JP2013093490A - Manufacturing method and manufacturing device for semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To separate a substrate formed with a semiconductor element from a support substrate while more significantly suppressing a semiconductor element from being damaged.SOLUTION: The manufacturing method for semiconductor device includes a process for pasting a surface of a semiconductor substrate 10 formed with a semiconductor element on the front face side and one of two faces of a support substrate 12 for supporting the semiconductor substrate 10 onto each other, and a process for separating a first substrate from a second substrate while relatively moving the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12, and a wire 20.

Description

本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法および半導体製造装置に関する。   FIELD Embodiments described herein relate generally to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor manufacturing apparatus.

半導体装置を製造するにあたって、半導体ウェハに形成されたデバイス面を支持基板に接着させた状態で他の必要なプロセスを行うことが行われる。そして、かかる必要なプロセスが終了した後に、半導体ウェハを支持基板から分離する。熱可塑性の接着剤を用いて、半導体ウェハと支持基板とを接着しておいて、剥がす際には、半導体ウェハと支持基板とにヒータ等で加熱しながら、一方を接着面と平行な方向に移動(スライド)させることで両者を分離できる。   In manufacturing a semiconductor device, other necessary processes are performed in a state where a device surface formed on a semiconductor wafer is adhered to a support substrate. Then, after the necessary process is completed, the semiconductor wafer is separated from the support substrate. Use a thermoplastic adhesive to bond the semiconductor wafer and the support substrate, and when peeling off, heat the semiconductor wafer and the support substrate with a heater, etc., and place one in the direction parallel to the bonding surface. Both can be separated by moving (sliding).

しかしながら、かかる手法では、加熱に長時間かかるために半導体ウェハに形成されたデバイスやバンプ構造物に損傷を与えてしまう。また、スライドにより半導体ウェハ表面側の素子やバンプ等に接着剤を介してせん断応力が働いてしまい半導体装置の特性劣化の要因になる。これら損傷や劣化は、半導体装置の歩留りに影響するため、短時間でかつデバイスやバンプ構造に損傷を与えない分離方法の確立が求められている。   However, in this method, since it takes a long time for heating, the device and the bump structure formed on the semiconductor wafer are damaged. In addition, the sliding causes shear stress to act on the elements and bumps on the surface side of the semiconductor wafer via an adhesive, which causes deterioration of the characteristics of the semiconductor device. Since these damage and deterioration affect the yield of the semiconductor device, it is required to establish a separation method that does not damage the device and the bump structure in a short time.

特開2007−294717号公報JP 2007-294717 A

本発明の実施形態は、半導体素子等へのダメージをより少なくしながら半導体素子が形成された基板と支持基板とを分離することが可能な半導体装置の製造方法、およびその製造装置を提供することを目的とする。   Embodiments of the present invention provide a method of manufacturing a semiconductor device and a manufacturing apparatus thereof capable of separating a substrate on which a semiconductor element is formed and a support substrate while reducing damage to the semiconductor element and the like. With the goal.

実施形態の半導体装置の製造方法は、表面側に半導体素子が形成された第1の基板の表面と、前記第1の基板を支持する第2の基板の2つの面のうちの一方の面とを貼り付ける工程と、前記第1の基板および前記第2の基板とワイヤとを相対移動させながら前記第1の基板と前記第2の基板とを切り離す工程と、
を備えたことを特徴とする。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment includes a surface of a first substrate having a semiconductor element formed on a surface side, and one surface of two surfaces of a second substrate that supports the first substrate. A step of separating the first substrate and the second substrate while relatively moving the first substrate and the second substrate and the wire;
It is provided with.

また、実施形態の半導体製造装置は、ステージと基板保持部とワイヤ保持部と駆動部とを備える。ステージは、表面側に半導体素子が形成された第1の基板が表面側を向けて貼り付けられた、前記第1の基板を支持する第2の基板を載置する。基板保持部は、前記第1の基板の裏面を保持する。ワイヤ保持部は、前記第1の基板と前記第2の基板とを切り離すワイヤを保持する。駆動部は、前記ワイヤと、貼り付けられた第1と第2の基板と、を相対移動させる。   The semiconductor manufacturing apparatus according to the embodiment includes a stage, a substrate holding unit, a wire holding unit, and a driving unit. The stage mounts a second substrate that supports the first substrate, on which a first substrate having a semiconductor element formed on the front surface side is attached with the front surface facing. The substrate holding unit holds the back surface of the first substrate. The wire holding unit holds a wire that separates the first substrate and the second substrate. The driving unit relatively moves the wire and the attached first and second substrates.

