CN1747154B - 晶片支持板、薄膜晶片的保持方法和半导体器件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
晶片支持板由紫外线可透过的玻璃或树脂形成为大致圆板状，其外径比要支持的半导体晶片的外径大。在晶片支持板上，与在半导体晶片上形成的多个贯通孔相对应地形成有多个开口。这些开口的开口面积比贯通孔的开口面积更宽广，即，开口直径更大。
Description
相关申请的交叉参考
本申请基于并要求以下申请的优先权：2004年9月10日提交的日本专利申请No.2004-264730和2004年9月17日提交的日本专利申请No.2004-272518，其全部内容以引用方式包含于此。
技术领域
本发明涉及在半导体晶片上设置贯通孔并把元件面的电极引出到背面的制造工序中使用的晶片支持板、薄膜晶片的保持方法和半导体器件的制造方法。
背景技术
以往人们已经知道为了实现半导体器件的小型化，把多个半导体芯片配置到衬底上构成的多芯片型的半导体器件。此外人们还知道以贯通半导体芯片的方式设置贯通孔，通过电镀把导电体被覆在贯通孔内构成把半导体芯片的表背电连接起来的连接插塞，借助于该连接插塞与其他的半导体器件电连接而叠层配置半导体芯片的半导体器件(例如，参看特开平10-223833号公报)。
在加工具有上边所说的贯通孔的半导体晶片来制造半导体器件时，人们一直在考虑在用晶片支持板把半导体晶片支持起来的状态下进行加工。
作为使用这样的晶片支持板的以往的半导体器件的制造工序，人们已经知道出于把半导体晶片背面研削为极薄(100微米或以下)的目的，使用晶片支持板支持半导体晶片来进行半导体晶片的加工的方法。就是说，该方法是，在背面研削半导体晶片时，用若向板状地形成的玻璃制的晶片支持板与半导体晶片间照射紫外线则粘接力降低的粘接剂进行固定。然后，在背面研削后分离半导体晶片和晶片支持板时，通过晶片支持板照射紫外线以进行分离。
如果用上述晶片支持板进行具有贯通孔的半导体晶片的加工，由于形成贯通电极的贯通孔的单侧已经被晶片支持板及其粘接剂堵塞起来，故存在着在要对贯通孔部分实施电镀(镀覆)时电镀液就不能在贯通孔内循环，不能形成均匀的电镀的问题。
此外，作为现有技术，还有出于把半导体晶片背面研削为极薄(100微米或以下)的目的，而使用晶片支持板的另外一个方法。该方法，是一种通过使用粘接剂把半导体晶片粘贴到设置有多个小直径(例如，0.5mmφ左右)的孔的晶片支持板上，在背面研削后使熔化粘接剂的溶液从多个孔浸透，使粘接力降低，从而分离半导体晶片和晶片支持板的方法。
如果使用上述晶片支持板进行具有贯通孔的半导体晶片的加工，在半导体晶片的贯通孔被晶片支持板的没有孔的区域堵塞的情况下，由于贯通孔的单侧已被堵塞起来，故与上边所说的情况一样，存在着电镀液不能充分地在贯通孔内进行循环，不能形成均匀的电镀的问题。此外，例如，即便是在半导体晶片的贯通孔与晶片支持板的孔一致的情况下，仍然存在着熔化粘接剂的溶液通过贯通孔流出，不能充分地到达粘接剂那里，难于使粘接力降低的问题。
此外，作为进行薄膜化(例如，厚度100微米或以下)后的半导体晶片(以下，叫做薄膜晶片)的搬运·加工等的方法，人们已经知道通过把由树脂或纤维构成的薄片或玻璃基板等的保持构件粘接到薄膜晶片的背面或表面，而防止断裂的方法。例如，通过增强性薄片把切片用粘接薄片粘贴到薄膜晶片的背面，通过该切片用粘接薄片把薄膜晶片固定到环形框架上的方法(例如，参看特开2003-332267号公报)。
但是，在用于进行芯片的3维装配的工艺(加工处理)中，不仅薄膜晶片的一方的面一侧，对于两方的面都需要布线的形成、把表面和背面结线起来的布线等的加工工艺。在要进行这样的两面的加工工艺时，存在于薄膜晶片的背面或表面的保持构件就会使工艺复杂化，此外，还会增加工序数。此外，如果每当对薄膜晶片的表面和背面的每一方进行加工工艺时都进行保持构件的换贴工序，则就会招致价格的上升，此外，薄膜晶片破损的可能性会提高，成品率降低。
发明内容
本发明的一个形态的晶片支持板，是一种用来支持设置有贯通两面的贯通孔并通过上述贯通孔的部分把形成元件的表面的电极引出到相反侧的背面的半导体晶片的晶片支持板，在至少包括一个或一个以上的上述贯通孔的范围内，设置有贯通两面并且开口面积比上述半导体晶片的贯通孔更宽广的开口部。
