TW201933452A - 半導體晶片之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之半導體晶片之製造方法係藉由從表面側照射SF6氣體電漿，而蝕刻已裸露於界道部分的半導體晶圓，分割成各個半導體晶片而單片化。接著，從遮罩材層的表面側貼合剝離膠帶。剝離膠帶係於基材薄膜設置黏著劑層而構成。貼合剝離膠帶並使之硬化後，將剝離膠帶與遮罩材層一同剝離。即，使遮罩材層與剝離膠帶接著，將遮罩材層從圖案面剝離。

Description

半導體晶片之製造方法
本發明係關於半導體晶片之製造方法。
背景技術 最近半導體晶片朝薄膜化/小晶片化的進化令人瞠目，尤其是像記憶卡或智慧卡這種內建有半導體IC晶片的IC卡被要求薄膜化，且LED、LCD驅動用元件等被要求小晶片化。隨著今後這些需求的增加，咸認半導體晶片的薄膜化/小晶片化的需求會更加提高。
這些半導體晶片係藉由於晶背研磨步驟或蝕刻步驟等中將半導體晶圓薄膜化至特定厚度後，經由切割步驟而分割為各個晶片來獲得。於該切割步驟中迄今使用藉切割刀片予以切斷的刀片切割方式。於刀片切割方式中，切斷時刀片的切削阻力會直接施加於半導體晶圓上。因此，有因為該切削阻力而使半導體晶片產生微小缺口(崩裂)之情形。產生崩裂不僅會損及半導體晶片外觀，且根據情況可能會因為抗折強度不足而於拾取時導致晶片破損，甚至晶片上的電路圖案破損。又，於利用刀片的物理性切割步驟中，不能使晶片彼此的間隔即切口(亦稱為切割道、界道)寬度比具有厚度的刀片寬度更狹小。其結果，可從一片晶圓取得的晶片數量(產量)變少。進而還存在晶圓製程時間長的問題。
除了刀片切割方式外，於切割步驟中亦可利用各種方式。例如有鑑於使晶圓薄膜化後難以進行切割，而有如下DBG(預先切割)方式，即預先於晶圓形成恰為預定厚度的槽，然後進行研削製程而同時進行薄膜化與晶片單個化。依照此種方式，切口寬度雖然與刀片切割步驟相同，卻有晶片的抗折強度提高、可抑制晶片破損的優點。
另外有以雷射進行切割之雷射切割方式。根據雷射切割方式，可使切口寬度變窄且具有作為乾式製程的優點。然而，存在有晶圓表面遭利用雷射行切斷時的昇華物污染之問題，有時需要以預定的液狀保護材料保護晶圓表面的前處理。並且，雖說是乾式製程，也尚未實現完全的乾式製程。進而，雷射切割方式相較刀片切割方式更能使處理速度高速化。然而，一次處理一道並沒有改變，在製造極小晶片時相當地費時。
另外還有以水壓進行切割之噴水方式等採用溼式製程的方式。此種方式有可能在MEMS元件或CMOS感測器等需要高度抑制表面污染的材料中發生問題。且在縮小切口寬度上存在限制，所得的晶片產量亦低。
又，亦已知有一種隱形切割方式，係藉由雷射於晶圓厚度方向形成改質層，進行擴展後分斷而單片化。此種方式具有可使切口寬度為零且可以乾式進行處理的優點。然而，有因為形成改質層時的熱歷程而使晶片抗折強度降低的傾向，且有於進行擴展而分斷時產生矽屑的情形。進而，與鄰接晶片的碰撞可能引起抗折强度不足。
再者，亦存在一種對應窄切割寬度的晶片單片化方式，其係結合了隱形切割與預先切割的方式，於薄膜化前預先形成恰為預定厚度的改質層，然後從背面進行研削製程而同時進行薄膜化與晶片單片化。此種技術係改善上述製程的缺點，由於在晶圓背面研削製程中矽改質層藉著應力而劈開而單片化，故具有切口寬度為零、晶片產量高且抗折強度亦提高的優點。然而，由於在背面研削製程中被予以單片化，故有時會觀察到晶片端面與鄰接晶片碰撞而晶片缺角的現象。
又，亦有人提出一種利用電漿切割方式的切割技術(例如參照專利文獻1)。電漿切割方式係利用電漿選擇性地蝕刻未被遮罩覆蓋的位置，藉此將半導體晶圓分割的方法。若使用此種切割方法，可選擇性地分斷晶片，縱使切割道彎曲亦可無問題地進行分斷。又，由於蝕刻速度非常快，故近年來被認為是分斷晶片的最佳製程之一。
先行技術文獻 專利文獻 [專利文獻1]日本特開2007-19385號公報
發明概要 發明欲解決之課題 於電漿切割方式中，使用六氟化硫(SF6 )或四氟化碳(CF4 )等與晶圓的反應性非常高的氟系氣體作為電漿產生用氣體。因此蝕刻速度較快，對於不進行蝕刻的面必須利用遮罩進行保護。
形成該遮罩時，如同專利文獻1也有記載般，一般使用如下技術：於晶圓表面塗佈抗蝕劑後，以光微影製程去除相當於界道(street)的部分，而作成遮罩。因此，為了進行電漿切割，需要電漿切割設備以外的光微影步驟設備，有晶片成本上升的問題。又，由於通過利用抗蝕劑的掩蔽步驟，故亦存在整體的處理製程變長的問題。
本發明係鑑於上述問題而完成者，其目的係提供一種半導體晶片之製造方法，其不需要光微影製程，且可藉由電漿照射更確實地將晶圓分割(個別化)為晶片，可高度抑制不良晶片產生。
