(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強磁性体からなる支持基板と半導体チップとをワックスで貼り合わせた第１貼付物を作成する第１工程と、
強磁性体からなる対向部材と前記第１貼付物とを吸着させた吸着物を作成する第２工程と、
前記吸着物を前記ワックスの融点以上に加熱する第３工程と、
前記第３工程で加熱された吸着物を冷却する第４工程と、
前記第４工程で冷却された前記吸着物から前記対向部材を引き離し、前記半導体チップと前記支持基板とが貼り合わされた第２貼付物を作成する第５工程とを備え、
前記支持基板と前記対向部材との少なくとも一方は、着磁されている
ことを特徴とする半導体チップと支持基板との貼合わせ方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体チップと支持基板との貼合わせ方法であって、
前記支持基板は、磁石であり、
前記対向部材は、磁石又は鉄板である
ことを特徴とする半導体チップと支持基板との貼合わせ方法。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体チップと支持基板との貼合わせ方法であって、
前記支持基板は、磁石であり、
前記対向部材は、両面着磁されたマグネットシートである
ことを特徴とする半導体チップと支持基板との貼合わせ方法。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体チップと支持基板との貼合わせ方法であって、
前記支持基板は、鉄板であり、
前記対向部材は、磁石である
ことを特徴とする半導体チップと支持基板との貼合わせ方法。
【請求項５】
強磁性体からなる支持基板と半導体チップとをワックスで貼り合わせた第１貼付物を作成する第１工程と、
強磁性体からなる対向部材と前記第１貼付物とを吸着させた吸着物を作成する第２工程と、
前記吸着物を前記ワックスの融点以上に加熱する第３工程と、
前記第３工程で加熱された吸着物を冷却する第４工程と、
前記第４工程で冷却された前記吸着物から前記対向部材を引き離し、前記半導体チップと前記支持基板とが貼り合わされた第２貼付物を作成する第５工程と、
前記第２貼付物の前記半導体チップの表面を研磨する第６工程と
を備え、
前記支持基板と前記対向部材との少なくとも一方は、着磁されている
ことを特徴とする半導体チップ研磨方法。
【請求項６】
強磁性体からなる支持基板と半導体ウェハとをワックスで貼り合わせた第１貼付物を作成する第１工程と、
強磁性体からなる対向部材と前記第１貼付物とを吸着させた吸着物を作成する第２工程と、
前記吸着物を前記ワックスの融点以上に加熱する第３工程と、
前記第３工程で加熱された吸着物を冷却する第４工程と、
前記第４工程で冷却された前記吸着物から前記対向部材を引き離し、前記半導体ウェハと前記支持基板とが貼り合わされた第２貼付物を作成する第５工程とを備え、
前記支持基板と前記対向部材との少なくとも一方は、着磁されている
ことを特徴とする半導体ウェハと支持基板との貼合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップ又はウェハと支持基板との貼合わせ方法に関し、例えば、多層配線を有した半導体チップを研磨し、特定の配線層を露出させる前工程で使用される。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを検査する際、半導体チップのパッケージを研磨し、金属配線層を露出させることがある。また、半導体チップは、金属配線層と層間絶縁層とが多層に積層されている。特定の配線層まで半導体チップを研磨して、露出した金属配線層の検査や解析を行うこともある。研磨工程では、ワックスで半導体チップが貼り合わされた支持基板を研磨装置に把持させる。
【０００３】
特許文献１には、半導体ウェハと支持板とを加熱消滅性樹脂を含有する接着剤で接着し、加熱して剥離させる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８６２６３号公報（請求項１、段落００３０，００３１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体チップを研磨する際、半導体チップと支持基板とを平行にする必要がある。ところで、ワックスは、常温よりも融点が高く、粘性の温度依存性が高い。このため、加熱工程、傾斜を微調整する工程、冷却工程を繰り返して、半導体チップを徐々に平行にする必要がある。このような作業は、煩わしく、時間を要するため、平行状態で貼り合わせることが好ましい。