半导体装置的制造方法

半导体装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种半导体装置的制造方法。在半导体装置的制造方法中，在第1基板的一方的主面上设置第1粘接剂层。经由第2粘接剂层贴合第1基板和第2基板，对于第2粘接剂层，具有热硬化性，与贴合在第1基板的第2基板及第1基板之间的粘附力比与第1粘接剂层间的粘附力大，以及覆盖第1粘接剂层的表面。研磨第1基板的另一方的主面，薄化第1基板。向第2粘接剂层的周边部施加物理的力，形成沿着第2粘接剂层的外周的环状的切口部。在第1粘接剂和第2粘接剂的界面分离第1基板和第2基板。切口部形成为，外周位于比第2粘接剂层的外周更靠内侧，内周比第1粘接剂层的外周更靠内侧，并且，在与第2基板间留下第2粘接剂层。
【专利说明】半导体装置的制造方法
[0001] 相关专利申请
[0002] 本申请享受以日本申请专利2013-58229号（申请日：2013年3月21日）作为 基础申请的优先权。本申请通过参照这个基础申请而包含基础申请的全部的内容。

【技术领域】
[0003] 本发明的实施方式涉及半导体装置的制造方法。

【背景技术】
[0004] 以前，存在以下步骤：通过粘接剂贴合半导体晶片等的基板和支持基板，研磨并薄 化由支持基板支持的基板，然后，对基板实施用于器件形成的加工等，并从支持基板剥离。
[0005] 在涉及的步骤中，需要通过支持基板坚固地支持研磨中的基板，对于基板和支持 基板的粘接，采用粘接力比较高的粘接剂。因此，存在从支持基板剥离基板的工作时间增大 这样的问题。


【发明内容】

[0006] 本发明的一实施方式的目的在于提供一种能短时间从支持基板剥离基板的半导 体装置的制造方法。
[0007] 根据本发明的一实施方式，提供一种半导体装置的制造方法。半导体装置的制造 方法中，在第1基板的一方的主面上设置第1粘接剂层。经由第2粘接剂层贴合上述第1基 板和第2基板，其中对于上述第2粘接剂层，具有热硬化性，与贴合在上述第1基板的上述 第2基板及上述第1基板之间的粘附力比与上述第1粘接剂层间的粘附力大，以及覆盖上 述第1粘接剂层的表面。研磨上述第1基板的另一方的主面，薄化该第1基板。向上述第 2粘接剂层的周边部施加物理的力，形成沿着该第2粘接剂层的外周的环状的切口部。固 定上述第1基板侧，使上述第1粘接剂和上述第2粘接剂的界面剥离，从上述第1基板分离 上述第2基板。上述切口部形成为，外周位于比上述第2粘接剂层的外周更靠内侧且内周 位于比上述第1粘接剂层的外周更靠内侧，并且，在与上述第2基板间留下上述第2粘接剂 层。

【专利附图】

【附图说明】
[0008] 图1是表示第1实施方式涉及的半导体装置的制造方法的说明图。
[0009] 图2是表示第1实施方式涉及的半导体装置的制造方法的说明图。
[0010] 图3是表示第2实施方式涉及的半导体装置的制造方法的说明图。
[0011] 图4是表示第3实施方式涉及的半导体装置的制造方法的说明图。
[0012] 图5是表示第4实施方式涉及的半导体装置的制造方法的说明图。
[0013] 符号的说明
[0014] 1器件基板，2第1粘接剂层，3支持基板，4第2粘接剂层，5、5a，5b，5c切口部，6 剥离带，7刀片

【具体实施方式】
[0015] 以下，参照附图，详细地说明实施方式涉及的半导体装置的制造方法。再者，本发 明并非通过这个实施方式来限定。
[0016] (第1实施方式）
[0017] 以下，说明以下步骤：将形成半导体元件和/或集成电路的第1基板（以下，记载 为"器件基板"）和第2基板（以下，记载为"支持基板"）贴合，薄化由支持基板支持的器 件基板，然后，从支持基板剥离。
[0018] 图1及图2是表示第1实施方式涉及的半导体装置的制造方法的说明图。再者， 如图1及图2,模式地表示器件基板1和/或支持基板3的周边部、及其旁边的截面。
[0019] 第1实施方式涉及的半导体装置的制造方法中，首先，准备器件基板1和支持基板 3。在这里，器件基板1是半导体晶片。还有，支持基板3是包括玻璃和/或硅等，直径及厚 度与器件基板1大致上相同的圆盘状的基板。再者，支持基板3的直径、厚度等的形状不限 于此。