用以解決課題之手段 為了達成前述目的，本發明之半導體晶片之製造方法特徵在於具備以下步驟：步驟a，將具有表面保護膠帶與設於前述表面保護膠帶上之遮罩材層的遮罩一體型表面保護膠帶貼合於半導體晶圓之圖案面側，研削前述半導體晶圓背面，於經研削之前述半導體晶圓背面貼合晶圓固定膠帶，並以環形框架進行支持固定；步驟b，從前述遮罩一體型表面保護膠帶剝離前述表面保護膠帶，使前述遮罩材層露出於表面後，利用雷射將前述遮罩材層中相當於前述半導體晶圓界道的部分切斷，使前述半導體晶圓界道開口；電漿切割步驟c，利用電漿照射使前述半導體晶圓按界道分斷而單片化為半導體晶片；及步驟d，將剝離膠帶貼合於前述遮罩材層，將前述剝離膠帶與前述遮罩材層一同剝離而去除前述遮罩材層。
前述剝離膠帶宜由放射線硬化型樹脂構成，前述步驟d中宜在將前述剝離膠帶貼合於前述遮罩材層後，照射放射線而使前述剝離膠帶硬化後，將前述剝離膠帶與前述遮罩材層一同剝離。
前述步驟d中前述剝離膠帶與前述遮罩材層的接著力宜比前述步驟b中前述表面保護膠帶與前述遮罩材層的接著力還強。
根據本發明，由於可利用電漿照射將晶圓分割為晶片，故可抑制不良晶片產生。此時，由於使用於表面保護膠帶上具有遮罩材層的遮罩一體型表面保護膠帶來形成遮罩，故不需要光微影製程。因此，不需要光微影步驟設備，可抑制晶片成本。又，由於不需要採用抗蝕劑之遮罩步驟，故可縮短整體的處理過程。
又，由於利用剝離膠帶將遮罩材層剝離，故例如與利用灰化將遮罩材層去除之情形相比較，可避免對半導體晶圓電路面的損傷。
又，藉由應用放射線硬化型樹脂作為剝離膠帶，於貼合剝離膠帶後照射放射線使剝離膠帶硬化時可使剝離膠帶收縮。因此，在將剝離膠帶與遮罩材層一同剝離時，利用剝離膠帶收縮所致的變形而與遮罩材層咬合，可提高剝離膠帶與遮罩材層的接著力。其結果，可確實地將遮罩材層剝離。
又，在將遮罩材層剝離時剝離膠帶與遮罩材層的接著力，係比在將表面保護膠帶剝離時表面保護膠帶與遮罩材層的接著力還強，藉此可確實地獲得所述效果。
發明效果 根據本發明，可提供一種半導體晶片之製造方法，其不需要光微影製程，且可藉由電漿照射更確實地將晶圓分割(個別化)為晶片，可高度抑制不良晶片產生。
用以實施發明之形態 [本發明之半導體晶片之製造方法] 以下，就本發明半導體晶片之製造方法(以下簡稱為「本發明之製造方法」)進行說明。本發明之製造方法係將半導體晶圓進行電漿切割而獲得半導體晶片的方法。如以下所說明般，本發明之製造方法不需要光微影製程，可大幅地抑制半導體晶片乃至於半導體製品的製造成本。
本發明之製造方法至少包含下述(a)~(d)步驟。 (a)步驟，將具有表面保護膠帶與設於表面保護膠帶上之遮罩材層的遮罩一體型表面保護膠帶貼合於半導體晶圓之圖案面側，研削半導體晶圓背面，於經研削之半導體晶圓背面貼合晶圓固定膠帶，並以環形框架進行支持固定； (b)步驟，從遮罩一體型表面保護膠帶剝離表面保護膠帶，使遮罩材層露出於表面後，利用雷射將遮罩材層中相當於半導體晶圓界道的部分切斷，使半導體晶圓界道開口； (c)電漿切割步驟，利用電漿照射，使半導體晶圓按界道分斷，單片化為半導體晶片；及 (d)步驟，係將剝離膠帶貼合於遮罩材層，將剝離膠帶與遮罩材層一同剝離而去除遮罩材層。
剝離膠帶宜由放射線硬化型樹脂構成，於步驟d中宜在將剝離膠帶貼合於遮罩材層後，照射放射線使剝離膠帶硬化後，將剝離膠帶與遮罩材層一同剝離。
步驟d中之剝離膠帶與遮罩材層的接著力宜比步驟b中之表面保護膠帶與遮罩材層的接著力強。
以下，一面參照圖式，一面就本發明之實施形態進行說明，但本發明除本發明中規定事項外，並不限定於下述實施形態。又，各圖式所示的形態為用以容易理解本發明的示意圖，各構件的尺寸、厚度乃至於相對的大小關係等為方便說明而有改變大小之情形，並不是直接表示實際的關係。又，除了本發明規定事項以外，亦不限定於此等圖式所示的外形、形狀。
再者，以下實施形態所使用的裝置及材料等，除非另有說明，可使用習知以來通常用於半導體晶圓加工的裝置及材料等，其使用條件亦可於通常使用方法之範圍內視目的適當地進行設定、最佳化。又，關於各實施形態中共通的材質、結構、方法、效果等，省略其重複記載。
參照圖1~圖6說明本發明之製造方法之實施形態。半導體晶圓1具有於表面S形成有半導體零組件電路等之圖案面2(參照圖1A)。於半導體晶圓1之圖案面2側貼合有遮罩一體型表面保護膠帶3(參照圖1B)。依據以上，可獲得圖案面2被遮罩一體型表面保護膠帶3被覆的半導體晶圓1(參照圖1C)。
