專利名稱：半導體襯底夾具和半導體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及用于半導體襯底的夾具和利用此夾具制造半導體器件的方法，更具體地說，涉及半導體器件的制造方法以及利用此方法的用于半導體器件的夾具，制造方法包括步驟背研磨半導體襯底(晶片)的背面，用于分割為半導體元件的劃片步驟和鍵合步驟，此鍵合步驟包含拾取這種分割后的半導體元件并將其安裝到安裝設(shè)備上。
近來，隨著半導體封裝向著輕、薄、短和小發(fā)展的需要，相關(guān)的晶片也變得更薄。
在每個步驟中，例如在背研磨步驟中，當晶片的厚度低于100μm時，利用傳統(tǒng)的方法進行晶片的傳輸和半導體的制造工藝在技術(shù)上是非常困難的。為此，需要一種可靠傳輸和用更薄的晶片進行半導體制造工藝的方法。
背景技術(shù)：
通常，在由背研磨半導體襯底(下文也稱為晶片)、通過劃片將晶片分割為單半導體元件和將分割的半導體元件粘結(jié)到例如安裝基底上所構(gòu)成的制造步驟中，將晶片附著到帶上進行傳輸和預(yù)定的工藝。下面參考圖1描述每個制造步驟。
首先，如圖1A所示，將電路形成表面附著到保護帶2上(附著步驟)。接著，如圖1B所示，將晶片1安裝到吸盤4上，通過旋轉(zhuǎn)研磨磨石3背研磨晶片1的背面(背研磨步驟)。結(jié)果，減薄了晶片1。
其次，將芯片(die)附著膜(未示出)附著到減薄的晶片1的背面(芯片附著安裝步驟)。
接著，如圖1C所示，剝離附著到晶片1上保護帶2，將晶片1的背面附著到劃片帶6上(帶的再施加步驟)。先前在具有框架形狀的框5中設(shè)置劃片帶6。
然后，如圖1D所示，利用劃片鋸7沿著預(yù)定的劃片線切割晶片1，將晶片分為半導體元件10(分割步驟)。
利用上推銷釘11穿過劃片帶6在分割的半導體元件的背面壓分割后的半導體元件10，結(jié)果，半導體元件10從劃片帶6剝離，如圖1E所示。吸頭8位于與上推銷釘11相對的上表面上，通過吸頭8吸住并保持剝離的半導體元件10(拾取步驟)。
當吸頭移動時，將由吸頭8保持的半導體元件10傳輸?shù)桨惭b基底9，并通過芯片附著膜粘結(jié)到安裝基底9的預(yù)定位置。通過這些步驟，減薄和分割了形成晶片1上的半導體元件10，然后將其安裝到安裝基底9上。
通過背研磨步驟，非常薄晶片1翹曲，這是傳統(tǒng)厚度不會出現(xiàn)的問題。晶片1的減薄不僅僅是晶片絕對強度減小的直接原因。當晶片1翹曲時，影響了背研磨步驟之后的每個步驟的進行，同時晶片的傳輸變?yōu)榱似屏咽У囊蛩亍?br> 在帶的再施加步驟中，上述問題尤其嚴重。換句話說，在帶施加步驟過程中，如果晶片1很薄，氣泡很可能進入晶片1和劃片帶6之間。
當氣泡進入時，晶片1和劃片帶6在氣泡存在的位置不粘結(jié)，這樣就降低了晶片1和劃片帶6之間的粘結(jié)強度。此外，當加熱時，氣泡膨脹，晶片1和劃片6進一步彼此分離。因此，當氣泡進入時，有一種可能性是在接著進行的步驟中(例如，分割步驟)不能順利地進行正常的工序，降低半導體制造工序的產(chǎn)量，更糟糕的是，晶片1會由于氣泡的膨脹而破裂。
另一方面，在考慮剝離保護帶時，當剝離保護帶2時，晶片1可能破裂，或晶片1會從剝離開始處的周邊剝離，然后破裂。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的總的目的是提供一種用于保持半導體襯底的夾具和利用此夾具制造半導體器件的方法，此夾具對減薄的半導體襯底只有極小的影響，用于抑制由于半導體襯底缺少強度而引起的毀壞；通過本發(fā)明的下列措施實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的。
通過利用半導體襯底夾具制造半導體器件的方法來實現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中方法包括步驟將半導體襯底平整地固定到半導體襯底夾具上，以便防止在半導體襯底中出現(xiàn)翹曲；在固定到半導體襯底夾具的同時將半導體襯底劃為多個半導體元件。
根據(jù)本發(fā)明，由于在沒有翹曲的情況下將半導體襯底固定到半導體襯底夾具上，可以順利地進行半導體襯底地劃片步驟。
通過利用半導體襯底夾具的半導體器件的制造方法進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，包括步驟將半導體襯底平整地固定到半導體襯底夾具上，以便防止在半導體襯底中出現(xiàn)翹曲；在附著到半導體夾具上的同時背研磨半導體襯底。
根據(jù)本發(fā)明，由于半導體襯底在沒有翹曲的情況下固定到半導體襯底夾具上，可以順利地進行半導體襯底的背研磨步驟。
本發(fā)明的目的還通過用于在半導體襯底上設(shè)置膜的半導體襯底夾具來實現(xiàn)，其中夾具具有框架和設(shè)置在框架內(nèi)的膨脹件，膨脹件通過在其內(nèi)供應(yīng)流體而變形的同時增加或減小體積；使形狀變形以便當體積增加時，膨脹件與膜的接觸部分從膜的中心向外擴大，將設(shè)置在半導體襯底和膨脹件之間的膜壓抵在半導體襯底上。
根據(jù)本發(fā)明，當膨脹件的體積增加時，設(shè)置在半導體襯底和膨脹件之間的膜變形，使得從中心向外逐漸推向半導體襯底，這樣當膨脹件變形時，將半導體襯底和膜之間的空氣(氣泡)從中心向外推出。
因此，防止了氣泡留在半導體襯底和膜之間，后續(xù)的制造步驟可以順利地進行，這樣防止了由氣泡引起的半導體襯底的破裂失效。
本發(fā)明的上述目的還通過利用上述半導體夾具的半導體器件的制造方法來實現(xiàn)。其中方法具有步驟
利用作為膜的第一粘結(jié)帶將半導體襯底的電路形成表面附著到半導體襯底夾具上；在附著到半導體襯底夾具上的同時，背研磨半導體襯底的背面；將半導體襯底再施加和固定到第二半導體襯底夾具上，以便露出電路形成表面；通過劃片將固定在第二半導體襯底夾具上的半導體襯底分割為多個半導體元件；從第二半導體襯底夾具拾取分割的半導體元件。
根據(jù)本發(fā)明的上述方法，由于采用半導體襯底夾具，防止了氣泡留在半導體襯底和第一粘結(jié)帶之間，在背研磨步驟中將半導體襯底牢固地保持在半導體襯底夾具上。這樣，順利地進行背研磨步驟。
本發(fā)明的目的還通過利用半導體襯底夾具的半導體器件制造的方法來實現(xiàn)，其中方法包括步驟利用作為膜的第一粘結(jié)帶，將半導體襯底的電路形成表面附著到半導體襯底夾具上；在附著到半導體襯底夾具上的同時背研磨半導體襯底的背面；通過劃片，將固定在半導體襯底夾具上的、背研磨了的半導體襯底分割為多個半導體元件；在第二半導體襯底夾具上再施加和固定所有的半導體元件，以便共同露出電路形成表面；和從第二半導體襯底夾具上拾取分割了的半導體襯底。
