JP4497737B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体素子を含む集積回路が作り込まれた半導体ウエハを薄仕上げ加工する技術および薄仕上げ加工した半導体ウエハの裏面に金属膜を形成する技術に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造方法として、第一の主面（以下、半導体素子形成面という。）に半導体素子を含む集積回路が形成された半導体ウエハを製造する前工程と、半導体ウエハの半導体素子形成面と反対側の第二の主面（以下、裏面という。）を薄仕上げ処理する裏面処理工程と、この裏面に金属膜を形成する金属膜形成工程と、半導体ウエハを半導体チップに分断するダイシング工程とを備えている半導体装置の製造方法がある。
【０００３】
最近、ＩＣカードに代表されるように、薄型パッケージに半導体装置（半導体チップ）を実装することが要求されており、裏面メタル膜（裏面電極）付き半導体装置においても、厚さが１００μｍ以下の薄型の半導体チップが要求されている。薄型の半導体装置を製造するための半導体装置の製造技術を述べている文献として、例えば、特開２０００−２６０７４０号公報（以下、文献１という。）、特開平５−８２４９２号公報（以下、文献２という。）や特開平１０−９２７７８号公報（以下、文献３という。）がある。
【０００４】
文献１は半導体ウエハ裏面研削加工時に付着した研削屑等のウエハ付着異物を除去する洗浄装置に関するものである。具体的には、研削薄仕上げされた半導体ウエハを半導体ウエハ径より大きい第一のブラシ手段と第二のブラシ手段とによって挟み込んだ状態で、半導体ウエハ表裏面と半導体ウエハ外周側面をブラシ洗浄し、半導体ウエハ表裏面と半導体ウエハ外周側面に付着した研削屑等のウエハ付着異物の除去を狙ったものである。
【０００５】
文献２は半導体ウエハ薄仕上げ裏面研削加工時に半導体素子形成面を保護する研削表面保護用粘着テープの剥離性と、粘着テープ剥離時に半導体ウエハに付着する付着異物数の低減方法とに関するものである。具体的には、研削表面保護用粘着テープに用いる粘着剤の粘着力を１００〜 ３００（ｇ／２５ｍｍ）に抑え、半導体ウエハ裏面研削加工後に剥離する研削表面保護用粘着テープの剥離性を容易にし、半導体ウエハへのテープ粘着剤残り等のウエハ付着異物数低減を狙ったものである。
【０００６】
文献３は半導体ウエハ裏面薄仕上げ加工後に半導体基板裏面から電極を引き出す必要のある半導体装置の製造方法に関するものであり、特に、半導体ウエハ径が大口径化し半導体ウエハ仕上げ厚さが１００μｍ以下に薄型化した際に発生するウエハ割れや欠け発生を防止する方法に関するものである。具体的には、半導体ウエハ裏面に金属電極膜を蒸着後、その裏面電極膜に電気伝導性粘着テープを貼り付け、この電気伝導性テープを貼り付けた状態で半導体ウエハを半導体チップサイズにダイシングし、さらに、ダイボンディング（半導体チップの組立）を実行することを特徴とするものである。この電気伝導性粘着テープを貼り付けた状態で、１００μｍ以下に薄型化した半導体ウエハをハンドリングし、半導体ウエハの割れ欠けを防止することを狙ったものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記の文献１に記載された半導体ウエハ裏面研削方法は、研削表面保護用粘着テープを半導体ウエハ主面に貼り付け状態で、薄仕上げ研削加工した半導体ウエハをブラシ洗浄する方法であり、半導体ウエハ裏面研削時に研削表面保護用粘着テープに食込み付着した異物は除去できないことを発明者は見出した。
【０００８】
前記の文献２は半導体ウエハ主面から研削表面保護用粘着テープを剥離する際に粘着テープから半導体ウエハに転写付着するテープ粘着剤等の付着異物を低減する方法であるが、１００μｍ厚以下に薄仕上げ研削された剛性の小さい半導体ウエハから研削表面保護用粘着テープを機械的に剥離（強粘着テープを研削表面保護用粘着テープに貼り付け引っ張り剥離）すると、半導体ウエハの機械的強度が耐えられなくなり、局所的なウエハクラックやウエハ割れが生じることを発明者は見出した。
【０００９】
前記の文献３の半導体装置製造方法は薄型化された半導体ウエハ裏面に金属電極膜を蒸着する処理工程から、ダイシングする工程の間のみは、電気伝導性粘着テープを貼り付けた状態で、薄型化された半導体ウエハをハンドリングすることができる。しかし、半導体ウエハ裏面薄仕上げ研削加工（研削表面保護粘着テープ剥離）後から半導体ウエハ裏面電極形成処理工程までは、薄仕上げされた半導体ウエハに保護テープを貼り付けない状態で、半導体ウエハをハンドリング必要がある。この結果、半導体ウエハが１００μｍ以下に薄型化されると、半導体ウエハをハンドリングする際に、半導体ウエハに作用する局所的な力により、半導体ウエハに局所クラックや割れが生じることを発明者は確認した。
【００１０】
本発明の目的は、半導体ウエハに割れや欠けを発生させることなく、かつ、半導体ウエハ付着異物の少ないクリーンな状態で半導体ウエハを薄仕上げ加工することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、薄型化された半導体ウエハに割れや欠けを発生させることなく、クリーンな状態で薄型化された半導体ウエハ裏面に金属膜を形成することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【００１４】
すなわち、第一の主面に半導体素子を含む集積回路が形成された半導体ウエハを製造する前工程と、半導体ウエハの前記第一の主面に各層毎に剥離可能な二層構造以上の保護部材を貼り付ける保護部材貼付工程と、半導体ウエハの前記第一の主面と反対側の第二の主面を処理する裏面処理工程と、少なくとも一層を残した状態で前記保護部材を除去する保護部材除去工程とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
前記した手段によれば、半導体ウエハの第一の主面に各層毎に剥離可能な二層構造以上の保護部材を貼り付けた状態で、半導体ウエハの第二の主面を薄仕上げ加工することができる。保護部材を貼り付けた状態で、半導体ウエハを薄仕上げ加工できることから、常に、保護部材により補強しながら、半導体ウエハを薄仕上げ加工やハンドリングすることができる。この結果、半導体ウエハ薄仕上げ加工時やハンドリング時に、半導体ウエハの反りや撓み変形量を低減することができ、かつ、半導体ウエハの剛性向上が図れることから、半導体ウエハに割れや欠けを発生させることなく、半導体ウエハを薄仕上げ加工することができる。さらに、半導体ウエハ薄仕上げ加工後に、半導体ウエハ主面に貼り付けられた、二層構造以上の保護部材の上層部保護部材を剥離することから、半導体ウエハ薄仕上げ加工処理時に、保護部材に付着した異物（研削加工屑、研磨加工屑、ウエットエッチング付着異物等）を上層部保護部材ごと除去することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法においては、説明を理解し易くするために、直径２００ｍｍの半導体ウエハを８０μｍ厚に薄仕上げし、半導体ウエハの裏面に金（Ａｕ）膜を約１０００ｎｍ厚さに成膜する場合を具体例として説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法を示す工程図であり、図２以降は各工程を説明する各説明図である。以下、図１に示されている工程図に沿って本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
【００１９】
図１に示された前工程１においては、図２（ａ）に示されているように、シリコン等の半導体からなるブランクウエハＷの一主面に半導体素子を含む集積回路が作り込まれる。すなわち、半導体素子を含む集積回路が作り込まれた半導体素子形成面２１を有する半導体ウエハ２０が製造される。
【００２０】
図１に示された耐熱性保護テープ貼付工程２においては、図２（ｂ）に示されているように、以降の各処理工程の処理温度に耐える耐熱性保護テープ２２が半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１の上に貼り付けられる。
