半導(dǎo)體裝置的制造方法及積層體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的實(shí)施方式提供能夠確保生產(chǎn)性且以低成本進(jìn)行半導(dǎo)體基板的薄化的半導(dǎo)體裝置的制造方法及積層體。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法，在半導(dǎo)體基板中的與應(yīng)研削的第1面為相反側(cè)的第2面形成含有樹(shù)脂的支撐體，在所述支撐體上形成導(dǎo)電膜，通過(guò)對(duì)第1面進(jìn)行研削而使半導(dǎo)體基板的厚度變薄，去除支撐體及導(dǎo)電膜。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體裝置的制造方法及積層體
[0001][相關(guān)申請(qǐng)案]
[0002]本申請(qǐng)案享有以日本專利申請(qǐng)案2015-53890號(hào)(申請(qǐng)日:2015年3月17日)為基礎(chǔ)申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)案通過(guò)參照該基礎(chǔ)申請(qǐng)案而包含基礎(chǔ)申請(qǐng)案的全部?jī)?nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種半導(dǎo)體裝置的制造方法及積層體。
【背景技術(shù)】
[0004]以前，在半導(dǎo)體裝置的制造工藝中，在前步驟(晶片工藝)中對(duì)晶片進(jìn)行處理后，在后步驟中，為了收容到封裝體而使晶片的厚度變薄(以下也稱作薄化)。薄化是在利用粘合劑將晶片臨時(shí)粘合于支撐基板上的狀態(tài)下進(jìn)行。而且，薄化后，將支撐基板從晶片剝離，然后從晶片的表面去除粘合劑。
[0005]而且，以前，作為支撐基板，使用玻璃制或硅制的支撐基板。玻璃制及硅制的支撐基板因成本較高，所以在用于一塊晶片的薄化后，會(huì)在新的晶片的薄化中再利用。
[0006]然而，以前，因需要構(gòu)筑用以再利用支撐基板的環(huán)境及工藝，所以即便再利用支撐基板也無(wú)法充分抑制成本。而且，以前，由剝落剝離或利用溶劑的清洗從晶片去除粘合劑。然而，剝落剝離中，因產(chǎn)生剝離后的粘合劑殘余，所以存在成品率變差的問(wèn)題。而且，在利用溶劑的清洗中，因溶劑的使用量多，所以存在成本高的問(wèn)題或清洗時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題
[0007]因此，尋求確保生產(chǎn)性且以低成本進(jìn)行半導(dǎo)體基板的薄化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的實(shí)施方式提供能夠確保生產(chǎn)性且以低成本進(jìn)行半導(dǎo)體基板的薄化的半導(dǎo)體裝置的制造方法及積層體。
[0009]本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法，在半導(dǎo)體基板中的與應(yīng)研削的第I面為相反側(cè)的第2面形成含有樹(shù)脂的支撐體，在該支撐體上形成導(dǎo)電膜，通過(guò)對(duì)第I面進(jìn)行研削而使半導(dǎo)體基板的厚度變薄，并去除支撐體及導(dǎo)電膜。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是表示本實(shí)施方式的積層體I的概略剖面圖。
[0011 ]圖2A?C是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體制造法的概略剖面圖。
[0012]圖3A?D是繼圖2后的半導(dǎo)體裝置的制造方法的概略剖面圖。
[0013]圖4A及B是繼圖3后的半導(dǎo)體裝置的制造方法的概略剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式并不限定本發(fā)明。
