板の剥離を簡易に短時間で低コストに実施できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体装置の基板の加工時にサポート基板を貼着し、前記半導体装置の基板の加工後に前記サポート基板を剥離する半導体装置の製造方法であって、
前記サポート基板としてガラス基板を用い、
前記基板と前記サポート基板とをポリイミドを含む樹脂層を介して貼着し、
前記サポート基板の剥離時に、前記サポート基板を通して前記樹脂層にレーザ光を照射して、前記樹脂層を分解するものである。
レーザ光としては、１００〜４００ｎｍ（ＵＶ領域）の波長のレーザ光（エキシマレーザ光）が好ましい。
半導体装置の基板の加工時にサポート基板を貼着し、前記半導体装置の基板の加工後に前記サポート基板を剥離する半導体装置の製造方法であって、
前記サポート基板としてガラス基板を用い、
前記基板と前記サポート基板とをポリイミドを含む樹脂層を介して貼着し、
前記サポート基板の剥離時に、前記サポート基板を通して前記樹脂層にレーザ光を照射して、前記樹脂層を分解するものである。
レーザ光としては、１００〜４００ｎｍ（ＵＶ領域）の波長のレーザ光（エキシマレーザ光）が好ましい。
本発明によれば、半導体装置の基板の加工時にサポート基板を貼着し、基板の加工後にサポート基板を剥離する半導体装置の製造方法であって、半導体装置の基板の取扱いに注意を要することなく、半導体装置の基板に悪影響を及ぼす恐れがなく、半導体装置の基板加工のプロセス温度の制限が少なく、サポート基板の剥離を簡易に短時間で低コストに実施できる半導体装置の製造方法を提供することができる。
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。
図１〜図１４は製造工程図であり、各図は要部模式断面図である。各図において、半導体装置の基板１１の厚みについては、適宜アレンジしてある。
図１〜図１４は製造工程図であり、各図は要部模式断面図である。各図において、半導体装置の基板１１の厚みについては、適宜アレンジしてある。
図１に示す半導体装置の基板１１において、図示上面が表面１１Ａ、図示下面が裏面１１Ｂである。半導体装置の基板１１の「表面」及び「裏面」は便宜上定義するものである。本明細書において、「半導体装置の基板１１」は、Ｓｉウエハ及びそれに形成された種々の構成要素を含む全体の基板を指している。
図２に示すように、半導体装置の基板１１の表面１１Ａ側に、公知方法により半導体素子であるトランジスタ１２を形成する。
次に図３に示すように、半導体装置の基板１１の表面１１Ａ側に、公知方法によりＳｉ貫通電極（through-silicon via：ＴＳＶ）１３を形成する。この時点では、Ｓｉ貫通電極（ＴＳＶ）１３は半導体装置の基板１１を貫通していない。
次に図４に示すように、半導体装置の基板１１の表面１１Ａ側に、公知方法により、トランジスタ１２及びＳｉ貫通電極（ＴＳＶ）１３に電気的に接続された複数の配線層１４を形成する。
次に図５に示すように、半導体装置の基板１１の最表面（配線層１４の最上層）に、外部接続端子である半田バンプのベースとなるアンダーバンプメタル（Underbump Metal：ＵＢＭ）１５を形成する。
次に図３に示すように、半導体装置の基板１１の表面１１Ａ側に、公知方法によりＳｉ貫通電極（through-silicon via：ＴＳＶ）１３を形成する。この時点では、Ｓｉ貫通電極（ＴＳＶ）１３は半導体装置の基板１１を貫通していない。
次に図４に示すように、半導体装置の基板１１の表面１１Ａ側に、公知方法により、トランジスタ１２及びＳｉ貫通電極（ＴＳＶ）１３に電気的に接続された複数の配線層１４を形成する。
次に図５に示すように、半導体装置の基板１１の最表面（配線層１４の最上層）に、外部接続端子である半田バンプのベースとなるアンダーバンプメタル（Underbump Metal：ＵＢＭ）１５を形成する。
次に図６に示すように、半導体装置の基板１１の裏面１１Ｂ側を加工するためのサポート基板１６を用意する。サポート基板１６は、後工程で用いるレーザ光Ｌを透過するガラス基板である。
本実施形態では、後工程で、レーザ光Ｌとして、ＫｒＦレーザ光（波長２４８ｎｍ）あるいはＸｅＦレーザ光（波長３５１ｎｍ）などのエキシマレーザ光、ＹＡＧレーザ光（基本波１０６４ｎｍ（赤外光）あるいは第２高調波５３２ｎｍ（可視光））、あるいは炭酸ガスレーザ光（１０６４０ｎｍ（遠赤外光））などを用いることができる。