【００２１】
図１に示された熱収縮性保護テープ貼付工程３においては、図２（ｃ）に示されているように、８０℃以上の温度の水が作用すると熱収縮する熱収縮性保護テープ２３が耐熱性保護テープ２２の上に貼り付けられる。
【００２２】
図１に示された半導体ウエハ裏面研削工程４においては、図３に示されているように、半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１と反対側の主面である裏面２４が半導体ウエハ裏面研削装置３０によって研削される。
【００２３】
図３に示されているように、半導体ウエハ裏面研削装置３０は半導体ウエハ２０を真空吸着保持して回転する真空吸着テーブル３１と、真空吸着テーブル３１に対向して水平移動しながら回転される研削砥石３２とを備えている。半導体ウエハ２０の裏面２４の研削に際して、半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１に貼り付けられた熱収縮性保護テープ２３が真空吸着テーブル３１に真空吸着される。真空吸着テーブル３１は毎分５０〜２００回転で回転される。研削砥石３２としてはメッシュが＃４００〜＃２０００の砥石が使用され、研削砥石３２は毎分４０００〜６０００回転で回転される。
【００２４】
図１に示された半導体ウエハ裏面ウエットエッチング処理工程５においては、図４に示されているように、薄仕上げ加工された半導体ウエハ（以下、薄仕上げウエハという。）２５の研削面２６がスピンエッチング装置４０によってウエットエッチング処理される。このウエットエッチング処理により、半導体ウエハ裏面研削工程４によって薄仕上げウエハ２５の研削面２６に形成された研削加工歪層（図示せず）が除去される。
【００２５】
図４に示されているように、スピンエッチング装置４０は薄仕上げウエハ２５を真空吸着保持して回転するスピンヘッド４１と、スピンヘッド４１に対向して水平移動しながらエッチング液４３を供給するエッチング液供給ノズル４２とを備えている。薄仕上げウエハ２５の研削面２６のウエットエッチング処理に際して、研削面２６側が上向きにされて薄仕上げウエハ２５の半導体素子形成面２１に貼り付けられた熱収縮性保護テープ２３がスピンヘッド４１に真空吸着保持される。スピンヘッド４１は毎分３００〜１５００回転で回転される。例えば、エッチング液４３としては、シリコンウエハの場合には弗酸と硝酸との混酸が使用される。エッチング液４３は回転する薄仕上げウエハ２５に対して水平移動するノズル４２から薄仕上げウエハ２５の研削面２６の上に供給される。このようにして薄仕上げウエハ２５の研削面２６に回転させながら供給されるエッチング液４３によって薄仕上げウエハ２５の研削面２６がウエットエッチング処理されることにより、薄仕上げウエハ２５の研削面２６の研削加工歪層が除去され、エッチング処理面２７（図５参照）が形成される。
【００２６】
図１に示された熱収縮性保護テープ除去工程６においては、図５に示されているように、熱収縮性保護テープ２３が熱収縮性保護テープ除去装置５０によって除去される。
【００２７】
図５に示されているように、熱収縮性保護テープ除去装置５０は薄仕上げウエハ２５を真空吸着保持して回転するスピンチャック５１と、スピンチャック５１に対向して水平移動しながら温水５３を供給するノズル５２とを備えている。熱収縮性保護テープ２３の除去に際して、熱収縮性保護テープ２３が上に向けられた状態で、薄仕上げウエハ２５のエッチング処理面２７がスピンチャック５１に真空吸着保持される。スピンチャック５１は毎分１００〜１５００回転で回転される。温水５３としては８０〜９０℃の純水が使用される。温水５３は回転する薄仕上げウエハ２５に対して水平移動するノズル５２から熱収縮性保護テープ２３の上に供給される。このようにして温水５３が供給されると、図５に示されているように、熱収縮性保護テープ２３は回転中心に向かって熱収縮するため、熱収縮性保護テープ２３の周辺部が耐熱性保護テープ２２の上から剥離する。図示しないが、周辺部が剥離した熱収縮性保護テープ２３はクランパによって機械的に把持されて、耐熱性保護テープ２２の上から剥離される。
【００２８】
以上のようにして熱収縮性保護テープ２３が耐熱性保護テープ２２の上から除去された後に、スピンチャック５１が毎分１００〜１５００回転で回転され、ノズル５２が水平方向に往復移動されながら温水５３が供給される。この作業により、耐熱性保護テープ２２の表面および薄仕上げウエハ２５の外周面が温水５３によって洗浄される。
【００２９】
薄仕上げウエハ２５の耐熱性保護テープ２２および外周面が洗浄されると、スピンチャック５１に保持された薄仕上げウエハ２５はウエハ反転機構（図示せず）によって反転され、エッチング処理面２７側を上向きにした状態でスピンチャック５１に真空吸着保持される。続いて、前述した耐熱性保護テープ２２側に対する洗浄作業と同様にして、薄仕上げウエハ２５のエッチング処理面２７が温水５３によって洗浄される。
【００３０】
図１に示されたウエハ裏面金被膜形成工程７においては、図６（ａ）に示されているように、薄仕上げウエハ２５のクリーンなエッチング処理面２７に金属膜としての金（Ａｕ）被膜２８が図６（ｂ）に示されたスパッタリング装置６０によって被着される。
【００３１】
図６（ｂ）に示されているように、スパッタリング装置６０はスパッタ室６２を形成するチャンバ６１と、スパッタ室６２に上下で対向するように設置された一対のアノード電極６３およびカソード電極６４と、両電極６３、６４間に高電圧を印加する直流電源６５と、アノード電極６３に薄仕上げウエハ２５を保持させるための押さえ具６６と、アノード電極６３を冷却するための冷却水路６７と、カソード電極６４に保持されるターゲット６８と、スパッタ室６２を真空排気するための排気路６９と、スパッタ室６２にアルゴン（Ａｒ）ガスを供給するガス供給路７０とを備えている。
【００３２】
スパッタリングに際して、薄仕上げウエハ２５は耐熱性保護テープ２２を接触面としてアノード電極６３に当接され、押さえ具６６によって保持される。他方、負電位が印加されるカソード電極６４には薄仕上げウエハ２５のエッチング処理面２７に金被膜２８を被着するために金から成るターゲット６８が当接されて保持される。その後、アノード電極６３とカソード電極６４間には高電圧が直流電源６５によって印加される。耐熱性保護テープ２２の耐熱温度が１５０℃である場合には、アノード電極６３が冷却水路６７によって冷却され、１５０℃以下に維持される。スパッタ室６２は排気路６９を通じて真空ポンプ（図示せず）によって真空排気され、１０-5〜１０-6Ｐa の高真空状態に保たれる。また、スパッタ室６２にはアルゴンガス７１がガス供給路７０によって供給される。
【００３３】
直流電源６５の高電圧の印加によりアノード電極６３とカソード電極６４とが放電しプラズマ７３が形成される。正イオン化したアルゴンガス７２が負電位のターゲット６８に衝突し、金原子７４がスパッタリングされ、正電位に帯電した薄仕上げウエハ２５のエッチング処理面２７に金原子７４が吸着され、エッチング処理面２７に金被膜２８が被着される。本実施の形態においては、厚さ１０００ｎｍの金被膜２８が薄仕上げウエハ２５のエッチング処理面２７の上にターゲット６８のスパッタリングによって被着される。薄仕上げウエハ２５の冷却手段は前述の方法に限定されることなく、アルゴン（Ａｒ）ガス等を吹き付けることによって薄仕上げウエハ２５をダイレクトに冷却してもよい。
【００３４】
図１に示されたダイシングテープ貼付工程８においては、図７（ａ）に示されているように、ダイシングテープ８１が金被膜２８に貼り付けられる。すなわち、ダイシングテープ８１は薄仕上げウエハ２５よりも大径のリング形状に形成されたダイシングフレーム８２の裏面に貼り付けられており、ダイシングテープ８１のダイシングフレーム８２側の貼付面に薄仕上げウエハ２５が同心的に配置されて、金被膜２８が貼り付けられる。例えば、ダイシングテープ８１としては、紫外線硬化性ダイシングテープが使用される。
【００３５】
