JP2006156567A - 表面保護テープおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造が容易であり、半導体ウェハに汚染部分を発生させることなく、裏面研削工程から絶縁膜形成工程および裏面配線形成工程まで一貫して使用できる表面保護テープを提供する。
【解決手段】 半導体ウェハ２４に貼付される表面保護テープ２１は、基材層２２と粘着剤層２３とを含み、基材層２２には、粘着剤層２３と接する側の面と反対側の面に切込部２５が形成される。このような切込部２５が基材層２２に形成されると、曲率を有する半導体ウェハ２４の周縁部にまで表面保護テープを粘着させることができ、エッチング液などの溶液の回り込みによる半導体ウェハの汚染を防止できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表面保護テープおよび半導体装置の製造方法に関する。

コンピュータ、通信機器などの電子機器には、多数のトランジスタ、抵抗などの素子が半導体基板上に集積形成される半導体装置が搭載される。このような半導体装置の性能は、電子機器全体としての性能に大きく影響する。

近年では、半導体装置は携帯電話機などの携帯情報機器に代表される電子機器にも搭載される。このような携帯情報機器などの電子機器は、小型化および軽量化が要求されており、電子機器に搭載される半導体装置についても、小型化および高密度化が図られている。半導体装置を小型化および高密度化するために、複数の半導体装置を積層したマルチチップ半導体装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。マルチチップ半導体装置は、平面面積が小さく、構造が単純で、かつ厚みが薄いので、さらに開発が進められている。

図１２は、マルチチップ半導体装置１の構成の一例を簡略化して示す断面図である。マルチチップ半導体装置１は、複数（図１２においては３つ）のチップ２が積層されて構成される。各チップ２は、それぞれ、表面に不図示の素子が集積形成された半導体基板３と、半導体基板３上に集積形成された素子の表面に形成される層間絶縁膜４と、半導体基板３を貫通する貫通孔内に形成され、チップ２同士を電気的に接続する埋込み電極５とを含む。半導体基板３と埋込み電極５との間には、側壁絶縁膜６が形成され、半導体基板３と埋込み電極５とが絶縁されるようになっている。半導体基板３の層間絶縁膜４が設けられる側と反対側には、裏面絶縁膜７が形成される。このようなマルチチップ半導体装置１では、各チップ２に設けられる埋込み電極５と、埋込み電極５同士を接続するバンプ電極８とによって、チップ２同士が電気的に接続される。

図１３は、マルチチップ半導体装置１に含まれるチップ２の製造手順を示すフローチャートである。手順ｓ１では、ウェハ状の半導体基板３表面に素子を集積形成し、該集積形成された素子の表面に層間絶縁膜４を形成する。手順ｓ２では、半導体基板３の素子が形成される側の面（以後、主面と呼ぶことがある）に、半導体基板３を貫通しない非貫通孔を形成し、半導体基板３の非貫通孔を臨む内壁に側壁絶縁膜６および埋込み電極５を形成する。手順ｓ３では、ウェハ状の半導体基板３の主面に、表面保護テープを貼付する。手順ｓ４では、半導体基板３の主面と反対側の面（以後、裏面と呼ぶことがある）を研削して後退させ、埋込み電極５を半導体基板３の裏面において外方に露出させる。手順ｓ５では、半導体基板３の裏面に裏面絶縁膜７を形成する。手順ｓ６では、裏面絶縁膜７が形成された半導体基板３に、裏面配線を形成する。手順ｓ７では、上記のようなウェハ状の半導体基板３の裏面にダイシングテープを貼付して主面から表面保護テープを剥離した後、ダイシングしてチップ２を切り出す。

手順ｓ４の半導体基板３の裏面を研削する裏面研削工程においては、生産性が高く、研削品質が安定しているという理由から、ウェハ状の半導体基板３（以後、半導体ウェハと呼ぶことがある）の主面をステージに真空吸着させ、裏面を砥石などで機械的に研磨する方法が用いられる。さらに、最終的に半導体ウェハの厚さを、たとえば３００μｍ以下とする場合、抗折強度の向上および研磨時に生じた破砕層の除去の目的で、半導体ウェハに化学的なエッチングを行う場合がある。このようなエッチング工程を含む裏面研削工程を行う前には、手順ｓ３の表面保護テープ貼付工程が行われ、半導体ウェハおよび半導体ウェハに形成される素子を保護するための表面保護テープが半導体ウェハの主面に貼り付けられる。

図１４は、従来の表面保護テープ１２が半導体ウェハ１１に貼付された状態を示す断面図である。表面保護テープ１２は、樹脂などを主成分とする基材層１３および基材層１３に接して設けられる粘着剤層１４からなり、粘着剤層１４が円板形状の半導体ウェハ１１の主面に粘着される。

表面保護テープ１２は、半導体ウェハ１１に形成される素子により生じる主面の凹凸を吸収するとともに、研磨によって発生した研磨屑、エッチング液などにより生じる半導体ウェハ１１主面および半導体ウェハ１１主面に形成される素子の汚染および破損を防止することができる。また半導体ウェハ１１に表面保護テープ１２を貼付することによって、研磨されて薄型化した半導体ウェハ１１の取扱が容易となり、取扱性が向上する。しかしながら、このような従来の表面保護テープ１２には、次のような問題がある。

図１５は、従来の表面保護テープ１２の問題点を説明する図である。半導体ウェハ１１を作製する際には、インゴットから半導体ウェハ１１を切断した後、半導体ウェハ１１の周縁部が割れることを防ぐために、ベベリングと呼ばれる面取り研削が施される。ベベリングを施された半導体ウェハ１１の周縁部は、半導体ウェハ１１の厚み方向中央部が、半導体ウェハ１１の半径方向外方に略放物線状に突出するような曲面を有する形状となっている。このため半導体ウェハ１１に表面保護テープ１２を貼付すると、半導体ウェハ１１周縁部において表面保護テープ１２が半導体ウェハ１１に接着されずに浮き上がる状態となる。したがって、半導体ウェハ１１を機械研磨した後エッチングを行うと、表面保護テープ１２の浮き上がった部分１５からエッチング液が回り込み、半導体ウェハ１１と表面保護テープ１２との間隙にエッチング液がしみ込むことによって、半導体ウェハ１１に汚染部分１６が発生するという問題が生じる。

