(57)【要約】【課題】加熱処理を伴うことなく被処理基板から基板支持体を分離する。【解決手段】板状の支持基材２１と、被処理基板２５と接着される上記支持基材２１の接着面２１ａを被覆し酸又はアルカリに対して溶性の金属層２２とを備えた基板支持体２０を準備する。この基板支持体２０を接着層２４を介して被処理基板２５の一方の面を支持し基板の裏面研削を行う。基板支持体２０の被処理基板２５からの分離工程では、支持基材２１の接着面２１ａに形成された金属層２２を酸又はアルカリ性の溶解液を用いて溶解除去することで、支持基材２１を被処理基板２５から分離する。接着面２１ａには溝２３が形成されており、溶解液を効率良く接着面２１ａに浸透させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板の一方の面に接着されることで当該被処理基板を支持し、前記被処理基板とともにハンドリングされる基板支持体であって、
板状の支持基材と、
前記被処理基板と接着される前記支持基材の接着面を被覆し酸又はアルカリに対して溶性の金属層とを備えた
ことを特徴とする基板支持体。
【請求項２】
前記支持基材の中心部には貫通孔が形成されているとともに、
前記支持基材の接着面には前記貫通孔と前記支持基材の周縁との間を連絡する溝部が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の基板支持体。
【請求項３】
前記溝部は、前記支持基材の中心部から放射状に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の基板支持体。
【請求項４】
前記支持基材は、シリコン基板又はガラス基板からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の基板支持体。
【請求項５】
前記金属層は、アルミニウムからなる
ことを特徴とする請求項１に記載の基板支持体。
【請求項６】
被処理基板の一方の面に基板支持体を接着剤を用いて接着する工程と、前記基板支持体で前記被処理基板を支持した状態で当該被処理基板を処理する工程と、前記基板支持体を前記被処理基板から分離する工程とを有する基板処理方法であって、
前記基板支持体は、前記被処理基板と接着される接着面に酸又はアルカリに対して溶性の金属層が形成されてなり、
前記基板支持体を前記被処理基板から分離する工程では、前記基板支持体上の金属層を酸又はアルカリ性の溶解液を用いて除去する
ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
前記基板支持体は、その中心部に貫通孔が形成されているとともに前記接着面に前記貫通孔と当該基板支持体の周縁との間を連絡する溝部が放射状に形成されており、
前記金属層の溶解除去工程では、
前記貫通孔に溶解液を供給する工程と、
前記貫通孔の周りに前記基板支持体を回転させる工程とを有する
ことを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記被処理基板は半導体基板であり、
前記被処理基板を処理する工程は、当該被処理基板の他方の面を研削する工程である
ことを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記被処理基板は半導体基板であり、
前記被処理基板を処理する工程は、当該被処理基板の他方の面を実装基板上にマウントする工程である
ことを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記実装基板は、半導体基板である
ことを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
酸又はアルカリに対して溶性の金属層が接着面に形成された基板支持体を準備する工程と、
一方の面に外部端子が形成され基板内部に前記外部端子と連絡する層間接続部が形成された第１の半導体基板を準備する工程と、
前記基板支持体の接着面と前記第１の半導体基板の一方の面とを接着層を介して接着する工程と、
前記第１の半導体基板の他方の面を研削して前記層間接続部の先端を外部に露出させる工程と、
前記層間接続部の先端を第２の半導体基板上の端子形成面に電気的に接続する工程と、
前記基板支持体上の金属層を酸又はアルカリ性の溶解液を用いて除去することで、前記基板支持体を前記第１の半導体基板から分離する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記基板支持体を前記第１の半導体基板から分離した後、前記第１の半導体基板の一方の面に形成された前記接着層を除去する工程を有する