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、半導体チップ又はウェハを支持基板に平行状態で貼り合わせることができる貼合わせ方法、及び半導体チップ研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の半導体チップと支持基板との貼合わせ方法は、強磁性体からなる支持基板（例えば、永久磁石、鉄板）と半導体チップとをワックスで貼り付けた第１貼付物を作成する第１工程と、強磁性体からなる対向部材（例えば、永久磁石、マグネットシート）と前記第１貼付物とを吸着させた吸着物を作成する第２工程と、前記吸着物を前記ワックスの融点以上に加熱する第３工程と、前記第３工程で加熱された吸着物を冷却する第４工程と、前記第４工程で冷却された前記吸着物から前記対向部材を引き離し、前記半導体チップと前記支持基板とが貼り合わされた第２貼付物を作成する第５工程とを備え、前記支持基板と前記対向部材との少なくとも一方は、着磁されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半導体チップ又はウェハを支持基板に平行状態で貼り合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態である半導体チップと支持基板との貼合わせ方法を説明する説明図（１）である。
【図２】本発明の第１実施形態である半導体チップと支持基板との貼合わせ方法を説明する説明図（２）である。
【図３】所定の配線層まで研磨する工程を説明する説明図である。
【図４】本発明の第１比較例である半導体チップと支持基板との貼合わせ方法を説明する説明図である。
【図５】永久磁石、石英基板、及びシリコンウェハの厚みの測定箇所を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態である半導体チップと支持基板との貼合わせ方法を説明する説明図である。
【図７】本発明の第２比較例である半導体チップと支持基板との貼合わせ方法を説明する説明図である。
【図８】本発明の第３実施形態である半導体チップと支持基板との貼合わせ方法で使用される両面着磁されたマグネットシートを説明する説明図である。
【図９】本発明の第４実施形態である半導体チップと支持基板との貼合わせ方法で使用されるマグネットシートを説明する説明図である。
【図１０】本発明の第５実施形態である半導体チップと支持基板との貼合わせ方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本実施形態を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１，２は、本発明の第１実施形態である半導体チップと支持基板との貼合わせ方法を説明する説明図である。
半導体チップ１０は、例えば、Ｓｉ基板１５（図３参照）に図示しない電気回路を形成したものである。なお、半導体チップ１０の代わりに半導体ウェハでも構わない。支持基板２０は、円形平板の強磁性体を磁化した永久磁石である。この永久磁石は、一方の面がＳ極に磁化され、他方の面がＮ極に磁化されている。ワックス３０は、常温で固形であり、所定の融点（約７０℃）で溶解・液化するものである。
半導体チップ１０と支持基板２０とをワックス３０で貼り合わせた貼付物１００（図２のＳＰ６）は、下記工程（ステップ）を経て作成される。
【００１２】
まず、作業者は、支持基板２０の中央部にワックス３０を塗布する。このとき、ワックス３０は、均一に塗布する必要がない。ワックス３０の塗布後、作業者は、ワックス３０が塗布された支持基板２０に半導体チップ１０を載置する（ステップＳＰ１）。これにより、支持基板２０と半導体チップ１０とがワックス３０で貼り合わされ、貼付物１０１（ステップＳＰ２）が作成される。このとき、半導体チップ１０を載置する側の支持基板２０の極性は、Ｎ極にしているが、Ｓ極でも構わない。
【００１３】
ステップＳＰ１の後、作業者は、テーブル５０の上で、半導体チップ１０が載置された支持基板２０と対向部材２５とを対向させて、互いに吸着させる（ステップＳＰ２）。対向部材２５は、強磁性体を磁化した永久磁石である。支持基板２０と対向部材２５とは、異なる磁極を対向させる。なお、対向部材２５が永久磁石であれば、支持基板２０は、永久磁石でなくとも、磁化されていない単なる鉄板で構わない。これにより、半導体チップ１０を介挿した、支持基板２０と対向部材２５との吸着物４０が作成される（ステップＳＰ３）。
【００１４】
ステップＳＰ３の後、作業者は、吸着物４０をワックス３０の融点以上に加熱する（図２のＳＰ４）。加熱により、溶けたワックス３０を溶融ワックス３１と称する。溶融ワックス３１は、支持基板２０と対向部材２５とを吸着する吸着力（磁力）によって、厚みが均一にさせられる。つまり、半導体チップ１０は、均一な厚みの溶融ワックス３１の上で、浮力及び表面張力を受けている。なお、支持基板２０と半導体チップ１０との間に溶融ワックス３１が介挿されたものを貼付物１０２と称する。
