(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に素子が形成された素子基板の裏面を研磨または研削する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
上記素子基板の裏面を研磨または研削する工程の前に、
上記素子基板の上記素子が形成された表面上の基板周縁部以外を、所定の水溶液に可溶な高分子材料層によって被覆し、
上記素子基板を、上記高分子材料層が内側になる向きに、熱または光によって発泡する化学物質を含む発泡性粘着シートを介して支持基板に貼り付けて、上記発泡性粘着シートが上記素子基板の周縁部に直接接着するようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
上記高分子材料層がポリアリファテイックイミドポリマーからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
表面に素子が形成された素子基板の裏面を研磨または研削する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
上記素子基板の裏面を研磨または研削する工程の前に、
上記素子基板の上記素子が形成された表面上の基板周縁部以外を、所定の水溶液に可溶な高分子材料層によって被覆し、
上記素子基板を、上記高分子材料層が内側になる向きに、光によって粘着性が低下するとともに気体を放出する性質を有する光硬化シートを介して支持基板に貼り付けて、上記光硬化シートが上記素子基板の周縁部に直接接着するようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
上記高分子材料層がポリアリファテイックイミドポリマーからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体装置の製造方法に関する。より詳しくは、表面に素子が形成された基板（この明細書を通して「素子基板」と呼ぶ。）の裏面を研磨または研削する工程を有する製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波用の高出力半導体デバイスでは、動作時に大きな熱が発生するため、予め素子基板を研磨や研削によって薄層にして、放熱性を良くする工夫がされている。従来、このような高出力半導体デバイスの製造は、例えば次のような方法で行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３７８４０号公報
【０００４】
図５（ａ）に示すように、素子基板３０１の表面３０１ａには複数の素子３０２が所定の間隔で並んで形成されているものとする。この素子基板３０１を、上記素子３０２が形成された表面３０１ａが内側になる向き、つまり裏面３０１ｂが外側になる向きに、ワックス３０３等を介して支持基板３０４に貼り付ける。この状態で、素子基板３０１の裏面３０１ｂを研磨して、図５（ｂ）に示すように、素子基板３０１を薄層（通常は、３０μｍ〜１００μｍの範囲内の厚さ）にする。この研磨後の素子基板３０１の裏面（符号３０１ｃで表す。）で各素子３０２に対応する領域ごとに、それぞれ放熱用メタル（ヒートシンク）３０５を、メッキ等の手法を用いて形成する。次に、図５（ｃ）に示すように、この状態の素子基板３０１を支持基板３０４から剥がし、素子基板３０１の表面３０１ａに付着しているワックスを、有機溶剤を用いて洗浄して除去する。そして、図５（ｄ）に示すように、この洗浄後の素子基板３０１を、裏面３０１ｂが内側になる向き、つまり素子３０２が形成された表面３０１ａが外側になる向きに、ダイシングシート３０６に貼り付ける。この後、ダイシングによって素子基板３０１が分断され、各素子３０２がチップとして分離される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の方法では、素子基板３０１の裏面３０１ｂを研磨する工程は、素子基板３０１が支持基板３０４によって支持された状態にあるので、再現性や歩留りに問題がない。しかしながら、素子基板３０１を支持基板３０４から剥がして有機洗浄を行う工程と、ダイシングシートに貼り付ける工程とは、薄層になった素子基板３０１を、何ら支持の無い状態でハンドリング（取り扱い）しているため、素子基板３０１を損傷することが多く、歩留りが低下するという問題がある。このため、熟練した技術者しか作業できず、生産性が悪くなる。特に、高周波用の高出力半導体デバイスではＧａＡｓ基板が用いられることが多い。ＧａＡｓ基板は、材料の熱抵抗が高く、また非常にもろい材料であるため、無線用の高出力半導体デバイスの歩留りを低下させる大きな原因になっている。
【０００６】
なお、本出願人は、薄層になった素子基板のハンドリングによる歩留り低下を防止するために、特願２０００−３４０２６２号において、熱や光の照射によって粘着力を弱めることによって剥離できるシートを用いて支持基板と素子基板を貼り付け、支持基板ごと素子基板をダイシングシートに固定した後に、熱や光を照射し、支持基板を剥離する方法を提案した。しかしながら、この方法では、熱や光の照射によって支持基板を剥離した後に、素子基板の表面に剥離用シートの粘着剤が残ることがある。この粘着剤を除去するためには、ダイシングシートが耐えられないような強力な有機溶剤による洗浄工程が必要になることから、結局、ダイシングシートに固定する前に、支持基板を剥がして、何ら支持の無い状態で素子基板を洗浄する必要が生じる。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、素子基板を薄層化した上、歩留りおよび生産性を高めることができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明の第１の局面の半導体装置の製造方法は、表面に素子が形成された素子基板の裏面を研磨または研削する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
