JP4291589B2

JP4291589B2 - Manufacturing method of semiconductor device

Info

Publication number: JP4291589B2
Application number: JP2003027108A
Authority: JP
Inventors: 直高橋; 翊劉; 信之松本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2023-02-04
Also published as: JP2003303796A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体装置の製造方法に関する。より詳しくは、表面に素子が形成された基板（この明細書を通して「素子基板」と呼ぶ。）の裏面を研磨または研削する工程を有する製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波用の高出力半導体デバイスでは、動作時に大きな熱が発生するため、予め素子基板を研磨や研削によって薄層にして、放熱性を良くする工夫がされている。従来、このような高出力半導体デバイスの製造は、例えば次のような方法で行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３７８４０号公報
【０００４】
図５（ａ）に示すように、素子基板３０１の表面３０１ａには複数の素子３０２が所定の間隔で並んで形成されているものとする。この素子基板３０１を、上記素子３０２が形成された表面３０１ａが内側になる向き、つまり裏面３０１ｂが外側になる向きに、ワックス３０３等を介して支持基板３０４に貼り付ける。この状態で、素子基板３０１の裏面３０１ｂを研磨して、図５（ｂ）に示すように、素子基板３０１を薄層（通常は、３０μｍ〜１００μｍの範囲内の厚さ）にする。この研磨後の素子基板３０１の裏面（符号３０１ｃで表す。）で各素子３０２に対応する領域ごとに、それぞれ放熱用メタル（ヒートシンク）３０５を、メッキ等の手法を用いて形成する。次に、図５（ｃ）に示すように、この状態の素子基板３０１を支持基板３０４から剥がし、素子基板３０１の表面３０１ａに付着しているワックスを、有機溶剤を用いて洗浄して除去する。そして、図５（ｄ）に示すように、この洗浄後の素子基板３０１を、裏面３０１ｂが内側になる向き、つまり素子３０２が形成された表面３０１ａが外側になる向きに、ダイシングシート３０６に貼り付ける。この後、ダイシングによって素子基板３０１が分断され、各素子３０２がチップとして分離される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の方法では、素子基板３０１の裏面３０１ｂを研磨する工程は、素子基板３０１が支持基板３０４によって支持された状態にあるので、再現性や歩留りに問題がない。しかしながら、素子基板３０１を支持基板３０４から剥がして有機洗浄を行う工程と、ダイシングシートに貼り付ける工程とは、薄層になった素子基板３０１を、何ら支持の無い状態でハンドリング（取り扱い）しているため、素子基板３０１を損傷することが多く、歩留りが低下するという問題がある。このため、熟練した技術者しか作業できず、生産性が悪くなる。特に、高周波用の高出力半導体デバイスではＧａＡｓ基板が用いられることが多い。ＧａＡｓ基板は、材料の熱抵抗が高く、また非常にもろい材料であるため、無線用の高出力半導体デバイスの歩留りを低下させる大きな原因になっている。
【０００６】
なお、本出願人は、薄層になった素子基板のハンドリングによる歩留り低下を防止するために、特願２０００−３４０２６２号において、熱や光の照射によって粘着力を弱めることによって剥離できるシートを用いて支持基板と素子基板を貼り付け、支持基板ごと素子基板をダイシングシートに固定した後に、熱や光を照射し、支持基板を剥離する方法を提案した。しかしながら、この方法では、熱や光の照射によって支持基板を剥離した後に、素子基板の表面に剥離用シートの粘着剤が残ることがある。この粘着剤を除去するためには、ダイシングシートが耐えられないような強力な有機溶剤による洗浄工程が必要になることから、結局、ダイシングシートに固定する前に、支持基板を剥がして、何ら支持の無い状態で素子基板を洗浄する必要が生じる。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、素子基板を薄層化した上、歩留りおよび生産性を高めることができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明の第１の局面の半導体装置の製造方法は、表面に素子が形成された素子基板の裏面を研磨または研削する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
上記素子基板の裏面を研磨または研削する工程の前に、
上記素子基板の上記素子が形成された表面上の基板周縁部以外を、所定の水溶液に可溶な高分子材料層によって被覆し、
上記素子基板を、上記高分子材料層が内側になる向きに、熱または光によって発泡する化学物質を含む発泡性粘着シートを介して支持基板に貼り付けて、上記発泡性粘着シートが上記素子基板の周縁部に直接接着するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
この第１の局面の半導体装置の製造方法では、素子基板の裏面を研磨または研削する工程は、素子基板が支持基板によって支持された状態にあるので、再現性や歩留りに問題がない。公知の技術によって素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともに、上記素子基板の裏面が内側になる向きにダイシングシートに貼り付ける。次に、熱または光を与えて上記発泡性粘着シートの化学物質を発泡させて、上記素子基板から支持基板を剥がす。このとき、上記発泡性粘着シートの化学物質を発泡させているので、支持基板は容易に剥がれる。そして、上記素子基板の上記表面を被覆している高分子材料層を所定の水溶液に溶解させて除去する。これにより、ダイシングシートに貼り付けられた素子基板の表面の素子が露出する。なお、ダイシングシートは、上記高分子材料層を溶解させるための所定の水溶液に対する耐性を持つ一般的なものとする。この後、ダイシングによって素子基板が分断され、各素子がチップとして分離される。
【００１０】
このようにした場合、素子基板が何ら支持の無い状態で取り扱われることがないので、素子基板が損傷を受ける可能性が少なくなって歩留りが向上する。この結果、熟練していない作業者でも作業できるようになり、生産性が高まる。
【００１１】
上記素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともにダイシングシートに貼り付ける前に、上記素子基板の裏面に放熱用メタルを形成するためにフォトリソグラフィおよびエッチングを行う場合がある。その場合、上記高分子材料層がこのフォトリソグラフィおよびエッチングによって変質または溶解する可能性がある。そこで、この第１の局面の半導体装置の製造方法では、上記素子基板の周縁部以外を、所定の水溶液に可溶な高分子材料層によって被覆して、上記発泡性粘着シートが上記素子基板の周縁部に直接接着するようにしている。したがって、上記素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともにダイシングシートに貼り付ける前に、上記素子基板の裏面に放熱用メタルを形成するためにフォトリソグラフィ等を行う場合であっても、上記高分子材料層が上記発泡性粘着シートによって保護される。したがって、上記素子基板が周縁部まで上記支持基板によって安定して支持される。
【００１２】
一実施形態の半導体装置の製造方法は、上記高分子材料層がポリアリファテイックイミドポリマーからなることを特徴としている。
【００１３】
この一実施形態の半導体装置の製造方法では、上記高分子材料層がポリアリファテイックイミドポリマーからなる。ポリアリファテイックイミドポリマーからなる高分子材料層は、例えばスピン塗布法によって塗布され、上記素子基板の素子が形成された表面を保護するとともに、良好に平坦化することができる。また、ポリアリファテイックイミドポリマーからなる高分子材料層は、所定のアルカリ性水溶液によって容易に溶解して除去される。
【００１４】
また、この発明の第２の局面の半導体装置の製造方法は、表面に素子が形成された素子基板の裏面を研磨または研削する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
上記素子基板の裏面を研磨または研削する工程の前に、
上記素子基板の上記素子が形成された表面上の基板周縁部以外を、所定の水溶液に可溶な高分子材料層によって被覆し、
上記素子基板を、上記高分子材料層が内側になる向きに、光によって粘着性が低下するとともに気体を放出する性質を有する光硬化シートを介して支持基板に貼り付けて、上記光硬化シートが上記素子基板の周縁部に直接接着するようにしたことを特徴としている。
【００１５】
この第２の局面の半導体装置の製造方法では、素子基板の裏面を研磨または研削する工程は、素子基板が支持基板によって支持された状態にあるので、再現性や歩留りに問題がない。公知の技術によって素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともに、上記素子基板の裏面が内側になる向きにダイシングシートに貼り付ける。次に、光を与えて上記光硬化シートの粘着性を低下させるとともに上記光硬化シートから気体を放出させて、上記素子基板から支持基板を剥がす。このとき、上記光硬化シートの粘着性を低下させるのに加えて上記光硬化シートから気体を放出させているので、支持基板は容易に剥がれる。そして、上記素子基板の上記表面を被覆している高分子材料層を所定の水溶液に溶解させて除去する。これにより、ダイシングシートに貼り付けられた素子基板の表面の素子が露出する。なお、ダイシングシートは、上記高分子材料層を溶解させるための所定の水溶液に対する耐性を持つ一般的なものとする。この後、ダイシングによって素子基板が分断され、各素子がチップとして分離される。
【００１６】
このようにした場合、素子基板が何ら支持の無い状態で取り扱われることがないので、素子基板が損傷を受ける可能性が少なくなって歩留りが向上する。この結果、熟練していない作業者でも作業できるようになり、生産性が高まる。
【００１７】