如上所述，背研磨步驟完成之后，可以在分割步驟進行之前或之后進行帶的再施加步驟。
本發(fā)明的目的還通過利用上述半導體襯底夾具的半導體器件的制造方法來實現(xiàn)，其中此方法包括步驟利用作為膜的第一粘結(jié)帶，將半導體襯底的電路形成表面附著到半導體襯底夾具上；在附著到半導體襯底夾具上的同時，背研磨半導體襯底的背面；通過劃片，將固定到第二半導體襯底夾具上的、背研磨了的半導體襯底分割為多個半導體元件；從第二半導體襯底夾具上拾取每個分割了的半導體元件，上下翻轉(zhuǎn)拾取的半導體元件。
根據(jù)本發(fā)明的上述方法，由于不存在帶的再施加步驟，防止了對半導體襯底的毀壞，在再施加時，氣泡不可能進入半導體襯底和粘結(jié)帶之間。
本發(fā)明的目的還通過利用上述半導體襯底夾具的半導體器件的制造方法來實現(xiàn)，其中此方法包括步驟利用作為膜的第一粘結(jié)帶，將半導體襯底的電路形成表面附著到半導體襯底夾具上；通過劃片將固定在半導體襯底夾具上的半導體襯底分割為多個半導體元件；共同背研磨附著到半導體襯底夾具上的多個半導體元件的背面；將半導體元件共同再施加和固定到第二半導體夾具上，以便露出電路形成表面；和從第二半導體襯底夾具拾取每個半導體元件。
本發(fā)明的目的通過利用上述半導體襯底夾具的半導體器件的制造方法來實現(xiàn)，其中此方法包括步驟利用作為膜的第一粘結(jié)帶，將半導體襯的電路形成表面附著到半導體襯底夾具上；通過劃片將固定在半導體襯底夾具上的半導體襯底分割為多個半導體元件；背研磨附著于半導體襯底夾具上的多個分割了的半導體元件的背面；和從第二半導體襯底夾具上拾取每個分割了的半導體元件，將將拾取的半導體元件上下翻轉(zhuǎn)；當采用上述方法，通過在分割步驟完成之后進行背研磨步驟，增加了半導體元件的強度。此外，由于排除了再施加步驟，防止了半導體元件的毀壞和氣泡進入半導體元件和粘結(jié)帶之間。
本發(fā)明的目的通過用于在半導體襯底上設(shè)置膜的半導體襯底夾具來實現(xiàn)，其中夾具包括具有底部的框架；同心設(shè)置在框架中的多個環(huán)狀件組，其構(gòu)成使得各個環(huán)狀件在垂直于半導體襯底的方向上可移動，從外周向內(nèi)周，在垂直于半導體襯底的方向上的環(huán)狀件的高度逐漸增加；用于向框架的底部偏移每個環(huán)狀件的偏移件；和通過在框架內(nèi)操作運動接觸環(huán)狀件的操作件，用來在從框架的底部隔離環(huán)狀件的方向上偏移抵抗偏移件的偏移力；其中每個環(huán)狀件都移動，以便在操作件的操作下，將設(shè)置在半導體襯底和環(huán)狀件組之間的膜逐漸從中心向外壓向半導體襯底。
根據(jù)本發(fā)明的上述方法，在操作件的操作下，每個環(huán)狀件都獨立地移動并逐漸將膜從中心向外壓向半導體襯底。這樣，隨著環(huán)狀件的運動，從中心向外將半導體襯底和膜之間的空氣(氣泡)擠出。
因此，防止氣泡存在于半導體襯底和膜之間，可以順利地進行后續(xù)制造步驟，并且防止了由氣泡的進入而導致的對半導體襯底的毀壞。
本發(fā)明的目的通過利用半導體襯底夾具的半導體器件的制造方法來實現(xiàn)，其中此步驟包括步驟利用作為膜的第一粘結(jié)帶，將半導體襯底的電路形成面附著到半導體襯底夾具上；在附著到半導體襯底夾具上的同時，背研磨半導體襯底的背面；芯片附著安裝，在半導體襯底的背面設(shè)置芯片附著材料；將半導體襯底再施加和附著到半導體襯底夾具上，露出電路形成表面；通過劃片將固定在第二半導體襯底夾具上的半導體襯底分割為多個半導體元件；和從第二半導體襯底夾具上拾取每個分割了的半導體元件。
根據(jù)本發(fā)明的上述方法，防止了氣泡進入半導體襯底和第一粘結(jié)帶之間，在背研磨步驟中半導體襯底由半導體襯底夾具牢固地保持。這樣，可以順利地進行背研磨步驟。
本發(fā)明的目的通過用于將膜設(shè)置到半導體襯底上的半導體襯底夾具來實現(xiàn)，其中夾具包括框架；設(shè)置在框架內(nèi)的多孔件，使其與膜相對；在框架內(nèi)形成的真空孔，用來給多孔件提供負壓。
具有上述半導體襯底夾具，由于通過施加給多孔件的負壓，膜被吸到半導體襯底夾具上，因此可以防止氣泡進入膜和半導體襯底之間，這樣使膜平整。
本發(fā)明的目的通過半導體襯底的制造方法來實現(xiàn)，包括步驟利用雙面帶將半導體襯底的電路形成表面附著到透光的半導體襯底夾具上，雙面帶的兩面上涂覆有粘結(jié)劑，粘結(jié)劑具有紫外線固化特性；背研磨附著到半導體襯底夾具上的半導體襯底的背面；通過半導體襯底將紫外線照射到具有紫外線固化特性的粘結(jié)劑上；將芯片附著膜設(shè)置到半導體襯底的背面上的再施加過程，將半導體襯底再施加和固定到第二半導體襯底夾具上，然后露出電路形成表面；通過劃片將固定在第二半導體襯底夾具上的半導體襯底分割為多個半導體元件；從第二半導體襯底夾具上拾取每個分割了的半導體元件。
根據(jù)本發(fā)明的上述方法，當選擇透光材料用作半導體襯底夾具時，即使在半導體襯底粘結(jié)到半導體襯底夾具上的情況下，也可以在帶的再施加步驟中通過半導體襯底夾具將紫外線照射到具有紫外線固化特性的粘結(jié)劑上。
本發(fā)明的目的通過半導體襯底夾具來實現(xiàn)，此半導體襯底夾具包括第一夾具，具有吸取半導體襯底的第一吸氣機構(gòu)；
第二夾具，具有吸取半導體襯底的第二吸氣機構(gòu)；第一和第二夾具可拆卸地構(gòu)成，且獨立吸取半導體襯底。
根據(jù)本發(fā)明地上述夾具，由于第一和第二吸氣機構(gòu)可以獨立地吸取半導體襯底，可以獨立地將半導體襯底安裝到第一或第二夾具上。這樣，當?shù)谝粖A具和第二夾具結(jié)合時，可以利用第一吸取結(jié)構(gòu)和第二吸氣機構(gòu)吸取半導體襯底。
因此，當從第一吸氣機構(gòu)到第二吸氣機構(gòu)轉(zhuǎn)換吸氣時，在第一吸氣機構(gòu)仍然吸氣時，第二吸氣機構(gòu)的吸氣開始，然后關(guān)閉第一吸氣機構(gòu)的吸氣，這樣，連續(xù)吸取半導體襯底。即使減薄了半導體襯底，由于半導體襯底由第一或第二夾具保持，防止了半導體襯底的翹曲。


現(xiàn)在將參考