上記素子基板の裏面を研磨または研削する工程の前に、
上記素子基板の上記素子が形成された表面上の基板周縁部以外を、所定の水溶液に可溶な高分子材料層によって被覆し、
上記素子基板を、上記高分子材料層が内側になる向きに、熱または光によって発泡する化学物質を含む発泡性粘着シートを介して支持基板に貼り付けて、上記発泡性粘着シートが上記素子基板の周縁部に直接接着するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
この第１の局面の半導体装置の製造方法では、素子基板の裏面を研磨または研削する工程は、素子基板が支持基板によって支持された状態にあるので、再現性や歩留りに問題がない。公知の技術によって素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともに、上記素子基板の裏面が内側になる向きにダイシングシートに貼り付ける。次に、熱または光を与えて上記発泡性粘着シートの化学物質を発泡させて、上記素子基板から支持基板を剥がす。このとき、上記発泡性粘着シートの化学物質を発泡させているので、支持基板は容易に剥がれる。そして、上記素子基板の上記表面を被覆している高分子材料層を所定の水溶液に溶解させて除去する。これにより、ダイシングシートに貼り付けられた素子基板の表面の素子が露出する。なお、ダイシングシートは、上記高分子材料層を溶解させるための所定の水溶液に対する耐性を持つ一般的なものとする。この後、ダイシングによって素子基板が分断され、各素子がチップとして分離される。
【００１０】
このようにした場合、素子基板が何ら支持の無い状態で取り扱われることがないので、素子基板が損傷を受ける可能性が少なくなって歩留りが向上する。この結果、熟練していない作業者でも作業できるようになり、生産性が高まる。
【００１１】
上記素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともにダイシングシートに貼り付ける前に、上記素子基板の裏面に放熱用メタルを形成するためにフォトリソグラフィおよびエッチングを行う場合がある。その場合、上記高分子材料層がこのフォトリソグラフィおよびエッチングによって変質または溶解する可能性がある。そこで、この第１の局面の半導体装置の製造方法では、上記素子基板の周縁部以外を、所定の水溶液に可溶な高分子材料層によって被覆して、上記発泡性粘着シートが上記素子基板の周縁部に直接接着するようにしている。したがって、上記素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともにダイシングシートに貼り付ける前に、上記素子基板の裏面に放熱用メタルを形成するためにフォトリソグラフィ等を行う場合であっても、上記高分子材料層が上記発泡性粘着シートによって保護される。したがって、上記素子基板が周縁部まで上記支持基板によって安定して支持される。
【００１２】
一実施形態の半導体装置の製造方法は、上記高分子材料層がポリアリファテイックイミドポリマーからなることを特徴としている。
【００１３】
この一実施形態の半導体装置の製造方法では、上記高分子材料層がポリアリファテイックイミドポリマーからなる。ポリアリファテイックイミドポリマーからなる高分子材料層は、例えばスピン塗布法によって塗布され、上記素子基板の素子が形成された表面を保護するとともに、良好に平坦化することができる。また、ポリアリファテイックイミドポリマーからなる高分子材料層は、所定のアルカリ性水溶液によって容易に溶解して除去される。
【００１４】
また、この発明の第２の局面の半導体装置の製造方法は、表面に素子が形成された素子基板の裏面を研磨または研削する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
上記素子基板の裏面を研磨または研削する工程の前に、
上記素子基板の上記素子が形成された表面上の基板周縁部以外を、所定の水溶液に可溶な高分子材料層によって被覆し、
上記素子基板を、上記高分子材料層が内側になる向きに、光によって粘着性が低下するとともに気体を放出する性質を有する光硬化シートを介して支持基板に貼り付けて、上記光硬化シートが上記素子基板の周縁部に直接接着するようにしたことを特徴としている。
【００１５】
この第２の局面の半導体装置の製造方法では、素子基板の裏面を研磨または研削する工程は、素子基板が支持基板によって支持された状態にあるので、再現性や歩留りに問題がない。公知の技術によって素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともに、上記素子基板の裏面が内側になる向きにダイシングシートに貼り付ける。次に、光を与えて上記光硬化シートの粘着性を低下させるとともに上記光硬化シートから気体を放出させて、上記素子基板から支持基板を剥がす。このとき、上記光硬化シートの粘着性を低下させるのに加えて上記光硬化シートから気体を放出させているので、支持基板は容易に剥がれる。そして、上記素子基板の上記表面を被覆している高分子材料層を所定の水溶液に溶解させて除去する。これにより、ダイシングシートに貼り付けられた素子基板の表面の素子が露出する。なお、ダイシングシートは、上記高分子材料層を溶解させるための所定の水溶液に対する耐性を持つ一般的なものとする。この後、ダイシングによって素子基板が分断され、各素子がチップとして分離される。
