JPH04251931A - 半導体ウエハ裏面のエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップの製造工
程において半導体ウエハの裏面を酸を用いてエッチング
する方法に関する。更に詳しくは、半導体ウエハの裏面
を酸を用いてエッチングする際に半導体ウエハの表面に
酸が浸透することを防止するエッチング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体チップの製造に用いられるウエハ
用材料として、シリコン、ガリウムおよび砒素等が用い
られ、なかでもシリコンが多用されている。例えば、シ
リコンウエハは高純度の単結晶シリコンを厚さ４００〜
１０００μｍ程度に薄くスライスすることにより製造さ
れている。

【０００３】近年、半導体チップは薄肉化、軽量化され
る傾向にある。そのため、半導体ウエハの表面に集積回
路を組み込んだ後、更に半導体ウエハの裏面を研削機で
研削し、厚さを１００〜６００μｍ程度まで薄くするの
が一般的になっている。

【０００４】その際、半導体ウエハの裏面に研削模様や
ひずみが発生する。半導体ウエハの用途によってはこれ
らを取り除く必要がある。そのための手段としてウエハ
の裏面を酸でエッチングする方法がある。この方法では
、半導体ウエハの表面に酸が付着することにより半導体
集積回路を損傷することがある。

【０００５】酸による半導体集積回路の損傷を防止する
方法として、例えば、特開昭６１−３４２８号公報には
、半導体ウエハの表面にパラフィン、レジストインク等
を塗布する方法が提案されている。

【０００６】しかし、この方法では，パラフィン等を塗
布した後の乾燥固化と、更に酸によるエッチングの後に
、パラフィン等を加熱し溶剤を用いて洗浄除去する工程
が必要である。そのため、操作が煩雑で生産性向上の大
きな障害になるとともに溶剤を使用するために起きる環
境問題がある。また、パラフィン等が完全に除去できず
半導体ウエハの表面が汚染される問題もある。

【０００７】これらの問題を解決した、半導体ウエハの
裏面をエッチングする方法の開発が強く要望されている
。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半導
体ウエハの裏面を酸を用いてエッチングするに際し、半
導体ウエハの表面への酸の付着を防止するとともに、半
導体ウエハの表面を汚染することのない半導体ウエハ裏
面のエッチング方法を提供することにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は生産性のよい半
導体ウエハ裏面のエッチング方法を提供することにある
。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、集積回路が組み込まれた半導体ウエハの表面に
、実質的に酸不透過性である基材フィルム層と粘着材層
からなる粘着テープを貼付することにより、上記課題が
解決できることを見出し本発明を完成した。

【００１１】すなわち、本発明は、集積回路が組み込ま
れた半導体ウエハの表面に、実質的に酸不透過性である
ポリプロピレン樹脂フィルムまたはポリエチレンテレフ
タレート樹脂フィルムよりなる基材フィルム層と粘着材
層からなる粘着テープを貼付し、該半導体ウエハの裏面
を酸処理することを特徴とする半導体ウエハ裏面のエッ
チング方法である。

【００１２】本発明における半導体ウエハの表面とは、
集積回路が組み込まれた側であり、裏面とはその反対側
である。

【００１３】本発明の方法に用いる粘着テープは、基材
フィルムの片面に粘着剤を塗布、乾燥することにより、
基材フィルム層の片面に粘着剤層を設けたテープである
。通常、この粘着テープは粘着剤層の表面に、さらに、
剥離フィルムを貼付し、巻き体状あるいは一定寸法に切
断された積層体とする形態、または、粘着テープを円形
状等に打抜き剥離フィルムに貼付し、該剥離フィルムを
巻き体状とする形態等として、運搬、貯蔵等される。

【００１４】粘着テープを使用する際は、先ず、上記剥
離フィルムを剥離した後、ウエハの形状に合わせ適当な
寸法に切断、トリミングし、粘着テープを半導体ウエハ
の表面に貼付する。

