(57)【要約】【課題】支持板に貼り合わされた半導体ウェーハの研磨を行うにあたり、水などの媒体が粘着面に侵入し難い、厚み精度に優れた半導体ウェーハを得ることを可能とする半導体チップの製造方法を提供する。【解決手段】外周縁に残りの領域に比べて厚みが薄い薄肉部１ｄが形成されている半導体ウェーハ１の表面１ａに粘着剤３を介して支持板４を貼り合わせ、半導体ウェーハ１の薄肉部１ｄにおいて、薄肉部１ｄが粘着剤３を介して支持板４に密着されるように、支持板４の薄肉部１ｄに対向されている領域を支持板４側から押圧し、しかる後支持板４に貼り合わされた半導体ウェーハ１を半導体ウェーハ１の裏面側から研磨し、半導体ウェーハ１を支持板４から剥離後、あるいは剥離前に、半導体ウェーハをダイシングして複数の半導体チップに分割する、半導体チップの製造方法。【選択図】　　　　図５
2004095946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハから多数の半導体チップを製造する方法であって、
表面及び裏面を有し、表面に回路が構成されており、かつ外周縁に残りの領域に比べて厚みが薄い薄肉部が形成されている半導体ウェーハを用意する工程と、前記半導体ウェーハの表面に粘着剤を介して硬質の支持板を貼り合わせる工程と、
前記半導体ウェーハの薄肉部が前記粘着剤を介して前記支持板に密着されるように、前記支持板の前記薄肉部に対向されている領域を前記薄肉部側に変形させる工程と、
前記半導体ウェーハの薄肉部が前記粘着剤を介して前記支持板に密着された状態で、前記支持板に貼り合わされた半導体ウェーハを半導体ウェーハの裏面側から研磨する研磨工程と、
前記半導体ウェーハを前記支持板から分離する工程と、
前記半導体ウェーハを複数の半導体チップに分割するためにダイシングする工程とを備える、半導体チップの製造方法。
【請求項２】
前記支持板の前記半導体ウェーハの薄肉部に対向されている領域を薄肉部側に変形させる工程が、前記支持板側から前記支持板の薄肉部に対向している領域をプレスすることにより行われる、請求項１に記載の半導体チップの製造方法。
【請求項３】
表面及び裏面を有し、表面に回路が構成されており、外周縁に残りの領域に比べて厚みの薄い薄肉部が設けられている半導体ウェーハを用意する工程と、
前記半導体ウェーハの表面に粘着剤を介して、前記薄肉部に対向している部分に、残りの部分よりも突出している突出部が設けられた硬質の支持板を貼り合わせる工程と、
前記支持板に貼り合わされた半導体ウェーハの裏面を研磨する研磨工程と、
前記半導体ウェーハを前記支持板から取り外す分離工程と、
前記半導体ウェーハをダイシングし、複数の半導体チップに分割するダイシング工程とを備える、半導体チップの製造方法。
【請求項４】
前記粘着剤が、刺激を与えることにより粘着力が低下する粘着剤からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体チップの製造方法。
【請求項５】
前記粘着剤が、刺激によりガスを発生するガス発生剤を含む、請求項４に記載の半導体チップの製造方法。
【請求項６】
前記刺激が、紫外線であり、前記ガス発生剤が、紫外線の照射によりガスを発生するガス発生剤である、請求項５に記載の半導体チップの製造方法。
【請求項７】
前記支持板が、透明または半透明の材料により構成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の半導体チップの製造方法。
【請求項８】
前記支持板が、ガラスからなる、請求項７に記載の半導体チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に回路が構成された半導体ウェーハを研磨し、ダイシングすることにより多数の半導体チップを製造する方法に関し、より詳細には、半導体ウェーハを支持板で支持した状態で研磨が行われる半導体チップの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップの製造に際しては、まず一方表面に多数の半導体チップ用回路が形成された半導体ウェーハが用意される。本明細書においては、この半導体ウェーハの回路形成面を表面とし、反対側の面を裏面とする。
【０００３】
半導体チップの製造に際しては、上記表面に回路が構成された半導体ウェーハの裏面が回路形成後に研磨され、所望の厚みとされる。しかる後、半導体ウェーハが縦方向及び横方向にダイシングされ、多数の半導体チップが得られる。
【０００４】
また、研磨に際しては、半導体ウェーハの表面に形成された回路を保護するために、通常、半導体ウェーハの表面に柔軟性を有する保護テープが張りつけられ、その状態で半導体ウェーハの反対面側から研磨が行われていた。
【０００５】
半導体チップの薄型化を図るために、半導体ウェーハを研磨する際に、半導体ウェーハがより薄くなるように研磨が行われている。従来の方法では、６００μｍ程度の厚みの半導体ウェーハが、２００μｍ程度の厚みとなるように研磨されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
他方、近年、電子機器の小型化及び薄型化を図るために、多層ＬＳＩなどにおいては、半導体ウェーハの厚みが５０μｍ以下となるように研磨されることが多くなってきている。このような薄い半導体ウェーハでは、半導体ウェーハ自体が紙のように柔軟となり、取扱いが非常に困難となる。そのため、このような薄い半導体ウェーハを保護するために、柔軟性を有する保護テープに代えてガラスなどの硬い材料からなる支持板を用いる方法が試みられている。すなわち、ガラスなどの剛性の高い支持板に半導体ウェーハが表面側から粘着剤を介して貼り合わされ、その状態で研磨の工程が行われている。
【０００７】