【００１５】
ステップＳＰ４の後、作業者は、吸着物４０を常温まで冷却する（ステップＳＰ５）。これにより、半導体チップ１０と支持基板２０との間に介挿された溶融ワックス３１が、厚みが均一な状態で固化する。この固化したワックスをワックス３２と称し、冷却された吸着物４０を吸着物４１と称する。
【００１６】
ステップＳＰ５の後、作業者は、半導体チップ１０が貼り合わされた支持基板２０と対向部材２５とを引き離す（ステップＳＰ６）。これにより、半導体チップ１０と支持基板２０とが、厚みが均一なワックス３２で貼り合わされた貼付物１００が作成される。
【００１７】
図３は、半導体チップの一部を示す構造図である。
半導体チップ１０は、例えば、Ｓｉ基板１５に図示しない電気回路を形成したものであり、複数の配線層１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅを多層に形成している。また、配線層１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと隣接する配線層１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅとの間には、ＳｉＯ２やＳｉＮ等の層間絶縁層１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅが形成されている。なお、最表面には、層間絶縁層１３ａが形成されている。層間絶縁層１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅを総称して絶縁層１４という。
【００１８】
また、配線層１２ｄと層間絶縁層１３ｄとの境界には、破線が描かれている。ステップＳＰ６（図２）の後、作業者は、例えば、貼付物１００（図２のＳＰ６）の支持基板２０を研磨装置（不図示）に固定して、この破線まで、半導体チップ１０を研磨する。これにより、特定の配線層１２ｄの形状検査や解析を行うことができる。ここで、特定の配線層１２ｄまで研磨したか否かの判定は、例えば、配線層１２ａ，１２ｂ，１３ｃ，１３ｄと層間絶縁層１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄとの境界で生じる研磨速度の変化を計数し、層間絶縁層１３ｄと配線層１２ｄとの境界で生じる研磨速度の変化で行う。
【００１９】
（第１比較例）
図４は、本発明の第１比較例である半導体チップと支持基板との貼合わせ方法を説明する説明図である。
支持基板２０は、永久磁石ではなく石英基板を用いる。また、対向部材は、永久磁石２５（図１）の代わりに錘７０を用いる。まず、作業者は、前記第１実施形態のステップＳＰ１（図１）と同様に、テーブル５０の上に載置された支持基板２０にワックス３０を塗布する。塗布後、作業者は、ワックス３０が塗布された石英基板２０に半導体チップ１０を載置する。さらに、作業者は、半導体チップ１０の上に錘７０を載置する。そして、前記実施形態と同様に、加熱・冷却を行い、錘７０を取り外す。これにより、半導体チップ１０と、支持基板２０とがワックス３０で貼り合わされた貼付物１１０が作製される。
【実施例１】
【００２０】
半導体チップ１０の代わりに４ｉｎｃｈφのシリコンウェハを用いた。つまり、実施例１は、支持基板２０としての永久磁石にシリコンウェハを貼り合わせたものである。また、第１比較例は、支持基板２０としての石英基板にシリコンウェハを貼り合わせたものである。
【００２１】
図５は、永久磁石、石英基板、及びシリコンウェハの厚みの測定箇所を示す図である。
予め、貼付前に、支持基板２０としての第一永久磁石、対向部材２５としての第二永久磁石、支持基板２０としての石英基板、及びシリコンウェハの厚みを、中心部Ａ及び４箇所の周辺部（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）の計５箇所で測定する。
【００２２】
次に、ワックスを塗布してシリコンウェハを第一永久磁石に貼り合わせ（ＳＰ１（図１））、第二永久磁石を吸着させた吸着物を加熱した（ＳＰ４）。このときのホットプレートの設定温度は、１７０℃であり、第一永久磁石の表面温度は、７５℃〜８０℃であり、加熱時間は１５分である。
【００２３】
次に、冷却後（ＳＰ５）、第二永久磁石を引き離した貼付物の厚みを５箇所で測定し、（ウェハ＋ワックス）の厚み及びワックスの厚みを計算した。同様に、第１比較例として、シリコンウェハと石英基板とを貼り合わせた貼付物の厚みを５箇所で測定し、（ウェハ＋ワックス）の厚み及びワックスの厚みを計算した。これらの測定値及び計算値を表１に示す。
