(57)【要約】  要約    【課題】  薄葉化半導体ウェーハ(a)の製造で使用する剥離液に、回路面(A面)金属、乃至研削・研磨面(B面)上に形成した蒸着金属の腐食防止として防食添加剤を配合する。    【解決手段】  薄葉化された半導体ウェーハ(a)を保持基板(b)から剥離する際、接着フィルム(c)の接着力を弱め、保持基板(b)からの薄葉化半導体ウェーハ(a)の剥離をより容易にする目的で、保持基板(b)と一体化した薄葉化半導体ウェーハ(a)を予め、中性、乃至アルカリ溶液(以下「剥離液(d)」と記す)に浸漬処理する。この剥離液(d)に防食剤を添加することにより、回路形成金属、乃至研削・研磨面(B面)上に形成した蒸着金属の腐食を防止する。    【効果】  防食剤により、半導体ウェーハ回路面(A面)の回路形成金属、乃至研削・研磨面(B面)上に形成した蒸着金属の腐食が防止される。その結果、半導体ウェーハ(a)回路面(A面)、乃至理面(B面)が清浄に保たれ、歩留まりが著しく向上する。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハ(a)の回路面(A面)と保持基板(b)を接着フィルム(c)で接着した後、半導体ウェーハ(a)の裏面(B面)を研削・研磨・エッチングして半導体ウェーハ(a)を薄葉化し、所望によりその研削・研磨面(B面)に金属化などの処理を施した後、薄葉化された半導体ウェーハ(a)を保持基板(b)から剥離することからなる薄葉化半導体ウェーハ(a)の製造法において、剥離液として、防食剤入りの中性、或はアルカリ性溶液を用いることを特徴とする薄葉化半導体ウェーハの製造法。
【請求項２】
ベースとなる溶液が、水、アンモニア、アミン、四級アンモニウムハイドロキサイドの少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項１記載の薄葉化半導体ウェーハの製造法。
【請求項３】
防食剤として糖アルコールを含むことを特徴とする請求項１または２記載の薄葉化半導体ウェーハの製造法。
【請求項４】
防食剤としてアミンポリマーを含むことを特徴とする請求項１、２または３記載の薄葉化半導体ウェーハの製造法。
【請求項５】
防食剤としてヒドロキシルアミン、ホルムヒドロキサム酸、ヒドラジンの少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の薄葉化半導体ウェーハの製造法。
【請求項６】
薄葉化基板上に銀、金、銅、アルミニウム、ニッケル、チタン、シリコン、クロム、これらの合金、シリコン酸化物の少なくとも一種含んでいることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の薄葉化半導体ウェーハの製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ(a)の裏面(B面)に研削・研磨、CMPやエッチング等の加工を施して薄葉化し、適宜、該裏面(B面)の金属化等を行った後に、薄葉化半導体ウェーハ(a)を保持基板(b)から剥離して薄葉化半導体ウェーハ(a)を得る製造法に関する。
【０００２】
近年、携帯電話、ICカード、モバイルコンピューター等の電子機器の軽薄短小化、高性能化が進むにつれ、これらの機器の組み立てに使用される半導体デバイス等の薄型化、軽量化が進行している。加えて、該半導体デバイスから発生する熱量の抑制、電気特性の向上、低消費電力化、動作安定性向上の観点からも半導体ウェーハ(a)を薄葉化することが望ましい状況となってきている。
ところが、予め薄くした半導体ウェーハ(a)等を用い、片面にのみ電子回路を形成すると、回路形成材料となる金属、特にアルミニウム、銅、金等と半導体ウェーハ(a)の熱膨張率差が５〜１５×１０−６／Ｋであることに起因する反り・歪みを生じてしまう。この反り、歪みは、裏面(B面)への回路形成を困難にするだけでなく、その後の製造工程において半導体ウェーハ(a)が破損する原因となる。このため、予め薄葉化された半導体ウェーハ(a)を用いてデバイスの薄型化、軽量化等を図ることは実際上不可能であった。