本發(fā)明的最佳實施例，其中圖1A-1E是用于說明傳統(tǒng)的半導體器件制造方法的流程圖；圖2A是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體襯底夾具的頂視圖；圖2B是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體襯底夾具的截面圖；圖3A-3G是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體器件制造方法的流程圖；圖4A-4D是詳細說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體器件制造方法的流程圖；圖5A-5C是詳細說明將晶片附著到夾具上的步驟的流程圖；圖6A-6G是詳細說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導體器件制造方法的流程圖；圖7A-7I是詳細說明根據(jù)本發(fā)明第三實施例的半導體器件制造方法的流程圖；圖8A-8I是詳細說明根據(jù)本發(fā)明第四實施例的半導體器件制造方法的流程圖；圖9A是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導體襯底夾具的俯視圖；圖9B是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導體襯底夾具的截面圖；圖9C是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導體襯底夾具的右視圖；
圖10A-10E是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導體襯底夾具的操作圖；圖11A-11H是詳細說明根據(jù)本發(fā)明第五實施例的半導體器件制造方法的流程圖；圖12A-12H是詳細說明根據(jù)本發(fā)明第六實施例的半導體器件制造方法的流程圖；圖13A是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的半導體襯底夾具的俯視圖；圖13B是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的半導體襯底夾具的截面圖；圖14A是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的半導體襯底夾具的俯視圖；圖14B是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的半導體襯底夾具的截面圖；圖15A-15H是詳細說明根據(jù)本發(fā)明第七實施例的半導體器件制造方法的流程圖；圖16A是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的半導體襯底夾具的俯視圖；圖16B是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的半導體襯底夾具的截面圖；圖16C是根據(jù)本發(fā)明的半導體襯底夾具的第五實施例，顯示了其中下夾具和上夾具處于分離狀態(tài)的截面圖；圖17A-17J是詳細說明根據(jù)本發(fā)明第八實施例的半導體器件制造方法的流程圖；具體實施方式
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的晶片固定夾具20。圖2A是晶片固定夾具20的頂視圖，圖2B是晶片固定夾具20的截面圖。具有與前面參考圖1描述的部件一樣結(jié)構(gòu)的部件用相同的參考標號表示。
例如，此晶片固定夾具20總的來說包含橡膠膜22、定位平臺23和多孔板24。外框21是由金屬(陶瓷和樹脂也可以)制成的圓柱形部件，底板25置于中央(參考圖2B)。將外框21的尺寸(當從頂看時的直徑)為比晶片1的外形稍大。橡膠膜22設(shè)置在形成在晶片固定夾具20中的底板的上部。
通過向內(nèi)部注入流體(在此實施例中，是空氣，但也可以是其它的氣體或流體)使橡膠膜22具有彈性。橡膠膜22具有0.2mm和0.8mm之間的厚度，考慮強度和使用的環(huán)境，希望使用的材料例如是丁基橡膠、氟化橡膠和乙烯丙稀橡膠。
通過設(shè)置在底板25中的第一空氣接頭26引入空氣，并抽到橡膠膜22的內(nèi)側(cè)。以氣密的方式讓橡膠膜的底部附著到底板25上。此外，具有與晶片1的直徑一樣直徑的盤形定位平臺23設(shè)置在橡膠膜22的內(nèi)側(cè)。
在定位平臺23的下表面上，提供四個導向軸27和第二空氣接頭28。將每個導向軸27和第二空氣接頭28的軸頸可移動地到達底板25。
構(gòu)成導向軸27和第二空氣接頭28，使其通過底板25，但在導向軸和空氣接頭通過的地方不會引起空氣泄漏的原因要歸功于設(shè)置在底板25和導向軸27之間以及底板25和空氣接頭28之間的密封件。
多孔板24設(shè)置在定位平臺23的頂表面上。多孔板24于第二空氣接頭28連接，并能夠抽氣或引導空氣。
空氣供應(yīng)/抽取設(shè)備(未示出)與第一空氣接頭26和第二空氣接頭28連接。用于升高定位平臺23的提升機構(gòu)與導向軸27連接。
下面，說明使用構(gòu)造的晶片固定夾具20制造半導體器件的方法。
例如，在附著步驟、背研磨步驟、帶的再施加步驟、分割步驟和拾取步驟中可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的特征；其它的制造步驟指的是本技術(shù)領(lǐng)域公知的方法。這樣，下面僅對上面的每個步驟進行描述，省略了對其它公知的制造步驟的描述。
圖3A至3G顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體器件的制造方法。首先，利用晶片固定夾具20A將保護帶2附著到晶片1上，如圖3A所示。保護帶2也附著到晶片固定夾具20A的橡膠膜22A上。盡管晶片固定夾具20A與前面圖2所示的晶片固定夾具20一樣，但由于在此實施例中使用兩個夾具，因此用字母“A”和“B”來表示每個夾具，并彼此區(qū)分。
參考圖4A至4D說明利用晶片固定夾具20將保護帶2附著到晶片1上的方法。
圖4A顯示了保護帶2附著到晶片1上之前的狀態(tài)(下文稱為預(yù)附著狀態(tài))。在此預(yù)附著狀態(tài)中，通過晶片手29吸住并保持晶片1，電路形成表面?zhèn)认蛳拢鐖D所示。將前面說明的晶片固定夾具20A放在晶片1的下面。利用沒有特意示出的設(shè)備，在晶片1和晶片固定夾具20A之間提供保護帶2。
保護帶2是所謂的兩面有粘結(jié)材料的雙面帶。粘結(jié)劑有一個特性是加熱會降低它們的粘結(jié)強度。因此，如果保護帶2的加熱溫度存在(下表面溫度)＞(上表面溫度)的關(guān)系，當溫度上升時，將首先降低下表面的粘結(jié)強度，然后降低上表面的粘結(jié)強度。