再者，遮罩一體型表面保護膠帶3係構造成：於基材薄膜3aa設有黏著劑層3ab之表面保護膠帶3a的黏著劑層3ab上，進而設有遮罩材層3b。即，遮罩一體型表面保護膠帶3係具有表面保護膠帶3a與設於表面保護膠帶3a上的遮罩材層3b。再者，於遮罩一體型表面保護膠帶3中，基材薄膜3aa、黏著劑層3ab、遮罩材層3b分別可為單層結構，亦可為2層以上的多層結構。黏著劑層3ab及遮罩材層3b宜為單層結構。又，若可以利用遮罩材層3b本身的黏著力，亦可不需要黏著劑層3ab。
接著，以晶圓研削裝置12研削半導體晶圓1背面B，使半導體晶圓1厚度變薄(參照圖2A)。於該經研削的背面B貼合晶圓固定膠帶4(參照圖2B)，將半導體晶圓1支持固定於環形框架13(參照圖2C)。
接著，從半導體晶圓1剝離遮罩一體型表面保護膠帶3的表面保護膠帶3a，同時使該遮罩材層3b殘留於半導體晶圓1(參照圖3A)，使遮罩材層3b露出(參照圖3B)。然後，從表面S側對以格子狀等適當地形成於圖案面2的多數條界道(未圖示)照射CO2 雷射L，去除遮罩材層3b中相當於半導體晶圓1界道的部分，使半導體晶圓1界道開口(參照圖3C)。
接著，藉由從表面S側照射SF6 氣體電漿15來蝕刻裸露於界道部分的半導體晶圓1(參照圖4A)，分割成各個半導體晶片7使之單片化(電漿切割步驟)(參照圖4B)。
此處，使用SF6 氣體之半導體晶圓的Si蝕刻製程亦稱為BOSCH法，係使露出的Si與使SF6 電漿化而生成的F原子反應，而以四氟化矽(SiF4 )之形態去除的方法，亦稱為反應性離子蝕刻(RIE)。
接著，從遮罩材層3b的表面S側貼合剝離膠帶16(參照圖5A)。剝離膠帶16係構造成於基材薄膜16a設置有黏著劑層16b。再者，剝離膠帶16中的基材薄膜16a、黏著劑層16b可分別為單層結構，亦可為2層以上的多層結構。黏著劑層16b宜為單層結構。
剝離膠帶16宜由放射線硬化型樹脂構成。於此情況下，將剝離膠帶16貼合於遮罩材層3b後，照射紫外線(UV19)使剝離膠帶16硬化(參照圖5B)。
再者，於本發明中，所謂剝離膠帶16由放射線硬化型樹脂構成，包含剝離膠帶16之至少一部分的構成是由放射線硬化型樹脂構成，例如亦包含僅剝離膠帶16的黏著劑層16b是由放射線硬化型樹脂構成的情況。此時，所謂使剝離膠帶16硬化係指使剝離膠帶16的黏著劑層16b硬化。再者，於本說明書中，所謂「放射線」係指包含紫外線這種光線及電子束等游離性放射線兩者，本發明所使用的放射線宜為紫外線。又，若剝離膠帶16並非放射線硬化型樹脂時，則不需要朝剝離膠帶16照射UV19的步驟。
貼合剝離膠帶16並使之硬化後，將剝離膠帶16與遮罩材層3b一同剝離(參照圖5C)。即，使遮罩材層3b接著於剝離膠帶16，將遮罩材層3b從圖案面2剝離、去除。此時，藉由朝剝離膠帶16(黏著劑層16b)照射UV19使之硬化，剝離膠帶16於剝離前會硬化收縮，藉由該收縮，剝離膠帶16與遮罩材層3b之界面的凹凸形狀會咬合，提高遮罩材層3b與剝離膠帶16的接著力(剝離強度)，可確實地將遮罩材層3b剝離、去除。
再者，為了如此確實地剝離遮罩材層3b，遮罩材層3b與剝離膠帶16(黏著劑層16b)的接著力(剝離強度)有必要足夠高。另一方面，在剝離表面保護膠帶3a時，遮罩材層3b必須殘留於半導體晶圓1。因此，在將剝離膠帶16剝離時之遮罩材層3b與剝離膠帶16的接著力(剝離強度)必須高於遮罩材層3b與半導體晶圓1的接著力。而遮罩材層3b與半導體晶圓1的接著力，必須高於剝離表面保護膠帶3a時之遮罩材層3b與表面保護膠帶3a的接著力。
於此，各部分的接著力可例如以剝離力試驗(JIS Z0237)等進行評價。又，遮罩材層3b與剝離膠帶16的接著力、及遮罩材層3b與表面保護膠帶3a的接著力，例如可藉由改變黏著劑層3ab與黏著劑層16b各自構成的聚合物之官能基或鏈長而進行調整。
剝離膠帶16由放射線硬化型黏著劑構成時，可適合使用含有丙烯酸系黏著劑與放射線聚合性化合物而成的黏著劑。丙烯酸系黏著劑為(甲基)丙烯酸系共聚物、或者(甲基)丙烯酸系共聚物與硬化劑的混合物。(甲基)丙烯酸系共聚物，例如可舉例：具有(甲基)丙烯酸酯作為構成成分的共聚物、或者具有(甲基)丙烯酸酯作為構成成分的2種以上共聚物的混合物等。此等共聚物的重量平均分子量通常為30萬~100萬左右。(甲基)丙烯酸系共聚物的總單體成分中，(甲基)丙烯酸酯成分的比率宜為70莫耳%以上、較佳為80莫耳%以上、更佳為90莫耳%以上。
又，(甲基)丙烯酸系共聚物之單體成分中，在(甲基)丙烯酸酯成分的比率並非100莫耳%時，剩餘的單體成分宜為以(甲基)丙烯醯基作為聚合性基進行聚合而成之形態存在的單體成分(源自於(甲基)丙烯酸的構成成分等)。又，(甲基)丙烯酸系共聚物的總單體成分中，具有與後述硬化劑反應之官能基(例如羥基)之(甲基)丙烯酸酯成分的比率宜為1莫耳%以上、較佳為2莫耳%以上、更佳為5莫耳%以上、再更佳為10莫耳%以上。又，該(甲基)丙烯酸酯成分的比率宜為35莫耳%以下、較佳為25莫耳%以下。又，(甲基)丙烯酸系共聚物的總單體成分中，具有與後述硬化劑反應之官能基(例如羥基)之構成成分(單體成分)的比率宜為5莫耳%以上、較佳為10莫耳%以上。該比率的上限值宜為35莫耳%以下、較佳為25莫耳%以下。