【０００３】
そこで、従来の２００〜３００μｍまでの薄葉化は、片面にのみ電子回路を形成してもその形状を十分に保持可能な程度に薄葉化されたウェーハを使用し、回路形成後、該回路面側(A面)をバックグラインド用テープと称される研削保護テープ、ダイシングテープ等に貼り合わせるか、又は、ワックスを用いてダミーウェーハ等の保持基板(b)に貼り合わせるなどして半導体ウェーハ(a)を支持、補強した状態で裏面(B面)を更に研削して実施している。
【０００４】
例えば、特開2000-212524では、熱可塑性樹脂製の基材フィルムの表面に粘着剤層を形成した半導体ウェーハ(a)保護、粘着テープが提案されている。この基材フィルムとして、弾性率の高いPETフィルム等を使用すれば、反り・歪などを低減できるとしている。しかし、研削保護テープ法は、保護テープと半導体ウェーハ(a)の熱膨張率差が著しく大きく、保護テープと半導体ウェーハ(a)の界面に大きな残留応力が潜在するため、研削等で半導体ウェーハ(a)が薄くなるにつれ、反りが顕在化してくるという問題がある。このため、実際上、薄葉化の限界は２００〜３００μｍとなっている。加えて、半導体ウェーハ(a)と基材フィルムを固定するための粘着剤が半導体ウェーハ回路面(A面)に転写・残留し、回路の清浄性を害するという欠点が顕在している。更に、薄葉化後の裏面(B面)に回路を形成する場合に必須の化学洗浄・研磨等の予備工程では保護テープの耐薬品性が不足し、回路形成のための金属化やアロイ化工程では保護テープの耐熱性が不足することから、これらの工程へ進む前段で、薄葉化半導体ウェーハ(a)を基材フィルムから剥がす必要があった。
【０００５】
このため、厚み１００μｍ以下、場合によっては30μm程度にまで薄葉化する必要のあるディスクリート用途やミリ波用途に用いる半導体、化合物半導体の製造においては、半導体ウェーハサイズの大型化も伴って、反りの増大、厚み精度の低下、製造中の破損による歩留まりの低下、設備投資やランニングコストの肥大化等が問題となっている。
【０００６】
一方で、半導体ウェーハ(a)を硬質な保持基板(b)に接着して研削、研磨する方法も実施されている。その保持基板(b)としては、ガラス、石英ガラス、サファイアなどが用いられ、半導体ウェーハ(a)がシリコンの場合には、シリコン自身も用いることが出来る。半導体ウェーハ(a)と保持基板(b)との接着には、両面テープやワックスが使用される。例えば、特開2000-331962では、ガラス板を保持基板(b)とし、両面粘着テープで半導体ウェーハ(a)をガラス板に固定する方法が提案され、特開平8-22969では、半導体ウェーハ(a)をワックスでガラス板に固定する方法が提案されている。しかしながら、粘着剤を使用する場合には、本質的に上記した耐熱性や耐薬品性が劣るという欠点を有し、ワックスを使用する場合には、ワックス塗布面に気泡が残りやすい、研削・研磨後の面精度が低下する、剥離後のワックス除去が困難である、という欠点を有し、また耐熱性も低い。保持基板(b)としてシリコンウェーハを使用する場合(特開平6-244389号公報など)、回路形成用シリコンウェーハと保持側シリコンウェーハの接着性が不安定であり、逆に十分安定に接着された場合には、剥離が極めて困難になるという問題がある。
【背景技術】
【０００７】
【特許文献１】特開2000-212524号公報
【特許文献２】特開2000-331962号公報
【特許文献３】特開平8-22969号公報
【特許文献４】特開平6-244389号公報
【特許文献５】特開2001-077304号公報
【特許文献６】特開2002-203821号公報
【特許文献７】特開平8-244163号公報
【特許文献８】特開9-314732号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