これらの中でも、ＫｒＦレーザ光（波長２４８ｎｍ）あるいはＸｅＦレーザ光（波長３５１ｎｍ）などのＵＶ領域の波長（１００〜４００ｎｍ）のエキシマレーザ光が好ましく用いられる。
サポート基板１６は上記レーザ光Ｌを透過するガラス基板であればよい。例えば石英ガラスであれば、ＫｒＦレーザ光（波長２４８ｎｍ）等に対して、厚みに関係なく、９０％以上の透過率を有する。一般的なパイレックス（登録商標）ガラスであれば、エキシマレーザ光、及びそれより長波長のＹＡＧレーザ光等に対して、充分な透過率を有する。
本実施形態では、後工程で、レーザ光Ｌとして、ＫｒＦレーザ光（波長２４８ｎｍ）あるいはＸｅＦレーザ光（波長３５１ｎｍ）などのエキシマレーザ光、ＹＡＧレーザ光（基本波１０６４ｎｍ（赤外光）あるいは第２高調波５３２ｎｍ（可視光））、あるいは炭酸ガスレーザ光（１０６４０ｎｍ（遠赤外光））などを用いることができる。
これらの中でも、ＫｒＦレーザ光（波長２４８ｎｍ）あるいはＸｅＦレーザ光（波長３５１ｎｍ）などのＵＶ領域の波長（１００〜４００ｎｍ）のエキシマレーザ光が好ましく用いられる。
サポート基板１６は上記レーザ光Ｌを透過するガラス基板であればよい。例えば石英ガラスであれば、ＫｒＦレーザ光（波長２４８ｎｍ）等に対して、厚みに関係なく、９０％以上の透過率を有する。一般的なパイレックス（登録商標）ガラスであれば、エキシマレーザ光、及びそれより長波長のＹＡＧレーザ光等に対して、充分な透過率を有する。
次に図７に示すように、サポート基板１６の一方の面（図示上面）１６Ａに、ポリイミド又はその前駆体を含む樹脂層１７を形成する。
樹脂層１７は例えば、サポート基板１６上にポリイミドワニスを塗布することで、形成できる。ポリイミドワニスは、熱処理によりイミド化するポリイミド前駆体を含むものである。
樹脂層１７の厚みは特に制限なく、半導体装置の基板１１とサポート基板１６とを良好に接着できる厚みであればよい。樹脂層１７の厚みは例えば１０μｍ程度あれば足る。
樹脂層１７の線膨張係数は特に制限なく、半導体装置の基板１１をなすＳｉウエハの線膨張係数３〜４ｐｐｍ/℃程度と、サポート基板１６をなすガラス基板の線膨張係数１〜４ｐｐｍ/℃程度に近い材料を選択することが好ましい。かかる線膨張係数を有する樹脂層１７は、後工程の熱処理時の熱膨張差に起因する応力を緩和する機能を有し、好ましい。
本明細書において、Ｓｉ及びガラスの線膨張係数に近い線膨張係数を有するポリイミドの線膨張係数は、１０ｐｐｍ/℃以下と定義する。
Ｓｉ及びガラスの線膨張係数に近い線膨張係数を有するポリイミドワニスとしては例えば、「背景技術」の項で挙げた特許文献８に記載の含フッ素ポリイミド（線膨張係数３〜５ｐｐｍ/℃程度）等が挙げられる。
図中、サポート基板１６において、樹脂層１７を形成したのと反対側の面に符号１６Ｂを付してある。
樹脂層１７は例えば、サポート基板１６上にポリイミドワニスを塗布することで、形成できる。ポリイミドワニスは、熱処理によりイミド化するポリイミド前駆体を含むものである。
樹脂層１７の厚みは特に制限なく、半導体装置の基板１１とサポート基板１６とを良好に接着できる厚みであればよい。樹脂層１７の厚みは例えば１０μｍ程度あれば足る。
樹脂層１７の線膨張係数は特に制限なく、半導体装置の基板１１をなすＳｉウエハの線膨張係数３〜４ｐｐｍ/℃程度と、サポート基板１６をなすガラス基板の線膨張係数１〜４ｐｐｍ/℃程度に近い材料を選択することが好ましい。かかる線膨張係数を有する樹脂層１７は、後工程の熱処理時の熱膨張差に起因する応力を緩和する機能を有し、好ましい。
本明細書において、Ｓｉ及びガラスの線膨張係数に近い線膨張係数を有するポリイミドの線膨張係数は、１０ｐｐｍ/℃以下と定義する。
Ｓｉ及びガラスの線膨張係数に近い線膨張係数を有するポリイミドワニスとしては例えば、「背景技術」の項で挙げた特許文献８に記載の含フッ素ポリイミド（線膨張係数３〜５ｐｐｍ/℃程度）等が挙げられる。
図中、サポート基板１６において、樹脂層１７を形成したのと反対側の面に符号１６Ｂを付してある。
次に図８に示すようにサポート基板１６上に形成した樹脂層１７の表面と、半導体装置１１の表面１１Ａとを合わせて、半導体装置の基板１１と樹脂層１７を形成したサポート基板１６とを積層する。