此外，本发明的一个形态的另一晶片支持板，是一种用来支持设置有贯通两面的贯通孔并通过上述贯通孔的部分把形成元件的表面的电极引出到相反侧的背面的半导体晶片的晶片支持板，在支持上述半导体晶片的一侧的面的至少包括一个或一个以上的上述贯通孔的范围内，设置有开口面积比上述半导体晶片的贯通孔更宽广的凹部。
本发明的一个形态的薄膜晶片的保持方法，是一种以沿着上述薄膜晶片的外周设置的粘接层介于中间而将保持构件和薄膜晶片粘接从而把上述薄膜晶片固定到上述保持构件上的薄膜晶片的保持方法，上述保持构件以及上述粘接层的至少一方，具有连通到上述薄膜晶片与上述保持构件之间的空间的开口。
附图说明
图1示出了本发明的实施方式1的晶片支持板的构成。
图2扩大示出了图1的晶片支持板的主要部分剖面构成。
图3示出了本发明的实施方式2的晶片支持板的构成。
图4扩大示出了图3的晶片支持板的主要部分剖面构成。
图5示出了本发明的半导体器件的制造方法的一个实施方式的构成。
图6示出了本发明的半导体器件的制造方法的另一个实施方式的构成。
图7示出了本发明的半导体器件的制造方法的另一个实施方式的构成。
图8示出了本发明的半导体器件的制造方法的另一个实施方式的构成。
图9示出了本发明的半导体器件的制造方法的另一个实施方式的构成。
图10示出了本发明的半导体器件的制造方法的另一个实施方式的构成。
图11示出了本发明的半导体器件的制造方法的另一个实施方式的构成。
图12示出了本发明的半导体器件的制造方法的另一个实施方式的构成。
图13(a)～(e)是实施方式3的薄膜晶片保持工序的示意图。
图14是实施方式3的固定有薄膜晶片的保持构件的示意性的平面图。
图15是实施方式3的固定有薄膜晶片的状态下的保持构件的示意性的平面图。
图16是实施方式3的保持构件的粘接层侧的端部附近的扩大图。
图17(a)和(b)是把实施方式3的固定有薄膜晶片的保持构件固定到载置台上的状态的示意图。
图18(a)～(e)是实施方式3的正在对固定有在保持构件上的薄膜晶片施行处理的状态的示意图。
图19是实施方式3的薄膜晶片的示意性的垂直剖面图。
图20(a)和(b)是实施方式4的固定有薄膜晶片的状态下的保持构件的示意性的垂直剖面图和平面图。
图21(a)和(b)是实施方式5的固定有薄膜晶片的状态下的保持构件的示意性的垂直剖面图和平面图。
图22(a)和(b)是实施方式5的固定有薄膜晶片的状态下的保持构件的示意性的垂直剖面图和平面图。
图23(a)和(b)是实施方式6的固定有薄膜晶片的状态下的保持构件的示意性的垂直剖面图和平面图。
图24(a)～(d)是实施方式7的薄膜晶片保持工序的示意图。
图25(a)～(d)是实施方式8的薄膜晶片保持工序的示意图。
图26(a)是示出了把电镀层埋入到以往的薄膜晶片的贯通孔内的状态的示意图，(b)是示出了把电镀层埋入到以往的薄膜晶片的贯通孔内、然后从晶片上剥离保持构件时的状态的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1、图2示意性地示出了本发明的实施方式1的晶片支持板的构成。如图1所示，晶片支持板1，由紫外线可透过的玻璃或树脂形成为大体圆板形状，其外径比要进行支持的半导体晶片10的外径更大。
如图2所示，在晶片支持板1上，与在半导体晶片10上形成的多个贯通孔相对应地形成有多个开口2。这些开口2，如图中左侧所示，既可以与1个贯通孔11相对应地形成1个开口2，也可以如图中的右侧所示，与多个贯通孔11相对应地形成1个开口2a。与1个贯通孔11对应的开口2，其开口面积比贯通孔11的开口面积更宽广，就是说，把开口直径设定得大。
此外，在晶片支持板1上形成有多个(在本实施方式中为2个)位置对准用的标记3。通过使这些位置对准用标记3与在半导体晶片10上形成的位置对准用标记12对准，就可以把半导体晶片10粘贴到晶片支持板1上的规定的位置。采用在晶片支持板1上设置位置对准用的标记3的办法，就可以提高半导体晶片10的粘贴精度，就可以进行微细加工。此外，在进行设置在晶片支持板1上的开口2等的加工时，如果也同时形成位置对准用的标记3，则还可以提高开口2与位置对准用的标记3的位置精度。
另外，在图2中，4表示用来把半导体晶片10粘贴到晶片支持板1 上的粘接剂。该粘接剂4，通过照射紫外线可以减少粘接力，使半导体晶片10从晶片支持板1上剥离。