ことを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記基板支持体を前記第１の半導体基板から分離した後、前記第１の半導体基板の一方の面に形成された前記接着層を研磨して前記外部端子を外部に露出させる工程を有する
ことを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体基板等の被処理基板の一方の面に接着されることで当該被処理基板を支持し被処理基板とともにハンドリングされる基板支持体と、この基板支持体を用いた基板処理方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化や軽薄短小化の要求に伴って、電子部品の高密度集積化や高密度実装化が進み、フリップチップ実装を用いたＭＣＭ（マルチチップモジュール）又はＳＩＰ（システムインパッケージ）タイプの半導体装置が主流になりつつある。この種の半導体装置の中には、第１の半導体チップの上に第２の半導体チップをフリップチップ実装した構成を採用したものがある（例えば下記特許文献１参照）。
【０００３】
図８はこの種の従来の半導体装置の概略構成を示しており、図中Ａは平面図、Ｂは断面図である。図示した半導体装置は、第１の半導体チップ１と第２の半導体チップ２とによって構成されている。第２の半導体チップ２は第１の半導体チップ１の主面のほぼ中央部に複数のバンプ３を用いてフリップチップ実装されている。第１の半導体チップ１の周縁部には、第２の半導体チップ２が実装される領域を取り囲む状態で複数の電極パッド４が形成されている。
【０００４】
また、第１の半導体チップ１の主面上であってチップ実装領域と電極パッド４の形成領域との間にはダム５が設けられている。ダム５は、電極パッド４の形成領域よりも内側でチップ実装領域を取り囲むように平面視矩形状の枠型に形成されている。ダム５は、第１の半導体チップ１の主面から突出する状態で形成されている。さらに、第１の半導体チップ１の主面上では、当該第１の半導体チップ１と第２の半導体チップ２との間にアンダーフィル材６が充填されている。
【０００５】
以上のように構成される半導体装置は、図９に示すように実装基板７上に接着材料層８を介して接着された後、第１の半導体チップ１上の電極パッド４と実装基板７上のランド９との間にボンディングワイヤ１０を介して電気的接続が行われている。
【０００６】
近年、この種のＭＣＭ又はＳＩＰタイプの半導体装置においては、信号処理の高速化や実装面積の低減等が求められている。すなわち、図９に示したワイヤボンディング方式で実装される半導体装置は、ボンディングワイヤ１０の配線長に起因する信号伝達の遅延やボンディングワイヤ１０の引き回しに必要な実装面積の確保が問題となる。
【０００７】
一方、例えば図１０に模式的に示すように、第１の半導体チップ１に対して、上層側の第２の半導体チップ２と接合されるバンプ３と、下層側の実装基板７と接合されるバンプ１２との間を層間接続するビア１１を形成することで、フリップチップ方式による実装形態が可能となる（例えば下記特許文献２参照）。この構造は、信号速度の高速化と実装面積の低減とを同時に実現することができるので非常に有利である。
【０００８】
ところが、一般に半導体ウェーハに微細なビアを形成するには、ウェーハ厚を１００μｍ以下（例えば５０μｍ）に薄くする必要がある。従来より、ウェーハの薄厚化には裏面研削（バックグラインディング）が実際されているが、厚さ１００μｍ以下の極薄のウェーハをハンドリングすることは非常に困難であり、適正な裏面研削が困難となる。
【０００９】
そこで、極薄のウェーハのハンドリング性を高めるために、例えば図１１に示すようにウェーハ１５の一方の面に基板支持体（サポート基板）１６を接着し、この基板支持体１６でウェーハ１５を支持した状態で当該ウェーハ１５の裏面研削やダイシング等の各種ウェーハ処理と、個片化した半導体チップ１７の実装を行う方法がある（例えば下記特許文献３参照）。
【００１０】
