(57)【要約】【課題】半導体装置の製造方法において半導体装置の構造破壊を抑制する。【解決手段】基板１０を用いて複数の半導体装置１を製造する半導体装置の製造方法であって、基板１０の表面に、複数の半導体装置１のうち少なくとも１つの半導体装置１に対応する素子領域を囲むように第１接着層２ａを形成する工程と、基板１０の表面のうち１つの半導体装置１に対応する素子領域に、第１接着層２ａよりも接着力の弱い第２接着層２ｂを形成する工程と、第１接着層２ａおよび第２接着層２ｂの接着力により、基板１０に板状の保護基材３を貼り付ける工程と、を備える。【選択図】図３
2017011019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１０）を用いて複数の半導体装置（１）を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記基板の表面に、前記複数の半導体装置のうち少なくとも１つの半導体装置に対応する素子領域を囲むように第１接着層（２ａ）を形成する工程と、
前記基板の表面のうち前記１つの半導体装置に対応する素子領域に、前記第１接着層よりも接着力の弱い第２接着層（２ｂ）を形成する工程と、
前記第１接着層および前記第２接着層の接着力により、前記基板に板状の保護基材（３）を貼り付ける工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１接着層を形成する工程では、前記第１接着層を前記基板の外周部に形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１接着層を形成する工程では、前記第１接着層を前記基板のスクライブライン上に形成することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２接着層を形成する工程では、前記第１接着層の上に前記第２接着層を形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１接着層を形成する工程における前記第１接着層の形成と、前記第２接着層を形成する工程における前記第２接着層の形成とを、同一の手法で行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１接着層を形成する工程における前記第１接着層の形成と、前記第２接着層を形成する工程における前記第２接着層の形成とを、スピンコーターを用いて行うことを特徴とする請求項５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、半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、半導体ウェハの表面に半導体パターン等を形成した後、半導体装置の薄板化のために半導体ウェハの裏面を研削する工程が行われる。この研削工程においては、半導体ウェハの表面に形成された半導体パターン等を保護するため、例えば特許文献１に記載されているように、液状の接着剤を用いて半導体ウェハの表面に保護基材を貼り付け、半導体パターン等を保護する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６２２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）の製造工程では、半導体パターン等の形成後、薄膜で構成されるメンブレン構造を形成するために、ＨＦ等の薬液によるウェットエッチングが行われる。このような工程において、半導体ウェハを保護するために特許文献１に記載の方法を用いると、接着剤の接着力が弱い場合、接着剤と半導体ウェハの界面から薬液が浸透する。メンブレン構造は極めて脆弱であるため、薬液の浸透により構造破壊が引き起こされる。
【０００５】
これに対して、接着剤の接着力を強くすることにより薬液の浸透を抑制することができる。しかし、接着力を強くすると、半導体ウェハ表面に形成されたパターンによる凹凸と接着剤とが強固に密着するため、保護基材を半導体ウェハから剥離させる際に構造破壊が引き起こされる。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、半導体装置の製造方法において半導体装置の構造破壊を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基板（１０）を用いて複数の半導体装置（１）を製造する半導体装置の製造方法であって、基板の表面に、複数の半導体装置のうち少なくとも１つの半導体装置に対応する素子領域を囲むように第１接着層（２ａ）を形成する工程と、基板の表面のうち１つの半導体装置に対応する素子領域に、第１接着層よりも接着力の弱い第２接着層（２ｂ）を形成する工程と、第１接着層および第２接着層の接着力により、基板に板状の保護基材（３）を貼り付ける工程と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
