(57)【要約】【課題】半導体ウエハを割れや欠けを発生させずに薄仕上げし、半導体ウエハ裏面に金被膜をスループットよく成膜する。【解決手段】半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１に保護テープ２４を真空中でガス放出量の少ない熱可塑性樹脂で構成したホットメルト接着層２５によって接着する。この状態で、半導体ウエハの裏面を研削しウエットエッチングし、さらに、半導体ウエハの裏面に金被膜を成膜する。【効果】半導体ウエハを保護テープで補強しながら薄仕上げすることで、半導体ウエハの反り、撓み、チッピングや割れを防止できる。半導体ウエハ裏面金被膜形成工程においてガス放出を防止できるので、所定の真空度に減圧される迄の到達時間を短縮してスループットを向上できる。【選択図】      図１
2004186522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一主面に半導体素子を含む集積回路が形成された半導体ウエハを製造する前工程と、この前工程の後に前記半導体ウエハの第一主面に少なくともホットメルト接着層を有する保護テープを貼り付ける保護テープ貼付工程と、この保護テープ貼付工程の後に前記半導体ウエハの第二主面を加工する加工工程と、この加工工程の後に半導体ウエハの第二主面に金属膜を成膜する成膜工程と、この成膜工程の後に前記半導体ウエハの第一主面に貼り付けた保護テープを剥離する剥離工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
第一主面に半導体素子を含む集積回路が形成された半導体ウエハを製造する前工程と、この前工程の後に前記半導体ウエハの第一主面にホットメルト接着層によって補強板を貼り付ける補強板貼付工程と、この補強板貼付工程の後に前記半導体ウエハの第二主面を加工する加工工程と、この加工工程の後に半導体ウエハの第二主面に金属膜を成膜する成膜工程と、この成膜工程の後に前記半導体ウエハの第一主面に貼り付けた補強板を剥離する剥離工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記ホットメルト接着層は、１．０１３２５×１０５  Ｐａ〜１×１０−４Ｐａにおいてガスの放出量が少ない熱可塑性樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
ホットメルト接着層は、結晶性熱可塑性樹脂材料もしくは非晶性熱可塑性樹脂材料が単独または積層または複合して形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記保護テープまたは補強板の剥離工程において、前記ホットメルト接着層の接着力を加熱または溶媒によって低下させてから剥離することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体素子を含む集積回路が作り込まれた半導体ウエハを薄仕上げ加工する工程および薄仕上げ加工した半導体ウエハの裏面に金属膜を形成する工程に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造方法として、半導体素子を含む集積回路が第一の主面（以下、半導体素子形成面という。）に形成された半導体ウエハを製造する前工程と、半導体ウエハの半導体素子形成面と反対側の第二の主面（以下、裏面という。）を薄仕上げ処理する裏面処理工程と、この裏面に金属膜を形成する金属膜形成工程と、半導体ウエハを半導体チップに分断するダイシング工程とを備えている半導体装置の製造方法がある。
【０００３】
最近、ＩＣカードに代表されるように、薄型パッケージに半導体装置（半導体チップ）を実装することが要求されており、裏面電極なしメモリ系ＩＣやＬＳＩにおいては半導体チップ厚さが２５μｍのものが要求されている。また、電気伝導キャリアを半導体チップの厚さ方向に移動することで半導体素子動作を行なうバイポーラトランジスタ構造の裏面電極を有する半導体装置においても、半導体チップ厚さ５０μｍ以下が要求されている。
【０００４】
半導体ウエハの裏面を薄仕上げ加工後に半導体ウエハ裏面から電極を引き出す必要のある半導体装置の製造方法としては、半導体ウエハ裏面に金属電極膜を蒸着後に、その裏面電極膜に電気導電性粘着テープを貼り付け、この電気導電性テープを貼り付けた状態で半導体チップサイズにダイシングし、さらに、電気導電性テープを貼り付けた状態で半導体チップをダイボンディングする半導体装置の製造方法、がある（例えば、特許文献１参照）。この半導体装置の製造方法においては、半導体ウエハ裏面に金属電極膜を蒸着後に電気導電性テープを貼り付けた状態で１８０μｍに薄型化した半導体ウエハをハンドリングできることから、薄型化した半導体ウエハの割れ欠けを防止することができ、特に、半導体ウエハ径が大口径化し、半導体ウエハ仕上げ厚さが１８０μｍに薄型化した際に発生する半導体ウエハ割れや欠けの発生を防止することができる。
【０００５】
また、半導体ウエハを補強しながら半導体ウエハ裏面を研削によって薄仕上げ加工する半導体装置の製造方法としては、半導体ウエハに対する粘着力を１００〜３００ｇ／２５ｍｍに抑えたアクリル系樹脂粘着剤を用い、基材フィルムとしてポリプロピレンまたはポリエステルとエチレン酢酸ビニル共重合体を用いた粘着テープを半導体ウエハ表面に貼り付ける半導体装置の製造方法、がある（例えば、特許文献２参照）。この半導体装置の製造方法によれば、この半導体ウエハ表面に貼り付けた粘着テープによって半導体ウエハ裏面研削時の半導体ウエハ割れ、薬液エッチング処理時の半導体素子形成面への薬液浸透、粘着テープ貼り付け後の経時的粘着剤劣化に伴う粘着テープ剥離時の半導体素子形成面への粘着剤残り、粘着力増強化に伴う半導体ウエハ割れ発生の問題点を防止することができる。
【０００６】