在預(yù)附著狀態(tài)，從設(shè)置在底板25中的第一空氣接頭26A向橡膠膜22A的內(nèi)側(cè)壓入空氣，由于其特性，橡膠膜22A膨脹并從中心向外變形(參見圖4B)。橡膠膜22A的變形將保護帶2推向晶片1。
如上所述，將粘結(jié)劑涂覆到保護帶2的兩個側(cè)面。為此，將保護帶2附著到晶片1上，同時附著到晶片固定夾具20A的橡膠膜22A上。理想的狀態(tài)是從中心向周邊進行上述附著過程，使得氣泡幾乎沒有機會進入到保護帶2和晶片1之間。
當在晶片手29和橡膠膜22A之間從頂部和底部完全夾持晶片1時(圖4C所示的狀態(tài))，啟動提升機構(gòu)使定位平臺23A升高，以接觸的方式通過橡膠膜22A和保護帶2使其與晶片1鎖定。
然后，啟動氣體供應(yīng)/抽取設(shè)備，通過第二空氣接頭28A進行抽氣工藝。這樣，在多孔板24A中產(chǎn)生負壓，吸橡膠膜22A并將其固定到多孔板24A上。
通過這些操作，完成了將保護帶2附著到晶片固定夾具20A上，然后從晶片1除去晶片手29。最后，將保護帶2切割為基本上與晶片的直徑一樣的直徑。即使不在真空環(huán)境下進行附著，也可以容易地通過保護帶2將晶片1附著到晶片固定夾具20A上，使得氣泡不會進入其間。
參考圖3，描述了將晶片附著到夾具的步驟之后的步驟。
在完成了上述附著步驟之后，進行下一步，其中與晶片固定夾具20A一起將晶片1傳輸?shù)奖逞心ピO(shè)備(未示出)，減薄晶片的背面。在背研磨設(shè)備中，對晶片1的背面進行研磨處理。此處理可以是機械處理、化學處理或任何其它的處理。
在其頂部位置鎖定定位平臺23A，并且由于負壓通過多孔板24A吸橡膠膜22A。這樣，由于橡膠膜22固定到多孔板24A上，通過保護帶2附著到橡膠膜22上的晶片1也牢固地固定到晶片固定夾具20A上。
然而，根據(jù)進行背研磨的晶片1的厚度，有時具有能在一定程度上吸收背研磨工序過程中的振動的機構(gòu)更好。然后稍微降低定位平臺23A，給橡膠膜22A的內(nèi)側(cè)提供大約0.01Mpa至0.05Mpa的空氣壓力。橡膠膜22A起著空氣懸浮裝置的作用。由于晶片1將在具有空氣懸浮功能的夾具上制造，拋光質(zhì)量將更穩(wěn)定。
當背研磨步驟完成之后，減薄了晶片1并使其翹曲，但由于通過保護帶2將晶片1固定到晶片固定夾具20A上，因此上述翹曲不明顯。此外，盡管由于晶片1更薄從而減小了晶片1的強度，但由于晶片固定夾具20A起著加強晶片1的作用，因此晶片1不會破裂。
上述背研磨步驟完成之后，進行下一步，即再施加用于分割的帶的帶再施加步驟。下面參考圖5詳細說明此再施加步驟。
在此實施例中，為了進行再施加步驟，除了使用晶片固定夾具20A之外還使用晶片固定夾具20B。換句話說，在此實施例中，使用兩個晶片固定夾具20A、20B(具有相同結(jié)構(gòu)的兩個夾具)來進行帶的再施加步驟。
如圖5A所示，將附著有晶片1、已經(jīng)完成了背研磨步驟的晶片固定夾具20A翻轉(zhuǎn)，然后放在晶片固定夾具20B的頂上。然后以圖中未示出的方式在保護帶2上進行熱處理，由于使用的保護帶2的特性，與晶片1接觸的表面的粘結(jié)強度降低。這里，接觸晶片固定夾具20A側(cè)的表面的粘結(jié)強度由于需要更高的加熱溫度還不會降低(粘結(jié)強度仍保持原樣)。
另一方面，晶片固定夾具20B放在上面提供的晶片固定夾具20A的下面。此外，在晶片固定夾具20A和晶片固定夾具20B之間提供將施加到晶片1背面?zhèn)鹊膭澠瑤?。
在劃片帶6的兩個側(cè)面上涂覆粘結(jié)劑，此粘結(jié)劑具有加熱降低其粘結(jié)強度的特性。設(shè)定降低粘結(jié)劑的粘結(jié)強度的加熱溫度，使下表面的加熱溫度(面對橡膠膜22B的表面)高于上表面的加熱溫度(面對晶片1的表面)。
當在頂部位置和底部位置放置帶有晶片的晶片固定夾具20A和晶片固定夾具20B，使得它們彼此相對且通過劃片帶6附著時，下部位置的晶片固定夾具20B按參考圖4A至4D所描述的動作一樣地動作。
通常，從第一空氣接頭引入空氣會導致橡膠膜22B的體積增加，然后將劃片帶6從中心向外附著到晶片1的背面。劃片帶6還附著到橡膠膜22B上。
此后，定位平臺23B升高，橡膠膜22B通過劃片帶6壓抵晶片1。然后，將負壓施加到第二空氣接頭28B，將橡膠膜22B固定到多孔板24A上。完成上述工藝之后，在晶片固定夾具20A和晶片固定夾具20B之間保持晶片1，如圖5B所示。
然后，移動在上部的晶片固定夾具20A中提供的定位平臺23A(圖中向上)，使其從晶片1分離，同時通過第一空氣接頭26A抽出橡膠膜22A中的空氣。結(jié)果，由于其彈性回復力，橡膠膜22A的體積更小(收縮)。
隨著橡膠膜22A的收縮，如上所述，保護帶2具有通過加熱處理而得到的減小的粘結(jié)強度，因此保護帶2從晶片1的邊界面剝離。當從晶片1剝離保護帶2時，由于橡膠膜22A的特性，所進行的將是與附著過程進行的操作相反的操作，這樣，在更早的剝離方向，從周邊向中心從晶片1上剝離保護帶2(參考圖5C)。
當保護帶2完全從晶片1剝離時，移去晶片固定夾具20A。此后，將施加于下部位置的晶片固定夾具20B上的劃片帶6切割為基本上與晶片1的直徑一樣的直徑，完成帶的再施加步驟。圖3D顯示了其中完成了帶的再施加步驟后的狀態(tài)。
自然，為了剝離附著于具有剛性體的夾具上的帶，必須在帶的粘結(jié)強度為零的情況下提升夾具，或必須進行特殊處理橫向滑動夾具。然而，這兩種情況在技術(shù)上都是非常困難的。
但是，根據(jù)本發(fā)明，由于利用橡膠膜22A、22B地變形，當體積增加和減小時進行保護帶2和劃片帶6的再施加，因此通過利用本發(fā)明的晶片固定夾具20A和20B，可以容易和可靠地進行再施加工藝。此外，由于上述原因，當將每個帶2、6附著到晶片1或橡膠膜22A、22B上時，可以防止氣泡進入。
現(xiàn)在參考圖3，說明帶的再施加步驟之后的步驟。
完成帶的再施加步驟后，以圖3D所示的狀態(tài)，換句話說，在晶片1附著于晶片固定夾具20B的狀態(tài)，將晶片1傳輸?shù)絼澠O(shè)備，進行將晶片1分割為半導體元件10的分割步驟。
晶片1被切割為半導體元件10，但是，如圖3E所示，即使在分割步驟之后，由于每個半導體元件都通過劃片帶6固定在晶片固定夾具20B上，每個半導體元件仍然排成行列。在分割步驟中，劃(切割)晶片1的方法可以是機械、光或任何其它形式的方法。
分割步驟完成之后，進行拾取步驟和芯片鍵合步驟，拾取步驟用于從晶片固定夾具20B(劃片帶6)拾取半導體元件10，芯片鍵合步驟用于將半導體元件10安裝到安裝基底9上，如圖3F和3G所示。
