本申請案享有以日本專利申請案2015-177931號(申請日：2015年9月9日)為基礎(chǔ)申請案的優(yōu)先權(quán)。本申請案通過參照該基礎(chǔ)申請案而包含基礎(chǔ)申請案的全部內(nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)：

存在通過在形成有半導(dǎo)體元件的一側(cè)的元件基板的正面貼合支撐基板，在對支撐基板進(jìn)行支撐的狀態(tài)下將元件基板從背面?zhèn)妊邢鞫』?，來制造薄型的半?dǎo)體裝置的方法。

此處，元件基板起因于半導(dǎo)體元件的構(gòu)造而于內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力。如果元件基板利用研削而薄化，則存在因該應(yīng)力而在研削步驟之后與支撐基板一起翹曲，而之后的制造步驟或搬送步驟無法正常進(jìn)行的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種能夠通過抑制將元件基板與支撐基板貼合并研削之后的翹曲，而正常進(jìn)行研削后的步驟的半導(dǎo)體裝置的制造方法。

實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法包含設(shè)置步驟、貼合步驟、及薄化步驟的3個(gè)步驟。設(shè)置步驟是將緩和利用研削而薄化的元件基板內(nèi)的翹曲的緩和層設(shè)置在支撐基板。貼合步驟是將元件基板貼合在設(shè)置有緩和層的支撐基板。薄化步驟是將由支撐基板支撐的元件基板研削并薄化。

附圖說明

圖1是表示實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法中所使用的元件基板的一例的說明 圖。

圖2(a)～(c)是實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造步驟的剖視的說明圖。

圖3(a)～(c)是實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造步驟的剖視的說明圖。

圖4(a)及(b)是實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的其他制造步驟的剖視的說明圖。

圖5(a)及(b)是實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的其他制造步驟的剖視的說明圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，對實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，本發(fā)明并不由該實(shí)施方式而限定。

圖1是表示實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法中所使用的元件基板的一例的說明圖。在以下的實(shí)施方式中，如圖1所示，對如下步驟進(jìn)行說明：準(zhǔn)備在正面?zhèn)染邆浒雽?dǎo)體元件11的元件基板10，將該元件基板10與未圖示的支撐基板貼合，并將由支撐基板支撐的元件基板10從背面?zhèn)缺』?/p>

此外，實(shí)施方式中所使用的元件基板10例如是具有大致圓盤形狀的硅晶片等，且元件基板10的周緣部是正面背面兩面向內(nèi)側(cè)傾斜。

此處，元件基板10起因于半導(dǎo)體元件11的構(gòu)造而在內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力。如果元件基板利用研削而薄化，則存在因該應(yīng)力而在研削步驟之后與支撐基板一起翹曲的情況。

具體來說，元件基板10因半導(dǎo)體元件11所具備的半導(dǎo)體層、配線層或保護(hù)層等所具有的應(yīng)力而在元件基板10的內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，因該應(yīng)力而元件基板10在研削步驟之后與支撐基板一起翹曲。

更具體來說，薄化后的元件基板10在半導(dǎo)體元件11例如具備具有拉伸應(yīng)力的保護(hù)層的情況下，因保護(hù)層欲向面方向內(nèi)側(cè)收縮的應(yīng)力而與支撐基板一起翹曲為向下凸的彎曲狀。

相反，薄化后的元件基板10在半導(dǎo)體元件11例如具備具有壓縮應(yīng)力的保護(hù)層的情況下，因保護(hù)層欲向面方向外側(cè)伸長的應(yīng)力而與支撐基板一起翹曲為向上凸的彎曲狀。

因此，實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在支撐元件基板10的支撐基板，設(shè)置緩和由研削而薄化的元件基板10內(nèi)的翹曲的緩和層。以下，參照圖2及圖3對該半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說明。

此外，以下，列舉元件基板10在半導(dǎo)體元件11的正面具備具有應(yīng)力的保護(hù)層的情況為例進(jìn)行說明，但在薄化后的元件基板10的內(nèi)部所產(chǎn)生的應(yīng)力并不限定為保護(hù)層所 具有的應(yīng)力。

圖2及圖3是實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造步驟的剖視的說明圖。圖2及圖3所示的元件基板10是圖1所示的元件基板10的A-A'線的截面部分。在實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，首先，準(zhǔn)備元件基板10與支撐基板20。

如圖2(a)所示，元件基板10具備保護(hù)形成在正面的元件區(qū)域的半導(dǎo)體元件11的正面的保護(hù)層12。該保護(hù)層12例如為聚酰亞胺膜、環(huán)氧膜、酚系樹脂膜、氧化硅膜、氮化硅膜、或?qū)⑦@些膜中的任一者積層而形成的積層膜。