発明者等は、上記の様な従来技術の課題に鑑み、先に半導体ウェーハ(a)を保持基板(b)に保持接着して、薄葉化し、その状態で高温処理工程などに適用し、これらの工程の終了後、水などを用いて剥離する方法(特開2001-077304号、同2002-203821、その他)を提案した。ところが、この方法において、高温の処理工程があると実質的に剥離が困難となったり、これら剥離困難な試料を剥離するため、より長時間水などに浸漬し続けると、半導体ウェーハ(a)を保持基板(b)から剥離する際に半導体ウェーハ(a)の回路形成金属や裏面(B面)を腐食したりする場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題に関して鋭意検討した結果、完成したものである。
即ち、半導体ウェーハ(a)の回路面(A面)と保持基板(b)を接着フィルム(c)で接着した後、半導体ウェーハ(a)の裏面(B面)を研削・研磨・エッチング等して半導体ウェーハ(a)を薄葉化し、所望によりその研削・研磨面(B面)に金属化など処理を施した後、薄葉化された半導体ウェーハ(a)を保持基板(b)から剥離することからなる薄葉化半導体ウェーハ(a)の製造法において、接着フィルム(c)の接着力を弱め、保持基板(b)からの薄葉化半導体ウェーハ(a)の剥離をより容易にする目的で、防食剤入りの中性、乃至アルカリ溶液(以下「剥離液(d)」と記す)で剥離する製造法を開発した。尚、本発明は、先に特開2001-077304号において提案した半導体ウェーハ(a)の薄葉化方法を更に発展させたものである。
【００１０】
以下、本発明の構成を説明する。
半導体ウェーハ (a)
本発明の半導体ウェーハ(a)としては、シリコン(Si)に代表されるが、この他に、ゲルマニウム(Ge)、セレン(Se)、錫(Sn)、テルル(Te)等の元素系半導体、ガリウム-砒素(GaAs)の他、GaP、GaSb、AlP、AlAs、AlSb、InP、InAs、InSb、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、AlGaAs、GaInAs、AlInAs、InGaP、AlGaInAs等の化合物半導体が挙げられ、適宜使用出来る。
【００１１】
保持基板 (b)
本発明の保持基板(b)は、350℃以上の高温に耐えるものであり、且つ、ラップ研磨等の研磨工程に耐える機械的強度を有し、更に電子回路形成のための前処理や後処理で使用される薬品類に対する耐薬品性が高いことを必須とする。また、保持基板(b)の熱膨張率と半導体ウェーハ(a)の熱膨張率が実質的に同一と見なせる範囲であることが、接着後の反りを小さくし、薄葉化工程への適用を容易にし、且つ、薄葉化後に剥離することを可能とするために好ましい。本発明においては、好ましくは、連続気孔を0.5 vol％以上、より好ましくは2〜35 vol％有し、その平均気孔径が０．１〜１０μｍの無機連続気孔焼結体から選択し、該連続気孔に耐熱性の樹脂を含浸し、硬化させたものが好適に採用される。
【００１２】
無機連続気孔焼結体としては、具体的には、本発明者らによる特開平8-244163公報、同9-314732、その他による、窒化アルミニウム(AlN)、窒化硼素(h-BN)、窒化アルミニウム-窒化硼素(AlN-h-BN)、窒化アルミニウム-窒化珪素-窒化硼素(AlN-SiC-h-BN)、窒化珪素(Si3N4)、窒化珪素-窒化硼素(Ｓｉ３Ｎ４-h-BN)、炭化珪素(SiC)、アルミナ(Ａｌ２Ｏ３)、アルミナ-窒化硼素(Ａｌ２Ｏ３−ｈ−ＢＮ)、酸化ジルコニア-窒化アルミニウム-窒化硼素(ＺｒＯ３-AlN-h-BN)、アルミナ-酸化チタン-窒化硼素(Ａｌ２Ｏ３-TiO-h-BN)、硼珪酸ガラス、アモルファスカーボン、炭素繊維強化炭素、各種カーボン等の無機物ベースの材料などが好ましいものとして例示される。
【００１３】
該基板に含浸する耐熱性樹脂としては、本発明者らによる特開平8-244163公報、同9-314732、その他による、付加重合あるいは架橋型の耐熱性樹脂の芳香族多官能性シアン酸エステル化合物等があり、使用可能であるが、特に350℃を超える高温で好適に使用出来るものとして高耐熱性シリコーン樹脂、例えばシリコーンラダーオリゴマー(商品名；Glass Resin品番GR100F、GR150、GR650F、GR908F、GR950F他、Techneglas製)が挙げられる。
