JP4364535B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体ウエハーを薄層化し、薄層化された半導体ウエハーをダイシング切断することによって個々の半導体装置を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の3次元積層化や高密度実装化が要求される今日では、半導体ウエハーの薄層化が重要となる。半導体ウエハーを薄層化する方法として、半導体ウエハー裏面を砥石にて研摩する方法がある。この方法は、生産性に優れており、広く利用されているが、半導体ウエハー裏面の研削(研摩)面にマイクロクラックが発生し、半導体ウエハーの抗折強度を低下させることがある。すなわち、上記方法においては、半導体ウエハーの裏面研摩時の外力によって発生する半導体ウエハーの欠けあるいは割れを防止するために、半導体ウエハーを補強材によって支持(固定)しつつ、研摩する必要がある。
【0003】
ここで、機械的強度の低い半導体ウエハーをストレスなく補強材から取り外す(剥離する)技術が必要となる。この技術は、半導体ウエハーの薄層化が進み、半導体ウエハーの機械的強度が一層低下した場合に、特に重要となる。
【0004】
補強材によって半導体ウエハーを固定しつつ、研摩する場合には、(i)バックグラインド(裏面研摩)に耐え得るだけの接着保持強度をもって、半導体ウエハーと補強材とを固定すること、(ii)研摩後、薄層化された半導体ウエハーを、ストレスを加えることなく、補強板から剥離させることが可能なことが必要とされる。
【0005】
従来用いられている半導体ウエハーと補強材との固定・剥離方法には、UV硬化型接着剤を用いて接着し、研摩後に紫外線照射により接着力を下げて補強材の剥離を行う方法(例えば、特許文献1・特許文献2参照)や、熱可塑性の接着剤を用いて接着し、研摩後に高温の熱で接着剤を軟化させて補強材の剥離を行う方法(特許文献3・特許文献4・特許文献5等参照)がある。
【0006】
これらの方法は、半導体ウエハーと補強材とを高い接着力で密着させた状態で半導体ウエハーの裏面研摩を行い、裏面研摩後に、紫外線照射や高温加熱によって接着力を落とし、接着層が付着したままの補強材を、半導体ウエハーから機械的に剥離するものである。
【0007】
以下に、UV硬化型接着剤を用いる従来の薄型半導体装置の製造方法について、図5を用いて説明する。
【0008】
まず、半導体装置(図示せず)が形成された半導体ウエハー33の表面35にUV接着層32を介して補強板31を貼り付ける。(図5(a))。次に、補強板31によって半導体ウエハー33を補強しつつ、半導体ウエハーの裏面(33bの部分)を研摩し、薄層化された半導体ウエハー33aを形成する(図5(b))。次に、半導体ウエハー33aを半導体装置に個片化する際の支持体となるダイシングテープ36を、上記半導体ウエハー33aの裏面(研削面41)に貼りつける(図5(c))。
【0009】
次に、UV接着層32に紫外線46を照射することによって接着層32の接着力を低下させた(図5(d))後、補強板31に機械的外力を与え、半導体ウエハー33aから補強板31及び接着層32を剥離する(図5(e))。最後に、半導体ウエハー33aをダイシングすることにより、半導体装置30に個片化し(図5(f))、個片化された半導体装置30をピックアップする(図5(g))。
【0010】
なお、熱可塑性の接着剤を用いる方法も、上記の工程においてUV硬化型の接着層32の代わりに熱可塑性の接着層を用い、紫外線の照射の代わりに高温の熱を加えることが異なるだけであり、それ以外の工程は、上記工程と同様である。
【0011】
しかしながら、UV硬化型接着剤を用いる上記方法では、紫外線の照射によって接着剤の接着力をある一定の力まで低下させることが可能であるが、半導体ウエハー表面33aに付着している接着剤を完全に除去することはできない。すなわち、半導体ウエハー33a表面に、残留した接着剤による粘着力が残ってしまう。このため、補強材31を半導体ウエハー33aから剥離する際に、補強材31に機械的な力を加えると、上記残留した接着剤を介して、半導体ウエハー33aに伝わり、半導体ウエハー33aが引っ張られる状態となる。
【0012】
ここで、補強板を半導体ウエハー33aから剥離させる際には、半導体ウエハーの裏面41には、すでにダイシングテープ36が貼り付けられている(図5(e)参照)。このダイシングテープ36は、剛性を有するものではなく、また、半導体ウエハー33aとの接着力の関係で、半導体ウエハー33aに伝わる機械的な力(半導体ウエハーを引っ張るような力)に抗して、半導体ウエハー33aの状態(平面形状)を維持させうるものではない。したがって、補強材31を半導体ウエハー33aから剥離する際に半導体ウエハー33aにクラック(割れ)が発生するおそれがある。そして、このように発生するクラックは、半導体ウエハー33aの薄型化あるいは大型化に伴い、必然的に多くなるものと考えられる。