第1の実施形態における半導体装置の製造方法の要部工程を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the principal part process of the manufacturing method of the semiconductor device in 1st Embodiment. 第1の実施形態における半導体装置の製造方法の工程断面図である。It is process sectional drawing of the manufacturing method of the semiconductor device in 1st Embodiment. 第1の実施形態における半導体装置の製造装置の構成を示す正面概念図である。It is a front conceptual diagram which shows the structure of the manufacturing apparatus of the semiconductor device in 1st Embodiment. 第1の実施形態における半導体装置の製造装置の動作を説明するための上面概念図である。It is a top surface conceptual diagram for demonstrating operation | movement of the manufacturing apparatus of the semiconductor device in 1st Embodiment. 第1の実施形態における分離方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the isolation | separation method in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるワイヤの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the wire in 1st Embodiment. 第2の実施形態における半導体装置の製造装置の構成を示す上面概念図である。It is a top surface conceptual diagram which shows the structure of the manufacturing apparatus of the semiconductor device in 2nd Embodiment. 第3の実施形態における半導体装置の製造装置の構成を示す上面概念図である。It is an upper surface conceptual diagram which shows the structure of the manufacturing apparatus of the semiconductor device in 3rd Embodiment. 第4の実施形態における半導体装置の製造装置の構成を示す上面概念図である。It is an upper surface conceptual diagram which shows the structure of the manufacturing apparatus of the semiconductor device in 4th Embodiment.

(第1の実施形態)
第1の実施形態について、以下、図面を用いて説明する。図1は、第1の実施形態における半導体装置の製造方法の要部工程を示すフローチャート図である。図1において、第1の実施形態における半導体装置の製造方法は、支持基板接着工程(S102)と、半導体基板薄化工程(S104)と、貫通電極(TSV)形成工程(S106)と、分離工程(S108)という一連の工程を実施する。ここで、TSV(Through−Silicon Via)は、狭義にはシリコン製半導体基板を厚さ方向に貫通する電極を指す用語である。しかしながら本明細書においては、説明の都合上シリコン以外の半導体材料(例えばGaAs等の化合物半導体材料)製を含む半導体基板を貫通する、広義の貫通電極一般を指す用語として用いる。
(First embodiment)
The first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing main steps of the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment. In FIG. 1, the manufacturing method of the semiconductor device in the first embodiment includes a support substrate bonding step (S102), a semiconductor substrate thinning step (S104), a through electrode (TSV) forming step (S106), and a separation step. A series of steps (S108) is performed. Here, TSV (Through-Silicon Via) is a term indicating an electrode penetrating a silicon semiconductor substrate in the thickness direction in a narrow sense. However, in this specification, for the convenience of explanation, it is used as a term indicating a general through electrode that penetrates a semiconductor substrate including a semiconductor material other than silicon (for example, a compound semiconductor material such as GaAs).

図2は、第1の実施形態における半導体装置の製造方法の工程断面図である。図2では、支持基板接着工程(S102)からTSV形成工程(S106)までを示している。   FIG. 2 is a process cross-sectional view of the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment. FIG. 2 shows from the support substrate bonding step (S102) to the TSV formation step (S106).

図2(a)において、支持基板接着工程(S102)として、表面側に半導体素子が形成された半導体基板10(第1の基板)の表面と、半導体基板10を支持する支持基板12(第2の基板)の面とを貼り付ける。半導体基板10の表面には、半導体素子や他の半導体基板を積層して多層チップを形成する際の他の半導体基板との導通のための接点となるバンプ等が形成されている。   In FIG. 2A, as the support substrate bonding step (S102), the surface of the semiconductor substrate 10 (first substrate) on which the semiconductor element is formed on the front surface side, and the support substrate 12 that supports the semiconductor substrate 10 (second substrate). The surface of the substrate). On the surface of the semiconductor substrate 10, bumps and the like are formed that serve as contact points for conduction with other semiconductor substrates when a semiconductor chip or another semiconductor substrate is stacked to form a multilayer chip.

半導体基板10として、例えば、300mmのシリコンウェハが用いられる。そして、かかる半導体素子が形成された面側に配置された支持基板12と接着する。支持基板12は、2つの面のうち、一方の面を半導体基板10に向けて接着される。支持基板12で半導体基板10を支持することで、後に半導体基板10の厚さを薄くする際や、TSV形成の際に、半導体基板10の割れ等を防止できる。   As the semiconductor substrate 10, for example, a 300 mm silicon wafer is used. And it adhere | attaches with the support substrate 12 arrange | positioned at the surface side in which this semiconductor element was formed. The support substrate 12 is bonded so that one of the two surfaces faces the semiconductor substrate 10. By supporting the semiconductor substrate 10 with the support substrate 12, it is possible to prevent the semiconductor substrate 10 from being cracked when the thickness of the semiconductor substrate 10 is reduced later or when TSVs are formed.

支持基板12の材料として、シリコン、シリコンカーバイド(SiC)、サファイア等が好適である。その他にも、リン化ガリウム(GaP)、ヒ化ガリウム(GaAs)、リン化インジウムInP(InP)、或いは、窒化ガリウム(GaN)などの化合物半導体ウェハや、ガラス等を用いても好適である。   As a material of the support substrate 12, silicon, silicon carbide (SiC), sapphire, or the like is preferable. In addition, it is also preferable to use a compound semiconductor wafer such as gallium phosphide (GaP), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide InP (InP), or gallium nitride (GaN), glass, or the like.

