(57)【要約】  【課題】  従来の半導体素子の製造方法では、裏面加工で使用される酸や有機溶剤などの処理液が貫通穴４を通して浸入し、レジスト層３を溶解し補助基板１と半導体ウェーハ２との貼付強度を低下させ、半導体ウェーハ２が剥離して破損するという問題があった。  【解決手段】  本発明の半導体素子の製造方法は、半導体ウェーハ表面２ａと、多数の貫通穴４を設けた補助基板１とをレジスト層３およびフッ素系樹脂層１０１の２層の貼付材層を介して貼付ける貼付工程と、半導体ウェーハ裏面２ｂに加工を施す裏面加工工程と、プラズマエッチングでフッ素系樹脂層１０１に穴１０２を開ける穿孔工程と、その穴１０２を通して有機溶剤５を浸入させて補助基板１と半導体ウェーハ２とを剥離する剥離工程とを含む。【選択図】  図２
2005072349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、
半導体ウェーハ表面と、多数の貫通穴を設けた補助基板とを異なる貼付材から成る２層の貼付材層を介して貼付ける貼付工程と、
露呈した前記半導体ウェーハ裏面に所定の加工を施す裏面加工工程と、
前記貫通穴を通して前記２層の貼付材層の内、前記補助基板側の貼付材層に穴を開ける穿孔工程と、
前記補助基板側の貼付材層に開けた前記穴を通して、前記半導体ウェーハ側の貼付材層を除去して、前記補助基板と前記半導体ウェーハとを剥離する剥離工程とを含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項２】
前記２層の貼付材層の内、前記補助基板側の貼付材層は、前記裏面加工工程で使用される処理液に対して可溶性が低い貼付材で成り、前記半導体ウェーハ側の貼付材層は、有機溶剤可溶性に優れた貼付材で成ることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記補助基板側の貼付材層は、フッ素系樹脂で成り、前記半導体ウェーハ側の貼付材層は、レジストで成ることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記穿孔方法は、ドライエッチングであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の半導体素子の製造方法。
【請求項５】
前記剥離方法は、前記半導体ウェーハ側の貼付材層に対して可溶性に優れた溶剤を前記半導体ウェーハの外周部および前記補助基板側の貼付材層に開けた前記穴を通して浸入させて、前記半導体ウェーハ側の貼付材層を溶解させる方法であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面研磨で半導体ウェーハが薄くなっても割れないように、半導体ウェーハを補助基板に貼付けて補強して裏面加工する半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＧａＡｓなどの化合物で成る半導体ウェーハの場合、半導体ウェーハ表面に素子を形成した後、熱抵抗を低減するために半導体ウェーハの裏面側から、その厚さを極めて薄く研磨するが、これによって機械的強度が低下し、半導体ウェーハが工程中のストレスで割れるのを防止するため、予め、剛性を有する石英やガラスなどで成る補助基板に貼付材で貼付けて加工する。
【０００３】
従来の半導体素子の製造方法の一例を図３に示す。図３は、工程順を示す要部断面図である。
【０００４】
従来の半導体素子の製造方法は、先ず、図３（ａ）に示すように、ガラスで成る補助基板１と半導体ウェーハ２とを貼付ける。貼付手順は、半導体ウェーハ２の表面２ａに貼付材として、例えば、レジスト層３を形成し、加熱しながらその形成面を補助基板１に押付けて貼付ける。
【０００５】
ここで、半導体ウェーハ２に形成する貼付材としては、レジスト以外にも、例えば、アクリル系樹脂や専用ワックスなどでもよく、通常、剥離の際にメチルエチルケトンやアセトンやイソプロピルアルコールなどの有機溶剤で溶解させるため、これらの有機溶剤に対して可溶性に優れた貼付材とする。尚、上記では、貼付材を半導体ウェーハ２側に形成することで説明したが、補助基板１側に形成してもよい。
【０００６】
また、図４に示すように、補助基板１には多数の貫通穴４（直径；数百μｍ程度）が設けられている。この貫通穴４を設ける目的は、半導体ウェーハ２と補助基板１とを貼付ける際に生じる気泡を逃がすためと、剥離の際に有機溶剤が、この貫通穴４を通して浸入し貼付材を溶解しやすくするためである。
【０００７】