【００１５】以下、本発明について詳細に説明する。

【００１６】本発明でエッチングに際して用いる酸は、
硝酸、塩酸、硫酸、しゅう酸、クロム酸、酢酸、リン酸
、フッ化水素酸、過塩素酸、ホウ酸、王水等からなる群
から選ばれる１種または２種以上の混合酸であり、市販
品の中から適宜選択できる。目的に応じてヨウ素、塩化
第二鉄、塩化第二銅等、他の物質が添加された酸であっ
ても差し支えない。

【００１７】具体的には、６１％硝酸と４７％フッ化水
素酸とを容量比５：１で混合したもの、６１％硝酸、４
７％フッ化水素酸、９９．７％酢酸を容量比６：１：１
に混合したもの、６１％硝酸、４７％フッ化水素酸、さ
らに助剤として塩化第二鉄を容量比４：１：４で混合し
たもの、６１％硝酸、４７％フッ化水素酸、９９．７％
酢酸を容量比５：２：４で混合し、さらに、助剤として
ヨウ素を少量添加したもの等がある。

【００１８】これらの内で、６１％硝酸と４７％フッ化
水素酸を容量比５：１で混合したものが一般的に最も広
く用いられる。

【００１９】本発明における実質的に酸不透過性である
ポリプロピレン樹脂フィルムまたはポリエチレンテレフ
タレート樹脂フィルムよりなる基材フィルムは、次の評
価方法により選ばれたフィルムである。

【００２０】基材フィルムを３×５ｃｍの袋状に加工し
、その中に９×８．５ｍｍ角の青色リトマス試験紙を入
れ、ヒートシールにより密封し試験体とする。該試験体
を２３℃に保たれた６１％硝酸１００ミリリットルと４
７％フッ化水素酸２０ミリリットルの混合酸に浸漬する
。青色リトマス試験紙が赤色に変色するまでの時間が３
０分以上、好ましくは６０分以上のフィルムを酸不透過
性フィルムとする。該赤変時間が３０分未満の場合、ウ
エハの裏面のエッチング時に酸の浸透を実質的に防止す
ることが出来ない。

【００２１】基材フィルムは、単層フィルムでも複層フ
ィルムでもよく、少なくとも該基材フィルムの一層が実
質的に酸不透過性であるポリプロピレン樹脂フィルム、
または、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムであ
ればよい。

【００２２】ポリプロピレン樹脂フィルムおよびポリエ
チレンテレフタレート樹脂フィルム共に厚さが５μｍ以
上であれば、本発明で規定する酸不透過性の試験に合格
するが、好ましい厚さは１０μｍ以上である。これらの
内で用いる酸と基材フィルムの好ましい組み合わせは、
フッ化水素酸、硝酸、酢酸等の１種または２種以上の混
合酸をエッチング剤として用いる場合は、厚さが５μｍ
以上、好ましくは１０μｍ以上のポリプロピレン樹脂フ
ィルムであり、王水をエッチング剤として用いる場合は
、厚さが５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上のポリエ
チレンテレフタレート樹脂フィルムである。

【００２３】積層された基材フィルムとする場合には、
上記の厚さを有するポリプロピレン樹脂フィルムまたは
ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを他の素材よ
りなるフィルムに積層することが必要である。

【００２４】基材フィルムの厚さの上限は、酸不透過性
の点からは厚い方が好ましいが、保護する半導体ウエハ
の形状、表面状態及び粘着テープの切断、貼付等の作業
性の点から２０００μｍ程度が好ましい。

【００２５】また、基材フィルムと粘着剤との投錨性を
改良する目的で、基材フィルムの片面にコロナ放電処理
を施すことが好ましい。

【００２６】本発明で用いる粘着テープとは、上記基材
フィルムの片面に、好ましくは、コロナ放電処理を施し
た面に粘着剤層を設けたものである。

【００２７】基材フィルムの表面に塗布される粘着剤と
しては、例えばアクリル系、エステル系、ウレタン系等
の樹脂系粘着剤あるいは天然ゴム、ポリイソブチレンゴ
ム、ポリスチレンブタジエンゴム等の合成ゴムを主体と
する粘着剤等であり、市販品のなかから適宜選択できる
。

