JP2833731B2 - 半導体本体処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体本体に接着剤に
より他の部材を固着し、半導体本体の処理を行ない、半
導体本体を前記の他の部材から取外し、半導体本体から
接着剤を除去する半導体本体処理方法に関するものであ
る。半導体装置の製造に当っては、半導体本体にしばし
ば、例えば、ポリッシング研摩のような機械的処理や、
マスクの被着又はイオン注入のような物理的処理や、エ
ッチングのような化学的処理が行なわれる。これらの種
々の処理に当っては、例えば担持体或いはマスクとして
作用する他の部材が接着剤により一時的に半導体本体に
取付けられる。接着剤は例えば熱粘性液の形態で半導体
本体と前記の他の部材との間に設け、その後にこの接着
剤を冷却して半導体本体と前記の他の部材との間を固着
させるようにすることができる。処理後、半導体本体を
前記の他の部材から取外し、半導体本体から又は半導体
本体と前記の他の部材との双方から接着剤を除去する。

【０００２】

【従来の技術】マグローヒル(McGraw-Hill) 社により１
９８８年に発行された本“ＶＬＳＩTechnology" の第２
版（S. M.Sze氏著) の第４３頁に半導体片をワックスに
より金属プレート上に固着する上述した方法が開示され
ている。処理には半導体片をポリッシング研摩する工程
が含まれている。処理後に半導体片を取外し、溶剤によ
りワックスを除去している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した既知の方法の
場合、有害物質を用いているという欠点がある。ワック
スはしばしば、高級一塩基炭酸及び高級一塩基アルコー
ルより成るエステルを含んでいる。このような物質はト
リクロロエタンのような、場合に応じ塩素化された炭化
水素や、或いはトルエンのような芳香族炭化水素のよう
な無極性溶剤により除去する必要がある。このような溶
剤は人間及び環境にとって有害であり、製造処理に当っ
てはこのような溶剤の代わりに有害性の少ない溶剤を用
いるのが好ましい。本発明の目的は、特に、人間及び環
境にとって前記の無極性溶剤よりも有害性の少ない溶剤
を接着剤の除去に用いうるようにした方法を提供せんと
するにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体本体に
接着剤により他の部材を固着し、半導体本体の処理を行
ない、半導体本体を前記の他の部材から取外し、半導体
本体から接着剤を除去する半導体本体処理方法におい
て、接着剤として一種の炭水化物又は複数種の炭水化物
の混合物を用いることを特徴とする。

【０００５】炭水化物は、炭素、水素及び酸素原子を有
する物質である。接着剤は炭水化物に加えて水のような
溶剤も含みうる。炭水化物は接着剤として用いるのに充
分な接着力を有し、水、アルコール又はケトンのような
極性又はわずかに無極性の溶剤中に溶解しうるというこ
とを確かめた。このような溶剤は人間や環境にとって無
極性の溶剤よりも有害性が著しく低く、水の場合には人
間や環境にとって完全に安全である。更に、炭水化物自
体も安全である。

【０００６】半導体本体はドーパント原子の量が良好に
調整された極めて純粋な形態で製造される。従って、接
着剤はこの接着剤を除去した後に半導体本体上に又は半
導体本体内に残存する不純物がないようにする必要があ
る。その理由は、これらの不純物により半導体本体より
成る装置の動作に悪影響を及ぼすおそれがある為であ
る。半導体本体に対する接着剤として用いるのに充分に
不純物のない炭水化物は市販されているということを確
かめた。更に、炭水化物は半導体材料と、又は半導体本
体上に設けられた金属化層、例えばアルミニウムと反応
しない程度に充分不活性でもある。

【０００７】本発明の方法では、接着剤としてスター
チ、ペクチン及び糖のような炭水化物を用いることがで
きるも、オリゴサッカライドとする又はオリゴサッカラ
イドを主成分とするのが好ましい糖を用いるのが好まし
い。良好な接着力を有する糖は可成り良好に溶解でき、
加熱により粘性となり、冷却後固体となりうる。オリゴ
サッカライドは糖１分子中８個までのサッカライド単位
を有する糖ポリマーである。これらの糖は例えば水中で
極めて良好に溶解しうる。更に、これら糖の軟化特性は
比較的低い温度でこれら糖がシロップ特性を呈するよう
なものである。このような糖の一例はグルコースシロッ
プである。オリゴサッカライドとしては１−４ジグルコ
シルを用いるのが好ましい。この糖の熱安定性は高く、
これにより、劣化を生ぜしめることなく接着剤を一週間
以上もの間約２００℃の温度で蓄積せしめうるようにな
る。これにより、半導体装置の製造処理中この糖を例え
ば配分装置に蓄積するのに極めて適したものとする。