なお、既述の発泡性粘着シートは、「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」の前に熱が与えられると（現実の半導体装置の製造工程には或る程度の温度の加熱工程が存在する）、発泡性が劣化（変質）してしまい、その結果、「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」で上記支持基板を容易に剥がせなくなる可能性がある。これに対して、この第２の局面の半導体装置の製造方法における光硬化シートは、熱によって変質しにくい材料（つまり、半導体装置の製造工程で通常用いられる程度の温度の加熱では変質しない材料）で構成することができる。そのようにした場合、「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」の前に熱が与えられたとしても、光硬化シートは変質することがなく、したがって「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」で上記支持基板を容易に剥がすことができる。逆に言えば、シートの変質を招くことなく、「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」の前に上記光硬化シートや素子基板に対する加熱工程を導入でき、製造プロセスの自由度が増す。
【００１８】
また、この第２の局面の半導体装置の製造方法における光硬化シートは、有機溶剤に対する耐性をもつ材料で容易に構成することができる。そのようにした場合、「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」の前に有機溶剤と接触したとしても、光硬化シートは変質することがなく、したがって「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」で上記支持基板を容易に剥がすことができる。逆に言えば、シートの変質を招くことなく、「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」の前に上記光硬化シートや素子基板を有機溶剤に接触させる工程を導入でき、製造プロセスの自由度が増す。
【００１９】
上記素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともにダイシングシートに貼り付ける前に、上記素子基板の裏面に放熱用メタルを形成するためにフォトリソグラフィおよびエッチングを行う場合がある。その場合、上記高分子材料層がこのフォトリソグラフィおよびエッチングによって変質または溶解する可能性がある。そこで、この第２の局面の半導体装置の製造方法では、上記素子基板の周縁部以外を、所定の水溶液に可溶な高分子材料層によって被覆して、上記光硬化シートが上記素子基板の周縁部に直接接着するようにしている。したがって、上記素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともにダイシングシートに貼り付ける前に、上記素子基板の裏面に放熱用メタルを形成するためにフォトリソグラフィ等を行う場合であっても、上記高分子材料層が上記光硬化シートによって保護される。したがって、上記素子基板が周縁部まで上記支持基板によって安定して支持される。
【００２０】
また、上記素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともにダイシングシートに貼り付ける前に、上記素子基板の裏面に放熱用メタルを形成するためにフォトリソグラフィおよびエッチングを行う場合、フォトリソグラフィ用レジストを硬化させるための加熱工程を行うし、上記レジストを剥離するための洗浄工程で上記光硬化シートや素子基板を有機溶剤に接触させることになる。そのような場合に、上記光硬化シートを、熱によって変質しにくい材料（つまり、フォトリソグラフィ用レジストを硬化させるための加熱では変質しない材料）、かつ上記有機溶剤に対する耐性をもつ材料で構成しておけば、既述のように「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」で上記支持基板を容易に剥がすことができる。
【００２１】
一実施形態の半導体装置の製造方法は、上記高分子材料層がポリアリファテイックイミドポリマーからなることを特徴としている。
【００２２】
この一実施形態の半導体装置の製造方法では、上記高分子材料層がポリアリファテイックイミドポリマーからなる。ポリアリファテイックイミドポリマーからなる高分子材料層は、例えばスピン塗布法によって塗布され、上記素子基板の素子が形成された表面を保護するとともに、良好に平坦化することができる。また、ポリアリファテイックイミドポリマーからなる高分子材料層は、所定のアルカリ性水溶液によって容易に溶解して除去される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の半導体装置の製造方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２４】
（参考例）
図１（ａ）〜図２（ｆ）は、この発明の基礎となる参考例としての製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示している。
【００２５】
図１（ａ）に示すように、素子基板１０１の表面１０１ａには複数の素子１０２が所定の間隔で並んで形成されているものとする。素子基板１０１の材料は数百μｍの厚さを持つＧａＡｓ結晶であり、素子１０２は高周波用の高出力化合物半導体デバイスであるものとする。なお、図１（ａ）は素子基板１０１が既に支持基板１０５に貼り付けられた状態を示しているが、最初は、両者は互いに分離した状態にある。
【００２６】
ｉ）まず、素子基板１０１の素子１０２が形成された表面１０１ａ上を、所定のアルカリ性水溶液に可溶な高分子材料層からなる基板表面保護層１０３によって被覆する。
【００２７】
具体的には、素子基板１０１の表面１０１ａに、基板表面保護層１０３の材料として、１２％ポリアリファティックイミドポリマーのシクロペンタノン溶液をスピンコートによって２μｍの厚みで膜状に塗布する。スピンコートの回転数は２０００ｒｐｍに設定する。スピンコート後、１４０℃で２０分のべークを行う。これにより、素子基板１０１の素子１０２が形成された表面１０１ａを保護するとともに、良好に平坦化することができる。この例では、塗布膜の厚みを２μｍに設定したが、基板表面１０１ａ上の素子１０２が作る段差や図示しない配線の段差を首尾良く覆うことができるように、塗布膜の厚みを可変して設定するのが望ましい。
【００２８】
べーク後のポリアリファティックイミドポリマーは、アセトンやＩＰＡ（イソプロピルアルコール）といった有機溶剤に不溶であるが、所定のアルカリ性水溶液（後述する）に溶ける性質をもっている。ポリアリファティックイミドポリマーは、シプレイ社のＬＯＬや、マクダーミッド社のＬＯＲや、ＰＭＧＩという商品名で市販されており、入手することが可能である。これらは、本来フォトレジスト材料として製造販売されているが、この例では表面保護剤として使用している。
【００２９】
ii）上記素子基板１０１を、基板表面保護層１０３が内側になる向き、つまり裏面１０１ｂが外側になる向きに、熱発泡性粘着シート１０４を介して支持基板１０５に貼り付ける。
【００３０】
ここで、熱発泡性粘着シート１０４は、熱によって発泡する化学物質を含む粘着シートである。支持基板１０５は、シリコン結晶からなり、素子基板１０１の面積と同じか又はそれ以上の面積を持つものとする。この支持基板１０５としては、熱伝導性が良く、かつ平坦なものが望ましい。例えば、アルミや銅からなる金属板も利用できる。
【００３１】
iii）このように素子基板１０１を支持基板１０５に貼り付けた状態で、図１（ｂ）に示すように、素子基板１０１の裏面１０１ｂを研磨して、素子基板１０１を７０μｍの厚さまで薄層化する。
【００３２】
なお、本参考例では素子基板１０１を７０μｍまで薄層にしたが、この厚さは本発明の適用を限定するものではない。例えば、素子基板１０１を１００μｍ以下まで薄層にすると、素子基板１０１を何ら支持の無い状態でハンドリングすることが非常に困難となる。そこで、本発明が有効に適用されることになる。
【００３３】
iv）次に、この研磨後の素子基板１０１の裏面（符号１０１ｃで表す。）で各素子１０２に対応する領域ごとに、それぞれ放熱用メタル（ヒートシンク）１０６を、メッキ等の手法を用いて形成する。
【００３４】
具体的には、まず、素子基板１０１の裏面１０１ｃ全域にメッキ用の給電メタルを形成する。その後、フォトリソグラフィを行って、素子１０２と素子１０２との間のスクライブ領域に相当する裏面１０１ｃ上の領域に、電解メッキ用のマスクとしてフォトレジスト（図示せず）を設ける。そして、電解メッキによって、各素子１０２に対応する領域ごとに、放熱用メタルとして金を１０μｍの厚さに析出させる。
【００３５】
ｖ）次に、図１（ｃ）に示すように、上記素子基板１０１を支持基板１０５とともに、素子基板１０１の放熱用メタル１０６が形成された裏面１０１ｃが内側になる向き、つまり素子１０２が形成された表面１０１ａが外側になる向きに、ダイシングシート１０７に貼り付ける。
【００３６】
このとき、素子基板１０１を支持基板１０５が支持しているので、素子基板１０１が薄層になっていても、割れることはない。したがって、生産性と歩留りを向上させることができる。なお、ダイシングシート１０７は、支持基板１０５の面積と同じか又はそれ以上の面積を持ち、また、ポリアリファティックイミドポリマーを溶解させるアルカリ性水溶液（後述する）に対する耐性を持つ一般的なものとする。
【００３７】
vi）次に、図２（ｄ）に示すように、支持基板１０５に対向するように熱源１０８を配置する。熱源１０８としては、赤外線を発生させるランプや、ドライヤーのように部分的に熱風を発生させるものを用いてもよい。この熱源１０８から熱線１０９を照射して、熱発泡性粘着シート１０４の化学物質を発泡させる。熱発泡性粘着シート１０４の中に気泡１１０が発生して、支持基板１０５が気泡１１０によって持ち上げられて素子基板１０１（より正確には、基板表面保護層１０３）から浮いた状態になる。この状態で、素子基板１０１から支持基板１０５を剥がす。このとき、支持基板１０５が浮いた状態になっているので、図２（ｅ）に示すように、支持基板１０５は素子基板１０１から容易に剥がれる。
【００３８】
なお、この例では、支持基板１０５、熱発泡性粘着シート１０４、基板保護層１０３、素子基板１０１を通じて、ダイシングシート１０７も熱せられる。一般的に言って、ダイシングシートは、熱せられると、収縮や「よれ」を生じて、平坦ではなくなるため、後に行われるダイシング工程において歩留り低下を招く。しかし、この例では、熱線１０９は実質的に支持基板１０５が占める領域にのみ照射されるので、ダイシングシート１０７が収縮や「よれ」を生じることは殆ど無く、実質的に平坦性を維持する。さらに、ダイシングシート１０７として、ポリオレフィン系の耐熱シートを用いることで、収縮や「よれ」を生じる可能性が低くなり、ダイシング工程において歩留り低下を招くことがない。
