(57)【要約】【課題】コストの削減、作業の簡素化や迅速化を図ることができ、しかも、半導体ウェーハの位置決めや固定に支障を来すおそれの少ない半導体ウェーハの取扱方法を提供する。【解決手段】固定キャリア１に半導体ウェーハ１０を粘着して薄化し、薄化した半導体ウェーハ１０から固定キャリア１を剥離する半導体ウェーハの取扱方法であり、固定キャリア１を、非晶質の基材層２の表面に剥離強度が３〜２０ｇｆ／２５ｍｍの粘着材層３を積層することで形成し、固定キャリア１を半導体ウェーハ１０と同形状に形成して透明性を付与し、粘着材層３に半導体ウェーハ１０の回路パターン面１１を粘着し、半導体ウェーハ１０の露出面に所定の加工を施して半導体ウェーハ１０を薄化し、半導体ウェーハ１０と他の半導体ウェーハ１２を加圧接合し、ダイシングテープ２０に他の半導体ウェーハ１２をマウントした後、回路パターン面１１から固定キャリア１を剥離する。【選択図】図４
2014003082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定キャリアに半導体ウェーハを粘着して薄化した後、薄化した半導体ウェーハから固定キャリアを剥離する半導体ウェーハの取扱方法であって、
固定キャリアを、非晶質の基材層の片面に剥離強度が３〜２０ｇｆ／２５ｍｍの粘着材層を積層することにより形成し、この固定キャリアを半導体ウェーハと略同形状に形成して透明性を付与し、
固定キャリアの粘着材層に半導体ウェーハの回路パターン面を着脱自在に粘着し、この半導体ウェーハの露出面に所定の加工を施して半導体ウェーハを薄化し、この薄化した半導体ウェーハと他の半導体ウェーハとを重ねて加圧接合し、ダイシングテープに他の半導体ウェーハをマウントした後、薄化した半導体ウェーハの回路パターン面から固定キャリアを徐々に剥離することを特徴とする半導体ウェーハの取扱方法。
【請求項２】
薄化した半導体ウェーハの回路パターン面におけるアライメントマークを用いながら、薄化した半導体ウェーハと他の半導体ウェーハとを位置決めして重ねる請求項１記載の半導体ウェーハの取扱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ＬＳＩの製造工程で用いられる半導体ウェーハの取扱方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェーハに必要な処理を施す場合には、先ず、ハンドリング性の確保や作業性の向上のため、図示しない固定キャリアを用意し、この固定キャリアの表面に液状の接着剤をスピンコートするとともに、この液状の接着剤に半導体ウェーハを真空下で重ねて積層し、接着剤を加熱等して硬化させる。固定キャリアは、例えばタングステン等を用いて不透明の平板に形成されている。
【０００３】
接着剤を硬化させて半導体ウェーハを接着したら、半導体ウェーハに必要な処理を施し、その後、接着剤の界面を変質させる方法（例えば、レーザ照射等）や溶剤の使用により、半導体ウェーハから固定キャリアを剥離する（特許文献１、２、３、４、５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２‐３３７３７号公報
【特許文献２】特開２０１１‐２５８６２５号公報
【特許文献３】特開２０１１‐２３８７２７号公報
【特許文献４】特開２０１１‐１０８７３８号公報
【特許文献５】特開２００６‐７０４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来において、半導体ウェーハに必要な処理を施す場合には、以上のように固定キャリアに液状の接着剤をスピンコートして半導体ウェーハを真空下で積層し、接着剤を加熱して硬化させる必要があるので、高価な専用の設備や煩雑な工程が複数必要となり、コストの削減、作業の簡素化や迅速化を図ることができないという問題がある。
【０００６】
また、液状の接着剤を加熱して硬化させると、収縮歪が発生するので、半導体ウェーハの位置決めや固定に支障を来すおそれがある。さらに、半導体ウェーハから固定キャリアを剥離する際、レーザを照射したり、専用の溶剤に浸漬すると、特別な処理が必要となるので、作業の遅延を招くこととなる。
【０００７】
本発明は上記に鑑みなされたもので、コストの削減、作業の簡素化や迅速化を図ることができ、しかも、半導体ウェーハの位置決めや固定に支障を来すおそれの少ない半導体ウェーハの取扱方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては上記課題を解決するため、固定キャリアに半導体ウェーハを粘着して薄化した後、薄化した半導体ウェーハから固定キャリアを剥離する半導体ウェーハの取扱方法であって、