上述晶片支持板1，可以用于进行在半导体晶片10上形成贯通孔11的激光加工的情况，或在贯通孔11内进行电镀加工的情况等。图5示出了使用上述晶片支持板1的半导体器件的制造方法的一个实施方式。在图5中，50表示构成半导体晶片10的硅，51表示层间绝缘膜或保护膜，52表示元件形成面侧(表面侧)的电极。
在图5(A)所示的工序中，利用粘接剂4把晶片支持板1粘贴到半导体晶片10的背面侧。这时，通过使在晶片支持板1上形成的位置对准用的标记3与在半导体晶片10上形成的位置对准用的标记12对准，把半导体晶片10粘贴到晶片支持板1上的规定的位置。
在图5(B)所示的工序中，通过激光加工等，在半导体晶片10的规定位置形成贯通孔11。形成该贯通孔11的工序，以往是采用把半导体晶片10粘贴到切片胶带(dicing tape)上的办法进行。与使用切片胶带的情况比较，在本实施方式中，具有可以防止切片胶带的激光加工碎屑向贯通孔11附着，以及可以进行从半导体晶片10的两面的激光加工的效果。图5示出了在晶片支持板1上与多个贯通孔11相对地形成了1个开口2a的情况。
图5(C)示出了利用绝缘性树脂(聚酰亚胺树脂等)填埋贯通孔11的工序，图5(D)示出了研磨表面侧的绝缘性树脂53的工序。在这些工序中，可以在用晶片支持板1支持半导体晶片10的状态下进行加工。
在上述工序后，在半导体晶片10的背面侧，用旋转涂敷等涂敷绝缘性树脂(聚酰亚胺树脂等)53，然后，如图6(A)所示，以在贯通孔11内侧面上残留绝缘性树脂53的方式在绝缘性树脂53的中央部分形成贯通孔11a。在该工序中，也可以在用晶片支持板1支持半导体晶片10的状态下进行加工。
如果在进行这样的加工时使用没有开口部的晶片支持板，则晶片支持板就会因加工绝缘性树脂的热而变质，或者激光加工时的碎屑滞留在底部，使微细的加工变得困难。相对于此，在本实施方式中，则可以借助于开口2防止这样的问题的发生。不论是从半导体晶片10的两面中的哪一面，都可以进行激光加工，可以实现均匀的加工。
接着上述工序，如图6(B)所示，在由晶片支持板1支持半导体晶片10的状态下，利用无电解电镀形成种子层54。在该种子电镀的工序中，如果使用没有开口部的晶片支持板，则电镀液就不能在贯通孔11a内均匀地循环，难于进行均匀的电镀。相对于此，在本实施方式中，则可借助于开口部分2使电镀液良好地循环，即便是对于微细的贯通孔11a也可以施行均匀的电镀。
图6(C)是接着进行的抗蚀剂层55的形成工序。该工序也可以在由晶片支持板1支持着半导体晶片10的状态下进行。
图7示出了在上边所说的种子层54上以抗蚀剂层56为掩模利用电解电镀形成铜的布线层57的工序。在该工序中可以在把晶片支持板1粘贴到半导体晶片10的表面侧的状态下进行电镀加工。此外，图8示出了利用无电解Ni/Au电镀形成Ni/Au电镀层58的工序。在该工序中可以在把晶片支持板1粘贴到半导体晶片10的背面侧的状态下进行电镀加工。即便是在这些的电镀工序中，通过使用晶片支持板1，也可以对微细的贯通孔11a实施微细且均匀的电镀。
图3、图4示意性地示出了本发明的实施方式2的晶片支持板的构成，对于那些与图1、2对应的部分都赋予了相同的标号。如图3所示，晶片支持板21由紫外线可透过的玻璃或树脂形成为大体圆板状，其外径比所要支持的半导体晶片10的外径大。
如图4所示，在晶片支持板21的支持半导体晶片10的一侧的面上，与形成于半导体晶片10的多个贯通孔11相对应地形成有多个凹部(沟)22。这些凹部22被形成在至少包括1个或1个以上的贯通孔11的范围。即便是贯通孔11为1个的情况下，凹部22的开口面积也比贯通孔11的开口面积更宽广。此外，在这些凹部22，以其一部分贯通晶片支持板21的面的方式设置有贯通部22a。
上述实施方式的晶片支持板21，也可以与上边所说的晶片支持板1同样地在半导体器件的制造工序中使用。
图9示出了在图5所示的半导体器件的制造工序中使用晶片支持板21的例子，对于与图5对应的部分，赋予了相同的标号。在图9(A)所示的工序中，利用粘接剂4把晶片支持板21粘贴到半导体晶片10的背面侧。这时，通过使在晶片支持板21上形成的位置对准用的标记23和在半导体晶片10上形成的位置对准用的标记12对准，把半导体晶片10粘贴到晶片支持板21上的规定的位置。