これによれば、基板の表面に、半導体装置に対応する素子領域を囲むように第１接着層が形成され、基板の表面のうち半導体装置に対応する素子領域に、第１接着層よりも接着力の弱い第２接着層が形成される。そのため、第１接着層と基板との界面からの薬液の浸透による半導体装置の構造破壊を抑制することができる。また、パターンにより基板上に形成された凹凸と接着剤とが強固に密着することによる半導体装置の構造破壊を抑制することができる。
【０００９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態にかかる製造方法が適用される半導体装置の断面図である。
【図２】第１実施形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図３】第１実施形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４】図２のIV−IV線における断面図である。
【図５】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図６】図５のVI−VI線における断面図である。
【図７】第１実施形態の変形例を示す断面図である。
【図８】第２実施形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図９】第２実施形態の変形例を示す断面図である。
【図１０】第３実施形態にかかる半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線における断面図である。
【図１２】第３実施形態の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。ここでは、本実施形態の半導体装置の製造方法を、図１に示す半導体装置１に適用した例について説明する。まず、半導体装置１の構成について説明する。
【００１３】
図１に示すように、半導体装置１は、基板１０の上にパターン１１を形成することにより構成されており、メンブレン部１２を有する。このような半導体装置としては、例えばＭＥＭＳミラーが挙げられる。
【００１４】
図１に示すように、基板１０は、活性層１０ａ、Ｂｏｘ層（埋め込み酸化層：Ｂｕｒｉｅｄ  Ｏｘｉｄｅ）１０ｂ、支持層１０ｃが順に積層された構造のＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板にて構成されている。
【００１５】
活性層１０ａは例えばＳｉ等で構成され、Ｂｏｘ層１０ｂは例えばＳｉＯ２等で構成され、支持層１０ｃは例えばＳｉ等で構成される。
【００１６】
基板１０を用いて複数の半導体装置１が製造される。基板１０上には、複数の半導体装置１それぞれに対応する素子領域が存在する。
【００１７】
パターン１１は、例えば半導体装置１がＭＥＭＳミラーである場合、走査を行うための圧電素子や、この圧電素子を接続する配線であり、下部電極、圧電膜、上部電極が順に積層された構成とされている。下部電極および上部電極は、例えばＡｌ、Ａｕ、Ｐｔ等により構成されている。また、圧電膜は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料により構成されている。
【００１８】
メンブレン部１２は、基板１０のうちＢｏｘ層１０ｂと支持層１０ｃが除去されて薄膜化された部分である。例えば半導体装置１がＭＥＭＳミラーである場合、走査角や共振周波数の調整のために、基板１０が部分的に薄膜化され、メンブレン部１２が形成される。
【００１９】
このような半導体装置１は、フォトリソグラフィおよびエッチングにより活性層１０ａの表面にパターン１１を形成し、活性層１０ａを所望の形状に加工した後、Ｂｏｘ層１０ｂおよび支持層１０ｃを部分的に除去することで製造できる。
【００２０】
Ｂｏｘ層１０ｂおよび支持層１０ｃの除去には、ウェットエッチングが用いられる。このウェットエッチングの際には、ステージ等において活性層１０ａが下向きになるように基板１０を固定するため、活性層１０ａおよびパターン１１を保護する必要がある。
【００２１】