上述(甲基)丙烯酸酯成分宜為(甲基)丙烯酸烷基酯(亦稱為烷基(甲基)丙烯酸酯)。構成該(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基碳數宜為1~20、較佳為1~15、更佳為1~12。
硬化劑係用以與(甲基)丙烯酸系共聚物所具有之官能基反應，以調整黏著力及凝集力。例如可列舉：於1,3-雙(N,N-二環氧丙基胺基甲基)環己烷、1,3-雙(N,N-二環氧丙基胺基甲基)甲苯、1,3-雙(N,N-二環氧丙基胺基甲基)苯、N,N,N,N'-四環氧丙基-間二甲苯二胺等分子中具有2個以上環氧基的環氧化合物、2,4-二異氰酸甲苯酯、2,6-二異氰酸甲苯酯、1,3-二甲苯二異氰酸酯、1,4-二甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯等分子中具有2個以上異氰酸酯基的異氰酸酯系化合物、四羥甲基-三-β-氮基丙酸酯、三羥甲基-三-β-氮基丙酸酯、三羥甲基丙烷-三-β-氮基丙酸酯、三羥甲基丙烷-三-β-(2-甲基氮)丙酸酯等分子中具有2個以上氮基的氮系化合物等。硬化劑的添加量可以根據所需的黏著力進行調整，相對於(甲基)丙烯酸系共聚物100質量份為0.1~5.0質量份是適當的。於本發明使用的剝離膠帶16中，硬化劑處於已與(甲基)丙烯酸系共聚物反應的狀態。
關於上述放射線聚合性化合物，廣泛使用可藉由照射放射線而三維網狀化、且分子內具有至少2個以上光聚合性碳-碳雙鍵之低分子量化合物。具體而言可廣泛應用以下丙烯酸酯系化合物：三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯、二新戊四醇單羥基五丙烯酸酯、二新戊四醇六丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、或低聚酯丙烯酸酯等。
又，除了上述丙烯酸酯系化合物外，亦可使用胺基甲酸酯丙烯酸酯系低聚物。胺基甲酸酯丙烯酸酯系低聚物係使具有羥基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯(例如丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯等)對末端異氰酸酯胺基甲酸酯預聚物反應而獲得，而該末端異氰酸酯胺基甲酸酯預聚物係使聚酯型或聚醚型等多元醇化合物與多價異氰酸酯化合物(例如2,4-二異氰酸甲苯酯、2,6-二異氰酸甲苯酯、1,3-二甲苯二異氰酸酯、1,4-二甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷4,4-二異氰酸酯等)反應而獲得者。
關於放射線硬化型黏著劑中的丙烯酸系黏著劑與放射線聚合性化合物的調配比，宜相對於丙烯酸系黏著劑100質量份，於50~200質量份、較佳為50~150質量份的範圍調配放射線聚合性化合物。若為該調配比範圍，可大幅地降低剝離膠帶16的黏著力。
又，關於用於剝離膠帶16的放射線硬化型黏著劑，亦宜使用使上述(甲基)丙烯酸系共聚物本身成為放射線聚合性的放射線聚合性(甲基)丙烯酸系共聚物。此種情況下，放射線硬化型黏著劑亦可包含硬化劑。
放射線聚合性(甲基)丙烯酸系共聚物係於共聚物的分子中具有可於放射線、尤其是紫外線照射下進行聚合反應之反應性基之共聚物。關於此種反應性基，較佳為乙烯性不飽和基、即具有碳-碳雙鍵之基。關於該基，例如可列舉：乙烯基、烯丙基、苯乙烯基、(甲基)丙烯醯氧基、(甲基)丙烯醯胺基等。
上述反應性基朝共聚物中的導入，例如可藉由具有羥基之共聚物、與具有與羥基反應之基(例如異氰酸酯基)且具有上述反應性基之化合物(代表性者為異氰酸2-(甲基)丙烯醯氧基乙酯)反應而進行。
又，構成上述放射線聚合性(甲基)丙烯酸系共聚物的總單體成分中，具有上述反應性基之單體成分的比率宜為2~40莫耳%、較佳為5~30莫耳%、更佳為10~30莫耳%。
又，於藉由放射線使剝離膠帶16聚合硬化的情況下，可使用光聚合引發劑、例如異丙基苯偶姻醚、異丁基苯偶姻醚、二苯甲酮、米其勒酮、氯化9-氧硫、芐基甲基縮酮、α-羥基環己基苯基酮、2-羥甲基苯基丙烷等。藉由於剝離膠帶16中添加該等中之至少一種，可有效率地進行聚合反應。
上述剝離膠帶16亦可進而含有光增感劑、習知周知的黏著賦予劑、軟化劑、抗氧化劑等。