【００３９】
vii）次に、図２（ｆ）に示すように、上記素子基板１０１の表面１０１ａを被覆している基板表面保護層１０３をアルカリ性水溶液に溶解させて除去する。
【００４０】
具体的には、素子基板１０１をダイシングシート１０７とともに、アルカリ水溶液に浸漬して、ゆっくり撹拌を行う。このアルカリ水溶液としては、ノボラックフォトレジストの現像液である、テトラメチルアンモニウムが３〜５％含まれた水溶液を用いる。３０秒間から５０秒間の浸漬で、基板表面保護層１０３は容易に除去される。これにより、ダイシングシート１０７に貼り付けられた素子基板１０１の表面１０１ａ上に、粘着シート１０４の粘着剤（糊成分）が残存することなく、素子１０２が露出する。その後、水洗を行い、窒素ブローなどを行って素子基板１０１等を乾燥させる。なお、ダイシングシート１０７は、上記アルカリ性水溶液に対する耐性を持つので、変質したり溶解したりすることがない。
【００４１】
このようにした場合、素子基板１０１の表面１０１ａ上に粘着シート１０４の粘着剤が残存しないので、ダイシングシート１０７が耐えられないような強力な有機溶剤による洗浄工程は不要である。
【００４２】
viii）この後、ダイシングによって素子基板１０１を分断して、各素子１０２をチップとして分離する。さらに、このダイシングによって得られたチップをパッケージに実装する。
【００４３】
このようにした場合、素子基板１０１が何ら支持の無い状態で取り扱われることがないので、素子基板１０１が損傷を受ける可能性が少なくなって歩留りが向上する。この結果、初心者でも作業できるようになり、生産性が高まる。
【００４４】
さらに、素子基板１０１の表面１０１ａ上に粘着シート１０４の粘着剤が残存していないので、上述のチップを実装する工程において、チップ表面の汚れに起因するワイヤボンド不良を生じることもなかった。
【００４５】
この参考例では、素子基板１０１と支持基板１０５とを熱発泡性粘着シート１０４を用いて貼り付けたが、これに限られるものではない。例えば、素子基板と透明な支持基板（例えばガラス基板）とを、ジアゾ基を高分子鎖に有する光発泡性粘着シートを用いて貼りつけても良い。そして、上に述べたのと同様に、上記素子基板の裏面を研磨または研削し、上記素子基板を支持基板とともにダイシングシートに貼り付ける。この後、光源から透明支持基板を通して光線を照射して、光発泡性粘着シートの化学物質を発泡させる。すると、光発泡性粘着シートの中に気泡が発生して、支持基板が気泡によって持ち上げられて素子基板（より正確には、基板表面保護層）から浮いた状態になるので、支持基板を素子基板から容易に剥がすことができる。
【００４６】
なお、素子基板と支持基板とを、光によって粘着力が劣化するタイプの周知の光硬化シートを用いて貼りつけた場合は、光を照射しても粘着力が弱まるに過ぎない。このため、支持基板を素子基板から剥がすために相当の力を加える必要がある。このため、素子基板を破損してしまうことが多い。
【００４７】
（第１実施形態）
図３（ａ）〜図４（ｆ）は、第１実施形態の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示している。
【００４８】
図３（ａ）に示すように、素子基板２０１の表面２０１ａには複数の素子２０２が所定の間隔で並んで形成されているものとする。上記参考例と同様に、素子基板２０１の材料は数百μｍの厚さを持つＧａＡｓ結晶であり、素子２０２は高周波用の高出力化合物半導体デバイスであるものとする。なお、図３（ａ）は素子基板２０１が既に支持基板２０５に貼り付けられた状態を示しているが、最初は、両者は互いに分離した状態にある。
【００４９】
ｉ）まず、素子基板２０１の素子２０２が形成された表面２０１ａ上を、所定のアルカリ性水溶液に可溶な高分子材料層からなる基板表面保護層２０３によって被覆する。
【００５０】
具体的には、素子基板２０１の表面２０１ａに、基板表面保護層２０３の材料として、１２％ポリアリファティックイミドポリマーのシクロペンタノン溶液をスピンコートによって２μｍの厚みで膜状に塗布する。スピンコートの回転数は２０００ｒｐｍに設定する。この塗布時に、素子基板２０１の周縁部２０１ｅ上で、シクロペンタノンを用いたエッジカットリンスによって塗布膜を溶解せしめて、塗布膜が素子基板２０１の周縁部２０１ｅ上を被覆しないようにする。スピンコート後、１４０℃で２０分のべークを行う。これにより、素子基板２０１の素子２０２が形成された表面２０１ａを保護するとともに、良好に平坦化することができる。また、上記基板表面保護層２０３を素子基板２０１の周縁部２０１ｅを被覆しないように形成することができる。
【００５１】
べーク後のポリアリファティックイミドポリマーは、既述のように、アセトンやＩＰＡ（イソプロピルアルコール）といった有機溶剤に不溶であるが、所定のアルカリ性水溶液（後述する）に溶ける性質をもっている。
【００５２】
ii）上記素子基板２０１を、基板表面保護層２０３が内側になる向き、つまり裏面２０１ｂが外側になる向きに、熱発泡性粘着シート２０４を介して支持基板２０５に貼り付ける。既述のように上記基板表面保護層２０３が素子基板２０１の周縁部２０１ｅを被覆しないように形成しているので、発泡性粘着シート２０４が素子基板２０１の周縁部２０１ｅに直接接着する。
【００５３】
ここで、熱発泡性粘着シート２０４は、熱によって発泡する化学物質を含む粘着シートである。支持基板２０５は、シリコン結晶からなり、素子基板２０１の面積と同じか又はそれ以上の面積を持つものとする。この支持基板２０５としては、熱伝導性が良く、かつ平坦なものが望ましい。例えば、アルミや銅からなる金属板も利用できる。
【００５４】
iii）このように素子基板２０１を支持基板２０５に貼り付けた状態で、図３（ｂ）に示すように、素子基板２０１の裏面２０１ｂを研磨して、素子基板２０１を７０μｍの厚さまで薄層化する。
【００５５】
なお、本実施形態では、上記参考例と同様に、素子基板２０１を７０μｍまで薄層にしたが、この厚さは本発明の適用を限定するものではない。例えば、素子基板２０１を１００μｍ以下まで薄層にすると、素子基板２０１を何ら支持の無い状態でハンドリングすることが非常に困難となる。そこで、本発明が有効に適用されることになる。
【００５６】
iv）次に、図３（ｃ）に示すように、素子基板２０１の研磨後の裏面２０１ｃ全域に、メッキ用の給電メタル２０６をスパッタ法によって堆積する。この給電メタル２０６は、厚さ１０００Åのチタンと、厚さ２０００Åの金とからなる。
【００５７】
ｖ）次に、この給電メタル２０６上の全域に、スピンコートによってノボラックレジスト２０７を塗布する。続いて、プリベークを行う。このプリベークの温度は、熱発泡性粘着シート２０４が発泡しない程度の温度に設定する。この例では、８０℃に設定した。
【００５８】
vi）次に、図４（ｄ）に示すように、放熱用のバックメタルを形成すべき開口部２０８のパターンを露光し、現像する。これにより、各素子２０２に対応する領域ごとにフォトレジストを除去して開口部２０８を形成する一方、素子２０２と素子２０２との間のスクライブ領域に相当する裏面２０１ｃ上の領域に、電解メッキ用のマスクとしてフォトレジスト２０７を残す。
【００５９】
本実施形態では、ノボラックレジスト２０７の現像時には、公知のアルカリ性水溶液を用いる。一般的に言って、このアルカリ性水溶液は、基板表面保護層２０３をエッチングする可能性がある。しかし、本実施形態では、発泡性粘着シート２０４が素子基板２０１の周縁部に直接接着するようにしているので、素子基板２０１の裏面に放熱用メタルを形成するためにフォトリソグラフィ等を行う場合であっても、基板表面保護層２０３が発泡性粘着シート２０４によって保護される。したがって、後に行われるダイシング工程等で、素子基板２０１が周縁部まで支持基板２０５によって安定して支持される。
【００６０】
vii）次に、図４（ｅ）に示すように、電解メッキによって、各開口部２０８ごとに、放熱用のバックメタル２０９として金を１０μｍの厚さに析出させる。
【００６１】
viii）次に、図４（ｆ）に示すように、素子基板２０１の裏面２０１ｃを全面露光し、現像を行う。これにより、素子基板２０１の裏面２０１ｃ上に電解メッキ用のマスクとして残したフォトレジスト２０７を、完全に除去する。
【００６２】
このようにして、素子基板２０１の裏面２０１ｃで各素子２０２に対応する領域ごとに、それぞれ放熱用のバックメタル（ヒートシンク）２０９を形成する。
【００６３】
ix）この後は、上記参考例と同様に、上記素子基板２０１を支持基板２０５とともに、ダイシングシートに貼り付ける。熱線を支持基板２０５側から与えることにより熱発泡性シート２０４を発泡させて、支持基板２０５を剥がす。さらに、アルカリ水溶液を用いて基板表面保護層２０３を除去する。これにより、ダイシングシートに貼り付けられた素子基板の表面の素子が露出する。この後、ダイシングによって素子基板を分断して、各素子をチップとして分離する。さらに、このダイシングによって得られたチップをパッケージに実装する。
【００６４】
このようにした場合、上記参考例と同様に、素子基板２０１が何ら支持の無い状態で取り扱われることがないので、素子基板２０１が損傷を受ける可能性が少なくなって歩留りが向上する。この結果、初心者でも作業できるようになり、生産性が高まる。しかも、本実施形態では、発泡性粘着シート２０４が素子基板２０１の周縁部に直接接着するようにしているので、ダイシング工程等で、素子基板２０１が周縁部まで支持基板２０５によって安定して支持される。したがって、歩留りおよび生産性がさらに向上する。
【００６５】
（第２実施形態）
図６（ａ）〜図７（ｅ）は、第２実施形態の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示している。
【００６６】
図６（ａ）に示すように、素子基板４０１の表面４０１ａには複数の素子４０２が所定の間隔で並んで形成されているものとする。上記参考例と同様に、素子基板４０１の材料は数百μｍの厚さを持つＧａＡｓ結晶であり、素子４０２は高周波用の高出力化合物半導体デバイスであるものとする。なお、図６（ａ）は素子基板４０１が既に支持基板４０５に貼り付けられた状態を示しているが、最初は、両者は互いに分離した状態にある。
【００６７】
ｉ）まず、素子基板４０１の素子４０２が形成された表面４０１ａ上を、所定のアルカリ性水溶液に可溶な高分子材料層からなる基板表面保護層４０３によって被覆する。
【００６８】