薄型化された半導体ウエハに割れや欠けを発生させることなく、クリーンな状態で薄型化された半導体ウエハ裏面に金属膜を形成することができる半導体装置の製造方法としては、第一の主面に半導体素子を含む集積回路が形成された半導体ウエハを製造する前工程と、半導体ウエハの前記第一の主面に各層毎に剥離可能な二層構造以上の保護部材を貼り付ける保護部材貼付工程と、半導体ウエハの前記第一の主面と反対側の第二の主面を処理する裏面処理工程と、少なくとも一層を残した状態で前記保護部材を除去する保護部材除去工程とを備えている半導体装置の製造方法、がある（例えば、特許文献３参照）。この半導体装置の製造方法によれば、半導体ウエハの第一の主面に各層毎に剥離可能な二層構造以上の保護部材を貼り付けた状態で、半導体ウエハの第二の主面を薄仕上げ加工することができる。保護部材を貼り付けた状態で、半導体ウエハを薄仕上げ加工できることから、常に、保護部材により補強しながら、半導体ウエハを薄仕上げ加工やハンドリングすることができる。この結果、半導体ウエハ薄仕上げ加工時やハンドリング時に、半導体ウエハの反りや撓み変形量を低減することができ、かつ、半導体ウエハの剛性向上が図れることから、半導体ウエハに割れや欠けを発生させることなく、半導体ウエハを薄仕上げ加工することができる。さらに、半導体ウエハ薄仕上げ加工後に、半導体ウエハ主面に貼り付けられた、二層構造以上の保護部材の上層部保護部材を剥離することから、半導体ウエハ薄仕上げ加工処理時に、保護部材に付着した異物（研削加工屑、研磨加工屑、ウエットエッチング付着異物等）を上層部保護部材と一緒に除去することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−９２７７８号公報
【特許文献２】
特開平５−８２４９２号公報
【特許文献３】
特開２００２−２７０６７６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に記載された半導体装置の製造方法においては、薄型化された半導体ウエハ裏面に金属電極膜を蒸着する処理工程からダイシング工程およびダイボンディング工程で発生する半導体ウエハの割れや欠けは防止することができるが、半導体ウエハ裏面薄仕上げ加工処理工程後から半導体ウエハ裏面電極形成処理工程までの半導体ウエハ割れや欠けの発生を防止することはできない。特に、直径が１５０ｍｍ以上の半導体ウエハが１２０μｍ以下の厚さに薄型化されると、半導体ウエハの半導体素子形成面に形成されたパッシベーション膜の残留ストレスによって半導体ウエハの反り量が３ｍｍ以上になるために、半導体ウエハ裏面に金属電極膜を成膜する際に、裏面金属膜成膜装置内で半導体ウエハの反りによってハンドリング中に半導体ウエハの割れが生じる。例えば、ＳＥＭＩ規格で統一化された２５枚収納型標準ウエハカセットのウエハ収納スロット幅は１．５〜１．７ｍｍであるために、半導体ウエハ裏面に金属電極膜成膜後に３ｍｍ以上に反った半導体ウエハをメカニカルハンドラによって収納する際に、３ｍｍ以上反った裏面金属成膜半導体ウエハはウエハカセットに衝突する状態になり、半導体ウエハの割れが生じる。さらに、直径が１５０ｍｍ以上の半導体ウエハの厚さが１２０μｍ厚以下に薄くなると、半導体ウエハ自体の機械的剛性力が小さくなるために、半導体ウエハに局所的な力が作用すると、その作用点で半導体ウエハの割れや欠けが生じる。
【０００９】
前記特許文献２に記載された半導体装置の製造方法においては、半導体ウエハの割れや欠けは防止することができるが、半導体ウエハ裏面への金属膜の真空成膜時に粘着テープのアクリル系樹脂粘着剤からのガス放出量が多いために、真空金属膜成膜を行うのに必要な真空成膜処理室内が所定の真空度（１×１０−４Ｐａ〜１×１０−５Ｐａ）に到達する時間が、通常の場合が３０分以内に対して３倍以上の長い時間を浪費する状況になり、金属膜成膜処理能力が極めて低下することが、本発明者によって究明された。すなわち、一般に市販されている半導体ウエハ研削保護テープ（テープ基材は厚さが５０〜１００μｍのポリエステル樹脂フィルムで、テープ粘着層は厚さが１０〜５０μｍのアクリル樹脂粘着剤のアクリル系樹脂テープ）を試料として、ガスの放出量をガスクロマトグラフ質量分析装置（以下、ＧＣ−ＭＳという。）によって分析したところ、直径１５０ｍｍの半導体ウエハに貼り付ける半導体研削保護テープの体積相当に換算した試料からのガス放出量は５００〜２０００ｐｐｍであった。さらに、ガス放出量の要因を分析したところ、約８０〜９５％は試料からのガス放出量であることが判明した。なお、実験条件は試料を１５０〜２００℃に加熱し、１分間に放出されるガス量をＧＣ−ＭＳによって計測した。
また、真空成膜処理室が大気圧（１．０１３２５×１０５  Ｐａ）から所定の真空度（１×１０−４Ｐａ）に到達するまでに、アクリル系樹脂粘着剤が発泡し、アクリル系樹脂粘着剤の粘着力が変化（粘着力が強くなり）、粘着テープを半導体ウエハから剥離することができなくなることも、究明された。そして、所定の真空度（１×１０−４Ｐａ〜１×１０−５Ｐａ）の真空中において、半導体ウエハ温度が１００℃以上に加熱されると、ガス放出および粘着剤発泡の問題はさらに顕在化する。
【００１０】
前記特許文献３に記載された半導体装置の製造方法においては、１００μｍ厚以下に薄仕上げ加工し機械的剛性強さが低下した半導体ウエハの機械的剛性強さを補強する目的で半導体ウエハ表面に機械的剛性強さを増した保護テープを半導体ウエハに貼り付けると、保護テープが半導体ウエハの外周縁の面取り部（テーパー形状部）の形状に馴染まずに貼り付かない。この状態で、半導体ウエハ裏面研削を行なうと、研削水や研削回転砥石の影響によって半導体ウエハの外周縁の保護テープと半導体ウエハとの界面に研削水が浸透したり、半導体ウエハの周辺部のバタツキによるチッピングが発生する。
【００１１】
本発明の目的は、半導体ウエハの割れや欠けを発生させることなく、半導体ウエハを薄仕上げ加工し、半導体ウエハの裏面に金属膜を成膜する半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、半導体ウエハの半導体素子形成面を保護しながら半導体ウエハ裏面に金属膜を真空成膜する際に、ガスの放出を防止してスループットを向上させることができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【００１５】