【００２４】
【表１】
0006703725.tif 000002
【００２５】
中心部Ａでは、実施例１のワックスの厚みが１［μｍ］である一方、第１比較例のワックスの厚みが１８［μｍ］であった。また、周辺部Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅでは、実施例１のワックスの厚みが２〜３［μｍ］である一方、第１比較例のワックスの厚みが２〜６［μｍ］であった。２つの永久磁石で吸着させる実施例１では、周辺部Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの厚みが比較例よりも、ワックスの厚みが均一になった。また、特に、実施例１では、中心部Ａの厚みが極めて低減し、ワックスが均一に塗布されている。
【００２６】
以上説明したように、第１比較例による貼合わせ方法で作成した貼付物１１０は、中心部Ａが周辺部Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅよりも厚くなってしまう。これでは、半導体チップ１０を研磨しても、特定の配線層の一部が露出するのみであり、特定の配線層の全体を露出させることができない。
【００２７】
しかしながら、前記第１実施形態の貼合わせ方法であれば、磁力が、支持基板２０と対向部材２５との厚みを均一にさせる。このため、研磨装置（不図示）で半導体チップ１０を研磨したとき、特定の配線層の全体が露出する。また、前記第１実施形態の貼合わせ方法では、本比較例による貼合わせ方法のように、錘７０を使用しない。
【００２８】
（第２実施形態）
前記第１実施形態では、テーブル５０を水平に配置したが、本第２実施形態では、テーブル５０を傾斜させて、傾斜状態で、半導体チップ１０と支持基板２０とをワックス３０で貼り合わせた。
【００２９】
図６は、本発明の第２実施形態である半導体チップと支持基板との貼合わせ方法を説明する説明図である。
テーブル５０は、水平面に対して、角度θだけ傾斜している。前記第１実施形態のＳＰ３（図１）と同様に、傾斜したテーブル５０の上で、吸着物４２を作成する。この吸着物４２は、支持基板２０としての永久磁石と対向部材２５としての永久磁石との間に、半導体チップ１０を介挿したものである。このとき、吸着物４２を加熱・冷却までを傾斜状態で行う。そして、吸着物４２から対向部材２５を剥離し、貼付物１０３を作成する。
【００３０】
（第２比較例）
図７は、本発明の第２比較例である半導体チップと支持基板との貼合わせ方法を説明する説明図である。
前記第１比較例と同様に、作業者は、傾斜したテーブル５０の上で、吸着物４３を作成する。この吸着物４３は、支持基板２０としての石英基板と錘７０との間に半導体チップ１０を介挿したものである。このとき、作業者は、吸着物４３を加熱・冷却までを傾斜状態で行う。そして、吸着物４３から錘７０を取り外し、貼付物１０４を作成する。
【実施例２】
【００３１】
テーブル５０の傾斜角θは、θ＝３０度である。また、図５のＥ側が高く、Ｄ側が低い状態で行っている。他の条件は、実施例１と同様である。
【００３２】
【表２】
0006703725.tif 000003
【００３３】
石英基板を用いたときのワックスの厚みは、傾斜の高さが高い位置（Ｅ点）では、８［μｍ］であり、高さが低い位置（Ｄ点）では、２［μｍ］であった。また、永久磁石を用いたときのワックスの厚みは、傾斜の高さが高い位置（Ｅ点）では、４［μｍ］であり、高さが低い位置（Ｄ点）では、１［μｍ］であった。つまり、石英基板においても、永久磁石においても、周辺部の厚みが傾斜によって変化している。また、永久磁石を用いたときは、石英基板を用いたときよりもワックスの厚みが薄く、均一になっている。
【００３４】
また、傾斜させたときであっても、石英基板を用いたときには、中央部（Ａ点）のワックスが厚み１２［μｍ］と厚いが、永久磁石を用いることにより、ワックスが厚み２［μｍ］まで薄くなり、均一になっている。
【００３５】
（第３実施形態）
前記第１実施形態は、永久磁石である支持基板２０と、永久磁石である対向部材２５とを吸着させたが、永久磁石である支持基板２０とマグネットシートとを吸着させることもできる。
【００３６】
本実施形態の貼合わせ方法は、前記第１実施形態の対向部材２５として永久磁石の代わりに、両面着磁されたマグネットシート（図８）を使用する。両面着磁されたマグネットシートは、シートの表裏の何れか一方の面にＮ極を着磁し、他方の面にＳ極を着磁した磁石である。つまり、本実施形態の貼合わせ方法は、前記第１実施形態のＳＰ１（図１）と同様に、テーブル５０の上に載置された永久磁石（支持基板２０）にワックス３０を塗布する。塗布後、作業者は、ワックス３０が塗布された支持基板２０に半導体チップ１０を載置する。