藉由上述過程，將殘留於表面S的遮罩材層3b去除(參照圖6A)。然後，將最終被單片化的晶片7藉由銷17由下往上推，並利用真空吸嘴18吸附拾取(參照圖6B)。由以上步驟，可製造半導體晶片。
接著，就於本發明之製造方法中使用的材料進行說明。半導體晶圓1係具有於單面形成有半導體零組件電路等之圖案面2的矽晶圓等，圖案面2係形成有半導體零組件電路等之面，於俯視下具有界道。
(遮罩一體型表面保護膠帶3) 遮罩一體型表面保護膠帶3係具有於基材薄膜3aa上設有黏著劑層3ab、進而於黏著劑層3ab上設有遮罩材層3b的構成，且具有保護已形成在圖案面2之半導體零組件的功能。即，由於在後續步驟的晶圓薄膜化步驟中會於圖案面2支持半導體晶圓1以研削晶圓背面，故必須能耐受該研削時的負荷。因此，遮罩一體型表面保護膠帶3與單純的抗蝕膜等不同，具有足可被覆形成於圖案面2之零組件的厚度，其按壓阻力較低，且為密接性高得足可密接零組件以避免研削時的灰塵或研削水等入侵之物。
(基材薄膜3aa) 遮罩一體型表面保護膠帶3中，基材薄膜3aa係由塑膠或橡膠等構成，其材質方面例如可列舉：聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚丁烯-1、聚-4-甲基戊烯-1、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、離子聚合物等的α-烯烴之均聚物或共聚物、或者此等之混合物；聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚苯硫醚、聚醚醯亞胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚胺基甲酸酯、苯乙烯-乙烯-丁烯-或戊烯系共聚物等之單體或混合二種以上者；進而於此等中調配有此等以外的樹脂或填充材、添加劑等的樹脂組成物，可根據所需特性而適當選擇。低密度聚乙烯和乙烯醋酸乙烯酯共聚物的積層體、聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二酯的積層體、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯為合適的材質之一。
此等基材薄膜3aa可使用一般的擠出法製造。若是積層各種樹脂而獲得基材薄膜3aa的情況，可利用共擠出法、層壓法等製造。此時，如同在一般的層壓薄膜製法中通常所進行般，亦可於樹脂與樹脂之間設置接著層。由強度、延展性等特性、放射線透過性之觀點，這種基材薄膜3aa的厚度宜為20~200μm。
(黏著劑層3ab) 黏著劑層3ab係與遮罩材層3b一同發揮如下作用，即吸收形成於圖案面2之零組件的凹凸，提高與圖案面2的密着性，保護圖案面2。為了使遮罩一體型表面保護膠帶3能耐受晶圓薄膜化步驟(背面研削步驟)的負荷，於晶圓薄膜化步驟時，黏著劑層3ab與遮罩材層3b乃至基材薄膜3aa的密着性宜較高。另一方面，於晶圓薄膜化步驟後，為了使遮罩材層3b與基材薄膜3aa一體地剝離，黏著劑層3ab與遮罩材層3b的密著性宜較低(剝離性宜較高)。
再者，於本發明中，黏著劑層3ab於具有期望特性的範圍內，可應用非放射線硬化型黏著劑(壓感型黏著劑)。
由更加提高形成於圖案面2之零組件等的保護能力、且更加提高朝圖案面2之密著性的觀點來看，黏著劑層3ab的厚度宜為5~100μm、較佳為10~100μm、更佳為2~50μm。又，雖然取決於元件種類而有所不同，但圖案表面的凹凸大致為數μm~15μm左右，故黏著劑層3ab的厚度更佳為5~30μm。
(遮罩材層3b) 遮罩材層3b係朝圖案面2黏貼時不易弄傷半導體零組件等，且於去除時不易產生半導體零組件等破損或黏著劑殘留於表面。關於遮罩材層3b，可使用藉由較佳為放射線、更佳為紫外線照射而遮罩材層3b呈現三維網狀化，例如紫外線硬化型或者電子束這種游離性放射線硬化型等的放射線聚合型遮罩材層3b。
又，亦宜使用非放射線硬化型之所謂壓感型黏著劑。關於該壓感型黏著劑，可適當使用上述(甲基)丙烯酸系共聚物與硬化劑的混合物。
這種遮罩材層3b，可適當地使用含有丙烯酸系黏著劑、或該丙烯酸系黏著劑與放射線聚合性化合物的遮罩材。上述丙烯酸系黏著劑係(甲基)丙烯酸系共聚物、或(甲基)丙烯酸系共聚物與硬化劑的混合物，可適當使用於前述剝離膠帶16所記載的丙烯酸系黏著劑。再者，由密著性的觀點，(甲基)丙烯酸系共聚物的總單體成分中，具有與硬化劑反應之官能基(例如羥基)之(甲基)丙烯酸酯成分的比率宜為0.1莫耳%以上、較佳為0.5莫耳%以上。上限值宜為20莫耳%以下、較佳為15莫耳%以下。(甲基)丙烯酸系共聚物的質量平均分子量宜為10萬~100萬左右。