また半導体ウェハ１１には、裏面絶縁膜形成工程ｓ５および裏面配線形成工程ｓ６においても表面保護テープ１２がそのまま貼付されている。したがって、裏面絶縁膜形成工程および裏面配線形成工程に使用する絶縁膜塗布液、メッキ液、剥離液なども、前述のエッチング液と同様に、汚染部分１６が発生する原因となる。

上記のような汚染部分１６の発生をなくすために、半導体ウェハ１１の周縁部まで表面保護テープ１２を粘着させる方法がいくつか提案されている。たとえば、粘着剤層１４の粘着力を高くすることによって、半導体ウェハ１１周縁部まで表面保護テープ１２を粘着させる方法が提案されている。しかしながらこの方法では、表面保護テープの剥離性が悪くなり、ダイシング工程ｓ７において表面保護テープ１２の一部が剥離されずに残り、粘着剤層１４の成分によって半導体ウェハ１１が汚染されてしまう恐れがある。

また他の方法としては、基材層１３に柔軟性を持たせることによって、半導体ウェハ１１周縁部まで表面保護テープ１２を粘着させる方法がある。しかしながらこの方法のように、表面保護テープ１２を半導体ウェハ１１周縁部まで貼付できるほどの柔軟性を基材層１３に持たせると、柔軟性が高くなりすぎて、研磨されて薄型化した半導体ウェハ１１の取扱性が低下してしまうという問題が発生する。

そこで、半導体ウェハの汚染部分発生の問題を解決する表面保護テープとして、保護層、保護層と半導体ウェハとを粘着する粘着剤層、補強層、および補強層と保護層とを粘着する粘着剤層の４層からなる表面保護テープが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特許文献２に開示の表面保護テープは、裏面研磨時において、半導体ウェハ主面の素子による凹凸を吸収する補強層と、エッチング時ならびに裏面絶縁膜および裏面配線時においてエッチング液などが回り込まないように、半導体ウェハより一回り小さく設けられる保護層とを含む。このような表面保護テープは、補強層が形成されることによって、研磨されて薄型化した半導体ウェハの取扱性を向上させることができ、保護層が形成されることによって半導体ウェハと表面保護テープとの間に形成される間隙をなくし、半導体ウェハおよび半導体ウェハに形成される素子の汚染を防止することができるとされている。

しかしながら特許文献２に開示の表面保護テープは、４層と多層で構成されるので製造が困難であるという問題がある。また特許文献２に開示される表面保護テープは、補強層と保護層とをそれぞれ別個に剥離する必要があるので、保護層と半導体ウェハとを粘着する粘着剤層と、補強層と保護層とを粘着する粘着剤層とで、これらの粘着剤層を形成する粘着剤それぞれの材料選択が必要である。

したがって、製造が容易であり、半導体ウェハに汚染部分を発生させることなく、裏面研削工程から裏面絶縁膜および裏面配線形成工程まで一貫して使用できる表面保護テープが強く求められている。

特開平１０−２２３８３３号公報（第５−６頁、第１図） 特開平１１−８７２８２号公報

本発明の目的は、製造が容易であり、半導体ウェハに汚染部分を発生させることなく、裏面研削工程から絶縁膜形成工程および裏面配線形成工程まで一貫して使用できる表面保護テープおよびそれを用いる半導体装置の製造方法を提供することである。

本発明は、半導体ウェハに貼付される表面保護テープにおいて、
基材層と、基材層に接して設けられる粘着剤層とを含み、
基材層は、
粘着剤層と接する側の面と反対側の面に切込部を有することを特徴とする表面保護テープである。

また本発明は、前記切込部は、
貼付される円板状の半導体ウェハの周縁部と同心円状に１つ以上形成されることを特徴とする。

また本発明は、前記切込部は、
貼付される円板状の半導体ウェハの周縁部と同心円状に複数形成され、
複数形成される切込部同士の間隔が、基材層の周縁部に近づくほど小さくなるように形成されることを特徴とする。

また本発明は、前記切込部は、
基材層の周縁部付近のみに形成されることを特徴とする。

また本発明は、基材層には、
周縁部に、半径方向に伸びる切欠部が形成されることを特徴とする。

また本発明は、前記切欠部は、
貼付される円板状の半導体ウェハの中心に関して放射状に配置されて形成されることを特徴とする。

また本発明は、半導体ウェハに貼付される表面保護テープにおいて、
基材層と、基材層に接して設けられる粘着剤層とを含み、
基材層は、
加熱されることによって収縮する熱収縮材料を含むことを特徴とする表面保護テープである。

また本発明は、基材層は、
粘着剤層と接する側の面と反対側の面に切込部を有することを特徴とする。

また本発明は、基材層には、
周縁部に、半径方向に伸びる切欠部が形成されることを特徴とする。

また本発明は、半導体素子が形成される面と反対側の面である半導体ウェハの裏面を研削する裏面研削工程を含む半導体装置の製造方法において、
半導体ウェハの半導体素子が形成される側の面に、前記のいずれか１つに記載の表面保護テープを貼付する表面保護テープ貼付工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。