基板支持体１６は、図１１Ａに示すように、ウェーハ１５と接着される接着面に粘着層１６Ａが設けられている。基板支持体１６は薄厚ウェーハのハンドリング性を維持できる程度の十分な厚さ（例えば５００μｍ以上）を有している。図１１Ｂに示すように上記構成の基板支持体１６をウェーハ１５の能動面に接着される。そして、図１１Ｃに示すようにウェーハ１５の裏面研削を行うことでウェーハ１５を薄厚化する。次いで、ダイシング工程においてウェーハ１５を基板支持体１６とともに個片化し、図１１Ｄに示すように個々の半導体チップ１７を実装基板１８上の接着層１９上にマウントする。半導体チップ１７のマウント後、基板支持体１６は図１１Ｅに示すように半導体チップ１７から剥離（分離）される。
【００１１】
以上のように、ウェーハ１５を基板支持体１６によって支持した状態で、ウェーハ１５に対する裏面研削、ダイシングを行い、更に個片化された半導体チップ１７の実装を当該サポート基板１６とともに行うことで、ウェーハ１５及び半導体チップ１７の優れたハンドリング性を確保することが可能となる。
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−２７６８７９号公報
【特許文献２】特開２００５−３３１４１号公報
【特許文献３】特開２００１−１３５５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、上述した従来の基板支持体１６においては、ウェーハ１５又は半導体チップ１７から当該基板支持体１６を分離するために各種の方法が用いられている。具体的には粘着層１６Ａを構成する樹脂材料に熱発泡性樹脂や紫外線硬化型樹脂が用いられている。
【００１４】
しかしながら、これらの樹脂材料は耐熱性が低く１５０℃程度の熱で剥離してしまう。このため、基板支持体１６で支持されるウェーハ１５の処理は、上述した裏面研削工程やダイシング工程等の比較的熱の加わらないプロセスに限られるという問題がある。
【００１５】
また、耐熱性を有する樹脂材料を用いて基板支持体１６の粘着層１６Ａを構成することも考えられる。しかしながら、このような構成では粘着層１６Ａの剥離操作が容易に行えなくなり、機械的な剥離操作ではウェーハ１５又は半導体チップ１７が損傷するおそれがある。一方、粘着層１６Ａが熱発泡性等のように熱を加えて剥離させるような樹脂である場合には、当該樹脂の耐熱温度よりも高温の熱が必要となるため、ウェーハ１５又は半導体チップ１７が受ける熱による影響が大きくなるという問題がある。
【００１６】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ウェーハ又は半導体チップに影響を与えることなく基板支持体を容易に分離することができる基板支持体、基板処理方法及び半導体装置の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
以上の課題を解決するに当たり、本発明の基板支持体は、板状の支持基材と、被処理基板と接着される上記支持基材の接着面を被覆し酸又はアルカリに対して溶性の金属層とを備えている。
【００１８】
上記構成の基板支持体は、その接着面に接着剤を介して被処理基板の一方の面に接着される。被処理基板は半導体ウェーハや半導体チップ、ガラス基板等の各種基板が適用可能である。被処理基板は、基板支持体に支持された状態でハンドリングされるとともに裏面研削やめっき処理等の各種処理が行われる。処理後、基板支持体は被処理基板から分離される。
【００１９】
そこで、本発明では、当該基板支持体の被処理基板からの分離方法として、上記支持基材の接着面に形成された金属層を酸又はアルカリ性の溶解液を用いて溶解除去することで支持基材と被処理基板との間の一体性を解消し、支持基材を被処理基板から分離するようにしている。これにより、熱や機械的作用による影響を被処理基板に与えることなく容易に基板支持体の分離操作が可能となる。
【００２０】
上記金属層の溶解除去を効率良く行うために、本発明に係る支持基材の中心部には貫通孔が形成されているとともに、支持基材の接着面には上記貫通孔と当該支持基材の周縁との間を連絡する溝部が形成されている。これにより、上記貫通孔に溶解液を供給した後、基板支持体を回転させることで、溶解液の消費量を抑えながら溶解液を接着面の全域に行き亘らせることができる。この場合、接着面に形成される溝部は、支持基材の中心部から放射状に形成されることで、接着面の全域に対して溶解液を効率良く浸透させることができる。
【００２１】
金属層としては、酸性又はアルカリ性の溶解液に溶性の金属であれば特に制限されず、アルミニウムや銅、タングステン、チタン等が適用できるが、中でもアルミニウムは酸及びアルカリに対して溶性であるので特に好ましい。金属層は、支持基材の接着面にスパッタ法等の真空成膜手段で容易に形成することができる。