具体的には、素子基板４０１の表面４０１ａに、基板表面保護層４０３の材料として、１２％ポリアリファティックイミドポリマーのシクロペンタノン溶液をスピンコートによって２μｍの厚みで膜状に塗布する。スピンコートの回転数は２０００ｒｐｍに設定する。この塗布時に、素子基板４０１の周縁部４０１ｅ上で、シクロペンタノンを用いたエッジカットリンスによって塗布膜を溶解せしめて、塗布膜が素子基板４０１の周縁部４０１ｅ上を被覆しないようにする。スピンコート後、１６０℃で２０分のべークを行う。これにより、素子基板４０１の素子４０２が形成された表面４０１ａを保護するとともに、良好に平坦化することができる。また、上記基板表面保護層４０３を素子基板４０１の周縁部４０１ｅを被覆しないように形成することができる。
【００６９】
べーク後のポリアリファティックイミドポリマーは、既述のように、アセトンやＩＰＡ（イソプロピルアルコール）といった有機溶剤に不溶であるが、所定のアルカリ性水溶液（後述する）に溶ける性質をもっている。
【００７０】
ii）上記素子基板４０１を、基板表面保護層４０３が内側になる向き、つまり裏面４０１ｂが外側になる向きに、光硬化シート４０４を介して支持基板４０５に貼り付ける。既述のように上記基板表面保護層４０３が素子基板４０１の周縁部４０１ｅを被覆しないように形成しているので、光硬化シート４０４が素子基板４０１の周縁部４０１ｅに直接接着する。
【００７１】
ここで、光硬化シート４０４は、光によって粘着性が低下するとともに気体を放出する性質を有する粘着シートである。この例では、後の工程のために、光硬化シート４０４を、熱によって変質しにくい材料、かつ有機溶剤に対する耐性をもつ材料で構成している。具体的には、光硬化シート４０４の例としては、ジアゾ基を高分子鎖に有する化学物質を含む粘着材を使用した粘着シートがあげられる。支持基板４０５は、石英結晶からなり、素子基板４０１の面積と同じか又はそれ以上の面積を持つものとする。この支持基板４０５としては、紫外線の透過率が高く、かつ平坦なものが望ましい。例えば、ガラスあるいはサファイアも利用できる。
【００７２】
iii）このように素子基板４０１を支持基板４０５に貼り付けた状態で、図６（ｂ）に示すように、素子基板４０１の裏面４０１ｂを研磨して、素子基板４０１を７０μｍの厚さまで薄層化する。
【００７３】
なお、本実施形態では、上記参考例と同様に、素子基板４０１を７０μｍまで薄層にしたが、この厚さは本発明の適用を限定するものではない。例えば、素子基板４０１を１００μｍ以下まで薄層にすると、素子基板４０１を何ら支持の無い状態でハンドリングすることが非常に困難となる。そこで、本発明が有効に適用されることになる。
【００７４】
iv）次に、上記参考例と同様に素子基板４０１の裏面４０１ｃで各素子４０２に対応する領域ごとに、それぞれ放熱用のバックメタル（ヒートシンク）４０６を形成する。
【００７５】
ここで、上述の第１実施形態では、バックメタル（ヒートシンク）４０６を形成するためにレジストを塗布し、続いて、プリベークを行い熱発泡性シートが発泡しない温度に設定することを説明したが、熱発泡性シートは熱を加えることによりその粘着力が低下することがあり、厳しい工程管理を要する。これに対して本実施形態では、光硬化シート４０４を熱によって変質しにくい材料で構成しているので、上記プリベークによって熱を加えても、シートの粘着性の劣化（変質）を招くおそれがなく、素子基板４０１を安定して支持することができる。また、このように光硬化シート４０４を熱によって変質しにくい材料で構成しているので、製造プロセスの自由度が増す。すなわち、プリベークの温度設定は、ほぼ自由となり、より高温でのプリベークが必要な厚膜レジストも使用可能になる。また、バックメタルの厚さも厚膜化できる。この結果、素子の熱抵抗を低減でき、素子性能を向上させることができる。
【００７６】
また、上述の第１実施形態では、上記レジストを塗布する際に熱発泡性シートの側面がレジストを形成する有機溶剤に接触すると、熱発泡性シートの熱発泡性を損う（変質する）おそれがあるため、厳しい工程管理を要する。これに対して本実施形態では、上記光硬化シート４０４を有機溶剤に対する耐性をもつ材料で構成しているので、シートの熱発泡性を損う（変質する）おそれがない。したがって、後述するように規定の紫外線を照射することにより、素子基板４０１から支持基板４０５を容易に剥がすことができる。したがって、歩留りおよび生産性を向上させることができる。
【００７７】
ｖ）次に、図６（ｃ）に示すように、上記素子基板４０１を支持基板４０５とともに、素子基板４０１の放熱用メタル４０６が形成された裏面４０１ｃが内側になる向き、つまり素子４０２が形成された表面４０１ａが外側になる向きに、ダイシングシート４０７に貼り付ける。
【００７８】
このとき、素子基板４０１を支持基板４０５が支持しているので、素子基板４０１が薄層になっていても、割れることはない。したがって、生産性と歩留りを向上させることができる。なお、ダイシングシート４０７は、支持基板４０５の面積と同じか又はそれ以上の面積を持ち、また、ポリアリファティックイミドポリマーを溶解させるアルカリ性水溶液（後述する）に対する耐性を持つ一般的なものとする。
【００７９】
vi）次に、図７（ｄ）に示すように、紫外線を支持基板４０５側から例えば２０００ｍＪ／ｃｍ²の量を照射することにより光硬化シート４０４の粘着力を低下させるとともに光硬化シート４０４から気体４１０を放出させて、素子基板４０１から支持基板４０５を剥がす。
【００８０】
ここで、仮に光によって粘着力が劣化するのみの周知のタイプの光硬化シートを用いて素子基板と支持基板を貼り付けた場合は、光を照射して支持基板を素子基板から剥がそうとしても、なお相当な力を加える必要がある。この理由は、支持基板と素子基板を貼り付けている光硬化シートの粘着力が弱まっても、光硬化シートと素子基板とが密着した状態（真空状態）になっているからである。これに対して本実施形態では、上記光を与えて光硬化シート４０４の粘着性を低下させるのに加えて光硬化シート４０４から気体を放出させている。したがって、光硬化シートと素子基板とが密着した状態が解消され、支持基板４０５が気体によって持ち上げられて素子基板４０１（より正確には、基板表面保護層４０３から浮いた状態になる。例えば、光硬化シート４０４として、ジアゾ基を高分子鎖に有する化学物質を含む粘着シートを用いた場合は、紫外線を２０００ｍＪ／ｃｍ²以上照射することにより、ジアゾ基を高分子鎖に有する化学物質から気体として窒素が放出される。これにより、光硬化シート４０４と素子基板４０１とが密着した状態が解消され、支持基板４０５が素子基板４０１から浮いた状態になる。この状態で、素子基板４０１から支持基板４０５を剥がすので、支持基板４０５は素子基板４０１から容易に剥がれる。
【００８１】
vii）この後は図７（ｅ）に示すように、上記参考例と同様に、上記素子基板４０１の表面４０１ｅを被覆している基板表面保護層４０３をアルカリ水溶液に溶解させて除去する。これにより、ダイシングシート４０７に貼り付けられた素子基板４０１の表面４０１ａの素子４０２が露出する。この後、ダイシングによって素子基板４０１を分断して、各素子４０２をチップとして分離する。さらに、このダイシングによって得られたチップをパッケージに実装する。
【００８２】
このようにした場合、上記参考例、第１実施形態と同様に、素子基板４０１が何ら支持の無い状態で取り扱われることがないので、素子基板４０１が損傷を受ける可能性が少なくなって歩留りが向上する。この結果、初心者でも作業できるようになり、生産性が高まる。しかも、本実施形態では、光硬化シート４０４が素子基板４０１の周縁部に直接接着するようにしているので、ダイシング工程等で、素子基板４０１が周縁部まで支持基板４０５によって安定して支持される。したがって、歩留りおよび生産性がさらに向上する。
【００８３】
また、光硬化シート４０４を使用しているので、選択できるダイシングシートの種類が増す。また、熱あるいは有機溶剤などの外的な要因によって光硬化シート４０４の劣化がないので、製造プロセスの自由度が増す。これとともに、歩留りおよび生産性を向上させることができる。
【００８４】
また、発泡性粘着シートを用いた場合は粘着材が素子基板の表面に残って、ワイヤボンド不良を生じる可能性がある。これに対して、光硬化シート４０４を用いた場合は、発泡性粘着シートと比較すると、粘着材が素子基板の表面に残りにくく、基板表面保護層４０３なしでもワイヤボンド不良を生じない場合がある。
【００８５】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の半導体装置の製造方法によれば、素子基板を薄層化した上、ハンドリングによる歩留り低下を生じることなく、ダイシングシートに貼り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の基礎となる参考例としての製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【図２】上記参考例としての製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【図３】この発明の第１実施形態の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【図４】この発明の第１実施形態の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【図５】従来の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【図６】この発明の第２実施形態の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【図７】この発明の第２実施形態の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【符号の説明】
１０１，２０１，４０１素子基板
１０２，２０２，４０２素子
１０３，２０３，４０３基板表面保護層
１０４，２０４熱発泡性粘着シート
１０５，２０５，４０５支持基板
１０６裏面メタル
１０７，４０７ダイシングシート
１０８熱源
１０９熱線
１１０気泡
２０６給電メタル
２０７ノボラックレジスト
２０８開口部
２０９,４０６バックメタル
４０４光硬化シート
４０９紫外線
４１０気体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. More specifically, the present invention relates to a manufacturing method including a step of polishing or grinding a back surface of a substrate having an element formed on the surface (referred to as an “element substrate” throughout this specification).