其次，如图9(B)所示，利用激光加工等，在半导体晶片10的规定位置形成贯通孔11。由此，可以防止如在使用切片胶带的情况那样，切片胶带的激光加工碎屑向贯通孔11附着。
此外，图9(C)示出了利用绝缘性树脂(聚酰亚胺树脂等)53填埋贯通孔11的工序。图9(D)示出了研磨表面侧的绝缘性树脂53的工序。在这些工序中，也可以在用晶片支持板21支持半导体晶片10的状态下进行加工。
在上述的工序之后，利用旋转涂敷等向半导体晶片10的背面侧涂敷绝缘性树脂(聚酰亚胺树脂)53，然后，如图10(A)所示，以在贯通孔11内侧面残留绝缘性树脂53的方式在绝缘性树脂53的中央部分形成贯通孔11a。在该工序中，也可以在用晶片支持板21支持半导体晶片10的状态下进行加工。
如果在进行上述加工时使用没有开口部的晶片支持板，则晶片支持板就会因加工绝缘性树脂的热而变质，或者激光加工时的碎屑滞留在底部，使微细的加工变得困难，相对于此，在本实施方式中，则可借助于凹部22和贯通部22a防止这样的问题的发生。
接着上述工序，如图10(B)所示，在由晶片支持板21支持半导体晶片10的状态下，利用无电解电镀形成种子层54。在该种子电镀的工序中，如果使用没有开口部的晶片支持板，则电镀液不能在贯通孔11a内均匀地循环，难于进行均匀的电镀。相对于此，在本实施方式中，则可借助于凹部22和贯通部22a使电镀液良好地循环，即便是对于微细的贯通孔11a也可以施行均匀的电镀。
图10(C)是接着要进行的抗蚀剂层55的形成工序。该工序也可以在由晶片支持板21支持半导体晶片10的状态下进行。
图11示出了在上边所说的种子层54上以抗蚀剂层56为掩模利用电解电镀形成铜的布线层57的工序。在该工序中可以在把晶片支持板21粘贴到半导体晶片10的表面侧的状态下进行电镀加工。此外，图12示出了利用无电解Ni/Au电镀形成Ni/Au电镀层58的工序。在该工序中可以在把晶片支持板21粘贴到半导体晶片10的背面侧的状态下进行电镀加工。即便是在这些电镀工序中，通过使用晶片支持板21，也可以对微细的贯通孔11a施行微细且均匀的电镀。
以下，对关于薄膜晶片的保持方法的实施方式3进行说明。图13(a)～(e)是本实施方式的晶片薄膜化工序和薄膜晶片保持工序的示意图，图14和图15是本实施方式的已固定上薄膜晶片的保持构件的示意性的平面图。图16是本实施方式的保持构件的粘接层侧的端部附近的扩大图，图17(a)和(b)是把本实施方式的已固定上薄膜晶片的保持构件固定到载置台上的状态的示意图。
如图13(A)所示，首先，在由Si构成的晶片W1的表面(器件一侧的面)形成保护膜101，隔着保护膜101利用真空吸盘把晶片W1固定到载置台102上。
接着，机械研削晶片W1的背面。然后，为了提高晶片W1的机械强度，除去对晶片W1的晶体缺陷等的损伤，进行干法抛光、机械化学研磨(CMP)、湿法刻蚀、干法刻蚀等。由此，如图13(b)所示，就可以使晶片W1薄膜化(以下，把“薄膜化的晶片”叫做薄膜晶片)。薄膜晶片W2的厚度约为200微米或以下，理想的是约100微米或以下。
然后，如图13(c)所示，通过粘接层103把保持构件104安装到薄膜晶片W2的背面。保持构件104，如图13(c)和图14所示是环状的。因此，在保持构件104上，形成有连通到薄膜晶片W2和保持构件104之间的空间的开口104a。该开口104a，在例如为了通过开口104a使用来处理薄膜晶片W2的药液、气体等的流体与薄膜晶片W2的背面接触，或者，在薄膜晶片W2上形成贯通薄膜晶片W2的通孔的情况下，用于使从薄膜晶片W2的表面侧经由通孔流入的药液、气体等向薄膜晶片W2的背面侧流出等。
保持构件104优选地用对于在处理薄膜晶片W2时使用的药液、气体等的流体具有耐腐蚀性的材料构成。也可以代替使用这样的材料形成保持构件104或者在用这样的材料构成的同时，用对于在处理薄膜晶片W2时使用的药液或气体等的流体具有耐腐蚀性的材料涂敷保持构件104的表面。作为保持构件104，例如，可以用单晶硅等的硅或铁氧体层的铁合金(SUS310S)构成。
保持构件104，例如可以使用内径196mm、外径204mm、厚度1mm的构件，虽然会因要保持的薄膜晶片W2的大小而有所变化。保持构件104的内周侧而且薄膜晶片W2一侧的端部，如图16所示的那样已进行了倒角处理。