【0013】
また、補強板31は、紫外線46を透過する材料を用いる必要があるため、補強板31の材料が紫外線透過材料に限定されてしまう。
【0014】
同様に、熱可塑性の接着剤を用いる方法においても、補強材31を半導体ウエハー33aから剥離する際に半導体ウエハー33aにクラックが発生するおそれがある。
【0015】
また、高温(例えば約100度以上)の熱を加えて、接着剤の接着力を低下させる際、半導体ウエハー33aの熱膨張係数と補強板31の熱膨張係数の違いにより、半導体ウエハー33aが割れるおそれもある。
【0016】
このような問題を考慮して、接着層を溶融することで補強板を剥離する方法(例えば、特許文献6参照)が提案されている。
【0017】
図6(a)・(b)は、このように接着層を溶融する方法(以下、従来の方法と称する)を示す。まず、接着剤を溶かすことのできる溶剤45の中に、半導体ウエハー33aと接着層32とを浸す(図6(a))。そして、接着層32を溶剤45によって溶解させ、補強板31を剥離する(図6(b))。この方法においては、接着層32を除去した後に補強板31を半導体ウエハー33aから剥離するため、補強材31の剥離に際して半導体ウエハー33aに機械的な力が加わることがない。
【0018】
【特許文献1】
特開2000−12492号公報(公開日:2000年1月14日)
【0019】
【特許文献2】
特開2001−44144号公報(公開日:2001年2月16日)
【0020】
【特許文献3】
特開2001−217213号公報(公開日:2001年8月10日)
【0021】
【特許文献4】
特開2002−203821号公報(公開日:2002年7月19日)
【0022】
【特許文献5】
特開平6−258622号公報(公開日:平成6年3月22日)
【0023】
【特許文献6】
特開平8−222491号公報(公開日:平成8年8月30日)
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、接着層32および半導体ウエハー33aを溶剤45に浸した状態で補強板31を剥離するため、半導体ウエハーの裏面41に、ダイシングテープ等を貼り付けた状態で補強板31を剥離することができない(図6(a)参照)。すなわち、補強板31が剥離した後の薄膜化された半導体ウエハー33aは、支持体を有していない半導体ウエハー33aとなってしまうため、割れや欠けを発生させずに取り扱うことが非常に困難という問題がある。
【0025】
ここで、補強板31を剥離した後の半導体ウエハー33aに、支持体としてダイシングテープ等を貼り付けるとしても、半導体ウエハー33aの裏面にダイシングテープ等を圧着する際に半導体ウエハー33aが割れたり、反ってしまうおそれがある。
【0026】
また、図7(a)・(b)に示すような方法も考えられる。
【0027】
同図(a)に示すように、半導体ウエハー33の研摩後、補強板31が半導体ウエハー表面35に接着されている状態で、半導体ウエハー33aの裏面41にダイシングテープ36を貼り付ける。そして、サポート冶具37にて半導体ウエハー33aの側面とダイシングテープ36を覆った上で、溶剤45がシングテープ36に触れぬように、該溶剤45を接着層32の側面から徐々に接着層32内部に浸透させる。そして、図7(b)に示すように、溶剤45によって接着層32を溶解させ、補強板31を剥離する)。こうすれば、ダイシングテープ36を貼り付けたままで、補強板31を半導体ウエハー33aから剥離することができる。
【0028】
しかしながら、上記の方法では、溶剤45を、接着層32の側面から徐々に接着層32の全域に浸透させる必要があるため、接着層32がすべて溶融し、補強板31を半導体ウエハー33aから剥離できるようになるまでに長時間を要するという問題がある。
【0029】
なお、接着層32がその外周部から徐々に溶融するにつれて、溶融した部分が偏在する、溶融状態のバラツキが生じる。これにより、補強板31とサポート冶具37に支持された半導体ウエハー33aに非均等な応力がかかり、半導体ウエハー33aに反りや割れを発生させるおそれもある。
【0030】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、補強材を用いて半導体ウエハーを研摩した際に、半導体ウエハーに反りや割れを発生させることなく、短時間に補強材を半導体ウエハーから剥離する方法を提供することにある。
【0031】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記課題を解決するために、一方の面にその側面まで伸びた溝を有する補強板と表面に半導体装置が形成された半導体ウエハーとを、接着層を介して、上記補強板の溝を有する面と上記半導体ウエハーの表面とが対向するように接着する補強工程と、上記半導体ウエハーの裏面を研摩する研摩工程と、上記溝に接着層を溶融する溶剤を注入し、補強板を半導体ウエハーの表面から剥離する剥離工程とを含んでいることを特徴としている。