本実施形態では、接着層２、保護基材３を用いて活性層１０ａおよびパターン１１を保護する。接着層２は、基板１０に保護基材３を貼り付けるものであり、第１接着層２ａと第２接着層２ｂとで構成されている。第１接着層２ａおよび第２接着層２ｂは、ＵＶ硬化型の液状の接着剤で構成されており、第１接着層２ａを構成する接着剤は、第２接着層２ｂを構成する接着剤よりも接着力が強い。
【００２２】
このような第１接着層２ａを構成する接着剤としては、例えばスリーエムジャパン株式会社のＬＣ３２００を用いることができ、第２接着層２ｂを構成する接着剤としては、例えばスリーエムジャパン株式会社のＬＣ５２００−Ｆ１８を用いることができる。
【００２３】
保護基材３は、ウェットエッチングのために基板１０がステージ等に固定される際、活性層１０ａおよびパターン１１を保護するものであり、板状とされている。保護基材３は、例えばガラスで構成される。保護基材３の一面側には、レーザー吸収層３ａが形成されている。
【００２４】
レーザー吸収層３ａは、後述のように保護基材３を接着層２から剥離させることを目的として接着層２と保護基材３との間に配置されている。また、レーザー吸収層３ａは、レーザーの照射により厚み方向に分割される性質を有する。また、レーザー吸収層３ａを含む保護基材３は、透光性を有する。このようなレーザー吸収層３ａを有する保護基材３として、例えばショット日本株式会社のＴＥＭＰＡＸ  Ｆｌｏａｔ（登録商標）を用いることができる。
【００２５】
以下、半導体装置１の製造方法のうち、接着層２、保護基材３を用いて活性層１０ａ等を保護し、メンブレン部１２を形成する方法について説明する。まず、図２に示すように、接着層２を形成する。
【００２６】
図２（ａ）に示す工程では、基板１０の表面に、複数の半導体装置１のうち少なくとも１つの半導体装置１に対応する素子領域を囲むように第１接着層２ａを形成する。本実施形態では、基板１０のうち活性層１０ａ側の外周部に第１接着層２ａを形成する。
【００２７】
具体的には、例えば基板１０を支持層１０ｃが下向きになるようにスピンコーター上に載置し、基板１０が回転している状態において、基板１０の外周部に第１接着層２ａを構成する接着剤を滴下し、外周部に塗布する。そして、紫外線を照射し、第１接着層２ａを構成する接着剤をある程度硬化させる。
【００２８】
第１接着層２ａを形成した後、図２（ｂ）に示す工程では、基板１０の表面のうち少なくとも１つの半導体装置１に対応する素子領域に、第１接着層２ａよりも接着力の弱い第２接着層２ｂを形成する。本実施形態では、スピンコーターを用いて、基板１０およびパターン１１の表面のうち第１接着層２ａで囲まれた部分と、第１接着層２ａの上面とに、第１接着層２ａよりも接着力の弱い第２接着層２ｂを形成する。
【００２９】
これにより、図２（ｂ）および図４に示すように、基板１０のうち第１接着層２ａで囲まれた内周部が第２接着層２ｂで覆われ、接着層２のうち基板１０と反対側の部分が第２接着層２ｂで形成される。なお、図４は断面図であるが、図を見やすくするためにハッチングを省略している。
【００３０】
図３（ａ）に示す工程では、第１接着層２ａおよび第２接着層２ｂの接着力により、基板１０に板状の保護基材３を貼り付ける。具体的には、レーザー吸収層３ａが接着層２と密着するように、保護基材３を接着層２の上に置く。そして、保護基材３の上方から紫外線を照射し、第１接着層２ａを構成する接着剤、および、第２接着層２ｂを構成する接着剤を完全に硬化させる。
【００３１】
図２（ｂ）に示す工程において第１接着層２ａの上に第２接着層２ｂが形成されたため、接着層２の外周部においては、接着力の強い第１接着層２ａが基板１０と密着し、接着力の弱い第２接着層２ｂが保護基材３と密着する。
【００３２】
このように基板１０を保護した後、ステージ等において活性層１０ａが下向きになるように基板１０を固定し、図３（ｂ）に示すように、ウェットエッチングによりＢｏｘ層１０ｂおよび支持層１０ｃを部分的に除去し、メンブレン部１２を形成する。
【００３３】
このとき、基板１０の外周部に接着力が強い第１接着層２ａが密着しているため、第１接着層２ａと基板１０またはパターン１１との界面からの薬液の浸透を抑制することができる。また、第２接着層２ｂは接着力が弱いが、第１接着層２ａおよびレーザー吸収層３ａとの密着性が良いため、第１接着層２ａと第２接着層２ｂとの界面、および、第２接着層２ｂとレーザー吸収層３ａとの界面からの薬液の浸透は抑制される。
【００３４】
ウェットエッチングの後、接着層２および保護基材３を基板１０から剥離させる。具体的には、レーザーを照射してレーザー吸収層３ａを厚み方向に分割し、保護基材３を基板１０から剥離させた後、第１接着層２ａ、第２接着層２ｂ、および第２接着層２ｂの上面に残ったレーザー吸収層３ａを基板１０から剥離させる。
【００３５】
