JP2015153782A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サポート基板を半導体ウエハから適切に剥離するための技術を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法であって、第１表面２２と第１表面２２に対して傾斜する第２表面２４を有するサポート基板２０の第２表面２４をコーティング剤３０でコーティングする工程と、コーティングする工程の後に、接着剤５０によって第１表面２２に半導体ウエハ１０を固定する工程と、サポート基板２０側から第１表面２２着している接着剤５０に向かって、サポート基板２０に対して透過性を有する波長のレーザビーム７０を照射することによって、サポート基板２０を半導体ウエハ１０から剥離する工程、を有する。接着剤５０は、第１表面２２に対する接着性よりも、コーティング剤３０に対する接着性が低い。
【選択図】図５

Description

本明細書では、半導体装置の製造方法に関する。

特許文献１には、ウエハの加工方法が開示されている。当該加工方法では、耐熱性ボンド剤によってウエハに補強プレートが固定された状態で、ウエハを加工する。補強プレートによってウエハが補強されるため、加工中にウエハが破損し難い。加工後に、補強プレート側から補強プレートを透過するレーザビームを照射し、耐熱性ボンド剤の接着力を低下させる。これによって、補強プレートをウエハから除去する。

特開２０１１−２４３９０５号公報

補強プレートのウエハ接着面が、ウエハに平行な平面と、その平面に対して傾斜する傾斜面を有する場合がある。このような構成によれば、補強プレートの破損を抑止することができる。しかしながら、このような構成によると、レーザビームの進行方向は、前記平面に対して垂直となるが、前記傾斜面に対しては垂直とならない。そのため、レーザビームは、前記傾斜面で散乱され、前記傾斜面に接着している接着剤の接着力を十分に低下させることができない。このため、ウエハを補強プレートから適切に剥離させることができない場合がある。

本明細書では、サポート基板を半導体ウエハから適切に剥離するための技術を提供する。

本明細書によって開示される半導体装置の製造方法は、第１表面と第１表面に対して傾斜する第２表面を有するサポート基板の第２表面をコーティング剤でコーティングする工程と、コーティングする工程の後に、接着剤によって第１表面に半導体ウエハを固定する工程と、サポート基板側から第１表面に接着している接着剤に向かって、サポート基板に対して透過性を有する波長のレーザビームを照射することによって、サポート基板を半導体ウエハから剥離する工程、を有する。接着剤の第１表面に対する接着性よりも、接着剤のコーティング剤に対する接着性が低い。

なお、上記の「接着剤のコーティング剤に対する接着性が低い」とは、接着剤がコーティング剤に付着し難いこと、または、コーティング剤に付着した状態の接着剤がコーティング剤から剥離し易い（より弱い力で剥離する）ことを意味する。

上記の構成によると、サポート基板の第２表面がコーティング剤でコーティングされることにより、固定する工程において、接着剤が第２表面に付着しにくくなっているか、接着剤が第２表面に接着していても剥離し易い状態となっている。そのため、第１表面に接着している接着剤にレーザビームを照射することで、半導体ウエハをサポート基板から容易に剥離することができる。

固定する工程において、接着剤が第２表面に接着しなくてもよい。また、コーティング剤が前記接着剤に対して撥水性を有していてもよい。

第１実施例の製造方法で利用される半導体ウエハの断面図を示す。 第１実施例のコーティングする工程を説明するための図を示す。 第１実施例の接着剤を接着する工程を説明するための図を示す。 第１実施例の固定する工程を説明するための図を示す。 第１実施例の剥離する工程を説明するための図を示す。

（第１実施例）
本実施例に係る製造方法では、図１に示す半導体ウエハ１０を用いて半導体装置を製造する。半導体ウエハ１０は、略円板状であり、上面１２と下面１４を有する。半導体ウエハ１０は、例えば、シリコン（Ｓｉ）炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は、窒化ガリウム（ＧａＮ）等の半導体材料により構成されている。

続いて、本実施例の半導体装置の製造方法で利用されるサポート基板２０について説明する。図２に示すサポート基板２０は、半導体ウエハ１０を固定するための基板である。サポート基板２０は、略円板状である。サポート基板２０の上面は、第１表面２２と第２表面２４を有する。第１表面２２は平坦な平面である。本実施例では、第１表面２２の直径は、半導体ウエハ１０の直径よりも大きい。そのため、第１表面２２に半導体ウエハ１０を固定した場合に、半導体ウエハ１０は第１表面２２からはみ出さない。第２表面２４は、第１表面２２よりも外周側に配置されている。第２表面２４は、第１表面２２の周囲を一巡するように形成されている。半導体ウエハ１０をその径方向に見たときに、第２表面２４は、第１表面２２に対して傾斜している。より詳細には、第１表面２２を上方に向けて水平に載置した際に、第２表面２４が第１表面２２から斜め下方に伸びている。サポート基板２０の裏面は、第３表面２６と第４表面２８を有している。第３表面２６は、第１表面２２に平行な平面である。第４表面２８は、第２表面２４の裏側に位置する。第４表面２８は、第３表面２６に対して傾斜している。すなわち、第２表面２４及び第４表面２８は、テーパ状に形成されており、これによって、第２表面２４及び第４表面２８に相当する部分のサポート基板２０の厚みが薄くなっている。このようにサポート基板２０の外周近傍の表面が面取りされていることで、サポート基板２０のチッピングが抑制される。サポート基板２０は、ガラス又はサファイアを材料とする。