【００１４】
上記基板に樹脂を含浸する際、該無機連続気孔焼結体の開気孔内表面を含む表面と樹脂親和性を改善するため、無機連続気孔焼結体の表面を適当な方法で処理することが好適である。表面処理として、アルミニウム、チタン、或は珪素を含む有機金属化合物又は有機金属錯体、或は重量平均分子量10,000未満のプレポリマーである有機金属化合物又は有機金属錯体の溶液を使用し、これを真空含浸し、風乾して溶媒を除去した後、予備加熱処理し、更に最高温度850℃以下において熱分解させることが好ましい。
本表面処理を実施することにより、含浸する樹脂との親和性が改善され、更には、接着フィルム(c)との接着力が向上する。
【００１５】
接着フィルム(c)
剥離液(d)で接着力が低下する接着フィルム(c)の具体的な例としては、ポリイミド、感光性ポリイミド、シリコーンイミド、感光性シリコーンイミド、フッ素化合物変性ポリイミド、シリコーン樹脂、ベンゾシクロブテンポリマー、ポリアリーレンエーテル、ポリキノリン、フッ化炭化水素ポリマーなどが例示される。
【００１６】
本発明の接着フィルム(c)は、通常、押出ラミネーションやドライラミネーション、キャスティング、ブロー成形などにより製造する。接着フィルム(c)は、半導体ウェーハ(a)に直接接触するため、熱可塑性樹脂に通常添加される可塑剤、滑剤、安定剤、発色剤、その他の添加物を添加していないフィルムであることが、半導体ウェーハ(a)への不純物の転写を防止するために好ましい。但し、添加剤の種類や転写される添加剤の濃度、転写した場合の除去の容易性等を考慮した上で、半導体ウェーハ(a)の特性に支障を来さないことが判明すれば、これらの添加剤を適宜使用することが出来る。本発明の接着フィルム(c)は、延伸、無延伸どちらでも使用できる。
【００１７】
剥離液(d)
剥離液(d)としては、中性、乃至アルカリ性を呈する溶液であれば特に限定されないが、金属を半導体プロセスでは汚染源として使用しないことが多く、好ましくはアルカリ成分がアンモニア、アミン、四級アンモニウムハイドロキサイドを使用する。具体的な例としてはメチルアミン、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、イソブチルアミン、 ｔ−ブチルアミン、ペンチルアミン、２−アミノペンタン、３−アミノペンタン、１−アミノ−２−メチルブタン、２−アミノ−２−メチルブタン、３−アミノ−２−メチルブタン、４−アミノ−２−メチルブタン、ヘキシルアミン、５−アミノ−２−メチルペンタン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジ−ｔ−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、メチルイソプロピルアミン、メチルブチルアミン、メチルイソブチルアミン、 メチル−ｓｅｃ−ブチルアミン、メチル−ｔ−ブチルアミン、メチルアミルアミン、メチルイソアミルアミン、エチルプロピルアミン、エチルイソプロピルアミン、エチルブチルアミン、エチルイソブチルアミン、エチル−ｓｅｃ−ブチルアミン、エチルアミン、エチルイソアミルアミン、プロピルブチルアミン、プロピルイソブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、ジメチルエチルアミン、メチルジエチルアミン、メチルジプロピルアミン、エタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−プロピルエタノールアミン、Ｎ−ブチエタノールアミン、ジエタノールアミン、イソプロパノールアミン、Ｎ−メチルイソプロパノールアミン、Ｎ−エチルイソプロパノールアミン、Ｎ−プロピルイソプロパノールアミン、２−アミノプロパン−１−オール、Ｎ−メチル−２−アミノ−プロパン−１−オール、Ｎ−エチル−２−アミノ−プロパン−１