樹脂層１７としてポリイミドワニス等のポリイミド前駆体を含む材料を用いた場合、上記積層後に、熱処理により樹脂層１７をなすポリイミド前駆体をイミド化して、ポリイミドとする。
樹脂層１７としてポリイミドワニス等のポリイミド前駆体を含む材料を用いた場合、上記積層後に、熱処理により樹脂層１７をなすポリイミド前駆体をイミド化して、ポリイミドとする。
次に図９に示すように半導体装置の基板１１の裏面１１Ｂ側を、Ｓｉ貫通電極１３の銅等の金属メッキが露出するまでＣＭＰ研磨を行い、仕上げのポリッシングを行う。
次に図１０に示すように、半導体装置の基板１１の裏面１１Ｂ側にＳＩ貫通電極１３と電気的に接続されたアンダーバンプメタル（ＵＢＭ）１８を形成する。
次に図１１に示すように、必要に応じて、半導体装置の裏面１１Ｂ側に、アンダーバンプメタル（ＵＢＭ）１８の保護のために保護テープ１９を貼着する。保護テープ１９としては特に制限なく、一般的な半導体装置用の保護テープが用いられる。
次に図１０に示すように、半導体装置の基板１１の裏面１１Ｂ側にＳＩ貫通電極１３と電気的に接続されたアンダーバンプメタル（ＵＢＭ）１８を形成する。
次に図１１に示すように、必要に応じて、半導体装置の裏面１１Ｂ側に、アンダーバンプメタル（ＵＢＭ）１８の保護のために保護テープ１９を貼着する。保護テープ１９としては特に制限なく、一般的な半導体装置用の保護テープが用いられる。
次に図１２に示すように、サポート基板１６の樹脂層１７を形成したのと反対側の面１６Ｂ側よりサポート基板１６を通して樹脂層１７に、レーザ光Ｌ、好ましくは１００〜４００ｎｍの波長のレーザ光Ｌ（エキシマレーザ光）を照射する。レーザ光Ｌの具体例については前述したので、ここでは説明を省略する。
レーザ光Ｌの照射により、ポリイミドを含む樹脂層１７が熱分解される。レーザ光Ｌのエネルギー密度は特に制限されない。例えば上記ＫｒＦレーザ光であれば、０．８ｍＪ/ｃｍ２程度の照射エネルギーで充分である。
レーザ光Ｌの照射により、ポリイミドを含む樹脂層１７が熱分解される。レーザ光Ｌのエネルギー密度は特に制限されない。例えば上記ＫｒＦレーザ光であれば、０．８ｍＪ/ｃｍ２程度の照射エネルギーで充分である。
図中、符号２０はレーザヘッドである。図示するように、半導体装置の基板１１の面積より小さいレーザヘッド２０を半導体装置の基板１１とサポート基板１６との積層体に対して相対的に走査して、樹脂層１７全体をレーザ光Ｌで処理することができる。
用いるレーザ光発振装置によっては、半導体装置の基板１１の全面に対して、レーザ光Ｌを一括照射することも可能である。
この工程後に、サポート基板１６が半導体装置の基板１１から剥離して、図１３に示す状態となる。
用いるレーザ光発振装置によっては、半導体装置の基板１１の全面に対して、レーザ光Ｌを一括照射することも可能である。
この工程後に、サポート基板１６が半導体装置の基板１１から剥離して、図１３に示す状態となる。
上記工程後に、半導体装置の基板１１の表面１１Ａ側に樹脂層１７の残渣が残る場合がある。この場合、必要に応じて、半導体装置の基板１１の表面１１Ａ側をプラズマ処理するなどして樹脂層１７の残渣を完全に除去する。
最後に、半導体装置の基板１１を所定のサイズにダイシングし、サポートテープ１９を除去して、半導体装置１が製造される。
最後に、半導体装置の基板１１を所定のサイズにダイシングし、サポートテープ１９を除去して、半導体装置１が製造される。
本実施形態の半導体装置１の製造方法では、サポート基板１６としてガラス基板を用い、半導体装置の基板１１とサポート基板１６とをポリイミドを含む樹脂層１７を介して貼着し、サポート基板１６の剥離時に、サポート基板１６を通して樹脂層１７にレーザ光Ｌ、好ましくは１００〜４００ｎｍの波長のレーザ光Ｌ（エキシマレーザ光）を照射して、樹脂層１７を分解するようにしている。
本実施形態の方法では、樹脂層１７として、ＵＶ光に反応する材料を用いなくてもよいので、太陽光あるいは蛍光灯の光などにもわずかに含まれているＵＶ光に樹脂層１７が反応する恐れがなく、半導体装置の基板１１の取扱いに注意を要することがない。