また本発明は、前記表面保護テープ貼付工程は、
真空中で行われることを特徴とする。

本発明によれば、半導体ウェハに貼付される表面保護テープは、基材層と、基材層に接して設けられる粘着剤層とを含み、基材層には、粘着剤層と接する側の面と反対側の面に切込部が形成される。このような切込部が基材層に形成されると、切込部において基材層を大きく変形させることができる。このような表面保護テープを半導体ウェハに貼付すると、基材層の変形が切込部において大きくなるので、周縁部が曲面形状の半導体ウェハであっても、周縁部にまで表面保護テープを粘着させることができる。したがって、半導体ウェハと表面保護テープとの間に間隙を生じさせることがなく、エッチング液などの溶液の回り込みによる半導体ウェハの汚染を防止できる。また基材層および粘着剤層に用いられる材料として特に限定されることがなく、基材層に切込部を形成するだけで表面保護テープを容易に製造できる。

また本発明によれば、切込部は、貼付される円板状の半導体ウェハの周縁部と同心円状に１つ以上形成される。このように切込部が形成されると、円板状の半導体ウェハの曲面に沿うように表面保護テープを粘着させることができるので、半導体ウェハの汚染をより確実に防止できる。

また本発明によれば、切込部は、貼付される円板状の半導体ウェハの周縁部と同心円状に複数形成され、複数形成される切込部同士の間隔が、基材層の周縁部に近づくほど小さくなるように形成される。したがって、曲率の大きい半導体ウェハ周縁部に貼付される基材層周縁部が、基材層中心付近よりも大きく変形するので、曲面形状の半導体ウェハ周縁部に対して、表面保護テープをより確実に粘着させることができる。

また本発明によれば、切込部は、基材層の周縁部付近のみに形成される。したがって、曲率の大きい半導体ウェハ周縁部に貼付される基材層周縁部を、基材層中心付近よりも大きく変形させることができ、表面保護テープを半導体ウェハ周縁部まで充分に粘着させることができる。また基材層の中心付近には切込部が形成されないので、中心付近における基材層の変形が小さくなり、切込部を形成することによる半導体ウェハの取扱性の低下を防ぐことができる。

また本発明によれば、基材層には、周縁部に、半径方向に伸びる切欠部が形成される。表面保護テープを半導体ウェハの曲面形状に沿って貼付するとき、表面保護テープの外周の長さは、半導体ウェハが曲率を有する分、半導体ウェハの表面保護テープが貼付される周縁部の周方向の長さよりも長くなる。したがって、表面保護テープの周縁部には、半導体ウェハに貼付されない余剰部分が発生することとなる。周縁部に半径方向に伸びる切欠部が形成される表面保護テープは、上記のような基材層周縁部に発生する表面保護テープの余剰部分を減少させることができ、半導体ウェハの汚染をより確実に防止することができる。

また本発明によれば、切欠部は、貼付される円板状の半導体ウェハの中心に関して放射状に配置されて形成される。このように切欠部が形成されることによって、表面保護テープの半導体ウェハへの貼付が容易となり、円板状の半導体ウェハに貼付する表面保護テープの前記余剰部分の発生を一層抑制することができる。

また本発明によれば、半導体ウェハに貼付される表面保護テープは、基材層と、基材層に接して設けられる粘着剤層とを含み、基材層は、加熱されることによって収縮する熱収縮材料を含む。このような表面保護テープは、切込部および切欠部を形成しなくても、基材層の熱収縮によって表面保護テープを半導体ウェハの曲面に沿うように変形させることができ、表面保護テープを半導体ウェハ周縁部まで粘着させることができる。また、切込部の形成が不要であるので、さらに製造が容易となる。

また本発明によれば、前記熱収縮材料を含む基材層を有する表面保護テープには、基材層の粘着剤層と接する側の面と反対側の面に切込部が形成される。このような切込部を形成することによって、さらに確実に半導体ウェハの周縁部まで表面保護テープを粘着させることができる。

また本発明によれば、前記熱収縮材料を含む基材層を有する表面保護テープには、基材層の周縁部に、半径方向に伸びる切欠部が形成される。このような切欠部を形成することによって、円板状の半導体ウェハに貼付する際に発生する表面保護テープの余剰部分を減少させることができる。

また本発明によれば、上記のような表面保護テープを半導体ウェハの半導体素子が形成される側の面に貼付して、半導体装置を製造する。上記のような表面保護テープを用いると、曲率を有する半導体ウェハの周縁部まで表面保護テープを粘着させることができ、半導体ウェハと表面保護テープとの間に間隙を生じさせないので、エッチング液などの溶液の回り込みによる半導体ウェハの汚染を防止できる。したがって、製造された半導体装置としての性能を向上させることができるとともに、該半導体装置を搭載する電子機器の性能も向上させることができる。

また本発明によれば、表面保護テープ貼付工程が真空中で行われるので、半導体ウェハと表面保護テープとの間に空気が入ることを防止でき、半導体ウェハと表面保護テープとの密着性を高めることができる。

図１は、本発明の表面保護テープの実施の第１形態である表面保護テープ２１の構成を簡略化して示す断面図である。本実施形態の表面保護テープ２１は、基材層２２と、基材層２２に接して設けられる粘着剤層２３とを含み、基材層２２は、粘着剤層２３と接する側の面と反対側の面に切込部２５を有することを特徴とする。また切込部２５は、貼付される円板状の半導体ウェハ２４の周縁部と同心円状に１つ以上（本実施形態においては３つ）形成されることを特徴とする。

表面保護テープ２１は、円形状に形成される基材層２２および粘着剤層２３からなり、不図示の半導体素子が形成される半導体ウェハ２４の、半導体素子が形成される側の面（以後、主面と呼ぶことがある）に貼付される。このような表面保護テープ２１は、半導体ウェハ２４の主面側をステージに真空吸着させ、主面の反対側の面である裏面を砥石などで機械的に研磨する方法などによって半導体ウェハの裏面を研削する裏面研削工程において、半導体ウェハ２４および半導体ウェハ２４に形成される半導体素子を保護する目的で用いられる。

基材層２２は、たとえば、ポリエステル、ポリイミドなどの有機材料から構成される。基材層２２は、単一層であっても２層以上の積層体であってもよい。基材層２２の種類および構造については特に限定されないけれども、半導体素子の存在による半導体ウェハ２４の凹凸を吸収するために、ある程度の柔軟性が必要である。