【0032】
まず、補強板の一方の面には溝が設けられており、この溝は、補強板の側面まで伸びている。半導体ウエハーの表(おもて)面には半導体装置が形成されており、その裏面は研摩面となっている。さらに、半導体ウエハーの表(おもて)面には、接着層を介して、上記溝が設けられた面が接着面となるように補強板が接着される。この補強板によって半導体ウエハーを補強しつつ、その裏面を研摩することで、割れや反りを発生させることなく、半導体ウエハーを薄層化させることができる。
【0033】
そして、上記剥離工程は、溝の端部(補強板の側面に位置する部分)から接着層を溶融する溶剤を注入し、該溶剤を補強板と接着層との接触面に直接浸透させるものである。これにより、接着層は短時間に溶融され、補強板と半導体ウエハーとは互いの接着力を失う。したがって、接着層の側面から接着層を溶融する従来の方法と比較して、短時間に補強板を半導体ウエハーから剥離することができる。
【0034】
また、その剥離の際に半導体ウエハーに機械的ストレスを与えることがない。すなわち、半導体ウエハーに割れや欠け、あるいは反りを発生させることなく、補強板を半導体ウエハーから剥離することができる。
【0035】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記補強板には、複数の溝が分散して形成されていることを特徴としている。
【0036】
上記方法によれば、上記補強板の一方の面には、複数の溝が分散して(例えば格子状に)設けられているため、これらの溝を通して接着層に溶剤を浸透させた場合、より短時間に接着層を溶融することができる。特に、半導体ウエハーが大径である場合、接着層の面積も広くなるが、上記溝を広範囲に分散して設けることによって、短時間に溶剤を接着層全体に浸透させ、これを溶融することができる。
【0037】
また、上記複数の溝は分散して設けられていることから、接着層をほぼ均一に溶融することができる。したがって、接着層内に溶融された部分が偏在する、溶融状態のバラツキが生じることがない。これにより、溶融状態のバラツキが招来する半導体ウエハーの割れや反りを防止することができる。
【0038】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記課題を解決するために、表面から裏面へ達する貫通孔を有する補強板を、接着層を介して、複数の半導体装置が形成された半導体ウエハーの表面に接着する補強工程と、上記半導体ウエハーの裏面を研摩する研摩工程と、研摩された上記半導体ウエハーの裏面にダイシングテープを接着する接着工程と、上記貫通孔に接着層を溶融する溶剤を注入し、補強板を半導体ウエハーから剥離する剥離工程と、上記半導体ウエハーをダイシングすることにより、上記複数の半導体装置を個片化するダイシング工程とを含んでいることを特徴としている。
【0039】
上記ダイシングテープは、ダイシング工程の際に、半導体ウエハーの支持体となるものである。
【0040】
そして、上記剥離工程は、上記貫通孔に接着層を溶融する溶剤を注入し、該溶剤を補強板と接着層との接触面に直接浸透させるものである。これにより、接着層は短時間に溶融され、補強板と半導体ウエハーとは互いの接着力を失う。したがって、接着層の側面から接着層を溶融する従来の方法と比較して、短時間に補強板を半導体ウエハーから剥離することができる。
【0041】
また、その剥離の際に半導体ウエハーに機械的ストレスを与えることがない。すなわち、半導体ウエハーに割れや欠け、あるいは反りを発生させることなく、補強板を半導体ウエハーから剥離することができる。
【0042】
さらに、溶剤は、貫通孔から接着層に浸透するだけで、半導体ウエハーの裏面に貼り付けられたダイシングテープに触れるおそれが少ない。したがって、上記ダイシングテープに耐溶剤性の低い素材を用いることが可能となる。
【0043】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記課題を解決するために、一方の面にその側面まで伸びた溝を有する補強板と表面に半導体装置が形成された半導体ウエハーとを、接着層を介して、上記補強板の溝を有する面と上記半導体ウエハーの表面とが対向するように接着する補強工程と、上記半導体ウエハーの裏面を研摩する研摩工程と、研摩された上記半導体ウエハーの裏面にダイシングテープを接着する接着工程と、上記溝に接着層を溶融する溶剤を注入し、補強板を半導体ウエハーの表面から剥離する剥離工程と、上記半導体ウエハーをダイシングすることにより、上記複数の半導体装置を個片化するダイシング工程とを含んでいることを特徴としている。
【0044】
上記剥離工程は、上記溝に接着層を溶融する溶剤を注入し、該溶剤を補強板と接着層との接触面に直接浸透させるものである。これにより、接着層は短時間に溶融され、補強板と半導体ウエハーとは互いの接着力を失う。したがって、接着層の側面から接着層を溶融する従来の方法と比較して、短時間に補強板を半導体ウエハーから剥離することができる。