如前所述，關於遮罩材層3b，可適當使用藉由放射線硬化的放射線硬化型黏著劑、或不會藉由放射線硬化的壓感型黏著劑。上述放射線硬化型黏著劑，宜為含有上述丙烯酸系黏著劑、與分子內具有1個或2個光聚合性碳-碳雙鍵之丙烯酸酯化合物而成的黏著劑。上述放射線硬化型黏著劑中，分子內具有1個或2個光聚合性碳-碳雙鍵之丙烯酸酯化合物的含量宜為15質量%以上、較佳為15~70質量%、更佳為15~65質量%。又，分子內具有1個或2個光聚合性碳-碳雙鍵之丙烯酸酯化合物，較佳為分子內具有1個光聚合性碳-碳雙鍵之丙烯酸酯化合物。
上述分子內具有1個或2個光聚合性碳-碳雙鍵之丙烯酸酯化合物，具體而言可以廣泛應用：丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、二丙烯酸1,4-丁二醇酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸酯等。又，可適當使用分子內具有1個或2個光聚合性碳-碳雙鍵之胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物，可較佳使用利用前述剝離膠帶16所記載的方法獲得的胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物。
關於上述放射線硬化型黏著劑中的丙烯酸系黏著劑與分子內具有1個或2個光聚合性碳-碳雙鍵之丙烯酸酯化合物的調配比，宜相對於丙烯酸系黏著劑100質量份，於10~250質量份、較佳為15~200質量份之範圍內調配分子內具有1個或2個光聚合性碳-碳雙鍵之丙烯酸酯化合物。若為上述上限值以下，於背面研削時遮罩材層3b不會過度變形，可更有效地防止半導體晶圓1的破損。
又，於遮罩材層3b可較佳地應用前述剝離膠帶16中的放射線聚合性(甲基)丙烯酸酯共聚物、光聚合引發劑、其他含有成分(光增感劑、習知周知的黏著賦予劑、軟化劑、抗氧化劑等)。
於本發明之遮罩一體型表面保護膠帶3中，由更加提高形成於圖案面2之零組件等的保護能力、且更加提高朝圖案面2之密著性，藉以防止SF6 氣體入侵、更加提高遮罩材層3b之去除性的觀點來看，遮罩材層3b的厚度宜為1~100μm、較佳為5~30μm。再者，雖然亦取決於元件種類而有所不同，但圖案表面的凹凸大致為數μm~15μm左右，故遮罩材層3b的厚度較佳為5~30μm、更佳為5~20μm。
進而，於本發明之遮罩一體型表面保護膠帶3中，遮罩材層3b在波長10μm下之光線透過率(以下亦稱為光線透過率10μm )宜為80%以下，波長350~700nm下之可見光透過率(以下亦稱為可見光透過率350-700μm )宜為50%以上。光線透過率10μm 較佳為79%以下、更佳為75%以下。下限值並無特別限制，但現實是30%以上。可見光透過率350-700μm 較佳為70%以上、更佳為90%以上。上限值並無特別限制，但宜為100%以下。
藉由光線透過率10μm 處於上述較佳範圍內，可利用CO2 雷射有效率地切斷遮罩材層3b中相當於半導體晶圓1界道的部分。又，藉由可見光透過率350-700μm 處於上述較佳範圍內，可適當地辨識半導體晶圓1之圖案面2，可防止界道開口時的誤辨識。
再者，光線透過率是如下測定。首先，將遮罩一體型表面保護膠帶3貼合於經易接著處理的PET薄膜，僅剝離表面保護膠帶3a。以分光光度計(商品名：UV-1800、島津製作所製)測定所獲得之由PET薄膜與遮罩材層3b構成之積層體的透過率，藉由自所獲得之透過率減掉PET薄膜單體透過率而算出遮罩材層3b的透過率。
(剝離膠帶16) 剝離膠帶16只要可將遮罩材層3b剝離，則不論其材質及構成，例如基材薄膜16a可應用與前述表面保護膠帶3a的基材薄膜3aa相同者。又，黏著劑層16b可應用與前述表面保護膠帶3a的黏著劑層3ab相同者。再者，如前所述，黏著劑層16b與黏著劑層3ab係例如聚合物構成成分、單體種類不同。
(晶圓固定膠帶4) 晶圓固定膠帶4係用於保持半導體晶圓1，需要即使暴露在電漿切割步驟中仍可承受的電漿耐受性。又，亦要求於拾取步驟中良好的拾取性或根據情況亦要求擴展性等。於這種晶圓固定膠帶4，可使用與上述表面保護膠帶3a相同的膠帶。又，可使用一般被稱為切割膠帶的在習知電漿切割方式中利用的周知切割膠帶。又，為了容易轉移至拾取後的固晶步驟，亦可使用已於黏著劑層3ab上積層有固晶用接著劑的切割固晶膠帶。
用以切斷遮罩材層3b的雷射可使用照射紫外線或紅外線雷射光的雷射照射裝置。該雷射照射裝置係配設有可沿著半導體晶圓1界道移動的雷射照射部，且可照射為去除遮罩材層3b而輸出經適當控制的雷射L。其中，CO2 雷射可獲得數W~數十W的大輸出，可適當利用於本發明。