【００２２】
本発明に係る基板支持体は、被処理基板の裏面研削工程や実装基板（基板やウェーハ、チップ等）上への接着（マウント）工程に用いることができる。また、被処理基板の加熱を伴う各種処理にも勿論適用可能である。この場合、基板支持体と被処理基板との間を接着する接着剤に相当の耐熱性を有する材料を選定すればよい。なお、基板支持体が分離された後に被処理基板上に残存する接着剤は、研削による機械的除去や化学的エッチングによる溶解除去等の各種方法で除去することができる。
【００２３】
更に、本発明の半導体装置の製造方法は、酸又はアルカリに対して溶性の金属層が接着面に形成された基板支持体を準備する工程と、一方の面に外部端子が形成され基板内部に外部端子と連絡する層間接続部が形成された第１の半導体基板を準備する工程と、基板支持体の接着面と第１の半導体基板の一方の面とを接着層を介して接着する工程と、第１の半導体基板の他方の面を研削して層間接続部の先端を外部に露出させる工程と、層間接続部の先端を第２の半導体基板上の端子形成面に電気的に接続する工程と、基板支持体上の金属層を酸又はアルカリ性の溶解液を用いて除去することで、基板支持体を第１の半導体基板から分離する工程とを有する。
【００２４】
この方法により、上記第１の半導体基板の上に第２の半導体基板が実装されたチップオンチップ構造の半導体装置において、第１の半導体基板の一方の面に形成された外部端子を介して実装基板上にフリップチップ実装できる構造の半導体装置を容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上述べたように、本発明によれば、基板支持体の接着面に形成した金属層を溶解除去することで被処理基板から基板支持体を容易に分離できるので、被処理基板のハンドリング性を高めて適正な基板処理を可能としながら、被処理基板に熱的、機械的影響を与えることなく基板支持体の分離を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の実施の形態による基板支持体２０を用いた基板処理方法を説明する工程断面図である。
【００２８】
図１Ａに示すように、本実施の形態の基板支持体２０は、板状の支持基材２１と、この支持基材２１の一方の面（図において下面）を被覆する金属層２２とで構成されている。支持基材２１の下面は、図１Ｂに示すように被処理基板２５の能動面（図において上面）と接着される接着面２１ａとして形成されている。接着面２１ａには図示するように複数本の溝２３が形成されており、金属層２２はこれらの溝２３の断面形状にならって形成されている。
【００２９】
被処理基板２５は半導体ウェーハ又は半導体チップからなり、図１Ｂに示すように、接着層２４を介して基板支持体２０の接着面２１ａに接着される。接着層２４は一般的な接着剤を用いることができ、被処理基板２５の処理中に剥離しない程度の耐熱性と機械的強度があればよい。本実施の形態において、被処理基板２５は、その裏面が図１ＢにおいてＲで示すラインまで研削されることで、例えば５０μｍ程度の厚さに薄厚化される。
【００３０】
被処理基板２５の裏面研削が終了した後、被処理基板２５は図１Ｃに示すように実装基板２６上に接着剤２７を介してマウントされる。被処理基板２５は、基板支持体２０によって支持されているのでハンドリング性が高められ、実装基板２６に対するマウント精度が確保される。
【００３１】
被処理基板２５のマウント後、基板支持体２０を被処理基板２５から分離する工程が行われる。この工程では、基板支持体２０の接着面２１ａに形成された金属層２２が溶解液を用いて除去される。本実施の形態では、金属層２２はアルミニウムからなり、酸又はアルカリの溶解液によって溶解除去される。特に、接着面２１ａに形成された溝２３により溶解液の浸透性が高められるので、金属層２２が効率良く溶解される。これにより図１Ｄに示すように、支持基材２１と被処理基板２５上の接着層２４との間が分離され、支持基材２１が被処理基板２５上から除去可能となる。
【００３２】
以上のような方法で、被処理基板２５から基板支持体２０を分離するようにしているので、従来のように接着面２１ａの剥離のための加熱操作が不要となり、被処理基板２５を高温にさらすことなく基板支持体２０を分離することができる。これにより被処理基板２５は熱による影響を受けることがなくなり、素子特性の劣化や破壊が防止される。また、基板支持体２０の分離除去の際に被処理基板２５に機械的なストレスが作用することもないので、素子ダメージや破損が発生することもない。