【００１６】
このようにした場合、素子基板が何ら支持の無い状態で取り扱われることがないので、素子基板が損傷を受ける可能性が少なくなって歩留りが向上する。この結果、熟練していない作業者でも作業できるようになり、生産性が高まる。
【００１７】
なお、既述の発泡性粘着シートは、「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」の前に熱が与えられると（現実の半導体装置の製造工程には或る程度の温度の加熱工程が存在する）、発泡性が劣化（変質）してしまい、その結果、「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」で上記支持基板を容易に剥がせなくなる可能性がある。これに対して、この第２の局面の半導体装置の製造方法における光硬化シートは、熱によって変質しにくい材料（つまり、半導体装置の製造工程で通常用いられる程度の温度の加熱では変質しない材料）で構成することができる。そのようにした場合、「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」の前に熱が与えられたとしても、光硬化シートは変質することがなく、したがって「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」で上記支持基板を容易に剥がすことができる。逆に言えば、シートの変質を招くことなく、「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」の前に上記光硬化シートや素子基板に対する加熱工程を導入でき、製造プロセスの自由度が増す。
【００１８】
また、この第２の局面の半導体装置の製造方法における光硬化シートは、有機溶剤に対する耐性をもつ材料で容易に構成することができる。そのようにした場合、「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」の前に有機溶剤と接触したとしても、光硬化シートは変質することがなく、したがって「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」で上記支持基板を容易に剥がすことができる。逆に言えば、シートの変質を招くことなく、「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」の前に上記光硬化シートや素子基板を有機溶剤に接触させる工程を導入でき、製造プロセスの自由度が増す。
【００１９】
上記素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともにダイシングシートに貼り付ける前に、上記素子基板の裏面に放熱用メタルを形成するためにフォトリソグラフィおよびエッチングを行う場合がある。その場合、上記高分子材料層がこのフォトリソグラフィおよびエッチングによって変質または溶解する可能性がある。そこで、この第２の局面の半導体装置の製造方法では、上記素子基板の周縁部以外を、所定の水溶液に可溶な高分子材料層によって被覆して、上記光硬化シートが上記素子基板の周縁部に直接接着するようにしている。したがって、上記素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともにダイシングシートに貼り付ける前に、上記素子基板の裏面に放熱用メタルを形成するためにフォトリソグラフィ等を行う場合であっても、上記高分子材料層が上記光硬化シートによって保護される。したがって、上記素子基板が周縁部まで上記支持基板によって安定して支持される。
【００２０】
また、上記素子基板の裏面を研磨または研削した後、上記素子基板を支持基板とともにダイシングシートに貼り付ける前に、上記素子基板の裏面に放熱用メタルを形成するためにフォトリソグラフィおよびエッチングを行う場合、フォトリソグラフィ用レジストを硬化させるための加熱工程を行うし、上記レジストを剥離するための洗浄工程で上記光硬化シートや素子基板を有機溶剤に接触させることになる。そのような場合に、上記光硬化シートを、熱によって変質しにくい材料（つまり、フォトリソグラフィ用レジストを硬化させるための加熱では変質しない材料）、かつ上記有機溶剤に対する耐性をもつ材料で構成しておけば、既述のように「上記素子基板から上記支持基板を剥がす工程」で上記支持基板を容易に剥がすことができる。
【００２１】
一実施形態の半導体装置の製造方法は、上記高分子材料層がポリアリファテイックイミドポリマーからなることを特徴としている。
【００２２】
この一実施形態の半導体装置の製造方法では、上記高分子材料層がポリアリファテイックイミドポリマーからなる。ポリアリファテイックイミドポリマーからなる高分子材料層は、例えばスピン塗布法によって塗布され、上記素子基板の素子が形成された表面を保護するとともに、良好に平坦化することができる。また、ポリアリファテイックイミドポリマーからなる高分子材料層は、所定のアルカリ性水溶液によって容易に溶解して除去される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の半導体装置の製造方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２４】