在進行電漿切割上可使用電漿蝕刻裝置。電漿蝕刻裝置係可對半導體晶圓1進行乾式蝕刻的裝置，其於真空腔室內形成密閉處理空間，於高頻側電極載置半導體晶圓1，從與該高頻側電極相對而設的氣體供給電極側供給電漿產生用氣體。若對高頻側電極施加高頻電壓，則於氣體供給電極與高頻側電極之間會產生電漿，故利用該電漿。令冷媒於發熱的高頻電極內循環，以防止因電漿熱造成半導體晶圓1升溫。
根據上述半導體晶片之製造方法(半導體晶圓處理方法)，藉由令用以保護圖案面2之表面保護膠帶3a具有電漿切割時的遮罩功能，即不需要習知電漿切割製程中採用之用以設置抗蝕膜的光微影步驟等。尤其是由於使用表面保護膠帶3a，故在形成遮罩上不需要印刷或轉印等要求高度定位的技術，即可簡單地貼合於半導體晶圓1的表面S，利用雷射裝置簡單地形成遮罩。
又，由於可藉剝離膠帶16去除遮罩材層3b，故可不使用特殊的裝置而去除遮罩材層3b。再加上，由於從圖案面2側(表面S側)進行電漿切割，故不需要於拾取作業前使晶片7上下反轉。基於上述理由，可使設備簡化，可大幅地抑制處理成本。
上述各實施形態係本發明之一例，並不限定於該種形態，在不違反本發明要旨之範圍內，於各製程中可進行周知製程之增加或刪除、變更等。
[實施例] 以下，基於實施例進一步詳細地說明本發明，但本發明並不限定於此。
(表面保護膠帶3a) 相對於丙烯酸聚合物A(Mw：35萬、酸值：7mgKOH/g、羥值：60mgKOH/g)100質量份調配異氰酸酯硬化劑(商品名：L-45、東曹股份有限公司製)1.0質量份，而獲得黏著劑組成物A，其中該丙烯酸系聚合物A係以各莫耳比具有如下結構單元：源自丙烯酸月桂酯：74mol%、丙烯酸甲酯：6mol%、2-丙烯酸羥乙酯：20mol%的結構單元。
另行藉由擠出法以厚度成為110μm來製膜基材薄膜3aa，該基材薄膜3aa係由低密度聚乙烯(LDPE)樹脂(商品名：Nipolon Hard205、東曹股份有限公司製)與乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)樹脂(商品名：Ultracene540、東曹股份有限公司製)構成。
將前述黏著劑組成物A以乾燥後厚度成為20μm塗佈於前述基材薄膜3aa的EVA樹脂層上，乾燥後形成黏著劑層3ab，得到表面保護膠帶3a。
(遮罩材層3b) 相對於丙烯酸聚合物100質量份，使分子中具有光聚合性碳-碳雙鍵與異氰酸酯基之甲基丙烯酸2-異氰基乙酯(商品名：MOI、昭和電工公司製)反應，而獲得分子中具有光聚合性碳-碳雙鍵之丙烯酸聚合物B(Mw：75萬、酸值：6mgKOH/g、羥值：30mgKOH/g)，其中該丙烯酸聚合物係以各莫耳比具有如下結構單元：源自丙烯酸2-乙基己酯：80mol%、丙烯酸甲酯：1mol%、丙烯酸2-羥乙酯：19mol%的結構單元。
於前述丙烯酸聚合物B中調配異氰酸酯硬化劑(商品名：L‐45、東曹股份有限公司製)2.0質量份、光聚合引發劑(商品名：Ezacure KIP 100F、Lamberti公司製)5.0質量份，而獲得遮罩材組成物A。
將前述遮罩材組成物A以乾燥後厚度成為10μm積層於前述表面保護膠帶3a的黏著劑層3ab上，而獲得遮罩一體型表面保護膠帶3。
(剝離膠帶16) 相對於丙烯酸聚合物100質量份，使於分子中具有光聚合性碳-碳雙鍵與異氰酸酯基之2-甲基丙烯酸異氰酸乙酯(商品名：MOI、昭和電工公司製)反應，而獲得於分子中具有光聚合性碳-碳雙鍵之丙烯酸聚合物C(Mw：65萬、酸值：7mgKOH/g、羥值：40mgKOH/g)，該丙烯酸聚合物係以各莫耳比具有如下結構單元：源自丙烯酸丁酯：60mol%、丙烯酸乙酯：10mol%、丙烯酸甲酯：1mol%、丙烯酸2-羥乙酯：29mol%的結構單元。
於前述丙烯酸聚合物C中調配異氰酸酯硬化劑(商品名：L‐45、東曹股份有限公司製)1.0質量份、光聚合引發劑(商品名：Ezacure KIP 100F、Lamberti公司製)5.0質量份，而獲得黏著劑組成物B。
另行藉由擠出法以厚度成為110μm製膜基材薄膜16a，該基材薄膜16a係由低密度聚乙烯(LDPE)樹脂(商品名：Nipolon Hard205、東曹股份有限公司製)與乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)樹脂(商品名：Ultracene540、東曹股份有限公司製)構成。
將前述黏著劑組成物B以乾燥後厚度成為20μm塗佈於前述基材薄膜16a的EVA樹脂層上，乾燥後形成黏著劑層16b，得到剝離膠帶16。
(實施例1) 使用上述獲得的遮罩一體型表面保護膠帶3加工半導體晶圓1。於遮罩材層3b黏貼剝離膠帶16，在黏貼剝離膠帶16後，在將剝離膠帶16剝離之前照射紫外線，然後將遮罩材層3b與剝離膠帶16一同剝離。