すなわち、第一の手段は、第一主面に半導体素子を含む集積回路が形成された半導体ウエハを製造する前工程と、この前工程の後に前記半導体ウエハの第一主面に少なくともホットメルト接着層を有する保護テープを貼り付ける保護テープ貼付工程と、この保護テープ貼付工程の後に前記半導体ウエハの第二主面を加工する加工工程と、この加工工程の後に半導体ウエハの第二主面に金属膜を成膜する成膜工程と、この成膜工程の後に前記半導体ウエハの第一主面に貼り付けた保護テープを剥離する剥離工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法、である。
第一の手段によれば、ホットメルト接着層は加熱溶融することにより、半導体ウエハの外周縁部の面取り部分や半導体素子形成面のパターン段差部に入り込むために、ホットメルト接着層の密着度が向上し、半導体ウエハ裏面の薄仕上げ加工時に、加工液や加工屑等が半導体素子形成面に浸透するのを防止することができるとともに、加工時に半導体ウエハがばたついたり、チッピングしたりするのを防止することができる。
ホットメルト接着層は１．０１３２５×１０５  Ｐａ〜１×１０−４Ｐａ（好ましくは１×１０−５Ｐａ）においてガスの放出量が少ない熱可塑性樹脂によって形成することにより、金属膜を半導体ウエハ裏面に真空成膜する際に、真空成膜処理室内の真空到達時間を短縮することができる。
ホットメルト接着層は結晶性熱可塑性樹脂材料であるポリエチレンテレフタレート（ポリエステル）系熱可塑性樹脂もしくはポリオレフィン系熱可塑性樹脂等々、または、非晶性熱可塑性樹脂材料であるポリアミドイミド系熱可塑性樹脂もしくはポリイミイド系熱可塑性樹脂等々を単独または積層または複合して形成することができる。
第二の手段は、第一主面に半導体素子を含む集積回路が形成された半導体ウエハを製造する前工程と、この前工程の後に前記半導体ウエハの第一主面にホットメルト接着層によって補強板を貼り付ける補強板貼付工程と、この補強板貼付工程の後に前記半導体ウエハの第二主面を加工する加工工程と、この加工工程の後に半導体ウエハの第二主面に金属膜を成膜する成膜工程と、この成膜工程の後に前記半導体ウエハの第一主面に貼り付けた補強板を剥離する剥離工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法、である。
第二の手段によれば、ホットメルト接着層の機械的剛性を補強板によって高めて、半導体ウエハを補強した状態で半導体ウエハ裏面を薄仕上げ加工することができるので、半導体ウエハの反り量や撓み量を矯正することができ、半導体ウエハ裏面の薄仕上げ加工時に半導体ウエハの割れや欠けの発生を防止することができる。
例えば、半導体ウエハ裏面薄仕上げ加工方法としては、研削加工方法、研磨加工方法（化学的機械的研磨方法を含む）、化学的エッチング加工方法、物理化学的エッチング方法を単独もしくはこれらの加工方法を二つ以上組合せて使用することができる。
第三の手段は、前記第一の手段と前記第二の手段において、半導体素子形成面に保護テープまたは補強板を貼り付けた状態で、薄仕上げ加工した半導体ウエハ裏面に金属膜を真空成膜する半導体装置の製造方法、である。
第三の手段によれば、薄仕上げ加工後の薄仕上げ半導体ウエハの半導体素子形成面を保護テープまたは補強板で補強しながら、半導体ウエハの裏面に金属膜を形成することができるので、半導体ウエハに半導体素子形成面からの割れや欠けを発生させることなく、薄仕上げ半導体ウエハの裏面に金属膜を形成することができる。
第四の手段としては、前記第一の手段と前記第二の手段において、半導体素子形成面に貼り付けたホットメルト接着層を加熱または溶媒によって接着力を低下させてから剥離することを特徴とする半導体装置の製造方法、である。
第四の手段によれば、半導体素子形成面に貼り付けた保護テープまたは補強板の接着力を半導体ウエハの機械的剛性力より小さくできるので、これらを剥離する際に、半導体ウエハの割れや欠けの発生を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に即して説明する。
【００１７】
本実施の形態においては、説明を理解し易くするために、直径が１５０ｍｍ、厚さが５００μｍのシリコンウエハを８０μｍの厚さに薄仕上げし、シリコンウエハの裏面に金（Ａｕ）被膜を約１０００ｎｍに被着する場合を具体例として説明する。
【００１８】
図１は本発明の第一の実施の形態である半導体装置の製造方法を示す工程図であり、図２以降は各工程を説明する説明図である。以下、図１に示された工程図に沿って本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
【００１９】
図１に示された前工程１においては、図２（ａ）に示されているように、半導体素子を含む集積回路が作り込まれた半導体素子形成面２１を有する半導体ウエハ２０が製造される。すなわち、直径が１５０ｍｍで厚さ５００μｍのシリコンウエハからなるブランクウエハの一主面に、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる。半導体素子形成面２１は多数個の半導体チップ部２２をマトリックス状に配列されて構成されており、半導体素子形成面２１の表層を形成したパッシベーション膜にはこれら半導体チップ部２２のスクライブラインや電極パッド等によって微細な凹凸部や段差部（図示せず）が形成されている。半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１と反対側の第二主面である裏面２３はシリコンが露出している。
【００２０】