（参考例）
図１（ａ）〜図２（ｆ）は、この発明の基礎となる参考例としての製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示している。
【００２５】
図１（ａ）に示すように、素子基板１０１の表面１０１ａには複数の素子１０２が所定の間隔で並んで形成されているものとする。素子基板１０１の材料は数百μｍの厚さを持つＧａＡｓ結晶であり、素子１０２は高周波用の高出力化合物半導体デバイスであるものとする。なお、図１（ａ）は素子基板１０１が既に支持基板１０５に貼り付けられた状態を示しているが、最初は、両者は互いに分離した状態にある。
【００２６】
ｉ）  まず、素子基板１０１の素子１０２が形成された表面１０１ａ上を、所定のアルカリ性水溶液に可溶な高分子材料層からなる基板表面保護層１０３によって被覆する。
【００２７】
具体的には、素子基板１０１の表面１０１ａに、基板表面保護層１０３の材料として、１２％ポリアリファティックイミドポリマーのシクロペンタノン溶液をスピンコートによって２μｍの厚みで膜状に塗布する。スピンコートの回転数は２０００ｒｐｍに設定する。スピンコート後、１４０℃で２０分のべークを行う。これにより、素子基板１０１の素子１０２が形成された表面１０１ａを保護するとともに、良好に平坦化することができる。この例では、塗布膜の厚みを２μｍに設定したが、基板表面１０１ａ上の素子１０２が作る段差や図示しない配線の段差を首尾良く覆うことができるように、塗布膜の厚みを可変して設定するのが望ましい。
【００２８】
べーク後のポリアリファティックイミドポリマーは、アセトンやＩＰＡ（イソプロピルアルコール）といった有機溶剤に不溶であるが、所定のアルカリ性水溶液（後述する）に溶ける性質をもっている。ポリアリファティックイミドポリマーは、シプレイ社のＬＯＬや、マクダーミッド社のＬＯＲや、ＰＭＧＩという商品名で市販されており、入手することが可能である。これらは、本来フォトレジスト材料として製造販売されているが、この例では表面保護剤として使用している。
【００２９】
ii）  上記素子基板１０１を、基板表面保護層１０３が内側になる向き、つまり裏面１０１ｂが外側になる向きに、熱発泡性粘着シート１０４を介して支持基板１０５に貼り付ける。
【００３０】
ここで、熱発泡性粘着シート１０４は、熱によって発泡する化学物質を含む粘着シートである。支持基板１０５は、シリコン結晶からなり、素子基板１０１の面積と同じか又はそれ以上の面積を持つものとする。この支持基板１０５としては、熱伝導性が良く、かつ平坦なものが望ましい。例えば、アルミや銅からなる金属板も利用できる。
【００３１】
iii）  このように素子基板１０１を支持基板１０５に貼り付けた状態で、図１（ｂ）に示すように、素子基板１０１の裏面１０１ｂを研磨して、素子基板１０１を７０μｍの厚さまで薄層化する。
【００３２】
なお、本参考例では素子基板１０１を７０μｍまで薄層にしたが、この厚さは本発明の適用を限定するものではない。例えば、素子基板１０１を１００μｍ以下まで薄層にすると、素子基板１０１を何ら支持の無い状態でハンドリングすることが非常に困難となる。そこで、本発明が有効に適用されることになる。
【００３３】
iv）  次に、この研磨後の素子基板１０１の裏面（符号１０１ｃで表す。）で各素子１０２に対応する領域ごとに、それぞれ放熱用メタル（ヒートシンク）１０６を、メッキ等の手法を用いて形成する。
【００３４】
具体的には、まず、素子基板１０１の裏面１０１ｃ全域にメッキ用の給電メタルを形成する。その後、フォトリソグラフィを行って、素子１０２と素子１０２との間のスクライブ領域に相当する裏面１０１ｃ上の領域に、電解メッキ用のマスクとしてフォトレジスト（図示せず）を設ける。そして、電解メッキによって、各素子１０２に対応する領域ごとに、放熱用メタルとして金を１０μｍの厚さに析出させる。
【００３５】
ｖ）  次に、図１（ｃ）に示すように、上記素子基板１０１を支持基板１０５とともに、素子基板１０１の放熱用メタル１０６が形成された裏面１０１ｃが内側になる向き、つまり素子１０２が形成された表面１０１ａが外側になる向きに、ダイシングシート１０７に貼り付ける。
【００３６】
このとき、素子基板１０１を支持基板１０５が支持しているので、素子基板１０１が薄層になっていても、割れることはない。したがって、生産性と歩留りを向上させることができる。なお、ダイシングシート１０７は、支持基板１０５の面積と同じか又はそれ以上の面積を持ち、また、ポリアリファティックイミドポリマーを溶解させるアルカリ性水溶液（後述する）に対する耐性を持つ一般的なものとする。
【００３７】
vi）  次に、図２（ｄ）に示すように、支持基板１０５に対向するように熱源１０８を配置する。熱源１０８としては、赤外線を発生させるランプや、ドライヤーのように部分的に熱風を発生させるものを用いてもよい。この熱源１０８から熱線１０９を照射して、熱発泡性粘着シート１０４の化学物質を発泡させる。熱発泡性粘着シート１０４の中に気泡１１０が発生して、支持基板１０５が気泡１１０によって持ち上げられて素子基板１０１（より正確には、基板表面保護層１０３）から浮いた状態になる。この状態で、素子基板１０１から支持基板１０５を剥がす。このとき、支持基板１０５が浮いた状態になっているので、図２（ｅ）に示すように、支持基板１０５は素子基板１０１から容易に剥がれる。