粘接层103，在保持构件104上而且沿着薄膜晶片W2的外周设置，薄膜晶片W2在薄膜晶片W2的外周部粘接到粘接层103上。在本实施方式中，粘接层103被设置成环状。另外，粘接层103，如果沿着薄膜晶片W2的外周设置，则也可以不是环状，例如，也可以如图15所示的那样由被分割的多个粘接层103构成。在该情况下，在粘接层103与粘接层103之间形成有开口。
粘接层103，如图16所示，粘接层103的与薄膜晶片W2的外周(外沿)垂直相交的方向的长度d1比粘接层103的厚度方向的长度d2大。此外，薄膜晶片W2的背面侧的表面粗糙度，为粘接层103的厚度的1/4或以下。
然后，解除由真空吸盘进行的保持。由此，就可以如图13(d)所示把薄膜晶片W2固定到保持构件104上，由保持构件104保持薄膜晶片W2。最后，如图13(e)所示，去掉保护膜101。
另外，也可以如图17(a)所示利用真空吸附把已固定上这样的薄膜晶片W2的保持构件104固定到载置台105等上。此外，在由磁性材料构成保持构件104的情况下，如图17(b)所示，也可以利用磁力把保持构件104固定到由电磁铁或磁铁构成的载置台106、夹具或托架上。
对于薄膜晶片W2，可以在固定到保持构件104的状态下，例如，用以下那样的工序施行处理。图18(a)～(e)是本实施方式的正在对固定到保持构件104上的薄膜晶片W2施行处理的状态的示意图。在这里，对作为薄膜晶片W2，具备从表面侧贯通到背面侧的通孔111以及在薄膜晶片W2的表面、背面、通孔111内形成的绝缘膜的薄膜晶片W2进行说明。
如图18(a)所示，在上边所说的工序中把薄膜晶片W2固定到保持构件104上。接着，如图18(b)所示，在薄膜晶片W2的整个面上利用无电解电镀形成例如由Ni等的金属构成的种子层112。无电解电镀，例如，可以通过向电镀液中的浸泡或在惰性气体氛围中从两面进行的喷射来进行。
在薄膜晶片W2上形成了种子层112之后，把薄片状的抗蚀剂113贴附到薄膜晶片W2的两面，如图18(c)所示，对抗蚀剂113形成图形。然后，如图18(d)所示，利用电解电镀在种子层112上形成例如由Cu等金属构成的布线层114。布线层114，不仅要在薄膜晶片W2的表面和背面，也可以在通孔111内形成。
在形成了布线层114后，剥离抗蚀剂113，然后，通过刻蚀除去处于抗蚀剂113下边的种子层112。由此，如图18(e)所述，就可以在薄膜晶片W2的表面和背面形成布线。在薄膜晶片W2的表面形成的布线和在薄膜晶片W2的背面形成的布线，通过在通孔111内形成的布线电连接。
在本实施方式中，由于在具有开口104a的保持构件104上以沿着薄膜晶片W2的外周的方式设置粘接层103，使薄膜晶片W2的背面的外周部与粘接层103粘接从而把薄膜晶片W2固定到保持构件104上，故可以与通常厚的晶片一样处理薄膜晶片W2。在本实施方式中，虽然把粘接层103设置在了保持构件104一侧，但是，也可以把粘接层103设置在薄膜晶片W2一侧。即便是在该情况下，也可以得到与把粘接层103设置在保持构件104一侧的情况同样的效果。
此外，利用该构成，可以在把薄膜晶片W2固定到保持构件104的状态下，对薄膜晶片W2的背面施行处理。由此，在可以一次对薄膜晶片W2的两面施行处理的同时，还可以减少保持构件104的换贴次数。因此，可以减少工序数。
再有，由于一次可以对薄膜晶片W2的两面施行处理，故可以减少工艺成本。此外，由于可以减少保持构件104的换贴次数，故可以降低薄膜晶片W2的破损概率，可以提高成品率。
而且，在本实施方式中，由于环状地形成保持构件104，故不仅可以经由通孔111向薄膜晶片W2的背面供给流体进行处理，还可以容易地把抗蚀剂113贴附到薄膜晶片W2的背面。此外，还可以利用光刻技术进行贴附到薄膜晶片W2的背面的抗蚀剂113的图形形成。
在本实施方式中，在把薄膜晶片W2固定到保持构件104上的状态下，由于薄膜晶片W2的背面被开放(成为开放状态)，故可以提高处理的精度。例如，虽然在以上描述中列举了利用电解电镀在薄膜晶片W2的两面形成布线，但是，在利用这样的电解电镀形成布线的工艺中，如图26(a)所示，如果把保持构件201贴附到薄膜晶片W的背面，由于在薄膜晶片W2的背面存在保持构件201，而通孔202的一端被堵塞，因而在通孔202内就会发生电镀液的滞留。其结果是电镀203仅仅在通孔202的入口处才被优先地进行，在通孔202内发生大的空隙而不能填埋通孔202。此外，在从薄膜晶片W剥离保持构件201时，如图26(b)所示，通孔202的底面的电镀203也被拉了下来。