図１に示された耐熱性保護テープ剥離工程９においては、図７（ｂ）に示されているように、ダイシングテープ８２を真空吸着テーブル８３によって真空吸着した状態で、耐熱性保護テープ２２に強粘着テープ８４を粘着させて耐熱性保護テープ２２を引っ張って半導体素子形成面２１から剥離する。
【００３６】
その後、図１に示された半導体ウエハダイシング工程１０において、図７（ｃ）に示されているように、ダイシングテープ８１に貼付された薄仕上げウエハ２５は半導体チップ２９にダイシングされる。
【００３７】
図８は本発明の実施の形態２である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【００３８】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程のうち前記実施の形態と異なる工程は、熱収縮性保護テープの代わりに紫外線硬化性保護テープが耐熱性保護テープの上に貼付される紫外線硬化性保護テープ貼付工程３Ａと、紫外線硬化性保護テープが剥離される工程６Ａと、半導体ウエハの裏面がウエットエッチングの代わりにドライエッチングによって処理される半導体ウエハ裏面ドライエッチング処理工程５Ａと、金被膜の代わりにＴｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜が半導体ウエハの裏面に形成される半導体ウエハ裏面Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜形成工程７Ａとである。
【００３９】
なお、図８に示された耐熱性保護テープ貼付工程２においては、半導体ウエハ裏面ドライエッチング処理工程５Ａおよび半導体ウエハ裏面Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜形成工程７Ａにおいて半導体ウエハ２０に作用する温度に耐え得る耐熱性保護テープ２２が半導体素子形成面２１に貼り付けられる。
【００４０】
図８に示された紫外線硬化性保護テープ貼付工程３Ａにおいては、耐熱性保護テープ２２の上に紫外線硬化性保護テープ（図示せず）が貼り付けられる。
【００４１】
図８に示された半導体ウエハ裏面研削工程４においては、図３で参照されるように、半導体素子形成面２１に耐熱性保護テープ２２および紫外線硬化性保護テープが貼付された半導体ウエハの裏面が半導体ウエハ裏面研削装置３０によって研削され、半導体ウエハの厚さが１００μｍ以下に薄仕上げされる。
【００４２】
図８に示された紫外線硬化性保護テープ剥離工程６Ａにおいては、紫外線硬化性保護テープに紫外線（例えば、照度が２２０ｍＷ／ｃｍ2 、光量が４４０ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線）が照射される。この照射により、紫外線硬化性保護テープの粘着力は約８００ｇ／２５ｍｍから約３０ｇ／２５ｍｍ以下に低下される。
【００４３】
次いで、図７（ｂ）で参照されるように、紫外線硬化性保護テープに強粘着テープ８４が貼り付けられて、強粘着テープ８４により紫外線硬化性保護テープが耐熱性保護テープ２２の上から剥離される。
【００４４】
図８に示された半導体ウエハ裏面ドライエッチング処理工程５Ａにおいては、耐熱性保護テープ２２が半導体素子形成面２１に貼付された状態で、耐熱性保護テープ２２の温度を１５０℃以下に保ちながら、ウエハ裏面研削面がＣＦ4 ガスを使用したドライエッチング装置（図示せず）によってドライエッチングされる。このドライエッチング処理により、薄仕上げウエハ２５の研削面２６の研削加工歪層が除去される。
【００４５】
図８に示された半導体ウエハ裏面Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜形成工程７Ａにおいては、図６で参照されるように、耐熱性保護テープ２２が半導体素子形成面２１に貼付された状態で、耐熱性保護テープ２２の温度を１５０℃以下に保ちながら、薄仕上げウエハ２５のクリーンなエッチング処理面２７にＴｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜が５００ｎｍ厚さにスパッタリング装置によって被着される。
【００４６】
図８に示されたダイシングテープ貼付工程８においては、図７（ａ）で参照されるように、ダイシングテープ８１が半導体ウエハ裏面のＴｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜形成面に貼り付けられる。
【００４７】
図８に示された耐熱性保護テープ剥離工程９においては、図７（ｂ）で参照されるように、耐熱性保護テープ２２が半導体素子形成面２１から剥離される。
【００４８】
図８に示された半導体ウエハダイシング工程１０においては、図７（ｃ）で参照されるように、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜形成面にダイシングテープ８１が貼り付けられた状態で薄仕上げウエハ２５が半導体チップ２９にダイシングされる。
【００４９】
図９は本発明の実施の形態３である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【００５０】
本実施の形態が前記実施の形態１と異なる点は、半導体ウエハ裏面研削工程４の代わりに半導体ウエハ裏面研磨（ラップ）工程４Ｂを備えており、半導体ウエハ裏面ウエットエッチング処理工程５が省略されている点である。
【００５１】
図１０は本発明の実施の形態４である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【００５２】
本実施の形態が前記実施の形態１と異なる点は、耐熱性保護テープ貼付工程２の代わりに紫外線硬化性保護テープ貼付工程２Ｃを備えているとともに、耐熱性保護テープ剥離工程９の代わりに紫外線硬化性保護テープ剥離工程９Ｃを備えており、また、半導体ウエハ裏面金被膜形成工程７が省略されている点である。ちなみに、紫外線硬化性保護テープ剥離工程９Ｃは前記実施の形態２の紫外線硬化性保護テープ剥離工程６Ａと同様である。
【００５３】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５４】
例えば、半導体ウエハ裏面金属膜形成工程の実施方法としては、スパッタリング方法を使用するに限らず、真空蒸着法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法等を使用してもよいし、低温処理を狙った真空蒸着法の一種であるイオンプレーティング法や、メッキ法等を使用することができる。
【００５５】
また、熱収縮性保護テープとしては、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体のフッ素樹脂を、伸延温度１５０〜２００℃のロール伸延方法等で１０％以上伸延し、室温にて厚さ８０μｍ程度の熱収縮フィルムに仕上げたものを用いてもよい。ちなみに、伸延した温度に再加熱することにより熱収縮するフィルムを熱収縮させる熱源としては、赤外線ランプ加熱や窒素ガスブロー加熱でもよい。
【００５６】
前記実施の形態においては、各層毎に剥離可能な二層以上の保護部材を貼り付ける方法として、複数回に分けて保護部材を貼り付けたが、これに限定されることなく、例えば、剥離可能な二層以上の保護部材として構成した保護部材を半導体形成素子面に一回で貼付けてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００５８】
（１）各層毎に分離可能な二層以上の保護部材を半導体ウエハの半導体素子形成面に貼付し、半導体ウエハの裏面を薄仕上げ処理した後に、二層以上の保護部材の少なくとも表層部の保護部材を剥離することにより、半導体ウエハ裏面の薄仕上げ処理時に表層部の保護部材に付着した研削加工屑や研磨加工屑、エッチング処理時の付着異物およびスピンチャックマーク付着異物等の半導体ウエハへの付着異物を除去することができるため、半導体ウエハを付着異物数が少ない清浄（クリーン）な状態でダイシングすることができる。
【００５９】
