半導(dǎo)體器件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用將支承基板與半導(dǎo)體晶片相粘接的方法的半導(dǎo)體器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，半導(dǎo)體器件的小型化、高密度化正急速發(fā)展。與此同時，要求器件所使用的半導(dǎo)體元件薄膜化，從而需要使半導(dǎo)體晶片的厚度在100 μ m以下。在將半導(dǎo)體晶片的厚度研磨至100 μπι以下、利用100 μπι以下的半導(dǎo)體晶片來形成器件的情況下，半導(dǎo)體晶片的強(qiáng)度不足，從而會產(chǎn)生翹曲，因此，無法利用半導(dǎo)體晶片單體進(jìn)行研磨、或器件形成。因此，為了增強(qiáng)半導(dǎo)體晶片的強(qiáng)度并防止產(chǎn)生翹曲，開發(fā)出了將支承基板與半導(dǎo)體晶片相貼合，來進(jìn)行研磨、器件形成的技術(shù)。
[0003]作為將支承基板與半導(dǎo)體晶片相貼和的技術(shù)，例如具有如下技術(shù):使用聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂等有機(jī)類粘接劑、低熔點(diǎn)石蠟將半導(dǎo)體晶片與支承基板相粘接(專利文獻(xiàn)1、2)。該技術(shù)中，半導(dǎo)體晶片通過有機(jī)類粘接劑、低熔點(diǎn)石蠟固定于支承基板，通過研磨、器件形成來進(jìn)行薄膜化。在研磨后、或器件形成后，通過光照射使有機(jī)類粘接劑分解，或通過施加熱使石蠟熔接，從而將半導(dǎo)體晶片從支承基板剝離。
[0004]作為將支承基板與半導(dǎo)體晶片相貼合的技術(shù)，例舉出如下技術(shù):S卩、除了上述有機(jī)類粘接劑、低熔點(diǎn)石蠟以外，利用保護(hù)膠帶將半導(dǎo)體晶片固定于支承基板(專利文獻(xiàn)3)。
[0005]圖8作為現(xiàn)有技術(shù)的一個示例，是包含利用有機(jī)類粘接劑將支承基板與半導(dǎo)體晶片相接合的工序的半導(dǎo)體器件的制造方法的工藝流程圖。工藝流程如下:準(zhǔn)備半導(dǎo)體晶片、形成半導(dǎo)體晶片的正面結(jié)構(gòu)、將半導(dǎo)體晶片的正面與支承基板相接合、使半導(dǎo)體晶片薄型化、形成背面結(jié)構(gòu)、剝離支承基板、切割。半導(dǎo)體晶片一般厚度為600 μπι?700 μπι。形成正面結(jié)構(gòu)使，向正面注入離子，在約1000°C下進(jìn)行長時間的擴(kuò)散，形成柵極結(jié)構(gòu)及正面電極。在接合支承基板時，通過利用有機(jī)類粘接劑將半導(dǎo)體晶片與相同形狀的支承基板相貼合。在使半導(dǎo)體晶片薄型化時，在接合支承基板后對半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行研磨、蝕刻。薄型化后的半導(dǎo)體晶片的厚度約為100 μπι。在形成背面結(jié)構(gòu)時，向背面注入離子，利用熱處理激活雜質(zhì)，形成背面電極。在剝離支承基板時，對接合半導(dǎo)體晶片和支承基板的有機(jī)類粘接劑進(jìn)行加熱，對有機(jī)類粘接劑照射紫外線以使其分解。在進(jìn)行切割時，利用切割機(jī)對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行切割，并切割出通過之前的工序形成于半導(dǎo)體晶片的集成電路等，從而制出芯片。
[0006]作為將支承基板與半導(dǎo)體晶片相貼合的技術(shù)，可舉出使用耐熱性粘接劑，將半導(dǎo)體晶片固定于支承基板的技術(shù)(專利文獻(xiàn)4)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2004 - 64040號公報專利文獻(xiàn)2:日本專利特開平6-29385號公報
專利文獻(xiàn)3:日本專利特開2004 - 140101號公報專利文獻(xiàn)4:日本專利特開2009 - 295695號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0008]用作有機(jī)類粘接劑的聚酰亞胺的耐熱溫度為400°C以下，環(huán)氧樹脂的耐熱溫度為200°C左右。低熔點(diǎn)石蠟的耐熱溫度為100°C以下。因而，在需要經(jīng)過包含1000°C左右的擴(kuò)散溫度的高溫工藝在內(nèi)的工序來制作半導(dǎo)體器件的情況下，上述有機(jī)類粘接劑、低熔點(diǎn)石蠟無法在上述高溫工藝中保持半導(dǎo)體晶片與支承基板相粘接的狀態(tài)，因此無法使用。
[0009]另一方面，對于保護(hù)膠帶，與粘接劑同樣具有耐熱性的問題，不適合用于上述那樣的包含高溫工藝的半導(dǎo)體器件的制作。此外，在使用保護(hù)膠帶的情況下，在剝離保護(hù)膠帶時，可能會由于其粘接力而使半導(dǎo)體晶片產(chǎn)生割裂、缺口。
也對耐熱性粘接劑進(jìn)行了研宄，然而，為了剝離粘接劑，在專利文獻(xiàn)4所記載的方法中，需要以超過器件加工中所附加的溫度的溫度來進(jìn)行熱處理。然而，對于以規(guī)定溫度完成了擴(kuò)散工藝的半導(dǎo)體基板，若進(jìn)行擴(kuò)散工藝的溫度以上的熱處理，則雜質(zhì)的濃度分布會發(fā)生改變，因此無法進(jìn)行擴(kuò)散工藝的溫度以上的熱處理。