【0045】
また、その剥離の際に半導体ウエハーに機械的ストレスを与えることがない。すなわち、半導体ウエハーに割れや欠け、あるいは反りを発生させることなく、補強板を半導体ウエハーから剥離することができる。
【0046】
さらに、溶剤は、貫通孔から接着層に浸透するだけであるため、溶剤が半導体ウエハーの裏面に貼り付けられたダイシングテープに触れるおそれが少ない。したがって、上記ダイシングテープに耐溶剤性の低い素材を用いることが可能となる。
【0047】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記剥離工程にて貫通孔に溶剤を注入する前に、上記接着層の側面を冶具にて覆うことを特徴としている。
【0048】
上記剥離工程によれば、上記接着層の側面は、接着層を溶融した溶剤が外部(例えば半導体ウエハーの裏面等)に漏れ出てしまうことがないように、冶具にて覆われている。したがって、溶剤が、半導体ウエハーの裏面に貼り付けられたダイシングテープに触れるおそれがより少なくなる。
【0049】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記剥離工程にて溝に溶剤を注入する前に、上記接着層の側面を冶具にて覆い、上記冶具に設けられた注入孔を通して、上記溝に溶剤を注入することを特徴としている。
【0050】
上記剥離工程によれば、上記接着層の側面は、接着層を溶融した溶剤が外部(例えば半導体ウエハーの裏面等)に漏れ出てしまうことがないように、冶具にて覆われており、かつ、溶剤は上記冶具に設けられた注入孔を介して溝に注入される。したがって、溶剤が半導体ウエハーの裏面に貼り付けられたダイシングテープに触れるおそれがより少なくなる。
【0051】
本発明の参考に係る半導体装置の製造方法は、上記課題を解決するために、補強板を、接着層を介して、半導体装置が形成された半導体ウエハーの表面に接着する補強工程と、上記半導体ウエハーの裏面を研摩する研摩工程と、上記補強板を半導体ウエハーから剥離する剥離工程とを含む半導体装置の製造方法であって、上記補強板には、上記接着層との接着面からこの接着面以外の外面に達する注入路が形成され、上記剥離工程では、接着層を溶融する溶剤を、補強板の注入路から接着層に浸透させることで補強板を半導体ウエハーから剥離することを特徴としている。
【0052】
まず、上記補強板に形成されている注入路は、補強板と接着層との接着面(補強板の裏面)から、補強板の表(おもて)面あるいは側面へ達するもの(例えば、細孔や細溝)である。半導体ウエハーの表(おもて)面には半導体装置が形成されており、その裏面は研摩面となっている。さらに、半導体ウエハーの表面には、接着層を介して、補強板が接着される。この補強板によって半導体ウエハーを補強しつつ、その裏面を研摩することで、割れや反りを発生させることなく、半導体ウエハーを薄層化させることができる。
【0053】
そして、上記剥離工程は、上記注入路に接着層を溶融する溶剤を注入し、該溶剤を補強板と接着層との接触面に直接浸透させるものである。これにより、接着層は短時間に溶融され、補強板と半導体ウエハーとは互いの接着力を失う。したがって、接着層の側面から接着層を溶融する従来の方法と比較して、短時間に補強板を半導体ウエハーから剥離することができる。
【0054】
また、その剥離の際に半導体ウエハーに機械的ストレスを与えることがない。すなわち、半導体ウエハーに割れや欠け、あるいは反りを発生させることなく、補強板を半導体ウエハーから剥離することができる。
【0055】
また、例えば、半導体ウエハーの裏面に、個片化の際の支持体となるダイシングテープを貼り付ける場合でも、上記方法はダイシングテープに溶剤を接触させるものではないことから、ダイシングテープを貼り付けた状態で剥離工程を行うことができる。
【0056】
本発明の参考に係る半導体装置の製造方法は、上記課題を解決するために、表面から裏面へ達する貫通孔を有する補強板を、接着層を介して、半導体装置が形成された半導体ウエハーの表面に接着する補強工程と、上記半導体ウエハーの裏面を研摩する研摩工程と、上記貫通孔に接着層を溶融する溶剤を注入し、補強板を半導体ウエハーから剥離する剥離工程とを含んでいることを特徴としている。
【0057】
まず、半導体ウエハーの表(おもて)面には半導体装置が形成されており、その裏面は研摩面となっている。また、半導体ウエハーの表面には、接着層を介して上記補強板が接着される。この補強板によって半導体ウエハーを補強しつつ、その裏面を研摩することで、割れや反りを発生させることなく、半導体ウエハーを薄層化させることができる。
【0058】
そして、上記剥離工程は、上記貫通孔に接着層を溶融する溶剤を注入し、該溶剤を補強板と接着層との接触面に直接浸透させるものである。これにより、接着層は短時間に溶融され、補強板と半導体ウエハーとは互いの接着力を失う。したがって、接着層の側面から接着層を溶融する従来の方法と比較して、短時間に補強板を半導体ウエハーから剥離することができる。