[0015]圖1是表示本實(shí)施方式的積層體I的概略剖面圖。如圖1所示，積層體I依次具備半導(dǎo)體基板11、平頭電極12(第2電極)及鈍化膜13、支撐體14、導(dǎo)電膜15、及保護(hù)膜16。
[0016]半導(dǎo)體基板11例如為硅基板。半導(dǎo)體基板11的表面IIa(圖1中的上表面)為形成著半導(dǎo)體元件等未圖示的器件的器件面(第2面)。另一方面，半導(dǎo)體基板11的背面Ilb(圖1中的下表面)為半導(dǎo)體基板11的薄化中應(yīng)被研削的被研削面(第I面)。
[0017]平頭電極12與半導(dǎo)體基板11的表面Ila相接。具體來(lái)說(shuō)，平頭電極12電連接于形成在半導(dǎo)體基板11的表面Ila的器件。而且，平頭電極12為了在將半導(dǎo)體基板11單片化后進(jìn)行三維安裝，而電連接于后述的硅通孔。平頭電極12例如也可為Cu電極。
[0018]鈍化膜13在平頭電極12間與半導(dǎo)體基板11的表面Ila相接。鈍化膜13將平頭電極12彼此絕緣。鈍化膜13例如為SiN膜。鈍化膜13還可包含S12或聚酰亞胺樹(shù)脂。
[0019]支撐體14在平頭電極12及鈍化膜13的上層，整個(gè)面地覆蓋半導(dǎo)體基板11的表面11a。支撐體14在半導(dǎo)體基板11的加工(例如薄化、硅通孔的形成、切割等)時(shí)，對(duì)半導(dǎo)體基板11進(jìn)行支撐。即，支撐體14對(duì)半導(dǎo)體基板11進(jìn)行增強(qiáng)，使得在半導(dǎo)體基板11的加工時(shí)半導(dǎo)體基板11不會(huì)產(chǎn)生裂紋等破損。
[0020]支撐體14為使硬化性樹(shù)脂硬化的樹(shù)脂層。硬化性樹(shù)脂可為熱硬化性樹(shù)脂及紫外線硬化性樹(shù)脂中的任一個(gè)。因支撐體14為樹(shù)脂層，而能夠以低成本制造支撐體14。而且，在半導(dǎo)體基板11的加工后，能夠不使成品率劣化地以低成本去除支撐體14。而且，能夠簡(jiǎn)化半導(dǎo)體基板11的切割。
[0021]另外，如圖1所示，半導(dǎo)體基板11的端部的表面Ila也可利用階差而凹陷。而且，如圖1所示，支撐體14的端部141也可與凹陷的表面Ila接觸。即，支撐體14的端部141也可以覆蓋半導(dǎo)體基板11的側(cè)面11C及表面Ila的方式向半導(dǎo)體基板11側(cè)突出。通過(guò)支撐體14的端部141覆蓋半導(dǎo)體基板11的側(cè)面11c，而能夠在半導(dǎo)體基板11的薄化時(shí)抑制在半導(dǎo)體基板11的端部產(chǎn)生毛邊。
[0022]導(dǎo)電膜15整個(gè)面地覆蓋支撐體14的表面。導(dǎo)電膜15能夠在對(duì)半導(dǎo)體基板11進(jìn)行加工時(shí)，用于對(duì)半導(dǎo)體基板11進(jìn)行靜電夾持。導(dǎo)電膜15也可為金屬薄膜。
[0023]保護(hù)膜16整個(gè)面地覆蓋導(dǎo)電膜15的表面。保護(hù)層16對(duì)支撐體14的表面進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)膜16例如也可為樹(shù)脂膜。
[0024]根據(jù)本實(shí)施方式的積層體I，因支撐體14含有樹(shù)脂，而能夠以比玻璃制或硅制的支撐基板低的成本支撐半導(dǎo)體基板U。而且，因能夠?qū)⒅误w14直接設(shè)置在半導(dǎo)體基板11上，所以不會(huì)產(chǎn)生在利用粘合劑將半導(dǎo)體基板粘合于支撐基板時(shí)所產(chǎn)生的粘合殘余。而且，能夠省略利用粘合劑將半導(dǎo)體基板粘合于支撐基板時(shí)所需的粘合劑的剝離步驟。
[0025]因此，根據(jù)本實(shí)施方式的積層體I，能夠確保生產(chǎn)性(成品率、制造效率)且以低成本進(jìn)行半導(dǎo)體基板11的薄化。