[0002]
[Prior art]
In high-frequency high-power semiconductor devices, a large amount of heat is generated during operation. Therefore, the element substrate is previously thinned by polishing or grinding to improve heat dissipation. Conventionally, such a high-power semiconductor device is manufactured by the following method, for example (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-37840
[0004]
As shown in FIG. 5A, it is assumed that a plurality of elements 302 are formed on the surface 301a of the element substrate 301 side by side at a predetermined interval. The element substrate 301 is attached to the support substrate 304 with a wax 303 or the like so that the surface 301a on which the element 302 is formed is inward, that is, the back surface 301b is outward. In this state, the back surface 301b of the element substrate 301 is polished to make the element substrate 301 a thin layer (usually within a range of 30 μm to 100 μm) as shown in FIG. A heat dissipating metal (heat sink) 305 is formed for each region corresponding to each element 302 on the back surface (denoted by reference numeral 301c) of the polished element substrate 301 by using a technique such as plating. Next, as shown in FIG. 5C, the element substrate 301 in this state is peeled off from the support substrate 304, and the wax adhering to the surface 301a of the element substrate 301 is removed by washing with an organic solvent. . Then, as shown in FIG. 5D, the cleaned element substrate 301 is attached to the dicing sheet 306 so that the back surface 301b is inward, that is, the front surface 301a on which the element 302 is formed is outward. wear. Thereafter, the element substrate 301 is divided by dicing, and each element 302 is separated as a chip.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the method described above, the step of polishing the back surface 301b of the element substrate 301 is in a state where the element substrate 301 is supported by the support substrate 304, and thus there is no problem in reproducibility and yield. However, the process of peeling the element substrate 301 from the support substrate 304 and performing organic cleaning, and the process of attaching it to the dicing sheet are performed by handling the thin element substrate 301 without any support. Therefore, there is a problem that the element substrate 301 is often damaged and the yield is lowered. For this reason, only a skilled engineer can work, and productivity deteriorates. In particular, GaAs substrates are often used in high-power high-power semiconductor devices. The GaAs substrate has a high thermal resistance and is a very fragile material, which is a major cause of reducing the yield of wireless high-power semiconductor devices.
[0006]
In order to prevent a decrease in yield due to handling of a thin layered element substrate, the present applicant uses a sheet that can be peeled off by weakening the adhesive force by heat or light irradiation in Japanese Patent Application No. 2000-340262. Then, a method was proposed in which the support substrate and the element substrate were bonded together, the element substrate was fixed to the dicing sheet together with the support substrate, and then the support substrate was peeled off by irradiation with heat or light. However, in this method, the peeling sheet adhesive may remain on the surface of the element substrate after the support substrate is peeled off by heat or light irradiation. In order to remove this adhesive, a washing process with a strong organic solvent that the dicing sheet cannot withstand is necessary. Therefore, before fixing to the dicing sheet, the support substrate is peeled off to support anything. Therefore, it is necessary to clean the element substrate in a state where there is no defect.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can increase the yield and productivity after thinning the element substrate.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a method for manufacturing a semiconductor device according to a first aspect of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device including a step of polishing or grinding a back surface of an element substrate having elements formed on the surface,
Before the step of polishing or grinding the back surface of the element substrate,
Other than the substrate periphery on the surface of the element substrate on which the element is formed, the polymer substrate is covered with a polymer material layer soluble in a predetermined aqueous solution,
The element substrate is attached to a support substrate through a foamable adhesive sheet containing a chemical substance that is foamed by heat or light in a direction in which the polymer material layer is directed inside, and the foamable adhesive sheet is the element substrate. It is characterized in that it is directly bonded to the peripheral edge of the.
[0009]
In the manufacturing method of the semiconductor device according to the first aspect, the process of polishing or grinding the back surface of the element substrate has no problem in reproducibility or yield because the element substrate is supported by the support substrate. After the back surface of the element substrate is polished or ground by a known technique, the element substrate is attached to a dicing sheet together with the support substrate so that the back surface of the element substrate is inward. Next, heat or light is applied to foam the chemical substance of the foamable adhesive sheet, and the support substrate is peeled off from the element substrate. Since the chemical substance of the said foamable adhesive sheet is made to foam at this time, a support substrate peels easily. Then, the polymer material layer covering the surface of the element substrate is dissolved in a predetermined aqueous solution and removed. Thereby, the element of the surface of the element substrate affixed on the dicing sheet is exposed. The dicing sheet is assumed to have a general resistance to a predetermined aqueous solution for dissolving the polymer material layer. Thereafter, the element substrate is divided by dicing, and each element is separated as a chip.
[0010]
In such a case, since the element substrate is not handled in an unsupported state, the element substrate is less likely to be damaged and the yield is improved. As a result, even unskilled workers can work and productivity is increased.
[0011]
After polishing or grinding the back surface of the element substrate, photolithography and etching may be performed to form a metal for heat dissipation on the back surface of the element substrate before the element substrate is attached to the dicing sheet together with the support substrate. . In that case, the polymer material layer may be altered or dissolved by the photolithography and etching. Therefore, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, the foam substrate is covered with a polymer material layer soluble in a predetermined aqueous solution except for the peripheral portion of the element substrate. It adheres directly to the periphery. Therefore, after polishing or grinding the back surface of the element substrate, before attaching the element substrate to the dicing sheet together with the support substrate, photolithography or the like is performed to form a heat dissipation metal on the back surface of the element substrate. Even if it exists, the said polymeric material layer is protected by the said foamable adhesive sheet. Therefore, the element substrate is stably supported by the support substrate up to the peripheral portion.
[0012]
In one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device, the polymer material layer is made of a polyaliphatic imide polymer.
[0013]
In the method of manufacturing a semiconductor device according to this embodiment, the polymer material layer is made of a polyaliphatic imide polymer. The polymer material layer made of a polyaliphatic imide polymer is applied by, for example, a spin coating method, and can protect the surface on which the element of the element substrate is formed and can be satisfactorily flattened. In addition, the polymer material layer made of the polyaliphatic imide polymer is easily dissolved and removed with a predetermined alkaline aqueous solution.
[0014]
In addition, the present invention 2 The method for manufacturing a semiconductor device according to the aspect of the invention is a method for manufacturing a semiconductor device having a step of polishing or grinding a back surface of an element substrate having elements formed on the surface,
Before the step of polishing or grinding the back surface of the element substrate,
Other than the substrate periphery on the surface of the element substrate on which the element is formed, the polymer substrate is covered with a polymer material layer soluble in a predetermined aqueous solution,
The element substrate is attached to a support substrate through a light-curing sheet having a property of releasing gas and releasing gas in a direction in which the polymer material layer faces inward, and the light-curing sheet is It is characterized in that it is directly bonded to the peripheral edge of the element substrate.
[0015]
This first 2 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the above aspect, the process of polishing or grinding the back surface of the element substrate has no problem in reproducibility and yield because the element substrate is supported by the support substrate. After the back surface of the element substrate is polished or ground by a known technique, the element substrate is attached to a dicing sheet together with the support substrate so that the back surface of the element substrate is inward. Next, light is applied to reduce the adhesiveness of the photocuring sheet and gas is released from the photocuring sheet to peel the support substrate from the element substrate. At this time, since the gas is released from the photocured sheet in addition to reducing the tackiness of the photocured sheet, the support substrate is easily peeled off. Then, the polymer material layer covering the surface of the element substrate is dissolved in a predetermined aqueous solution and removed. Thereby, the element of the surface of the element substrate affixed on the dicing sheet is exposed. The dicing sheet is assumed to have a general resistance to a predetermined aqueous solution for dissolving the polymer material layer. Thereafter, the element substrate is divided by dicing, and each element is separated as a chip.
[0016]
In such a case, since the element substrate is not handled in an unsupported state, the element substrate is less likely to be damaged and the yield is improved. As a result, even unskilled workers can work and productivity is increased.
[0017]
It should be noted that the foamable pressure-sensitive adhesive sheet described above is heated before the “step of peeling the support substrate from the element substrate” (the actual semiconductor device manufacturing process includes a heating process at a certain temperature). And the foamability deteriorates (changes), and as a result, the support substrate may not be easily peeled off in the “step of peeling the support substrate from the element substrate”. In contrast, this 2 The photocuring sheet in the method for manufacturing a semiconductor device according to the above aspect can be made of a material that is not easily changed by heat (that is, a material that is not changed by heating at a temperature that is normally used in the manufacturing process of the semiconductor device). In such a case, even if heat is applied before the “step of peeling the support substrate from the element substrate”, the photocured sheet does not change in quality. Therefore, “the support substrate is peeled off from the element substrate. In the step, the support substrate can be easily peeled off. In other words, a heating process for the photocured sheet and the element substrate can be introduced before the “step of peeling the support substrate from the element substrate” without causing alteration of the sheet, and the degree of freedom of the manufacturing process is increased.