[0020] 继续，如图1 (a)所示，在器件基板1的一方的主面（在这里，上表面），设置第1粘 接剂层2。在这里，通过向器件基板1的上表面涂布例如采用聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、丙 烯、聚对苯二甲酸乙酯、氟树脂、氨甲酸酯树脂等的具有热塑性的粘接剂来形成第1粘接剂 层2。
[0021] 此时，在器件基板1的上表面的除了周边部的区域涂布具有热塑性的粘接剂。例 如，在器件基板1的周边部俯视从外周留下宽度3_左右的环状的非涂布区域，在器件基板 1的上表面涂布具有热塑性的粘接剂。再者，第1粘接剂层2,也可以取代具有热塑性的粘 接剂的涂布，通过形成具有上述的热塑性的材料的双面带进行粘贴。
[0022] 继续，如图1 (b)所示，在支持基板3的一方的主面（在这里，上表面），设置第2粘 接剂层4。在这里，通过向支持基板3的上表面涂布例如采用酚醛树脂、密胺、玻璃纤维增强 塑料等的具有热硬化性的粘接剂来形成第2粘接剂层4。
[0023] 此时，在支持基板3的上表面的全部，涂布比第1粘接剂层2厚的具有热硬化性的 粘接剂。还有，在这里，通过涂布与第1粘接剂层2之间的粘附力比与支持基板3及器件基 板1之间的粘附力小的粘接剂来形成第2粘接剂层4。
[0024] 继续，如图1(c)所示，将在表背面反转的器件基板1的一方的主面（在这里，下表 面）设置的第1粘接剂层2的表面、和第2粘接剂层4的表面压接，使器件基板1和支持基 板3贴合。
[0025] 在这里，形成为第2粘接剂层4的表面积比第1粘接剂层2的表面积大，而且，第2 粘接剂层4的一方比第1粘接剂层2厚。因此，第2粘接剂层4覆盖第1粘接剂层2的表 面，并且，覆盖没设置第1粘接剂层2的器件基板1的周边部。
[0026] 在这里，第2粘接剂层4和第1粘接剂层2的边界24的粘附力比较小，但是，第2 粘接剂层4和器件基板1的边界14以及支持基板3的边界34的粘附力比第2粘接剂层4 和第1粘接剂层2的边界24的粘附力大。因此，器件基板1，在周边部通过与支持基板3间 介入的第2粘接剂层4与支持基板3坚固地粘合。
[0027] 继续，如图1 (d)所示，研磨器件基板1的没设置第1粘接剂层2的另一方的主面， 薄化器件基板1。例如，在通过研磨机研磨器件基板1的另一方的主面之后，对研磨面通 过进行CMP (Chemical Mechanical Polishing :化学机械抛光），将器件基板1薄化到厚度 50um左右。此时，如图1 (d)所示，处于剩下器件基板1和第2粘接剂层4的边界14的状 态。
[0028] 此后，对器件基板1，实施形成TSV (Through Silicon Via :娃通孔）、布线、和连接 端子等（图示省略）的加工处理。进行加工处理的步骤中，包括多个热处理步骤。在涉及 的热处理步骤中，具有热塑性的第1粘接剂层2软化。但是，第2粘接剂层4,由于具有热硬 化性，不软化反而硬化。
[0029] 因此，反复热处理步骤，第1粘接剂层2也反复软化和硬化，第2粘接剂层4坚固 地保持器件基板1，因此抑制热处理步骤导致的器件基板1的变形。由此，能抑制器件基板 1的变形引起的成品率的降低。
[0030] 继续，从支持基板3剥离器件基板1。在这里，器件基板1，如图1(d)所示，通过第 2粘接剂层4在周边部（器件基板1和第2粘接剂层4的边界14)与支持基板3坚固地粘 合。
[0031] 因此，如图2 (a)所示，向第2粘接剂层4的周边部施加物理的（机械的）力形成 沿着第2粘接剂层4的外周的环状的切口部5,由此，除去包含器件基板1和第2粘接剂层 4的边界14的区域。
[0032] 具体地，从器件基板1的另一方的主面（在这里，上表面）侧，通过刀片（图示省 略），研磨器件基板1及第2粘接剂层4的周边部，除去包含器件基板1和第2粘接剂层4 的边界14的区域。再者，也可以从器件基板1及第2粘接剂层4的周面（在这里，侧面） 侧，研磨器件基板1及第2粘接剂层4的周边部，除去包含器件基板1和第2粘接剂层4的 边界14的区域。
[0033] 还有，在除去包含器件基板1和第2粘接剂层4的边界14的区域的场合，在支持 基板3的周边部上留下第2粘接剂层4。使切口部5的底面不到达支持基板3的表面。这 样，通过不损伤支持基板3形成切口部5,能够对支持基板3进行再利用。