図１４は、このような支持板に半導体ウェーハが貼り合わされた構造を示す略図的正面断面図である。ガラスなどの硬質材料からなる支持板１０２上に、粘着剤層１０３を介して半導体ウェーハ１０１が貼り合わされている。半導体ウェーハ１０１の表面１０１ａが、配線パターン１０４などを有する回路形成面である。半導体ウェーハ１０１では、その外周縁に薄肉部１０１ｂが形成されている。この薄肉部１０１ｂでは、半導体ウェーハの表面１０１ａが外周縁に沿って薄くなっている。薄肉部１０１ｂは、半導体ウェーハをすくい上げたり、把持するために設けられている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−７８７９３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、この種の半導体ウェーハ１０１では、上記理由により外周縁に薄肉部１０１ｂが設けられている。他方、硬質の支持板１０２に半導体ウェーハ１０１を貼り合わせるに際しては、粘着剤１０３が用いられている。ところが、薄肉部１０１ｂが存在する部分では、半導体ウェーハ１０１と支持板１０２との間の隙間が約１４μｍ程度と大きくなり、半導体ウェーハ１０１の表面１０１ａと支持板１０２とが粘着剤１０３により十分に密着・接合されないことがあった。
【００１０】
すなわち、半導体ウェーハ１０１の薄肉部１０１ｂが設けられている部分において、粘着剤が半導体ウェーハ１０１あるいは支持板１０２から浮くことがあった。
【００１１】
他方、半導体ウェーハ１０１は、支持板１０２に粘着剤１０３により支持された状態で研磨される。研磨に際しては、半導体ウェーハ１０１が支持板１０２と共に回転されつつ、例えば回転砥石などにより半導体ウェーハ１０１の裏面１０１ｃ側が研磨される。
【００１２】
研磨に際しては、研磨屑を除去したり、摩擦を低減するために水などの媒体が用いられる。ところが、粘着剤層に上記のような浮きが生じていると、水が粘着剤の浮いている部分から半導体ウェーハ１０１の表面と粘着剤１０３との界面、あるいは粘着剤１０３と支持板１０２との間の界面に入り込むことがあった。特に、半導体ウェーハ１０１及び支持板１０２が回転されているため、水などの媒体が内部に渦巻き状に侵入することがあった。そのため、研磨が確実に行われず、半導体ウェーハ１０１の厚みが部分的にばらつき、半導体チップを高精度に製造することができないことがあった。
【００１３】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、硬質の支持板を用いて半導体ウェーハを支持した場合であっても、半導体ウェーハ周縁部における粘着剤層の浮きが生じ難く、従って研磨工程におけるばらつきが生じ難く、多数の半導体チップを高精度に得ることを可能とする半導体チップの製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願の第１の発明は、半導体ウェーハから多数の半導体チップを製造する方法であって、表面及び裏面を有し、表面に回路が構成されており、かつ外周縁に残りの領域に比べて厚みが薄い薄肉部が形成されている半導体ウェーハを用意する工程と、前記半導体ウェーハの表面に粘着剤を介して硬質の支持板を貼り合わせる工程と、前記半導体ウェーハの薄肉部が前記粘着剤を介して前記支持板に密着されるように、前記支持板の前記薄肉部に対向されている領域を前記薄肉部側に変形させる工程と、前記半導体ウェーハの薄肉部が前記粘着剤を介して前記支持板に密着された状態で、前記支持板に貼り合わされた半導体ウェーハを半導体ウェーハの裏面側から研磨する研磨工程と、前記半導体ウェーハを前記支持板から分離する工程と、前記半導体ウェーハを複数の半導体チップに分割するためにダイシングする工程とを備えることを特徴とする。
【００１５】
第１の発明の特定の局面では、前記支持板の前記半導体ウェーハの薄肉部に対向されている領域を薄肉部側に変形させる工程が、前記半導体ウェーハに前記支持板を貼り合わせる際に行われる。この場合には、半導体ウェーハに支持板を貼り合わせる際に同時に支持板が変形されて薄肉部において支持板と半導体ウェーハとが粘着剤を介して密着される。従って、工程を増加させることなく、粘着剤の浮きを防止することができる。
【００１６】
第１の発明の他の特定の局面では、上記半導体ウェーハを支持板に貼り合わせた後に、前記支持板の前記半導体ウェーハの薄肉部に対向されている領域を薄肉部側に変形させる。従って、貼り合わせ工程後に、支持板側から押圧することにより確実に薄肉部において粘着剤層の浮きを防止することができる。
【００１７】
第１の発明のさらに別の特定の局面では、前記支持板の前記半導体ウェーハの薄肉部に対向されている領域を薄肉部側に変形させる工程が、前記支持板側から前記支持板の薄肉部に対向している部分をプレスすることにより行われる。このように、支持板の薄肉部に対向している部分を薄肉部側に変形させるにあたっては、支持板側から支持板の薄肉部に対向している部分をプレスすることにより、容易にかつ確実に変形させ得る。
【００１８】
本願の第２の発明は、表面及び裏面を有し、表面に回路が構成されており、外周縁に残りの領域に比べて厚みの薄い薄肉部が設けられている半導体ウェーハを用意する工程と、前記半導体ウェーハの表面に粘着剤を介して、前記薄肉部に対向している部分に、残りの部分よりも突出している突出部が設けられた硬質の支持板を貼り合わせる工程と、前記支持板に貼り合わされた半導体ウェーハの裏面を研磨する研磨工程と、前記半導体ウェーハを前記支持板から取り外す分離工程と、前記半導体ウェーハをダイシングし、複数の半導体チップに分割するダイシング工程とを備える。
【００１９】
第２の発明においては、上記突出部は、支持板と同じ材料により一体的に構成されていてもよく、その場合には、余分な材料を必要とせずに突出部を形成することができる。支持板の同じ材料により突出部を一体的に構成した構造については特に限定されないが、第２の発明のさらに他の特定の局面では、上記突出部は支持板の突出部外の領域を削ることにより形成される。
【００２０】
また、第２の発明においては、突出部は、支持板と異なる部材で構成されていてもよい。この場合、支持板の片面に異なる部材を接着することにより突出部を形成してもよく、あるいは支持板の片面に突出部形成材料をコーティングすることにより形成されてもよい。
【００２１】