固定キャリアを、非晶質の基材層の片面に剥離強度が３〜２０ｇｆ／２５ｍｍの粘着材層を積層することにより形成し、この固定キャリアを半導体ウェーハと略同形状に形成して透明性を付与し、
固定キャリアの粘着材層に半導体ウェーハの回路パターン面を着脱自在に粘着し、この半導体ウェーハの露出面に所定の加工を施して半導体ウェーハを薄化し、この薄化した半導体ウェーハと他の半導体ウェーハとを重ねて加圧接合し、ダイシングテープに他の半導体ウェーハをマウントした後、薄化した半導体ウェーハの回路パターン面から固定キャリアを徐々に剥離することを特徴としている。
【０００９】
なお、薄化した半導体ウェーハの回路パターン面におけるアライメントマークを用いながら、薄化した半導体ウェーハと他の半導体ウェーハとを位置決めして重ねることができる。
また、固定キャリアの基材層と粘着材層とを合わせた厚さの面内バラツキを２５μｍ以下とし、基材層の厚さを０．４〜１．２ｍｍとするとともに、粘着材層の厚さを１０〜１００μｍとすることが好ましい。
【００１０】
ここで、特許請求の範囲における固定キャリアの基材層は、可撓性を有していても良いし、有していなくても良い。この基材層の片面は、表面でも良いし、裏面でも良い。また、粘着材層の剥離強度は、半導体ウェーハに粘着材層が単体で粘着された場合の強度の指標であり、角度１８０°、速度６ｉｎ／ｍｉｎ（約１５２．４ｍｍ／ｍｉｎ）で粘着材層を引き剥がした際、粘着材層の単位面積当たりの剥離に必要な平均荷重（ＡＳＴＭ  Ｄ‐９０３）である。半導体ウェーハは、φ１００、１５０、２００、３００、４５０ｍｍタイプのいずれでも良い。
【００１１】
本発明によれば、用意した固定キャリアの粘着材層に半導体ウェーハの回路パターン面を粘着し、この半導体ウェーハの露出面に所定の加工を施して半導体ウェーハを薄くし、この薄化した半導体ウェーハに他の半導体ウェーハを重ねて位置決めし、加圧して接合する。そして、ダイシングテープに他の半導体ウェーハをマウントした後、ダイシングテープと固定キャリアを保持し、薄化した半導体ウェーハの回路パターン面から固定キャリアを剥離すれば、薄化した半導体ウェーハから固定キャリアを取り外すことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、固定キャリアを、非晶質の基材層の片面に剥離強度が３〜２０ｇｆ／２５ｍｍの粘着材層を積層することにより形成し、この固定キャリアに透明性を付与するので、コストの削減、作業の簡素化や迅速化を図ることができ、しかも、半導体ウェーハの位置決めや固定に支障を来すおそれが少ないという効果がある。また、粘着材層の剥離強度が３〜２０ｇｆ／２５ｍｍの範囲内なので、半導体ウェーハの薄化作業に支障を来したり、半導体ウェーハの剥離が困難になるのを抑制することができる。
【００１３】
また、請求項２記載の発明によれば、固定キャリアが透明なので、薄化した半導体ウェーハの回路パターン面におけるアライメントマークを視認することができる。したがって、アライメントマークを用いながら位置決めすれば、薄化した半導体ウェーハと他の半導体ウェーハとを容易に位置合わせすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る半導体ウェーハの取扱方法の実施形態における固定キャリアを模式的に示す説明図である。
【図２】図１の固定キャリアの粘着材層に半導体ウェーハの回路パターン面を粘着した状態を模式的に示す説明図である。
【図３】図２の半導体ウェーハを薄化した状態を模式的に示す説明図である。
【図４】図３の薄化した半導体ウェーハに他の厚い半導体ウェーハを加圧接合する状態を模式的に示す説明図である。
【図５】図４の薄化した半導体ウェーハの回路パターン面から固定キャリアを剥離する状態を模式的に示す部分断面説明図である。
【図６】図５の薄化した半導体ウェーハから固定キャリアを剥離した状態を模式的に示す部分断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明すると、本実施形態における半導体ウェーハの取扱方法は、図１ないし図６に示すように、固定キャリア１に半導体ウェーハ１０を粘着して薄化した後、この薄化した半導体ウェーハ１０から固定キャリア１を剥離する方法であり、固定キャリア１を、基材層２に粘着材層３を積層することで形成し、この固定キャリア１を半導体ウェーハ１０と同形状に形成するようにしている。
【００１６】
固定キャリア１は、非晶質の軽量な基材層２と、この基材層２の片面である表面に積層形成される弱粘着性の薄い粘着材層３とを備え、これらが半導体ウェーハ１０と同じ大きさの平面略円形に形成されており、粘着後の半導体ウェーハ１０を視認できるよう透明性が付与される。
【００１７】