在拾取步驟中，利用未示出的裝置對劃片帶6進行熱處理，降低接觸每個半導體元件的劃片帶6的表面的粘結(jié)強度。由于劃片帶6的接觸橡膠膜22B(晶片固定夾具20B)的表面涂覆了由粘結(jié)強度在更高的溫度下才降低其粘結(jié)強度的材料構(gòu)成的粘結(jié)劑，因此在此加熱點不會降低橡膠膜22B側(cè)的粘結(jié)強度。
由于劃片帶6和半導體元件10之間的粘結(jié)強度降低，吸頭8移動且通過真空吸取半導體元件，從劃片帶6上拾取半導體元件。這里，可以確信，由于降低的粘結(jié)強度，在不毀壞的情況下也可以可靠地拾取降低了強度的減薄的半導體元件10。
拾取地半導體元件10被傳輸?shù)筋A(yù)定位置上(例如安裝基底9上)并芯片鍵合到安裝基底9上。在所有附著于劃片帶6上的半導體元件10都進行了拾取步驟和芯片鍵合步驟之后，通過進一步在更高的溫度下進行熱處理，分別從橡膠膜22A、22B剝離保護帶2和劃片帶6?？梢栽傺h(huán)使用晶片固定夾具20A、20B。
如上所述，根據(jù)此實施例，減薄地晶片1的翹曲不明顯，不會影響每個步驟的進行。此外，盡管由于減薄晶片1具有降低的強度，但其上附著晶片1的晶片固定夾具20A、20B加固了晶片，這樣不會出現(xiàn)破裂失效。此外，可以在不進行特殊處理的情況下，利用晶片固定夾具20A、20B進行再施加保護帶2與劃片帶6的步驟。
現(xiàn)在，說明根據(jù)半導體器件的制造方法的本發(fā)明的第實施例。
圖6是根據(jù)第二實施例的半導體器件制造方法的流程圖。在此實施例中，利用圖2所示的晶片固定夾具20進行每個制造步驟。
在圖6中，與圖3至圖5所示的部件一樣的部件具有相同的參考標號，這樣省略了對其的說明。省略了對與第一實施例一樣的步驟的描述，以避免說明的重復。對第二實施例之后的每個實施例的描述也是一樣。
在此實施例中，與第一實施例所描述的方式一樣進行附著步驟和背研磨步驟。然而，此實施例的特征在于在背研磨步驟之后的帶的再施加步驟中，使用慣常使用的設(shè)置有劃片帶6的框架5作為代替晶片固定夾具20的晶片固定夾具。
在此實施例的結(jié)構(gòu)中，需要將晶片1施加到設(shè)置在框架5中的劃片帶6上。這里，有一種可能性是氣泡會進入晶片1和劃片帶6之間，盡管不完全與第一實施例作對比，但通過采用用輥下壓的附著方法或真空下的附著方法可以防止氣泡的進入。
根據(jù)此實施例，由于劃片帶6不需要附著到晶片固定夾具20上，可以在接著進行的拾取步驟之前進行照射紫外線的步驟，并且可以采用撓性紫外固化帶作為劃片帶6，這樣就減小了制造費用。
下面，說明根據(jù)半導體器件的制造的方法的第三實施例。
圖7A至7I顯示了根據(jù)第三實施例的半導體器件的制造方法流程圖。在此實施例中，利用圖2所示的晶片固定夾具20進行每個制造步驟。在圖中，為了方便，在相同的圖中顯示了兩個制造方法，其中一個流程為圖7A→圖7B→圖7C→圖7D→圖7E→圖7F→圖7G(制造方法1)，另一個流程為圖7A→圖7B→圖7C→圖7H→圖7I→圖7G(制造方法2)。
在此實施例中，附著步驟和背研磨步驟與根據(jù)第一實施例顯示的步驟一樣(參考圖3)。然而，此實施例的特征在于，在第一實施例中，帶的再施加步驟再背研磨步驟之后進行，而在此實施例中，分割步驟在背研磨步驟之后進行。
在制造方法1中，分割步驟不是必須在帶的再施加步驟之后進行，可以隨機變化分割步驟和帶的再施加步驟的順序。這樣，加強了設(shè)計步驟中的自由度，并且可以有效地操作設(shè)備。在此實施例地制造方法1中，采用兩個晶片固定夾具20A和20B進行帶的再施加步驟，但如參考圖6所描述的，也可以使用在框架5中設(shè)置的劃片帶6。
在制造步驟2中，可以在完成分割步驟之后立即轉(zhuǎn)移到拾取步驟和芯片鍵合步驟。換句話說，根據(jù)制造方法2，可以省去帶的再施加步驟。這樣，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，能夠減少工序的數(shù)量，這樣減少費用且縮短工藝時間，同時便于減薄和翹曲的晶片1的傳輸，增強晶片1的降低的強度。
然而，將如圖7H所示由吸頭8A、8B拾取的半導體元件10如圖7I所示上下翻轉(zhuǎn)之后，需要進行芯片鍵合步驟，由于在芯片鍵合步驟過程中，需要將半導體元件10的背面放置為與安裝基底9相對。與帶的再施加所需要的時間相比，上下翻轉(zhuǎn)需要的時間極短。
下面說明根據(jù)本發(fā)明第四實施例的半導體器件的制造方法。
圖8A至8I顯示了根據(jù)第四實施例的半導體器件制造方法的流程圖。在圖中，為了方便在相同的圖中顯示了兩個制造方法，其中一個流程為圖8A→圖8B→圖8C→圖8D→圖8E→圖8F→圖8G(制造方法1)，另一個流程是圖8A→圖8B→圖8C→圖8H→圖8I→8G(制造方法2)。
此實施例的特征在于在附著步驟之后進行分割步驟。此外，構(gòu)建此實施例以便在完成分割步驟之后進行背研磨步驟和帶的再施加步驟。
在制造方法1中，分割步驟不是必須在帶的再施加步驟之后進行，可以任意改變背研磨步驟、分割步驟和帶的再施加步驟的順序。這樣，增加了步驟設(shè)計的自由度，可以有效地操作設(shè)備。
盡管在此實施例的制造方法1中使用兩個晶片固定夾具20A和20B進行帶的再施加步驟，但也可以使用設(shè)置在框架5中的劃片帶6，如參考圖6所描述的。
在制造步驟2中，可以在完成分割步驟和背研磨步驟之后立即轉(zhuǎn)移到拾取步驟和芯片鍵合步驟。換句話說，在制造方法2中也可以省去帶的再施加步驟。
因此，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，減少了工序步驟，這樣減少了費用，縮短了工藝時間，同時便于減薄和翹曲的晶片1的傳輸，加強了晶片1的降低了的強度。此外，由于在分割了半導體元件10之后進行背研磨步驟，可以通過背研磨步驟除去在分割步驟過程中形成的半導體元件10的邊緣部分的微小碎片，這樣可以加強半導體元件10的強度。
然而，在此方法中，需要在如圖8I所示由吸頭8A、8B上下翻轉(zhuǎn)半導體元件10之后進行芯片鍵合步驟。然而，與前面提到的用于帶的再施加所需要的時間相比，此翻轉(zhuǎn)所需要的時間極短。
下面說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的晶片固定夾具。
圖9A至9C顯示了根據(jù)第二實施例的晶片固定夾具30。圖9A是晶片固定夾具30的頂視圖，圖9B是沿圖9A所示的晶片固定夾具30的A-A線得到的截面圖，圖9C是晶片固定夾具30的右側(cè)視圖。
晶片固定夾具30用于將保護帶2和劃片帶6附著到晶片1上、用與上述晶片固定夾具20一樣的方式(參見圖2)保持施加了帶的晶片1的夾具。晶片固定夾具30總的來說由外框31、一組階梯環(huán)32和推桿35構(gòu)成(在圖10中示出)。