【００３３】
その後、図１Ｅに示すように、被処理基板２５の表面に残存する接着層２４の除去が行われる。接着層２４の除去方法は種々の手法が採用可能であり、この例では溶解液を用いて接着層２４の除去が行われる。なお、これ以外にも接着層２４の除去を機械的研磨で行ったりレーザービームを用いて行うことも可能である。
【００３４】
次に、以上のようにして用いられる基板支持体２０の詳細について説明する。
【００３５】
上述したように、基板支持体２０は、板状の支持基材２１と、この支持基材２１の接着面２１ａを被覆する金属層２２とで構成され、図２Ａ，Ｂに模式的に示すように、支持基材２１の接着面２１ａに溝２３を形成した後、接着面２１ａ及び溝２３を被覆するように金属層２２が形成される。金属層２２の形成には、スパッタ法等の真空薄膜形成方法が用いられるが、これ以外にも金属薄を貼り付ける方法も可能である。
【００３６】
支持基材２１の材質は特に制限されないが、被処理基板２５と熱膨張係数が同等のシリコン基板やガラス、セラミックス基板等で構成されるのが好ましい。これにより、例えば被処理基板２５を高温処理する場合の剥離や変形を抑えることができる。支持基材２１の厚さは、薄厚化された被処理基板２５のハンドリング性を確保するため、例えば５００μｍ以上に形成される。
【００３７】
支持基材２１の接着面２１ａに形成される溝２３は、金属層２２の溶解除去の際に溶解液を接着面２１ａの全域に効率良く行き渡らせるために形成されている。好適には、図３Ａ，Ｂに示すように支持基材２１は円板形状を有し、その中心部には貫通孔２８が形成され、この貫通孔２８と支持基材２１の周縁との間を連絡するように複数本の溝２３が放射状に形成される。これにより、貫通孔２８から溶解液を供給した後、支持基材２１を回転させ、その遠心力で溶解液を溝２３内において支持基材２１の径方向に拡げる。金属層２２の溶解物及び余剰な溶解液は、支持基材２１の周縁部から外方へ飛散される。
【００３８】
金属層２２の溶解処理は、回転する支持基材２１に対して溶解液を連続的に供給しながら行うことも可能であるが、溶解液の供給と支持基材２１の回転を間欠的に行ういわゆるパドル法を採用することで、溶解液の消費量の低減を図ることができる。
【００３９】
金属層２２は、酸又はアルカリに対して溶性の金属、例えばアルミニウムや銅、タングステン、チタン等の金属薄膜で構成される。特に、アルミニウムは、酸及びアルカリの何れに対しても溶性であるので、特に好ましい。金属層２２の膜厚は特に制限されないが、薄いほど溶解効率が高く、生産性に優れる。
【００４０】
以上のように構成される基板支持体２０は、被処理基板２５の大きさに合わせて適宜の大きさに形成される。溝２３の形成は、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチング加工やレーザー加工、機械加工等で容易に形成することができる。また、貫通孔２８は中心部に少なくとも１つ形成されるだけであるので、加工コストの低減を図ることができる。更に、使用済みの支持基板２１に金属層２２を再度形成することで、基板支持体２０の再利用が可能である。
【００４１】
（第２の実施の形態）
次に、上述した基板支持体２０及び基板処理方法を用いたチップオンチップ型の半導体装置の製造方法について説明する。図４〜図６は、本実施の形態の半導体装置の製造方法を説明する工程断面図である。なお、以下に挙げる具体的な数値及び材料は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４２】
まず、例えば図４Ａに示す構成の第１の半導体基板３１を準備する。第１の半導体基板３１はシリコンウェーハであり、基板表面には外部端子として複数のバンプ３３が形成され、基板内部にはバンプ３３と連絡する層間接続部３４が形成されている。
【００４３】
層間接続部３４の大きさは、直径５０μｍ、深さ７０μｍである。バンプ３３は、基板表面及び層間接続部３４の内部に、アンダーバンプメタルとしてＴｉ／Ｃｕの薄膜を形成した後、１００μｍピッチのアルミパッド部上にパターニング形成したＮｉ（３μｍ）／Ａｕ（１．５μｍ）膜で、バンプ高さは約５μｍである。なお、バンプ３３は、Ｎｉ／はんだ（ＳｎＡｇ系、ＳｎＡｇＣｕ系等）であってもよい。
【００４４】