図１に示された保護テープ貼付工程２においては、図２（ｂ）に示されているように、前工程１において製造された半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１に保護テープ２４が貼り付けられる。保護テープ２４はホットメルト接着層２５とテープ基材２６とから構成されており、半導体ウエハ２０と同一サイズにカッティングされている。テープ基材２６はポリミイド系樹脂が使用されて厚さが２５μｍのテープ（フィルム）形状に形成されている。ホットメルト接着層２５は、融点が２２０〜２３０℃であって１．０１３２５×１０５  Ｐａ〜１×１０−４Ｐａ（好ましくは１×１０−５Ｐａ）においてガスの放出量が少ないポリアミド系熱可塑性樹脂が使用されて厚さが６μｍに形成されたフィルムがテープ基材２６の一主面に予め接着されることにより構成されている。ホットメルト接着層２５の半導体素子形成面２１に対する粘着力値は、約１Ｎ／２５ｍｍに設定されており、ホットメルト接着層２５のテープ基材２６に対する粘着力値よりも小さくなるように設定されている。保護テープ２４の貼り付け条件は加熱温度が２５０℃、加圧力が０．６ＭＰａ、加圧時間が１０秒に設定されている。
【００２１】
次に、保護テープ２４の半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１への貼り付け方法を、図３について説明する。図３に示されているように、半導体ウエハ２０は半導体素子形成面２１と反対側の主面である裏面２３を保持テーブル２７に当接されて吸着保持されるとともに加熱される。続いて、半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１の上に保護テープ２４がホットメルト接着層２５を向けられて当接され、加圧プレート２８によって加熱されながら加圧される。この際に、保持テーブル２７および加圧プレート２８は２５０℃に加熱し、加圧プレート２８は０．６ＭＰａの加圧力２９をもって約１０秒間加圧する。
【００２２】
この保持テーブル２７および加圧プレート２８の保護テープ２４に対する加熱温度（２５０℃）がホットメルト接着層２５の融点（２２０〜２３０℃）よりも高いため、ホットメルト接着層２５が半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１の外周縁部およびパッシベーション膜の凹凸部や段差部に入り込み、ホットメルト接着層２５と半導体素子形成面２１の密着度が高まる。その結果、半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１とホットメルト接着層２５との間の粘着力としては、約１Ｎ／２５ｍｍが得られる。このホットメルト接着層２５と半導体素子形成面２１との間の粘着力値は、ホットメルト接着層２５とテープ基材２６との間の粘着力値よりも小さくなっている。
【００２３】
図１に示された半導体ウエハ裏面研削工程３においては、図４に示されているように、半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１の反対側の主面である裏面２３が半導体ウエハ裏面研削装置３０によって研削される。
【００２４】
図４に示されているように、半導体ウエハ裏面研削装置３０は半導体ウエハ２０を真空吸着保持して水平回転する真空吸着回転テーブル（以下、テーブルという。）３１と、テーブル３１に対向して水平移動しながら水平回転する研削砥石３２とを備えている。半導体ウエハ２０の裏面２３の研削に際して、半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１に貼り付けられた保護テープ２４がテーブル３１に真空吸着保持される。テーブル３１を低速回転（毎分２０〜６００回転）させながら、研削砥石３２を高速回転（毎分３０００〜６０００回転）させて、半導体ウエハ２０の裏面２３を研削し、半導体ウエハ２０の厚さを８０μｍ程度に薄仕上げ加工する。なお、図示しないが、半導体ウエハ２０の裏面２３の研削時に発生する研削熱を除去するために、純水等の研削液が半導体ウエハ２０の裏面２３に供給される。
【００２５】
以上の半導体ウエハ裏面研削装置３０による半導体ウエハ２０の裏面２３の研削に際しては、保護テープ２４のホットメルト接着層２５が半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１の外周縁部の面取り部分および半導体素子形成面２１の凹凸部や段差部に入り込んで確実に接着した状態になっているために、研削液や研削屑等が半導体素子形成面２１に浸透するのを防止することができるとともに、半導体ウエハ２０に強い研削力が作用しても半導体ウエハ２０が所謂ばたついたりチッピングしたりするのを防止することができる。
【００２６】
図１に示された半導体ウエハ裏面ウエットエッチング工程４においては、図５に示されているように、薄仕上げ加工された半導体ウエハ（以下、薄仕上げウエハという。）３３の研削面３４がスピンエッチング装置４０によってウエハエッチング処理される。このウエハエッチング処理により、半導体ウエハ裏面研削工程３によって薄仕上げウエハ３３の研削面３４に形成された研削加工歪層（図示せず）が除去される。
【００２７】
スピンエッチング装置４０は薄仕上げウエハ３３を真空吸着保持して回転するスピンチャック４１と、スピンチャック４１に対向して水平移動しながらエッチング液４３を供給するエッチング液滴下ノズル４２とを備えている。薄仕上げウエハ３３の研削面３４のウエットエッチング処理に際して、研削面３４側が上向きに配されて薄仕上げウエハ３３の半導体素子形成面２１に貼り付けられた保護テープ２４がスピンチャック４１に真空吸着保持される。この状態で、スピンチャック４１は毎分２００〜５００回転で回転され、エッチング液滴下ノズル４２からはエッチング液４３が薄仕上げウエハ３３の研削面３４に滴下される。これにより、薄仕上げウエハ３３の研削面３４の研削加工歪層が除去され、エッチング処理面４４（図６参照）が形成される。エッチング液としてはシリコンウエハの場合には弗酸と硝酸との混合薬液が使用される。
【００２８】