続いて、本実施例の半導体装置の製造方法を説明する。まず、サポート基板２０の第２表面２４をコーティング剤３０でコーティングする。コーティング剤３０は、フッ素樹脂又は金を材料とする。

具体的には、コーティングする工程は、以下の手順で実施される。まず、図２に示すように、サポート基板２０を回転ステージ３２に載置する。回転ステージ３２は、略円形の水平面を有する。回転ステージ３２は、鉛直方向の軸３４を回転軸として回転運動可能である。サポート基板２０は、サポート基板２０の重心が軸３４の上方に位置するように回転ステージ３２に載置される。コーティング剤３０は、吐出孔４４から鉛直下向きに吐出される。吐出孔４４は、サポート基板２０が回転ステージ３２に載置された状態で、第２表面２４の上方に位置する。吐出孔４４は、回転ステージ３２の径方向に移動可能である。コーティング剤３０が吐出孔４４から吐出している状態で、回転ステージ３２を回転させつつ、吐出孔４４を第２表面２４の上方の範囲で移動させることによって、第２表面２４をコーティング剤３０でコーティングする。なお、過剰なコーティング剤３０は、遠心力によってサポート基板２０の外側に流れ落ちる。これによって、第２表面２４が好適にコーティングされる。また、第１表面２２は、コーティング剤３０によってその外周部のみが部分的にコーティングされるが、第１表面２２の中心側の大部分はコーティングされない。

次いで、コーティング済みのサポート基板２０に対して焼き付けを行う。具体的には、コーティング済みのサポート基板２０をベーク炉に入れて加熱する。これにより、コーティング剤３０は、サポート基板２０の第２表面２４に定着する。

次いで、図３に示されるように、接着剤５０をサポート基板２０上に塗布する。接着剤５０は、ポリイミド等の有機系接着剤である。

具体的には、接着剤５０を接着する工程は、以下の手順で実施される。まず、サポート基板２０を回転ステージ３２に載置し、回転ステージ３２によってサポート基板２０を回転させる。次に、サポート基板２０が回転している状態で、吐出孔５４からサポート基板２０の第１表面２２に向けて接着剤を吐出する。吐出孔５４は、サポート基板２０が回転ステージ３２に載置された状態で、第１表面２２の上方（軸３４の上方）に位置する。したがって、吐出孔５４から吐出された接着剤５０は、サポート基板２０の中心付近に付着する。次いで、接着剤５０は、遠心力によってサポート基板２０の外側に向かって流れる。これにより、接着剤５０は、第１表面２２全体に付着する。また、コーティング剤３０は、接着剤５０に対して撥水性を有する。したがって、第２表面２４まで流れた接着剤５０は、第２表面２４上に留まることなく、サポート基板２０の外側に流れ落ちる。即ち、接着剤５０は、コーティング剤３０に付着しない。

次いで、サポート基板２０をベーク炉に入れて加熱する。これによって、サポート基板２０に接着した接着剤５０に含まれる溶剤を揮発させる。これによって、接着剤５０は、ある程度の弾性を有するとともに、粘着性を有する層となる。

次いで、図４に示されるように、接着剤５０を介してサポート基板２０に半導体ウエハ１０を固定する。

具体的には、固定する工程は、以下の手順で実施される。まず、半導体ウエハ１０を、上面１２を上向きにして、張り合わせステージ６０上に載置する。次いで、接着剤５０を塗布済みのサポート基板２０を、第１表面２２（即ち、接着剤５０が塗布された面）を下向きにして、サポート基板２０上に載置する。さらに、サポート基板２０の第３表面２６上に張り合わせプレート６２を載置する。次に、張り合わせプレート６２に鉛直下向きに圧力を加える。その結果、半導体ウエハ１０とサポート基板２０によって接着剤５０が加圧され、接着剤５０が半導体ウエハ１０に対して隙間なく密着する。これにより、半導体ウエハ１０がサポート基板２０に接着される。

張り合わせプレート６２に圧力を加える際、接着剤５０は、半導体ウエハ１０に押圧されてサポート基板２０上に広がる。しかしながら、接着剤５０がコーティング剤３０に付着し難いため、接着剤５０がコーティング剤３０まで広がることが抑制される。この場合、接着剤５０が半導体ウエハ１０の周囲において下側（半導体ウエハ１０の厚み方向）に盛り上がる。このように接着剤５０盛り上がると、半導体ウエハ１０の外周面の一部にも接着剤５０が付着する。これによって、この外周面が接着剤５０で保護され、後述する半導体ウエハ１０に対する加工において、半導体ウエハ１０が破損し難くなる。