次に、図３（ｂ）に示すように、半導体ウェーハ２の裏面２ｂを裏面研磨装置（図示せず）で所望の厚さになるように薄く研磨（図中、研磨部分を一点鎖線で示す）した後、例えば、フォトリソグラフィ法を用いて半導体ウェーハ２の裏面２ｂ側から表面２ａ側に貫通するビアホール（図示せず）を形成したり、前処理としての酸処理後、真空蒸着法などで所定の金属膜形成をしたり、各処理毎に洗浄や乾燥作業をするなどの裏面加工を施す。このとき、これらの処理に使用される酸や有機溶剤は、補助基板１の貫通穴４に浸入するため、レジスト層３は酸や有機溶剤に晒されることになる。
【０００８】
次に、裏面加工が完了したら、図３（ｃ）に示すように、補助基板１と半導体ウェーハ２との接合体を剥離用の有機溶剤５（例えば、メチルエチルケトンやアセトンやイソプロピルアルコールなど）に浸漬しレジスト層を溶解させ、補助基板１と半導体ウェーハ２とを剥離させる。
【０００９】
このとき、有機溶剤５は半導体ウェーハ２の外周部から内部に浸入することに加えて、補助基板１に設けられた多数の貫通穴４を通して浸入するためレジスト層の溶解速度をより速めることができる。
【００１０】
このように、予め、半導体ウェーハ２を補助基板１に貼付けて裏面加工すると、半導体ウェーハ２の厚みが薄くなって機械的強度が低下しても、工程中のストレスで割れることを防止できる。また、補助基板１に多数の貫通穴４を設けておくと剥離スピードの向上が図れる。
【００１１】
そして、その後、ダイシング（図示せず）などで半導体ウェーハ２を個別のペレット（図示せず）に分割する（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１８４８４５号公報  （第２頁、０００３〜０００５段落，図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の半導体素子の製造方法では、補助基板１に多数の貫通穴４が設けられているため、裏面加工の各処理において使用される酸や有機溶剤などの処理液が補助基板１の貫通穴４を通して浸入し、レジスト層３を不所望にも溶解して補助基板１と半導体ウェーハ２との貼付強度を低下させ、その結果、工程途中で半導体ウェーハ２が剥離して破損するという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、裏面加工の各処理で使用される酸や有機溶剤などの処理液が、補助基板の貫通穴を通して浸入し、補助基板と半導体ウェーハとの貼付強度を低下させることのない半導体素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の半導体素子の製造方法は、
少なくとも、
半導体ウェーハ表面と、多数の貫通穴を設けた補助基板とを異なる貼付材から成る２層の貼付材層を介して貼付ける貼付工程と、
露呈した半導体ウェーハ裏面に所定の加工を施す裏面加工工程と、
貫通穴を通して２層の貼付材層の内、補助基板側の貼付材層に穴を開ける穿孔工程と、
補助基板側の貼付材層に開けた穴を通して、半導体ウェーハ側の貼付材層を除去して、補助基板と半導体ウェーハとを剥離する剥離工程とを含むことを特徴とする半導体素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半導体素子の製造方法によると、補助基板と半導体ウェーハとを貼付ける貼付材を異なる貼付材から成る２層とし、半導体ウェーハ側の貼付材を剥離用の有機溶剤に対して可溶性に優れた貼付材とするため剥離スピードの向上が図れる。また一方、補助基板側の貼付材を裏面加工で使用される処理液に対して可溶性の低い貼付材とするため補助基板に設けられた貫通穴から処理液が浸入しても貼付強度を低下させる心配がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の半導体素子の製造方法の一例を図１，図２に示す。図１，図２は、工程順を示す要部断面図である。尚、図３と同一部分には同一符号を付す。
【００１７】
本発明の半導体素子の製造方法は、先ず、図１（ａ）に示すように、ガラスで成る補助基板１と半導体ウェーハ２とを貼付ける。貼付手順は、半導体ウェーハ２の表面２ａに貼付材として、例えば、レジスト層３を形成する。また一方、補助基板１に貼付材として、例えば、フッ素系樹脂層１０１を形成する。そして、加熱しながら、その形成面同士を押付けて両者を貼付ける。
【００１８】