【００３７】
さらに作業者は、半導体チップ１０を介挿させた状態で、両面着磁されたマグネットシートと支持基板２０とを吸着させる。この吸着物を加熱することにより、永久磁石（支持基板２０）とマグネットシートとが平行に吸着する。このため、支持基板２０と半導体チップ１０とが平行に貼付される。
【００３８】
（第４実施形態）
前記第２実施形態の貼合わせ方法で使用する支持基板２０は、永久磁石であった。支持基板２０として、永久磁石の代わりに、着磁していない単なる鉄板を用いても構わない。これによれば、両面着磁されたマグネットシートのみならず、片面多極着磁や両面多極着磁のマグネットシートを用いることができる。
【００３９】
図９は、本発明の第３実施形態である半導体チップと支持基板との貼合わせ方法で使用されるマグネットシートの説明図である。図９（ａ）が片面多極着磁のマグネットシートであり、図９（ｂ）が両面多極着磁のマグネットシートである。
【００４０】
片面多極着磁のマグネットシート（図９（ａ））は、シートの片面のみにＮ極とＳ極を交互に着磁した磁石であり、着磁してある側の面しか吸着しない。両面多極着磁のマグネットシート（図９（ｂ））は、シートの両面にＮ極とＳ極を交互に着磁した磁石であり、両面とも吸着させることができる。
【００４１】
つまり、本実施形態の貼合わせ方法は、前記第１実施形態のＳＰ１（図１）と同様に、テーブル５０の上に載置された鉄板（支持基板２０）にワックス３０を塗布する。塗布後、作業者は、ワックス３０が塗布された支持基板２０に半導体チップ１０を載置する。
【００４２】
さらに作業者は、半導体チップ１０を介挿させた状態で、片面多極着磁、又は両面多極着磁されたマグネットシートと支持基板２０とを吸着させる。この吸着物を加熱することにより、支持基板２０と半導体チップ１０とが均一な厚みで貼付される。
【００４３】
（第５実施形態）
前記第１実施形態の貼合わせ方法は、永久磁石である支持基板２０と、永久磁石である対向部材２５とを吸着させたが、反発力で支持基板２０と対向部材２５との厚みを均一にすることができる。
【００４４】
図１０は、本発明の第５実施形態である半導体チップと支持基板との貼付方法を説明する説明図である。
本実施形態の貼付方法は、半導体チップ１０及び支持基板２０をワックス３０で貼り合わせた貼付物１０１を２組、円筒形の筒体６０の内部に収容する工程を有する。筒体６０は、断面視円形状の容器が２つネジ締め等により一体化されたものである。支持基板２０は、前記第１実施形態と同様に、円盤状の永久磁石である。なお、本実施形態では、前記第１実施形態で使用した対向部材２５を使用しない。
【００４５】
筒体６０に収容される２枚の支持基板は、同極が対向しており、互いに反発する。そのため、半導体チップ１０の表面１０ａは、筒体６０の底面６０ａに押圧される。
【００４６】
２組の貼付物１０１，１０１が収容された筒体６０を加熱することにより、ワックス３０が溶け、半導体チップ１０と支持基板２０との厚みが均一にさせられる。また、厚みが均一な溶融ワックス３１が形成される。加熱後、冷却することにより、溶融ワックス３１が固化し、半導体チップ１０と支持基板２０とが、厚みが均一なワックス３２で平行に貼り合わされる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態の貼合わせ方法によれば、加熱・冷却により、半導体チップ１０の表面と支持基板２０とが均一に貼付された２組の貼付物１００が同時に作成される。
【符号の説明】
【００４８】
１０  半導体チップ（研磨対象物）
２０  支持基板（永久磁石）
２５  対向部材（永久磁石、鉄板、マグネットシート）
３０，３２  ワックス
３１  溶融ワックス
４０，４１，４２，４５  吸着物
５０  テーブル
６０  筒体
７０  錘
１００，１０１，１０２，１０５，１１０  貼付物（貼合物）
【要約】
【課題】半導体チップ又はウェハを支持基板に平行状態で貼り合わせる。
【解決手段】第１永久磁石からなる支持基板２０と半導体チップ１０とをワックス３１で貼り付けて、第１貼付物１０２を作成する第１工程と、第１貼付物１０２と第２永久磁石２５とを吸着させた吸着物４０を作成する第２工程と、吸着物４０をワックス３１の融点以上に加熱する第３工程ＳＰ４と、第３工程ＳＰ４で加熱された吸着物４０を冷却する第４工程ＳＰ５と、第４工程ＳＰ５で冷却された吸着物４０から第２永久磁石２５を引き離し、半導体チップ１０と支持基板２０とが貼り合わされた第２貼付物１００を作成する第５工程ＳＰ６とを備える。
【選択図】図２【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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