−オール、１−アミノプロパン−３−オール、Ｎ−メチル−１−アミノプロパン−３−オール、Ｎ−エチル−１−アミノプロパン−３−オール、１−アミノブタン−２−オール、Ｎ−メチル−１−アミノブタン−２−オール、Ｎ−エチル−１−アミノブタン−２オール、２−アミノブタン−１−オール、Ｎ−メチル−２−アミノブタン−１−オール、Ｎ−エチル−２−アミノブタン−１−オール、３−アミノブタン−１−オール、Ｎ−メチル−３−アミノブタン−１−オール、Ｎ−エチル−３−アミノブタン−１−オール、１−アミノブタン−４−オール、Ｎ−メチル１−アミノブタン−４−オール、Ｎ−エチル−１−アミノブタン−４−オール、１−アミノ−２−メチルプロパン−２−オール、２−アミノ−２−メチルプロパン−１−オール、１−アミノペンタン−４���オール、２−アミノ−４−メチルペンタン−１−オール、２−アミノヘキサン−１−オール、３−アミノヘプタン−４−オール、１−アミノオクタン−２−オール、５−アミノオクタン−４−オール、１−アミノプパン−２，３−ジオール、２−アミノプロパン−１，３−ジオール、トリス（オキシメチル）アミノメタン、１，２−ジアミノプロパン−３−オール、１，３−ジアミノプロパン−２−オール、２−（２−アミノエトキシ）エタノール、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、１，３−ジアミノブタン、２，３−ジアミノブタン、ペンタメチレンジアミン、２，４−ジアミノペンタン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、Ｎ−メチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン、トリメチルエチレンジアミン、Ｎ−エチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエチレンジアミン、トリエチルエチレンジアミン、 １，２，３−トリアミノプロパン、ヒドラジン、トリス（２−アミノエチル）アミン、テトラ（アミノメチル）メタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチルペンタミン、ヘプタエチレンオクタミン、ノナエチレンデカミン、ジアザビシクロウンデセン、ピロール、２−メチルピロール、３−メチルピロール、２−エチルピロール、３−エチルピロール、２，３−ジメチルピロール、２，４ジメチルピロール、３，４−ジメチルピロール、２，３，４−トリメチルピロール、２，３，５−トリメチルピロール、２−ピロリン、３−ピロリン、ピロリジン、２−メチルピロリジン、３−メチルピロリジン、ピラゾール、イミダゾール、１，２，３−トリアゾール、１，２，３，４−テトラゾール、ピペリジン、２−ピペコリン、３−ピペコリン、４−ピペコリン、 ２−４ルペチジン、２，６−ルペチジン、３，５−ルペチジン、ピペラジン、２−メチルピペラジン、２，５−ジメチルピペラジン、２，６−メチルピペラジン、モルホリン、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイト、テトラエチルアンモニウムハイドロキサイト、テトラプロピルアンモニウムハイドロキサイト、テトラブチルアンモニウムハイドロキサイト、コリンハイドロキサイト、アセチルコリンハイドロキサイト等があげられる。また、剥離液(d)は、適宜加温することも構わない。
【００１８】
薄葉化される半導体ウェーハ(a)上の金属材料の 防食剤として糖アルコールを含むことが本発明の特徴である。特に糖アルコールはアルミニウム、アルミニウム合金の防食に効果的である。糖アルコールとしてはグリセリン、ソルビトール、キシリトール、パラチニット等が例としてあげられる。糖アルコールの添加量は、0.1〜30wt%が好ましく、1〜20wt%がより好ましい。
【００１９】