基材層２としては、特に限定されるものではないが、例えば光透過性に優れる透明のソーダライムガラス、硼ケイ酸ガラス、石英ガラス、サファイヤガラス等からなるガラス板、透明のポリカーボネート、アクリル樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリエーテルサルフォン等からなる樹脂板が使用される。これらの中でも、シリコン製の半導体ウェーハ１０と線膨張係数が近く、耐熱性に優れ、流通量の多い硼ケイ酸ガラスの採用が好ましい。
【００１８】
基材層２の厚さは、０．４〜１．２ｍｍ、好ましくは０．６〜１．０ｍｍの範囲が最適である。基材層２の厚さが０．４〜１．２ｍｍなのは、０．４ｍｍ未満の場合には、半導体ウェーハ１０を十分にサポートすることができず、逆に、１．２ｍｍを超える場合には、加工装置上の制約が生じたり、接合の際のアライメントに影響を及ぼしたりするおそれがあるからである。
【００１９】
粘着材層３としては、特に限定されるものではないが、例えばシリコーンゴム系、フッ素ゴム系、アクリル系、ウレタン系の透明の粘着材があげられる。この粘着材層３の厚さは、１０〜１００μｍ、好ましくは１５〜２５μｍの範囲が最適である。粘着材層３の厚さが１０〜１００μｍなのは、１０μｍ未満の場合には、半導体ウェーハ１０に形成された回路パターンに対する追従性が不足して十分な保持性能を得ることができないからである。逆に、１００μｍを超える場合には、バックグラインドの際、粘着材層３自体が面の捩れ方向に歪を生じ、半導体ウェーハ１０の破損を招くおそれがあるからである。
【００２０】
粘着材層３は、半導体ウェーハ１０に単体で粘着された場合の剥離強度が３〜２０ｇｆ／２５ｍｍの範囲内であることが好ましい。これは、剥離強度が３ｇｆ／２５ｍｍ未満の場合には、粘着力が弱すぎるので、半導体ウェーハ１０のバックグラインド作業に支障を来し、逆に２０ｇｆ／２５ｍｍを超える場合には、作業終了後における半導体ウェーハ１０の剥離が困難になるからである。
【００２１】
なお、剥離強度とは、角度１８０°、速度６ｉｎ／ｍｉｎ（約１５２．４ｍｍ／ｍｉｎ）で引き剥がした際、粘着材層３の単位面積当たりの剥離に必要な平均荷重（ＡＳＴＭ  Ｄ‐９０３）をいう。
【００２２】
このような粘着材層３は、例えば（１）基材層２の表面に液状の粘着材原料をスピンコートして加熱硬化する方法、（２）基材層２の表面に薄膜の粘着材を接着剤により積層接着する方法、（３）基材層２の表面にペースト状の粘着材原料を載置し、プレス成形法により加熱加圧して硬化する方法等により形成される。
【００２３】
固定キャリア１は、基材層２と粘着材層３とを合わせた厚さの面内のバラツキが１０μｍ以下であることが好ましい。これは、面内のバラツキが１０μｍを超える場合には、半導体ウェーハ１０を薄化したとき、半導体ウェーハ１０に厚さバラツキが生じて歪の発生するおそれがあるからである。
但し、面内のバラツキが２５μｍ以下程度であれば、上記（３）の方法で粘着材層３を形成することにより、粘着材層３側で厚さバラツキを吸収することが可能である。
【００２４】
半導体ウェーハ１０は、平面略円形のシリコンウェーハが主ではあるが、特に限定されるものではない。例えば、高周波特性に優れ、低消費電力が期待できる化合物化半導体ウェーハ（例えば、ガリウムヒ素やインジウムリン等）でも良い。
【００２５】
上記において、半導体ウェーハ１０に必要な処理を施して半導体チップを製造する場合には、先ず、製造しておいた固定キャリア１を用意（図１参照）し、この固定キャリア１の粘着材層３に半導体ウェーハ１０の回路パターン面１１を上方から着脱自在に粘着（図２参照）し、この半導体ウェーハ１０の露出した露出面に所定の加工、例えばバックグラインド、エッチング、ポリッシング処理等を施して半導体ウェーハ１０を薄化する（図３参照）。
【００２６】
こうして半導体ウェーハ１０を薄化したら、この薄化した半導体ウェーハ１０上に薄化していない他の厚い半導体ウェーハ１０を重ねて位置決めし、加圧してハンダ接合したり、拡散接合する（図４参照）。この際、固定キャリア１が透明なので、薄化した半導体ウェーハ１０の回路パターン面１１に形成されているアライメントマークを視認することができる。したがって、アライメントマークを活用しながら他の半導体ウェーハ１２の位置を調整すれば、薄化した半導体ウェーハ１０と他の半導体ウェーハ１２とを簡単に位置合わせすることができる。
【００２７】
次いで、ダイシングフレームのダイシングテープ２０に他の半導体ウェーハ１２をマウントした後、ダイシングフレームのダイシングテープ２０と固定キャリア１とをそれぞれ吸着保持し、薄化した半導体ウェーハ１０の回路パターン面１１から固定キャリア１を端部から機械的に徐々に剥離（図５参照）し、薄化した半導体ウェーハ１０から固定キャリア１を剥離する（図６参照）。薄化した半導体ウェーハ１０から固定キャリア１を剥離したら、積層構造の半導体ウェーハ１０・１２をダイシングすることにより、半導体チップを得ることができる。