本実施形態の方法では、サポート基板１６としてガラス基板を用いているので、サポート基板１６の耐熱温度が半導体装置１のプロセス温度に対して充分に高い。本実施形態の方法では、接着層としてポリイミドを含む樹脂層１７を用いている。ポリイミドの分解温度は例えば５００℃程度である。本実施形態における接着層の耐熱温度は、接着層に一般的な樹脂を用いるよりも高く、半導体装置１のプロセス温度に対して充分に高い。したがって、本実施形態の方法では、半導体装置１のプロセス温度がサポート基板１６の貼着及び剥離によって制限されない。
本実施形態の方法では、機械的研磨によるサポート基板の除去と異なり、サポート基板１６の剥離に時間を要することなく、簡易に短時間でサポート基板１６を剥離でき、しかも、半導体装置の基板１１の表面平坦性が悪化する恐れがなく、半導体装置の基板１１がダメージを受ける恐れがない。
本実施形態の方法では、レーザ光Ｌを用いて樹脂層１７を処理するので、半導体装置の基板１１の不純物汚染も抑制される。
本実施形態の方法では、レーザ光Ｌを用いて樹脂層１７を処理するので、半導体装置の基板１１の不純物汚染も抑制される。
本実施形態の方法では、酸またはアルカリ溶液を用いたエッチングによるサポート基板１６の剥離と異なり、半導体装置の基板１１がエッチング溶液によってダメージを受ける恐れがない。
本実施形態によれば、半導体装置の基板１１の取扱いに注意を要することなく、半導体装置の基板１１に悪影響を及ぼす恐れがなく、半導体装置１の基板１１加工のプロセス温度の制限が少なく、サポート基板１６の剥離を簡易に短時間で実施できる半導体装置１の製造方法を提供することができる。
（設計変更）
本発明は上記実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜設計変更が可能である。
本発明は上記実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜設計変更が可能である。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体装置の基板の加工時にサポート基板を貼着し、基板の加工後にサポート基板を剥離する任意の半導体装置の製造方法に適用できる。
本発明の半導体装置の製造方法は例えば、Ｓｉウエハに、トランジスタ等の半導体素子、Ｓｉ貫通電極（through-silicon via：ＴＳＶ）、及び配線層等を備えた半導体装置等の製造に好ましく適用できる。
本発明の半導体装置の製造方法は例えば、Ｓｉウエハに、トランジスタ等の半導体素子、Ｓｉ貫通電極（through-silicon via：ＴＳＶ）、及び配線層等を備えた半導体装置等の製造に好ましく適用できる。
１ 半導体装置
１１ 半導体装置の基板
１１Ａ 表面
１１Ｂ 裏面
１２ トランジスタ
１３ Ｓｉ貫通電極
１４ 配線層
１６ サポート基板
１７ 樹脂層
１９ サポートテープ
２０ レーザヘッド
Ｌ レーザ光
１１ 半導体装置の基板
１１Ａ 表面
１１Ｂ 裏面
１２ トランジスタ
１３ Ｓｉ貫通電極
１４ 配線層
１６ サポート基板
１７ 樹脂層
１９ サポートテープ
２０ レーザヘッド
Ｌ レーザ光
Claims (3)
- 半導体装置の基板の加工時にサポート基板を貼着し、前記半導体装置の基板の加工後に前記サポート基板を剥離する半導体装置の製造方法であって、
前記サポート基板としてガラス基板を用い、
前記基板と前記サポート基板とをポリイミドを含む樹脂層を介して貼着し、
前記サポート基板の剥離時に、前記サポート基板を通して前記樹脂層にレーザ光を照射して、前記樹脂層を分解する半導体装置の製造方法。 - 前記レーザ光として、１００〜４００ｎｍの波長のレーザ光を用いる請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記樹脂層が、Ｓｉ及びガラスの線膨張係数に近い線膨張係数を有する含フッ素ポリイミドを含む請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
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- 2011-08-19 JP JP2011179311A patent/JP2013042052A/ja active Pending
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