【００２８】基材フィルムに塗布する粘着剤の厚さは、
半導体ウエハの形状、表面状態により適宜決められるが
、通常２〜２００μｍが好ましい。

【００２９】粘着剤を基材フィルムの表面に塗布する方
法としては、従来公知の塗布方法、例えばロールコータ
法、浸漬法、ハケ塗り法、スプレー法等が採用でき、基
材フィルムの全面もしくは部分的に塗布することが出来
る。

【００３０】本発明の方法により、半導体ウエハの裏面
を酸を用いてエッチングする方法の一例を説明する。

【００３１】ウエハの表面に集積回路を組み込んだ後、
研磨機を用いて該ウエハの裏面を研削し、１００〜６０
０μｍ程度の厚さに薄肉化する。そのウエハの表面に粘
着テープを貼付し、機械または人手によりウエハの形状
に合うようにトリミングする。

【００３２】該ウエハを、例えば、２５枚を１単位とし
てテフロン製専用カセットケースに入れる。次いで、例
えば、２３℃に調節された６１％硝酸と４７％フッ化水
素酸の混合酸（容量比５：１）に該カセットケースを約
２分間浸漬する。酸の化学作用により半導体ウエハの裏
面を約１μｍ研磨し、前工程での研削時に生じた研削模
様および歪み等を除去する。

【００３３】この際、ウエハの表面に貼付された粘着テ
ープは、ウエハに組み込まれた集積回路が酸により損傷
を受けることを防止する。

【００３４】用いる酸の組成は、ウエハの種類、ウエハ
の厚さ、前工程での研削時に生じた歪みの程度等に応じ
適宜選択する。通常エッチング時の酸の温度は、５〜６
０℃、酸に浸漬する時間は、５秒〜２０分間程度である
。

【００３５】酸を用いてエッチングする場合、ウエハが
酸に溶解するため、その反応熱によって酸の温度が上昇
する。そのため、例えば塩化ビニル樹脂またはエチレン
−酢酸ビニル共重合体樹脂等を基材フィルムとした粘着
テープを用いる場合は、耐酸性のみならず耐熱性も不足
するので大規模な冷却装置を必要とする。本発明の粘着
テープは、上記両特性を兼ね備えているので、温度が６
０℃程度までは充分に耐えるので、大規模な冷却装置を
必要としない。

【００３６】また、他の方法として半導体ウエハの表面
に粘着テープを貼付した後、該ウエハの裏面に上記の酸
を、例えば、直径４インチのウエハ１枚当たり１分間に
１〜２リットル程度の流量で約２分間程度シャワーリン
グする方法も行われる。

【００３７】エッチングが完了した後に、半導体ウエハ
の表面から粘着テープを剥離して、純水を用いて洗浄し
、乾燥する。

【００３８】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。なお、実施例中の物性等の評価は下記方法で行
なった。

【００３９】■酸不透過性 粘着テープ用の基材フィルムを３ｃｍ×５ｃｍの袋状に
加工し、その中に９ｍｍ×８．５ｍｍ角の青色リトマス
試験紙を入れ、ヒートシールで密封し試験体とする。該
試験体を２３℃に保たれた６１％硝酸１００ミリリット
ルと４７％フッ化水素酸２０ミリリットルの混合酸に浸
漬する。青色リトマス試験紙が赤色に変色するまでの時
間を測定する。変色時間が長いほど、酸不透過性が良好
である。

【００４０】■酸による浸食状況及び異物付着量集積回
路が組み込まれた半導体ウエハの表面に粘着テープを貼
付し、２３℃に保たれた６１％硝酸１００ミリリットル
と４７％フッ化水素酸２０ミリリットルの混合酸に２分
間浸漬する。粘着テープを剥離した後、純水を用いて洗
浄し、乾燥する。該ウエハの表面を光学顕微鏡（倍率４
００倍）を用いて観察し、酸による浸食状況の確認及び
２μｍ以上の異物の付着個数の測定を行う。