[0034] 继续，如图2 (b)所示，使贴合器件基板1及支持基板3的结构的表面和背面反转， 将器件基板1的另一方的主面（在这里，下表面）向剥离带6贴合。在这里，作为剥离带6， 与器件基板1间的粘附力比第1粘接剂层2和第2粘接剂层4间的粘附力大。
[0035] 此时，器件基板1和支持基板3,通过在第1粘接剂层2和第2粘接剂层4的边界 24的比较小的粘附力粘合。因此，通过以比第1粘接剂层2和第2粘接剂层4间的比较小 的粘附力大的剥离力从器件基板1剥离支持基板3,如图2 (c)所示，能容易地从支持基板3 短时间剥离器件基板1。
[0036] 此后，从器件基板1除去剥离带6之后，通过溶剂洗涤残留在器件基板1上的第1 粘接剂层2,结束从支持基板3剥离器件基板1的工作。
[0037] 再者，第1实施方式中，在器件基板1侧设置第1粘接剂层2,在支持基板3侧设置 第2粘接剂层4之后，使第1粘接剂层2及第2粘接剂层4抵接，贴合器件基板1和支持基 板3,但是，这仅是一个例子，可以进行各种变形。
[0038] 例如，也可以在器件基板1的一方的主面上设置第1粘接剂层2之后，以覆盖第1 粘接剂层2的表面的方式设置第2粘接剂层4,此后，在第2粘接剂层4的表面上抵接支持 基板3,使器件基板1和支持基板3贴合。
[0039] 还有，也可以在支持基板3的主面上设置第2粘接剂层4,在第2粘接剂层4的表 面，设置面积比第2粘接剂层4小的第1粘接剂层2,在第1粘接剂层2的表面，抵接器件基 板1的一方的周面，使器件基板1和支持基板3贴合。
[0040] 如上述，第1实施方式中，经由覆盖在器件基板1的一方的主面设置的第1粘接剂 层2的具备热硬化性的第2粘接剂层4,贴合器件基板1和支持基板3。由此，在对器件基 板1实施热处理的场合，第2粘接剂层4抑制器件基板1的变形，能抑制器件基板1的变形 导致的成品率的降低。
[0041] 还有，第1实施方式中，通过向坚固地粘着器件基板1和支持基板3的第2粘接剂 层4的周边部施加物理的力，除去包含器件基板1和第2粘接剂层4的边界14的区域。因 此，能短时间除去将器件基板1和支持基板3坚固地粘着的器件基板1和第2粘接剂层4 的边界14的部分。
[0042] 由此，通过仅对支持基板3施加在第1粘接剂层2和第2粘接剂层4的边界24的 比较小的剥离力，以第1粘接剂层2和第2粘接剂层4的边界24为分界，能容易地从支持 基板3短时间剥离器件基板1。再者，如图2所示的切口部5是形状是一个例子。以下的实 施方式中，关于切口部5的形状的变形例来说明。
[0043] (第2实施方式）
[0044] 图3是表示第2实施方式涉及的半导体装置的制造方法的说明图。对于第2实施 方式涉及的半导体装置的制造方法，如图1所示的制造步骤之后进行的制造步骤与第1实 施方式不同。因此，如图3,表示如图1所示的制造步骤之后进行的制造步骤。还有，以下的 说明中，关于如图1及图2表示的构成要素相同的构成要素，附加与如图1及图2所示的符 号相同的符号，省略那个说明。
[0045] 第2实施方式中，如图3(a)所示，薄化器件基板1之后，在器件基板1的一方的主 面（在这里，上表面）的周边部，形成沿着第2粘接剂层4的外周的环状的沟作为切口部 5a〇
[0046] 具体地，从器件基板1的周边部的上表面向支持基板3侧开始研磨，在沟的底面到 达支持基板3之前结束研磨形成切口部5a。由此，与第1实施方式相同，能够进行支持基板 3的再利用。
[0047] 此时，以俯视环状的切口部5a的内周与第2粘接剂层4的外周一致（或比第2粘 接剂层4的外周更靠内侧）、外周位于比第2粘接剂层4的外周更靠内侧的方式形成切口部 5a。由此，除去包含器件基板1和第2粘接剂层4的边界14 (参照图1)的区域，器件基板1 和支持基板3成为根据粘附力比较小的第1粘接剂层2和第2粘接剂层4的边界24粘合 的状态。
[0048] 这样，不研磨第2粘接剂层4的外周部分，以留下的状态形成切口部5a。由此，能 抑制用于除去包含器件基板1和第2粘接剂层4的边界14(参照图1)的区域的研磨区域 狭窄，所以能缩短切口部5a的形成需要的研磨时间。