外框31是具有底部且由金屬(也可以是陶瓷和樹脂)制成的圓筒形部件。當從頂上看時，將外框的直徑設(shè)定為在某種程度上比晶片1的直徑大。此外，一組階梯環(huán)32(一組環(huán)狀部件)放置在外框31內(nèi)。此外，一對溝槽34形成在外框31的側(cè)壁上，推桿(操作件)35從溝槽34插入，如后面將要描述的。
此組階梯環(huán)32包含多個環(huán)形階梯環(huán)32a至32i(只有階梯環(huán)32i基本上是圓形)。這些階梯環(huán)32a至32i在外框31內(nèi)同心設(shè)置。換句話說，階梯環(huán)32i是中心，階梯環(huán)的直徑基本上以階梯環(huán)32h→階梯環(huán)32g→……→階梯環(huán)32a的順序變得更大。
此外，在上和下方向上(在垂直于晶片1的方向，圖9B中的上下方向)，階梯環(huán)32a至32i的高度是如此構(gòu)造的，即使得從處于最外圓周的階梯環(huán)32a向處于最內(nèi)圓周的階梯環(huán)32i，高度逐漸變得更高。這樣，如圖9B所示，在上下方向上，處于最外圓周的階梯環(huán)32a具有最小的高度HA，處于最內(nèi)圓周的階梯環(huán)32i具有最大的高度HI。
此外，構(gòu)造的每個階梯環(huán)32a至32i在上下方向上每個都可以移動。然而，其一端與外框31的底部連接的拉伸彈簧33(偏移件(biasmember))與每個階梯環(huán)32a至32i連接。這樣，在圖9B所示的非操作狀態(tài)(其中推桿35沒有插入)，每個階梯環(huán)32a至32i都向外框31的底部偏移，且處于向下移動的位置。在此狀態(tài)，使每個階梯環(huán)32a至32i的頂表面基本上是平的。
推桿35是棒狀部件，且如上所述從溝槽34插到外框31的內(nèi)部。此外，推桿35的末端為錐形部分，如圖10所示。
下面參考圖10說明如上構(gòu)造的晶片固定夾具30的操作。
圖10A顯示了非操作狀態(tài)。在非操作狀態(tài)中，階梯環(huán)組32中的每個階梯環(huán)32a至32i的頂表面都是平的，如上所述。
當推桿35從溝槽34插入到外框31的內(nèi)部時，如圖10B所示，推桿末端的錐形部分與階梯環(huán)32a至32i一個接一個地銜接，向上移動每個階梯環(huán)32a至32i。
這里，由于每個階梯環(huán)32a至32i之間存在高度差，當向上移動某個階梯環(huán)時，所有位于此階梯環(huán)內(nèi)部的階梯環(huán)都將向上移動。通常，如圖10B所示，當推桿35使處于最外圓周的階梯環(huán)32a向上移動時，處于階梯環(huán)32a內(nèi)側(cè)的階梯環(huán)32b至32i同時向上移動，而且仍然保持平的狀態(tài)。
接著，如圖10C所示，當推桿35使位于階梯環(huán)32a內(nèi)側(cè)的一個環(huán)階梯環(huán)32b向上移動，位于階梯環(huán)32b內(nèi)側(cè)的階梯環(huán)32c至32i同時向上移動，而且仍然保持平的狀態(tài)。此外，如圖10D所示，當推桿35使位于階梯環(huán)32b內(nèi)側(cè)的一個環(huán)階梯環(huán)32c向上移動時，位于階梯環(huán)32c內(nèi)側(cè)的階梯環(huán)32d至32i同時向上移動，而且仍然保持平的狀態(tài)。
當插入推桿35時，類似的操作重復進行多次，而且當推桿35完全插入時(下文稱此條件為操作完成狀態(tài))，如圖10E所示，階梯環(huán)組32形成了山峰狀，中央的階梯環(huán)32i為最高點(高度HI)，階梯環(huán)32a為最低點(高度HA)。當推桿35從外框31退回(retracted)時，每個階梯環(huán)32a至32i都按與上述操作相反的方式操作。每個階梯環(huán)32a至32i的材料由金屬、陶瓷和樹脂構(gòu)成，每個階梯環(huán)32a至32i之間的適當?shù)母叨炔顬榇蠹s0.5mm至2mm，寬度大約為2mm至10mm。
下面說明利用上面構(gòu)造的晶片固定夾具30制造半導體器件的方法。
在附著步驟、背研磨步驟、帶的再施加步驟、分割步驟和拾取步驟中可以發(fā)現(xiàn)本實施例的特征，其它的制造步驟使用公知的方法。為此，下面僅描述上面說明的每個步驟，省略了對其它公知的制造步驟的描述。
圖11A至11H顯示了根據(jù)第五實施例的半導體器件的制造方法。首先，如圖11A所示，利用晶片固定夾具30A將保護帶2附著到晶片1上(將晶片附著到夾具的步驟)。這里，保護帶2也附著到晶片固定夾具30A的階梯環(huán)組32的頂表面上。晶片固定夾具30A與圖9所示的晶片固定夾具30一樣，但由于在此實施例中的后面的敘述中將使用兩個夾具，因此用字母“A”和“B”表示每個結(jié)構(gòu)，以便彼此區(qū)分。
為了將保護帶2附著到晶片上1，晶片固定夾具30A必須預(yù)先處于操作完成狀態(tài)。在晶片1和晶片固定夾具30A之間提供保護帶2，晶片固定夾具30A通過保護帶2局部與晶片1接觸。
在圖11A所示的狀態(tài)中，由于晶片固定夾具30A處于上述操作完成狀態(tài)，因此只有階梯環(huán)組32的中心階梯環(huán)32i局部接觸保護帶2。將粘結(jié)劑涂覆到保護帶2的兩個側(cè)面上，此粘結(jié)劑具有加熱降低其粘結(jié)強度的特性。在此實施例中，使涂覆于保護帶2的上和下表面的粘結(jié)劑的溫度特性一致。
然后，在圖11A中箭頭所示的方向拉推桿35。從中心向外，晶片固定夾具30A的每個階梯環(huán)32a至32i逐漸降低。
但與每個階梯環(huán)32a至32i的降低動作同步，晶片手29保持晶片1，且降低與下降的行程量相應(yīng)的量。這樣，即使當每個階梯環(huán)32a至32i正在移動時，階梯環(huán)組32和晶片1也總是處于接觸狀態(tài)。然后，進一步向外拉推桿35，當桿被完全拉出外框31時(即非操作狀態(tài))，階梯環(huán)組32的頂表面是平的。
階梯環(huán)組32(階梯環(huán)32a至32i)的系列動作如下當從晶片1看時，從中心向外，階梯環(huán)32a至32i相對來說逐漸升高。隨著階梯環(huán)32a至32i的這些動作，保護帶2被附著到晶片1和階梯環(huán)組32的頂表面上。
這里，由于階梯環(huán)32a至32i相對來說從中心向外依次升高，因此在從晶片1的中心向外的一瞬間，保護帶2附著于一個階梯。這樣，即使氣泡存在于晶片1和保護帶2之間，由于階梯環(huán)32a至32i的上述動作，氣泡也被向外擠出。最后將沒有氣泡存在于晶片1和保護帶2之間。這樣，甚至在此實施例中的附著工序，理想的是從中心向外進行附著，以便氣泡幾乎沒有機會進入保護帶2和晶片1之間。