【００３８】
なお、この例では、支持基板１０５、熱発泡性粘着シート１０４、基板保護層１０３、素子基板１０１を通じて、ダイシングシート１０７も熱せられる。一般的に言って、ダイシングシートは、熱せられると、収縮や「よれ」を生じて、平坦ではなくなるため、後に行われるダイシング工程において歩留り低下を招く。しかし、この例では、熱線１０９は実質的に支持基板１０５が占める領域にのみ照射されるので、ダイシングシート１０７が収縮や「よれ」を生じることは殆ど無く、実質的に平坦性を維持する。さらに、ダイシングシート１０７として、ポリオレフィン系の耐熱シートを用いることで、収縮や「よれ」を生じる可能性が低くなり、ダイシング工程において歩留り低下を招くことがない。
【００３９】
vii）  次に、図２（ｆ）に示すように、上記素子基板１０１の表面１０１ａを被覆している基板表面保護層１０３をアルカリ性水溶液に溶解させて除去する。
【００４０】
具体的には、素子基板１０１をダイシングシート１０７とともに、アルカリ水溶液に浸漬して、ゆっくり撹拌を行う。このアルカリ水溶液としては、ノボラックフォトレジストの現像液である、テトラメチルアンモニウムが３〜５％含まれた水溶液を用いる。３０秒間から５０秒間の浸漬で、基板表面保護層１０３は容易に除去される。これにより、ダイシングシート１０７に貼り付けられた素子基板１０１の表面１０１ａ上に、粘着シート１０４の粘着剤（糊成分）が残存することなく、素子１０２が露出する。その後、水洗を行い、窒素ブローなどを行って素子基板１０１等を乾燥させる。なお、ダイシングシート１０７は、上記アルカリ性水溶液に対する耐性を持つので、変質したり溶解したりすることがない。
【００４１】
このようにした場合、素子基板１０１の表面１０１ａ上に粘着シート１０４の粘着剤が残存しないので、ダイシングシート１０７が耐えられないような強力な有機溶剤による洗浄工程は不要である。
【００４２】
viii）  この後、ダイシングによって素子基板１０１を分断して、各素子１０２をチップとして分離する。さらに、このダイシングによって得られたチップをパッケージに実装する。
【００４３】
このようにした場合、素子基板１０１が何ら支持の無い状態で取り扱われることがないので、素子基板１０１が損傷を受ける可能性が少なくなって歩留りが向上する。この結果、初心者でも作業できるようになり、生産性が高まる。
【００４４】
さらに、素子基板１０１の表面１０１ａ上に粘着シート１０４の粘着剤が残存していないので、上述のチップを実装する工程において、チップ表面の汚れに起因するワイヤボンド不良を生じることもなかった。
【００４５】
この参考例では、素子基板１０１と支持基板１０５とを熱発泡性粘着シート１０４を用いて貼り付けたが、これに限られるものではない。例えば、素子基板と透明な支持基板（例えばガラス基板）とを、ジアゾ基を高分子鎖に有する光発泡性粘着シートを用いて貼りつけても良い。そして、上に述べたのと同様に、上記素子基板の裏面を研磨または研削し、上記素子基板を支持基板とともにダイシングシートに貼り付ける。この後、光源から透明支持基板を通して光線を照射して、光発泡性粘着シートの化学物質を発泡させる。すると、光発泡性粘着シートの中に気泡が発生して、支持基板が気泡によって持ち上げられて素子基板（より正確には、基板表面保護層）から浮いた状態になるので、支持基板を素子基板から容易に剥がすことができる。
【００４６】
なお、素子基板と支持基板とを、光によって粘着力が劣化するタイプの周知の光硬化シートを用いて貼りつけた場合は、光を照射しても粘着力が弱まるに過ぎない。このため、支持基板を素子基板から剥がすために相当の力を加える必要がある。このため、素子基板を破損してしまうことが多い。
【００４７】
（第１実施形態）
図３（ａ）〜図４（ｆ）は、第１実施形態の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示している。
【００４８】
図３（ａ）に示すように、素子基板２０１の表面２０１ａには複数の素子２０２が所定の間隔で並んで形成されているものとする。上記参考例と同様に、素子基板２０１の材料は数百μｍの厚さを持つＧａＡｓ結晶であり、素子２０２は高周波用の高出力化合物半導体デバイスであるものとする。なお、図３（ａ）は素子基板２０１が既に支持基板２０５に貼り付けられた状態を示しているが、最初は、両者は互いに分離した状態にある。
【００４９】
ｉ）  まず、素子基板２０１の素子２０２が形成された表面２０１ａ上を、所定のアルカリ性水溶液に可溶な高分子材料層からなる基板表面保護層２０３によって被覆する。
【００５０】
具体的には、素子基板２０１の表面２０１ａに、基板表面保護層２０３の材料として、１２％ポリアリファティックイミドポリマーのシクロペンタノン溶液をスピンコートによって２μｍの厚みで膜状に塗布する。スピンコートの回転数は２０００ｒｐｍに設定する。この塗布時に、素子基板２０１の周縁部２０１ｅ上で、シクロペンタノンを用いたエッジカットリンスによって塗布膜を溶解せしめて、塗布膜が素子基板２０１の周縁部２０１ｅ上を被覆しないようにする。スピンコート後、１４０℃で２０分のべークを行う。これにより、素子基板２０１の素子２０２が形成された表面２０１ａを保護するとともに、良好に平坦化することができる。また、上記基板表面保護層２０３を素子基板２０１の周縁部２０１ｅを被覆しないように形成することができる。
【００５１】