[0026]接下來(lái)，對(duì)具備圖1的積層體I的制造步驟的本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖2A?圖2C是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體制造法的概略剖面圖。具體來(lái)說(shuō)，圖2A是表示支撐體14的形成步驟的圖。圖2B是表示導(dǎo)電膜15及保護(hù)膜16的形成步驟的圖。圖2C是表示半導(dǎo)體基板11的薄化步驟的圖。
[0027]另外，初始狀態(tài)下，在半導(dǎo)體基板11的表面Ila形成著平頭電極12及鈍化膜13。而且，首先，如圖2A所示，在半導(dǎo)體基板11的表面Ila上涂布硬化性樹(shù)脂140。硬化性樹(shù)脂140也能夠稱作粘合劑。硬化性樹(shù)脂140例如為熱硬化性樹(shù)脂或紫外線硬化性樹(shù)脂。
[0028]硬化性樹(shù)脂140也可利用旋轉(zhuǎn)涂布、螺旋式涂布或印刷等來(lái)涂布。從增強(qiáng)半導(dǎo)體基板11以使其能夠經(jīng)受得住加工或搬送的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，硬化性樹(shù)脂140的厚度也可為50μπι以上。
[0029]而且，在涂布硬化性樹(shù)脂140后，通過(guò)使硬化性樹(shù)脂140硬化而獲得支撐體14。在硬化性樹(shù)脂140為熱硬化性樹(shù)脂的情況下，利用加熱使硬化性樹(shù)脂140硬化即可。在硬化性樹(shù)月旨140為紫外線硬化性樹(shù)脂的情況下，利用紫外線的照射使硬化性樹(shù)脂140硬化即可。
[0030]接下來(lái)，如圖2Β所示，在支撐體14的表面形成導(dǎo)電膜15，然后，在導(dǎo)電膜15的表面形成保護(hù)膜16。由此，獲得圖1的積層體I。
[0031]接下來(lái)，如圖2C所示，將半導(dǎo)體基板11薄化。在薄化時(shí)，經(jīng)由導(dǎo)電膜15將積層體I靜電夾持于未圖示的研磨裝置。然后，利用研磨裝置的研磨部(研磨石)對(duì)半導(dǎo)體基板11的背面Ilb進(jìn)行研削。另外，如圖2C所示，半導(dǎo)體基板11的背面Ilb也可研磨到與支撐體14的端部141的表面141a相同高度的位置。
[0032]在薄化時(shí)，朝向厚度方向Dl的研磨壓力對(duì)半導(dǎo)體基板11發(fā)揮作用。本實(shí)施方式中，半導(dǎo)體基板11由支撐體14加強(qiáng)，因而能夠抑制研磨壓力所引起的半導(dǎo)體基板11的破損。而且，通過(guò)支撐體14的端部141覆蓋半導(dǎo)體基板11的側(cè)面11c，而能夠抑制在半導(dǎo)體基板11的端部產(chǎn)生毛邊。
[0033]圖3A?圖3D是繼圖2后的半導(dǎo)體裝置的制造方法的概略剖面圖。具體來(lái)說(shuō)，圖3A是表示硅通孔(TSV)17等的形成步驟的圖。圖3B是表示切割步驟的圖。圖3C是表示支撐帶的貼附步驟的圖。圖3D是表示支撐體14的去除步驟的圖。
[0034]薄化步驟(圖2C)后，如圖3A所示，形成在厚度方向Dl上貫通半導(dǎo)體基板11的硅通孔17。在硅通孔17的形成中，首先，形成在厚度方向Dl上貫通半導(dǎo)體基板11的通孔111(貫通孔)。通孔111形成于與平頭電極12對(duì)應(yīng)的位置。通孔111例如也可由反應(yīng)性離子蝕刻(RIE，Reactive 1n Etching)而形成。
[0035]接下來(lái)，在通孔111的內(nèi)周壁形成勢(shì)皇金屬18。勢(shì)皇金屬18例如可為T(mén)i等。而且，勢(shì)皇金屬18例如可由干式蝕刻形成。
[0036]接下來(lái)，形成填埋通孔111的硅通孔17。硅通孔17在下端部與平頭電極12接觸。硅通孔17例如也可為Ni等。而且，硅通孔17例如可由電解鍍敷或非電解鍍敷等鍍敷工藝而形成。