次に、図４Ｂに示すように、第１の半導体基板３１の表面にアルカリ可溶性のポリイミド系樹脂からなる保護膜３５を形成する。保護膜３５の形成方法としてはスピンコート法等の塗布法が適用可能であり、これにより第１の半導体基板３１の表面が平坦化される。保護膜３５の膜厚は、バンプ３３の高さと同程度で約５μｍである。
【００４５】
続いて、保護膜３５を２００℃で３０分加熱乾燥させた後、保護膜３５の上に無溶剤の耐熱性エポキシ系接着剤３６を２μｍの厚さでスピンコートする。接着剤３６は、後述するように基板支持体２０の接着面に接着される接着層を構成する。なお、接着剤３６はエポキシ系以外に、ポリイミド系接着剤、シリコーン系接着剤を用いることができる。
【００４６】
次に、図２及び図３を参照して説明した基板支持体２０を準備する。そして、図５Ａに示すように、基板支持体２０の接着面２１ａを第１の半導体基板３１に接着層３６を介して貼り合わせる。基板支持体２０としては、支持基材２１の厚さが７２０μｍ、中心部の貫通孔２８は直径２ｍｍ、溝２３の深さは３０μｍで幅は２００μｍである。接着面２１ａを被覆する金属層２２は、厚さ２００ｎｍのアルミニウム膜である。
【００４７】
第１の半導体基板３１は、その一方側の面である能動面に基板支持体２０が接着された状態で、他方側の面である裏面が所定量研削される。この第１の半導体基板３１の裏面研削工程では、図５Ｂに示すように、第１の半導体基板３１の裏面全域が砥石３７で研磨され、これにより第１の半導体基板３１が５０μｍ厚に薄厚化されるとともに、図５Ｃに示すように層間接続部３４の先端部が第１の半導体基板３１の裏面から露出される。
【００４８】
次に、第１の半導体基板３１の裏面に露出した層間接続部３４の先端部（Ｃｕ層）に対して、無電解めっき法でＮｉ（３μｍ）／Ａｕ（０．１５μｍ）からなるめっき層３８を形成する（図５Ｄ）。
【００４９】
続いて、図６Ａに示すように、第１の半導体基板３１の裏面側をプリコート用のアンダーフィル材４０を介して第２の半導体基板３２の端子面に貼り合わせる。このとき、第１の半導体基板３１の層間接続部３４の先端部（めっき層３８）が、第２の半導体基板３２の表面に形成された端子部３９と電気的に接続される。第２の半導体基板３２はシリコンウェーハであり、その基板表面のアルミニウムパッド上にＮｉ（５μｍ）／ＳｎＡｇ系はんだ（８μｍ）のバンプを形成することで端子部３９が構成されている。
【００５０】
本実施の形態においては、薄厚化された第１の半導体基板３１が基板支持体２０で支持された状態でハンドリングされることにより、層間接続部３４と端子部３９とが高精度に位置合わせされて第１の半導体基板３１と第２の半導体基板３２とが互いに貼り合わされる。そして、アンダーフィル材４０を加熱硬化させることで両基板３１，３２が一体化される。
【００５１】
次に、図６Ｂに示すように、第２の半導体基板３２に貼り合わされた第１の半導体基板３１から基板支持体２０を分離除去する工程が行われる。この基板支持体２０の除去は、上述の第１の実施の形態と同様に、支持基材３１の中心部の貫通孔２８へ金属層２２を溶解させる溶解液を供給する工程と、貫通孔２８の周りに基板支持体２０を第１，第２の半導体基板３１，３２とともに回転させる工程とを有する。溶解液は、アルミニウムからなる金属層２２を溶解できる酸又はアルカリ性の溶解液が用いられ、例えば酢酸溶液が用いられる。
【００５２】
以上のようにして、支持基材２１の接着面２１ａと第１の半導体基板３１表面の接着層３６との間に介在していた金属層２２が溶解除去されることで、図６Ｂに示すように、第１の半導体基板３１から支持基材２１が分離される。
【００５３】
続いて、図６Ｃに示すように、第１の半導体基板３１の表面側に形成された接着層３６を除去する工程が行われる。接着層３６の除去処理は、機械研磨によって行われるが、これ以外にもドライエッチングやレーザートリミング等の手法を用いてもよい。
【００５４】
その後、図６Ｄに示すように、第１の半導体基板３１の表面側に形成された保護膜３５を除去する。これにより、第１の半導体基板３１の表面からバンプ３３が露出される。保護膜３５の溶解液としては、例えばＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）２％溶液を用いることができる。その後、チップサイズに基板が切断される。
【００５５】