基材層２２の厚みとしては、１００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。厚みが１００μｍ未満であると、半導体素子の存在による半導体ウェハ２４の凹凸を吸収することが困難になり、半導体ウェハ２４の破損、半導体ウェハ２４裏面の研磨むらなどを発生する恐れがある。また裏面研削によって薄型化された半導体ウェハ２４の取扱性が低下する恐れがある。３００μｍを超えると、表面保護テープ２１を半導体ウェハ２４からの剥離しづらくなる恐れがある。

基材層２２は、後に塗布される粘着剤層２３との密着性を高めるために、物理的または化学的な処理が施されてもよい。このような物理的処理としては、たとえば、サンドブラスト、研磨処理などが挙げられる。化学的処理としては、たとえば、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理などが挙げられる。このような処理の中で、処理が容易であるとともに充分な効果を得ることができるという理由から、コロナ処理が行われることが好ましい。

基材層２２に塗布される粘着剤層２３に用いられる粘着剤としては、たとえば、アクリル系樹脂などを使用できる。粘着剤層２３は、その粘着力を向上させるために、架橋剤によって架橋されてもよい。架橋剤としては、たとえば、イソシアネート、エポキシ樹脂、アミン、イミド、メラミン樹脂などが使用できる。架橋剤の他に、粘着性付与剤、着色剤などの添加剤を添加してもよい。

粘着剤層２３は、上記のような粘着剤を基材層２２に均一に塗布し、乾燥させることによって得られる。粘着剤層２３の厚みとしては、半導体ウェハ２４と粘着剤層２３との粘着力および基材層２２と粘着剤層２３との粘着力を考慮して、３０μｍ以上６０μｍ以下とされるのが好ましい。

このような基材層２２と粘着剤層２３とからなる表面保護テープ２１には、その基材層２２の粘着剤層２３と接する側の面と反対側の面に切込部２５が形成される。このような切込部２５は、たとえば、カッターなどによる機械的手法、レーザなどによる手法によって形成される。切込部２５の深さとしては、基材層２２の厚みおよび半導体ウェハ２４の曲率にもよるけれども、基材層２２の厚みの３０〜８０％であることが好ましい。

図２は、切込部２５が形成される表面保護テープ２１の構成を簡略化して示す平面図である。なお図２は、表面保護テープ２１を基材層２２側から見た平面図である。本実施形態の表面保護テープ２１には、基材層２１の周縁部付近のみに、表面保護テープ２１を貼付する円板状の半導体ウェハ２４の周縁部と同心円状に切込部２５が複数（本実施形態においては３つ）形成される。なお本発明において基材層２２の周縁部付近とは、表面保護テープ２１の基材層２２の周縁部から半径方向に、基材層２２の半径の３分の１までの部分である。

切込部２５の断面形状は、特に限定されることなく、円形状に形成される基材層２２の半径方向および円周方向に垂直な基材層２２の厚み方向に延びる直線状であってもよいし、基材層２２の、粘着剤層２３と接する側の面と反対側の面表面で開口するＶ字状などの形状であってもよい。

図３は、表面保護テープ２１が貼付された半導体ウェハ２４の裏面が研磨された状態を示す概略断面図である。このように半導体ウェハ２４は、その厚みが、たとえば７００μｍから３００μｍ以下にまで研磨され、その面積も小さくなる。したがって表面保護テープ２１は、円板状の半導体ウェハ２４の裏面が研磨されることによって減少する面積を考慮して、半導体ウェハ２４よりも若干小さい円形状に形成されることが好ましい。

このような表面保護テープ２１は、半導体ウェハ２４の裏面を研削する裏面研削工程の前に、半導体ウェハ２４に貼付される。以下、半導体ウェハ２４に表面保護テープ２１を貼付する表面保護テープ貼付工程について説明する。

図４は、半導体ウェハ２４に表面保護テープ２１を貼付する表面保護テープ貼付工程における様子を示す概略断面図である。なお図面が錯綜して理解が困難になるので、押さえ治具２６については切断端面図で示す。図４（ａ）に示す工程では、半導体ウェハ２４の中心軸線と、表面保護テープ２１の中心軸線とを一致させて、押さえ治具２６の上に載置する。なお、押さえ治具２６は、半導体ウェハ２４および表面保護テープ２１の載置面に、半導体ウェハ２４の周縁部の曲面に沿うような角度の斜面部を有する。図４（ｂ）に示す工程では、押さえ治具２６上に載置された半導体ウェハ２４および表面保護テープ２１に、押さえ治具２６に臨む側と反対側から圧力を加える。このように圧力が加えられた半導体ウェハ２４および表面保護テープ２１は、まず表面保護テープ２１の端部が押さえ治具２６の斜面部に接触する。さらに半導体ウェハ２４に圧力を加えることによって、表面保護テープ２１の端部は押さえ治具２６の斜面部に接触したままで、切込部２５において引き伸ばされ、図４（ｃ）に示すように、表面保護テープ２１が半導体ウェハ２４の曲面に沿うように貼付される。

ここで、押さえ治具２６は、半導体ウェハ２４および表面保護テープ２１に圧力が加えられても、表面保護テープ２１の端部が斜面部に接触する状態を保持することが必要である。したがって押さえ治具２６としては、斜面部が摩擦力の大きいもの、たとえば、凹凸を有するものなどを用いることが好ましい。

また、半導体ウェハ２４への表面保護テープ２１貼付工程は、真空中で行われることが好ましい。なお本発明において真空とは、１０ｋＰａ以下の減圧雰囲気をいう。このような真空中で表面保護テープ貼付工程を行うことによって、半導体ウェハ２４と表面保護テープ２１との間に空気が入ることを防止でき、半導体ウェハ２４と表面保護テープ２１との密着性を高くすることができる。