[0049] 继续，如图3 (b)所示，使贴合器件基板1及支持基板3的结构的表面和背面反转， 将器件基板1的另一方的主面（在这里，下表面）向剥离带6贴合。
[0050] 并且，通过以比第1粘接剂层2和第2粘接剂层4间的比较小的粘附力更大的剥 离力从器件基板1剥离支持基板3,如图3 (c)所示，能容易地从支持基板3短时间剥离器件 基板1。
[0051] 如上述，根据第2实施方式，通过抑制用于除去包含器件基板1和第2粘接剂层4 的边界14(参照图1)的区域的研磨区域狭窄，能缩短切口部5a的形成需要的研磨时间。因 此，能进一步缩短从支持基板3剥离器件基板1的工作时间。
[0052] (第3实施方式）
[0053] 图4是表示第3实施方式涉及的半导体装置的制造方法的说明图。对于第3实施 方式涉及的半导体装置的制造方法，如图1所示的制造步骤之后进行的制造步骤与第1实 施方式不同。因此，如图4,表示如图1所示的制造步骤之后进行的制造步骤。还有，以下的 说明中，关于如图1及图2表示的构成要素相同的构成要素，附加与如图1及图2所示的符 号相同的符号，省略那个说明。
[0054] 第3实施方式中，如图4(a)所示，薄化器件基板1之后，在器件基板1的一方的主 面（在这里，上表面）的周边部，形成直径比第2实施方式的切口部5a小的环状的沟作为 切口部5b。
[0055] 具体地，以俯视环状的切口部5b的内周及外周位于比第1粘接剂层2的外周更靠 内侧的方式形成切口部5b。由此，器件基板1和支持基板3成为在环状的切口部5b的内 侦h根据相对粘附力小的第1粘接剂层2和第2粘接剂层4的边界24b粘合的状态。
[0056] 涉及的切口部5b的形成位置中，外周至少比第1粘接剂层2的外周靠内侧即可。 因此，根据切口部5b，能容易且短时间进行调整切口部5b的形成位置的位置对合工作。
[0057] 还有，根据切口部5b，能缩小俯视的切口部5b的宽度，能进而缩短切口部5b的形 成需要的时间。再者，同样，在形成切口部5b的场合，在沟的底面到达支持基板3之前结束 研磨。由此，能够进行支持基板3的再利用。
[0058] 继续，如图4(b)所示，使贴合器件基板1及支持基板3的结构的表面和背面反转， 将器件基板1的另一方的主面（在这里，下表面）向剥离带6贴合。
[0059] 并且，通过以比第1粘接剂层2和第2粘接剂层4间的比较小的粘附力更大的剥 离力从器件基板1剥离支持基板3,如图3 (c)所示，能容易地从支持基板3短时间剥离器件 基板1。
[0060] 如上述，第3实施方式中，能容易且短时间进行调整切口部5b的形成位置的位置 对合工作。而且，通过进一步缩小俯视的切口部5b的宽度，能缩短切口部5b的形成时间。 因此，能进一步缩短从支持基板3剥离器件基板1的工作时间。
[0061] (第4实施方式）
[0062] 图5是表示第4实施方式涉及的半导体装置的制造方法的说明图。第4实施方式 涉及的半导体装置的制造方法，如图1所示的制造步骤之后进行的制造步骤与第1实施方 式不同。因此，如图5,表示如图1所示的制造步骤之后进行的制造步骤。还有，以下的说明 中，关于如图1及图2表示的构成要素相同的构成要素，附加与如图1及图2所示的符号相 同的符号，省略那个说明。
[0063] 第4实施方式中，如图5(a)所示，在俯视的器件基板1的外周和第2粘接剂层4 的外周之间，形成沿着第2粘接剂层4的外周的环状的沟作为切口部5c。
[0064] 具体地，以俯视环状的切口部5c的内周与器件基板1的外周一致、切口部5c的外 周位于比第2粘接剂层4的外周更靠内侧的方式，形成切口部5c。再者，同样，在形成切口 部5c的场合，沟的底面到达支持基板3之前结束研磨。由此，能够进行支持基板3的再利 用。
[0065] 继续，如图5(b)所示，从第2粘接剂层4的外周面向器件基板1和第1粘接剂层 2的界面插入刀片7。再者，此时，也可以从第2粘接剂层4的外周面向第1粘接剂层2和 第2粘接剂层4的边界24插入刀片7。
[0066] 在这里，在第2粘接剂层4的周边部，在插入刀片7之前预先形成切口部5c。由 此，从第2粘接剂层4的外周面到切口部5c的外周面的宽度为dl，从切口部5c的内周面到 第1粘接剂层2的宽度为d2,能通过刀片7使薄的第2粘接剂层4的周边部裂开。
