[发明专利]半导体装置制造方法

说明书

本发明提供在经过其中制作有半导体元件的晶片的层叠而将半导体元件多层化的半导体装置制造方法中适于在避免晶片损坏的同时经由粘接剂接合将薄晶片多层化的方法。本发明的方法包括接合工序和移除工序。在接合工序中，经由粘接剂将具有支撑基板(S)、临时粘接剂层(2)及薄化晶片(1T)的层叠结构的加强晶片(1R)中的薄化晶片(1T)的背面(1b)侧、与晶片(3)的元件形成面(3a)侧接合。用于形成临时粘接剂层(2)的临时粘接剂含有：多元乙烯基醚化合物、具有两个以上羟基或羧基从而能够与多元乙烯基醚化合物形成聚合物的化合物、以及热塑性树脂。粘接剂包含含有聚合性基团的聚有机倍半硅氧烷。在移除工序中，将支撑基板(S)与薄化晶片(1T)之间的临时粘接剂层(2)所形成的临时粘接状态解除，进行支撑基板(S)的移除。

技术领域

本发明涉及具有包含多个半导体元件的层叠结构的半导体装置的制造方法。本申请主张在2018年10月23日向日本提出申请的日本特愿2018-199010号的优先权，将其内容援引于此。

背景技术

近年来，以半导体器件的进一步高密度化为主要目的，用于制造具有由多个半导体芯片或半导体元件在其厚度方向上集成而成的立体结构的半导体器件的技术的开发得到了发展。作为这样的技术之一，已知有所谓的WOW(Wafer on Wafer)工艺。在WOW工艺中，将分别在其中制作有多个半导体元件的给定数量的半导体晶片依次层叠，形成半导体元件在其厚度方向上多级配置的结构，并经过切割工序将该晶片层叠体单片化为半导体器件。

WOW工艺中的各半导体晶片的层叠例如可如下所述地进行。首先，经由粘接剂将待层叠的半导体晶片接合于给定的支撑基板。该半导体晶片经过晶体管形成工序、布线形成工序等，具有形成有多个半导体元件的一侧的面(元件形成面)和与其相反侧的背面，经由粘接剂使其元件形成面侧与支撑基板贴合。接下来，对于处于被支撑基板支撑的状态的该半导体晶片，通过对其背面侧的磨削而进行薄化。接下来，经由粘接剂使如此地进行了薄化后的半导体晶片(在元件形成面侧伴有支撑基板)的背面侧相对于厚的基础晶片、或者相对于预先层叠在了基础晶片上的薄的半导体晶片接合。然后，将支撑基板从伴有支撑基板而层叠的该半导体晶片的元件形成面侧移除(支撑基板除去工序)。关于这样的WOW工艺，例如记载于下述的专利文献1、2。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2010/032729号

专利文献2：日本特开2016-178162号

发明内容

发明所要解决的问题

作为用于实施如上所述的WOW工艺中的支撑基板除去工序的方法，已知有支撑基板的磨削除去、机械性剥离。然而，利用这些方法时，容易对所层叠的薄的半导体晶片局部地作用强应力，因此，容易导致该晶片损坏。

本发明是基于以上的情况而想到的，其目的在于在经过其中制作有半导体元件的晶片的层叠而使半导体元件多层化的半导体装置制造方法中，提供适于在避免晶片损坏的同时通过粘接剂接合将薄的晶片多层化的方法。

解决问题的方法

本发明提供的半导体装置制造方法包括如下所述的准备工序、薄化工序、接合工序、及移除工序。

在准备工序中，准备加强晶片。加强晶片具有层叠结构，所述层叠结构包含：具有元件形成面及与其相反的背面的晶片、支撑基板、以及在晶片的元件形成面侧与支撑基板之间的临时粘接剂层。晶片的元件形成面是经过晶体管形成工序、布线形成工序等而形成了多个半导体元件的一侧的面。临时粘接剂层用于实现支撑基板与晶片之间的临时粘接状态，用于形成临时粘接剂层的临时粘接剂含有：多元乙烯基醚化合物、具有两个以上能够与其乙烯基醚基反应而形成缩醛键的羟基或羧基从而能够与多元乙烯基醚化合物形成聚合物的化合物、以及热塑性树脂。加强晶片内的临时粘接剂层是通过使存在于晶片与支撑基板之间的临时粘接剂中生成上述聚合物并经过凝固形成而得到的。