本実施形態の表面保護テープ２１は、切込部２５が形成されるので、円板状の半導体ウェハ２４に貼付するときに、切込部２５において基材層２２を大きく変形させることができる。またこの基材層２２の変形は、粘着剤層２３と接する側よりも、粘着剤層２３と接する側と反対側のほうが大きくなる。したがって、図１に示すように、周縁部が半径方向外方に略放物線状に突出するような曲面を有する半導体ウェハ２４の表面に沿って表面保護テープ２１を変形させることができ、半導体ウェハ２４の周縁部まで表面保護テープ２１を粘着させることができる。また、切込部２５が複数形成されることによって、曲率の大きい半導体ウェハ２４にも、充分に周縁部まで表面保護テープ２１を粘着させることができる。

このように半導体ウェハ２４の周縁部まで表面保護テープ２１を粘着させることができると、半導体装置の製造方法に含まれるエッチング工程、裏面絶縁膜形成工程、裏面配線形成工程などの各工程において、表面保護テープ２１と半導体ウェハ２４との間にエッチング液などの溶液が浸透することを防止でき、半導体ウェハ２４に形成される半導体素子および半導体ウェハ２４の汚染を防止することができる。

また切込部２５が、表面保護テープ２１の周縁部付近に半導体ウェハ２４の周縁部と同心円状に形成されることによって、円板状の半導体ウェハ２４の曲面に沿うように表面保護テープ２１を粘着させることができる。

さらに、基材層２２および粘着剤層２３に用いられる材料として特に限定されることがなく、基材層２２に切込部２５を形成するだけで容易に表面保護テープを製造できる。したがって、基材層２２としてある程度の硬さを有する材料を用いることができるので、薄型化した半導体ウェハ２４の取扱性が低下しない。また粘着剤層２３として、粘着力を大きくする必要がないので、半導体ウェハ２４からの表面保護テープ２１の剥離性が低下しない。

さらに、周縁部に比べて曲率が小さい半導体ウェハ２４の中心付近に貼付される表面保護テープ２１の中心付近、すなわち基材層２２の中心付近において切込部２５が形成されないことによって、基材層２２の中心付近における変形が小さくなり、切込部２５が形成されることによる半導体ウェハ２４の取扱性の低下を防ぐことができる。

以上のように本実施形態では、切込部２５を形成するという容易な方法によって、半導体ウェハ２４に汚染部分を発生させることなく、裏面研削工程から絶縁膜形成工程および裏面配線形成工程まで一貫して使用できる表面保護テープ２１を提供することができる。

図５は、本発明の実施の第２形態である表面保護テープ３１の構成を概略的に示す平面図である。本実施形態の表面保護テープ３１は、切込部３２以外は前述の実施の第１形態の表面保護テープ２１と類似するので、その説明を省略する。

本実施形態の表面保護テープ３１は、切込部３２が貼付される円板状の半導体ウェハ２４の周縁部と同心円状に複数（本実施形態においては３つ）形成される。また切込部３２は、基材層２２の周縁部付近のみに形成され、複数の切込部３２同士の間隔が、基材層２２の周縁部に近づくほど小さくなるように形成される。さらに、基材層２２の周縁部に最も近い位置に形成される切込部３２と基材層２２の周縁部との間隔は、切込部３２同士の間隔よりも小さくなるように形成される。

このような切込部３２を有する表面保護テープ３１は、半導体ウェハ２４の曲率が大きい周縁部付近に粘着される部分において大きく変形し、また半導体ウェハ２４の曲率が小さい中心付近粘着される部分においてはあまり変形しない。したがって、特に曲率の大きい半導体ウェハ２４の周縁部についても、その曲面に合わせて表面保護テープ３１を粘着させることができる。

さらに、半導体ウェハ２４の曲率が小さい中心付近において、基材層２２中心付近に切込部３２が形成されないことによって、表面保護テープ３１中心付近における変形が小さくなり、研磨されて薄型化した半導体ウェハ２４の取扱性が向上する。

図６は、本発明の実施の第３形態である表面保護テープ４１の構成を概略的に示す平面図である。本実施形態の表面保護テープ４１は、前述の実施の第１形態の表面保護テープ２１と類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。

本実施形態の表面保護テープ４１は、基材層２２の周縁部に、半径方向に伸びる切欠部４２が、表面保護テープ４１が貼付される円板状の半導体ウェハ２４の中心に関して放射状に配置されて形成されることを特徴とする。このように形成される切込部４２は、円形状の表面保護テープ４１の半径方向に伸びるように、表面保護テープ４１の周縁部に向かって開口するＶ字型に形成されるのが好ましい。Ｖ字型に切欠かれた切欠部４２の大きさとしては、基材層２２の厚みおよび半導体ウェハ２４の曲率にもよるけれども、基材層２２の半径の３分の１までの部分であることが好ましい。また切欠部４２は、４個以上形成されることが好ましい。

このような切欠部４２を有する表面保護テープ４１は、たとえば、基材層２２に、カッターなどによる機械的手法、レーザなどによる手法によって切込部２５および切欠部４２を形成し、該切込部２５および切欠部４２が形成された基材層２２に粘着剤を塗布することによって粘着剤層２３を形成して得ることができる。なお切欠部４２は、基材層２２に粘着剤が塗布された後に形成されるものであってもよい。

表面保護テープ４１は、切込部２５が形成されるので、前述のように基材層２２を大きく変形させることができ、半導体ウェハ２４の曲面形状に沿って貼付することができる。ここで、表面保護テープ４１を半導体ウェハ２４の曲面形状に沿って貼付すると、表面保護テープ４１の外周の長さは、半導体ウェハ２４が曲率を有する分、半導体ウェハ２４の表面保護テープ４１が貼付される部分の円周の長さよりも長くなる。したがって、表面保護テープ４１の周縁部には、半導体ウェハ２４に貼付できない部分である余剰部分が発生することがある。