第１，第２の発明（以下、本発明）の特定の局面では、上記粘着剤として、刺激を与えることにより粘着力が低下する粘着剤が用いられる。このような刺激としては特に限定されないが、例えば光や熱などを挙げることができる。刺激を与えることにより粘着力が低下する粘着剤を用いた場合には、半導体ウェーハを支持板から分離する分離工程前に、上記刺激を与えることにより半導体ウェーハを支持板から容易に分離することができ得る。粘着力が低下するため、半導体ウェーハの厚み、すなわち半導体チップの厚みが薄い場合であっても、破損等を引き起こすことなく半導体チップを支持板から容易にかつ安全に剥離することができる。
【００２２】
好ましくは、上記粘着剤として、刺激によりガスを発生するガス発生剤を含むものが用いられ、この場合には、発生したガスが粘着剤と半導体チップとの界面に移行し、粘着力を低下させる。従って、半導体チップを支持板から一層容易に剥離することができる。
【００２３】
本発明のある特定の局面では、上記刺激が、紫外線であり、ガス発生剤が、紫外線の照射によりガスを発生するガス発生剤である。この場合には、紫外線の照射により、粘着剤の粘着力が低下されると共に、ガス発生剤が粘着剤層と支持板及び半導体チップとの界面に移行するため、半導体チップを支持板から容易に剥離することができる。
【００２４】
本発明のさらに別の特定の局面では、上記支持板は、透明または半透明の材料により構成される。上記透明または半透明な材料としては特に限定されないが、好ましくはガラスが用いられる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２６】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態で用意される半導体ウェーハを示す斜視図及び部分破断正面断面図である。
半導体ウェーハ１の表面１ａには、ストリートＳによって区画された各領域に個々の半導体チップを構成するための回路が形成されている。
【００２７】
図１（ａ）では、各領域内の具体的な回路の図示は省略していることを指摘しておく。
半導体ウェーハ１は、略円盤状の形状を有し、表面１ａに上記回路を構成した後に、後述するように裏面１ｂ側が研磨される。
【００２８】
なお、半導体ウェーハ１は、略円盤状の形状を有するが、一部に直線状側壁部１ｃを有する。また、半導体ウェーハ１の外周においては、他の領域よりも厚みの薄い薄肉部１ｄが形成されている。図１（ｂ）に示されているように、薄肉部１ｄは、表面１ａが裏面１ｂに近づくように、言い換えれば表面１ａの高さが薄肉部１ｄにおいて低くなるように形成されている。
【００２９】
従って、薄肉部１ｄが形成されている部分においては、矢印Ｂで示す凹部が外周縁に構成される。
矢印Ｂで示す凹部を利用して、半導体ウェーハ１をすくい上げたり、治具で把持したりでき、取扱いが容易とされている。
【００３０】
上記半導体ウェーハは、例えばシリコンなどの半導体材料により構成されており、厚みは研磨前の状態において４００〜８００μｍ程度である。また、凹部Ａの深さは、１０〜１５μｍ程度である。
【００３１】
次に、図２に示すように、半導体ウェーハ１が裏返される。すなわち、裏面１ｂが上に向けられた状態とされる。この状態で、半導体ウェーハ１の表面１ａに粘着シート３を介して硬質の支持板４が貼り合わされる。これによって、図３に示すように、半導体ウェーハ１が支持板４に一体化された構造が得られる。従って、半導体ウェーハ１の裏面１ｂ側の研磨に際しての半導体ウェーハ１の破損や変形が防止される。
【００３２】
通常は、ダイシングに先立って支持板４から半導体ウェーハ１が剥離された後、半導体ウェーハ１にダイシング用の粘着テープが貼り合わされてダイシングが行われる。また、後述の図１２及び図１３を参照して説明する例のように、ダイシング後に、半導体チップが支持板４から剥離されてもよい。従って、この剥離を容易に行い得る限り、粘着シート３を構成する粘着剤は特に限定されない。粘着シート３の様々な変形例は後述するが、本実施形態では、粘着シート３は、図４に示すように、粘着剤層３ａと粘着剤層３ｂとを積層した両面粘着テープにより構成されている。粘着剤層３ａが、半導体ウェーハ１の表面１ａ側に貼り合わされ、粘着剤層３ｂが支持板４側に貼り合わされる。なお、図２，図５等においては、粘着シート３は略図的に単一層として示す。
【００３３】
粘着剤層３ａを構成する粘着剤は、刺激により粘着力が低下し、かつ刺激により気体を発生するガス発生剤を含有している。この刺激については特に限定されず、光、熱あるいは超音波などが挙げられる。中でも、光あるいは熱を用いることが刺激の適用が容易であるため好ましく、より好ましくは、刺激による応答がはやく、すみやかに気体を発生させることができるので、紫外線や可視光線などの光を用いることが望ましい。
【００３４】
上記ガス発生剤としては特に限定はされないが、例えばアゾ化合物、アジド化合物が好適に用いられる。アゾ化合物としては、例えば、２，２′−アゾビス−（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２′−アゾビス［２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル］プロピオンアミド］、２，２′−アゾビス［２−メチル−Ｎ−［２−（１−ヒドロキシブチル）］プロピオンアミド］、２，２′−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］、２，２′−アゾビス［Ｎ−（２−プロペニル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２′−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２′−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２′−アゾビス［２−（５−メチル−２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］ジハイドロクロライド、２，２′−アゾビス［２−（２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］ジハイドロクロライド、２，２′−アゾビス［２−（２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］ジサルフェイトジハイドロレート、２，２′−アゾビス［２−（３