[0018]
This second 2 The photocuring sheet in the method for manufacturing a semiconductor device according to the above aspect can be easily composed of a material having resistance to an organic solvent. In such a case, even if it comes into contact with the organic solvent before the “step of peeling the support substrate from the element substrate”, the photocured sheet does not change in quality. Therefore, “the support substrate is peeled off from the element substrate. In the step, the support substrate can be easily peeled off. In other words, a process of bringing the photocured sheet or element substrate into contact with an organic solvent can be introduced before the “step of peeling the support substrate from the element substrate” without causing deterioration of the sheet. The degree increases.
[0019]
After polishing or grinding the back surface of the element substrate, photolithography and etching may be performed to form a metal for heat dissipation on the back surface of the element substrate before the element substrate is attached to the dicing sheet together with the support substrate. . In that case, the polymer material layer may be altered or dissolved by the photolithography and etching. So this first 2 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the above aspect, the periphery of the element substrate is covered with a polymer material layer soluble in a predetermined aqueous solution, and the photocured sheet is directly bonded to the periphery of the element substrate. I am doing so. Therefore, after polishing or grinding the back surface of the element substrate, before attaching the element substrate to the dicing sheet together with the support substrate, photolithography or the like is performed to form a heat dissipation metal on the back surface of the element substrate. Even if it exists, the said polymeric material layer is protected by the said photocuring sheet. Therefore, the element substrate is stably supported by the support substrate up to the peripheral portion.
[0020]
In addition, after polishing or grinding the back surface of the element substrate and before attaching the element substrate to the dicing sheet together with the support substrate, photolithography and etching are performed to form a heat dissipation metal on the back surface of the element substrate. Then, a heating process for curing the photolithography resist is performed, and the photocuring sheet and the element substrate are brought into contact with an organic solvent in a cleaning process for removing the resist. In such a case, the photocuring sheet is made of a material that is not easily altered by heat (that is, a material that is not altered by heating for curing a photolithography resist) and a material that is resistant to the organic solvent. In this case, as described above, the support substrate can be easily removed in the “step of peeling the support substrate from the element substrate”.
[0021]
In one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device, the polymer material layer is made of a polyaliphatic imide polymer.
[0022]
In the method of manufacturing a semiconductor device according to this embodiment, the polymer material layer is made of a polyaliphatic imide polymer. The polymer material layer made of a polyaliphatic imide polymer is applied by, for example, a spin coating method, and can protect the surface on which the element of the element substrate is formed and can be satisfactorily flattened. In addition, the polymer material layer made of the polyaliphatic imide polymer is easily dissolved and removed with a predetermined alkaline aqueous solution.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a semiconductor device manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
[0024]
( Reference example )
FIG. 1A to FIG. As a reference example on which this invention is based The cross section for every process of the semiconductor device manufactured by the manufacturing method is shown.
[0025]
As shown in FIG. 1A, it is assumed that a plurality of elements 102 are formed on the surface 101a of the element substrate 101 side by side at a predetermined interval. The material of the element substrate 101 is a GaAs crystal having a thickness of several hundred μm, and the element 102 is a high-power compound semiconductor device for high frequency. FIG. 1A shows a state in which the element substrate 101 is already attached to the support substrate 105, but initially, the two are separated from each other.
[0026]
i) First, the surface 101a of the element substrate 101 on which the element 102 is formed is covered with a substrate surface protective layer 103 made of a polymer material layer soluble in a predetermined alkaline aqueous solution.
[0027]
Specifically, a 12% polyaliphatic imide polymer cyclopentanone solution is applied to the surface 101a of the element substrate 101 as a material of the substrate surface protective layer 103 in a film shape with a thickness of 2 μm by spin coating. The rotation speed of the spin coat is set to 2000 rpm. After spin coating, baking is performed at 140 ° C. for 20 minutes. Thereby, while protecting the surface 101a in which the element 102 of the element substrate 101 was formed, it can planarize favorably. In this example, the thickness of the coating film is set to 2 μm. However, the thickness of the coating film is set to be variable so that the step formed by the element 102 on the substrate surface 101a and the step of the wiring (not shown) can be successfully covered. It is desirable to do.
[0028]
The poly-aliphatic imide polymer after baking is insoluble in an organic solvent such as acetone or IPA (isopropyl alcohol), but has a property of being dissolved in a predetermined alkaline aqueous solution (described later). The polyaliphatic imide polymer is commercially available under the trade names of LOL from Shipley, LOR from McDermid, and PMGI. These are originally manufactured and sold as photoresist materials, but are used as surface protective agents in this example.
[0029]
ii) The element substrate 101 is attached to the support substrate 105 via the thermally foamable adhesive sheet 104 in such a direction that the substrate surface protective layer 103 is inward, that is, the back surface 101b is outward.
[0030]
Here, the heat-foamable pressure-sensitive adhesive sheet 104 is a pressure-sensitive adhesive sheet containing a chemical substance that is foamed by heat. The support substrate 105 is made of silicon crystal and has an area equal to or larger than the area of the element substrate 101. The support substrate 105 is preferably a flat substrate having good thermal conductivity. For example, a metal plate made of aluminum or copper can be used.
[0031]
iii) With the element substrate 101 attached to the support substrate 105 in this way, as shown in FIG. 1B, the back surface 101b of the element substrate 101 is polished to thin the element substrate 101 to a thickness of 70 μm. Turn into.
[0032]
Book Reference example Then, although the element substrate 101 is thinned to 70 μm, this thickness does not limit the application of the present invention. For example, if the element substrate 101 is thinned to 100 μm or less, it becomes very difficult to handle the element substrate 101 without any support. Therefore, the present invention is effectively applied.
[0033]
iv) Next, a heat-dissipating metal (heat sink) 106 is formed for each region corresponding to each element 102 on the back surface (represented by reference numeral 101c) of the element substrate 101 after this polishing, using a technique such as plating. To do.
[0034]
Specifically, first, a feeding metal for plating is formed over the entire back surface 101c of the element substrate 101. After that, photolithography is performed to provide a photoresist (not shown) as a mask for electrolytic plating in a region on the back surface 101c corresponding to the scribe region between the devices 102. Then, gold is deposited to a thickness of 10 μm as a heat dissipating metal for each region corresponding to each element 102 by electrolytic plating.
[0035]
v) Next, as shown in FIG. 1C, the element substrate 101 and the support substrate 105 are formed so that the back surface 101c of the element substrate 101 on which the heat dissipation metal 106 is formed faces inward, that is, the element 102 is formed. Affixed to the dicing sheet 107 in a direction in which the surface 101a thus formed faces outward.
[0036]
At this time, since the element substrate 101 is supported by the support substrate 105, even if the element substrate 101 is a thin layer, it does not break. Therefore, productivity and yield can be improved. Note that the dicing sheet 107 has a surface area equal to or larger than the area of the support substrate 105 and is generally resistant to an alkaline aqueous solution (described later) in which the polyaliphatic imide polymer is dissolved.
[0037]
vi) Next, as shown in FIG. 2D, the heat source 108 is disposed so as to face the support substrate 105. The heat source 108 may be a lamp that generates infrared rays or a part that generates hot air partially, such as a dryer. The heat source 109 is irradiated with a heat ray 109 to foam the chemical substance of the thermally foamable adhesive sheet 104. Bubbles 110 are generated in the heat-foamable pressure-sensitive adhesive sheet 104, and the support substrate 105 is lifted by the bubbles 110 and floats from the element substrate 101 (more precisely, the substrate surface protective layer 103). In this state, the support substrate 105 is peeled from the element substrate 101. At this time, since the support substrate 105 is in a floating state, the support substrate 105 is easily peeled off from the element substrate 101 as shown in FIG.
[0038]
In this example, the dicing sheet 107 is also heated through the support substrate 105, the thermally foamable adhesive sheet 104, the substrate protective layer 103, and the element substrate 101. Generally speaking, when the dicing sheet is heated, the dicing sheet shrinks and “crawls” and is not flat, resulting in a decrease in yield in a subsequent dicing process. However, in this example, since the heat ray 109 is substantially irradiated only to the region occupied by the support substrate 105, the dicing sheet 107 hardly contracts or “warps”, and substantially maintains flatness. Furthermore, by using a polyolefin heat-resistant sheet as the dicing sheet 107, the possibility of shrinkage or “twisting” is reduced, and the yield is not reduced in the dicing process.
[0039]
vii) Next, as shown in FIG. 2F, the substrate surface protective layer 103 covering the surface 101a of the element substrate 101 is dissolved in an alkaline aqueous solution and removed.
[0040]
Specifically, the element substrate 101 is immersed in an alkaline aqueous solution together with the dicing sheet 107, and slowly stirred. As this alkaline aqueous solution, an aqueous solution containing 3 to 5% of tetramethylammonium, which is a developer of a novolak photoresist, is used. The substrate surface protective layer 103 is easily removed by immersion for 30 seconds to 50 seconds. Thereby, the element 102 is exposed without the adhesive (glue component) of the adhesive sheet 104 remaining on the surface 101 a of the element substrate 101 attached to the dicing sheet 107. Thereafter, the substrate is washed with water and nitrogen blow is performed to dry the element substrate 101 and the like. Since the dicing sheet 107 has resistance to the alkaline aqueous solution, it does not change or dissolve.
[0041]
In this case, since the adhesive of the adhesive sheet 104 does not remain on the surface 101a of the element substrate 101, a cleaning process using a strong organic solvent that the dicing sheet 107 cannot withstand is unnecessary.
[0042]
viii) Thereafter, the element substrate 101 is divided by dicing to separate each element 102 as a chip. Furthermore, the chip obtained by this dicing is mounted on a package.
[0043]
In this case, since the element substrate 101 is not handled without any support, the element substrate 101 is less likely to be damaged and the yield is improved. As a result, even beginners can work and productivity is increased.