べーク後のポリアリファティックイミドポリマーは、既述のように、アセトンやＩＰＡ（イソプロピルアルコール）といった有機溶剤に不溶であるが、所定のアルカリ性水溶液（後述する）に溶ける性質をもっている。
【００５２】
ii）  上記素子基板２０１を、基板表面保護層２０３が内側になる向き、つまり裏面２０１ｂが外側になる向きに、熱発泡性粘着シート２０４を介して支持基板２０５に貼り付ける。既述のように上記基板表面保護層２０３が素子基板２０１の周縁部２０１ｅを被覆しないように形成しているので、発泡性粘着シート２０４が素子基板２０１の周縁部２０１ｅに直接接着する。
【００５３】
ここで、熱発泡性粘着シート２０４は、熱によって発泡する化学物質を含む粘着シートである。支持基板２０５は、シリコン結晶からなり、素子基板２０１の面積と同じか又はそれ以上の面積を持つものとする。この支持基板２０５としては、熱伝導性が良く、かつ平坦なものが望ましい。例えば、アルミや銅からなる金属板も利用できる。
【００５４】
iii）  このように素子基板２０１を支持基板２０５に貼り付けた状態で、図３（ｂ）に示すように、素子基板２０１の裏面２０１ｂを研磨して、素子基板２０１を７０μｍの厚さまで薄層化する。
【００５５】
なお、本実施形態では、上記参考例と同様に、素子基板２０１を７０μｍまで薄層にしたが、この厚さは本発明の適用を限定するものではない。例えば、素子基板２０１を１００μｍ以下まで薄層にすると、素子基板２０１を何ら支持の無い状態でハンドリングすることが非常に困難となる。そこで、本発明が有効に適用されることになる。
【００５６】
iv）  次に、図３（ｃ）に示すように、素子基板２０１の研磨後の裏面２０１ｃ全域に、メッキ用の給電メタル２０６をスパッタ法によって堆積する。この給電メタル２０６は、厚さ１０００Åのチタンと、厚さ２０００Åの金とからなる。
【００５７】
ｖ）  次に、この給電メタル２０６上の全域に、スピンコートによってノボラックレジスト２０７を塗布する。続いて、プリベークを行う。このプリベークの温度は、熱発泡性粘着シート２０４が発泡しない程度の温度に設定する。この例では、８０℃に設定した。
【００５８】
vi）  次に、図４（ｄ）に示すように、放熱用のバックメタルを形成すべき開口部２０８のパターンを露光し、現像する。これにより、各素子２０２に対応する領域ごとにフォトレジストを除去して開口部２０８を形成する一方、素子２０２と素子２０２との間のスクライブ領域に相当する裏面２０１ｃ上の領域に、電解メッキ用のマスクとしてフォトレジスト２０７を残す。
【００５９】
本実施形態では、ノボラックレジスト２０７の現像時には、公知のアルカリ性水溶液を用いる。一般的に言って、このアルカリ性水溶液は、基板表面保護層２０３をエッチングする可能性がある。しかし、本実施形態では、発泡性粘着シート２０４が素子基板２０１の周縁部に直接接着するようにしているので、素子基板２０１の裏面に放熱用メタルを形成するためにフォトリソグラフィ等を行う場合であっても、基板表面保護層２０３が発泡性粘着シート２０４によって保護される。したがって、後に行われるダイシング工程等で、素子基板２０１が周縁部まで支持基板２０５によって安定して支持される。
【００６０】
vii）  次に、図４（ｅ）に示すように、電解メッキによって、各開口部２０８ごとに、放熱用のバックメタル２０９として金を１０μｍの厚さに析出させる。
【００６１】
viii）  次に、図４（ｆ）に示すように、素子基板２０１の裏面２０１ｃを全面露光し、現像を行う。これにより、素子基板２０１の裏面２０１ｃ上に電解メッキ用のマスクとして残したフォトレジスト２０７を、完全に除去する。
【００６２】
このようにして、素子基板２０１の裏面２０１ｃで各素子２０２に対応する領域ごとに、それぞれ放熱用のバックメタル（ヒートシンク）２０９を形成する。
【００６３】
ix）  この後は、上記参考例と同様に、上記素子基板２０１を支持基板２０５とともに、ダイシングシートに貼り付ける。熱線を支持基板２０５側から与えることにより熱発泡性シート２０４を発泡させて、支持基板２０５を剥がす。さらに、アルカリ水溶液を用いて基板表面保護層２０３を除去する。これにより、ダイシングシートに貼り付けられた素子基板の表面の素子が露出する。この後、ダイシングによって素子基板を分断して、各素子をチップとして分離する。さらに、このダイシングによって得られたチップをパッケージに実装する。
【００６４】
このようにした場合、上記参考例と同様に、素子基板２０１が何ら支持の無い状態で取り扱われることがないので、素子基板２０１が損傷を受ける可能性が少なくなって歩留りが向上する。この結果、初心者でも作業できるようになり、生産性が高まる。しかも、本実施形態では、発泡性粘着シート２０４が素子基板２０１の周縁部に直接接着するようにしているので、ダイシング工程等で、素子基板２０１が周縁部まで支持基板２０５によって安定して支持される。したがって、歩留りおよび生産性がさらに向上する。
【００６５】
（第２実施形態）
図６（ａ）〜図７（ｅ）は、第２実施形態の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示している。
【００６６】
図６（ａ）に示すように、素子基板４０１の表面４０１ａには複数の素子４０２が所定の間隔で並んで形成されているものとする。上記参考例と同様に、素子基板４０１の材料は数百μｍの厚さを持つＧａＡｓ結晶であり、素子４０２は高周波用の高出力化合物半導体デバイスであるものとする。なお、図６（ａ）は素子基板４０１が既に支持基板４０５に貼り付けられた状態を示しているが、最初は、両者は互いに分離した状態にある。