，４，５，６−テトラハイドロピリミジン−２−イル）プロパン］ジハイドロクロライド、２，２′−アゾビス［２−［１−（２−ヒドロキシエチル）−２イミダゾイリン−２−イル］プロパン］ジハイドロクロライド、２，２′−アゾビス［２−（２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］、２，２′−アゾビス（２−メチルプロピオンアミダイン）ハイドロクロライド、２，２′−アゾビス（２−アミノプロパン）ジハイドロクロライド、２，２′−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシアシル）−２−メチル−プロピオンアミダイン、２，２′−アゾビス［２−［Ｎ−（２−カルボキシエチル）アミダイン］プロパン］、２，２′−アゾビス（２−メチルプロピオンアミドオキシム）、ジメチル２，２′−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジメチル２，２′−アゾビスイソブチレート、４，４′−アゾビス（４−シアンカルボニックアシッド）、４，４′−アゾビス（４−シアノペンタノイックアシッド）、２，２′−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）等が挙げられる。半導体ウェーハの製造工程においては、高温にさらされる工程がある。例えば半導体ウェーハの裏面を研磨する研磨工程においては摩擦熱によって高温となるため、これらの中でも熱分解温度の高い２，２′−アゾビス−（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド、２，２′−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２′−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）が好適である。これらのアゾ化合物は、光、熱等による刺激により窒素ガスを発生する。
【００３５】
また、アジド化合物としては、例えば３−アジドメチル−３−メチルオキセタン、テレフタルアジド、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルベンズアジド；３−アジドメチル−３−メチルオキセタンを開環重合することにより得られるグリシジルアジドポリマー等のアジド基を有するポリマー等が挙げられる。これらのアジド化合物は、光、熱及び衝撃等による刺激により窒素ガスを発生する。
【００３６】
上記ガス発生剤のうち、アジド化合物は、衝撃を与えることによっても容易に分解して窒素ガスを放出する。従って、取扱いが困難であるという難点がある。さらにアジド化合物は、一端分解が始まると連鎖反応を起こし、爆発的に窒素ガスを放出し、その制御が容易でない。従って、爆発的に発生した窒素ガスにより半導体ウェーハが損傷するおそれがある。従って、アジド化合物を用いる場合、その使用量を少なくすることが望ましい。
【００３７】
これに対して、アゾ化合物は、アジド化合物とは異なり、衝撃によって気体を発生しない。従って、取扱いが極めて容易である。また、アゾ化合物は連鎖反応を起こして爆発的に気体を発生することもない。従って、半導体ウェーハの損傷が生じ難い。加えて、光の照射を中断した場合には、気体の発生も中断させることがある。従って、アゾ化合物を用いた場合には、用途に応じて接着性の制御が容易に行われ得る。よって、ガス発生剤としては、アゾ化合物を用いることが好ましい。
【００３８】
上記のようなガス発生剤を粘着剤層３ａに含有させることにより、粘着剤層３ａに刺激を与えると、ガス発生剤から気体が発生して、半導体ウェーハ１の表面１ａに対する粘着剤層３ａの粘着力が低下する。
【００３９】
なお、ガス発生剤は、粘着剤層３ａに分散されていてもよいが、その場合には、粘着剤層３ａ全体が発泡体となり、柔らかくなりすぎる。従って、半導体ウェーハ１または半導体チップを粘着剤層３ａから剥離しようとした場合、粘着剤層３ａと粘着剤層３ｂとの界面においても剥離が生じ、粘着剤層３ａが半導体ウェーハ１または半導体チップに接着するおそれがある。よって、好ましくは、粘着剤層３ａにおいて、半導体ウェーハ１の表面１ａと接している表層部分にガス発生剤を偏在させておくことが望ましく、より望ましくは半導体ウェーハ１の表面１ａに接する表層部分のみにガス発生剤を含有させることが好ましい。
【００４０】
粘着剤層３ａの半導体ウェーハ１の表面１ａに接している表層部分にガス発生剤を偏在させておくことにより、ガス発生剤から発生したガスが粘着剤層３ａと半導体ウェーハ１または半導体チップとの接着界面に現れ、両者の接着面積が減少し、なおかつ気体が半導体ウェーハ１または半導体チップから粘着剤層３ａの粘着面の少なくとも一部を剥離するように作用し、それによって粘着剤層３ａと半導体ウェーハ１または半導体チップとの接着力が低下される。
【００４１】
粘着剤層３ａの表層部分にのみガス発生剤を含有させる方法としては、例えば粘着剤層の上に１〜２０μｍ程度の厚みでガス発生剤を含有する粘着剤を塗工する方法や、予め作製された粘着剤層３ａの表面にガス発生剤を含有する揮発性液体不透過性フィルムを塗布あるいはスプレー等により吹き付ける方法等が挙げられる。
【００４２】
粘着剤層３ａの表面にガス発生剤を付着させる場合には、粘着剤と相容性に優れたガス発生剤を付着させることが好ましい。すなわち、粘着剤層３ａの表面にガス発生剤を多量に付着させると粘着力が低下するが、粘着剤とガス発生剤とが相溶する場合には、付着したガス発生剤は粘着剤に吸収され、従って刺激を与える前の粘着力の低下を抑制することができる。
【００４３】
なお、上記表層部分の厚みは、粘着剤層３ａの厚みによっても異なるが、粘着剤層３ａの表面から２０μｍまでの部分であることが好ましい。
なお、粘着剤層３ａの表面に気体発生剤を付着させる場合には、粘着剤と相溶性に優れた気体発生剤を付着させることが好ましい。すなわち、粘着剤の表面に気体発生剤を多量に付着させると粘着力が低くなるが、気体発生剤が粘着剤と相溶する場合は、付着した気体発生剤は粘着剤層に吸収され粘着力が低下することがなく、気体発生剤が拡散することにより被着体との接触面全体に対してより均一に気体を発生させることができる。また、気体発生剤を含有する表面部分とそれ以外とは、異なる組成の樹脂成分からなることが好ましく、なかでも、異なる極性を有する樹脂成分からなることがより好ましい。これにより、表面部分の気体発生剤がそれ以外に移行することを防止するか、移行しにくくすることができる。