【００４１】■破壊電圧 集積回路が組み込まれた半導体ウエハの表面に粘着テー
プを貼付し、２３℃に保たれた６１％硝酸１００ｍｌと
４７％フッ化水素酸２０ミリリットルの混合酸に２分間
浸漬する。粘着テープを剥離した後、純水を用いて洗浄
し、乾燥する。該ウエハの集積回路の端子より５Ｖ／ｍ
ｉｎの昇圧速度で電圧を徐々に上げ、集積回路が破壊す
る電圧を測定する。該回路のアルミニウム配線部が腐食
していたり、酸の浸食のために断線していれば、その破
壊電圧は低下もしくは通電しなくなる。

【００４２】実施例１ 粘着テープ用の基材フィルムとしてポリプロピレン（以
下ＰＰと略記）をＴダイ押出法にて製膜し、さらに二軸
延伸（面倍率１２倍）して、厚さ６０μｍのＰＰフィル
ムを得た。

【００４３】得られたフィルムについて、液温２３℃で
６１％硝酸１００ミリリットルと４７％フッ化水素酸２
０ミリリットルの混合酸を用いて本願発明で規定する酸
不透過性試験を行なった。得られた結果を〔表１〕に示
す。

【００４４】次に、該ＰＰフィルムの片面にコロナ放電
処理を施した後、市販のアクリル系粘着剤（三井東圧化
学（株）製、商品名：ストラクトボンドＸ−５０７８）
をロールコータ機を用いて塗布、９０℃で乾燥して約３
０μｍのアクリル系粘着剤層を設けた粘着テープを得た
。

【００４５】得られた粘着テープを回路が組み込まれた
、直径４インチ、厚さ４００μｍの半導体ウエハの表面
に貼付し、該ウエハ２５枚をカセットケースに入れる。 ２３℃に調節された６１％硝酸５リットルと４７％フッ
化水素酸１リットルの混合酸が入った槽に該カセットケ
ースを２分間浸漬して半導体ウエハの裏面を厚さ約１μ
ｍエッチングした。この操作を５回繰り返した。この時
の温度は５８℃であった。エッチング後、半導体ウエハ
から粘着テープを剥がし、該ウエハを常温において純水
に浸漬し、超音波で１０分間洗浄した。次いで、該ウエ
ハの酸による浸食状況、異物付着量および破壊電圧につ
いての評価試験を実施した。得られた結果を〔表１〕に
示す。

【００４６】実施例２ 酸として６１％硝酸６０ミリリットル、４７％フッ化水
素酸１０ミリリットル、及び酢酸１０ミリリットルの混
合酸を用いた以外は、実施例１と同様の方法で試験した
。得られた結果を〔表１〕に示す。

【００４７】実施例３ 酸として王水１００ミリリットルを用いた以外は、実施
例１と同様の方法で試験した。得られた結果を〔表１〕
に示す。

【００４８】実施例４ 基材フィルムとしてＴダイ押出法にて製膜した厚さ５０
μｍのポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略す
）フィルムを使用した以外は、実施例１と同様の方法で
試験した。得られた結果を〔表１〕に示す。

【００４９】実施例５ 酸として王水１００ミリリットルを用いた以外は、実施
例４と同様の方法で試験した。得られた結果を〔表１〕
に示す。

【００５０】実施例６ 基材フィルムとしてＴダイ押出法にて製膜した厚さ１０
μｍのＰＰフィルムを使用した以外は、実施例１と同様
の方法で試験した。得られた結果を〔表１〕に示す。