次いで、サポート基板２０の第１表面２２に半導体ウエハ１０を固定した状態で、半導体ウエハ１０を加工する。具体的には、イオン注入、半導体ウエハ１０の裏面の研削（すなわち、半導体ウエハ１０の薄板化）等を行い、半導体ウエハ１０内に半導体装置の構造を形成する。

次いで、図５に示されるように、サポート基板２０を半導体ウエハ１０から剥離する。剥離する工程では、レーザビーム７０が利用される。レーザビーム７０は、サポート基板２０に対して透過性を有する波長を有する。

剥離する工程は、具体的には、以下の手順で実施される。まず、サポート基板２０を、第３表面２６を下向きにして載置する。次いで、サポート基板２０側から、第１表面２２に接着している接着剤５０に向かって、鉛直上向きにレーザビーム７０を照射する。レーザビーム７０は、水平方向に走査可能である。レーザビーム７０は、第３表面２６に対して垂直にサポート基板２０内に入射する。レーザビーム７０は、サポート基板２０内を通過し、第１表面２２に接着している（即ちサポート基板２０に接着している）接着剤５０に照射される。なお、レーザビーム７０は、第１表面２２及び第３表面２６に対して垂直に照射されるために、第１表面２２及び３表面２６によって散乱されにくい。したがって、十分な強度のレーザビーム７０を接着剤５０に照射することができる。レーザビーム７０の照射を受けることで、接着剤５０が変質し、その接着力が低下する。

次いで、剥離済みの半導体ウエハ１０に残存する接着剤５０をメチルエチルケトン等の溶剤で洗浄する。これにより、残存する接着剤５０が、半導体ウエハ１０から除去される。その後、必要な加工を行い、半導体ウエハ１０をダイシングすることで、半導体装置が製造される。

本実施例の製造方法によると、サポート基板２０の第２表面２４をコーティング剤３０でコーティングした後に、接着剤５０によって第１表面２２に半導体ウエハ１０を固定する。さらに、サポート基板２０側から第１表面２２に接着している接着剤５０に向かって、サポート基板２０に対して透過性を有する波長のレーザビーム７０を照射することによって、サポート基板２０を半導体ウエハ１０から剥離する。固定する工程では、第２表面２４がコーティング剤３０でコーティングされることにより、第２表面２４に接着剤が付着することが防止される。このため、剥離する工程において、第１表面２２に接着している接着剤５０に向けてレーザビームを照射するだけで、半導体ウエハ１０をサポート基板２０から剥離させることができる。

なお、上述した実施例では、接着剤５０を塗布する工程及びサポート基板２０に半導体ウエハ１０を固定する工程においてコーティング剤３０に接着剤５０が付着しなかったが、これらの工程においてコーティング剤３０の一部または全体に接着剤が付着してもよい。このような場合でも、コーティング剤３０と接着剤５０の間の接着力が弱ければ、剥離する工程においてコーティング剤３０から接着剤５０を容易に剥離させることができる。

また、コーティング剤３０に接着剤５０が接着している場合には、剥離する工程において、レーザビーム７０をコーティング剤３０に接着している接着剤５０に向けて照射してもよい。第２表面２４及び第４表面２８が傾斜しているため、レーザビーム７０は第２表面２４及び第４表面２８で散乱され、コーティング剤３０に接着している接着剤５０に照射されるレーザビーム７０の強度は弱い。しかしながら、コーティング剤３０と接着剤５０の間の接着力が弱いため、強度が弱いレーザビーム７０を照射することでも、コーティング剤３０に接着している接着剤５０を容易に剥離させることができる。

また、上述した実施例では、第１表面２２が部分的にコーティングされていたが、第２表面２４のみをコーティングするようにしてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：半導体ウエハ、１２：上面、１４：下面、２０：サポート基板、２２：第１表面、２４：第２表面、２６：第３表面、２８第４表面、３２：回転ステージ、３４：軸、４４、５４：吐出孔、６０：ステージ、６２：プレート、７０：レーザビーム

Claims (3)

1. 半導体装置の製造方法であって、
   第１表面と第１表面に対して傾斜する第２表面を有するサポート基板の前記第２表面をコーティング剤でコーティングする工程と、
   コーティングする前記工程の後に、接着剤によって前記第１表面に半導体ウエハを固定する工程と、
   前記サポート基板側から前記第１表面に接着している前記接着剤に向かって、前記サポート基板に対して透過性を有する波長のレーザビームを照射することによって、前記サポート基板を前記半導体ウエハから剥離する工程、
   を有し、
   前記接着剤の前記第１表面に対する接着性よりも、前記接着剤の前記コーティング剤に対する接着性が低い、
   製造方法。
2. 前記固定する工程において、前記接着剤が第２表面に接着しない請求項１の製造方法。
3. 前記コーティング剤が前記接着剤に対して撥水性を有する請求項１又は２の製造方法。

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