【００４４】
また、ここでいう表層部分は、粘着剤層３ａの表面にガス発生剤が均一に付着している態様や、粘着剤層３ａの表面に付着したガス発生剤が粘着剤と相溶し、粘着剤層に吸収されている態様も含むものとする。
【００４５】
粘着剤層３ａを構成する粘着剤自体が、刺激により弾性率が上昇することが好ましい。すなわち、刺激により弾性率が上昇すると、粘着剤層３ａの半導体ウェーハ１の表面１ａまたは半導体チップに対する粘着力が低下し、ガス発生剤から生じたガスの作用だけでなく、弾性率の上昇によっても半導体ウェーハ１または半導体チップを粘着剤層３ａから容易に剥離することができる。このような弾性率を上昇させるための刺激は、ガス発生剤からガスを発生させるための刺激と同一であってもよく、異なっていてもよい。もっとも、弾性率を上昇させる刺激とガス発生剤からガスを発生させるための刺激が同一である場合には、１種類刺激を適用するだけでよいため、作業性を高めることができる。
【００４６】
弾性率を上昇させる刺激についても、特に限定されず、光や熱などを用いることができる。
刺激により弾性率が上昇する粘着剤としては、例えば、分子内にラジカル重合性の不飽和結合を有してなるアクリル酸アルキルエステル系及び／またはメタクリル酸アルキルエステル系の重合性ポリマーと、ラジカル重合性の多官能オリゴマーまたはモノマーとを主成分とし、必要に応じて光重合開始剤を含んでなる光硬化型粘着剤や、分子内にラジカル重合性の不飽和結合を有してなるアクリル酸アルキルエステル系及び／またはメタクリル酸アルキルエステル系の重合性ポリマーと、ラジカル重合性の多官能オリゴマーまたはモノマーとを主成分とし、熱重合開始剤を含んでなる熱硬化型粘着剤等からなるものが挙げられる。
【００４７】
このような光硬化型粘着剤または熱硬化型粘着剤等の硬化型粘着剤は、光の照射または加熱により粘着剤層の全体が均一にかつ速やかに重合架橋して一体化するため、重合硬化による弾性率の上昇が著しくなり、粘着力が大きく低下する。また、硬い硬化物中でガス発生剤から気体を発生させると、発生した気体の大半は外部に放出され、放出された気体は、半導体ウェーハまたは半導体チップと粘着剤層との接着面の少なくとも一部を剥がし接着力を低下させる。
【００４８】
上記重合性ポリマーは、例えば、分子内に官能基を持った（メタ）アクリル系ポリマー（以下、官能基含有（メタ）アクリル系ポリマーという）を予め合成し、分子内に上記の官能基と反応する官能基とラジカル重合性の不飽和結合とを有する化合物（以下、官能基含有不飽和化合物）と反応させることにより得ることができる。なお、本明細書において、（メタ）アクリルとは、アクリルまたはメタクリルを意味するものとする。
【００４９】
上記官能基含有（メタ）アクリル系ポリマーは、常温で粘着性を有するポリマーとして、一般の（メタ）アクリル系ポリマーの場合と同様に、アルキル基の炭素数が通常２〜１８の範囲にあるアクリル酸アルキルエステル及び／またはメタクリル酸アルキルエステルを主モノマーとし、これと官能基含有モノマーと、さらに必要に応じてこれらと共重合可能な他の改質用モノマーとを常法により共重合させることにより得られるものである。上記官能基含有（メタ）アクリル系ポリマーの重量平均分子量は通常２０〜２００万程度である。
【００５０】
官能基含有モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基含有モノマー；アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル等のヒドロキシル基含有モノマー；アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有モノマー；アクリル酸イソシアネートエチル、メタクリル酸イソシアネートエチル等のイソシアネート基含有モノマー；アクリル酸アミノエチル、メタクリル酸アミノエチル等のアミノ基含有モノマー等が挙げられる。
【００５１】
上記共重合可能な他の改質用モノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン等の一般の（メタ）アクリル系ポリマーに用いられている各種のモノマーが挙げられる。
【００５２】
上記官能基含有（メタ）アクリル系ポリマーに反応させる官能基含有不飽和化合物としては、官能基含有（メタ）アクリルポリマーの官能基に応じて上述した官能基含有モノマーと同様のものを使用できる。例えば、官能基含有（メタ）アクリル系ポリマーの官能基がカルボキシル基の場合はエポキシ基含有モノマーやイソシアネート基含有モノマーが用いられ、同官能基がヒドロキシル基の場合はイソシアネート基含有モノマーが用いられ、同官能基がエポキシ基の場合はカルボキシル基含有モノマーやアクリルアミド等のアミド基含有モノマーが用いられ、同官能基がアミノ基の場合はエポキシ基含有モノマーが用いられる。
【００５３】
上記多官能オリゴマーまたはモノマーとしては、分子量が１万以下であるものが好ましく、より好ましくは加熱または光の照射による粘着剤層の三次元網状化が効率よくなされるように、その分子量が５０００以下であり、かつ、その分子内のラジカル重合性の不飽和結合の数の下限が２個、上限が２０個である。このようなより好ましい多官能オリゴマーまたはモノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、市販のオリゴエステルアクリレートまたは上記同様のメタクリレート類等が挙げられる。これらの多官能オリゴマーまたはモノマーは、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００５４】