[0037]接下來(lái)，雖未圖示，但在半導(dǎo)體基板11的背面Ilb上形成配線電極。而且，在半導(dǎo)體基板11的背面Ilb上形成焊料凸塊19。焊料凸塊19用于經(jīng)單片化的半導(dǎo)體基板11(芯片)的三維安裝。具體來(lái)說(shuō)，焊料凸塊19與上層的芯片的電極(硅通孔等)電氣連接。焊料凸塊19例如也可為Sn等。而且，在半導(dǎo)體基板11的背面Ilb上形成粘合劑101。粘合劑101是為了能夠在芯片的三維安裝時(shí)提高與上層的芯片的接合力而使用。粘合劑101例如也可為感光性的聚酰亞胺樹(shù)脂等。
[0038]接下來(lái)，如圖3B所示，將半導(dǎo)體基板11切割。切割時(shí)，為了將半導(dǎo)體基板11以芯片為單位而單片化(分割)，利用切割刀2將半導(dǎo)體基板11沿厚度方向Dl切斷。切割時(shí)，厚度方向Dl的剪切應(yīng)力對(duì)半導(dǎo)體基板11發(fā)揮作用。本實(shí)施方式中，因半導(dǎo)體基板11由支撐體14增強(qiáng)，所以能夠抑制由切割的剪切應(yīng)力引起的半導(dǎo)體基板11的破損。
[0039]如果將半導(dǎo)體基板11貼附在柔軟的切割帶進(jìn)行切割，則容易產(chǎn)生粘附于切割帶的器件的缺損(碎片)。
[0040]與此相對(duì)，本實(shí)施方式中，通過(guò)一邊利用支撐體14增強(qiáng)半導(dǎo)體基板11一邊進(jìn)行切害J，而能夠抑制碎片。
[0041]接下來(lái)，如圖3C所示，在半導(dǎo)體基板11的背面Ilb貼附支撐帶102。支撐帶102能夠用于在去除支撐體14時(shí)，保護(hù)形成于背面Ilb的電極。支撐帶102理想的是填埋形成于半導(dǎo)體基板11的背面11b的電極的材質(zhì)。
[0042]接下來(lái)，如圖3D所示，通過(guò)將支撐體14、導(dǎo)電膜15及保護(hù)膜16去除而使平頭電極12露出。支撐體14的去除也可由機(jī)械研磨或使用了溶劑的蝕刻來(lái)進(jìn)行。通過(guò)去除支撐體14，能夠?qū)雽?dǎo)體基板11單片化為芯片尺寸。
[0043]如果使用玻璃制或硅制的支撐基板，則要耗費(fèi)用以構(gòu)筑再利用支撐基板的環(huán)境及工藝的成本。而且，在從支撐基板剝離半導(dǎo)體基板后，要耗費(fèi)將粘附在半導(dǎo)體基板的粘合劑去除的功夫。而且，在利用剝落剝離去除粘合劑時(shí)，因粘合劑殘余的發(fā)生而成品率變差。而且，在通過(guò)利用溶劑的清洗去除粘合劑時(shí)，因溶劑的使用量增多，所以要耗費(fèi)成本且清洗時(shí)間延長(zhǎng)。
[0044]與此相對(duì)，本實(shí)施方式中，因能夠由廉價(jià)的硬化性樹(shù)脂制造支撐體14，所以能夠削減材料成本。而且，本實(shí)施方式中，因除支撐體14外不需要去除粘合劑，所以能夠削減制造步驟數(shù)及成本。
[0045]圖4A、圖4B是繼圖3后的半導(dǎo)體裝置的制造方法的概略剖面圖。具體來(lái)說(shuō)，圖4A是表示帶的重新覆蓋步驟的圖。圖4B是表示單片化的半導(dǎo)體基板11的拾取步驟的圖。
[0046]在支撐體14的去除步驟(圖3D)后，如圖4A所示，將支撐帶102重新覆蓋于拾取帶103。
[0047]接下來(lái)，如圖4B所示，從拾取帶103拾取經(jīng)單片化半導(dǎo)體基板U。拾取例如也可由真空夾頭來(lái)進(jìn)行。然后，將拾取的半導(dǎo)體基板11與其他半導(dǎo)體基板11 一起經(jīng)由硅通孔17而進(jìn)行三維安裝。
[0048]另外，在形成支撐體14后，也可將支撐體14的表面平坦化。平坦化也可由CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學(xué)機(jī)械研磨)來(lái)進(jìn)行。通過(guò)將支撐體14的表面平坦化，而在薄化步驟時(shí)，研磨裝置中能夠?qū)雽?dǎo)體基板11的背面Ilb(被研削面)保持為水平。因能夠?qū)雽?dǎo)體基板11的背面Ilb保持為水平，而能夠提高薄化后的半導(dǎo)體基板11的厚度的均勻性。半導(dǎo)體基板11的厚度的均勻性提高，由此能夠提高通孔111的加工精度，能夠適當(dāng)?shù)匦纬赏尥?7。由此，能夠進(jìn)一步提高成品率。