薄仕上げウエハ３３の研削面３４がウエットエッチングされた後に、リンス液としての純水が薄仕上げウエハ３３のエッチング処理面４４に純水供給ノズル（図示せず）によって供給され、薄仕上げウエハ３３が水洗される。水洗が完了した後に、スピンチャック４１が毎分１５００〜２０００回転で回転されることにより、薄仕上げウエハ３３が回転乾燥される。
【００２９】
以上のスピンエッチング装置４０による薄仕上げウエハ３３に対するウエットエッチング作業やリンス作業および回転乾燥作業に際しては、保護テープ２４のホットメルト接着層２５が半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１の外周縁部の面取り部分および半導体素子形成面２１の凹凸部や段差部に入り込んで確実に接着した状態になっているために、エッチング液やリンス液が半導体素子形成面２１に浸透するのを防止することができるとともに、半導体ウエハ２０に回転力や遠心力および慣性力が作用しても半導体ウエハ２０が所謂ばたついたりチッピングしたりするのを防止することができる。
【００３０】
図１に示された半導体ウエハ裏面金被膜形成工程５においては、図６（ａ）に示されているように、薄仕上げウエハ３３のエッチング処理面４４に金属膜としての金被膜４５が図６（ｂ）に示されたスパッタリング装置５０によって被着される。
【００３１】
図６（ｂ）に示されているように、スパッタリング装置５０はスパッタ室５２を形成した筐体５１と、スパッタ室５２に上下で対向するように設置された正電位を印加するアノード電極５３および負電位を印加するカソード電極５４と、アノード電極５３とカソード電極５４との間に高電圧を印加する直流電源５５と、アノード電極５３に薄仕上げウエハ３３を保持させるための押え具５６と、アノード電極５３を冷却するための冷却水路５７と、金が使用されて円盤形状に形成されてカソード電極５４に保持されたターゲット５８と、スパッタ室５２を真空排気するための排気路５９と、スパッタ室５２にアルゴン（Ａｒ）ガス６１を供給するガス供給路６０とを備えている。
【００３２】
スパッタリングに際して、薄仕上げウエハ３３は保護テープ２４が接触面とされてアノード電極５３に当接され、押さえ具５６によって保持される。この状態で、スパッタ室５２が所定の真空度（１×１０−４Ｐａ〜１×１０−５Ｐａ）に排気路５９によって排気される。この排気により、薄仕上げウエハ３３に吸着したガスが吸い出される。その後に、アルゴンガス６１がガス供給路６０によってスパッタ室５２に供給され、高電圧がアノード電極５３とカソード電極５４との間に直流電源５５によって印加される。これらにより、アノード電極５３とカソード電極５４とが放電してプラズマ６３が形成され、正イオン化したアルゴンガス６２が負電位のターゲット５８に衝突することにより、金原子６４がスパッタリングされ、金被膜４５が薄仕上げウエハ３３のエッチング処理面４４に被着される。本実施の形態においては、厚さ１００ｎｍの金被膜４５が薄仕上げウエハ３３のエッチング処理面４４の上にターゲット５８のスパッタリングによって被着される。
【００３３】
このスパッタリングに際して、スパッタ室５２が所定の真空度（１×１０−４Ｐａ〜１×１０−５Ｐａ）に排気路５９によって排気されるが、保護テープ２４のホットメルト接着層２５は１．０１３２５×１０５  Ｐａ〜１×１０−４Ｐａにおいてガスの放出量が少ないポリアミド系熱可塑性樹脂によって形成されているので、スパッタ室５２の所定の真空度（１×１０−４Ｐａ〜１×１０−５Ｐａ）に排気路５９によって排気される迄の到達時間を短縮することができる。すなわち、ホットメルト接着層２５のポリアミド系熱可塑性樹脂は高分子であるために分解し難く、かつまた、構造的に密であるから、大気の水分等を吸着しないので、ガスの放出量がきわめて少ない。
【００３４】
本実施の形態においては、金被膜４５のスパッタリング時の薄仕上げウエハ３３の温度上昇が１２０℃以下であるのに対して、薄仕上げウエハ３３に貼付された保護テープ２４のホットメルト接着層２５の融点は２１０〜２３０℃であるので、アノード電極５３は冷却水路５７によって冷却しなくとも済む。しかし、保護テープ２４のホットメルト接着層２５の融点が１２０℃以下である場合には、アノード電極５３を冷却水路５７によって冷却する必要がある。また、保護テープ２４のホットメルト接着層２５の融点は２１０〜２３０℃である場合であっても、アノード電極５３を冷却水路５７によって冷却してもよい。なお、薄仕上げウエハ３３を冷却する手段は、アノード電極５３に冷却水路５７を敷設して構成するに限らず、薄仕上げウエハ３３にアルゴンガス等を吹き付けて冷却するように構成してもよい。
【００３５】
図１に示されたダイシングテープ貼付工程６においては、図７に示されているように、ダイシングテープ７１が金被膜４５に貼り付けられる。すなわち、ダイシングテープ７１は薄仕上げウエハ３３よりも大径のリング形状に形成されたダイシングフレーム７２の裏面に貼り付けられており、真空吸着テーブル７３の保持面に真空吸着保持される。その後に、薄仕上げウエハ３３の金被膜４５がダイシングテープ７１のダイシングフレーム７２側の貼付面に同心的に配置されて貼り付けられる。本実施の形態においては、ダイシングテープ７１としては紫外線硬化型のダイシングテープが使用されており、このダイシングテープ７１の粘着部の紫外線照射前の粘着力は、半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１に貼り付けた保護テープ２４のホットメルト接着層２５の粘着力（本実施の形態においては、１Ｎ／２５ｍｍ）よりも大きい約３Ｎ／２５ｍｍに設定されている。
【００３６】
図１に示された保護テープ剥離工程７においては、図８に示されているように、ダイシングテープ７１を真空吸着テーブル７３によって真空吸着した状態で、保護テープ２４に強粘着テープ７４を粘着させて保護テープ２４を引っ張って半導体素子形成面２１から剥離する。この際、前述した通りに、薄仕上げウエハ３３の半導体素子形成面２１と保護テープ２４のホットメルト接着層２５との間の粘着面の粘着力が最も小さいために、保護テープ２４はこの粘着面から確実に剥離する。ちなみに、高粘着テープ７４の保護テープ２４のテープ基材２６に対する粘着力は、約１６Ｎ／２５ｍｍに設定されている。