半導体基板10と支持基板12は、接着材で接着される。接着材としては、例えば、エポキシ樹脂や、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、PEEK樹脂、ブタジエン樹脂、その他ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリビニルエチレンなどのポリジエン類、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリル酸エステルなどのアクリル系樹脂、ポリスチレン誘導体、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリルなどのポリアクリロニトリル誘導体、ポリオキシメチレンなどのポリアセタール類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどや芳香族ポリエステル類を含むポリエステル類、ポリアリレート類、パラ系やメタ系のアラミド樹脂などの芳香族ポリアミドやナイロンなどのポリアミド類、ポリイミドアミド、ポリイミド類、ポリp−フェニレンエーテルなどの芳香族ポリエーテル類、ポリエーテルスルホン類、ポリスルホン類、ポリスルフィド類、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系ポリマー、ポリベンゾオキサゾール類、ポリベンゾチアゾール類、ポリベンゾイミダゾール類、ポリパラフェニレンなどのポリフェニレン類、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリシロキサン誘導体、ノボラック樹脂類、メラミン樹脂類、ウレタン樹脂類、ポリカルボジイミド樹脂類、その他、シリコーン系材料などが挙げられる。   The semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 are bonded with an adhesive. Examples of the adhesive include epoxy resins, bismaleimide-triazine resins, PEEK resins, butadiene resins, other polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polydienes such as polybutadiene, polyisoprene, and polyvinylethylene, polymethyl acrylate, and polymethyl. Contains acrylic resins such as methacrylate and polyacrylate, polystyrene derivatives, polyacrylonitrile derivatives such as polyacrylonitrile and polymethacrylonitrile, polyacetals such as polyoxymethylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and aromatic polyesters Polyesters, polyarylates, aromatic polyamides such as para- and meta-aramid resins, and polyamides such as nylon, Imidoamides, polyimides, aromatic polyethers such as poly-p-phenylene ether, polyethersulfones, polysulfones, polysulfides, fluorine-based polymers such as polytetrafluoroethylene, polybenzoxazoles, polybenzothiazoles, poly Benzimidazoles, polyphenylenes such as polyparaphenylene, polyparaphenylene benzobisoxazole derivatives, polyparaphenylene vinylene derivatives, polysiloxane derivatives, novolac resins, melamine resins, urethane resins, polycarbodiimide resins, other silicones System materials and the like.

図2(b)において、半導体基板薄化工程(S104)として、半導体基板10と支持基板12とが貼り付けられた状態で、半導体基板10の裏面(半導体素子が形成されていない方の面)を研削して半導体基板10の厚みを薄くする。例えば、化学機械研磨(CMP)等で研磨することで薄くすればよい。   In FIG. 2B, as the semiconductor substrate thinning step (S104), the back surface of the semiconductor substrate 10 (the surface on which the semiconductor element is not formed) with the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 attached. To reduce the thickness of the semiconductor substrate 10. For example, the thickness may be reduced by polishing by chemical mechanical polishing (CMP) or the like.

図2(c)において、TSV形成工程(S106)として、半導体基板10を貫通するように、コンタクト(電極)16を形成する。例えば、まず、電極を形成する位置にビアホールを形成し、ビアホール内の側壁や底面にバリアメタル膜を形成する。そして、ビアホールを導電性材料で埋め込んだ後、ビアホール外の余分な導電性材料やバリアメタル膜を研磨除去すればよい。バリアメタル膜の材料としては、タンタル(Ta)、窒化タンタル(TaN)等のタンタル系のタンタル含有物質、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)等のチタン系のチタン含有物質、窒化タングステン(WN)等のタングステン系のタングステン含有物質、もしくはTaとTaN等これらを組合せて用いた積層膜であっても構わない。導電性材料の材料として、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、タングステン(W)等が好適である。   In FIG. 2C, as a TSV forming step (S106), a contact (electrode) 16 is formed so as to penetrate the semiconductor substrate 10. For example, first, a via hole is formed at a position where an electrode is to be formed, and a barrier metal film is formed on the side wall and bottom surface in the via hole. Then, after the via hole is filled with a conductive material, excess conductive material and the barrier metal film outside the via hole may be removed by polishing. Examples of the material of the barrier metal film include tantalum-based tantalum-containing materials such as tantalum (Ta) and tantalum nitride (TaN), titanium-based titanium-containing materials such as titanium (Ti) and titanium nitride (TiN), and tungsten nitride (WN). Or a laminated film using a combination of Ta and TaN or the like. Suitable materials for the conductive material include copper (Cu), aluminum (Al), tungsten (W), and the like.

なお、半導体基板薄化工程(S104)とTSV形成工程(S106)との順序は逆であっても構わない。言い換えれば、ビアファースト(Via first)/ビアラスト(Via last)どちらの手法でも構わない。   The order of the semiconductor substrate thinning step (S104) and the TSV forming step (S106) may be reversed. In other words, either via first / via last may be used.