【０００８】接着剤に着色剤、好ましくは人間及び環境
にとって無害な着色剤を添加し、前記の他の部材として
透明部材を用いることにより追加の利点が得られる。こ
の場合、半導体本体を取付けるに当り、透明部材を介し
て接着剤を見て接着剤の層厚の均一性を検査することが
できる。又、接着剤があらゆる個所に存在するかどうか
を観察し、接着剤の無い個所が存在しないようにするこ
とも完全に可能となる。

【０００９】本発明の第１の例では、極めて平坦で平滑
な主表面を有する支持部材を前記の他の部材として作用
するように半導体本体に固着し、その後半導体本体をポ
リッシング研摩する。半導体本体としては例えば半導体
片を用いる。半導体片が取付けられている支持部材の主
表面はポリッシング研摩中基準平面として用いる。この
場合、接着剤の層厚を一定にする事が重要である。従っ
て、層厚を検査するのに、透明支持部材と無害の着色剤
が添加された接着剤とを用いるのが好ましい。

【００１０】本発明の他の例では、マスク部材を前記の
他の部材として作用するように半導体本体に固着し、そ
の後にこのマスク部材により遮蔽されていない個所の半
導体本体からその材料を除去する。この場合、マスク部
材、例えば金属マスクディスクを半導体片の表面に固着
しうる。これらのマスクディスクは、例えばエッチング
又はサンドブラスティングにより半導体本体からその材
料を除去する際に半導体本体の表面の一部を遮蔽しう
る。

【００１１】接着剤は、この接着剤を極性又はわずかに
無極性の溶剤中で溶解させることにより半導体本体から
除去するのが好ましい。水、アルコール及びケトンのよ
うな溶剤が人間及び環境にとって比較的無害であり、炭
水化物はこのような溶剤中で満足に溶解する。接着剤を
水中で溶解させることによりこの接着剤を半導体本体か
ら除去するようにすることにより追加の利点が得られ
る。炭水化物は水中で良好に溶解し、水は人間及び環境
にとって完全に無害である。

【００１２】本発明は、半導体本体と１つ以上の他の部
材とが除去可能な接着剤により互いに接合されている装
置にも関するものである。本発明は、半導体本体と１つ
以上の他の部材とが除去可能な接着剤により互いに接合
されている装置において、接着剤が一種の炭水化物又は
複数種の炭水化物の混合物を有していることを特徴とす
る。このような装置は、接着剤を水のような極性又はわ
ずかに無極性の溶剤中で溶解させることにより半導体本
体と他の部材とを環境的に優しく互いに分離させること
ができるという利点を有する。

【００１３】

【実施例】図面は線図的なものであり、各部の寸法は実
際のものに正比例して描いていない。又、各図間で対応
する部分には同一符号を付してある。本発明は、半導体
本体１を接着剤３により他の部材２に取付け、この半導
体本体１に対する処理を行った後、この半導体本体１を
部材２から取外し、この半導体本体から接着剤３を除去
する方法に関するものである（図１参照）。実際には、
半導体装置の製造中に、半導体片のような半導体本体１
にしばしば機械的、物理的及び化学的処理が行われる。
半導体本体１はしばしば機械的処理に当って担持体２に
固着され、その後に半導体本体１に例えば研摩（粗削り
及び仕上げ削り）や溝付けのような処理を行なう。例え
ば、ホトレジスト光照射やイオン注入のような物理的処
理に当っては、例えばマスク部材の形態で部材２が設け
られる。エッチングのような化学的処理に当っては、半
導体本体１の一部をマスク部材により遮蔽することがで
きる。部材２は種々のこれらの処理に当って接着剤３に
より半導体本体１に仮に取付けられる。接着剤３は種々
の方法で設けることができる。この場合、接着剤３を半
導体本体１の表面或いは部材２の表面に設けることがで
きる。次に、半導体本体１と部材２とを互いに押圧さ
せ、接着剤３から溶剤を消散させることにより半導体本
体１と部材２とを接着される。半導体本体１と部材２と
の間には熱粘性液の形態で接着剤３を設け、その後に接
着剤３を冷却させることにより半導体本体１と部材２と
を固着させることもできる。処理後に半導体本体１が部
材２から取外され、接着剤が半導体本体１及び部材２か
ら除去される。この取外しは、接着剤３を溶解し、これ
と同時に半導体本体１及び部材２を互いに分離させるこ
とにより達成するか或いは、半導体本体１及び部材２を
加熱して接着剤を軟化させ、半導体本体及び部材を互い
に分離させることにより達成することができ、接着剤３
の除去は接着剤が溶けていることにより達成しうる。