【００５１】実施例７ 実施例１で用いたＰＰフィルムとＴ−ダイ押出法により
製膜した厚さ６０μｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体
（以下、ＥＶＡと略す）フィルムをアクリル系接着剤（
三井東圧化学（株）製、商品名：ストラクトボンドＸ−
５０６０）を用いて接着積層し、ＥＶＡフィルム面にコ
ロナ放電処理を施して、以下実施例１と同様の方法で試
験した。得られた結果を〔表１〕に示す。

【００５２】比較例１ スピンコータ（大日本スクリーン製造（株）製　　Ｄ−
ＳＰＩＮ６３６型）を用いて約５０℃に調節されたレジ
ストインク（東京応化工業（株）製　　ＯＭＲ−８３）
を実施例１と同種の半導体ウエハの表面に塗布し、約２
時間冷却して約１０μｍ厚さのレジスト膜を形成後、実
施例１と同様の方法でエッチングし、次いで約５０℃に
加熱されたトリクロロエチレンでレジストインクを除去
した。更に、純水で洗浄した。実施例１と同様の方法で
評価試験を行った。得られた結果を〔表１〕に示す。

【００５３】レジストインクの塗布及び剥離に要した時
間は約４時間で粘着テープを用いる方法と比較して大幅
に作業性が低下した。また、ウエハの表面にレジストイ
ンクの未除去物と思われる異物が多数認められた。

【００５４】比較例２ 基材フィルムとしてＴダイ押出法にて製膜した厚さ６０
μｍのポリエチレン（以下ＰＥと略記）フィルムを用い
た以外は実施例１と同様の方法で試験した。得られた結
果を〔表１〕に示す。

【００５５】比較例３ 酸として王水１００ミリリットルを用いた以外は、比較
例２と同様の方法で試験した。得られた結果を〔表１〕
に示す。

【００５６】比較例４ Ｔ−ダイ押出法により製膜した厚さ３μｍのＰＰフィル
ムとＴ−ダイ押出法により製膜した厚さ６０μｍのＥＶ
Ａフィルムを用いて、実施例７と同様の方法で試験した
。得られた結果を〔表１〕に示す。

【００５７】比較例５ ＰＰフィルムの代わりに、Ｔ−ダイ押出法により製膜し
た厚さ３μｍのＰＥＴフィルムを用いた以外は、比較例
４と同様の方法で試験した。得られた結果を〔表１〕に
示す。

【００５８】参考例１ 基材フィルムとして厚さ６０μｍのＰＰフィルムを使用
し、酸によるエッチングを行なわない以外は実施例１と
同様の方法で試験した。得られた結果は実施例１と同様
で、本発明による方法でエッチングを行ってもウエハの
表面に酸による悪影響がないことが確認された。詳細な
結果を〔表１〕に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【発明の効果】本発明の方法によれば、半導体ウエハの
表面が酸により浸食されることがないので、半導体集積
回路が酸により損傷を受けることがない。

【００６１】さらに、従来の方法のように、レジストイ
ンク等を半導体ウエハの表面に塗布する必要がなく、製
造工程が簡略化され、かつ、レジストインク等の異物に
より半導体ウエハの表面が汚染されることもない。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　集積回路が組み込まれた半導体ウエハ
   の表面に、実質的に酸不透過性であるポリプロピレン樹
   脂フィルムまたはポリエチレンテレフタレート樹脂フィ
   ルムよりなる基材フィルム層と粘着材層からなる粘着テ
   ープを貼付し、該半導体ウエハの裏面を酸処理すること
   を特徴とする半導体ウエハ裏面のエッチング方法。
2. 【請求項２】　　基材フィルム層が単層フィルムまたは
   複層フィルムからなり、該基材フィルム層の少なくとも
   一層が厚さ５〜２０００μｍのポリプロピレン樹脂フィ
   ルムまたはポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムで
   ある請求項１記載の半導体ウエハ裏面のエッチング方法
   。
3. 【請求項３】　　酸処理の温度が５〜６０℃の範囲であ
   る請求項１記載の半導体ウエハ裏面のエッチング方法。