そして、半導体基板薄化工程(S104)や、その他の例えば、TSV形成工程(S106)等の必要なプロセスが終了した後に、支持基板12から半導体基板10を分離する。ここで、半導体基板10と支持基板12とにヒータ等で加熱しながら一方を接着面と平行な方向に移動(スライド)させることで両者を分離する分離方法では、上述したように、デバイスやバンプ構造物に損傷を与えてしまう場合があった。また、スライドにより半導体ウェハ表面側の素子やバンプ等に接着剤を介してせん断応力が働いてしまい半導体装置の特性が劣化する場合があった。そこで、第1の実施形態では、以下のようにして、分離する。   Then, after the necessary processes such as the semiconductor substrate thinning step (S104) and other, for example, the TSV formation step (S106) are completed, the semiconductor substrate 10 is separated from the support substrate 12. Here, as described above, in the separation method in which the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 are separated by moving (sliding) one of the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 in a direction parallel to the bonding surface, as described above, devices and bumps are used. In some cases, the structure was damaged. Further, there are cases where shearing stress acts on elements or bumps on the surface side of the semiconductor wafer through an adhesive due to the slide, and the characteristics of the semiconductor device deteriorate. Therefore, in the first embodiment, separation is performed as follows.

分離工程(S108)として、半導体基板10と支持基板12とをワイヤを用いて切り離す。   As the separation step (S108), the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 are separated using a wire.

図3は、第1の実施形態における半導体製造装置の構成を示す正面概念図である。図3には、半導体製造装置の一例として、基板分離装置100が示されている。基板分離装置100では、ステージ102上に、半導体基板10が表面側を向けて貼り付けられた半導体基板10を支持する支持基板12が載置される。支持基板12は、裏面が、例えば、真空チャック機構により、ステージ102上に吸引され保持されている。そして、ホルダ104によって、半導体基板10の裏面が保持される。ホルダ104は、基板保持部の一例である。半導体基板10は、裏面が、例えば、真空チャック機構により、ホルダ104の下面に吸引され保持されている。以上のように、ステージ102とホルダ104によって、貼り付けられた半導体基板10と支持基板12とが挟持される。分離する際に基板がより分離し易いように、ホルダ104によってステージ102とホルダ104との間に多少張力をかけてもよい。ステージ102とホルダ104について、それぞれ基板を保持するために、ここでは、一例として、真空チャックを用いているが、これに限るものではない。それぞれ対応基板をハンドリングできればその他のチャック方法でもよい。例えば、テープ等で張り付けてもよい。   FIG. 3 is a front conceptual diagram showing the configuration of the semiconductor manufacturing apparatus according to the first embodiment. FIG. 3 shows a substrate separating apparatus 100 as an example of a semiconductor manufacturing apparatus. In the substrate separating apparatus 100, a support substrate 12 that supports the semiconductor substrate 10 on which the semiconductor substrate 10 is attached with the front side facing is placed on a stage 102. The back surface of the support substrate 12 is sucked and held on the stage 102 by, for example, a vacuum chuck mechanism. Then, the back surface of the semiconductor substrate 10 is held by the holder 104. The holder 104 is an example of a substrate holding unit. The back surface of the semiconductor substrate 10 is sucked and held on the lower surface of the holder 104 by, for example, a vacuum chuck mechanism. As described above, the bonded semiconductor substrate 10 and support substrate 12 are sandwiched between the stage 102 and the holder 104. A slight tension may be applied between the stage 102 and the holder 104 by the holder 104 so that the substrate is more easily separated during the separation. In order to hold the substrate for each of the stage 102 and the holder 104, a vacuum chuck is used here as an example. However, the present invention is not limited to this. Other chucking methods may be used as long as the corresponding substrates can be handled. For example, you may stick with a tape etc.

基板分離装置100では、ワイヤ保持部106によって、ワイヤ20を保持する。ワイヤ保持部106は、ワイヤ20にテンションを掛けるように保持することでワイヤ20が弛まないように伸ばしている。そして、ワイヤ20は、半導体基板10と支持基板12の間の接着材14の高さ位置で半導体基板10及び支持基板12の面と平行に保持され、ワイヤ20によって半導体基板10及び支持基板12とを切り離す。   In the substrate separating apparatus 100, the wire 20 is held by the wire holding unit 106. The wire holding part 106 is stretched so that the wire 20 is not loosened by holding the wire 20 so as to apply tension. The wire 20 is held parallel to the surfaces of the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 at the height position of the adhesive 14 between the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12. Disconnect.

図4は、第1の実施形態における半導体装置の製造装置の動作を説明するための上面概念図である。図4において、弛まないように伸ばされたワイヤ20と、貼り付けられた半導体基板10と支持基板12と、を相対移動させることで、半導体基板10及び支持基板12とを切り離す。図4では、半導体基板10及び支持基板12の両側面に平行に配置されたレール110上を駆動部108が、ワイヤ保持部106を保持した状態で直線移動することによって、ワイヤ20が接着材14を切断しながら進む。   FIG. 4 is a top conceptual view for explaining the operation of the semiconductor device manufacturing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 4, the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 are separated from each other by relatively moving the wire 20 stretched so as not to be loosened, and the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 attached. In FIG. 4, the drive unit 108 moves linearly while holding the wire holding unit 106 on the rail 110 arranged in parallel to both side surfaces of the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12, so that the wire 20 is bonded to the adhesive 14. Proceed while cutting.