【００１４】既知の方法では、接着剤３はワックスより
成っている。処理後に半導体本体１が取外され、ワック
スが溶剤によって除去される。この場合、有害物質が用
いられるという欠点がある。ワックスはしばしば高級一
塩基炭酸及び高級一塩基アルコールより成るエステルを
含んでいる。更に、ワックスは実際には炭酸とアルコー
ルとが結合されていないものを幾らか含んでおり、しば
しば炭化水素をも含んでいるのが常である。このような
物質は、トリクロロエタン又はトリクロロメタンのよう
な場合に応じ塩素化された炭化水素や、或いはトルエン
又はベンゼンのような芳香族炭化水素のような無極性溶
剤により除去する必要がある。このような溶剤は人間及
び環境にとって有害である為、製造処理においてこのよ
うな溶剤を有害性の少ないものと代えることが望ましい
し、或いは必要とされている。

【００１５】本発明によれば、接着剤３として一種の炭
水化物又は複数種の炭水化物の混合物を用いる。炭水化
物は炭素、水素及び酸素原子を含有する物質である。こ
れらの物質は接着剤３として用いるのに充分な接着力を
有するということを確かめたものであり、これらを除去
するのに極性溶剤或いはわずかに無極性の溶剤を用いる
ことができ、これらの溶剤は前記の無極性溶剤よりも有
害性が著しく少ない。更に、炭水化物自体も無害であ
る。接着剤３は炭水化物以外に更に例えば水のような溶
剤をも含みうる。半導体本体１はドーパント原子の量を
適切に調整した極めて純粋な形態で用いられる。従っ
て、接着剤３は、この接着剤３を除去した後に半導体本
体１上に或いは半導体本体１内に残されるような不純物
を有さないようにする必要がある。その理由は、これら
の不純物が半導体本体１より成る装置の動作に悪影響を
及ぼすおそれがある為である。半導体本体１に対する接
着剤３として用いるのに充分に不純物のない炭水化物が
市販されているということを確かめた。

【００１６】更に、炭水化物は、半導体材料と或いは半
導体本体上に設けられる金属化層、例えばアルミニウム
と反応しないようにするのに充分に不活性でもある。本
発明の方法では接着剤３としてスターチ、ペクチン及び
糖のような炭水化物を用いることができるも、オリゴサ
ッカライドとする又はオリゴサッカライドを主成分とす
る混合物とするのが好ましい糖を炭水化物として用いる
のが好ましい。糖は良好な接着力を有し、可成り良好な
溶解性であり、加熱により粘性とすることができ、冷却
により固体としうる。オリゴサッカライドは糖１分子中
にサッカライド単位を８個まで有する糖のポリマーであ
る。これらの糖は例えば水中で極めて良好に溶解しう
る。更に、これらの糖の軟化特性は、比較的低い温度で
これらの糖がシロップ状態を呈するような特性である。
このような糖の一例はグルコースシロップである。グル
コースシロップはサッカロースのオリゴマーの水溶液で
ある。グルコースシロップは一例として約２０％のモノ
マーと、約１５％のダイマーと、約１２％のトリマー
と、約１０％のテトラマーと、約８％のペンタマーと、
約６％のヘキサマーと、約５％のヘプタマーと、約２４
％の、前記よりも多量体のオリゴマーとを含有する。良
好な接着剤３を形成するために糖に約１５％の冷水を加
える。この混合物を２日間ローリングすることによりま
ぜ合わせる。この場合、粘度は２３℃で１５００ミリパ
スカルである。オリゴサッカライドとしては１−４ジグ
ルコシルを用いるのが好ましく、これは商品名パラチナ
イト(palatinite)又はイソマルト(ISOMALT) としても知
られている。この糖は菓子類に甘味をつけるために食品
産業で用いられている。良好な接着剤3 を得るために、
例えば約６００ gの１−４ジグルコシル糖と２００ミリ
リットルの脱イオン水とを170 ℃の沸騰温度にして蒸発
させる。次に冷却して接着剤３を得る。１−４ジグリコ
シル糖の熱的安定性は高くなり、これにより接着剤３を
劣化させずに１週間以上もの間約２００℃の温度に保つ
ことができるようになる。これにより製造処理中にこの
糖を例えば加熱される分配装置中に蓄積するのに極めて
適したものとする。

