(57)【要約】【課題】厚さが１００μｍ以下のような極めて薄い半導体ウェーハの裏面に、均一な膜を形成することを可能とする。【解決手段】平坦な支持面を有する支持基板１０の支持面において半導体ウェーハＷの表面を支持して支持基板１０と半導体ウェーハＷとを一体とし、薄加工装置を用いて支持基板１０と一体となった半導体ウェーハＷの裏面を研磨またはエッチングして薄加工を行った後に、膜形成装置４０を用い、支持基板１０と一体となった半導体ウェーハＷの裏面に膜を形成する。半導体ウェーハＷは支持基板と一体となっているため、厚さが１００μｍ以下のように薄く形成された半導体ウェーハでもそりが生じないため、膜を均一に形成することができる。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に回路が形成された半導体ウェーハの裏面に膜を形成する半導体ウェーハの製造方法であって、
平坦な支持面を有する支持基板の該支持面において半導体ウェーハの表面を支持して該支持基板と該半導体ウェーハとを一体とする一体化工程と、
半導体ウェーハを薄く加工する薄加工装置を用い、該支持基板と一体となった半導体ウェーハの裏面を均一に除去して半導体ウェーハを薄加工する薄加工工程と、
膜形成装置を用い、支持基板と一体となった半導体ウェーハの裏面に膜を形成する膜形成工程と
から少なくとも構成される半導体ウェーハの製造方法。
【請求項２】
薄加工装置は、半導体ウェーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された半導体ウェーハに作用する薄加工手段とを有し、
半導体ウェーハと一体となった支持基板を該チャックテーブルにおいて保持し、該半導体ウェーハの裏面に該薄加工手段を作用させて薄加工工程を遂行する請求項１に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項３】
膜形成装置は、半導体ウェーハを保持する保持部と、該保持部に保持された半導体ウェーハの面に膜を形成する膜形成手段とを有し、
薄加工後の半導体ウェーハと一体となった支持基板を該保持部において保持し、該膜形成手段によって該半導体ウェーハの裏面に膜を形成する請求項１または２に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項４】
薄加工装置は、薄加工手段として研磨手段を備えた研磨装置である請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項５】
膜形成装置は、減圧環境で膜を形成する減圧成膜装置である請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項６】
支持基板はガラス基板であり、薄加工工程においては半導体ウェーハの厚さが１００μｍ〜１５μｍとなるように加工される請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項７】
ガラス基板の厚さは１ｍｍ〜３ｍｍである請求項６に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項８】
半導体ウェーハは、樹脂からなる接着剤を介して支持基板に貼着される請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体ウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、裏面に膜が形成される半導体ウェーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体チップの薄型化に伴い、半導体チップを上下に積層して機能、処理能力、記憶容量等の向上を図った積層チップが実用化されており、これによって携帯電話機、ノートブック型パソコン等の薄型化、小型化、軽量化が可能となっている。
【０００３】
積層チップの製造においては、半導体ウェーハの段階で、回路が形成された表面から裏面に至る電極を埋設し、裏面の機械的研磨または化学的エッチングを行うことにより電極を露出させると共に、電極を構成する銅等の金属がシリコン等の半導体内部に拡散するのを防止するために、半導体ウェーハの裏面にＳｉＯ２膜等の絶縁膜を形成している。
【０００４】
また、半導体ウェーハの表面にパワートランジスタ等の回路を形成した後に、半導体ウェーハの裏面を研磨またはエッチングし、その裏面にＴｉ、Ａｇ、Ａｕ等の金属膜を数十ｎｍの厚さで形成して半導体ウェーハを構成する技術も実用に供されている。
【０００５】
このように表面に回路が形成された半導体ウェーハの裏面を研磨等して薄く形成した後に裏面に膜を形成する場合においては、半導体チップの熱的及び電気的特性を良好にするために、半導体ウェーハを極力薄く形成することが必要とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体ウェーハの厚さを、例えば１００μｍ〜１５μｍほどにすると、半導体ウェーハにそりが生じて膜の形成に支障が生じ、膜を均一に形成することができないという問題がある。
【０００７】
特に、膜の形成に、減圧環境で膜を形成する減圧成膜装置を用いると、半導体ウェーハを保持する保持テーブルにおいて吸引力を使用することができず、静電式にて半導体ウェーハを保持することとなるため、膜の応力が静電式の保持テーブルの保持力に抗してそりを生じさせることとなり、膜を均一に形成することができなくなる。