このような余剰部分が発生すると、表面保護テープ４１の、余剰部分と半導体ウェハ２４に貼付された部分との間に空間が形成されることがあり、この空間からエッチング液などの溶液が回り込んで半導体ウェハ２４の汚染を発生させる恐れがある。また、半導体ウェハ２４の主面側をステージに真空吸着させ、半導体ウェハの裏面を研削する裏面研削工程において、半導体ウェハ２４の固定が不安定となり、均一に裏面を研削できないという恐れがある。

本実施形態のように表面保護テープ４１に切欠部４２を形成することによって、表面保護テープ４１の外周を短くすることができ、表面保護テープ４１の周縁部の余剰部分を減少させることができる。したがって、余剰部分による空間の発生を防止し、半導体ウェハ２４の汚染をより確実に防止することができるとともに、半導体ウェハ２４の固定を安定にし、半導体ウェハ２４の裏面を均一に研削することができる。

図７は、本発明の実施の第４形態である表面保護テープ５１の構成を概略的に示す平面図である。本実施形態の表面保護テープ５１は、前述の実施の第２形態および実施の第３形態の表面保護テープ３１および４１と類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。

本実施形態の表面保護テープ５１は、切込部３２が、貼付される円板状の半導体ウェハ２４の周縁部と同心円状に複数（本実施形態においては３つ）形成される。切込部３２は、複数の切込部３２同士の間隔が、基材層２２の周縁部に近づくほど小さくなるように形成される。また、基材層２２の周縁部に最も近い位置に形成される切込部３２と基材層２２の周縁部との間隔は、切込部３２同士の間隔よりも小さくなるように形成される。さらに基材層２２の周縁部には、半径方向に伸びる切欠部４２が、表面保護テープ４１が貼付される円板状の半導体ウェハ２４の中心に関して放射状に配置されて形成される。

このような表面保護テープ５１は、半導体ウェハ２４の曲率が大きい周縁部付近に粘着する部分において大きく変形し、また半導体ウェハ２４の曲率が小さい内部においてはあまり変形しない。したがって、半導体ウェハ２４の曲率が大きくても、その曲面に合わせて表面保護テープ５１を粘着させることができる。さらに切欠部４２を有するので、表面保護テープ５１の周縁部に半導体ウェハ２４の外周の長さとの差によって生じる余剰部分をなくすことができ、半導体ウェハ２４の汚染および半導体ウェハ２４裏面の研磨むらを防止することができる。

図８は、本発明の実施の第５形態である表面保護テープ６１の表面保護テープ貼付工程における状態を示す概略断面図である。本実施形態の表面保護テープ５１は、前述の実施の第１形態の表面保護テープ２１と類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。

本実施形態の表面保護テープ６１は、基材層６２が、加熱されることによって収縮する熱収縮材料を含むことを特徴とする。このような表面保護テープ６１の基材層６２に用いられる熱収縮材料としては、たとえば、ポリオレフィンなどの有機材料などが挙げられる。このような熱収縮材料を含む基材層６２は、加熱によってその内部応力の一部を開放することができ、その応力の開放によって収縮される。

このような表面保護テープ６１は、加熱されない状態では、半導体ウェハ２４に貼付しても、図８（ａ）に示すように周縁部において半導体ウェハ２４に粘着されずに浮いた状態となる。このような表面保護テープ６１を、外力を与えることによって、図８（ｂ）に示すように半導体ウェハ２４の曲面に沿うように反らせる。この表面保護テープ６１を反らせる方法については後述する。図８（ｂ）に示すような状態の表面保護テープ６１の基材層６２は、与えられた外力と反対の方向、すなわち基材層６２の粘着剤層２３を臨む側に向かう方向と反対の方向に内部応力を有する。

図８（ｃ）に示す工程では、基材層６２を加熱して収縮させる。加熱温度および加熱時間については、熱収縮材料の種類によって適宜選択される。本実施形態の表面保護テープ６１の基材層６２は、加熱によって内部応力の一部を開放して収縮するので、表面保護テープ６１の基材層６２は、矢符６３方向である粘着剤層２３と接する側に変形する。すなわち、表面保護テープ６１の基材層６２は、半導体ウェハ２４に沿うように変形する。このことによって、表面保護テープ６１の粘着剤層２３は、半導体ウェハ２４に粘着する。

図９は、本発明の実施の第５形態である表面保護テープ６１を半導体ウェハ２４の曲面に沿うように反らせる方法を説明する概略断面図である。表面保護テープ６１を半導体ウェハ２４の曲面に沿うように反らせる方法は、図４に示す表面保護テープ２１の半導体ウェハ２４への貼付方法に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。図９（ａ）に示す工程では、図８（ａ）に示すように半導体ウェハ２４の中心軸線と、表面保護テープ６１の中心軸線とを一致させて重ね、押さえ治具２６の上に載置する。図９（ｂ）に示す工程では、押さえ治具２６上に載置された半導体ウェハ２４および表面保護テープ６１に、押さえ治具２６に臨む側と反対側から圧力を加える。このように圧力が加えられることによって、表面保護テープ６１は、前述の実施の第１形態の表面保護テープ２１と同様にして図９（ｃ）に示すように、表面保護テープ６１が半導体ウェハ２４の曲面に沿うように反らせることができる。

このようにして表面保護テープ６１を半導体ウェハ２４の曲面に沿うように反らせ、基材層６２を加熱することによって半導体ウェハ２４の曲面に表面保護テープ６１を貼付すると、図８（ｃ）に示すように半導体ウェハ２４の曲面に沿って表面保護テープ６１が変形され、半導体ウェハ２４の周縁部まで表面保護テープ６１を粘着させることができる。

図１０は、本発明の実施の第６形態である表面保護テープ７１の表面保護テープ貼付工程における状態を示す概略断面図である。本実施形態の表面保護テープ７１は、前述の実施の第５形態の表面保護テープ６１と類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。