【００１７】接着剤３に着色剤、好ましくは無害の着色
剤を添加したり、部材２として透明部材を用いることに
より追加の利点が得られる。この場合、固着中に透明部
材を介して接着剤３を見てこの接着剤３の層厚の均一性
を検査することができる。又、接着剤３があらゆる個所
に存在するかどうか、従って接着剤３のない個所が存在
しないかを観察することも完全に可能となる。着色剤と
しては、食品産業で食品に着色するのに用いられている
物質を用いることができる。このような物質は人間及び
環境にとって無害であることが広く検査されている。例
えばインジゴカルミンを用いることができる。この物質
は極めて濃い青色を呈する。例えば１−４ジグルコシル
糖を含む１．５リットルの接着剤３に例えば６０ｇのイ
ンジゴカルミンを添加することができる。接着剤中に着
色剤を良好に分散させるために、接着剤３と着色剤とを
ボールミル中で混合する。使用前に、例えば着色剤を含
有する接着剤１部と着色剤を含有しない接着剤９部とを
混合することにより、着色剤を含有する接着剤を調製す
ることができる。

【００１８】極めて平坦で平滑な主表面を有する支持部
材を部材２として半導体本体１に固着し、その後に半導
体本体１を研摩するのが好ましい（図２参照）。本例で
は、ウェファボンディングにより相互接続され酸化物層
５により分離された２つの半導体片４，６を半導体本体
１として用いている。次に、グラインディング及びポリ
ッシングの研摩により半導体片６を薄肉にする方法によ
りＳＯＩ(Silicon onInsulator;絶縁体上にシリコンが
存在する）構造を形成する。半導体片４が固着されてい
る支持部材２の主表面７はポリッシング中に基準面とし
て用いられる。この主表面上には接着剤３により半導体
片４が固着されている。この場合、接着剤３の層厚を一
定とするのが重要である。従って、透明な支持部材２
と、前述したように調製したインジゴカルミン含有接着
剤３とを用いる。このようにすることにより、接着剤の
層厚の不規則性が接着剤の色変化として見うるようにな
る。この場合、例えば、平坦度を少なくとも０．５μm
とした光学的に平滑な石英支持部材２を用いる。接着剤
３としてはインジゴカルミンを含有する１−４ジグルコ
シル糖を用いる。この目的のために、半導体片４，６を
有する半導体本体１を約２４５℃に加熱している間接着
剤３を１６０℃の温度に加熱する。次にこの接着剤３を
分配装置により半導体片４上に設ける。支持部材２も２
４５℃に加熱する。次に、加熱されたこの支持部材２を
半導体片４上に配置し、半導体片の層厚が約１０〜１５
μm となるまで十分に押圧する。次に、半導体片４，
６、支持部材２及び接着剤３を室温まで冷却させる。次
に、半導体片６に通常のグラインディング研摩処理を行
ない、半導体片６の厚さを約５００μm の厚さから約５
０μm まで減少させる。これにより表面の幾何学的精度
を高くする。次の工程で通常のポリッシング研摩処理を
用いて半導体片６の厚さを約１０μm に減少させる。こ
のポリッシング研摩処理後、半導体片４，６及び接着剤
３を有する支持部材２を約２４５℃に加熱し、その後支
持部材２を半導体片４，６から取外す。次に、接着剤３
を約９０℃の水で半導体片４，６から除去する。

【００１９】他の部材として作用するマスク部材８を半
導体本体１に取付け、その後にマスク部材８により遮蔽
されていない個所の半導体本体１の材料を除去するのが
好適である（図３参照）。マスク部材８、例えば金属の
マスクディスク８を半導体本体１の表面に固着すること
ができる。このマスクディスク８は半導体本体１からそ
の材料を除去する際に半導体本体１の表面の一部を保護
しうる。この目的のために、前述したＳＩＯ構造のグラ
インディング及びポリッシング研摩処理につき説明した
のと同様にして半導体本体１をガラスプレート２に固着
する。ガラスプレート２によれば、接着剤３がガラスプ
レート２と半導体本体１との間のあらゆる個所に充分な
量存在するかどうかを検査することができる。この場
合、前述したようにして調製した約２ミリリットルのグ
ルコースシロップを分配装置により半導体本体の自由表
面９上に被着する。次に、接着剤３をスピニング及び乾
燥処理（約１００℃で１時間）によりある程度濃化させ
る。次に、半導体本体１を水に浸し、次にこの半導体本
体を紙で軽くたたく。次に半導体本体を約１４０℃の温
度に加熱し、その後鋼のマスクディスク８をジグにより
設ける。次に、マスクディスク８をローラで十分に押圧
する。次に、マスクディスク８により被覆されていない
半導体本体１の材料をサンドブラスチング処理により除
去する。半導体本体１の材料はガラスプレート２に至る
まで除去し、半導体本体を分離させる。接着剤３があら
ゆる個所に存在しているかは予め検査されている為、分
離されたこれら半導体本体はすべて良好にガラスプレー
ト２に接着されている。次に、水中で接着剤を溶解する
ことにより、ガラスプレート２と、分離された半導体本
体と、マスクディスク８とを互いに分離させる。半導体
本体１を、分離された半導体本体に細分することによ
り、接着剤３が比較的良好に溶剤になじむようになる。
従って、最初は半導体本体を加熱によりガラスプレート
２及びマスクディスク８から分離させる必要はない。