當保護帶2附著于晶片1和階梯環(huán)組32的頂表面上時，晶片手29從晶片1移開，將保護帶2切為基本上與晶片1的直徑一樣的直徑。結(jié)果，完成了附著步驟。如上所述，在此實施例中，可以容易地利用晶片固定夾具30A進行晶片1和保護帶2之間的附著，使得即使不在真空環(huán)境中進行附著，也沒有氣泡進入。
完成附著步驟之后，如圖11B所示，進行背研磨步驟。對固定到晶片固定夾具30A的晶片1進行背研磨步驟。通常的研磨處理的方法可以是機械處理、化學處理或任何其它的處理。
當背研磨步驟完成之后，減薄晶片1和使晶片1翹曲，但由于將晶片1通過保護帶2固定到晶片固定夾具30A上，翹曲不明顯。由于減薄，降低了晶片1的強度，但由于晶片固定夾具30A起到加強晶片1的作用，因此晶片1將不會破裂。
完成背研磨步驟之后，進行圖11C所示的芯片附著安裝步驟。在芯片附著安裝步驟中，將芯片附著膜37施加到晶片1的背面。
借助于用例如圖中未示出的輥下壓的方法施加芯片附著膜。如后面將要描述的，芯片附著膜是當將半導體元件10安裝到安裝基底9上時用于固定半導體元件10和安裝基底9的材料。
當將芯片附著膜37施加于晶片1的背面時，且在需要隨著芯片附著膜37的類型而改變溫度的情況下，在晶片固定夾具30A中提供加熱機構(gòu)，利用此機構(gòu)加熱芯片附著膜37。
芯片安裝步驟完成之后，進行帶的再施加步驟。在此實施例中，除了晶片固定夾具30A之外還使用晶片固定夾具30B進行帶的再施加步驟。換句話說，在此實施例中，利用兩個晶片固定夾具30A和30B(兩個都具有相同的結(jié)構(gòu))進行帶的再施加步驟。
如圖11D所示，將附著了已完成背研磨步驟的晶片1的晶片固定夾具30A上下翻轉(zhuǎn)，并放在晶片固定夾具30B的頂上。以圖中未示出的方式對保護帶2進行加熱處理，涂覆于保護帶2的兩面上的粘結(jié)劑的粘結(jié)強度降低。
在下部位置的晶片固定夾具30B中，雙面帶36施加于階梯環(huán)組32B的頂表面上，在雙面帶36的兩面涂覆粘結(jié)劑，此粘結(jié)劑的強度通過加熱降低。設(shè)定粘結(jié)劑的溫度特性，使得用于降低涂覆于雙面帶36的頂表面上的粘結(jié)劑的粘結(jié)強度的溫度(與晶片1相對的表面)比用于降低涂覆于雙面帶36的下表面上的粘結(jié)劑的粘結(jié)強度的溫度(與晶片固定夾具30B相對的表面)高。
將固定在晶片固定夾具30A上的晶片附著于雙面帶36上。這里，晶片固定夾具30B的每個階梯環(huán)32a至32i進行與上述動作類似的動作。這樣，雙面帶36和晶片1的附著從中心向外進行?？梢苑乐箽馀葸M入雙面帶36和晶片1之間(通常，芯片附著膜37)。在一系列處理完成之后，晶片1將夾在晶片固定夾具30A和晶片固定夾具30B之間。
然后，操作上部位置的晶片固定夾具30A，將推桿35插到外框31的內(nèi)部。隨著此動作，從外周向中心，逐漸降低了階梯環(huán)32a至32i(降低或下降指的是在階梯環(huán)32a至32i從晶片1分離的方向上的運動)。
隨著每個階梯環(huán)32a至32i的運動，升高了整個晶片固定夾具30A(圖11中的向上運動)。
由于此運動，在晶片固定夾具30A和保護帶2之間的界面處進行剝離。這是與附著動作相反的動作，且剝離在更早進行的方向上從外周向中心開始。最后，從晶片固定夾具30A上完全剝離保護帶2。
如圖11E所示，從晶片1剝離保護帶2的剩余部分。由于加熱降低了涂覆于保護帶2的粘結(jié)劑的粘結(jié)強度，且由于保護帶2的帶體是軟的，因此可以容易地進行保護帶2的剝離處理。剝離之后，將雙面帶36切為基本上與晶片1的直徑一樣的直徑，最后完成了一系列的用于帶的再施加步驟的處理。
再施加步驟完成之后，進行用于將晶片1分割為半導體元件10的分割步驟、拾取步驟和芯片鍵合步驟，但除了晶片1(半導體元件10)被固定到晶片固定夾具30B上的情況，每個步驟都與關(guān)于參考圖3的第一實施例的制造方法中的步驟不同，這樣，省略了對其的描述。通過從階梯環(huán)組32剝離雙面帶36，可以循環(huán)使用晶片固定夾具30B。
下面示出了根據(jù)第六實施例的半導體器件的制造方法。
圖12A-圖12H顯示了根據(jù)第六實施例的半導體器件的制造方法的流程圖。在此實施例中，利用圖9所示的晶片固定夾具30進行每個制造步驟。在圖12A-圖12H中，與圖9-11所示的部件相同的部件具有相同的參考標號，這樣省略了對它們的描述以避免重復。
在此實施例中，以在第五實施例中所描述的方式類似的方式進行附著步驟和背研磨步驟。然而此實施例的特征在于采用通常使用的配置有劃片帶6的框架5作為晶片固定夾具，以代替晶片夾具30。
在本實施例的結(jié)構(gòu)中，在帶的再施加步驟中，需要將晶片1附著到設(shè)置在框架5中的劃片帶6上。這里，有一種可能性是氣泡進入晶片1和劃片帶6之間，但是通過采用用緄下壓的方法或在真空環(huán)境中進行附著工藝，盡管不像第五實施例那樣完全避免，但也能夠防止氣泡進入。
在此實施例中，由于不需要將劃片帶6附著到晶片固定夾具30上，因此可以在后面進行的拾取步驟之前進行紫外線照射步驟，可以采用目前使用的撓性紫外線固化帶作為劃片帶6，因此減少了制造費用。
在第五和第六實施例所描述的制造方法中，使用了圖9所示的晶片固定夾具30。然而分別由圖11和12所示的第五和第六實施例的制造方法也可以在不必使用晶片固定夾具30的情況下進行。
圖13A和13B顯示了根據(jù)第三實施例的晶片固定夾具40，其中晶片固定夾具40也可以用作晶片固定夾具30。
晶片固定夾具40包含外框41和多孔件42。外框41具有在某種程度上比安裝的基片1的直徑稍大的直徑。真空孔43形成在外框41的下部的中心，且真空孔43與未示出的真空設(shè)備連接。外框41由金屬、陶瓷或樹脂構(gòu)成。
多孔件42設(shè)置在外框41內(nèi)，且具有基本上與安裝的晶片1的直徑一樣的直徑。將多孔件42與形成在外框41中的真空孔43連接，且吸住放置在其頂上的晶片1。
使用構(gòu)造的晶片固定夾具40，當將保護帶2和雙面帶36附著到晶片固定夾具40上時，通過抽氣可以防止氣泡進入晶片固定夾具40和每個帶2、36之間。通過射出空氣可以容易地從晶片固定夾具40上剝離帶2、36。
下面顯示了根據(jù)本發(fā)明第七實施例的半導體器件的制造方法。
圖15A至15H顯示了根據(jù)第七實施例的半導體器件制造方法的流程圖。在此實施例中，使用圖14所示的盤45。盤45由具有基本上與晶片1的直徑一樣的直徑的盤構(gòu)成。盤的適當厚度在1mm至5mm之間，最佳材料是透光的石英玻璃。