また、さらに、超音波振動装置112にワイヤ20の例えば端部を接続して、ワイヤ20を超音波振動させながら半導体基板10と支持基板12とを切り離すようにしても好適である。例えば、ワイヤ20の長手方向に振動させるとよい。超音波振動させることで、例えば摩擦熱が発生し、摩擦熱による局所的な加熱により接着材を軟化させることができる。その結果、デバイスやバンプ構造への大きな熱ストレスを与えることなく、切り離しを容易にできる。例えば、20kHz以上の周波数振動をワイヤに与えると好適である。   Furthermore, it is also preferable that, for example, an end portion of the wire 20 is connected to the ultrasonic vibration device 112 so that the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 are separated while the wire 20 is ultrasonically vibrated. For example, the wire 20 may be vibrated in the longitudinal direction. By ultrasonic vibration, for example, frictional heat is generated, and the adhesive can be softened by local heating by frictional heat. As a result, the separation can be facilitated without applying a large thermal stress to the device or the bump structure. For example, it is preferable to apply a frequency vibration of 20 kHz or more to the wire.

図5は、第1の実施形態における分離方法を説明するための断面図である。図5(a)に示すように、まず、ワイヤ20は、半導体基板10と支持基板12の間の接着材14の高さ位置に配置される。特に、ワイヤ20の下端が支持基板12面と実質的に同位置になるように配置されると好適である。かかる配置位置にすることで、ワイヤ20の太さを接着材14の厚さの例えば1/2まで太くすることができる。半導体基板10の表面には、半導体素子による凹凸が形成されている。そのため、接着剤14の厚さのうち、半導体基板10側の例えば1/2の厚さまでには半導体素子が形成されている場合がある。そのため、ワイヤ20の太さを接着材14の厚さの例えば1/2以下にすることで、かかる半導体素子を損傷しないようにできる。例えば、10〜100μmの太さにすると好適である。   FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the separation method according to the first embodiment. As shown in FIG. 5A, first, the wire 20 is disposed at the height position of the adhesive 14 between the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12. In particular, it is preferable that the lower end of the wire 20 is disposed so as to be substantially at the same position as the surface of the support substrate 12. By adopting such an arrangement position, the thickness of the wire 20 can be increased to, for example, ½ of the thickness of the adhesive material 14. On the surface of the semiconductor substrate 10, irregularities due to semiconductor elements are formed. Therefore, a semiconductor element may be formed up to, for example, 1/2 of the thickness of the adhesive 14 on the semiconductor substrate 10 side. Therefore, the semiconductor element can be prevented from being damaged by setting the thickness of the wire 20 to, for example, ½ or less of the thickness of the adhesive 14. For example, the thickness is preferably 10 to 100 μm.

そして、図5(b)に示すように、ワイヤ20を支持基板12面に沿って移動しながら接着材14中を切り込むことで、図5(c)に示すように、半導体基板10と支持基板12とを切り離すことができる。   Then, as shown in FIG. 5B, by cutting the inside of the adhesive 14 while moving the wire 20 along the surface of the support substrate 12, as shown in FIG. 12 can be separated.

図6は、第1の実施形態におけるワイヤの一例を示す断面図である。ワイヤ20は、炭素鋼などで作られた金属線、PTTA繊維、PBO繊維、芳香族ポリアミド共重合体、或いは、PETなどの高分子材料等で形成されると好適である。そして、ワイヤ20の断面は、図6(a)に示すような円形、図6(b)に示すような菱形、或いは図6(c)に示すような三角形で形成してもよい。その他、図6(d)に示すような複数の線を寄り合せてもよい。或いは、図6(e)に示すような中空構造にしてもよい。図6(e)の例では、ワイヤ20が伸びる方向に向かって複数個所に外部から中空につながる穴が開けられていると良い。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a wire in the first embodiment. The wire 20 is preferably formed of a metal wire made of carbon steel or the like, a PTTA fiber, a PBO fiber, an aromatic polyamide copolymer, or a polymer material such as PET. The cross section of the wire 20 may be formed as a circle as shown in FIG. 6 (a), a diamond as shown in FIG. 6 (b), or a triangle as shown in FIG. 6 (c). In addition, a plurality of lines as shown in FIG. Alternatively, a hollow structure as shown in FIG. In the example of FIG. 6E, it is preferable that holes that are hollow from the outside are formed at a plurality of locations in the direction in which the wire 20 extends.