(比較例1) 除了在去除方法上應用了將氧氣電漿化的灰化步驟以外，以與實施例1相同方法進行遮罩去除。
(去除性評價) 使用各去除方法後，以顯微鏡觀察半導體晶圓1的表面。將於晶圓上有遮罩材層3b殘留者評價為「A」、除此之外者評價為「C」。
(晶圓損傷評價) 對於遮罩去除後的晶圓，以光學顯微鏡觀察表面狀態。將與加工前無異者設為A、表面觀察到粗糙者設為C。
[表1]
根據結果，藉由剝離膠帶16去除遮罩材層3b的實施例1，於遮罩材層3b去除後的半導體晶圓1的表面S沒有觀察到損傷。另一方面，藉由灰化去除遮罩材層3b的比較例1，因為灰化而於半導體晶圓1的表面S觀察到粗糙。
以上，一面參照附圖式一面說明本發明之實施形態，但本發明之技術範圍並不受限於前述實施形態。對於本技術領域中具有通常知識者而言，自可在申請專利範圍內所記載的技術思想範疇內構思出各種變化例或修正例，關於這些也理所當然地被理解為屬於本發明之技術範圍。
1‧‧‧半導體晶圓
2‧‧‧圖案面
3‧‧‧遮罩一體型表面保護膠帶
3a‧‧‧表面保護膠帶
3aa‧‧‧基材薄膜
3ab‧‧‧黏著劑層
3b‧‧‧遮罩材層
4‧‧‧晶圓固定膠帶
7‧‧‧晶片
12‧‧‧晶圓研削裝置
13‧‧‧環形框架
15‧‧‧SF6氣體電漿
16‧‧‧剝離膠帶
16a‧‧‧基材薄膜
16b‧‧‧黏著劑層
17‧‧‧銷
18‧‧‧真空吸嘴
19‧‧‧UV
B‧‧‧背面
L‧‧‧雷射
S‧‧‧表面
圖1A係說明於半導體晶圓1貼合遮罩一體型表面保護膠帶3為止之步驟的概略剖視圖，顯示半導體晶圓1的圖。 圖1B係說明於半導體晶圓1貼合遮罩一體型表面保護膠帶3為止之步驟的概略剖視圖，顯示貼合遮罩一體型表面保護膠帶3之情況的圖。 圖1C係說明於半導體晶圓1貼合遮罩一體型表面保護膠帶3為止之步驟的概略剖視圖，顯示貼合有遮罩一體型表面保護膠帶3之半導體晶圓1的圖。 圖2A係說明半導體晶圓1薄膜化與固定為止之步驟的概略剖視圖，顯示半導體晶圓1之薄膜化處理的圖。 圖2B係說明半導體晶圓1薄膜化與固定為止之步驟的概略剖視圖，顯示貼合晶圓固定膠帶4之情況的圖。 圖2C係說明半導體晶圓1薄膜化與固定為止之步驟的概略剖視圖，顯示將半導體晶圓1固定於環形框架13之狀態的圖。 圖3A係說明遮罩形成為止之步驟的概略剖視圖，顯示從遮罩一體型表面保護膠帶3剝除表面保護膠帶3a而殘留遮罩材層3b之情形的圖。 圖3B係說明遮罩形成為止之步驟的概略剖視圖，顯示遮罩一體型表面保護膠帶3的遮罩材層3b裸露之狀態的圖。 圖3C係說明遮罩形成為止之步驟的概略剖視圖，顯示利用雷射L將相當於界道的遮罩材層3b切除之步驟的圖。 圖4A係說明電漿切割步驟的概略剖視圖，顯示進行電漿切割之情況的圖。 圖4B係說明電漿切割步驟的概略剖視圖，顯示經單片化為晶片7之狀態的圖。 圖5A係說明剝離遮罩材層3b之步驟的概略剖視圖，顯示黏貼剝離膠帶16之情形的圖。 圖5B係說明剝離遮罩材層3b之步驟的概略剖視圖，顯示照射紫外線之情形的圖。 圖5C係說明剝離遮罩材層3b之步驟的概略剖視圖，顯示遮罩材層3b與剝離膠帶16一同剝離之情形的圖。 圖6A係說明拾取晶片為止之步驟的概略剖視圖，顯示遮罩材層3b已去除之狀態的圖。 圖6B係說明拾取晶片為止之步驟的概略剖視圖，顯示拾取晶片7之情形的圖。

Claims (3)

  1. 一種半導體晶片之製造方法，其特徵在於具備以下步驟： 步驟a，將具有表面保護膠帶與設於前述表面保護膠帶上之遮罩材層的遮罩一體型表面保護膠帶貼合於半導體晶圓之圖案面側，研削前述半導體晶圓背面，於經研削之前述半導體晶圓背面貼合晶圓固定膠帶，並以環形框架進行支持固定； 步驟b，從前述遮罩一體型表面保護膠帶剝離前述表面保護膠帶，使前述遮罩材層露出於表面後，利用雷射將前述遮罩材層中相當於前述半導體晶圓界道的部分切斷，使前述半導體晶圓的前述界道開口； 步驟c，為電漿切割步驟，係利用電漿照射使前述半導體晶圓按界道分斷而單片化為半導體晶片；及 步驟d，將剝離膠帶貼合於前述遮罩材層，將前述剝離膠帶與前述遮罩材層一同剝離而去除前述遮罩材層。
  2. 如請求項1之半導體晶片之製造方法，其中前述剝離膠帶係由放射線硬化型樹脂構成，前述步驟d中，將前述剝離膠帶貼合於前述遮罩材層後，照射放射線使前述剝離膠帶硬化後，將前述剝離膠帶與前述遮罩材層一同剝離。
  3. 如請求項1之半導體晶片之製造方法，其中前述步驟d中前述剝離膠帶與前述遮罩材層的接著力係比前述步驟b中前述表面保護膠帶與前述遮罩材層的接著力還強。
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