[0010]本發(fā)明是鑒于以上所說明的點(diǎn)而完成的，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，即使在高溫工藝中，也能維持半導(dǎo)體晶片與支承基板相粘接的狀態(tài)。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)手段
[0011]為了解決上述問題，本發(fā)明人對能應(yīng)用于高溫工藝的半導(dǎo)體器件的制造方法進(jìn)行了深入研宄。研宄后發(fā)現(xiàn)，若利用陶瓷粘接劑將半導(dǎo)體晶片與支承基板相粘接，則能應(yīng)用于高溫工藝。此外，還發(fā)現(xiàn)通過剝離所粘接的陶瓷粘接劑，能經(jīng)過包含高溫工藝的工序來制造半導(dǎo)體器件。本發(fā)明人基于上述發(fā)現(xiàn)而想到了本發(fā)明。
[0012]S卩，本發(fā)明是半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下工序:背面接合工序，在該背面接合工序中，將支承基板隔著陶瓷粘接劑層以及掩模與半導(dǎo)體晶片的背面相接合，以形成接合體；功能結(jié)構(gòu)形成工序，在該功能結(jié)構(gòu)形成工序中，在所述半導(dǎo)體晶片的正面形成功能結(jié)構(gòu)；剝離工序，在該剝離工序中，去除所述陶瓷粘接劑層及所述掩模，將所述支承基板從所述半導(dǎo)體晶片剝離；以及背面處理工序，在該背面處理工序中，對所述半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行背面處理。
發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，能提供一種能應(yīng)用于1000°C左右的高溫工藝的半導(dǎo)體器件的制造方法。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的一個示例的工藝流程圖。
圖2是表示背面接合工序的剖視圖。
圖3是掩模的立體圖。
圖4是表示功能結(jié)構(gòu)形成工序及剝離工序的剖視圖。
圖5是表示功能結(jié)構(gòu)形成工序后的半導(dǎo)體晶片的正面的俯視圖。
圖6是表示正面接合工序的剖視圖。 圖7是表示背面處理工序、以及正面?zhèn)鹊闹С谢鍎冸x工序的剖視圖。
圖8是包含利用有機(jī)類粘接劑將支承基板與半導(dǎo)體晶片相接合的工序的半導(dǎo)體器件的制造方法的工藝流程圖。
圖9是表示半導(dǎo)體晶片的背面與環(huán)狀支承基板相接合的工序的剖視圖。
【具體實施方式】
[0015]以下，對于本發(fā)明的實施方式，對其中一個實施方式進(jìn)行說明。其中，本發(fā)明并不限定于以下說明的實施方式。
[0016]本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法至少包括:背面接合工序、功能結(jié)構(gòu)形成工序、剝離工序、背面處理工序。
背面接合工序是支承基板經(jīng)由陶瓷粘接劑層以及掩模與半導(dǎo)體晶片的背面相接合以形成接合體的工序。以不會因形成功能結(jié)構(gòu)時的高溫加熱等而使半導(dǎo)體晶片產(chǎn)生變形、翹曲的方式對支承基板進(jìn)行接合。即使在形成功能結(jié)構(gòu)的過程中，為了充分確保半導(dǎo)體晶片和支承基板之間的粘接性，使用陶瓷粘接劑。陶瓷粘接劑可以涂布于半導(dǎo)體晶片及支承基板的某一方，也能在半導(dǎo)體晶片和支承基板都涂布陶瓷粘接劑。該工序中，通過利用掩模能容易地將陶瓷粘接劑涂布到半導(dǎo)體晶片、支承基板，且能防止所涂布的陶瓷粘接劑從陶瓷粘接劑層的側(cè)面溢出。此外，利用掩模能使陶瓷粘接劑層的厚度均勻，使得不會在功能結(jié)構(gòu)形成工序中的光學(xué)處理中產(chǎn)生焦點(diǎn)偏差。只要能獲得上述效果，對于掩模的形狀并沒有特別限定，但優(yōu)選為包圍涂布有粘接劑的區(qū)域的框形。例如，如圖3所示，作為形狀舉出覆蓋半導(dǎo)體晶片背面的外周部分的環(huán)狀的掩模等。所述框狀或環(huán)狀的掩模的截面形狀可以是圓形或四邊形。關(guān)于形狀，將在后面闡述。作為掩模的原材料，只要是具有能應(yīng)用于800°C到1200°C的高溫工藝中的耐熱性的原材料即可，例如可舉出鎢、鉬。鎢、鉬不易氧化，具有優(yōu)異的耐熱性，因此較為優(yōu)選?？梢允鞘ⅰ⒀趸X等陶瓷，也可以是在所述陶瓷等的表面形成鎢、鉬而得到的材料。陶瓷粘接劑通過掩模的原材料也與掩模相粘接。在框狀或環(huán)狀的掩模的情況下，與支承基板或晶片相接的面也可以具有槽。該槽優(yōu)選為以從內(nèi)側(cè)向外側(cè)貫通框或環(huán)的方式形成。也可以設(shè)為從內(nèi)側(cè)向外側(cè)貫通框或環(huán)的內(nèi)部。利用上述槽或貫通孔，從而易于排出陶瓷粘接劑的水分。在剝離支承基板時，溫水易于浸入粘接劑，可良好地進(jìn)行剝離。掩模也可以是被分割的狀態(tài)。
[0017]此處，在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法所涉及的制造工序中，在投入到工序中的半導(dǎo)體晶片的厚度比設(shè)計上的加工厚度要厚的情況下，能在背面接合工序后設(shè)置用于減小半導(dǎo)體晶片的厚度的薄型化工序。薄型化工序中，對半導(dǎo)體晶片的