以上のように第1の実施形態では、ワイヤ20で接着材14を切断する。これにより、容易に、かつ、半導体素子等に力をかけずに半導体基板10と支持基板12とを切り離すことができる。言い換えれば、半導体素子等へのダメージをより少なくしながら半導体素子が形成された半導体基板10と支持基板12とを分離することができる。また、超音波振動を用いることでさらに切断し易くできる。その結果、切断時間を短縮できる。   As described above, in the first embodiment, the adhesive material 14 is cut with the wire 20. Thereby, the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 can be separated easily and without applying a force to the semiconductor element or the like. In other words, the semiconductor substrate 10 on which the semiconductor element is formed and the support substrate 12 can be separated while reducing damage to the semiconductor element or the like. Moreover, it can be made easier to cut by using ultrasonic vibration. As a result, the cutting time can be shortened.

(第2の実施形態)
第1の実施形態では、ワイヤ20側を移動させることで半導体基板10と支持基板12とを切り離したが、これに限るものではない。第2の実施形態では、基板側を移動させる構成について説明する。また、以下、特に説明する点以外の内容は第1の実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 are separated by moving the wire 20 side, but the present invention is not limited to this. In the second embodiment, a configuration for moving the substrate side will be described. In the following, the contents other than those specifically described are the same as those in the first embodiment.

図7は、第2の実施形態における半導体装置の製造装置の構成を示す上面概念図である。図7において、基板分離装置100では、ステージ102に駆動部190が接続されている。一方、ワイヤ20にテンションを掛けるように保持したワイヤ保持部106は固定されている。そして、ワイヤ20は移動させずに、駆動部190によってステージ102をワイヤ20側に向かって直線移動させることで、半導体基板10と支持基板12とを切り離すようにしても好適である。このように、貼り付けられた半導体基板10及び支持基板12が、ワイヤ20によって接着材14が切断されながら進むように構成してもよい。言い換えれば、弛まないように伸ばされたワイヤ20と、貼り付けられた半導体基板10と支持基板12と、を相対移動させればよい。ワイヤ保持部106を移動させる場合よりも簡易に装置を構成できる。   FIG. 7 is a top conceptual view showing a configuration of a semiconductor device manufacturing apparatus according to the second embodiment. In FIG. 7, in the substrate separating apparatus 100, a driving unit 190 is connected to the stage 102. On the other hand, the wire holding part 106 held so as to apply tension to the wire 20 is fixed. It is also preferable that the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 be separated by moving the stage 102 linearly toward the wire 20 side by the driving unit 190 without moving the wire 20. Thus, the bonded semiconductor substrate 10 and support substrate 12 may be configured to proceed while the adhesive 14 is cut by the wire 20. In other words, the wire 20 stretched so as not to be loosened, and the bonded semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 may be relatively moved. The apparatus can be configured more simply than when the wire holding unit 106 is moved.

(第3の実施形態)
上述した実施形態では、ワイヤ20がワイヤ20の長手方向と直交する方向に直線移動する例を示したが、切断時の移動の仕方はこれに限るものではない。また、以下、特に説明する点以外の内容は第1の実施形態と同様である。
(Third embodiment)
In the above-described embodiment, the example in which the wire 20 moves linearly in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the wire 20 has been described, but the way of movement at the time of cutting is not limited thereto. In the following, the contents other than those specifically described are the same as those in the first embodiment.

図8は、第3の実施形態における半導体装置の製造装置の構成を示す上面概念図である。図8において、基板分離装置100では、ワイヤ20の一端が固定され、他端がワイヤ保持部106によって弛まないように保持される。そして、かかるワイヤの一端を軸に、ワイヤ保持部106を保持した駆動部128が、円弧上のレール120を進む。これにより、ワイヤ20の一端を軸に、他端を円弧状に移動させながらワイヤ20が半導体基板10と支持基板12との間を進む。これにより、半導体基板10と支持基板12とを切り離す。   FIG. 8 is a conceptual top view showing a configuration of a semiconductor device manufacturing apparatus according to the third embodiment. In FIG. 8, in the substrate separating apparatus 100, one end of the wire 20 is fixed and the other end is held by the wire holding unit 106 so as not to be loosened. And the drive part 128 holding the wire holding part 106 advances the rail 120 on an arc centering on one end of the wire. Accordingly, the wire 20 advances between the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 while moving the other end in an arc shape with one end of the wire 20 as an axis. Thereby, the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 are separated.