このとき、接着力が強い第１接着層２ａは基板１０の外周部にのみ形成され、基板１０の内周部には接着力が弱い第２接着層２ｂが形成されている。そのため、基板１０の内周部の素子領域において、パターン１１により基板１０上に形成された凹凸と接着剤とが強固に密着することによる半導体装置１の構造破壊を抑制することができる。
【００３６】
図５、図６に示すように、従来の半導体装置の製造方法では、接着層２は第１接着層２ａと、第１接着層２ａよりも接着力の弱い第２接着層２ｂとを備えず、外周部の接着力が内周部の接着力と等しい。この場合、接着層２を構成する接着剤の接着力により、薬液の浸透や、基板１０の表面に形成されたパターン１１による凹凸と接着剤とが強固に密着することによる構造破壊が引き起こされる。なお、図６は断面図であるが、図を見やすくするためにハッチングを省略している。
【００３７】
具体的には、接着剤の接着力が弱い場合、基板１０の表面の凹凸と接着剤との強固な密着を抑制することができるが、接着層２と基板１０との界面から薬液が浸透する。メンブレン構造は極めて脆弱であるため、薬液の浸透により構造破壊が引き起こされる。
【００３８】
また、接着剤の接着力が強い場合、薬液の浸透を抑制することができるが、基板１０の表面に形成されたパターン１１による凹凸と接着剤とが強固に密着する。そのため、基板１０から接着層２を剥離する際に構造破壊が引き起こされる。
【００３９】
これに対し、本実施形態では、接着層２は、第１接着層２ａと、第１接着層２ａよりも接着力の弱い第２接着層２ｂとを備え、基板１０の表面のうち、外周部には接着力の強い第１接着層２ａが形成され、内周部には接着力の弱い第２接着層２ｂが形成されている。そのため、第１接着層２ａと基板１０またはパターン１１との界面からの薬液の浸透による半導体装置１の構造破壊を抑制することができる。また、パターン１１により基板１０上に形成された凹凸と接着剤との強固な密着による半導体装置１の構造破壊を抑制することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、半導体装置１はメンブレン部１２を備えているが、図７に示すように、メンブレン部１２を備えていない半導体装置１に対して本実施形態を適用してもよい。
【００４１】
図７に示す変形例では、半導体装置１は、基板１０の上にパターン１１を形成することにより構成されている。このような半導体装置１として、例えば薄膜トランジスタが挙げられる。この場合、基板１０は、例えばＳｉ等で構成され、パターン１１は、例えば電極を構成するＡｌ等や、有機半導体膜を構成する有機半導体材料で構成される。
【００４２】
このような変形例においても、本実施形態と同様の方法により基板１０を保護することで、基板１０の裏面にウェットエッチング等の加工を施す際、基板１０の表面の外周部と接着層２との界面からの薬液の浸透を抑制し、半導体装置１の構造破壊を抑制することができる。また、パターン１１により基板１０上に形成された凹凸と接着層２との強固な密着を抑制し、接着層２を剥離する際の半導体装置１の構造破壊を抑制することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して接着層２の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４４】
図８に示すように、本実施形態では、第２接着層２ｂは、基板１０の表面のうち、第１接着層２ａで囲まれた内周部に形成され、第１接着層２ａの上面には形成されていない。つまり、第１接着層２ａの厚みが第２接着層２ｂの厚みと等しくされている。
【００４５】
そして、保護基材３のレーザー吸収層３ａは、接着層２の第１接着層２ａおよび第２接着層２ｂと密着している。このような接着層２は、例えば刷毛等を用いた手塗りにより第１接着層２ａおよび第２接着層２ｂを構成する接着剤を塗布することで形成することができる。なお、第１接着層２ａを構成する接着剤は、レーザー吸収層３ａを構成する材料と共通の成分を含んでいるため、基板１０よりもレーザー吸収層３ａの方が第１接着層２ａと強固に密着する。
【００４６】
このように、レーザー吸収層３ａを第１接着層２ａおよび第２接着層２ｂと密着させた構成の本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４７】
また、本実施形態では、接着層２のうち、薬液に触れる外周部に第１接着層２ａと第２接着層２ｂとの界面がない。そのため、第１接着層２ａと第２接着層２ｂとの界面から薬液が浸透して界面剥離を起こし、接着層２を基板１０から剥離する際に第１接着層２ａが基板１０側に残ることを抑制することができる。よって、基板１０側に残った第１接着層２ａが脱落して素子領域に付着することを抑制し、半導体装置１の品質を向上させることができる。