相对于此，在本实施方式中，由于薄膜晶片W2的背面是开放的，故就可以如图19所示确实地把布线层114填埋到通孔111内，可以减少空隙。另外，图19中的115表示绝缘层。
在本实施方式中，由于粘接层103的与薄膜晶片W2的外周垂直相交的方向的长度d1比粘接层103的厚度方向的长度d2大，所以可以增大与薄膜晶片W2的接触面积，可以提高粘接的可靠性。
在本实施方式中，由于保持构件104的内周侧且薄膜晶片W2侧的端部进行了倒角，故可以抑制由于应力集中而产生的薄膜晶片W2的断裂。另外，也可以代替将该端部倒角而形成为曲面，在该情况下，也可以得到同样的效果。
在本实施方式中，由于薄膜晶片W2的背面的表面粗糙度为粘接层103的厚度的1/4或以下，故可以抑制在把薄膜晶片W2固定到保持构件104上时的薄膜晶片W2的断裂。就是说，在薄膜晶片W2的背面常常残留凹凸。另一方面，在相对于保持构件104固定薄膜晶片W2时，由于要相对于粘接层推压薄膜晶片W2，故如果粘接层103的厚度薄，则粘接层103全体就会进入到薄膜晶片W2的背面的凹部内。其结果是薄膜晶片W2的背面的凸部与保持构件104进行接触，存在着薄膜晶片W2断裂的可能性。相对于此，在本实施方式中，由于薄膜晶片W2的背面的表面粗糙度为粘接层103的厚度的1/4或以下，所以即便是在相对于粘接层103推压薄膜晶片W2的情况下，在薄膜晶片W2的背面的凸部与保持构件104之间也可以存在粘接层103。借助于此，就可以抑制薄膜晶片W2的断裂。
以下，对实施方式4进行说明。在本实施方式中，对把增强板121粘接到薄膜晶片的背面的例子进行说明。图20(a)和图20(b)是本实施方式的已固定上薄膜晶片的状态下的保持构件的示意性的垂直剖面图和平面图。
如图20(a)和20(b)所示，增强板121被粘接到薄膜晶片W2的背面。增强板121被形成为与薄膜晶片W2的形状大体上相同的形状。在增强板121上，在对薄膜晶片W2的背面施行处理时需要薄膜晶片W2的背面开放的部分形成有开口121a。通过该开口121a，用来对薄膜晶片W2施行处理的药液、气体等的流体与薄膜晶片W2的背面接触。
在本实施方式中，由于在薄膜晶片W2的背面粘接有增强板121，故可以使用宽度小的保持构件104。就是说，保持构件104的宽度，在对由薄膜晶片W2所具有的应力产生的挠曲进行了矫正的情况下，虽然应当设计为使得保持构件104的粘接层103一侧的端部或在薄膜晶片W2的最外周处的薄膜晶片W2上发生的应力对于薄膜晶片W2所具有的破坏应力变成为充分地小，但是，保持构件104的宽度变大是不理想的。在本实施方式中，由于在薄膜晶片W2的背面粘接有增强板121，故即便是在使用宽度小的保持构件104的情况下，也可以使得在保持构件104的粘接层103侧的端部或薄膜晶片W2的最外周处的薄膜晶片W2上发生的应力对于薄膜晶片W2所具有的破坏应力变成为充分地小。借助于此，就可以使用宽度小的保持构件104。由于在增强板121上形成有开口121a，故在对薄膜晶片W2的背面施行处理时，增强板121就不会变成为弊端。
此外，在本实施方式中，虽然使用了增强板121，但是即便是不使用增强板121，而代之以使用通过对薄膜晶片W2的背面进行涂敷而形成的薄膜，也可以得到同样的效果。在薄膜上，与增强板121同样，在对薄膜晶片W2的背面施行处理时需要薄膜晶片W2的背面开放的部分上形成有开口。
以下，对实施方式5进行说明。在本实施方式中，对使用被形成为圆板状的保持构件的例子进行说明。图21(a)和图21(b)是本实施方式的已固定上薄膜晶片的状态下的保持构件的示意性的垂直剖面图和平面图，图22(a)和图21(b)是本实施方式的已固定上薄膜晶片的状态下的保持构件的另一示意性的垂直剖面图和平面图。
如21(b)和图22(b)所示，保持构件104被形成为圆板状。在21(a)和图21(b)中，在保持构件104上在比粘接层103更内侧的位置上形成有与薄膜晶片W2和保持构件104之间的空间连通的多个开口104b。此外，在图22(a)和图22(b)中，从比粘接层103更外侧的位置到比粘接层103更内侧的位置为止，在保持构件104的表面形成有与薄膜晶片W2和保持构件104之间的空间连通的多个开口104c。就是说，开口104c被形成为跨过粘接层103。