【0059】
また、その剥離の際に半導体ウエハーに機械的ストレスを与えることがない。すなわち、半導体ウエハーに割れや欠け、あるいは反りを発生させることなく、補強板を半導体ウエハーから剥離することができる。
【0060】
また、本発明の参考に係る半導体装置の製造方法は、上記方法に加えて、上記補強板には、複数の貫通孔が分散して形成されていることを特徴としている。
【0061】
上記方法によれば、上記補強板には、複数の貫通孔が分散して設けられているため、これらの貫通孔から溶剤を注入した場合、より短時間に接着層を溶融することができる。特に、半導体ウエハーが大径である場合、接着層の面積も広くなるが、貫通孔を広範囲に分散して設けることによって、短時間に溶剤を接着層全体に浸透させ、これを溶融することができる。
【0062】
また、上記複数の貫通孔は分散して設けられていることから、接着層を均一に溶融することができる。したがって、接着層内に溶融された部分が偏在する、溶融状態のバラツキが生じることがない。これにより、溶融状態のバラツキが招来する半導体ウエハーの割れや反りを防止することができる。
【0063】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態1〕
本発明の実施の形態1について図1・図2に基づいて説明する。
【0064】
まず、本実施の形態の各工程((i)〜(v))は以下の通りである。すなわち、(i)補強板1と半導体ウエハー3(3a・3b)とを接着層2を介して貼り合わせる(補強工程、図1(a))。(ii)半導体ウエハーの3bの部分を研摩する(研摩工程、図1(b))。 (iii)上記半導体ウエハー3aの裏面11にダイシングテープ6を貼り合わせる(接着工程、図1(c))。(iv)溶剤15を補強板2に設けられた貫通孔4に注入し、補強板1と半導体ウエハー3aとを分離する(剥離工程、図1(d)・(e))。(v)補強板1から分離した半導体ウエハー3aをダイシングし、個片化された半導体装置16をピックアップする(ダイシング工程、図1(g)・(f))。
【0065】
図2は、上記(i)の補強工程において、補強板1と半導体ウエハー3aとを接着層2を介して貼り合わせた状態を示している。図2に示すように、補強板1には、接着層2を溶融する溶剤を注入するための貫通孔4が複数設けられている。この貫通孔4は補強板1の表面10から補強板1の裏面9へ貫通しており、また、補強板1の全面に分散して設けられている。なお、この貫通孔4の分散状態は、均一(貫通孔4どうしが互いに等間隔)であることが好ましい。
【0066】
このため、上記(iv)の剥離工程(図1(d)・(e)参照)において、貫通孔4から溶剤15を注入した場合、この溶剤15は、補強板1の全面に分散(均一)に設けられた貫通孔4を通って、補強板1と接着層2との接触面9に直接かつ均一に浸透する。これにより、接着層2は短時間に溶融され、補強板1と半導体ウエハー3aとは互いの接着力を失う。したがって、短時間に補強板1を半導体ウエハー3aから剥離することができる。
【0067】
以下に、図1を用いて上記の各工程を詳細に説明する。
【0068】
まず、図1(a)に示すように、補強板1と半導体ウエハー3(3a・3b)とを接着層2を介して貼り合わせる((i)補強工程)。半導体ウエハー3には、その表面5に多数の半導体装置(図示せず)が形成されている。補強板1には、補強板1の表面10から裏面9へ達する多数の貫通孔4が均一に(互いに等間隔をもって)設けられている。また、接着層2には、(ii)研摩工程で半導体ウエハー3aの裏面11を研磨する際の機械的ストレスに耐えうるような高密着性を有する接着剤が使用されている。
【0069】
次に、図1(b)に示すように、半導体ウエハー3(3a・3b)を薄層化するため、その裏面11より3bの部分を研摩する((ii)研摩工程)。このとき、半導体ウエハー3aに高密着された補強板1によって、研摩時の機械的ストレス(振動等)により半導体ウエハー3aに割れや反りが発生することを防ぐことができる。これにより、厚さが50μm〜150μm程度の半導体ウエハー3aが形成される。
【0070】
次に、図1(c)に示すように、半導体ウエハー3aから半導体装置(図示せず)を個片化する際に必要なダイシングテープ6を半導体ウエハー3aの裏面11側に接着する((iii)接着工程)。
【0071】
次に、図1(d)に示すように、サポート冶具7を半導体ウエハー3a等の側面に配置する。このサポート冶具7は、リング状であって、補強板1、接着層2、半導体ウエハー3aの側面に密着しており、これらを支持しつつ、接着層2を溶融した溶剤15が外部(特にダイシングテープ6)に漏れださないようになっている。
【0072】