[0067] 因此，如果没形成切口部5c，则刀片7的尖端不能容易到达第1粘接剂层2。由此， 器件基板1和支持基板3成为根据相对粘附力小的第1粘接剂层2和第2粘接剂层4的边 界24粘合的状态。
[0068] 继续，如图5 (c)所示，使贴合器件基板1及支持基板3的结构的表面和背面反转， 将器件基板1的另一方的主面（在这里，下表面）向剥离带6贴合。
[0069] 并且，通过以比第1粘接剂层2和第2粘接剂层4间的比较小的粘附力更大的剥 离力从器件基板1剥离支持基板3,如图5 (d)所示，能容易地从支持基板3短时间剥离器件 基板1。
[0070] 如上述，第4实施方式中，通过在器件基板1的外周和第2粘接剂层4的外周之间 设置切口部5c，能容易且短时间地使刀片7的尖端从第2粘接剂层4的外周面到达第1粘 接剂层2。
[0071] 由此，器件基板1和支持基板3成为根据相对粘附力小的第1粘接剂层2和第2 粘接剂层4的边界24粘合的状态。因此，同样，根据第4实施方式，能缩短从支持基板3剥 离器件基板1的工作时间。
[0072] 虽然说明本发明的几个实施例，但是这些实施例只是作为例示，而不是限定发明 的范围。这些实施例可以各种各样的形态实施，在不脱离发明的要旨的范围，可进行各种省 略、置换、变更。这些实施例及其变形也是发明的范围、要旨所包含的，同时也是权利要求的 范围所述的发明及其均等的范围所包含的。
【权利要求】
1. 一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤： 在第1基板的一方的主面上设置第1粘接剂层； 经由第2粘接剂层贴合上述第1基板和第2基板，其中，上述第2粘接剂层，具有热硬 化性，与贴合在上述第1基板的上述第2基板及上述第1基板之间的粘附力比与上述第1 粘接剂层间的粘附力大，并覆盖上述第1粘接剂层的表面； 研磨上述第1基板的另一方的主面，薄化该第1基板； 向上述第2粘接剂层的周边部施加物理的力，形成沿着该第2粘接剂层的外周的环状 的切口部； 固定上述第1基板侧，使上述第1粘接剂和上述第2粘接剂的界面剥离，从上述第1基 板分离上述第2基板； 其中，上述切口部形成为，外周位于比上述第2粘接剂层的外周更靠内侧且内周位于 比上述第1粘接剂层的外周更靠内侧，并且，在与上述第2基板间留下上述第2粘接剂层。
2. -种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤： 经由第1粘接剂层和第2粘接剂层以上述第1粘接剂成为在上述第1基板侧的方式贴 合上述第1基板的主面和第2基板，其中，上述第2粘接剂层，具有热硬化性，与贴合在上述 第1基板的上述第2基板及上述第1基板之间的粘附力比与上述第1粘接剂层间的粘附力 大，并覆盖上述第1粘接剂层的表面； 研磨上述第1基板的另一方的主面，薄化该第1基板； 向上述第2粘接剂层的周边部施加物理的力，形成沿着该第2粘接剂层的外周的环状 的切口部。
3. 如权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于， 上述切口部形成在包含上述第1基板和上述第2粘接剂层的边界的区域。
4. 如权利要求2或3所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，上述切口部，外周位 于比上述第2粘接剂层的外周更靠内侧。
5. 如权利要求2或3所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，上述切口部，内周位 于比上述第1粘接剂层的外周更靠内侧。
6. 如权利要求2或3所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，上述切口部形成为， 在与上述第2基板之间残留上述第2粘接剂层。
【文档编号】H01L21/683GK104064506SQ201310364759
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年3月21日
【发明者】高野英治 申请人:株式会社 东芝