以上のようにして、第１の半導体基板３１の上に第２の半導体基板３２が接合されたチップオンチップ型の半導体装置４１が製造される。この半導体装置４１は、第１の半導体基板３１の表面側に形成されたバンプ３３を外部端子として、図示しない実装基板上にフリップチップ実装される構成を有している。これにより、従来のワイヤボンディング法による実装形態と比較して、半導体装置４１と実装基板との間の配線長を短くできるので、信号処理の高速化を図ることができるとともに、実装面積の低減を図ることができるようになる。
【００５６】
また、本実施の形態によれば、基板支持体２０を分離除去する際、従来のように接着面２１ａの剥離のための加熱操作が不要となり、第１，第２の半導体基板３１，３２を高温にさらすことなく基板支持体２０を分離することができる。これにより第１，第２の半導体基板３１，３２は熱による影響を受けることがなくなり、素子特性の劣化や破壊が防止される。また、基板支持体２０の分離除去の際に第１の半導体基板３１に機械的なストレスが作用することもないので、素子ダメージや破損が発生することもない。
【００５７】
更に、基板支持体２０と第１の半導体基板３１との間を接着する接着層３６は、もっぱらこれらの接着のために用いられるものであるため、基板処理に必要な耐熱性を具備するものを選定することができる。これにより接着層３６の材料選択自由度を高められ、高温処理中における接着層の剥離等を防ぐことができる。具体的に、例えば３００℃までの高温プロセスにおいても基板支持体２０による安定した支持が可能となる。
【００５８】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００５９】
例えば以上の第２の実施の形態では、第１の半導体基板３１の表面に保護膜３５を形成した後、接着層３６を形成したが、これに代えて、図７Ａに示すように第１の半導体基板３１の表面を接着層４２のみで被覆するようにしてもよい。この場合も同様に、当該接着層４２を介して基板支持体２０を接着することで、第２の半導体基板３２に対するマウント精度が確保される。マウント後は、図７Ｂに示すように、基板支持体２０の金属層２２を溶解除去することで、第１の半導体基板３１から基板支持体２０を分離することが可能となる。
【００６０】
この場合、図７Ｃに示すように、第１の半導体基板３１からバンプ３３の先端が露出するまで接着層４２の表面が研磨除去される。そして、図７Ｄに示すように、バンプ３３の先端部にはんだ４３が形成されることで、実装基板に対する外部端子を形成することができる。この場合、接着層４２を第１の半導体基板３１の表面を保護する保護層として機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態において説明する基板処理方法を示す工程面図である。
【図２】本発明に係る基板支持体２０の構成を説明する断面模式図である。
【図３】基板支持体２０の接着面の構成例を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態において説明する半導体装置の製造方法を示す工程断面図であり、第１の半導体基板３１の準備工程を示している。
【図５】本発明の第２の実施の形態において説明する半導体装置の製造方法を示す工程断面図であり、基板支持体２０で支持された第１の半導体基板３１の各種処理を示している。
【図６】本発明の第２の実施の形態において説明する半導体装置の製造方法を示す工程断面図であり、第２の半導体基板３２との接合工程と基板支持体２０の分離工程等を示している。
【図７】本発明に係る半導体装置の製造方法の一部工程の変形例を示す工程図である。
【図８】従来の半導体装置の構成を示す図で、Ａは平面図、Ｂは側断面図である。
【図９】従来の半導体装置の実装基板との接合形態を示す側断面図である。
【図１０】フリップチップ実装構造を有する半導体装置の側断面図である。
【図１１】従来の基板処理方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００６２】
２０…基板支持体、２１…支持基材、２１ａ…接着面、２２…金属層、２３…溝、２４，３６…接着層、２５…被処理基板、２６…実装基板、２８…貫通孔、３１…第１の半導体基板、３２…第２の半導体基板、３３…バンプ、３４…層間接続部、３５…保護膜、３８…めっき層、３９…端子、４０…アンダーフィル材、４１…半導体装置、４２…接着層、４３…はんだ
【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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