在本实施方式中，由于圆板状地形成保持构件104，而且，在保持构件104上形成有开口104b和104c，故可以得到与实施方式3同样的效果。在本实施方式中，虽然把保持构件104形成为圆板状，但是也可以不是圆板状。此外，如图15所示，在设置有粘接层103的情况下，也可以在保持构件104上不形成开口104b、104c。在该情况下，在粘接层103与粘接剂层103之间形成的开口将发挥与开口104b和104c同样的功能。
以下，对实施方式6进行说明。在本实施方式中，对于使用在保持构件的外周部和比该外周部更内侧而且与保持构件的薄膜晶片相对的部分之间形成有台阶的保持构件的例子进行说明。图23(a)和图23(b)是本实施方式的已固定上薄膜晶片的状态下的保持构件的示意性的垂直剖面图和平面图。
如图23(a)和图23(b)所示，在保持构件104上，在保持构件104的外周部和其内侧而且与保持构件104的薄膜晶片W2相对的部分之间形成有台阶。具体地说，保持构件104的与薄膜晶片W2相对的内侧部分的上表面，变得比保持构件104的外周部的上表面位置更低。此外，在保持构件104上，在比粘接层103更内侧的位置形成有与薄膜晶片W2和保持构件104之间的空间连通的多个开口104d。
在本实施方式中，由于保持构件104的与薄膜晶片W2相对的内侧部分的上表面，比保持构件104的外周部的上表面位置更低，故就可以确实地抑制薄膜晶片W2与保持构件104进行接触。就是说，在薄膜晶片W2与保持构件104之间的空间狭窄的情况下，存在着薄膜晶片W2与保持构件104由于表面张力而进行接触的可能性。相对于此，在本实施方式中，由于保持构件104的与薄膜晶片W2相对的内侧部分的上表面比保持构件104的外周部的上表面位置更低，故薄膜晶片W2与保持构件104之间的空间宽，可以抑制这种情况的发生。
在本实施方式中，由于形成有开口104d，故可以得到与实施方式3同样的效果。在本实施方式中，虽然在保持构件104上形成有开口104d，但是，如图15所示，在设置有粘接层103的情况下，即便是在保持构件104上不形成开口104d也可以。此外，也可以与图22(a)和图22(b)所示的开口104c同样地把开口104d形成为使之跨过粘接层103。
以下，对实施方式7进行说明。在本实施方式中，对使气球膨胀而使薄膜晶片平坦化的例子进行说明。图24(a)～(d)是本实施方式的薄膜晶片保持工序的示意图。
在实施方式3中，在晶片W1薄膜化后，虽然不解除真空吸盘的吸附地把保持构件104安装到薄膜晶片W2上，但是从装置构成上说，也常常在不同的场所进行晶片W1的薄膜化工序和薄膜晶片W2的保持工序。在这样的情况下，如果解除真空吸盘的吸附，则存在着薄膜晶片W2因内部的应力而弯曲的可能性。这时，在载置到用来使保持构件104进行保持的载置台131上边时，如图24(a)所示，薄膜晶片W2就变成为弯曲了的状态。在该状态下，如果要想强行使薄膜晶片W2平坦化，则会给薄膜晶片W2局部地加上应力，破损的可能性高。
因此，如图24(b)所示，把由弹性体构成的气球配置在薄膜晶片W2的中心或薄膜晶片W2的弯曲部的中心，一边顺着弯曲部分前进一边如图24(c)所示使气球不断膨胀。然后，直到最终如图24(d)所示，使气球膨胀直到薄膜晶片W2的外周部隔着保护膜101与载置台131接触为止，从而使薄膜晶片W2平坦化。然后，利用与图13(c)～图13(e)所示的工序同样的工序，把薄膜晶片W2安装到保持构件104上。
在本实施方式中，由于把由弹性体构成的气球132配置在薄膜晶片W2的中心或薄膜晶片W2的弯曲部的中心，并使气球132膨胀来对薄膜晶片W2的挠曲进行矫正，故在可以抑制薄膜晶片W2的断裂的同时还可以使薄膜晶片W2平坦化。
以下，对实施方式8进行说明。在本实施方式中，对把冷却后的保持构件固定到薄膜晶片上的例子进行说明。图25(a)～图25(d)是本实施方式的薄膜晶片保持工序的示意图。
如图25(a)所示，在把薄膜晶片W2吸附到载置台2上的状态而且在室温的状态下以环状的接触层141介于中间把保持构件142安装到薄膜晶片W2的背面。保持构件142虽然是与保持构件104大体上同样的构造，但是，在接触层141和保持构件142上分别形成有抽真空用的孔141a、142a。采用通过这些孔141a、142a抽真空的办法，可以以接触层141介于中间把薄膜晶片W2安装到保持构件142上。