【００６７】
ｉ）  まず、素子基板４０１の素子４０２が形成された表面４０１ａ上を、所定のアルカリ性水溶液に可溶な高分子材料層からなる基板表面保護層４０３によって被覆する。
【００６８】
具体的には、素子基板４０１の表面４０１ａに、基板表面保護層４０３の材料として、１２％ポリアリファティックイミドポリマーのシクロペンタノン溶液をスピンコートによって２μｍの厚みで膜状に塗布する。スピンコートの回転数は２０００ｒｐｍに設定する。この塗布時に、素子基板４０１の周縁部４０１ｅ上で、シクロペンタノンを用いたエッジカットリンスによって塗布膜を溶解せしめて、塗布膜が素子基板４０１の周縁部４０１ｅ上を被覆しないようにする。スピンコート後、１６０℃で２０分のべークを行う。これにより、素子基板４０１の素子４０２が形成された表面４０１ａを保護するとともに、良好に平坦化することができる。また、上記基板表面保護層４０３を素子基板４０１の周縁部４０１ｅを被覆しないように形成することができる。
【００６９】
べーク後のポリアリファティックイミドポリマーは、既述のように、アセトンやＩＰＡ（イソプロピルアルコール）といった有機溶剤に不溶であるが、所定のアルカリ性水溶液（後述する）に溶ける性質をもっている。
【００７０】
ii）  上記素子基板４０１を、基板表面保護層４０３が内側になる向き、つまり裏面４０１ｂが外側になる向きに、光硬化シート４０４を介して支持基板４０５に貼り付ける。既述のように上記基板表面保護層４０３が素子基板４０１の周縁部４０１ｅを被覆しないように形成しているので、光硬化シート４０４が素子基板４０１の周縁部４０１ｅに直接接着する。
【００７１】
ここで、光硬化シート４０４は、光によって粘着性が低下するとともに気体を放出する性質を有する粘着シートである。この例では、後の工程のために、光硬化シート４０４を、熱によって変質しにくい材料、かつ有機溶剤に対する耐性をもつ材料で構成している。具体的には、光硬化シート４０４の例としては、ジアゾ基を高分子鎖に有する化学物質を含む粘着材を使用した粘着シートがあげられる。支持基板４０５は、石英結晶からなり、素子基板４０１の面積と同じか又はそれ以上の面積を持つものとする。この支持基板４０５としては、紫外線の透過率が高く、かつ平坦なものが望ましい。例えば、ガラスあるいはサファイアも利用できる。
【００７２】
iii）  このように素子基板４０１を支持基板４０５に貼り付けた状態で、図６（ｂ）に示すように、素子基板４０１の裏面４０１ｂを研磨して、素子基板４０１を７０μｍの厚さまで薄層化する。
【００７３】
なお、本実施形態では、上記参考例と同様に、素子基板４０１を７０μｍまで薄層にしたが、この厚さは本発明の適用を限定するものではない。例えば、素子基板４０１を１００μｍ以下まで薄層にすると、素子基板４０１を何ら支持の無い状態でハンドリングすることが非常に困難となる。そこで、本発明が有効に適用されることになる。
【００７４】
iv）  次に、上記参考例と同様に素子基板４０１の裏面４０１ｃで各素子４０２に対応する領域ごとに、それぞれ放熱用のバックメタル（ヒートシンク）４０６を形成する。
【００７５】
ここで、上述の第１実施形態では、バックメタル（ヒートシンク）４０６を形成するためにレジストを塗布し、続いて、プリベークを行い熱発泡性シートが発泡しない温度に設定することを説明したが、熱発泡性シートは熱を加えることによりその粘着力が低下することがあり、厳しい工程管理を要する。これに対して本実施形態では、光硬化シート４０４を熱によって変質しにくい材料で構成しているので、上記プリベークによって熱を加えても、シートの粘着性の劣化（変質）を招くおそれがなく、素子基板４０１を安定して支持することができる。また、このように光硬化シート４０４を熱によって変質しにくい材料で構成しているので、製造プロセスの自由度が増す。すなわち、プリベークの温度設定は、ほぼ自由となり、より高温でのプリベークが必要な厚膜レジストも使用可能になる。また、バックメタルの厚さも厚膜化できる。この結果、素子の熱抵抗を低減でき、素子性能を向上させることができる。
【００７６】
また、上述の第１実施形態では、上記レジストを塗布する際に熱発泡性シートの側面がレジストを形成する有機溶剤に接触すると、熱発泡性シートの熱発泡性を損う（変質する）おそれがあるため、厳しい工程管理を要する。これに対して本実施形態では、上記光硬化シート４０４を有機溶剤に対する耐性をもつ材料で構成しているので、シートの熱発泡性を損う（変質する）おそれがない。したがって、後述するように規定の紫外線を照射することにより、素子基板４０１から支持基板４０５を容易に剥がすことができる。したがって、歩留りおよび生産性を向上させることができる。
【００７７】
ｖ）  次に、図６（ｃ）に示すように、上記素子基板４０１を支持基板４０５とともに、素子基板４０１の放熱用メタル４０６が形成された裏面４０１ｃが内側になる向き、つまり素子４０２が形成された表面４０１ａが外側になる向きに、ダイシングシート４０７に貼り付ける。
【００７８】
このとき、素子基板４０１を支持基板４０５が支持しているので、素子基板４０１が薄層になっていても、割れることはない。したがって、生産性と歩留りを向上させることができる。なお、ダイシングシート４０７は、支持基板４０５の面積と同じか又はそれ以上の面積を持ち、また、ポリアリファティックイミドポリマーを溶解させるアルカリ性水溶液（後述する）に対する耐性を持つ一般的なものとする。
【００７９】