（２）前記（１）により、半導体ウエハ薄仕上げ処理後の半導体ウエハ裏面化学的エッチング処理（薬液によるウエットエッチング処理等）工程、半導体ウエハ裏面物理化学的エッチング処理（反応ガスによるドライエッチング処理等）工程、半導体ウエハ裏面金属膜形成処理（真空蒸着方法、スパッタリング方法、ＣＶＤ方法、メッキ処理等）工程およびダイシング工程への薄仕上げ半導体ウエハからの持ち込み異物を減少させて清浄な状態で処理することができるため、半導体ウエハ付着異物に起因する半導体素子欠陥不良を低減させることができる。
【００６０】
（３）半導体ウエハを保護部材によって常に補強しながら、半導体ウエハ薄仕上げ処理することにより、半導体ウエハ薄仕上げ処理工程で、半導体ウエハの剛性を保つことができるとともに、半導体ウエハの反り量や撓み量を減少させることができるため、半導体ウエハハンドリング時に、半導体ウエハの剛性低下や反り、撓みに起因する半導体ウエハのチッピングや割れを低減することができる。
【００６１】
（４）薄仕上げ加工した半導体ウエハを保護部材によって補強しながら、薄仕上げ加工された半導体ウエハ裏面に裏面電極膜を形成することができるため、裏面電極膜残留内部応力に伴う半導体ウエハの反りの発生を防止することができる。また、裏面電極膜形成前後の半導体ウエハのハンドリング時も半導体ウエハを保護部材によって補強しながら、ハンドリングすることができるため、半導体ウエハにチッピングや割れを生じさせることなく、高品質な薄形の半導体ウエハの裏面電極を形成することができる。
【００６２】
（５）薄仕上げ加工した半導体ウエハおよび薄仕上げ加工し裏面電極を形成した半導体ウエハを保護部材によって補強しながら、フレーム付きダイシングテープに貼付けることにより、薄仕上げ加工した半導体ウエハおよび薄仕上げ加工し裏面電極を形成した半導体ウエハにチッピングや割れを生じさせることなく、フレーム付きダイシングテープに貼付することができる。また、半導体ウエハをフレーム付きダイシングテープに貼付した後に、ダイシングテープによって半導体ウエハを補強しながら、半導体ウエハから保護部材を剥離することができるため、半導体ウエハにチッピングや割れを生じさせることなく、半導体ウエハから保護部材を剥離することができる。さらに、ダイシングテープに貼付した状態で、半導体チップにダイシングすることができるため、薄形化した半導体チップを割れ欠けなく高品質に製造することができる。
【００６３】
（６）素子形成面に貼付する保護部材として熱収縮性保護テープを使用することにより、薄仕上げ加工した半導体ウエハおよび薄仕上げ加工し裏面電極を形成した半導体ウエハから熱収縮性保護テープを剥離するに際して、温水によって熱収縮性保護テープを熱収縮させて剥離することができるため、剥離時に局所的な力が半導体ウエハに作用するのを防止することができ、保護部材の剥離に際して半導体ウエハの割れ欠けが発生するのを防止することができる。また、熱収縮性保護テープ剥離後に半導体ウエハの表裏面を面を温水や純水等で水洗浄することができるため、半導体ウエハに粘着剤や異物を残すことなく清浄度の高い薄仕上げ半導体ウエハおよび裏面電極付き薄仕上げ半導体ウエハを提供することができる。さらに、清浄度が高く割れ欠けの少ない高品質な薄仕上げ半導体チップおよび裏面電極付き薄仕上げ半導体チップを提供することができる。
【００６４】
（７）薄仕上げ加工した半導体ウエハからの保護部材を剥離する手段と、剥離後の半導体ウエハ洗浄手段が温水や常温水を用いた水洗浄方法によって達成することができるため、保護部材剥離手段と剥離後の半導体ウエハ洗浄手段を装置化する際に、コンパクト化および低価格化を図ることができ、また、処理プロセスの一体化を図ることができるため、半導体ウエハの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図２】（ａ）は前工程後の半導体ウエハを示す縦断面図、（ｂ）は耐熱性保護テープ貼付工程後の半導体ウエハを示す縦断面図、（ｃ）は熱収縮性保護テープ貼付工程後の半導体ウエハを示す縦断面図である。
【図３】半導体ウエハ裏面研削工程を示す縦断面図である。
【図４】半導体ウエハ裏面ウエットエッチング処理工程を示す縦断面図である。
【図５】熱収縮性保護テープ除去工程を示す縦断面図である。
【図６】（ａ）はウエハ裏面金被膜形成工程後を示す縦断面図、（ｂ）はその工程を示す縦断面図である。
【図７】（ａ）はダイシングテープ貼付工程後を示す縦断面図、（ｂ）は耐熱性保護テープ剥離工程後を示す縦断面図、（ｃ）は半導体ウエハダイシング工程後を示す縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図９】本発明の実施の形態３である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図１０】本発明の実施の形態４である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１…前工程、２…耐熱性保護テープ貼付工程、３…熱収縮性保護テープ貼付工程、４…ウエハ裏面研削工程、５…半導体ウエハ裏面ウエットエッチング処理工程、６…熱収縮性保護テープ除去工程、７…半導体ウエハ裏面金被膜形成工程、８…ダイシングテープ貼付工程、９…耐熱性保護テープ剥離工程、１０…半導体ウエハダイシング工程、２０…半導体ウエハ、２１…半導体素子形成面、２２…耐熱性保護テープ、２３…熱収縮性保護テープ、２４…裏面、２５…薄仕上げウエハ、２６…研削面、２７…エッチング処理面、２８…金被膜（金属膜）、２９…半導体チップ、３０…半導体ウエハ裏面研削装置、３１…真空吸着テーブル、３２…研削砥石、４０…スピンエッチング装置、４１…スピンヘッド、４２…エッチング液供給ノズル、４３…エッチング液、５０…熱収縮性保護テープ除去装置、５１…スピンチャック、５２…ノズル、５３…温水、６０…スパッタリング装置、６１…チャンバ、６２…スパッタ室、６３…アノード電極、６４…カソード電極、６５…直流電源、６６…押さえ具、６７…冷却水路、６８…ターゲット、６９…排気路、７０…ガス供給路、７１…アルゴンガス、７２…正イオン化したアルゴンガス、７３…プラズマ、７４…金原子、８１…ダイシングテープ、８２…ダイシングフレーム、８３…真空吸着テーブル、８４…強粘着テープ、２Ｃ…紫外線硬化性保護テープ貼付工程、３Ａ…紫外線硬化性保護テープ貼付工程、４Ｂ…半導体ウエハ裏面研磨（ラップ）工程、５Ａ…半導体ウエハ裏面ドライエッチング処理工程、６Ａ…紫外線硬化性保護テープ剥離工程、７Ａ…半導体ウエハ裏面Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜形成工程、９Ｃ…紫外線硬化性保護テープ剥離工程。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体素子を含む集積回路が作り込まれた半導体ウエハを薄仕上げ加工する技術および薄仕上げ加工した半導体ウエハの裏面に金属膜を形成する技術に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造方法として、第一の主面（以下、半導体素子形成面という。）に半導体素子を含む集積回路が形成された半導体ウエハを製造する前工程と、半導体ウエハの半導体素子形成面と反対側の第二の主面（以下、裏面という。）を薄仕上げ処理する裏面処理工程と、この裏面に金属膜を形成する金属膜形成工程と、半導体ウエハを半導体チップに分断するダイシング工程とを備えている半導体装置の製造方法がある。
【０００３】
最近、ＩＣカードに代表されるように、薄型パッケージに半導体装置（半導体チップ）を実装することが要求されており、裏面メタル膜（裏面電極）付き半導体装置においても、厚さが１００μｍ以下の薄型の半導体チップが要求されている。薄型の半導体装置を製造するための半導体装置の製造技術を述べている文献として、例えば、特開２０００−２６０７４０号公報（以下、文献１という。）、特開平５−８２４９２号公報（以下、文献２という。）や特開平１０−９２７７８号公報（以下、文献３という。）がある。
【０００４】