【００４８】
なお、図９に示すように、第１実施形態の変形例と同様に、メンブレン部１２を備えていない半導体装置１に対して本実施形態を適用してもよい。
【００４９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して接着層２の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００５０】
図１０、図１１に示すように、本実施形態では、第１接着層２ａは、基板１０の表面のうち、外周部と、スクライブライン上とに形成されている。また、第２接着層２ｂは、第１接着層２ａで囲まれた部分と、外周部に形成された第１接着層２ａの上面とに形成されている。そして、保護基材３のレーザー吸収層３ａは、スクライブライン上に形成された第１接着層２ａ、および、第２接着層２ｂと接触している。このような接着層２は、例えば刷毛等を用いた手塗りにより第１接着層２ａおよび第２接着層２ｂを構成する接着剤を塗布することで形成することができる。なお、図１１は断面図であるが、図を見やすくするためにハッチングを省略している。
【００５１】
このように、第１接着層２ａを基板１０の外周部およびスクライブライン上に形成した構成の本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００５２】
また、本実施形態では、スクライブライン上に接着力の強い第１接着層２ａが形成されている。そのため、ダイシングの際に基板１０と接着層２との界面から切削水が浸透することを抑制し、半導体装置１の構造破壊を抑制することができる。
【００５３】
なお、図１２に示すように、第１実施形態の変形例と同様に、メンブレン部１２を備えていない半導体装置１に対して本実施形態を適用してもよい。
【００５４】
（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。
【００５５】
例えば、基板１０の表面のうち第１接着層２ａが形成される部分は、外周部や、スクライブライン上でなくてもよい。少なくとも１つの半導体装置１に対応する素子領域を囲むように第１接着層２ａが形成され、この半導体装置１に対応する素子領域に第２接着層２ｂが形成されていればよい。また、保護基材３にレーザー吸収層３ａが形成されていなくてもよい。
【００５６】
また、上記第３実施形態において、上記第２実施形態と同様に、基板１０の外周部に形成された第１接着層２ａの厚みを第２接着層２ｂの厚みと等しくしてもよい。また、上記第１実施形態において、第１接着層２ａおよび第２接着層２ｂを構成する接着剤を、刷毛等を用いて手塗りで塗布してもよい。
【００５７】
また、上記第１実施形態において、第１接着層２ａの形成と第２接着層２ｂの形成とを、同一の手法、つまりスピンコーターを用いた手法で行ったが、第１接着層２ａの形成と第２接着層２ｂの形成とを、互いに異なる手法で行ってもよい。例えば、スピンコーターを用いて第１接着層２ａを形成し、刷毛等を用いた手塗りにより第２接着層２ｂを形成してもよい。
【００５８】
また、上記第１〜第３実施形態において、第１接着層２ａを形成する工程と、第２接着層２ｂを形成する工程の順序を逆にしてもよい。つまり、基板１０の表面のうち、少なくとも１つの半導体装置１に対応する素子領域に第２接着層２ｂを形成し、その後、基板１０の表面に、この半導体装置１に対応する素子領域を囲むように第１接着層２ａを形成してもよい。
【００５９】
また、ＭＥＭＳミラー、薄膜トランジスタ以外の半導体装置１に上記第１〜第３実施形態を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１    半導体装置
１０  基板
２ａ  第１接着層
２ｂ  第２接着層
３    保護基材
【図１】
2017011019.tif 000003
【図２】
2017011019.tif 000004
【図３】
2017011019.tif 000005
【図４】
2017011019.tif 000006
【図５】
2017011019.tif 000007
【図６】
2017011019.tif 000008
【図７】
2017011019.tif 000009
【図８】
2017011019.tif 000010
【図９】
2017011019.tif 000011
【図１０】
2017011019.tif 000012
【図１１】
2017011019.tif 000013
【図１２】
2017011019.tif 000014