ここで、半導体ウェーハ２に形成する貼付材としては、レジスト以外にも、例えば、アクリル系樹脂や専用ワックスなどでもよく、通常、剥離の際にメチルエチルケトンやアセトンやイソプロピルアルコールなどの有機溶剤で溶解させるため、これらの有機溶剤に対して可溶性に優れた貼付材がよい。
【００１９】
また一方、補助基板１に形成する貼付材としては、後の裏面加工工程で使用される酸や有機溶剤などの処理液に対する保護層とするため、耐有機溶剤性、耐酸性に優れた貼付材とする。例えば、フッ素系樹脂は機械的強度や耐熱性にも優れており好適である。また、形成層の厚さは、保護膜としての強度と後工程での除去のしやすさの両者を考慮して決定する。
【００２０】
尚、上記では、貼付材をそれぞれ半導体ウェーハ２，補助基板１に各１層ずつ形成することで説明したが、一方側に２層を積層形成してもよい。
【００２１】
また、図４に示すように、補助基板１には、多数の貫通穴４（直径；数百μｍ程度）が設けられている。この貫通穴４を設ける目的は、半導体ウェーハ２と補助基板１とを貼付ける際に生じる気泡を逃がすためと、剥離の際に有機溶剤が、この貫通穴４を通して浸入し貼付材を溶解しやすくするためである。
【００２２】
次に、図１（ｂ）に示すように、半導体ウェーハ２の裏面２ｂを裏面研磨装置（図示せず）で所望の厚さになるように薄く研磨（図中、研磨部分を一点鎖線で示す）した後、例えば、フォトリソグラフィ法を用いて半導体ウェーハ２の裏面２ｂ側から表面２ａ側に貫通するビアホール（図示せず）を形成したり、前処理としての酸処理後、真空蒸着法などで所定の金属膜形成をしたり、各処理毎に洗浄や乾燥作業をするなどの裏面加工を施す。
【００２３】
このとき、裏面加工に使用される酸や有機溶剤が補助基板１の貫通穴４に浸入するが、レジスト層３はフッ素系樹脂層１０１によって保護されているため溶解して貼付強度を低下させることがない。
【００２４】
次に、裏面加工が完了したら、図２（ｃ）に示すように、補助基板１の裏面側から貫通穴４を通してフッ素系樹脂層１０１をプラズマエッチングで除去し、フッ素系樹脂層１０１に穴１０２を開けレジスト層３を露出させる。
【００２５】
次に、図２（ｄ）に示すように、補助基板１と半導体ウェーハ２との接合体を、剥離用の有機溶剤５（例えば、メチルエチルケトンやアセトンやイソプロピルアルコールなど）に浸漬し、有機溶剤５を半導体ウェーハ２外周部およびフッ素系樹脂層１０１に開けた穴１０２を通して浸入させて、レジスト層３を溶解させ補助基板１と半導体ウェーハ２とを剥離させる。
【００２６】
このとき、有機溶剤５は、半導体ウェーハ２外周部から内部に浸入することに加えて、補助基板１に設けられた多数の貫通穴４を通して浸入するため、レジスト層３の溶解速度をより速めることができる。
【００２７】
このように、予め、半導体ウェーハ２を補助基板１に貼付けて裏面加工すると、半導体ウェーハ２の厚みが薄くなって機械的強度が低下しても、工程中のストレスで割れることを防止できる。また、補助基板１に多数の貫通穴４を設けて、裏面加工中は耐処理液性に優れたフッ素系樹脂層１０１で保護するため、貫通穴４から処理液が浸入して貼付強度を低下させる心配がない。また、剥離の際には、予め、フッ素系樹脂層１０１をプラズマエッチングで除去し、貫通穴４を通して有機溶剤５を浸入させるので剥離スピードの向上が図れる。
【００２８】
そして、その後、ダイシング（図示せず）などで半導体ウェーハ２を個別のペレット（図示せず）に分割する。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
裏面加工の各処理に使用される酸や有機溶剤などが補助基板の貫通穴から浸入し貼付材の貼付強度を低下させる心配がない半導体ウェーハの裏面加工プロセスに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の半導体素子の製造方法の一例の工程順の要部断面図
【図２】本発明の半導体素子の製造方法の一例の工程順の要部断面図
【図３】従来の半導体素子の製造方法の工程順の要部断面図
【図４】補助基板の平面図および断面図
【符号の説明】
【００３１】
１  補助基板
２  半導体ウェーハ
２ａ  半導体ウェーハの表面
２ｂ  半導体ウェーハの裏面
３  レジスト層
４  貫通穴
５  剥離用の有機溶剤
１０１  フッ素系樹脂層
１０２  フッ素系樹脂層に開けた穴
【図１】
2005072349.tif 000003
【図２】
2005072349.tif 000004
【図３】
2005072349.tif 000005
【図４】
2005072349.tif 000006