文献１は半導体ウエハ裏面研削加工時に付着した研削屑等のウエハ付着異物を除去する洗浄装置に関するものである。具体的には、研削薄仕上げされた半導体ウエハを半導体ウエハ径より大きい第一のブラシ手段と第二のブラシ手段とによって挟み込んだ状態で、半導体ウエハ表裏面と半導体ウエハ外周側面をブラシ洗浄し、半導体ウエハ表裏面と半導体ウエハ外周側面に付着した研削屑等のウエハ付着異物の除去を狙ったものである。
【０００５】
文献２は半導体ウエハ薄仕上げ裏面研削加工時に半導体素子形成面を保護する研削表面保護用粘着テープの剥離性と、粘着テープ剥離時に半導体ウエハに付着する付着異物数の低減方法とに関するものである。具体的には、研削表面保護用粘着テープに用いる粘着剤の粘着力を１００〜 ３００（ｇ／２５ｍｍ）に抑え、半導体ウエハ裏面研削加工後に剥離する研削表面保護用粘着テープの剥離性を容易にし、半導体ウエハへのテープ粘着剤残り等のウエハ付着異物数低減を狙ったものである。
【０００６】
文献３は半導体ウエハ裏面薄仕上げ加工後に半導体基板裏面から電極を引き出す必要のある半導体装置の製造方法に関するものであり、特に、半導体ウエハ径が大口径化し半導体ウエハ仕上げ厚さが１００μｍ以下に薄型化した際に発生するウエハ割れや欠け発生を防止する方法に関するものである。具体的には、半導体ウエハ裏面に金属電極膜を蒸着後、その裏面電極膜に電気伝導性粘着テープを貼り付け、この電気伝導性テープを貼り付けた状態で半導体ウエハを半導体チップサイズにダイシングし、さらに、ダイボンディング（半導体チップの組立）を実行することを特徴とするものである。この電気伝導性粘着テープを貼り付けた状態で、１００μｍ以下に薄型化した半導体ウエハをハンドリングし、半導体ウエハの割れ欠けを防止することを狙ったものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記の文献１に記載された半導体ウエハ裏面研削方法は、研削表面保護用粘着テープを半導体ウエハ主面に貼り付け状態で、薄仕上げ研削加工した半導体ウエハをブラシ洗浄する方法であり、半導体ウエハ裏面研削時に研削表面保護用粘着テープに食込み付着した異物は除去できないことを発明者は見出した。
【０００８】
前記の文献２は半導体ウエハ主面から研削表面保護用粘着テープを剥離する際に粘着テープから半導体ウエハに転写付着するテープ粘着剤等の付着異物を低減する方法であるが、１００μｍ厚以下に薄仕上げ研削された剛性の小さい半導体ウエハから研削表面保護用粘着テープを機械的に剥離（強粘着テープを研削表面保護用粘着テープに貼り付け引っ張り剥離）すると、半導体ウエハの機械的強度が耐えられなくなり、局所的なウエハクラックやウエハ割れが生じることを発明者は見出した。
【０００９】
前記の文献３の半導体装置製造方法は薄型化された半導体ウエハ裏面に金属電極膜を蒸着する処理工程から、ダイシングする工程の間のみは、電気伝導性粘着テープを貼り付けた状態で、薄型化された半導体ウエハをハンドリングすることができる。しかし、半導体ウエハ裏面薄仕上げ研削加工（研削表面保護粘着テープ剥離）後から半導体ウエハ裏面電極形成処理工程までは、薄仕上げされた半導体ウエハに保護テープを貼り付けない状態で、半導体ウエハをハンドリング必要がある。この結果、半導体ウエハが１００μｍ以下に薄型化されると、半導体ウエハをハンドリングする際に、半導体ウエハに作用する局所的な力により、半導体ウエハに局所クラックや割れが生じることを発明者は確認した。
【００１０】
本発明の目的は、半導体ウエハに割れや欠けを発生させることなく、かつ、半導体ウエハ付着異物の少ないクリーンな状態で半導体ウエハを薄仕上げ加工することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、薄型化された半導体ウエハに割れや欠けを発生させることなく、クリーンな状態で薄型化された半導体ウエハ裏面に金属膜を形成することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【００１４】
すなわち、第一の主面に半導体素子を含む集積回路が形成された半導体ウエハを製造する前工程と、半導体ウエハの前記第一の主面に各層毎に剥離可能な二層構造以上の保護部材を貼り付ける保護部材貼付工程と、半導体ウエハの前記第一の主面と反対側の第二の主面を処理する裏面処理工程と、少なくとも一層を残した状態で前記保護部材を除去する保護部材除去工程とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
前記した手段によれば、半導体ウエハの第一の主面に各層毎に剥離可能な二層構造以上の保護部材を貼り付けた状態で、半導体ウエハの第二の主面を薄仕上げ加工することができる。保護部材を貼り付けた状態で、半導体ウエハを薄仕上げ加工できることから、常に、保護部材により補強しながら、半導体ウエハを薄仕上げ加工やハンドリングすることができる。この結果、半導体ウエハ薄仕上げ加工時やハンドリング時に、半導体ウエハの反りや撓み変形量を低減することができ、かつ、半導体ウエハの剛性向上が図れることから、半導体ウエハに割れや欠けを発生させることなく、半導体ウエハを薄仕上げ加工することができる。さらに、半導体ウエハ薄仕上げ加工後に、半導体ウエハ主面に貼り付けられた、二層構造以上の保護部材の上層部保護部材を剥離することから、半導体ウエハ薄仕上げ加工処理時に、保護部材に付着した異物（研削加工屑、研磨加工屑、ウエットエッチング付着異物等）を上層部保護部材ごと除去することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法においては、説明を理解し易くするために、直径２００ｍｍの半導体ウエハを８０μｍ厚に薄仕上げし、半導体ウエハの裏面に金（Ａｕ）膜を約１０００ｎｍ厚さに成膜する場合を具体例として説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法を示す工程図であり、図２以降は各工程を説明する各説明図である。以下、図１に示されている工程図に沿って本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
【００１９】
図１に示された前工程１においては、図２（ａ）に示されているように、シリコン等の半導体からなるブランクウエハＷの一主面に半導体素子を含む集積回路が作り込まれる。すなわち、半導体素子を含む集積回路が作り込まれた半導体素子形成面２１を有する半導体ウエハ２０が製造される。
【００２０】
図１に示された耐熱性保護テープ貼付工程２においては、図２（ｂ）に示されているように、以降の各処理工程の処理温度に耐える耐熱性保護テープ２２が半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１の上に貼り付けられる。
【００２１】
図１に示された熱収縮性保護テープ貼付工程３においては、図２（ｃ）に示されているように、８０℃以上の温度の水が作用すると熱収縮する熱収縮性保護テープ２３が耐熱性保護テープ２２の上に貼り付けられる。
【００２２】
図１に示された半導体ウエハ裏面研削工程４においては、図３に示されているように、半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１と反対側の主面である裏面２４が半導体ウエハ裏面研削装置３０によって研削される。
【００２３】
図３に示されているように、半導体ウエハ裏面研削装置３０は半導体ウエハ２０を真空吸着保持して回転する真空吸着テーブル３１と、真空吸着テーブル３１に対向して水平移動しながら回転される研削砥石３２とを備えている。半導体ウエハ２０の裏面２４の研削に際して、半導体ウエハ２０の半導体素子形成面２１に貼り付けられた熱収縮性保護テープ２３が真空吸着テーブル３１に真空吸着される。真空吸着テーブル３１は毎分５０〜２００回転で回転される。研削砥石３２としてはメッシュが＃４００〜＃２０００の砥石が使用され、研削砥石３２は毎分４０００〜６０００回転で回転される。
【００２４】