本実施形態の表面保護テープ７１は、基材層７２が加熱されることによって収縮する熱収縮材料４を含み、基材層７２の粘着剤層２３と接する側の面と反対側の面に切込部７３を有することを特徴とする。

本実施形態の表面保護テープ７１は、基材層７２が熱収縮性材料であるとともに、切込部２５が複数（図１０においては３つ）形成されるので、図１０（ａ）に示す状態の表面保護テープ７１を加熱する際、切込部７３の存在によって、切込部７３周辺を矢符７４方向に大きく変形させることができるので、半導体ウェハ２４の周縁部の曲率が大きくても、表面保護テープ７１を半導体ウェハ２４の周縁部まで充分に貼付することができる。

なお、本発明の表面保護テープは、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。たとえば、表面保護テープに形成される切込部は、円板状の半導体ウェハ２４の周縁部と同心円状に形成される構成に限定されることなく、格子状に形成されるものなどであってもよい。また、基材層の種類、厚みなどによっては、半導体ウェハの周縁部まで貼付できるのであれば、切込部を形成することなく、放射状に形成される切欠部だけであってもよい。実施の第５および第６形態のように、基材層が熱収縮性材料で構成される表面保護テープに、さらに切欠部を形成してもよい。

また切込部は、表面保護テープを半導体ウェハに貼付する前に形成されることに限定されない。たとえば、表面保護テープを半導体ウェハに貼付した後、レーザなどによって表面保護テープの基材層に切込部を形成することもできる。

以下、半導体素子が形成される面と反対側の面である半導体ウェハの裏面を研削する裏面研削工程を含む半導体装置の製造方法において、半導体ウェハの半導体素子が形成される側の面に、本発明の表面保護テープを貼付する表面保護テープ貼付工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法について説明する。

図１１は、半導体装置の製造手順を示すフローチャートである。なお図１１に示すフローチャートは、埋込み電極が形成された後の工程、すなわち、前述の図１３における手順ｓ２の側壁絶縁膜が形成された非貫通孔内部に埋込み電極が形成される工程よりも後の工程を示す。埋込み電極が形成された後の半導体装置の製造手順は、前述の図１３における手順ｓ３〜ｓ７と同様の工程である、表面保護テープ貼付工程ａ１、裏面研削工程ａ２、絶縁膜形成工程ａ３、裏面配線形成工程ａ４およびダイシング工程ａ５を含む。

手順ａ１では、半導体ウェハの半導体素子が形成される側の面に、本発明の表面保護テープを貼付する。表面保護テープ貼付方法については、前述の図４に示す表面保護テープ貼付方法と同様であるので、説明を省略する。

手順ａ２では、半導体素子が形成される面と反対側の面である半導体ウェハの裏面を研削し、埋込み電極が外方に露出するまで半導体ウェハを後退させる。この裏面研削工程ａ２は、公知の方法を用いて実行することができ、その概要を説明する図を省略する。裏面研削工程ａ２では、生産性が高く、研削品質が安定しているという理由から、半導体ウェハの主面側をステージに真空吸着させ、裏面を砥石などで機械的に研磨する方法が用いられる。裏面研削工程ａ２では、最終的に半導体ウェハの厚さを、たとえば３００μｍ以下とする。また、裏面を機械的に研磨した後、抗折強度の向上および研磨時に生じた破砕層の除去の目的で、化学的にエッチングを行うことが好ましい。

化学的エッチングは、たとえば、フッ化水素、硝酸、硫酸、酢酸などの単独または混合液からなる酸性水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性水溶液からなる群から選択されるエッチング液に、表面保護テープが貼付された半導体ウェハを浸漬する方法などによって行われる。

手順ａ３では、半導体基板の裏面に裏面絶縁膜を形成する。絶縁膜形成工程ａ３は、公知の方法を用いて実行することができ、その概要を説明する図を省略する。絶縁膜形成工程ａ３では、半導体ウェハ裏面全面に裏面絶縁膜材料を塗布した後、埋込み電極の部分を開口するようにフォトリソグラフィーによってパターンニングを行う。その後、残存するフォトレジストを除去するアッシングを行い、ベークを行って半導体ウェハを乾燥する。

手順ａ４では、埋込み電極と外部回路との電気的接続を行うための裏面配線を、たとえば、めっき法によって形成する。めっき法による裏面配線形成工程ａ４では、スパッタによって半導体ウェハ裏面に導電性材料を用いて導電膜を形成し、導電膜上にめっきレジストを塗布し、配線パターン以外の部分にめっきレジストが残存するようにパターンニングする。次いで、めっきレジストの形成されていない部分である配線パターン部分に電界めっきなどによってめっきを施す裏面配線めっきを行う。その後、アルカリ剥離液などの剥離液を用いる剥離法などによって、めっきレジストを剥離する。

手順ａ５のダイシング工程では、半導体基板ウェハを切断し、チップを切り出す。ダイシング工程ａ５は、公知の方法を用いて実行することができ、その概要を説明する図を省略する。ダイシング工程ａ５では、半導体ウェハを固定するとともに、切断された半導体ウェハの飛散を防止するためのダイシングテープが半導体ウェハの裏面に貼付される。ダイシングテープを貼付した後、半導体ウェハの主面に貼付されている表面保護テープを剥離し、ダイシングブレード、切削水などによって半導体ウェハを切断し、チップを切り出す。

上記のような半導体装置の製造方法では、表面保護テープ貼付工程ａ１において、本発明の表面保護テープを用いることによって、周縁部が半径方向外方に略放物線状に突出するような曲面形状の半導体ウェハに対しても、その曲面に沿って表面保護テープを変形させることができ、半導体ウェハの周縁部まで表面保護テープを粘着させることができる。