上記光重合開始剤としては、例えば、２５０〜８００ｎｍの波長の光を照射することにより活性化されるものが挙げられ、このような光重合開始剤としては、例えば、メトキシアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体化合物；ベンゾインプロピルエーテル、べンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物；ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジエチルケタール等のケタール誘導体化合物；フォスフィンオキシド誘導体化合物；ビス（η５−シクロペンタジエニル）チタノセン誘導体化合物、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、クロロチオキサントン、トデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシメチルフェニルプロパン等の光ラジカル重合開始剤が挙げられる。これらの光重合開始剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００５５】
上記熱重合開始剤としては、熱により分解し、重合硬化を開始する活性ラジカルを発生するものが挙げられ、具体的には例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエール、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、ジ−ｔブチルパーオキサイド等が挙げられる。中でも、熱分解温度が高いことから、クメンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド等が好適である。これらの熱重合開始剤のうち市販されているものとしては特に限定されないが、例えば、パーブチルＤ、パーブチルＨ、パーブチルＰ、パーメンタＨ（以上いずれも日本油脂製）等が好適である。これら熱重合開始剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００５６】
上記硬化型粘着剤には、以上の成分の他、粘着剤としての凝集力の調節を図る目的で、所望によりイソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物等の一般の粘着剤に配合される各種の多官能性化合物を適宜配合してもよい。また、可塑性、樹脂、界面活性剤、ワックス、微粒子充填剤等の公知の添加剤を配合してもよい。
【００５７】
なお、粘着剤層３ｂを構成する粘着剤は、支持板４に貼り合わされるのであるため、必ずしも刺激により粘着力が低下する性質を有せずともよい。もっとも、支持板４から粘着シート３を剥離させる必要がある場合には、何らかの刺激により粘着力が低下するタイプの粘着剤により粘着剤層３ｂを構成することが好ましい。
【００５８】
また、粘着剤層３ｂの支持板４に対する粘着力及び粘着剤層３ａ，３ｂ間の粘着力は、上記粘着剤層３ａの刺激が付与された後の半導体ウェーハ１または半導体チップに対する粘着力よりも大きい必要がある。さもないと、半導体ウェーハ１または半導体チップを剥離する際に、粘着剤層３ａまたは粘着剤層３ａ，３ｂの双方が半導体ウェーハ１または半導体チップに付着するおそれがある。
【００５９】
上記粘着剤層３ｂを構成する粘着剤については、アクリル系粘着剤やゴム系粘着剤などを適宜用いることができる。
粘着シート３においては、粘着剤層３ａ，３ｂが積層されていたが、図４（ｂ）に示すように、基材５ａの両面に粘着剤層５ｂ，５ｃが形成された基材付きの両面粘着テープを粘着シート３の代わりに用いてもよい。この場合には、粘着剤層５ｂが、半導体ウェーハ１の表面１ａ側に貼り合わされるため、粘着剤層５ｂは粘着剤層３ａと同様に構成される。また、粘着剤層５ｃは、粘着剤層３ｂと同様の粘着剤により構成される。粘着剤層５ｂが光により粘着力が低下する場合には、基材５ａとしては、光を透過または通過させる材料からなることが好ましく、例えば、アクリル、オレフィン、ポリカーボネート、塩化ビニル、ＡＢＳ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、ウレタン、ポリイミドなどの透明な樹脂からなるシート、網目状の構造のシート、または多数の孔が開けられたシートなどにより構成することができる。
【００６０】
図２に戻り、上記支持板４は、適宜の硬質の材料、例えばガラス、金属または硬質樹脂などから構成される。ここで、「硬質」とは、剛性を有し、半導体ウェーハよりも固い材料を有するものとする。支持板４の剛性が高いため、貼り付けられた半導体ウェーハ１に変形を生じさせることなく、安定に半導体ウェーハ１を支持することができる。例えば支持板４が、ガラスからなる場合、その厚みは０．５〜２．５ｍｍ程度あれば、半導体ウェーハ１を支持するのに十分な剛性が得られる。また、上述した刺激として光を用いる場合は、支持板４が透明または半透明の透光性部材により構成することが好ましく、それによって支持板４側から刺激としての光を透過させることができる。なお、半導体ウェーハ１の裏面１ｂを研磨する際に平面性を高めるために、支持板４の表面は平滑であることが好ましい。
【００６１】
本実施形態では、図２に示すように半導体ウェーハ１の表面１ａが粘着シート３を介して支持板４に貼り合わされる。この場合に、半導体ウェーハ１は図１の矢印Ｂで示した凹部を有する。従って、単に貼り合わせただけでは、矢印Ｂで示す凹部において半導体ウェーハ１と支持板４とが粘着シート３により接着されないおそれがある。すなわち、前述した粘着剤層の浮きが生じるおそれがある。
【００６２】
そこで、本実施形態では、半導体ウェーハ１の薄肉部１ｄと対向している部分において、硬質の支持板４が押圧される。この押圧により支持板４の外周縁が半導体ウェーハ１の薄肉部１ｄ側に近づくように変形する。従って、図５に示すように、薄肉部１ｄが設けられている部分において、支持板４の一方面４ａが粘着シート３により半導体ウェーハ１に確実に密着される。すなわち、硬質の支持板４に粘着シート３を介して半導体ウェーハ１が貼り合わせてなる構造体７の外周縁において粘着剤の浮きが生じ難い。
【００６３】