図１に示された半導体ウエハ裏面ウエットエッチング処理工程５においては、図４に示されているように、薄仕上げ加工された半導体ウエハ（以下、薄仕上げウエハという。）２５の研削面２６がスピンエッチング装置４０によってウエットエッチング処理される。このウエットエッチング処理により、半導体ウエハ裏面研削工程４によって薄仕上げウエハ２５の研削面２６に形成された研削加工歪層（図示せず）が除去される。
【００２５】
図４に示されているように、スピンエッチング装置４０は薄仕上げウエハ２５を真空吸着保持して回転するスピンヘッド４１と、スピンヘッド４１に対向して水平移動しながらエッチング液４３を供給するエッチング液供給ノズル４２とを備えている。薄仕上げウエハ２５の研削面２６のウエットエッチング処理に際して、研削面２６側が上向きにされて薄仕上げウエハ２５の半導体素子形成面２１に貼り付けられた熱収縮性保護テープ２３がスピンヘッド４１に真空吸着保持される。スピンヘッド４１は毎分３００〜１５００回転で回転される。例えば、エッチング液４３としては、シリコンウエハの場合には弗酸と硝酸との混酸が使用される。エッチング液４３は回転する薄仕上げウエハ２５に対して水平移動するノズル４２から薄仕上げウエハ２５の研削面２６の上に供給される。このようにして薄仕上げウエハ２５の研削面２６に回転させながら供給されるエッチング液４３によって薄仕上げウエハ２５の研削面２６がウエットエッチング処理されることにより、薄仕上げウエハ２５の研削面２６の研削加工歪層が除去され、エッチング処理面２７（図５参照）が形成される。
【００２６】
図１に示された熱収縮性保護テープ除去工程６においては、図５に示されているように、熱収縮性保護テープ２３が熱収縮性保護テープ除去装置５０によって除去される。
【００２７】
図５に示されているように、熱収縮性保護テープ除去装置５０は薄仕上げウエハ２５を真空吸着保持して回転するスピンチャック５１と、スピンチャック５１に対向して水平移動しながら温水５３を供給するノズル５２とを備えている。熱収縮性保護テープ２３の除去に際して、熱収縮性保護テープ２３が上に向けられた状態で、薄仕上げウエハ２５のエッチング処理面２７がスピンチャック５１に真空吸着保持される。スピンチャック５１は毎分１００〜１５００回転で回転される。温水５３としては８０〜９０℃の純水が使用される。温水５３は回転する薄仕上げウエハ２５に対して水平移動するノズル５２から熱収縮性保護テープ２３の上に供給される。このようにして温水５３が供給されると、図５に示されているように、熱収縮性保護テープ２３は回転中心に向かって熱収縮するため、熱収縮性保護テープ２３の周辺部が耐熱性保護テープ２２の上から剥離する。図示しないが、周辺部が剥離した熱収縮性保護テープ２３はクランパによって機械的に把持されて、耐熱性保護テープ２２の上から剥離される。
【００２８】
以上のようにして熱収縮性保護テープ２３が耐熱性保護テープ２２の上から除去された後に、スピンチャック５１が毎分１００〜１５００回転で回転され、ノズル５２が水平方向に往復移動されながら温水５３が供給される。この作業により、耐熱性保護テープ２２の表面および薄仕上げウエハ２５の外周面が温水５３によって洗浄される。
【００２９】
薄仕上げウエハ２５の耐熱性保護テープ２２および外周面が洗浄されると、スピンチャック５１に保持された薄仕上げウエハ２５はウエハ反転機構（図示せず）によって反転され、エッチング処理面２７側を上向きにした状態でスピンチャック５１に真空吸着保持される。続いて、前述した耐熱性保護テープ２２側に対する洗浄作業と同様にして、薄仕上げウエハ２５のエッチング処理面２７が温水５３によって洗浄される。
【００３０】
図１に示されたウエハ裏面金被膜形成工程７においては、図６（ａ）に示されているように、薄仕上げウエハ２５のクリーンなエッチング処理面２７に金属膜としての金（Ａｕ）被膜２８が図６（ｂ）に示されたスパッタリング装置６０によって被着される。
【００３１】
図６（ｂ）に示されているように、スパッタリング装置６０はスパッタ室６２を形成するチャンバ６１と、スパッタ室６２に上下で対向するように設置された一対のアノード電極６３およびカソード電極６４と、両電極６３、６４間に高電圧を印加する直流電源６５と、アノード電極６３に薄仕上げウエハ２５を保持させるための押さえ具６６と、アノード電極６３を冷却するための冷却水路６７と、カソード電極６４に保持されるターゲット６８と、スパッタ室６２を真空排気するための排気路６９と、スパッタ室６２にアルゴン（Ａｒ）ガスを供給するガス供給路７０とを備えている。
【００３２】
スパッタリングに際して、薄仕上げウエハ２５は耐熱性保護テープ２２を接触面としてアノード電極６３に当接され、押さえ具６６によって保持される。他方、負電位が印加されるカソード電極６４には薄仕上げウエハ２５のエッチング処理面２７に金被膜２８を被着するために金から成るターゲット６８が当接されて保持される。その後、アノード電極６３とカソード電極６４間には高電圧が直流電源６５によって印加される。耐熱性保護テープ２２の耐熱温度が１５０℃である場合には、アノード電極６３が冷却水路６７によって冷却され、１５０℃以下に維持される。スパッタ室６２は排気路６９を通じて真空ポンプ（図示せず）によって真空排気され、１０-5〜１０-6Ｐa の高真空状態に保たれる。また、スパッタ室６２にはアルゴンガス７１がガス供給路７０によって供給される。
【００３３】
直流電源６５の高電圧の印加によりアノード電極６３とカソード電極６４とが放電しプラズマ７３が形成される。正イオン化したアルゴンガス７２が負電位のターゲット６８に衝突し、金原子７４がスパッタリングされ、正電位に帯電した薄仕上げウエハ２５のエッチング処理面２７に金原子７４が吸着され、エッチング処理面２７に金被膜２８が被着される。本実施の形態においては、厚さ１０００ｎｍの金被膜２８が薄仕上げウエハ２５のエッチング処理面２７の上にターゲット６８のスパッタリングによって被着される。薄仕上げウエハ２５の冷却手段は前述の方法に限定されることなく、アルゴン（Ａｒ）ガス等を吹き付けることによって薄仕上げウエハ２５をダイレクトに冷却してもよい。
【００３４】
図１に示されたダイシングテープ貼付工程８においては、図７（ａ）に示されているように、ダイシングテープ８１が金被膜２８に貼り付けられる。すなわち、ダイシングテープ８１は薄仕上げウエハ２５よりも大径のリング形状に形成されたダイシングフレーム８２の裏面に貼り付けられており、ダイシングテープ８１のダイシングフレーム８２側の貼付面に薄仕上げウエハ２５が同心的に配置されて、金被膜２８が貼り付けられる。例えば、ダイシングテープ８１としては、紫外線硬化性ダイシングテープが使用される。
【００３５】
図１に示された耐熱性保護テープ剥離工程９においては、図７（ｂ）に示されているように、ダイシングテープ８２を真空吸着テーブル８３によって真空吸着した状態で、耐熱性保護テープ２２に強粘着テープ８４を粘着させて耐熱性保護テープ２２を引っ張って半導体素子形成面２１から剥離する。
【００３６】
その後、図１に示された半導体ウエハダイシング工程１０において、図７（ｃ）に示されているように、ダイシングテープ８１に貼付された薄仕上げウエハ２５は半導体チップ２９にダイシングされる。
【００３７】
図８は本発明の実施の形態２である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【００３８】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程のうち前記実施の形態と異なる工程は、熱収縮性保護テープの代わりに紫外線硬化性保護テープが耐熱性保護テープの上に貼付される紫外線硬化性保護テープ貼付工程３Ａと、紫外線硬化性保護テープが剥離される工程６Ａと、半導体ウエハの裏面がウエットエッチングの代わりにドライエッチングによって処理される半導体ウエハ裏面ドライエッチング処理工程５Ａと、金被膜の代わりにＴｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜が半導体ウエハの裏面に形成される半導体ウエハ裏面Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜形成工程７Ａとである。