[0049]本實(shí)施方式例如也能夠應(yīng)用于制造NAND閃存。而且，本實(shí)施方式能夠廣泛應(yīng)用于包含薄化步驟的半導(dǎo)體制造工藝，例如也能夠應(yīng)用于未形成硅通孔的工藝。
[0050]如以上說(shuō)明，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)使用含有樹(shù)脂的支撐體14，能夠確保生產(chǎn)性且以低成本進(jìn)行半導(dǎo)體基板的薄化。
[0051]已對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但這些實(shí)施方式是作為示例而提示，并不意圖限定發(fā)明的范圍。這些實(shí)施方式能夠以其他各種形態(tài)來(lái)實(shí)施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式或其變形與包含于發(fā)明的范圍或主旨同樣地，也包含于權(quán)利要求所記載的發(fā)明極其均等的范圍內(nèi)。
[0052][符號(hào)的說(shuō)明]
[0053]11半導(dǎo)體基板
[0054] 14支撐體
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包括: 在半導(dǎo)體基板中的與應(yīng)研削的第I面為相反側(cè)的第2面形成支撐體； 在所述支撐體上形成導(dǎo)電膜； 通過(guò)對(duì)所述第I面進(jìn)行研削而使所述半導(dǎo)體基板的厚度變薄;及 去除所述支撐體及所述導(dǎo)電膜， 所述支撐體含有樹(shù)脂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于: 所述支撐體的形成包括: 在所述第2面涂布硬化性樹(shù)脂;及 使所述硬化性樹(shù)脂硬化。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于: 所述支撐體的形成包括: 在使所述硬化性樹(shù)脂硬化后，使所述硬化性樹(shù)脂的表面平坦化。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包括: 在使所述半導(dǎo)體基板的厚度變薄后，將所述半導(dǎo)體基板沿厚度方向切斷。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包括: 在使所述半導(dǎo)體基板的厚度變薄與將所述半導(dǎo)體基板沿所述厚度方向切斷之間， 形成在所述厚度方向上貫通所述半導(dǎo)體基板的貫通孔， 形成填埋所述貫通孔的第I電極。6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包括: 在形成所述支撐體前，在所述第2面形成連接于所述第I電極的第2電極， 在將所述半導(dǎo)體基板沿所述厚度方向切斷后，通過(guò)去除所述支撐體而使所述第2電極露出。7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于: 由所述支撐體覆蓋所述半導(dǎo)體基板的側(cè)面。8.一種積層體，其特征在于包括: 半導(dǎo)體基板； 支撐體，其配置于所述半導(dǎo)體基板中的與應(yīng)研削的第I面為相反側(cè)的第2面;及 導(dǎo)電膜，其設(shè)置于所述支撐體上； 所述支撐體含有樹(shù)脂。
【文檔編號(hào)】H01L21/304GK105990125SQ201510977715
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日
【發(fā)明人】高野英治
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社東芝