また、さらに、溶剤漕114を配置して、ワイヤ20に接着材14の溶剤を付着させるようにしても好適である。例えば、ワイヤ20を溶剤漕114に浸漬させる。これにより、半導体基板10と支持基板12とを切り離す際に、溶剤がワイヤ20をつたって接着材14に到達し、接着材14を溶かす或いは軟化させることができる。図8の例では、溶剤漕114は、ワイヤ20の移動範囲が狭い軸側に配置すると小さい漕で足りるため好適である。また、ワイヤ20の構造として、図6(d)に示すような複数の線を寄り合せた構造や、図6(e)に示すような中空構造にすることで、毛細管現象等の作用により、溶剤がワイヤ20を伝って進みやすくできる。そして、溶剤が図6(d)の複数の線を寄り合せた構造から染み出し接着材14に到達する。或いは、図6(e)の中空構造に設けた穴(孔)から染み出し接着材14に到達する。このように、ワイヤ20の構造を工夫することによって、溶剤を接着材14側により効率的に運ぶことができる。   Further, it is also preferable to dispose a solvent rod 114 so that the solvent of the adhesive 14 is attached to the wire 20. For example, the wire 20 is immersed in the solvent bowl 114. Thereby, when the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 are separated, the solvent reaches the adhesive 14 through the wire 20 and can melt or soften the adhesive 14. In the example of FIG. 8, it is preferable that the solvent rod 114 is disposed on the shaft side where the movement range of the wire 20 is narrow because a small rod is sufficient. Further, as the structure of the wire 20, by making a structure in which a plurality of lines are brought together as shown in FIG. 6 (d) or a hollow structure as shown in FIG. The solvent can easily travel along the wire 20. Then, the solvent oozes out from the structure in which the plurality of lines in FIG. Alternatively, it oozes out from a hole (hole) provided in the hollow structure of FIG. Thus, by devising the structure of the wire 20, the solvent can be efficiently conveyed to the adhesive 14 side.

溶剤をワイヤ20に付着させる方法は、浸漬させる場合に限るものではない。滴下してもよい。或いは、溶剤を気化させて蒸気を発生させ、溶剤の蒸気にワイヤ20を曝しても好適である。   The method of attaching the solvent to the wire 20 is not limited to the case of dipping. It may be dripped. Alternatively, it is also preferable to vaporize the solvent to generate vapor and expose the wire 20 to the vapor of the solvent.

(第4の実施形態)
上述した実施形態では、接着材14を軟化させるために超音波振動や溶剤を用いた例を示したが、これに限るものではない。また、以下、特に説明する点以外の内容は、上述した各実施形態のいずれかと同様である。
(Fourth embodiment)
In the above-described embodiment, an example in which ultrasonic vibration or a solvent is used to soften the adhesive 14 has been described, but the present invention is not limited to this. In addition, the contents other than those specifically described below are the same as in any of the embodiments described above.

図9は、第4の実施形態における半導体装置の製造装置の構成を示す上面概念図である。図9において、超音波振動装置114の代わりに、ヒータ116をワイヤ20の他端に配置した点以外は、図3,4と同様である。ヒータ116でワイヤ20を加熱しながら半導体基板10と支持基板12との間を通過するようにワイヤ20を直線移動させることで、半導体基板10と支持基板12とを切り離すようにしても好適である。ワイヤ20を加熱することで、加熱されたワイヤ20に触れた接着剤14を軟化させることができる。その結果、切り離しを容易にできる。基板を直接加熱しないので、半導体素子やバンプ等への損傷を防ぐことができる。   FIG. 9 is a top conceptual view showing a configuration of a semiconductor device manufacturing apparatus according to the fourth embodiment. 9 is the same as FIGS. 3 and 4 except that the heater 116 is disposed at the other end of the wire 20 instead of the ultrasonic vibration device 114. It is also preferable that the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 are separated by linearly moving the wire 20 so as to pass between the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 while heating the wire 20 with the heater 116. . By heating the wire 20, the adhesive 14 that has touched the heated wire 20 can be softened. As a result, separation can be facilitated. Since the substrate is not directly heated, it is possible to prevent damage to semiconductor elements and bumps.

以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。上述した例では、ワイヤ20を超音波振動させる構成、ワイヤ20に溶剤を付着させる構成、ヒータによりワイヤ20を加熱させる構成について、それぞれいずれか1つを用いた場合について説明したが、2つ以上を組み合わせても好適である。また、上述した例では、1本のワイヤ20で半導体基板10と支持基板12とを切り離す場合を説明したが、これに限るものではなく、2本以上のワイヤで半導体基板10と支持基板12とを切り離してもよい。例えば、基板の両側から2本のワイヤで基板の中央部に向かって切り込むようにしてもよい。これにより分離時間を短縮できる。また、上述した例では、ワイヤ20をヒータ116で加熱する場合を説明したが、これに限るものではなく、ワイヤ20を加熱するための手段を設ければ良い。例えば、ワイヤ20に高抵抗材料を用い、ワイヤ20に電流を流し、ワイヤ20自体を発熱させてもよい。これにより、ヒータ116を省略できる。   The embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In the above-described example, the case where any one of the configuration for ultrasonically vibrating the wire 20, the configuration for attaching a solvent to the wire 20, and the configuration for heating the wire 20 with a heater has been described. Are also suitable. In the above-described example, the case where the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 are separated by one wire 20 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the semiconductor substrate 10 and the support substrate 12 can be separated by two or more wires. May be separated. For example, you may make it cut toward the center part of a board | substrate with two wires from the both sides of a board | substrate. Thereby, the separation time can be shortened. In the above-described example, the case where the wire 20 is heated by the heater 116 has been described. However, the present invention is not limited to this, and a means for heating the wire 20 may be provided. For example, a high resistance material may be used for the wire 20 and a current may be passed through the wire 20 to cause the wire 20 itself to generate heat. Thereby, the heater 116 can be omitted.