【００３９】
なお、図８に示された耐熱性保護テープ貼付工程２においては、半導体ウエハ裏面ドライエッチング処理工程５Ａおよび半導体ウエハ裏面Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜形成工程７Ａにおいて半導体ウエハ２０に作用する温度に耐え得る耐熱性保護テープ２２が半導体素子形成面２１に貼り付けられる。
【００４０】
図８に示された紫外線硬化性保護テープ貼付工程３Ａにおいては、耐熱性保護テープ２２の上に紫外線硬化性保護テープ（図示せず）が貼り付けられる。
【００４１】
図８に示された半導体ウエハ裏面研削工程４においては、図３で参照されるように、半導体素子形成面２１に耐熱性保護テープ２２および紫外線硬化性保護テープが貼付された半導体ウエハの裏面が半導体ウエハ裏面研削装置３０によって研削され、半導体ウエハの厚さが１００μｍ以下に薄仕上げされる。
【００４２】
図８に示された紫外線硬化性保護テープ剥離工程６Ａにおいては、紫外線硬化性保護テープに紫外線（例えば、照度が２２０ｍＷ／ｃｍ2 、光量が４４０ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線）が照射される。この照射により、紫外線硬化性保護テープの粘着力は約８００ｇ／２５ｍｍから約３０ｇ／２５ｍｍ以下に低下される。
【００４３】
次いで、図７（ｂ）で参照されるように、紫外線硬化性保護テープに強粘着テープ８４が貼り付けられて、強粘着テープ８４により紫外線硬化性保護テープが耐熱性保護テープ２２の上から剥離される。
【００４４】
図８に示された半導体ウエハ裏面ドライエッチング処理工程５Ａにおいては、耐熱性保護テープ２２が半導体素子形成面２１に貼付された状態で、耐熱性保護テープ２２の温度を１５０℃以下に保ちながら、ウエハ裏面研削面がＣＦ4 ガスを使用したドライエッチング装置（図示せず）によってドライエッチングされる。このドライエッチング処理により、薄仕上げウエハ２５の研削面２６の研削加工歪層が除去される。
【００４５】
図８に示された半導体ウエハ裏面Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜形成工程７Ａにおいては、図６で参照されるように、耐熱性保護テープ２２が半導体素子形成面２１に貼付された状態で、耐熱性保護テープ２２の温度を１５０℃以下に保ちながら、薄仕上げウエハ２５のクリーンなエッチング処理面２７にＴｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜が５００ｎｍ厚さにスパッタリング装置によって被着される。
【００４６】
図８に示されたダイシングテープ貼付工程８においては、図７（ａ）で参照されるように、ダイシングテープ８１が半導体ウエハ裏面のＴｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜形成面に貼り付けられる。
【００４７】
図８に示された耐熱性保護テープ剥離工程９においては、図７（ｂ）で参照されるように、耐熱性保護テープ２２が半導体素子形成面２１から剥離される。
【００４８】
図８に示された半導体ウエハダイシング工程１０においては、図７（ｃ）で参照されるように、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜形成面にダイシングテープ８１が貼り付けられた状態で薄仕上げウエハ２５が半導体チップ２９にダイシングされる。
【００４９】
図９は本発明の実施の形態３である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【００５０】
本実施の形態が前記実施の形態１と異なる点は、半導体ウエハ裏面研削工程４の代わりに半導体ウエハ裏面研磨（ラップ）工程４Ｂを備えており、半導体ウエハ裏面ウエットエッチング処理工程５が省略されている点である。
【００５１】
図１０は本発明の実施の形態４である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【００５２】
本実施の形態が前記実施の形態１と異なる点は、耐熱性保護テープ貼付工程２の代わりに紫外線硬化性保護テープ貼付工程２Ｃを備えているとともに、耐熱性保護テープ剥離工程９の代わりに紫外線硬化性保護テープ剥離工程９Ｃを備えており、また、半導体ウエハ裏面金被膜形成工程７が省略されている点である。ちなみに、紫外線硬化性保護テープ剥離工程９Ｃは前記実施の形態２の紫外線硬化性保護テープ剥離工程６Ａと同様である。
【００５３】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５４】
例えば、半導体ウエハ裏面金属膜形成工程の実施方法としては、スパッタリング方法を使用するに限らず、真空蒸着法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法等を使用してもよいし、低温処理を狙った真空蒸着法の一種であるイオンプレーティング法や、メッキ法等を使用することができる。
【００５５】
また、熱収縮性保護テープとしては、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体のフッ素樹脂を、伸延温度１５０〜２００℃のロール伸延方法等で１０％以上伸延し、室温にて厚さ８０μｍ程度の熱収縮フィルムに仕上げたものを用いてもよい。ちなみに、伸延した温度に再加熱することにより熱収縮するフィルムを熱収縮させる熱源としては、赤外線ランプ加熱や窒素ガスブロー加熱でもよい。
【００５６】
前記実施の形態においては、各層毎に剥離可能な二層以上の保護部材を貼り付ける方法として、複数回に分けて保護部材を貼り付けたが、これに限定されることなく、例えば、剥離可能な二層以上の保護部材として構成した保護部材を半導体形成素子面に一回で貼付けてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００５８】
（１）各層毎に分離可能な二層以上の保護部材を半導体ウエハの半導体素子形成面に貼付し、半導体ウエハの裏面を薄仕上げ処理した後に、二層以上の保護部材の少なくとも表層部の保護部材を剥離することにより、半導体ウエハ裏面の薄仕上げ処理時に表層部の保護部材に付着した研削加工屑や研磨加工屑、エッチング処理時の付着異物およびスピンチャックマーク付着異物等の半導体ウエハへの付着異物を除去することができるため、半導体ウエハを付着異物数が少ない清浄（クリーン）な状態でダイシングすることができる。
【００５９】
（２）前記（１）により、半導体ウエハ薄仕上げ処理後の半導体ウエハ裏面化学的エッチング処理（薬液によるウエットエッチング処理等）工程、半導体ウエハ裏面物理化学的エッチング処理（反応ガスによるドライエッチング処理等）工程、半導体ウエハ裏面金属膜形成処理（真空蒸着方法、スパッタリング方法、ＣＶＤ方法、メッキ処理等）工程およびダイシング工程への薄仕上げ半導体ウエハからの持ち込み異物を減少させて清浄な状態で処理することができるため、半導体ウエハ付着異物に起因する半導体素子欠陥不良を低減させることができる。
【００６０】
（３）半導体ウエハを保護部材によって常に補強しながら、半導体ウエハ薄仕上げ処理することにより、半導体ウエハ薄仕上げ処理工程で、半導体ウエハの剛性を保つことができるとともに、半導体ウエハの反り量や撓み量を減少させることができるため、半導体ウエハハンドリング時に、半導体ウエハの剛性低下や反り、撓みに起因する半導体ウエハのチッピングや割れを低減することができる。
【００６１】
（４）薄仕上げ加工した半導体ウエハを保護部材によって補強しながら、薄仕上げ加工された半導体ウエハ裏面に裏面電極膜を形成することができるため、裏面電極膜残留内部応力に伴う半導体ウエハの反りの発生を防止することができる。また、裏面電極膜形成前後の半導体ウエハのハンドリング時も半導体ウエハを保護部材によって補強しながら、ハンドリングすることができるため、半導体ウエハにチッピングや割れを生じさせることなく、高品質な薄形の半導体ウエハの裏面電極を形成することができる。