裏面研削工程ａ２において、表面保護テープ貼付工程ａ１で貼付された表面保護テープは、研磨によって発生した研磨屑、エッチング液などにより生じる、半導体ウェハ主面および半導体ウェハ主面に形成される素子の汚染および破損を防止することができる。さらに、周縁部が曲率を有する半導体ウェハであっても、周縁部まで表面保護テープを粘着させることができ、表面保護テープと半導体ウェハとの間に間隙を生じさせることがないので、研磨後にエッチング液に半導体ウェハを浸漬しても、エッチング液の回り込みによる半導体ウェハの汚染を防止することができる。また本発明の表面保護テープは、基材層の材質として特に限定されることなく適宜好ましいものを使用することができるので、薄型化した半導体ウェハの取扱性を低下させることがない。

絶縁膜形成工程ａ３および裏面配線形成工程ａ４では、本発明の表面保護テープは、前述のように表面保護テープと半導体ウェハとの間に間隙を生じさせることがないので、各工程で用いられる絶縁膜塗布液、メッキ液、剥離液などの溶液の前記間隙への回り込みを防止し、半導体ウェハおよび半導体ウェハ主面に形成される素子の汚染を防止することができる。

ダイシング工程ａ５では、貼付された表面保護テープが剥離される。本発明の表面保護テープは、半導体ウェハの周縁部まで粘着させるために、粘着剤層の粘着力を大きくする必要がないので、表面保護テープの剥離時に、半導体ウェハ主面および半導体ウェハ主面に形成される素子表面への粘着剤の残渣の発生が防止されるとともに、表面保護テープの剥離を容易に行うことができる。

本発明の表面保護テープは、切込部および必要に応じて形成される切欠部を形成する方法または基材層に熱収縮材料を用いる方法という容易な方法によって製造できるにも関わらず、曲率を有する半導体ウェハの周縁部まで粘着することができる。このような表面保護テープは、半導体ウェハと表面保護テープとの間に間隙を形成しないので、半導体ウェハに汚染部分を発生させることがない。また上記のように、裏面研削工程ａ２から絶縁膜形成工程ａ３および裏面配線形成工程ａ４まで表面保護テープを剥離することなく、一貫して表面保護テープを貼付したまま各工程を行うことができるので、工程数を増加させることなく良好な半導体装置を製造することができ、このような半導体装置を搭載する電子機器の性能についても向上させることができる。

本発明の表面保護テープの実施の第１形態である表面保護テープ２１の構成を簡略化して示す断面図である。 切込部２５が形成される表面保護テープ２１の構成を簡略化して示す平面図である。 表面保護テープ２１が貼付された半導体ウェハ２４の裏面が研磨された状態を示す概略断面図である。 半導体ウェハ２４に表面保護テープ２１を貼付する表面保護テープ貼付工程における様子を示す概略断面図である。 本発明の実施の第２形態である表面保護テープ３１の構成を概略的に示す平面図である。 本発明の実施の第３形態である表面保護テープ４１の構成を概略的に示す平面図である。 本発明の実施の第４形態である表面保護テープ５１の構成を概略的に示す平面図である。 本発明の実施の第５形態である表面保護テープ６１の表面保護テープ貼付工程における状態を示す概略断面図である。 本発明の実施の第５形態である表面保護テープ６１を半導体ウェハ２４の曲面に沿うように反らせる方法を説明する概略断面図である。 本発明の実施の第６形態である表面保護テープ７１の表面保護テープ貼付工程における状態を示す概略断面図である。 半導体装置の製造手順を示すフローチャートである。 マルチチップ半導体装置１の構成の一例を簡略化して示す断面図である。 マルチチップ半導体装置１に含まれるチップ２の製造手順を示すフローチャートである。 従来の表面保護テープ１２が半導体ウェハ１１に貼付された状態を示す断面図である。 従来の表面保護テープ１２の問題点を説明する図である。

符号の説明

１１，２４ 半導体ウェハ
１２，２１，３１，４１，５１，６１，７１ 表面保護テープ
１３，２２，６２，７２ 基材層
１４，２３ 粘着剤層
２５，３２，７３ 切込部
２６ 押さえ治具
４２ 切欠部

Claims (11)

1. 半導体ウェハに貼付される表面保護テープにおいて、
   基材層と、基材層に接して設けられる粘着剤層とを含み、
   基材層は、
   粘着剤層と接する側の面と反対側の面に切込部を有することを特徴とする表面保護テープ。
2. 前記切込部は、
   貼付される円板状の半導体ウェハの周縁部と同心円状に１つ以上形成されることを特徴とする請求項１記載の表面保護テープ。
3. 前記切込部は、
   貼付される円板状の半導体ウェハの周縁部と同心円状に複数形成され、
   複数形成される切込部同士の間隔が、基材層の周縁部に近づくほど小さくなるように形成されることを特徴とする請求項１記載の表面保護テープ。
4. 前記切込部は、
   基材層の周縁部付近のみに形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の表面保護テープ。
5. 基材層には、
   周縁部に、半径方向に伸びる切欠部が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の表面保護テープ。
6. 前記切欠部は、
   貼付される円板状の半導体ウェハの中心に関して放射状に配置されて形成されることを特徴とする請求項５記載の表面保護テープ。
7. 半導体ウェハに貼付される表面保護テープにおいて、
   基材層と、基材層に接して設けられる粘着剤層とを含み、
   基材層は、
   加熱されることによって収縮する熱収縮材料を含むことを特徴とする表面保護テープ。
8. 基材層は、
   粘着剤層と接する側の面と反対側の面に切込部を有することを特徴とする請求項７記載の表面保護テープ。
9. 基材層には、
   周縁部に、半径方向に伸びる切欠部が形成されることを特徴とする請求項７または８記載の表面保護テープ。
10. 半導体素子が形成される面と反対側の面である半導体ウェハの裏面を研削する裏面研削工程を含む半導体装置の製造方法において、
    半導体ウェハの半導体素子が形成される側の面に、請求項１〜９のいずれか１つに記載の表面保護テープを貼付する表面保護テープ貼付工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
11. 前記表面保護テープ貼付工程は、
    真空中で行われることを特徴とする請求項１０記載の半導体装置の製造方法。

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