vi）  次に、図７（ｄ）に示すように、紫外線を支持基板４０５側から例えば２０００ｍＪ／ｃｍ2の量を照射することにより光硬化シート４０４の粘着力を低下させるとともに光硬化シート４０４から気体４１０を放出させて、素子基板４０１から支持基板４０５を剥がす。
【００８０】
ここで、仮に光によって粘着力が劣化するのみの周知のタイプの光硬化シートを用いて素子基板と支持基板を貼り付けた場合は、光を照射して支持基板を素子基板から剥がそうとしても、なお相当な力を加える必要がある。この理由は、支持基板と素子基板を貼り付けている光硬化シートの粘着力が弱まっても、光硬化シートと素子基板とが密着した状態（真空状態）になっているからである。これに対して本実施形態では、上記光を与えて光硬化シート４０４の粘着性を低下させるのに加えて光硬化シート４０４から気体を放出させている。したがって、光硬化シートと素子基板とが密着した状態が解消され、支持基板４０５が気体によって持ち上げられて素子基板４０１（より正確には、基板表面保護層４０３から浮いた状態になる。例えば、光硬化シート４０４として、ジアゾ基を高分子鎖に有する化学物質を含む粘着シートを用いた場合は、紫外線を２０００ｍＪ／ｃｍ2以上照射することにより、ジアゾ基を高分子鎖に有する化学物質から気体として窒素が放出される。これにより、光硬化シート４０４と素子基板４０１とが密着した状態が解消され、支持基板４０５が素子基板４０１から浮いた状態になる。この状態で、素子基板４０１から支持基板４０５を剥がすので、支持基板４０５は素子基板４０１から容易に剥がれる。
【００８１】
vii）  この後は図７（ｅ）に示すように、上記参考例と同様に、上記素子基板４０１の表面４０１ｅを被覆している基板表面保護層４０３をアルカリ水溶液に溶解させて除去する。これにより、ダイシングシート４０７に貼り付けられた素子基板４０１の表面４０１ａの素子４０２が露出する。この後、ダイシングによって素子基板４０１を分断して、各素子４０２をチップとして分離する。さらに、このダイシングによって得られたチップをパッケージに実装する。
【００８２】
このようにした場合、上記参考例、第１実施形態と同様に、素子基板４０１が何ら支持の無い状態で取り扱われることがないので、素子基板４０１が損傷を受ける可能性が少なくなって歩留りが向上する。この結果、初心者でも作業できるようになり、生産性が高まる。しかも、本実施形態では、光硬化シート４０４が素子基板４０１の周縁部に直接接着するようにしているので、ダイシング工程等で、素子基板４０１が周縁部まで支持基板４０５によって安定して支持される。したがって、歩留りおよび生産性がさらに向上する。
【００８３】
また、光硬化シート４０４を使用しているので、選択できるダイシングシートの種類が増す。また、熱あるいは有機溶剤などの外的な要因によって光硬化シート４０４の劣化がないので、製造プロセスの自由度が増す。これとともに、歩留りおよび生産性を向上させることができる。
【００８４】
また、発泡性粘着シートを用いた場合は粘着材が素子基板の表面に残って、ワイヤボンド不良を生じる可能性がある。これに対して、光硬化シート４０４を用いた場合は、発泡性粘着シートと比較すると、粘着材が素子基板の表面に残りにくく、基板表面保護層４０３なしでもワイヤボンド不良を生じない場合がある。
【００８５】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の半導体装置の製造方法によれば、素子基板を薄層化した上、ハンドリングによる歩留り低下を生じることなく、ダイシングシートに貼り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の基礎となる参考例としての製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【図２】  上記参考例としての製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【図３】  この発明の第１実施形態の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【図４】  この発明の第１実施形態の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【図５】  従来の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【図６】  この発明の第２実施形態の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【図７】  この発明の第２実施形態の製造方法によって製造される半導体装置の工程ごとの断面を示す図である。
【符号の説明】
１０１，２０１，４０１  素子基板
１０２，２０２，４０２  素子
１０３，２０３，４０３  基板表面保護層
１０４，２０４  熱発泡性粘着シート
１０５，２０５，４０５  支持基板
１０６  裏面メタル
１０７，４０７  ダイシングシート
１０８  熱源
１０９  熱線
１１０  気泡
２０６  給電メタル
２０７  ノボラックレジスト
２０８  開口部
２０９,４０６  バックメタル
４０４  光硬化シート
４０９  紫外線
４１０  気体
【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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