なお、上記のように支持板４の外周縁部分を薄肉部１ｄ側に近づくように支持板４を変形させるに際しては、上述したように、貼り合わせ後に支持板４側から圧力を加えることによってなされる。このような圧力を加える方法は特に限定されず、例えば図６に略図的に示すように押圧ローラー１１を支持板４の半導体ウェーハ１が貼り合わされている側とは反対側の面４ｂ側から支持板４の外周縁近傍を走行させることにより行ない得る。
【００６４】
また、上記のように支持板４の外周縁近傍部分を変形させる方法は、支持板４と半導体ウェーハ１を貼り合わせた後に行う必要は必ずしもなく、貼り合わせる際に行ってもよい。このような方法の一例を図７に示す。図７に示す方法では、貼り合わせのためのプレス１２が用意される。このプレス１２は、支持板４を半導体ウェーハ１に粘着シート３を介して貼り合わせるに際し、支持板４の面４ｂを押圧するために設けられている。そして、プレス１２では、薄肉部１ｄに対向している支持板４の領域を押圧するように環状突出部１２ａが設けられている。従って、プレス１２を用いて支持板４を半導体ウェーハ１側に押圧した場合、環状突出部１２ａにより支持板４の薄肉部１ｄに対向している領域が薄肉部１ｄに近づくように変形される。
【００６５】
上記プレス１２を用いることにより、半導体ウェーハ１を支持板４に貼り合わせる工程において、同時に上記支持板４を変形させることができる。
なお、本実施形態では、支持板４を変形させることにより、薄肉部１ｄが設けられている部分における粘着剤層の浮きが抑制されていた。これに対して、支持板４を変形させず、支持板４の薄肉部１ｄに対向している部分に環状突出部を設けることによっても、粘着剤層の浮きを抑制することができる。このような支持板の例を、図８（ａ）及び（ｂ）に示す。図８（ａ）に示す支持板４では、半導体ウェーハが貼り合わされる面１３ａ側に環状突出部１４が設けられている。環状突出部１４は、上記薄肉部１ｄに対向する領域に設けられている。環状突出部１４は、支持板４の面１３ａに他の部材を貼り合わせることにより構成されている。もっとも、環状突出部１４は、樹脂等をコーティングすることにより構成されていてもよい。
【００６６】
また、図８（ｂ）に示すよに、環状突出部１３ｃが支持板４と一体に構成されていてもよい。例えば、ガラスなどからなる支持板４の一方面を環状突出部１３ｃが設けられる領域を除いて研磨することにより、環状突出部１３ｃを形成してもよい。
【００６７】
図５に示したように、本実施形態では、支持板４の外周縁が変形されるため、支持板４の外周縁が、薄肉部１ｄが設けられている部分においても粘着剤層により確実に半導体ウェーハ１に密着され、従って外周縁において粘着剤の浮きが生じ難い。
【００６８】
上記のようにして、粘着シート３を介して支持板４に半導体ウェーハ１が一体化された構造体７が、図９に示す研磨装置に供給され、半導体ウェーハ１の裏面１ｂが研磨される。
【００６９】
研磨装置２０においては、基台２１の端部から壁部２２が起立して設けられており、この壁部２２の内側の面には一対のレール２３が垂直方向に配設され、レール２３に沿って支持部２４が摺動して上下動するのに伴って支持部２４に取り付けられた研磨手段２５が上下動するよう構成されている。また、基台２１には、ターンテーブル２６が回転可能に配設され、更にターンテーブル２６には半導体ウェーハを保持するチャックテーブル２７が回転可能に複数配設されている。
【００７０】
研磨手段２５においては、垂直方向の軸心を有するスピンドル２８の先端にマウンタ２９が装着され、更にその下部に研磨ホイール３０が装着されており、研磨ホイール３０の下部には研磨砥石３１が固着され、スピンドル２８の回転に伴って研磨砥石３１が回転する構成となっている。
【００７１】
研磨装置２０を用いて半導体ウェーハ１の研磨を行う際は、支持板４と一体となった半導体ウェーハ１を、支持板４を下向きにしてチャックテーブル２７に保持させて、研磨手段２５の直下に位置付ける。すなわち、半導体ウェーハ１の裏面１ｂを研磨砥石３１と対峙させる。
【００７２】
そして、スピンドル２８を回転させると共に、研磨手段２５を下降させていくと、スピンドル２８の回転に伴って研磨ホイール３０が回転すると共に、回転する研磨砥石３１が半導体ウェーハ１に接触して押圧力が加えられることにより、裏面１ｂが研磨砥石３１によって研磨され、所望の厚さとなる。
【００７３】
なお、上記研磨に際しては、研磨屑の除去及び摩擦による過熱を防止するために、水が流される。前述したように、従来技術では、この水が粘着剤層の浮きから内部に渦巻き状となるように侵入するおそれがあったのに対し、本実施形態では、外周縁における粘着剤層の浮きが生じ難いため、このような水の侵入を確実に防止することができる。従って、半導体ウェーハ１の裏面１ｂを高精度にかつ厚みばらつきが生じ難いように研磨することができる。
【００７４】
次に、研磨工程が終了し所望の厚さに形成された半導体ウェーハ１が、例えば図１０に示すダイシング装置４０を用いてダイシングされる。
このダイシング装置４０には、研磨工程終了後の半導体ウェーハ１が支持板４と一体となったまま、すなわち、半導体ウェーハ１の裏面１ｂを上にした状態で搬送され、カセット４１に複数収容される。
【００７５】
支持板４と一体となった半導体ウェーハ１は、搬出入手段４２によってカセット４１から搬出されて仮置き領域４３に載置された後、第１の搬送手段４４に吸着されてその旋回動によりチャックテーブル４５に搬送され、支持板４が下になった状態で載置され（半導体ウェーハ１の裏面１ｂが上を向いた状態で）吸引保持される。
【００７６】
次に、半導体ウェーハ１を保持したチャックテーブル４５が＋Ｘ方向に移動することにより、アライメント手段４６の直下に位置付けられる。アライメント手段４６には、半導体ウェーハ１の裏面１０から光を透過させて裏面のストリート等を検出できる赤外線カメラ４７を備えており、アライメント手段４６がＹ軸方向に移動しながら、支持板４に支持された半導体ウェーハ１の裏面１ｂを赤外線カメラ４７によって透過させて表面を撮像し、予めメモリ等に記憶されたキーパターン画像と撮像した画像とのパターンマッチング処理を行うことにより切削すべきストリートが検出される。
【００７７】
回転ブレード４８を備えた切削手段４９は、アライメント手段４６と一体に形成されている。また、回転ブレード４８は、赤外線カメラ４７とＹ座標が等しい。すなわち両者はＸ軸方向において一直線上に位置する。