また、各基板や膜の厚みや、サイズ、形状、数などについても、半導体集積回路や各種の半導体素子において必要とされるものを適宜選択して用いることができる。   In addition, as to the thickness, size, shape, number, etc. of each substrate and film, those required in the semiconductor integrated circuit and various semiconductor elements can be appropriately selected and used.

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての半導体装置の製造方法は、本発明の範囲に包含される。   In addition, any semiconductor device manufacturing method that includes the elements of the present invention and whose design can be changed as appropriate by those skilled in the art is included in the scope of the present invention.

また、説明の簡便化のために、その他の半導体装置を製造する際のプロセスについてはは省略しているが、半導体装置を製造する上で、それらの手法が行われることは言うまでもない。   Further, for simplification of explanation, processes for manufacturing other semiconductor devices are omitted, but it goes without saying that those methods are performed in manufacturing the semiconductor devices.

10 半導体基板、12 支持基板、14 接着材、20 ワイヤ、100 基板分離装置、102 ステージ、104 ホルダ、106 ワイヤ保持部、108 駆動部、112 超音波振動装置、114 溶剤漕、116 ヒータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor substrate, 12 Support substrate, 14 Adhesive material, 20 Wire, 100 Substrate separation apparatus, 102 Stage, 104 Holder, 106 Wire holding part, 108 Drive part, 112 Ultrasonic vibration apparatus, 114 Solvent soot, 116 Heater

Claims (6)

表面側に半導体素子が形成された第1の基板の表面と、前記第1の基板を支持する第2の基板の2つの面のうちの一方の面とを接着剤を用いて貼り付ける工程と、
前記第1の基板と第2の基板とが貼り付けられた状態で、前記第1の基板の裏面を研削して第1の基板の厚みを薄くする工程と、
前記第1の基板と前記第2の基板とワイヤとを相対移動させながら前記第1の基板と前記第2の基板とを切り離す工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法であって、
前記接着剤の溶剤を用いて、前記ワイヤを超音波振動させながら前記第1の基板と前記第2の基板とを切り離すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Attaching the surface of the first substrate on which the semiconductor element is formed on the surface side and one surface of the two surfaces of the second substrate supporting the first substrate using an adhesive; ,
Grinding the back surface of the first substrate to reduce the thickness of the first substrate in a state where the first substrate and the second substrate are attached;
Separating the first substrate and the second substrate while relatively moving the first substrate, the second substrate, and the wire;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first substrate and the second substrate are separated from each other while ultrasonically vibrating the wire by using a solvent of the adhesive.
表面側に半導体素子が形成された第1の基板の表面と、前記第1の基板を支持する第2の基板の2つの面のうちの一方の面とを貼り付ける工程と、
前記第1の基板および前記第2の基板とワイヤとを相対移動させながら前記第1の基板と前記第2の基板とを切り離す工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Bonding the surface of the first substrate on which the semiconductor element is formed on the surface side and one of the two surfaces of the second substrate that supports the first substrate;
Separating the first substrate and the second substrate while relatively moving the first substrate and the second substrate and the wire;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第1の基板と第2の基板とが貼り付けられた状態で、前記第1の基板の裏面を研削して第1の基板の厚みを薄くする工程をさらに備えた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 further comprises the step of grinding the back surface of the first substrate to reduce the thickness of the first substrate in a state where the first substrate and the second substrate are attached. Item 3. A method for manufacturing a semiconductor device according to Item 2. 前記ワイヤを超音波振動させながら前記第1の基板と前記第2の基板とを切り離すことを特徴とする請求項2又は3記載の半導体装置の製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the first substrate and the second substrate are separated while ultrasonically vibrating the wire. 前記ワイヤを加熱させながら前記第1の基板と前記第2の基板とを切り離すことを特徴とする請求項2又は3いずれか記載の半導体装置の製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the first substrate and the second substrate are separated while heating the wire. 5. 表面側に半導体素子が形成された第1の基板が表面側を向けて貼り付けられた、前記第1の基板を支持する第2の基板を載置するステージと、
前記第1の基板の裏面を保持する基板保持部と、
前記第1の基板と前記第2の基板とを切り離すワイヤを保持するワイヤ保持部と、
前記ワイヤと、貼り付けられた第1と第2の基板と、を相対移動させる駆動部と、
を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
A stage on which a first substrate on which a semiconductor element is formed on the surface side is attached with the surface side facing, the second substrate supporting the first substrate being placed;
A substrate holding part for holding the back surface of the first substrate;
A wire holding unit for holding a wire for separating the first substrate and the second substrate;
A drive unit for relatively moving the wire and the first and second substrates attached;
A semiconductor manufacturing apparatus comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016128193A (en) * 2015-01-09 2016-07-14 富士通株式会社 Member peeling device and member peeling method
KR20210081080A (en) * 2019-12-23 2021-07-01 코스텍시스템(주) Temporary bonded wafer debonding apparatus and thereof method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016128193A (en) * 2015-01-09 2016-07-14 富士通株式会社 Member peeling device and member peeling method
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