【０００８】
従って、半導体ウェーハにそりが生じない程度の剛性を持たせるために、その厚さは現状では２００μｍ程度が限界となっており、それより薄く形成することはできないという問題がある。
【０００９】
このように、半導体ウェーハの裏面に膜を形成する場合においては、半導体ウェーハをより薄く形成した場合にも、均一な膜の形成を可能とすることに課題を有している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために具体的手段として本発明は、表面に回路が形成された半導体ウェーハの裏面に膜を形成する半導体ウェーハの製造方法であって、平坦な支持面を有する支持基板の支持面において半導体ウェーハの表面を支持して支持基板と半導体ウェーハとを一体とする一体化工程と、半導体ウェーハを薄く加工する薄加工装置を用い、支持基板と一体となった半導体ウェーハの裏面を均一に除去して半導体ウェーハを薄加工する薄加工工程と、膜形成装置を用い、支持基板と一体となった半導体ウェーハの裏面に膜を形成する膜形成工程とから少なくとも構成される半導体ウェーハの製造方法を提供する。
【００１１】
そしてこの半導体ウェーハの製造方法は、薄加工装置が、半導体ウェーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された半導体ウェーハに作用する薄加工手段とを有し、半導体ウェーハと一体となった支持基板をチャックテーブルにおいて保持し、半導体ウェーハの裏面に薄加工手段を作用させて薄加工工程を遂行すること、膜形成装置が、半導体ウェーハを保持する保持部と、保持部に保持された半導体ウェーハの面に膜を形成する膜形成手段とを有し、薄加工後の半導体ウェーハと一体となった支持基板を保持部において保持し、膜形成手段によって半導体ウェーハの裏面に膜を形成すること、薄加工装置が、薄加工手段として研磨手段を備えた研磨装置であること、膜形成装置が、減圧環境で膜を形成する減圧成膜装置であること、支持基板はガラス基板であり、薄加工工程においては半導体ウェーハの厚さが１００μｍ〜１５μｍとなるように加工されること、ガラス基板の厚さが１ｍｍ〜３ｍｍであること、半導体ウェーハが、樹脂からなる接着剤を介して支持基板に貼着されることを付加的な要件とする。
【００１２】
このように構成される半導体ウェーハの製造方法によれば、半導体ウェーハが剛性の高い支持基板によって支持された状態で膜形成工程が遂行されるため、薄加工工程において厚さが１００μｍ以下のように極めて薄く加工された半導体ウェーハであってもそりが生じることがなく、膜を形成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、図１に示す半導体ウェーハＷの裏面を研磨またはエッチングした後に膜を形成する場合について説明する。この半導体ウェーハＷの表面には、所定の間隔を置いて複数のストリートＳが格子状に形成されており、ストリートＳによって区画された多数の矩形領域には回路パターンが施されている。そして、ストリートＳを切削することにより、各矩形領域が半導体チップＣとなる。
【００１４】
この半導体ウェーハＷの裏面の研磨及び膜の形成前に、図２に示す支持基板１０と一体とする。この支持基板１０は、研磨によって厚さが１００μｍ以下のように極めて薄くなった半導体ウェーハを湾曲させずに安定的に支持することができるように剛性の高い部材により構成され、例えばガラス基板を用いることができる。また、ガラスの他に、セラミックス、合金、金属、樹脂等を用いることもできる。ガラス基板を用いた場合には、その厚さは１ｍｍ〜３ｍ程度とすることが望ましい。
【００１５】
支持基板１０の支持面である表面１０ａ及び裏面は平坦に形成され、図３に示すように、支持基板１０の表面１０ａと半導体ウェーハＷの表面とが対面するように、接着剤によって両者を貼着して一体とすることにより、表面１０ａにおいて半導体ウェーハＷを支持する（一体化工程）。半導体ウェーハＷは、この状態では、回路が形成されていない裏面が露出している。
【００１６】
接着剤としては、アクリル系、エステル系、ウレタン系等の樹脂からなる接着剤を用いることが好ましい。また、支持基板１０としてガラス基板を用いた場合には、接着剤として紫外線により接着力が低下するタイプのものを使用すれば、後にガラス基板を透過させて接着剤に紫外線を照射することができるため、支持基板１０と半導体ウェーハＷとの剥離を容易に行うことができる。
【００１７】
次に、上記のようにして支持基板１０に支持された半導体ウェーハＷの裏面を研磨して薄加工を行う。薄加工には、適宜の薄加工装置、例えば図４に示す研磨装置２０を使用することができる。
【００１８】
研磨装置２０においては、基台２１の端部から立設した壁部２２の内側の面に一対のレール２３が垂直方向に配設されており、レール２３に沿って支持板２４が昇降するのに伴って支持板２４に取り付けられた薄加工手段である研磨手段２５が上下動するよう構成されている。また、基台２１上には、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上には研磨対象物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。
【００１９】
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を介して研磨ホイール３０が装着されており、研磨ホイール３０の下面には研磨砥石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。