ここで、接着層2を溶融する溶剤15を、貫通孔4から注入すると、溶剤15は、補強板1と接着層2との接触面9に満遍なく(均一に)浸透し、短時間に接着層2を溶解する。これにより、図1(e)に示すように、補強板1と半導体ウエハー3aとを分離することができる((iv)剥離工程)。このとき、重力を利用して、補強板1から半導体ウエハー3aを自然に剥離させても良いし、サポート冶具7を半導体ウエハー3aから離れるように移動させて、剥離させても良い。
【0073】
最後に、図1(f)に示すように、補強板1から分離した半導体ウエハー3をダイシングテープ6を支持体としてダイシング(半導体装置の個別チップ毎に分離すること)し、図1(g)に示すように、個片化された半導体装置16をピックアップする((v)ダイシング工程)。このダイシングの際には、従来のダイシング技術を用いればよい。
【0074】
以上の工程により50μm〜150μm程度に薄膜化した、半導体装置16を得ることができ、薄層化半導体装置の組み立てが可能となる。
【0075】
〔実施の形態2〕
本発明の実施の形態2について図3・図4に基づいて説明する。図3(a)〜(g)に、実施の形態2の各工程を示す。
【0076】
まず、図3(a)に示すように、補強板21と半導体ウエハー3(3a・3b)とを接着層2を介して貼り合わせる((i)補強工程)。半導体ウエハー3には、その表面5に多数の半導体装置(図示せず)が形成されている。補強板21の裏面9(接着層2を介して半導体ウエハー3と対向する面)には、細溝8が設けられている。この状態を図4に示す。
【0077】
同図に示すように、細溝8は補強板21の裏面9全体に格子状に設けられている。また、各細溝8は、補強板21の側面まで伸ばされており、その端部8a(補強板21の側面に位置する部分)は、後の剥離工程で接着層2を溶融する溶剤の細溝8への入口(細溝口)となっている。また、接着層2には、後の研摩工程で半導体ウエハー3aの裏面11を研磨する際の機械的ストレスに耐えうるような高密着性を有する接着剤が使用されている。
【0078】
次に、図3(b)に示すように、半導体ウエハー3(3a・3b)を薄層化するため、その裏面11より3bの部分を研摩する((ii)研摩工程)。このとき、半導体ウエハー3aに高密着された補強板21によって、研摩時の機械的ストレス(振動等)により半導体ウエハー3aに割れや反りが発生することを防ぐことができる。これにより、厚さが50μm〜150μm程度の半導体ウエハー3aが形成される。
【0079】
次に、図3(c)に示すように、半導体ウエハー3aから半導体装置(図示せず)を個片化する際に必要なダイシングテープ6を半導体ウエハー3aの裏面11側に接着する((iii)接着工程)。
【0080】
次に、図3(d)に示すように、サポート冶具17を半導体ウエハー3a等の側面に配置する。このサポート冶具17は、リング状であって、補強板21、接着層2、半導体ウエハー3aの側面に密着しており、これらを支持しつつ、接着層2を溶融した溶剤15が外部(特にダイシングテープ6)に漏れださないようになっている。また、同図に示すように、サポート冶具17には、溶剤15の注入の際ダイシングテープ6に溶剤15が触れることがないように、注入孔18が設けられている。
【0081】
ここで、接着層2を形成する接着剤を溶融しうる溶剤15を、上記注入孔18から注入する。注入孔18から注入された溶剤15は、細溝口8aから格子状の細溝8を通り、補強板21と接着層2との接触面9に満遍なく(均一に)浸透し、短時間に接着層2を溶解する。これにより、図1(e)に示すように、補強板21と半導体ウエハー3aとを短時間に分離することができる((iv)剥離工程)。このとき、重力を利用して、補強板21から半導体ウエハー3aを自然に剥離させても良いし、サポート冶具17を半導体ウエハー3aから離れるように移動させて、剥離させても良い。
【0082】
最後に、図3(f)に示すように、補強板21から分離した半導体ウエハー3をダイシングテープ6を支持体としてダイシング(半導体装置の個別チップ毎に分離すること)し、図3(g)に示すように、個片化された半導体装置16をピックアップする((v)ダイシング工程)。このダイシングの際には、従来のダイシング技術を用いればよい。これにより50μm〜150μm程度に薄膜化した半導体装置16を得ることができ、薄層化半導体装置の組み立てが可能となる。
【0083】
上記実施の形態2では、補強板21の裏面に細溝8を格子状に設けているがこの形状に限定されない。例えば、補強板21の中央部から側面まで放射線状に細溝を設けても良い。
【0084】
なお、上記実施の形態1・2では、注入路として、補強板に、貫通孔4(図2等参照)や細溝8(図4等参照)を設けているが、これに限定されない。上記注入路は、補強板の外周部(表面や側面)から裏面(接着層2との接触面)に達するもので、溶剤15を接着層2に注入できるものであればよい。例えば、補強板の側面から、補強板内部を通過し、その裏面に達するような曲がった細孔であってもよいし、あるいは、貫通孔と細溝を組み合わせ、貫通孔の端部(補強板の裏面)に細溝を設けたようなものであっても良い。