[0044]
Further, since the adhesive of the adhesive sheet 104 does not remain on the surface 101a of the element substrate 101, no wire bond failure caused by dirt on the chip surface occurs in the above-described chip mounting process.
[0045]
this Reference example Then, although the element substrate 101 and the support substrate 105 were affixed using the heat-foamable adhesive sheet 104, it is not restricted to this. For example, the element substrate and a transparent support substrate (for example, a glass substrate) may be attached using a light-foamable pressure-sensitive adhesive sheet having a diazo group in a polymer chain. Then, as described above, the back surface of the element substrate is polished or ground, and the element substrate is attached to the dicing sheet together with the support substrate. Thereafter, light is irradiated from the light source through the transparent support substrate to foam the chemical substance of the light foamable adhesive sheet. Then, bubbles are generated in the light-foamable pressure-sensitive adhesive sheet, and the support substrate is lifted by the bubbles and floats from the element substrate (more precisely, the substrate surface protective layer). Can be easily peeled off.
[0046]
In addition, when the element substrate and the support substrate are attached using a well-known photocuring sheet whose adhesive strength is deteriorated by light, the adhesive strength is only weakened even if light is irradiated. For this reason, it is necessary to apply a considerable force in order to peel the support substrate from the element substrate. For this reason, the element substrate is often damaged.
[0047]
(No. 1 Embodiment)
3 (a) to 4 (f) show the first 1 The cross section for every process of the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of an embodiment is shown.
[0048]
As shown in FIG. 3A, it is assumed that a plurality of elements 202 are formed side by side at a predetermined interval on the surface 201a of the element substrate 201. Reference example above Similarly, the material of the element substrate 201 is a GaAs crystal having a thickness of several hundred μm, and the element 202 is a high-power compound semiconductor device for high frequency. FIG. 3A shows a state in which the element substrate 201 has already been attached to the support substrate 205, but initially, the two are separated from each other.
[0049]
i) First, the surface 201a of the element substrate 201 on which the element 202 is formed is covered with a substrate surface protective layer 203 made of a polymer material layer soluble in a predetermined alkaline aqueous solution.
[0050]
Specifically, a 12% polyaliphatic imide polymer cyclopentanone solution is applied to the surface 201a of the element substrate 201 as a material of the substrate surface protective layer 203 in a film shape with a thickness of 2 μm by spin coating. The rotation speed of the spin coat is set to 2000 rpm. At the time of coating, the coating film is dissolved on the peripheral edge 201e of the element substrate 201 by edge cut rinsing using cyclopentanone so that the coating film does not cover the peripheral edge 201e of the element substrate 201. After spin coating, baking is performed at 140 ° C. for 20 minutes. Thereby, while protecting the surface 201a in which the element 202 of the element substrate 201 was formed, it can planarize favorably. Further, the substrate surface protective layer 203 can be formed so as not to cover the peripheral portion 201e of the element substrate 201.
[0051]
As described above, the post-baking polyaliphatic imide polymer is insoluble in organic solvents such as acetone and IPA (isopropyl alcohol), but has a property of being dissolved in a predetermined alkaline aqueous solution (described later).
[0052]
ii) The element substrate 201 is attached to the support substrate 205 via the thermally foamable adhesive sheet 204 in such a direction that the substrate surface protective layer 203 is inward, that is, the back surface 201b is outward. As described above, since the substrate surface protective layer 203 is formed so as not to cover the peripheral portion 201e of the element substrate 201, the foamable adhesive sheet 204 is directly bonded to the peripheral portion 201e of the element substrate 201.
[0053]
Here, the heat-foamable pressure-sensitive adhesive sheet 204 is a pressure-sensitive adhesive sheet containing a chemical substance that is foamed by heat. The support substrate 205 is made of silicon crystal and has an area equal to or larger than the area of the element substrate 201. The support substrate 205 is preferably a flat substrate having good thermal conductivity. For example, a metal plate made of aluminum or copper can be used.
[0054]
iii) With the element substrate 201 attached to the support substrate 205 in this way, as shown in FIG. 3B, the back surface 201b of the element substrate 201 is polished to thin the element substrate 201 to a thickness of 70 μm. Turn into.
[0055]
In this embodiment, Reference example above Similarly to the above, the element substrate 201 is thinned to 70 μm, but this thickness does not limit the application of the present invention. For example, if the element substrate 201 is thinned to 100 μm or less, it becomes very difficult to handle the element substrate 201 without any support. Therefore, the present invention is effectively applied.
[0056]
iv) Next, as shown in FIG. 3C, a power supply metal 206 for plating is deposited on the entire back surface 201c of the element substrate 201 after polishing by a sputtering method. The power supply metal 206 is made of titanium having a thickness of 1000 mm and gold having a thickness of 2000 mm.
[0057]
v) Next, a novolac resist 207 is applied to the entire area of the power supply metal 206 by spin coating. Subsequently, pre-baking is performed. The prebaking temperature is set to a temperature at which the thermally foamable pressure-sensitive adhesive sheet 204 does not foam. In this example, it was set to 80 ° C.
[0058]
vi) Next, as shown in FIG. 4D, the pattern of the opening 208 where the heat-dissipating back metal is to be formed is exposed and developed. As a result, the photoresist is removed for each region corresponding to each element 202 to form the opening 208, while the region on the back surface 201 c corresponding to the scribe region between the elements 202 is used for electrolytic plating. The photoresist 207 is left as a mask.
[0059]
In the present embodiment, a known alkaline aqueous solution is used when developing the novolak resist 207. Generally speaking, this alkaline aqueous solution may etch the substrate surface protective layer 203. However, in the present embodiment, since the foamable adhesive sheet 204 is directly bonded to the peripheral portion of the element substrate 201, photolithography or the like is performed in order to form a heat dissipation metal on the back surface of the element substrate 201. Even if it exists, the board | substrate surface protective layer 203 is protected by the foamable adhesive sheet 204. FIG. Therefore, the element substrate 201 is stably supported by the support substrate 205 up to the peripheral portion in a dicing process performed later.
[0060]
vii) Next, as shown in FIG. 4E, gold is deposited to a thickness of 10 μm as a heat-dissipating back metal 209 for each opening 208 by electrolytic plating.
[0061]
viii) Next, as shown in FIG. 4F, the entire back surface 201c of the element substrate 201 is exposed and developed. As a result, the photoresist 207 left as a mask for electrolytic plating on the back surface 201c of the element substrate 201 is completely removed.
[0062]
In this manner, a heat dissipating back metal (heat sink) 209 is formed for each region corresponding to each element 202 on the back surface 201c of the element substrate 201.
[0063]
ix) After this, Reference example above Similarly to the above, the element substrate 201 is attached to the dicing sheet together with the support substrate 205. By applying heat rays from the support substrate 205 side, the thermally foamable sheet 204 is foamed and the support substrate 205 is peeled off. Further, the substrate surface protective layer 203 is removed using an alkaline aqueous solution. Thereby, the element of the surface of the element substrate affixed on the dicing sheet is exposed. Thereafter, the element substrate is divided by dicing to separate each element as a chip. Furthermore, the chip obtained by this dicing is mounted on a package.
[0064]
If you do this, Reference example above Similarly to the above, since the element substrate 201 is not handled in an unsupported state, the possibility that the element substrate 201 is damaged is reduced and the yield is improved. As a result, even beginners can work and productivity is increased. In addition, in this embodiment, since the foamable adhesive sheet 204 is directly bonded to the peripheral portion of the element substrate 201, the element substrate 201 is stably supported by the support substrate 205 up to the peripheral portion in a dicing process or the like. The Therefore, yield and productivity are further improved.
[0065]
(No. 2 Embodiment)
FIGS. 6A to 7E show the first 2 The cross section for every process of the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of an embodiment is shown.
[0066]
As shown in FIG. 6A, it is assumed that a plurality of elements 402 are formed side by side at a predetermined interval on the surface 401a of the element substrate 401. Reference example above Similarly, the material of the element substrate 401 is a GaAs crystal having a thickness of several hundred μm, and the element 402 is a high-power compound semiconductor device for high frequency. FIG. 6A shows a state in which the element substrate 401 has already been attached to the support substrate 405. Initially, the two are separated from each other.
[0067]
i) First, the surface 401a of the element substrate 401 on which the element 402 is formed is covered with a substrate surface protective layer 403 made of a polymer material layer soluble in a predetermined alkaline aqueous solution.
[0068]
Specifically, a 12% polyaliphatic imide polymer cyclopentanone solution is applied to the surface 401a of the element substrate 401 as a material of the substrate surface protective layer 403 in a film shape with a thickness of 2 μm by spin coating. The rotation speed of the spin coat is set to 2000 rpm. At the time of application, the coating film is dissolved on the peripheral portion 401 e of the element substrate 401 by edge cut rinsing using cyclopentanone so that the coating film does not cover the peripheral portion 401 e of the element substrate 401. After spin coating, baking is performed at 160 ° C. for 20 minutes. As a result, the surface 401a of the element substrate 401 on which the element 402 is formed can be protected and planarized satisfactorily. Further, the substrate surface protective layer 403 can be formed so as not to cover the peripheral portion 401e of the element substrate 401.
[0069]
As described above, the post-baking polyaliphatic imide polymer is insoluble in organic solvents such as acetone and IPA (isopropyl alcohol), but has a property of being dissolved in a predetermined alkaline aqueous solution (described later).
[0070]
ii) The element substrate 401 is attached to the support substrate 405 via the photo-curing sheet 404 so that the substrate surface protective layer 403 is inward, that is, the back surface 401b is outward. As described above, since the substrate surface protective layer 403 is formed so as not to cover the peripheral portion 401e of the element substrate 401, the photocuring sheet 404 is directly bonded to the peripheral portion 401e of the element substrate 401.