さらに防食剤としてアミンポリマーを添加することができる。この物質は特に銅、銀、シリコン、シリコン酸化物の防食剤として効果的である。本発明のアミンポリマーは分子量が250以上あるものであればよく、窒素原子は側鎖、主鎖どちらに含有していてもかまわない。分子量の大きい物については特に限定されないが大きすぎると剥離液(d)と混和しにくくなる。アミンポリマーはフリー型、塩型どちらでもよく、目的に応じて使用できる。好ましくはフリー型、有機酸塩型である。アミンポリマーの添加量は、0.01〜20wt%が好ましく、0.1〜10wt%がより好ましい。
【００２０】
アミンポリマーとしてはポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリオルニチン、ポリリジン、ポリアリルビグアニドアリルアミン、ポリアリル-N-カルバモイルグアニジノアリルアミン、ポリアリルアミン共重合体、ポリジアリルアミン、ポリジアリルアミン共重合体を代表的な例として上げることができる。本発明ではアミンポリマーであれば良くこの例に限定されない。アミンポリマーは少なくとも一種類含有していればかまわない。
好ましくはポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミンが容易に入手しやすく使用しやすい。下記（化１）にこのポリマーの構造式を示すが、これは模式的に示したものである。
本発明においてアミンポリマーは上記の化合物に限定されず、アミノ基を含む構造を持つポリマーであればよい。アミノ基は1級、2級、3級、4級の形式にかかわらず、有効である。また、それらが混在していてもかまわない。
【００２１】
【化１】
2005229053.tif 000002
【００２２】
さらに防食剤としてヒドロキシルアミン、ホルムヒドロキサム酸、ヒドラジンの少なくとも一種を使用できる。これは剥離液(d)中の溶存酸素による腐食を回避する脱酸素成分であり、特に防食効果が高いのは銅、銀、アルミニウムである。また、溶存酸素による腐食をより回避する方法として、剥離液(d)に高純度窒素、アルゴン等の不活性ガスを導入し、溶存酸素を不活性ガスで置換することも効果的である。ヒドロキシルアミン、ホルムヒドロキサム酸、ヒドラジンの添加量は、0.1〜30wt%が好ましく、1〜20wt%がより好ましい。
【００２３】
本発明は、上記材料を主要な構成材料として使用し、通常、下記(1)〜(4)からなる薄葉化の工程を実施する。
(1).半導体ウェーハ(a)の回路面(A面)と保持基板(b)を接着フィルム(c)により接着する。
(2).半導体ウェーハ(a)の裏面(B面)を研削、研磨、CMP、エッチング等して半導体ウェーハ(a)を薄葉化する。
(3).所望により、半導体ウェーハ(a)の裏面(B面)の金属化、アロイ化、回路形成等を行う。
(4).保持基板(b)と一体化している薄葉化半導体ウェーハ(a)を剥離液(d)で処理し、接着フィルム(c)の接着力を低下させる。
(5).保持基板(b)から薄葉化半導体ウェーハ(a)を剥離し、薄葉化ウェーハ(a)を回収する。
【００２４】
接着は、減圧雰囲気下に最高面圧0.05〜2MPaの範囲で実施することが好ましく、より好ましくは最高面圧0.1〜0.5MPaの範囲で実施する。最高温度、および最高圧力での保持時間は3〜90分の範囲から、通常、選択する。
圧力付加の方法としては、真空チャンバーを具備したプレス機などが適宜使用出来るが、0.05MPa程度の低圧から2MPa程度の高圧まで設定した圧力を安定的に保持出来るものでなければならない。更に、無圧状態からの昇圧、および最高圧力からの解圧が滑らかで、急激な圧力変動を起こさないものでなければならない。
一般に、被接着体へ圧力を付加すると、被接着体は加熱され、熱膨張する。例えば、エアプランジャー式のプレス機を使用した場合には、エアプランジャーが緩衝機構として作用し、熱膨張による反発力を吸収して圧力過剰を防止する。一方、オイルプランジャー式のプレス機を使用した場合には、オイルプランジャーの緩衝作用には限度があるので、熱膨張による反発力を吸収出来ずに圧力上昇を引き起こす。この場合、設定圧力以上の圧力で接着することによる半導体ウェーハ(a)の破損を防止するため、熱膨張による圧力上昇を吸収出来るクッション材等に挟み、共にプレスすることが好ましい。