【0085】
以上のように、本実施の形態では、補強板に設けられた注入路(例えば、図2に示す貫通孔4あるいは図4に示す細溝8等)に、接着層2を溶融する溶剤15を注入するため、該溶剤15は接着層2に直接的かつ均一に浸透し、これを短時間に溶融する。これにより、剥離工程(iv)の処理時間を大幅に短縮できる。特に、半導体ウエハー3aが大径の場合には、接着層2の面積も広くなるが、貫通孔4や細溝8を広範囲に均一に設けることによって、短時間に溶剤15を接着層2全体に一気に浸透させ、これを溶融することができる。
【0086】
また、補強板を半導体ウエハー3aから剥離する際、半導体ウエハー3aに機械的ストレスを与えることがないため、半導体ウエハー3aに割れや反り等の欠陥を発生させることもない。
【0087】
また、上記工程では、従来のように、紫外線や熱を与えて補強材の剥離を行うものではないため、補強板の材質を選択する際の自由度が増える。また、接着層2に耐熱性を必要とするような接着層2を使用する場合にも有用である。
【0088】
また、接着層2において、接着剤が溶解した部分が偏在するといった、溶解状態のバラツキを防止することができるため、溶融状態のバラツキにより半導体ウエハー3aに非均一な応力がかかり、割れや反りが発生するといった問題を回避することもできる。
【0089】
さらに、溶剤15は、貫通孔4や細溝8から接着層2に浸透するだけで、半導体ウエハー3aの裏面11に貼り付けられたダイシングテープ6に触れるおそれが少ない。したがって、上記ダイシングテープ6に耐溶剤性の低い素材を用いることが可能となる。
【0090】
なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0091】
【発明の効果】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記課題を解決するために、一方の面にその側面まで伸びた溝を有する補強板と表面に半導体装置が形成された半導体ウエハーとを、接着層を介して、上記補強板の溝を有する面と上記半導体ウエハーの表面とが対向するように接着する補強工程と、上記半導体ウエハーの裏面を研摩する研摩工程と、上記溝に接着層を溶融する溶剤を注入し、補強板を半導体ウエハーの表面から剥離する剥離工程とを含んでいる方法である。
【0092】
上記剥離工程は、溝の端部(補強板の側面に位置する部分)から接着層を溶融する溶剤を注入し、該溶剤を補強板と接着層との接触面に直接浸透させるものであるから、接着層の側面から接着層を溶融する従来の方法と比較して、短時間に補強板を半導体ウエハーから剥離することができるという効果を奏する。
【0093】
また、半導体ウエハーに割れや欠け、あるいは反りを発生させることなく、補強板を半導体ウエハーから剥離することができるという効果を奏する。
【0094】
本発明の参考に係る半導体装置の製造方法は、以上のように、補強板を、接着層を介して、半導体装置が形成された半導体ウエハーの表面に接着する補強工程と、上記半導体ウエハーの裏面を研摩する研摩工程と、上記補強板を半導体ウエハーから剥離する剥離工程とを含む半導体装置の製造方法であって、上記補強板には、上記接着層との接着面からこの接着面以外の外面に達する注入路が形成され、上記剥離工程では、接着層を溶融する溶剤を、補強板に設けられた注入路から接着層に浸透させることで補強板を半導体ウエハーから剥離する方法である。
【0095】
上記剥離工程は、上記注入路に接着層を溶融する溶剤を注入し、該溶剤を補強板と接着層との接触面に直接浸透させるものであるから、接着層の側面から接着層を溶融する従来の方法と比較して、短時間に補強板を半導体ウエハーから剥離することができるという効果を奏する。
【0096】
また、半導体ウエハーに割れや欠け、あるいは反りを発生させることなく、補強板を半導体ウエハーから剥離することができるという効果を奏する。
【0097】
さらに、半導体ウエハーの裏面に、個片化の際の支持体となるダイシングテープを貼り付ける場合でも、このダイシングテープに上記溶剤が触れることがなく、ダイシングテープを劣化させることがないという効果を奏する。
【0098】
本発明の参考に係る半導体装置の製造方法は、以上のように、その表面から裏面へ達する貫通孔を有する補強板を、接着層を介して、半導体装置が形成された半導体ウエハーの表面に接着する補強工程と、上記半導体ウエハーの裏面を研摩する研摩工程と、上記貫通孔に接着層を溶融する溶剤を注入し、補強板を半導体ウエハーから剥離する剥離工程とを含んでいる方法である。
【0099】
上記剥離工程は、上記貫通孔に接着層を溶融する溶剤を注入し、該溶剤を補強板と接着層との接触面に直接浸透させるものであるから、接着層の側面から接着層を溶融する従来の方法と比較して、短時間に補強板を半導体ウエハーから剥離することができるという効果を奏する。