【００３７】
図１に示された半導体ウエハダイシング工程８において、図９に示されているように、ダイシングテープ７１に貼付された薄仕上げウエハ３３は半導体チップ部２２毎にダイシングされる。
【００３８】
なお、以上説明した前記本実施の形態においては、「前工程１→保護テープ貼付工程２→半導体ウエハ裏面研削工程３→半導体ウエハ裏面ウエットエッチング工程４→半導体ウエハ裏面金被膜形成工程５→ダイシングテープ貼付工程６→保護テープ剥離工程７→半導体ウエハダイシング工程８」を一貫的に処理する場合について説明したが、これに限定されることはない。例えば、「前工程１→保護テープ貼付工程２→半導体ウエハ裏面研削工程３→保護テープ剥離工程７」  または「前工程１→保護テープ貼付工程２→半導体ウエハ裏面研削工程３→ウエハ裏面ウエットエッチング工程４→保護テープ剥離工程７」または「保護テープ貼付工程２→半導体ウエハ裏面ウエットエッチング工程４→保護テープ剥離工程７」または「保護テープ貼付工程２→半導体ウエハ裏面ウエットエッチング工程４→半導体ウエハ裏面金被膜形成工程５→保護テープ剥離工程７」  等のように種々の工程の組合せが、考えられる。
【００３９】
図１０は本発明の第二の実施の形態である半導体装置の製造方法を示す工程図である。図１１、図１２および図１３は特徴工程を説明する各説明図である。
【００４０】
本実施の形態が前記実施の形態と異なる主な点は、保護テープ貼付工程２の代わりに、ホットメルトテープ貼付工程２Ａおよび補強板貼付工程２Ｂが設定されている点である。以下、図１１を参照にして、ホットメルトテープ貼付工程２Ａおよび補強板貼付工程２Ｂについて説明する。
【００４１】
図１１に示されたホットメルトテープ２５Ａとしては、融点が１１３℃であって１．０１３２５×１０５  Ｐａ〜１×１０−４Ｐａにおいてガスの放出量が少ないポリエチレンテレフタレート（ポリエステル）系熱可塑性樹脂が使用されて、厚さが５０μｍのフィルム（テープ）形状に形成されている。図１１に示された補強板２６Ａとしては、１５０℃以上の耐熱性を有し、１．０１３２５×１０５  Ｐａ〜１×１０−４Ｐａにおいてガスの放出量が少ない不飽和ポリエステル系熱硬化性樹脂が使用されて、厚さが７５μｍのフィルム（テープ）形状に形成されている。図１１に示されているように、ホットメルトテープ２５Ａおよび補強板２６Ａは半導体ウエハ２０に対応した円形形状に予めカッティングされている。
【００４２】
図１１に示されているように、半導体ウエハ２０は半導体素子形成面２１と反対側の主面である裏面２３を保持テーブル２７に当接されて吸着保持されるとともに、ホットメルトテープ２５Ａの融点である１１３℃よりも高い１５０℃に加熱される。続いて、半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１の上にホットメルトテープ２５Ａおよび補強板２６Ａが順に積み重ねられ、１５０℃に加熱された加圧プレート２８によって０．２ＭＰａの加圧力２９をもって約３０秒間加圧される。つまり、本実施の形態においては、ホットメルトテープ貼付工程２Ａおよび補強板貼付工程２Ｂとは同一のステージにおいて同時に実施される。
【００４３】
この保持テーブル２７および加圧プレート２８のホットメルトテープ２５Ａおよび補強板２６Ａに対する加熱温度（１５０℃）がホットメルトテープ２５Ａの融点（１１３℃）よりも高いため、ホットメルトテープ２５Ａは溶融して半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１の外周縁部およびパッシベーション膜の凹凸部や段差部に入り込み半導体素子形成面２１に機械的に結合（接着）するとともに、補強板２６Ａにも機械的に結合（接着）する。つまり、溶融したホットメルトテープ２５Ａによって補強板２６Ａと半導体素子形成面２１とを接着するホットメルト接着層２５（図１２参照）が形成される。この半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１とホットメルト接着層２５との粘着力としては、約１Ｎ／２５ｍｍが得られた。この際に、ホットメルト接着層２５と半導体素子形成面２１との間の粘着力値は、ホットメルト接着層２５と補強板２６Ａとの間の粘着力値よりも小さくなっている。
【００４４】
本実施の形態に係る半導体ウエハ裏面研削工程３、半導体ウエハ裏面ウエットエッチング工程４および半導体ウエハ裏面金被膜形成工程５は、前記した第一の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。本実施の形態においても、補強板２６Ａを接着したホットメルト接着層２５が半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１の外周縁部の面取り部分や半導体素子形成面２１のパターン段差部に入り込んで確実に接着した状態になっているために、半導体ウエハ裏面研削工程３および半導体ウエハ裏面ウエットエッチング工程４において、研削液や研削屑、エッチング液やリンス液が半導体素子形成面２１に浸透するのを防止することができるとともに、半導体ウエハ２０に回転力や遠心力および慣性力が作用しても半導体ウエハ２０がばたついたりチッピングしたりするのを防止することができる。また、半導体ウエハ裏面金被膜形成工程５のスパッタリングに際しては、スパッタ室５２が所定の真空度（１×１０−４Ｐａ〜１×１０−５Ｐａ）に排気路５９によって排気されるが、ホットメルト接着層２５は１．０１３２５×１０５  Ｐａ〜１×１０−４Ｐａにおいてガスの放出量が少ないポリエステル系熱可塑性樹脂によって形成されているので、スパッタ室５２の所定の真空度（１×１０−４Ｐａ〜１×１０−５Ｐａ）に排気路５９によって排気される迄の到達時間を短縮することができ、もって、半導体ウエハ裏面金被膜形成工程５ひいては半導体装置の製造方法のスループットを向上させることができる。