【００２５】
本工程(2)は、上記の方法で接着した半導体ウェーハ(a)/保持基板(b)の半導体ウェーハ(a)裏面(B面)側を研削し、更にCMP研磨、若しくはエッチングすることにより、半導体ウェーハ(a)を薄葉化する。工程(2)に続き、適宜、工程(3)において半導体ウェーハ(a)裏面(B面)に金属化、アロイ化、回路形成等を実施する。
【００２６】
工程(3)を必須としない半導体ウェーハ(a)の製造については、この限りではないが、工程(3)を必須とする半導体ウェーハ(a)の製造においては、接着フィルム(c)として、回路形成の際に使用される薬品類、及びその他の予備処理工程等で使用される薬品類に対する耐性を備え、且つ、金属化等での真空・加熱工程において、実質的にガス等を発生することのないものを選択する。工程(3)の処理条件に適合する耐薬品性、耐熱性、その他の耐性を満たすことが、本薄葉化の実用化に重要な要素である。
【００２７】
工程(4)において、薄葉化された半導体ウェーハ(a)と保持基板(b)とを、好ましくは接着フィルム(c)を保持基板(b)側に残した状態、即ち、半導体ウェーハ(a)と接着フィルム(c)との界面が剥離し、接着フィルム(c)と保持基板(b)の界面は接着した状態で剥離する。
剥離に際しては、先ず、半導体ウェーハ(a)と保持基板(b)が貼り合わされた状態の基板を、防食剤を添加した剥離液(d)に浸漬、或はその蒸気に暴露する等して半導体ウェーハ(a)と接着フィルム(c)の界面接着力を弱める処理(緩和処理)を施し、その後に剥離する。接着フィルム(c)の接着力低下を加速するため、剥離液(d)を、適宜、加温することも構わない。また、接着フィルム(c)の接着力低下を加速するため、剥離液(d)、及び半導体ウェーハ(a)と保持基板(b)が貼り合わされた状態の基板を圧力容器内に封入し、加圧することも構わない。この際の加圧方法としては、圧力容器内で緩和処理に使用する液体を加温して蒸気圧を上昇させる方法や、圧力容器内に窒素等の不活性な高圧ガスを導入する方法等が好ましい。
【００２８】
緩和後の剥離においては、先ず、薄葉化された半導体ウェーハ(a)の裏面(B面)を真空、若しくは減圧吸着する。その後、保持基板(b)も吸着盤へ真空、若しくは減圧吸着し、吸着状態を維持しながら薄葉化された半導体ウェーハ(a)と保持基板(b)の間を、通常、片側から押し開く様に吸着盤を移動する。この動作により、通常、薄葉化された半導体ウェーハ(a)の回路面(A面)と接着フィルム(c)の界面において剥離が起こる。半導体ウェーハ(a)側の吸着を開放することにより、薄葉化された半導体ウェーハ(a)が回収出来る。
以上の剥離は、人による手作業、一連の必須動作をシーケンシャル制御した機械装置の何れでも可能であるが、生産性等を考慮すると、機械装置によることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
以上、本発明により、剥離液(d)に防食効果が付与された結果、保持基板(b)と一体化した薄葉化半導体ウェーハ(a)から薄葉化半導体ウェーハの剥離、回収が容易となり、回路の腐食や裏面(B面)金属の腐食が抑制され、高価な半導体ウェーハ(a)の歩留まりが著しく向上すると共に、工業化に必須の機械化が容易となるものであり、工業的意義、経済的効果は大きく、その意義は極めて高い。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例により制限されるものではない。尚、実施例中の「部」、「%」は特に断らない限り重量基準である。
【００３１】
実施例1
半導体ウェーハ(a)
平均厚み0.625mm、直径150mmの回路付きシリコンウェーハ(以下「Si」と記す)を使用した。
保持基板(b)