【００２８】
上記によれば、固定キャリア１に接着剤をスピンコートして半導体ウェーハ１０を真空下で積層したり、液状の接着剤を加熱して硬化させる必要が全くないので、きわめて高価な専用の設備や煩雑な複数の工程を省略することができる。したがって、コストを削減し、作業の簡素化や迅速化を図ることができる。また、接着剤を加熱して硬化させる必要がないので、収縮歪に伴い、半導体ウェーハ１０の位置決めや固定に支障を来すおそれがない。
【００２９】
また、半導体ウェーハ１０から固定キャリア１を剥離する際、レーザを照射したり、専用の溶剤に浸漬する必要もないので、作業の遅延を有効に防止することができる。さらに、基材層２が非晶質の材料により形成されるので、光線の屈折に伴い、半導体ウェーハ１０の視覚的な把握に困難を来すのを防ぐことが可能となる。
【００３０】
なお、上記実施形態では薄化していない他の半導体ウェーハ１２を示したが、薄化した他の半導体ウェーハ１２を接合しても良い。また、アライメントマークではなく、半導体ウェーハ１０の回路パターンを活用しながら、薄化した半導体ウェーハ１０と他の半導体ウェーハ１２とを位置合わせしても良い。また、薄化した半導体ウェーハ１０上に他の半導体ウェーハ１２を加圧接合し、この他の半導体ウェーハ１２にバックグラインド処理を施した後、ダイシングフレームのダイシングテープ２０に他の半導体ウェーハ１２をマウントしても良い。
【実施例】
【００３１】
次に、本発明に係る半導体ウェーハの取扱方法を用い、半導体チップを迅速に製造する場合の実施例を説明する。
先ず、固定キャリアを製造するため、外径φ２００ｍｍの硼ケイ酸ガラス（ショット日本株式会社製：商品名ＴＥＭＰＡＸガラス）を用意し、この硼ケイ酸ガラスの表面に研磨処理を施して平面度を３μｍ以下とし、硼ケイ酸ガラスの厚さを０．７ｍｍとした。
【００３２】
こうして厚さ０．７ｍｍの硼ケイ酸ガラスを用意したら、この硼ケイ酸ガラスの表面に付加硬化型の液状シリコーン（信越化学工業株式会社製）をスピンコートし、この液状シリコーンを加熱硬化して厚さ２０μｍの粘着材層を形成することにより、半導体ウェーハ用の固定キャリアを製造した。この固定キャリアのトータルの厚さ精度（平面度）を計測したところ、２．７μｍであった。
【００３３】
次いで、製造した固定キャリアの粘着材層に厚さが７２５μｍの半導体ウェーハの回路パターン面を粘着し、この半導体ウェーハの露出した露出面にバックグラインドを施して半導体ウェーハを厚さ５０μｍに薄化した。半導体ウェーハは、回路パターン面側から深さ６０μｍのビアが予め形成されたφ２００ｍｍのシリコンウェーハを使用した。この半導体ウェーハは、厚さ５０μｍに薄化されたことにより、ビアが露出した。
【００３４】
半導体ウェーハを薄化したら、この薄化した半導体ウェーハ上に他の半導体ウェーハを重ねて位置決めし、加圧してハンダ接合した。この際、固定キャリアから半導体ウェーハの回路パターン面におけるアライメントマークを視認し、このアライメントマークを活用しながら他の半導体ウェーハの位置を調整したので、薄化した半導体ウェーハと他の半導体ウェーハとを簡易に位置合わせすることができた。
【００３５】
次いで、ダイシングフレームのダイシングテープに他の半導体ウェーハをマウントした後、ダイシングフレームのダイシングテープと固定キャリアとをそれぞれ吸着保持し、薄化した半導体ウェーハの回路パターン面から固定キャリアを機械的に徐々に剥離したところ、薄化した半導体ウェーハから固定キャリアを素早く剥離することができた。こうして固定キャリアを剥離したら、積層構造の半導体ウェーハをダイシングブレードでダイシングしたところ、半導体チップを迅速に製造することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る半導体ウェーハの取扱方法は、半導体の製造分野で使用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１        固定キャリア
２        基材層
３        粘着材層
１０      半導体ウェーハ
１１      回路パターン面
１２      他の半導体ウェーハ
２０      ダイシングテープ
【図１】
2014003082.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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