【００４５】
次に、図１２を参照にして、補強板剥離工程７Ａについて説明する。図１２に示されているように、金被膜４５が被着された薄仕上げウエハ３３は、ウエハ吸着テーブル８０のウエハ吸着面８１に金被膜４５を当接した状態で真空吸着保持される。この状態で、薄仕上げウエハ３３とホットメルト接着層２５との接着界面に対して浸透性を有するアルコール類（メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール）が、供給ノズル（図示せず）によって供給される。このアルコール類の供給の浸透によって、薄仕上げウエハ３３とホットメルト接着層２５との接着界面の粘着力は低下する。次いで、強粘着テープ７４が補強板２６Ａに貼り付けられて、この強粘着テープ７４が引っ張られることにより、粘着力が下がったホットメルト接着層２５と薄仕上げウエハ３３との接着界面から補強板２６Ａを剥離される。つまり、ホットメルト接着層２５は補強板２６Ａに接着した状態になっているために、薄仕上げウエハ３３の半導体素子形成面２１に残ることなく完全に剥離される。
【００４６】
なお、本実施の形態においては、アルコール類を薄仕上げウエハ３３とホットメルト接着層２５との接着界面に作用させてアンカー効果による接着力を低下させることにより、ホットメルト接着層２５で貼り付けた補強板２６Ａを室温下で剥離する場合について説明したが、アルコール類を用いることなく、ウエハ吸着テーブル８０に加熱機能を付加し、本実施の形態に係るホットメルトテープ２５Ａの融点の１１３℃よりも高い１５０℃に加熱し、ホットメルト接着層２５を溶融させて接着力を低下させることにより、剥離することも可能である。
【００４７】
次に、図１３を参照して、補強板２６Ａを剥離した薄仕上げウエハ３３をダイシングテープにマウントするダイシングテープ貼付工程６Ａについて説明する。補強板剥離工程７Ａにおいて補強板２６Ａを剥離された薄仕上げウエハ３３はウエハ吸着テーブル８０から、図１３に示されたウエハ吸着ホルダ９０によって真空吸着保持されてピックアップされる。図１３に示されているように、薄仕上げウエハ３３をピックアップしたウエハ吸着ホルダ９０は真空吸着テーブル７３に真空吸着保持されたダイシングテープ７１の上に薄仕上げウエハ３３を搬送し、ダイシングテープ７１の貼付面にダイシングフレーム７２と同心的に配置するとともに、ウエハ吸着ホルダ９０の給排気口９１にリリースエア（図示せず）を供給してプットダウンさせて金被膜４５を貼り付ける。
【００４８】
ダイシングテープ７１に貼り付けられた薄仕上げウエハ３３をダイシングする半導体ウエハダイシング工程８は、前記本実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【００４９】
前記第二の実施の形態においては、「前工程１→ホットメルトテープ貼付工程２Ａ→補強板貼付工程２Ｂ→半導体ウエハ裏面研削工程３→半導体ウエハ裏面ウエットエッチング工程４→半導体ウエハ裏面金被膜形成工程５→補強板剥離工程７Ａ→ダイシングテープ貼付工程６Ａ→半導体ウエハダイシング工程８」を一貫的に処理する場合について説明したが、これに限定されることはなく、前記した第一の実施の形態と同様に、各工程を種々に組み合わせることができる。
【００５０】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５１】
例えば、ホットメルト接着層を形成するためのホットメルトテープとしては、非晶性熱可塑性樹脂材料であるポリアミド系熱可塑性樹脂フィルムや、結晶性熱可塑性樹脂材料であるポリエステル系熱可塑性樹脂フィルムを使用するに限らず、結晶性熱可塑性樹脂材料であるポリオレフィン系熱可塑性樹脂や、非晶性熱可塑性樹脂材料であるポリイミイド系樹脂等々を使用してもよいし、これら単独で使用するに限らず、これらを積層または複合して使用してもよい。
【００５２】
また、保護テープのテープ基材および補強板を形成するためのテープとしては、ポリアミド系熱可塑性樹脂フィルムや不飽和ポリエステル系熱硬化性樹脂フィルムを使用するに限らず、ポリエチレンテレフタレート（ポリエステル）系熱可塑性樹脂、ポリアミド系熱可塑性樹脂、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂、ポリイミイド系樹脂、さらには、フェノール、ユリア、メラミン、アルキッド、エポキシ、ジアリルフタレート、シリコーン、ポリウレタン等の熱硬化性樹脂を使用してもよいし、これら単独で使用するに限らず、これらを積層または複合して使用してもよい。
【００５３】
半導体ウエハ裏面に形成する金属膜は金によって構成するに限らず、金以外の金属によって構成してもよい。また、半導体ウエハ裏面への金属膜形成工程の実施方法としては、スパッタリング方法を使用するに限らず、真空蒸着法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ）法等を使用してもよいし、低温処理を狙った真空蒸着法の一種であるイオンプレーティング法や、メッキ法等を使用してもよい。
【００５４】
以上の説明では、主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるシリコンウエハを用いた半導体装置の製造方法に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、例えば、ＧａＡｓ半導体ウエハのような他の材料で構成した半導体ウエハを用いた半導体装置の製造方法全般に適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００５６】
（１）半導体ウエハを保護テープまたは補強板で補強しながら、半導体ウエハを薄仕上げ加工することにより、半導体ウエハ裏面研削工程や半導体ウエハのハンドリングにおいて半導体ウエハに反りや撓みの発生を防止することができるので、半導体ウエハのチッピングや割れを防止することができる。