[0071]
Here, the light-curing sheet 404 is a pressure-sensitive adhesive sheet that has the property of releasing gas and releasing gas by light. In this example, the light-curing sheet 404 is made of a material that is not easily altered by heat and a material that is resistant to an organic solvent for the subsequent process. Specifically, an example of the photocuring sheet 404 is a pressure-sensitive adhesive sheet using a pressure-sensitive adhesive material containing a chemical substance having a diazo group in a polymer chain. The support substrate 405 is made of quartz crystal and has an area equal to or larger than the area of the element substrate 401. The support substrate 405 is preferably a flat substrate having high ultraviolet transmittance. For example, glass or sapphire can be used.
[0072]
iii) With the element substrate 401 attached to the support substrate 405 in this manner, as shown in FIG. 6B, the back surface 401b of the element substrate 401 is polished to thin the element substrate 401 to a thickness of 70 μm. Turn into.
[0073]
In this embodiment, Reference example above Similarly to the above, the element substrate 401 is thinned to 70 μm, but this thickness does not limit the application of the present invention. For example, if the element substrate 401 is thinned to 100 μm or less, it becomes very difficult to handle the element substrate 401 without any support. Therefore, the present invention is effectively applied.
[0074]
iv) Next, Reference example above Similarly, a heat-dissipating back metal (heat sink) 406 is formed for each region corresponding to each element 402 on the back surface 401 c of the element substrate 401.
[0075]
Where 1 In the embodiment, it has been described that a resist is applied to form the back metal (heat sink) 406, followed by pre-baking to set a temperature at which the thermally foamable sheet is not foamed. Addition may reduce the adhesive strength, requiring strict process control. On the other hand, in the present embodiment, since the light-curing sheet 404 is made of a material that is not easily changed by heat, there is no possibility of causing deterioration (change) of the adhesiveness of the sheet even if heat is applied by the pre-baking. The element substrate 401 can be stably supported. In addition, since the light-curing sheet 404 is made of a material that is not easily altered by heat, the degree of freedom in the manufacturing process is increased. That is, the temperature setting for pre-baking is almost free, and a thick film resist that requires pre-baking at a higher temperature can be used. Further, the thickness of the back metal can be increased. As a result, the thermal resistance of the element can be reduced and the element performance can be improved.
[0076]
In addition, 1 In the embodiment, when applying the resist, when the side surface of the thermally foamable sheet comes into contact with the organic solvent that forms the resist, the thermal foamability of the thermally foamable sheet may be deteriorated (deformed). Requires management. On the other hand, in this embodiment, since the said photocuring sheet 404 is comprised with the material which has the tolerance with respect to the organic solvent, there is no possibility that the thermal foamability of a sheet | seat may be impaired (it changes). Therefore, the support substrate 405 can be easily peeled off from the element substrate 401 by irradiating prescribed ultraviolet rays as will be described later. Therefore, yield and productivity can be improved.
[0077]
v) Next, as shown in FIG. 6C, the element substrate 401 and the support substrate 405 are formed so that the back surface 401c of the element substrate 401 on which the heat dissipating metal 406 is formed faces inward, that is, the element 402 is formed. Affixed to the dicing sheet 407 in such a direction that the surface 401a formed becomes the outside.
[0078]
At this time, since the element substrate 401 is supported by the support substrate 405, the element substrate 401 is not broken even if the element substrate 401 is a thin layer. Therefore, productivity and yield can be improved. The dicing sheet 407 has an area equal to or larger than the area of the support substrate 405, and has general resistance to an alkaline aqueous solution (described later) in which the polyaliphatic imide polymer is dissolved.
[0079]
vi) Next, as shown in FIG. 7 (d), ultraviolet rays are applied from the support substrate 405 side, for example, 2000 mJ / cm. ² The adhesive force of the photocuring sheet 404 is reduced by irradiating the amount of the gas, and the gas 410 is released from the photocuring sheet 404 to peel off the support substrate 405 from the element substrate 401.
[0080]
Here, if the element substrate and the support substrate are pasted using a well-known type of light-curing sheet whose adhesive strength is only deteriorated by light, even if the support substrate is peeled off from the element substrate by irradiating light. Still, considerable power needs to be applied. This is because the photocuring sheet and the element substrate are in close contact (vacuum state) even if the adhesive force of the photocuring sheet to which the support substrate and the element substrate are bonded is weakened. On the other hand, in this embodiment, in addition to reducing the adhesiveness of the light-curing sheet 404 by applying the light, gas is released from the light-curing sheet 404. Therefore, the state in which the photocuring sheet and the element substrate are in close contact with each other is eliminated, and the support substrate 405 is lifted by the gas and floats from the element substrate 401 (more precisely, from the substrate surface protective layer 403. For example, light When a pressure-sensitive adhesive sheet containing a chemical substance having a diazo group in a polymer chain is used as the cured sheet 404, ultraviolet rays are 2000 mJ / cm. ² By irradiation as described above, nitrogen is released as a gas from a chemical substance having a diazo group in the polymer chain. Thereby, the state where the photocuring sheet 404 and the element substrate 401 are in close contact with each other is eliminated, and the support substrate 405 is lifted from the element substrate 401. In this state, since the support substrate 405 is peeled off from the element substrate 401, the support substrate 405 is easily peeled off from the element substrate 401.
[0081]
vii) After this, as shown in FIG. Reference example above Similarly to the above, the substrate surface protective layer 403 covering the surface 401e of the element substrate 401 is removed by dissolving in an alkaline aqueous solution. Thereby, the element 402 of the surface 401a of the element substrate 401 affixed on the dicing sheet 407 is exposed. Thereafter, the element substrate 401 is divided by dicing, and each element 402 is separated as a chip. Furthermore, the chip obtained by this dicing is mounted on a package.
[0082]
If you do this, Reference example above The second 1 Similar to the embodiment, since the element substrate 401 is not handled in an unsupported state, the element substrate 401 is less likely to be damaged and the yield is improved. As a result, even beginners can work and productivity is increased. In addition, in the present embodiment, since the light curing sheet 404 is directly bonded to the peripheral portion of the element substrate 401, the element substrate 401 is stably supported to the peripheral portion by the support substrate 405 in a dicing process or the like. . Therefore, yield and productivity are further improved.
[0083]
Moreover, since the photocuring sheet 404 is used, the types of dicing sheets that can be selected are increased. In addition, since the photocuring sheet 404 is not deteriorated by external factors such as heat or an organic solvent, the degree of freedom of the manufacturing process is increased. At the same time, yield and productivity can be improved.
[0084]
Moreover, when a foaming adhesive sheet is used, an adhesive material may remain on the surface of the element substrate, and a wire bond defect may occur. On the other hand, when the photocuring sheet 404 is used, the adhesive material is less likely to remain on the surface of the element substrate as compared with the foamable adhesive sheet, and the wire bond defect may not occur even without the substrate surface protective layer 403. .
[0085]
【The invention's effect】
As apparent from the above, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the element substrate can be thinned and attached to a dicing sheet without causing a yield reduction due to handling.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 of the present invention As a basic reference example It is a figure which shows the cross section for every process of the semiconductor device manufactured by the manufacturing method.
[Figure 2] As a reference example above It is a figure which shows the cross section for every process of the semiconductor device manufactured by the manufacturing method.
FIG. 3 shows the first aspect of the present invention. 1 It is a figure which shows the cross section for every process of the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of embodiment.
FIG. 4 shows the first aspect of the present invention. 1 It is a figure which shows the cross section for every process of the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a cross section of each process of a semiconductor device manufactured by a conventional manufacturing method.
FIG. 6 shows the first aspect of the present invention. 2 It is a figure which shows the cross section for every process of the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of embodiment.
FIG. 7 shows the first aspect of the present invention. 2 It is a figure which shows the cross section for every process of the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of embodiment.
[Explanation of symbols]
101, 201, 401 Element substrate
102, 202, 402 elements
103, 203, 403 Substrate surface protective layer
104,204 Thermal foaming adhesive sheet
105, 205, 405 Support substrate
106 Back metal
107,407 dicing sheet
108 heat source
109 hot wire
110 bubbles
206 Feed metal
207 Novolac resist
208 opening
209,406 Back metal
404 Light-curing sheet
409 UV
410 gas

Claims

A method for manufacturing a semiconductor device comprising a step of polishing or grinding a back surface of an element substrate having elements formed on the surface,
Before the step of polishing or grinding the back surface of the element substrate,
Other than the substrate periphery on the surface of the element substrate on which the element is formed, the polymer substrate is covered with a polymer material layer soluble in a predetermined aqueous solution,
The element substrate is attached to a support substrate through a foamable adhesive sheet containing a chemical substance that is foamed by heat or light in a direction in which the polymer material layer is directed inside, and the foamable adhesive sheet is the element substrate. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that it is directly bonded to the peripheral edge of the semiconductor device.

In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1 ,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the polymer material layer is made of a polyaliphatic imide polymer.

A method for manufacturing a semiconductor device comprising a step of polishing or grinding a back surface of an element substrate having elements formed on the surface,
Before the step of polishing or grinding the back surface of the element substrate,
Other than the substrate periphery on the surface of the element substrate on which the element is formed, the polymer substrate is covered with a polymer material layer soluble in a predetermined aqueous solution,
The element substrate is attached to a support substrate through a light-curing sheet having a property of releasing gas and releasing gas in a direction in which the polymer material layer faces inward, and the light-curing sheet is A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device is directly bonded to a peripheral portion of the element substrate.

In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 3 ,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the polymer material layer is made of a polyaliphatic imide polymer.