【００６２】
（５）薄仕上げ加工した半導体ウエハおよび薄仕上げ加工し裏面電極を形成した半導体ウエハを保護部材によって補強しながら、フレーム付きダイシングテープに貼付けることにより、薄仕上げ加工した半導体ウエハおよび薄仕上げ加工し裏面電極を形成した半導体ウエハにチッピングや割れを生じさせることなく、フレーム付きダイシングテープに貼付することができる。また、半導体ウエハをフレーム付きダイシングテープに貼付した後に、ダイシングテープによって半導体ウエハを補強しながら、半導体ウエハから保護部材を剥離することができるため、半導体ウエハにチッピングや割れを生じさせることなく、半導体ウエハから保護部材を剥離することができる。さらに、ダイシングテープに貼付した状態で、半導体チップにダイシングすることができるため、薄形化した半導体チップを割れ欠けなく高品質に製造することができる。
【００６３】
（６）素子形成面に貼付する保護部材として熱収縮性保護テープを使用することにより、薄仕上げ加工した半導体ウエハおよび薄仕上げ加工し裏面電極を形成した半導体ウエハから熱収縮性保護テープを剥離するに際して、温水によって熱収縮性保護テープを熱収縮させて剥離することができるため、剥離時に局所的な力が半導体ウエハに作用するのを防止することができ、保護部材の剥離に際して半導体ウエハの割れ欠けが発生するのを防止することができる。また、熱収縮性保護テープ剥離後に半導体ウエハの表裏面を面を温水や純水等で水洗浄することができるため、半導体ウエハに粘着剤や異物を残すことなく清浄度の高い薄仕上げ半導体ウエハおよび裏面電極付き薄仕上げ半導体ウエハを提供することができる。さらに、清浄度が高く割れ欠けの少ない高品質な薄仕上げ半導体チップおよび裏面電極付き薄仕上げ半導体チップを提供することができる。
【００６４】
（７）薄仕上げ加工した半導体ウエハからの保護部材を剥離する手段と、剥離後の半導体ウエハ洗浄手段が温水や常温水を用いた水洗浄方法によって達成することができるため、保護部材剥離手段と剥離後の半導体ウエハ洗浄手段を装置化する際に、コンパクト化および低価格化を図ることができ、また、処理プロセスの一体化を図ることができるため、半導体ウエハの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図２】（ａ）は前工程後の半導体ウエハを示す縦断面図、（ｂ）は耐熱性保護テープ貼付工程後の半導体ウエハを示す縦断面図、（ｃ）は熱収縮性保護テープ貼付工程後の半導体ウエハを示す縦断面図である。
【図３】半導体ウエハ裏面研削工程を示す縦断面図である。
【図４】半導体ウエハ裏面ウエットエッチング処理工程を示す縦断面図である。
【図５】熱収縮性保護テープ除去工程を示す縦断面図である。
【図６】（ａ）はウエハ裏面金被膜形成工程後を示す縦断面図、（ｂ）はその工程を示す縦断面図である。
【図７】（ａ）はダイシングテープ貼付工程後を示す縦断面図、（ｂ）は耐熱性保護テープ剥離工程後を示す縦断面図、（ｃ）は半導体ウエハダイシング工程後を示す縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図９】本発明の実施の形態３である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図１０】本発明の実施の形態４である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１…前工程、２…耐熱性保護テープ貼付工程、３…熱収縮性保護テープ貼付工程、４…ウエハ裏面研削工程、５…半導体ウエハ裏面ウエットエッチング処理工程、６…熱収縮性保護テープ除去工程、７…半導体ウエハ裏面金被膜形成工程、８…ダイシングテープ貼付工程、９…耐熱性保護テープ剥離工程、１０…半導体ウエハダイシング工程、２０…半導体ウエハ、２１…半導体素子形成面、２２…耐熱性保護テープ、２３…熱収縮性保護テープ、２４…裏面、２５…薄仕上げウエハ、２６…研削面、２７…エッチング処理面、２８…金被膜（金属膜）、２９…半導体チップ、３０…半導体ウエハ裏面研削装置、３１…真空吸着テーブル、３２…研削砥石、４０…スピンエッチング装置、４１…スピンヘッド、４２…エッチング液供給ノズル、４３…エッチング液、５０…熱収縮性保護テープ除去装置、５１…スピンチャック、５２…ノズル、５３…温水、６０…スパッタリング装置、６１…チャンバ、６２…スパッタ室、６３…アノード電極、６４…カソード電極、６５…直流電源、６６…押さえ具、６７…冷却水路、６８…ターゲット、６９…排気路、７０…ガス供給路、７１…アルゴンガス、７２…正イオン化したアルゴンガス、７３…プラズマ、７４…金原子、８１…ダイシングテープ、８２…ダイシングフレーム、８３…真空吸着テーブル、８４…強粘着テープ、２Ｃ…紫外線硬化性保護テープ貼付工程、３Ａ…紫外線硬化性保護テープ貼付工程、４Ｂ…半導体ウエハ裏面研磨（ラップ）工程、５Ａ…半導体ウエハ裏面ドライエッチング処理工程、６Ａ…紫外線硬化性保護テープ剥離工程、７Ａ…半導体ウエハ裏面Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ被膜形成工程、９Ｃ…紫外線硬化性保護テープ剥離工程。
Claims (7)
- 以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法：
（ａ）第一の主面に半導体素子を含む集積回路が形成された半導体ウエハの前記第一の主面に第一の保護テープを貼り付ける工程；
（ｂ）前記（ａ）工程の後、前記第一の保護テープ上に第二の保護テープを貼り付ける工程；
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記半導体ウエハの前記第一の主面と反対側の第二の主面を研削する工程；
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記第二の保護テープを除去する工程；
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記第一の保護テープが貼り付けられた前記半導体ウエハを次工程に搬送し、前記半導体ウエハの前記第二の主面にダイシングテープを貼り付ける工程；
（ｆ）前記（ｅ）工程の後、前記第一の保護テープを前記半導体ウエハから除去する工程。 - 前記第二の保護テープは、熱収縮性の材料からなり、
前記（ｅ）工程では、前記第二の保護テープに温水を供給することで、前記第二の保護テープを前記半導体ウエハから除去することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第二の保護テープは、紫外線硬化性の材料からなり、
前記（ｅ）工程では、前記第二の保護テープに紫外線を照射することで、前記第二の保護テープを前記半導体ウエハから除去することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記（ｈ）工程では、前記ダイシングテープを真空吸着テーブルに吸着した状態で、前記第一の保護テープに強粘着テープを粘着させ、前記第一の保護テープを引っ張ることで、前記半導体ウエハから前記第一の保護テープを剥離することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記（ｃ）工程の後、かつ、前記（ｄ）工程の前に、前記半導体ウエハの前記第二の主面をエッチングすることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記（ｄ）工程の後、かつ、前記（ｅ）工程の前に、前記半導体ウエハの前記第二の主面に金属膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記（ｆ）工程の後、前記半導体ウエハをダイシングし、半導体チップを取得することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
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