所述保護(hù)層12因膜的物性而具有拉伸應(yīng)力或壓縮應(yīng)力。例如，聚酰亞胺膜為主要具有拉伸應(yīng)力的膜，在該膜形成在半導(dǎo)體元件11正面的情況下，在元件基板10欲向面內(nèi)方向內(nèi)側(cè)收縮。因此，元件基板10在將元件基板10的背面研削并薄化的情況下，會因元件基板10欲收縮的應(yīng)力而翹曲為向下凸的彎曲狀。

另外，所述積層膜因積層的各膜的應(yīng)力的總和而具有拉伸應(yīng)力或壓縮應(yīng)力。例如，在積層膜中的應(yīng)力的總和為壓縮應(yīng)力的情況下，形成在半導(dǎo)體元件11正面的積層膜在元件基板10欲向面內(nèi)方向外側(cè)伸長。因此，元件基板10在將元件基板10從背面研削并薄化的情況下，會因元件基板10欲伸長的應(yīng)力而翹曲為向上凸的彎曲狀。

另一方面，如圖2(b)所示，支撐基板20例如使用玻璃或硅等，且是直徑及厚度與元件基板10大致相同的圓盤狀的基板。此外，支撐基板20的材料或直徑、厚度等的形狀并不限定于此。

另外，支撐基板20在正面具備緩和由研削而薄化的元件基板10的翹曲的緩和層即氧化膜21。該氧化膜21通過等離子體CVD(Chemical Vapor Deposition，化學(xué)氣相沉積)法而形成在支撐基板20的正面。

在本實(shí)施方式中，氧化膜21的膜厚根據(jù)將在正面?zhèn)染邆浔Ｗo(hù)層12的元件基板10從背面研削至所期望的厚度為止并薄化，將該已薄化的元件基板10貼合并支撐的情況下所產(chǎn)生的支撐基板20的翹曲量而設(shè)定。

在準(zhǔn)備所述元件基板10及支撐基板20之后，如圖2(c)所示，在形成在支撐基板20的正面的氧化膜21的正面利用旋轉(zhuǎn)涂布法等而形成粘接劑30。作為粘接劑30，例如，使用胺基甲酸酯系樹脂或環(huán)氧樹脂的有機(jī)系粘接劑等。

繼而，如圖3(a)所示，將使正面背面反轉(zhuǎn)的元件基板10的正面經(jīng)由粘接劑30而貼合在支撐基板20。然后，如圖3(b)所示，利用研磨機(jī)4將元件基板10從背面研削而使元件基板10薄化至特定的厚度為止。

如圖3(c)所示，薄化后的元件基板10在形成在半導(dǎo)體元件11正面的保護(hù)層12為具 有拉伸應(yīng)力的保護(hù)層12的情況下，因欲向中空箭頭所示的面內(nèi)方向內(nèi)側(cè)收縮的應(yīng)力而翹曲為向下凸的彎曲狀。

另一方面，支撐基板20在該例中，為了緩和薄化后的元件基板10的翹曲而在支撐基板20的正面具備具有壓縮應(yīng)力的氧化膜21。因此，支撐基板20因欲向圖3(c)中黑色箭頭所示的面內(nèi)方向外側(cè)伸長的應(yīng)力而翹曲為向上凸的彎曲狀。

此處，元件基板10與支撐基板20經(jīng)由粘接劑30而面彼此均勻地貼合。因此，已貼合的元件基板10及支撐基板20中，元件基板10的欲收縮的應(yīng)力與支撐基板20的欲伸長的應(yīng)力相抵消，從而減少薄化后的元件基板10的翹曲。

也就是說，在本實(shí)施方式中，設(shè)置在支撐基板20的正面的氧化膜21在支撐基板20內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，緩和在元件基板10產(chǎn)生的翹曲。由此，將已薄化的元件基板10貼合并支撐的支撐基板20的翹曲得到抑制。

然后，在將元件基板10薄化之后，實(shí)施將元件基板10從支撐基板20剝離，并使該元件基板10單片化的步驟等后步驟的處理。

如上所述，實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法包含設(shè)置步驟、貼合步驟、及薄化步驟的3個(gè)步驟。設(shè)置步驟是將緩和由研削而薄化的元件基板10內(nèi)的翹曲的氧化膜21設(shè)置在支撐基板20。貼合步驟是將元件基板10貼合在設(shè)置有氧化膜21的支撐基板20。薄化步驟是將由支撐基板20而支撐的元件基板10研削并薄化。