窒化アルミニウム-窒化硼素-炭化珪素焼結体(h-BN 13%、SiC 10%、嵩密度 2.55、全気孔率 16.5 vol%)の円板(厚さ 0.8mm、直径 150mm)を700℃で加熱洗浄(有機物を燃焼して除去)した後、室温においてアルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)(川研ファインケミカル(株)製、商品名 ALCH-TR)の5%IPA溶液を真空含浸し、一夜風乾した後、最高温度750℃で焼成して気孔内部を含む基板表面にアルミニウム酸化物を生成させた。この基板に、シリコーンラダーオリゴマー(Techneglas製、商品名 Glass Resin GR650)の40%MIBK溶液を真空含浸し、乾燥することを繰り返した後、350℃において熱硬化した。基板両面を研磨し、厚み0.625mm、表面粗さRa ０．０８μｍの保持基板(b)(以下「ANB」と記す)を得た。
【００３２】
接着フィルム(c)
接着フィルム(c)として、熱可塑性ポリイミドフィルム(東レ・デュポン製、商品名100KJ、厚み２５μｍ、ガラス転移温度220℃)を直径150mmの円に切り取って使用した。
【００３３】
半導体ウェーハ(a)と保持基板(b)の貼り合わせ
下から、保持基板(b)、接着フィルム(c)、半導体ウェーハ(a)の順番に積み上げ、且つ、各層の円の中心が重なる様に位置合わせを行った。次に、この積層体を、位置ズレを起こさない様に注意しながらアルミニウム合金製の型内に配置し、更に、この型ごと積層体を真空チャンバー付プレス機の熱盤間に配置した。真空チャンバー付プレス機の加圧方式はエアプランジャー式であり、貼り合わせ時の最高面圧が0.3MPaとなる様、予め調整した。但し、積層体への加圧は、雰囲気の空気圧が1.3kPa以下の減圧状態に達して以降とした。熱盤温度は330℃とし、温度が安定していることを確認した後、貼り合わせ作業を実施した。温度330℃、圧力0.3MPaの状態を10分間保持した後、雰囲気を大気開放、プレス圧力を解圧し、積層体をアルミニウム型ごと取り出した。積層体を放冷して、半導体ウェーハ(a)/保持基板(b)接着物(以下「Si/ANB」と記す)を得た。
【００３４】
半導体ウェーハ(a)の研削・研磨
研削機で、Si/ANBのSiウェーハ厚みが105μmとなるまで研削、その後、Siウェーハ厚みが１００μｍとなるまで研磨した。
研削は、横型精密平面研削盤((株)岡本工作機械製作所製、機種GRIND-X SRG-200)を使用し、粗研削を#325のダイヤモンド砥石、仕上げ研削を#2000のダイヤモンド砥石で行った。研磨は、CMP仕様卓上ラップ盤((株)岡本工作機械製作所製、機種 SPL15T型)を使用し、研磨布にSUBA800(ロデール・ニッタ(株)製)、スラリーにCOMPOL80((株)フジミインコーポレーテッド製)を使用して薄葉化Si/ANBを得た。
【００３５】
半導体ウェーハ(a)の研磨面への金属膜形成
スパッタリング装置(ALVAC日本真空技術(株), SH550)を使用し、スパッタガス圧(アルゴン, 0.33 Pa)、スパッタパワー1.0〜2.0kWにて研磨面上への金属膜形成を実施した。
【００３６】
半導体ウェーハ(a)の剥離
薄葉化Si/ANBを組成液中に所定時間浸漬し、水洗、スピンドライヤー及び窒素ブロー乾燥後、剥離機にかけて薄葉化Siを保持基板(b)(ANB)から剥離した。剥離した半導体ウェーハの裏面(B面)上金属膜の形態を走査型電子顕微鏡(SEM, (株)日本電子 JSM-5800LV)、光沢度計(スガ試験機(株), デジタル変角光沢計 UGV-4D, 白色光, ∠600)、マイクロスコープ((株)キーエンス デジタルHDマイクロスコープVH-7000)、目視で観察し、金属膜厚をX線光電子分光装置(VG Scientific社, Sigma Probe型)、蛍光X線装置(理学(株) XRF蛍光X線装置、 及びセイコーインスツルメント(株) ESA2110)で測定した。評価基準は次の通りである。
A：金属膜の形態に変化は認められない。B：金属膜の形態に若干の変化が認められた。C：金属膜の形態に著しい変化が認められた。D：金属膜が完全に除去された。
以下の表１にその結果を示す。
【００３７】
【表１】
2005229053.tif 000003