【００２０】
支持基板１０と一体化された半導体ウェーハＷは、支持基板１０の裏面がチャックテーブル２７に保持されることにより支持され、ターンテーブル２６の回転によって研磨手段２５の直下に位置付けられ、半導体ウェーハＷの裏面が上を向いた状態で研磨砥石３１と対峙する。
【００２１】
そして、研磨砥石３１が回転しながら研磨手段２５が下降して半導体ウェーハＷの裏面に作用して押圧力が加えられることにより裏面が研削され、この研磨を所定量行うことにより、裏面が所定量除去され、半導体ウェーハＷが薄加工されて所望の厚さ、例えば１００μｍ〜１５μｍの厚さに形成される（薄加工工程）。
【００２２】
なお、薄加工装置としては、研磨装置２０の他に、ドライエッチング装置、ウェットエッチング装置等を用いることもできる。また、研磨した後に研磨面をエッチングすることを可能にするために、研磨装置とエッチング装置とを組み合わせてもよい。
【００２３】
次に、適宜の膜形成装置を用いて、薄加工された半導体ウェーハＷの裏面に膜を形成する。膜形成装置としては、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置を用いることができる。以下では図５に示す減圧成膜装置４０を使用する場合について説明する。
【００２４】
この減圧成膜装置４０においては、スパッタチャンバー４１の内部に静電式にて板状物を保持する保持部４２が配設されており、その上方の対向する位置には励磁部材４３に支持されてスパッタ源４４が配設されている。このスパッタ源４４には、高周波電源４７が連結されている。また、スパッタチャンバー４１の一方の側部には、スパッタガスを導入する導入口４５が設けられ、もう一方の側部には減圧源に連通する減圧口４６が設けられている。そして、スパッタチャンバー４１と励磁部材４３とスパッタ源４４と導入口４５と減圧口４６と高周波電源４７とで膜形成手段４８を構成している。
【００２５】
半導体ウェーハＷと一体となった支持基板１０の裏面が保持部４２に保持されることにより、半導体ウェーハＷの裏面がスパッタ源４４に対向して保持される。そして、励磁部材４３によって磁化されたスパッタ源４４に高周波電源４７から４０ｋＨｚ程度の高周波電力をくわえ、減圧口４６からスパッタチャンバー４１の内部を１０−２Ｐａ〜１０−４Ｐａ程度に減圧して減圧環境にすると共に、導入口４５からアルゴンガスを導入してプラズマを発生させると、プラズマ中のアルゴンイオンがスパッタ源４４に衝突して粒子がはじき出されて半導体ウェーハＷの裏面に堆積し、膜が形成される（膜形成工程）。
【００２６】
上記のようにして行う膜の形成時には、スパッタチャンバー４１の内部が真空に近い状態となり、保持部４２において半導体ウェーハＷを吸着することはできないため、静電式にて保持しているが、静電式の保持部４２において薄くなった半導体ウェーハＷを直接保持することとすると、吸着式に比べて保持力が弱いために、薄くなった半導体ウェーハＷにはそりが生じてしまう。
【００２７】
しかし、本発明においては、そりが生じない剛性の高い支持基板１０を介してこれと一体となった半導体ウェーハＷを保持することができるため、薄加工によって厚さが１００μｍ〜１５μｍほどに形成された半導体ウェーハであってもそりが生じることがない。従って、半導体ウェーハＷの裏面に高精度に均一な膜を形成することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る半導体ウェーハの製造方法によれば、半導体ウェーハが剛性の高い支持基板によって支持された状態で膜形成工程が遂行されるため、薄加工工程において厚さが１００μｍ以下のように極めて薄く加工された半導体ウェーハであってもそりが生じることがない。従って、極めて薄い半導体ウェーハの裏面にも均一な膜を形成することができ、半導体ウェーハのより一層の薄型化が可能となる。特に、膜形成工程が減圧環境で行われる場合には、吸着により半導体ウェーハを保持することができないにもかかわらず、そりを生じさせることなく膜を形成することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される半導体ウェーハの一例を示す斜視図である。
【図２】同半導体ウェーハと一体化される支持基板の一例を示す斜視図である。
【図３】同半導体ウェーハと支持基板とが一体化された状態を示す斜視図である。
【図４】本発明を構成する薄加工工程に用いる研磨装置の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明を構成する膜形成工程に用いる減圧成膜装置の一例を示す略示的断面図である。
【符号の説明】
Ｗ…半導体ウェーハ　１０…支持基板
２０…研磨装置　２１…基台　２２…壁部
２３…レール　２４…支持板　２５…研磨手段
２６…ターンテーブル　２７…チャックテーブル
２８…スピンドル　２９…マウンタ
３０…研磨ホイール　３１…研磨砥石
４０…減圧成膜装置　４１…スパッタチャンバー
４２…保持部　４３…励磁部材
４４…スパッタ源　４５…導入口
４６…減圧口　４７…高周波電源
４８…膜形成手段
【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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