【００５７】
（２）半導体ウエハの半導体素子形成面に保護テープや補強板を貼り付けて半導体ウエハに裏面電極膜を形成することにより、裏面電極膜残留内部応力に伴う半導体ウエハの反りが発生するのを防止することができるとともに、裏面電極膜形成前後の半導体ウエハのハンドリング時に半導体ウエハを保護テープや補強板によって補強することができるので、半導体ウエハにチッピングや割れが発生するのを防止することができる。
【００５８】
（３）ホットメルト接着層を１．０１３２５×１０５  Ｐａ〜１×１０−５Ｐａにおいてガスの放出量が少ない熱可塑性樹脂によって形成することにより、半導体ウエハ裏面金被膜形成工程において半導体ウエハの周囲が真空度（１×１０−４Ｐａ〜１×１０−５Ｐａ）に排気されてもガスの放出を防止することができるので、所定の真空度（１×１０−４Ｐａ〜１×１０−５Ｐａ）に排気される迄の到達時間を短縮することができ、もって、スループットを向上させることができる。
【００５９】
（４）半導体ウエハの半導体素子形成面にホットメルト接着層を形成することにより、半導体ウエハの外周縁部および半導体素子形成面の凹凸部や段差部をホットメルト接着層によって確実に保護することができるので、半導体ウエハ裏面研削工程や半導体ウエハ裏面ウエットエッチング工程等において研削液や研削屑、エッチング液等が半導体ウエハの外周縁部の面取り部および半導体素子形成面の凹凸部や段差部に浸透するのを防止することができ、また、半導体ウエハの回転時のばたつき等によるチッピングや割れの発生を防止することができる。
【００６０】
（５）保護テープや補強テープの剥離工程において半導体ウエハを加熱することにより、ホットメルト接着層を溶融させて半導体素子形成面との接着力を低下させることができるので、半導体ウエハのチッピングや割れおよび半導体素子形成面の損傷を発生させることなく、保護テープや補強テープを綺麗に剥離することができる。
【００６１】
（６）保護テープや補強テープの剥離工程においてホットメルト接着層を溶かすアルコール類（溶媒）を作用させることにより、ホットメルト接着層の半導体素子形成面との接着力を低下させることができるので、半導体ウエハのチッピングや割れおよび半導体素子形成面の損傷を発生させることなく、保護テープや補強テープを綺麗に剥離することができる。
【００６２】
（７）半導体素子形成面に保護テープや補強板を貼り付けた半導体ウエハをダイシングテープに貼り付け、その後に、半導体ウエハから保護テープや補強板を剥離することにより、半導体ウエハのチッピングや割れの発生を防止しつつ、半導体ウエハをダイシングテープに貼り付けることができるとともに、半導体ウエハをダイシングテープに貼り付けた状態でダイシングすることができるので、半導体装置の製造方法の製造歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図２】（ａ）は前工程後の半導体ウエハを示す縦断面図、（ｂ）は保護テープ貼付工程後の半導体ウエハを示す縦断面図である。
【図３】保護テープ貼付工程を示す縦断面図である。
【図４】半導体ウエハ裏面研削工程を示す縦断面図である。
【図５】半導体ウエハ裏面ウエットエッチング処理工程を示す縦断面図である。
【図６】（ａ）はウエハ裏面金被膜形成工程を示す縦断面図、（ｂ）はウエハ裏面金被膜形成工程後を示す縦断面図である。
【図７】ダイシングテープ貼付工程後を示す縦断面図である。
【図８】保護テープ剥離工程を示す縦断面図である。
【図９】半導体ウエハダイシング工程後を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第二の実施の形態である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図１１】ホットメルトテープ貼付工程兼用補強板貼付工程を示す縦断面図である。
【図１２】補強板剥離工程を示す縦断面図である。
【図１３】ダイシングテープ貼付工程を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…前工程、２…保護テープ貼付工程、３…半導体ウエハ裏面研削工程、４…半導体ウエハ裏面ウエットエッチング工程、５…半導体ウエハ裏面金被膜形成工程、６…ダイシングテープ貼付工程、７…保護テープ剥離工程、８…半導体ウエハダイシング工程、２０…半導体ウエハ、２１…半導体素子形成面（第一主面）、２２…半導体チップ部、２３…裏面（第二主面）、２４…保護テープ、２５…ホットメルト接着層（ホットメルトテープ）、２６…テープ基材、２７…保持テーブル、２８…加圧プレート、２９…加圧力、３０…半導体ウエハ裏面研削装置、３１…真空吸着回転テーブル、３２…研削砥石、３３…薄仕上げウエハ、３４…研削面、４０…スピンエッチング装置、４１…スピンチャック、４２…エッチング液滴下ノズル、４３…エッチング液、４４…エッチング処理面、４５…金被膜、５０…スパッタリング装置、５１…筐体、５２…スパッタ室、５３…アノード電極、５４…カソード電極、５５…直流電源、５６…押さえ具、５７…冷却水路、５８…ターゲット、５９…排気路、６０…ガス供給路、６１…アルゴンガス、６２…正イオン化したアルゴンガス、６３…プラズマ、６４…金原子、７１…ダイシングテープ、７２…ダイシングフレーム、７３…真空吸着テーブル、７４…強粘着テープ、２Ａ…ホットメルトテープ貼付工程、２Ｂ…補強板貼付工程、６Ａ…ダイシングテープ貼付工程、７Ａ…補強板剥離工程、２５Ａ…ホットメルトテープ、２６Ａ…補強板、８０…ウエハ吸着テーブル、８１…ウエハ吸着面、９０…ウエハ吸着ホルダ、９１…給排気口。
【図１】
2004186522.tif 000003
【図２】
2004186522.tif 000004
【図３】
2004186522.tif 000005
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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