由此，實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法能夠抑制研削步驟中的元件基板10及支撐基板20的翹曲增加。因此，在本實(shí)施方式中，通過抑制研削步驟后的元件基板10及支撐基板20的翹曲，例如，能夠正常進(jìn)行由搬送臂而進(jìn)行的將已薄化的元件基板10剝離之前的支撐基板20的搬送或該支撐基板20向平坦的卡盤的載置等。

另外，在本實(shí)施方式中，由于將緩和由研削而薄化的元件基板10內(nèi)的翹曲的緩和層設(shè)置在支撐基板20，所以無須在元件基板10側(cè)以使薄化后的元件基板10不產(chǎn)生翹曲的方式而變更半導(dǎo)體元件11的構(gòu)造。也就是說，在本實(shí)施方式中，能夠通過調(diào)整形成在支撐基板20的正面的氧化膜21的膜厚來抑制薄化后的元件基板10的翹曲。

另外，該實(shí)施方式由于以覆蓋支撐基板20的正面的方式形成氧化膜21，所以該氧化膜21的應(yīng)力方向相同，但也可使氧化膜21所具有的應(yīng)力的應(yīng)力方向根據(jù)形成氧化膜21的區(qū)域而不同。

具體來說，通過在支撐基板20的正面形成氧化膜21之后，將具有所期望的圖案的抗蝕劑用作掩模進(jìn)行蝕刻，而在氧化膜21形成所期望的圖案。由此，能夠使氧化膜21針對每個(gè)區(qū)域而應(yīng)力不同。

因此，通過將具有所期望的圖案的氧化膜21設(shè)置在支撐基板20的正面，能夠細(xì)微地調(diào)整支撐基板20的翹曲。

另外，由于能夠?qū)⒀趸?1從支撐基板20的正面容易地剝離，所以能夠?qū)冸x了元件基板10的支撐基板20循環(huán)使用。

另外，由于支撐基板20的正面由氧化膜21覆蓋，所以能夠防止將元件基板10從支撐基板20剝離時(shí)的對支撐基板20正面的物理性損傷。

另外，通過氧化膜21使用相對于支撐基板20而密接性較高的氧化膜21，能夠利用氧化膜21所具有的應(yīng)力而在支撐基板20內(nèi)使應(yīng)力容易產(chǎn)生。

另外，通過氧化膜21使用與粘接劑30的粘接性較高的氧化膜21，能夠?qū)⒃?0與支撐基板20容易地貼合。

另外，該實(shí)施方式中將氧化膜21設(shè)置在支撐基板20的正面，但氧化膜21的設(shè)置場所并不限定于支撐基板20的正面。作為另一實(shí)施方式，如圖4(a)所示，也可在支撐基板20的背面設(shè)置緩和薄化后的元件基板10內(nèi)的應(yīng)力的氧化膜21a。

即便為此種實(shí)施方式，也如上所述，能夠抑制研削步驟中的元件基板10及支撐基板20的翹曲增加。

另外，該實(shí)施方式中通過將氧化膜21a設(shè)置在支撐基板20的背面，能夠防止將元件基板10貼合在支撐基板20的正面時(shí)氧化膜21a因按壓而損傷。

另外，如圖4(b)所示，也可在支撐基板20的正面背面兩面設(shè)置氧化膜21、21b。在該實(shí)施方式中，在支撐基板20的貼合有元件基板10的正面設(shè)置膜厚比背面更厚的氧化膜21。

在該實(shí)施方式的支撐基板20的正面中的氧化膜21、21b的設(shè)置步驟中，在支撐基板20的正面形成所期望的厚度的氧化膜21之后，在支撐基板20的背面形成膜厚比正面更薄的氧化膜21b。因此，支撐基板20內(nèi)的應(yīng)力的調(diào)整能夠通過在支撐基板20的背面形成氧化膜21b來調(diào)整。

此外，在所述實(shí)施方式中，元件基板10與支撐基板20的貼合使用粘接劑30，但也可將元件基板10與支撐基板20直接貼合。在此種情況下，設(shè)置在支撐基板20的正面的氧化膜21也可為具有粘接性的氧化膜21，從而利用該氧化膜21將元件基板10與支撐基板20貼附。

其次，對實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的其他制造方法進(jìn)行說明。在該實(shí)施方式中，在支撐基板的表層或正面設(shè)置緩和由研削而薄化的元件基板內(nèi)的翹曲的緩和層。