然后，解除载置台102的由真空吸盘进行的薄膜晶片W2的保持。由此，就可以把薄膜晶片W2真空吸附到保持构件142上，如图25(b)所示，就可以把薄膜晶片W2保持在保持构件142上。然后去掉保护膜101。
接着，如图25(c)所示，在该状态下，通过环状的接触层143，把维持于比室温或工艺温度低的温度，例如-50℃的保持构件144安装到薄膜晶片W2的表面。接触层143和保持构件144是与接触层143和保持构件144相同的构造。即，在接触层143和保持构件144上，分别形成有抽真空用的孔43a、44a，采用通过这些孔43a、44a抽真空的办法，就可以以接触层143介于中间把薄膜晶片W2安装到保持构件144上。
接触层141、143，由在冷却温度、室温或工艺温度下可充分地进行弹性变形的材料构成，作为这样的材料例如可以列举橡胶材料或其它的树脂材料。接触层141、143，接触层141、143中与薄膜晶片W2的外周垂直相交的方向的长度比接触层141、143的厚度方向的长度更大。
在把薄膜晶片W2安装到保持构件144上后，在该状态下，使保持构件144的温度返回到室温或工艺温度。然后，如图25(d)所示，通过机械性地或利用磁力的环状的固定构件45夹持保持构件142、144。另外，在图25(d)中，左侧的图是机械性地夹持保持构件142、144的例子，右侧的图是利用磁力夹持保持构件142、144的例子。
在本实施方式中，由于把薄膜晶片W2安装到温度比室温等低的保持构件144上，在该状态下使保持构件144的温度返回到室温等，故可以利用保持构件144的膨胀通过接触层143均匀地把拉伸应力赋予薄膜晶片W2。借助于此，就可以减少由于薄膜晶片W2的膜应力或自重而产生的挠曲。
在用硅构成保持构件144的情况下，不论在什么样的温度下都可以把拉伸应力赋予薄膜晶片W2。此外，在用线膨胀系数比硅大的材料形成保持构件144的情况下，伴随着温度的上升可赋予薄膜晶片W2的拉伸应力将增大。在这里，当该拉伸应力过大时，常常会因薄膜晶片W2的外周的崩边(チッピング)而进行断裂。反之，在用线膨胀系数比硅小的材料形成保持构件144的情况下，伴随着温度的上升所能赋予薄膜晶片W2的拉伸应力减小。在这里，当该拉伸应力过小时，虽然可以减少薄膜晶片W2的挠曲，但是，却不能得到平坦的薄膜晶片W2。为此，出于工艺温度的要求，应当选择具有最佳的线膨胀系数的保持构件144的构成材料和保持构件144的温度。
在本实施方式中，虽然使用的是接触层143，但是，即便是在代替接触层143而使用接触层103的情况下，也可以得到同样的效果。此外，在本实施方式中，在把薄膜晶片W2安装到保持构件142上时的保持构件142的温度是室温，但是，与保持构件144同样地，也可以维持于比室温或工艺温度更低的温度，在该状态下安装薄膜晶片W2。
本发明并不限定于上述实施方式的记载内容，构造或材质、各个部件的配置等在不偏离本发明的要旨的范围内可以适宜地变更。例如，在上述实施方式中，虽然说明的是用硅构成的薄膜晶片W2，但是，显然对例如SOI、GaAs等的化合物半导体衬底也是可以应用的，此外，也不限于半导体衬底，作为薄膜材料的保持方法也是有效的。
Claims (4)
1.一种晶片支持板，用来支持设置有贯通两面的贯通孔并且利用上述贯通孔的部分把形成元件的表面的电极引出到相反侧的背面的半导体晶片；
在支持上述半导体晶片的一侧的面的至少包括一个或一个以上的上述贯通孔的范围，设置有开口面积比上述半导体晶片的贯通孔更宽广的凹部，并且上述凹部的一部分贯通两面。
2.根据权利要求1所述的晶片支持板，还具有用来使上述半导体晶片的位置对准的位置对准用的标记。
3.一种使用权利要求1所述的晶片支持板的半导体器件的制造方法，利用上述晶片支持板支持上述半导体晶片，至少对上述贯通孔部分进行加工。
4.一种薄膜晶片的保持方法，以沿着薄膜晶片的外周设置的粘接层介于中间，粘接保持构件和薄膜晶片，把上述薄膜晶片固定到上述保持构件上；
上述保持构件，在支持上述薄膜晶片的一侧的面的至少包括一个或一个以上的贯通孔的范围，设置有开口面积比上述薄膜晶片的上述贯通孔更宽广的凹部，并且上述凹部的一部分贯通两面。
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