【００７８】
従って、アライメント手段４６によってストリートが検出されると、そのストリートと回転ブレード４８とのＹ軸方向の位置合わせが自動的になされる。そして、支持板４に支持された半導体ウェーハ１を保持するチャックテーブル４５がさらに＋Ｘ方向に移動し、回転ブレード４８が高速回転しながら切削手段４９が下降して、検出されたストリートに裏面１ｂ側から切り込むことにより、当該ストリートが切削される。
【００７９】
そして、チャックテーブル４５をＸ軸方向に往復移動させると共に切削手段４９をストリート間隔ずつＹ軸方向に割り出し送りしながら行うと、図１１に示すように、同方向のすべてのストリートが切削される。
【００８０】
さらに、チャックテーブル４５を９０度回転させてから上記と同様に切削を行うと、図１２に示すように、全てのストリートが切削されダイシングされ、個々の半導体チップに分割される。
【００８１】
こうしてダイシングされた後も、個々の半導体チップＣは支持板４に貼着されたままの状態となっているため、半導体チップＣを支持板４から剥離してピックアップする必要がある。
【００８２】
多数の半導体チップＣと支持板４とは、図２に示した粘着シート３によって一体化となっているため、粘着シート３に刺激を与えることによって粘着シート３の粘着力を低下させて半導体チップＣを剥離し易い状態とする。
【００８３】
例えば、紫外線によってガスを発生するガス発生剤が粘着シート３に含まれている場合には、図１３に示すように、支持板４の下方の照射部５０から紫外線を照射してガスを発生させることにより、半導体チップＣとの間に気体が発生するため、粘着力を低下させることができる。
【００８４】
このとき、一度に粘着シート３の全体に紫外線を照射することも可能であるが、全体の粘着力が低下してしまうと、ピックアップされる前に半導体チップＣ
が離脱し落下するおそれがあるため、図１３に示したように、ピックアップされる直前の半導体チップのみに紫外線を照射するようにすることが好ましい。そして、粘着力が低下した部分に貼着されている半導体チップについては容易いに支持板４から分離させることができる。
【００８５】
また、粘着シート３全体に紫外線を照射してある程度粘着力を低下させておき、分離させる直前にさらに分離させたい部分に紫外線を照射するようにしてもよい。また、前述した刺激として熱を用いる場合には、部分的に加熱してピックアップされる半導体チップごとに分離してもよい。
【００８６】
なお、本発明においては、上記研磨の前にストリートに沿って切込みを入れておいてもよい。
なお、本発明において、上記研磨、ダイシング及びダイシング後に半導体チップを分離する工程は、上述した装置を用いたものに限定されるものではない。従って、半導体ウェーハ研磨後に、半導体ウェーハ１を粘着シート３及び支持板４から剥離した後に、ダイシングを行ってもよい。
【００８７】
【発明の効果】
以上のように、第１の発明に係る製造方法では、半導体ウェーハの外周縁の薄肉部において薄肉部が粘着剤を介して支持板に密着されるように、支持板の薄肉部に対向されている領域が半導体ウェーハ側に近づくように変形されるため、外周縁における粘着剤層の浮きが生じ難い。従って、研磨に際し、水などの媒体が粘着剤層の外周縁から内部に入り込み難いため、半導体ウェーハの研磨を高精度に行うことができ、半導体ウェーハの厚みばらつきが生じ難い。よって、厚みの薄い薄型の半導体チップを容易にかつ安定に提供することが可能となる。
【００８８】
同様に、第２の発明に係る製造方法においては、薄肉部に対向している部分に、残りの部分よりも半導体ウェーハ側に突出している突出部が設けられた支持板を粘着剤を介して半導体ウェーハに貼り合わせるため、外周縁において粘着剤の浮きが生じ難い。従って、研磨に際して水などの媒体が内部に侵入し難いため、半導体ウェーハの厚みばらつきを著しく低減でき、半導体チップの薄型化を進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態で用いられる半導体ウェーハの外観を示す斜視図及び略図的部分破断正面断面図。
【図２】本発明の一実施形態において、半導体ウェーハを粘着剤を介して支持板に貼り合わせる工程を説明するための分解斜視図。
【図３】半導体ウェーハが支持板に貼り合わされた構造体を示す斜視図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、粘着剤層を構成する粘着シートの構造を示す各模式的断面図。
【図５】粘着剤層を介して半導体ウェーハに支持板が貼り合わされ、かつ支持板の外周縁部分が変形された状態を示す略図的正面図及びその要部を拡大して示す部分切欠正面断面図。
【図６】支持板を変形させる工程の一例を説明するための斜視図。
【図７】貼り合わせに際し支持板を変形させる方法の一例を示す部分破断正面断面図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、環状突出部が設けられた支持板を示す各正面断面図。
【図９】本発明において研磨工程で用いられる研磨装置の一例を示す斜視図。
【図１０】本発明においてダイシング工程で用いられるダイシング装置の一例を示す斜視図。
【図１１】ダイシング工程において一方向のストリートが全て切断された状態を示す斜視図。
【図１２】ダイシング工程においてストリートが縦横に切断された状態を示す斜視図。
【図１３】本発明における分離工程を説明するための斜視図。
【図１４】従来の半導体チップの製造方法の問題点を説明するための図であって、半導体ウェーハに粘着剤層を介して支持板が貼り合わされた状態を示す正面断面図。
【符号の説明】
１…半導体ウェーハ
１ａ…表面
１ｂ…裏面
１ｄ…薄肉部
３…粘着シート
３ａ…粘着剤層
３ｂ…粘着剤層
４…支持板
５…粘着シート
５ａ…基材
５ｂ…粘着剤層
５ｃ…粘着剤層
１１…押圧ローラー
１３…支持板
１３ｃ…環状突出部
１４…環状突出部
Ｓ…回路を構成する電極
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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