【0100】
また、半導体ウエハーに割れや欠け、あるいは反りを発生させることなく、補強板を半導体ウエハーから剥離することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は、実施の形態1の半導体装置の製造方法における補強工程を示す工程図、
(b)は、同研摩工程を示す工程図、
(c)は、同接着工程を示す工程図、
(d)・(e)は、同剥離工程を示す工程図、
(f)・(g)は、同ダイシング工程を示す工程図である。
【図2】 図2は、本発明の実施の形態1における、貫通孔を有する補強板と半導体ウエハーとを接着した状態を示す斜視図である。
【図3】 (a)は、実施の形態2の半導体装置の製造方法における補強工程を示す工程図、
(b)は、同研摩工程を示す工程図、
(c)は、同接着工程を示す工程図、
(d)・(e)は、同剥離工程を示す工程図、
(f)・(g)は、同ダイシング工程を示す工程図である。
【図4】 図4は、本発明の実施の形態2における、貫通孔を有する補強板と半導体ウエハーとを接着した状態を示す斜視図である。
【図5】 (a)は、従来の半導体装置の製造方法における補強工程を示す工程図、
(b)は、同研摩工程を示す工程図、
(c)は、同接着工程を示す工程図、
(d)・(e)は、同剥離工程を示す工程図、
(f)・(g)は、同ダイシング工程を示す工程図である。
【図6】 (a)、(b)は、従来の半導体装置の製造方法における剥離工程を示す工程図である。
【図7】 (a)、(b)は、従来の半導体装置の製造方法における剥離工程を示す工程図である。
【符号の説明】
1 補強板
2 接着層
3 半導体ウエハー
4 貫通孔(注入路)
5 半導体ウエハー表面
6 ダイシングテープ
7 サポート冶具(冶具)
8 細溝(注入路)
9 補強板の裏面
10 補強板の表(おもて)面
11 半導体ウエハーの裏面
15 溶剤
16 個片化された半導体装置(半導体装置)
17 サポート冶具(冶具)
18 注入孔
21 補強板
Claims (8)
- 一方の面にその側面まで伸びた溝を有する補強板と表面に半導体装置が形成された半導体ウエハーとを、接着層を介して、上記補強板の溝を有する面と上記半導体ウエハーの表面とが対向するように接着する補強工程と、
上記半導体ウエハーの裏面を研摩する研摩工程と、
上記溝に接着層を溶融する溶剤を注入し、補強板を半導体ウエハーの表面から剥離する剥離工程とを含んでいることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 上記補強板には、複数の溝が分散して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 表面から裏面へ達する貫通孔を有する補強板を、接着層を介して、複数の半導体装置が形成された半導体ウエハーの表面に接着する補強工程と、
上記半導体ウエハーの裏面を研摩する研摩工程と、
研摩された上記半導体ウエハーの裏面にダイシングテープを接着する接着工程と、
上記貫通孔に接着層を溶融する溶剤を注入し、補強板を半導体ウエハーから剥離する剥離工程と、
上記半導体ウエハーをダイシングすることにより、上記複数の半導体装置を個片化するダイシング工程とを含んでいることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 一方の面にその側面まで伸びた溝を有する補強板と表面に半導体装置が形成された半導体ウエハーとを、接着層を介して、上記補強板の溝を有する面と上記半導体ウエハーの表面とが対向するように接着する補強工程と、
上記半導体ウエハーの裏面を研摩する研摩工程と、
研摩された上記半導体ウエハーの裏面にダイシングテープを接着する接着工程と、
上記溝に接着層を溶融する溶剤を注入し、補強板を半導体ウエハーの表面から剥離する剥離工程と
上記半導体ウエハーをダイシングすることにより、複数の半導体装置を個片化するダイシング工程とを含んでいることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 上記剥離工程では、貫通孔に溶剤を注入する前に上記接着層の側面を冶具にて覆うことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
- 上記剥離工程では、接着層の側面を注入孔を有する冶具にて覆い、その後上記溶剤を、上記注入孔を通して上記溝に注入することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
- 半導体ウエハーの研摩の際に上記半導体ウエハーを補強する補強板であって、一方の面に溝を有し、該溝は、補強板の側面まで伸びていることを特徴とする補強板。
- 上記溝を複数有し、これらの溝が分散していることを特徴とする請求項7に記載の補強板。
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