【００２０】好ましくは、極性又はわずかに無極性の溶
剤中で接着剤３を溶解させることにより半導体本体１か
ら接着剤３を除去する。水、アルコール及びケトンのよ
うな溶剤が人間及び環境にとって比較的無害であり、炭
水化物はこのような溶剤に可成り良好に溶解する。使用
しうるアルコールの例はメタノール、エタノール及びイ
ソプロパノールである。ケトンの一例はアセトンであ
る。接着剤３を水中で溶解させてこの接着剤を半導体本
体から除去することにより追加の利点が得られる。炭水
化物は水中で良好に溶解し、水は人間及び環境にとって
完全に無害である。

【００２１】本発明は上述した実施例に限定されず、本
発明は半導体本体を処理の目的で他の部材に固着させる
ために一時的な接着剤を用いる同様な場合にも適用しう
る。上述した実施例では、特に機械的な処理を半導体本
体に行ったが、物理的な又は化学的な処理を行なう場合
も本発明に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】接着剤により支持部材が固着された半導体本体
を示す線図である。

【図２】酸化物により分離された２つの半導体片が接着
剤により固着されている支持部材を示す線図である。

【図３】支持部材とマスク部材とが接着剤により固着さ
れている半導体本体を示す線図である。

【符号の説明】

１ 半導体本体 ２ 部材（担持部材、支持部材、ガラスプレート） ３ 接着剤 ４，５ 半導体片 ８ マスク部材

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体本体に接着剤により他の部材を固
   着し、半導体本体の処理を行ない、半導体本体を前記の
   他の部材から取外し、半導体本体から接着剤を除去する
   半導体本体処理方法において、 接着剤として一種の炭水化物又は複数種の炭水化物の混
   合物を用いることを特徴とする半導体本体処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体本体処理方法に
   おいて、炭水化物として一種のオリゴサッカライド又は
   複数種のオリゴサッカライドを主成分とする混合物とす
   るのが好ましい糖を用いることを特徴とする半導体本体
   処理方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載半導体本体処理方法にお
   いて、糖として１−４ジグルコシルを用いることを特徴
   とする半導体本体処理方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項に記載の半
   導体本体処理方法において、人間及び環境にとって無害
   な着色剤とするのが好ましい着色剤を接着剤に添加し、
   前記の他の部材として透明部材を用いることを特徴とす
   る半導体本体処理方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項に記載の半
   導体本体処理方法において、極めて平坦で平滑な主表面
   を有する支持部材を前記の他の部材として作用するよう
   に半導体本体に固着し、その後半導体本体をポリッシン
   グ研摩することを特徴とする半導体本体処理方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか一項に記載の半
   導体本体処理方法において、マスク部材を前記の他の部
   材として作用するように半導体本体に固着し、その後に
   このマスク部材により遮蔽されていない個所の半導体本
   体からその材料を除去することを特徴とする半導体本体
   処理方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか一項に記載の半
   導体本体処理方法において、接着剤を極性又はわずかに
   無極性の溶剤中で溶解することにより半導体本体から接
   着剤を除去することを特徴とする半導体本体処理方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか一項に記載の半
   導体本体処理方法において、接着剤を水中で溶解するこ
   とにより半導体本体から接着剤を除去することを特徴と
   する半導体本体処理方法。
9. 【請求項９】 半導体本体と１つ以上の他の部材とが除
   去可能な接着剤により互いに接合されている装置におい
   て、接着剤が一種の炭水化物又は複数種の炭水化物の混
   合物を有していることを特徴とする装置。