此外，該半導(dǎo)體裝置的制造方法除了所述圖2及圖3所示的步驟中的圖2(b)所示的 步驟不同以外，經(jīng)過相同的內(nèi)容的步驟來制造半導(dǎo)體裝置。在以下的實(shí)施方式中，參照圖5對不同的步驟進(jìn)行說明。圖5是實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的其他制造步驟的剖視的說明圖。

如圖5(a)所示，支撐基板20在貼合有元件基板10的表側(cè)表層具備緩和由研削而薄化的元件基板10內(nèi)的翹曲的緩和層即雜質(zhì)層22。該雜質(zhì)層22例如通過摻雜硼(B)、磷(P)、砷(As)等雜質(zhì)而形成。作為摻雜方法，例如，使用離子注入法等。

支撐基板20通過在表側(cè)表層摻雜雜質(zhì)而表側(cè)表層中的雜質(zhì)濃度變高產(chǎn)生欲向面內(nèi)方向外側(cè)伸長的應(yīng)力，翹曲為向上凸的彎曲狀。該支撐基板20例如使用于支撐在半導(dǎo)體元件11正面形成有具有拉伸應(yīng)力的保護(hù)層12的元件基板10的情況下。

此外，也可使該支撐基板20的正面背面反轉(zhuǎn)而在支撐基板20的背面?zhèn)缺韺淤N合元件基板10。該支撐基板20由于翹曲為向下凸的彎曲狀，所以，例如使用于支撐在半導(dǎo)體元件11正面形成有具有壓縮應(yīng)力的保護(hù)層12的元件基板10的情況下。

因此，在該實(shí)施方式中，設(shè)置在支撐基板20的表側(cè)表層的雜質(zhì)層22在支撐基板20內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，從而產(chǎn)生應(yīng)力的支撐基板20緩和在元件基板10產(chǎn)生的翹曲。

另外，在該實(shí)施方式中，相對于支撐基板20的雜質(zhì)的摻雜量根據(jù)將在正面具有保護(hù)層12的元件基板10的背面研削至特定的厚度為止并薄化，將該已薄化的元件基板10貼合并支撐的情況下所產(chǎn)生的支撐基板20的翹曲量而設(shè)定。

即便為所述半導(dǎo)體裝置的制造方法，也可抑制研削步驟中的元件基板10及支撐基板20的翹曲增加。

另外，作為其他實(shí)施方式，如圖5(b)所示，支撐基板20在貼合有元件基板10的正面具備緩和元件基板10內(nèi)的翹曲的緩和層即凹凸部23。該凹凸部23例如通過利用等離子體蝕刻等研削支撐基板20正面而形成。

支撐基板20通過研削正面成為凹凸而產(chǎn)生欲向面內(nèi)方向外側(cè)伸長的應(yīng)力，翹曲為向上凸的彎曲狀。該支撐基板20例如使用于支撐在半導(dǎo)體元件11正面形成有具有拉伸應(yīng)力的保護(hù)層12的元件基板10的情況。

此外，也可使該支撐基板20的正面背面反轉(zhuǎn)而將元件基板10貼合在支撐基板20的背面。該支撐基板10由于翹曲為向下凸的彎曲狀，所以，例如，使用于支撐在半導(dǎo)體元件11正面形成有具有壓縮應(yīng)力的保護(hù)層12的元件基板10的情況。

因此，在該實(shí)施方式中，形成在支撐基板20的正面的凹凸部23在支撐基板20內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，已產(chǎn)生應(yīng)力的支撐基板20緩和在元件基板10產(chǎn)生的翹曲。

另外，在該實(shí)施方式中，支撐基板20正面的粗化量根據(jù)將在正面具有保護(hù)層12的 元件基板10的背面研削至特定的厚度并薄化，將該已薄化的元件基板10貼合并支撐的情況下所產(chǎn)生的支撐基板20的翹曲量而設(shè)定。

即便為所述半導(dǎo)體裝置的制造方法，也可抑制研削步驟中的元件基板10及支撐基板20的翹曲增加。

對本發(fā)明的若干個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式是作為示例而提出的，并不意圖限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實(shí)施方式能夠以其他各種方式實(shí)施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、替換、變更。這些實(shí)施方式或其變化包含在發(fā)明的范圍或主旨中，并且包含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明與其均等的范圍中。

[符號的說明]

10 元件基板

11 半導(dǎo)體元件

12 保護(hù)層

20 支撐基板

21 氧化膜

22 雜質(zhì)層

23 凹凸部

30 粘接劑

4 研磨機(jī)