如圖15A所示，利用雙面帶46將晶片1附著到如上構(gòu)造的盤45上。雙面帶46可以是撓性紫外線固化雙面粘結(jié)帶。例如，將晶片1附著到雙面帶46的工藝可以采用用緄下壓的方法或在真空環(huán)境下將雙面帶46施加到晶片1上的方法。雙面帶46附著到晶片1上之后再附著到盤45上。
附著步驟完成之后，在如圖15B所示晶片1固定在盤45上(背研磨步驟)的同時對晶片1進行背研磨處理。完成背研磨步驟之后，進行第一紫外線照射步驟，如圖15C所示。
在第一照射步驟中，紫外線通過具有透過特性的盤45照射涂覆于雙面帶46上的粘結(jié)劑。這樣，使涂覆于雙面帶46上的粘結(jié)劑固化，粘結(jié)強度降低。
第一紫外線照射步驟完成之后，進行帶的再施加步驟。在帶的再施加步驟中，將固定于盤45上的晶片1上下翻轉(zhuǎn)，且將晶片1的背面附著到設(shè)置在框架5中的劃片帶6上，如圖15D所示。這里，可以在安裝芯片附著膜37之后將晶片1的背面附著到劃片帶6上。
可以預(yù)先將紫外線固化粘結(jié)劑涂覆到劃片帶6上，通過此粘結(jié)劑將晶片1附著到劃片帶6上。通過用輥下壓的附著方法和在真空的環(huán)境下在真空的環(huán)境下進行的附著方法，在其間沒有氣泡的情況下將晶片1和劃片帶6彼此附著。
在帶的再施加步驟完成之后，除去盤45，進行分割步驟。晶片1被分為半導體元件10。此后，進行第二紫外線照射步驟，從劃片帶6的背面?zhèn)?從圖中的下表面?zhèn)?照射紫外線。降低了涂覆于劃片帶6上的紫外線固化型粘結(jié)劑的粘結(jié)強度。以和前面描述的相同的方式進行拾取步驟和芯片鍵合步驟，將半導體元件10安裝到安裝基底9上。
根據(jù)此實施例，由于使用具有透光特性的盤45作為晶片1的固定夾具，在后面的步驟中能夠從盤45的下表面進行紫外線照射。這樣，仍然可以使用目前通常使用的撓性紫外線照射帶，可以減少運行費用。
下面顯示了根據(jù)第八實施例的半導體器件的制造方法。
圖16A-圖16C顯示了用在根據(jù)第八實施例的半導體器件制造方法中的晶片固定夾具50，圖17A-圖17J顯示了根據(jù)第八實施例的半導體器件制造方法的流程圖。
通過參考圖16來說明晶片固定夾具50。晶片固定夾具50總的來說由下夾具51和上夾具52構(gòu)成，構(gòu)造這些下夾具51和上夾具52使它們可以相結(jié)合。用扣件59固定結(jié)合的下夾具和上夾具，這樣使下夾具51和上夾具52成為一個整體。
下夾具51由金屬(不銹鋼)或陶瓷制成，用于安裝晶片1的晶片安裝部分61(與晶片的直徑尺寸一樣的直徑W)形成在下夾具51中。在晶片安裝部分61上設(shè)置用于保護電路形成表面的保護件54。保護件54由多孔的保護件(橡膠)構(gòu)成。
在下夾具51中形成下真空孔53。下真空孔53的一端與形成在下夾具51側(cè)面上的下空氣接頭連接。圖中未示出的吸氣設(shè)備與下空氣接頭56連接，下真空孔53的另一端分為多個分路并向晶片安裝部分61開口。
當通過驅(qū)動吸氣設(shè)備給下空氣接頭56施加負壓時，安裝于晶片安裝部分61的晶片1被下真空孔53吸住。構(gòu)建晶片1以便由下夾具51保持，制動銷55用作定位銷，當下夾具與上夾具52結(jié)合時，用來防止結(jié)合后每個夾具51和52的旋轉(zhuǎn)。
在上夾具52中，形成了多個用于劃片的貫穿槽(escape grooves)58。如后面將要描述的，由于對晶片1進行劃片處理，同時由上夾具52保持，因此形成這些槽以便劃片鋸不會毀壞上夾具52。在上夾具52中提供上真空孔57。
上真空孔57的一端與形成在上夾具52側(cè)面上的上空氣接頭60連接。圖中未示出的吸氣設(shè)備與上空氣接頭連接。上真空孔57的另一端分為幾個支路并向晶片1的安裝位置向下開口(向劃片貫穿槽58之間的位置開口)。
當通過驅(qū)動吸氣設(shè)備給上空氣接頭60施加負壓時，安裝于上夾具52中的晶片1被上真空孔57吸住。構(gòu)建晶片1以便由上夾具52保持。這里，將下空氣接頭56和上空氣接頭60連接到獨立的吸氣設(shè)備，這樣下真空孔53和上真空孔57可以獨立地對晶片1進行吸氣。
下面參考圖17說明利用構(gòu)造地晶片固定夾具50制造半導體器件地方法。
在此實施例中，將晶片1安裝到下夾具51中，使晶片1的背面朝上，同時，給下真空孔53施加負壓，由下夾具51保持晶片1，如圖17A所示。這里，在晶片1的電路形成表面接觸下夾具51處施加保護件54，這樣，不會通過吸氣毀壞電路形成表面。
如圖17B所示，在由下夾具51保持晶片的同時，對晶片1的背面進行背研磨步驟。背研磨工藝可以是機械處理、化學處理或任何其它的處理。此時，晶片1可能翹曲，但由于晶片由下夾具51吸住，因此這種翹曲不明顯。
如圖17C所示，結(jié)合下夾具51和上夾具52，從上部和下部夾持晶片1。這里，將晶片1安裝在晶片固定夾具50內(nèi)，并由每個夾具51、52保持，這樣，可以關(guān)閉吸氣操作。如果吸氣操作開啟，晶片1可以被更牢固地保持，并且可以更可靠地防止翹曲。
將晶片1拉出背研磨設(shè)備，同時由每個夾具51、52夾持(處于安裝在晶片固定夾具50內(nèi)的狀態(tài))，然后進行施加芯片附著膜37的步驟。在此步驟中，當從下夾具51上除去上夾具52時，利用未示出的輥將芯片附著膜37施加到晶片1的背面，如圖17D所示。根據(jù)芯片附著膜37的類型，如果需要加熱，可以在用于定位下夾具51的設(shè)備(芯片附著安裝設(shè)備)側(cè)的平臺上提供加熱機構(gòu)。
芯片附著安裝工序完成之后，從頂部上夾具52再與下夾具51結(jié)合，并處于被傳輸?shù)臓顟B(tài)。在這種狀態(tài)下將晶片1傳輸?shù)絼澠O(shè)備，且安裝于劃片設(shè)備內(nèi)部的平臺上。
如圖17F所示，將晶片固定夾具50上下翻轉(zhuǎn)，且定位在劃片設(shè)備內(nèi)部的平臺上，使得晶片1的電路形成面朝下。打開上夾具52的吸氣操作，由上夾具52保持晶片1。當晶片1牢固地由上夾具52保持時，從上夾具52上除去下夾具51。
在此狀態(tài)下對晶片1進行劃片處理，如圖17G所示。將晶片1切為半導體元件10。劃片時，通常利用劃片鋸將晶片1切為塊，但由于劃片貫穿槽58形成在與上夾具52的劃片位置相對應(yīng)的位置，如上所述，上夾具52將不會被劃片鋸毀壞。此外，由于與半導體元件10相對提供了上真空孔57的開口，因此即使切為塊，半導體元件10也可以由上夾具52牢固地保持。
如圖17H所示，將下夾具51和上夾具52再結(jié)合，將晶片1傳輸?shù)较乱徊健⑿酒I合器，并安裝。當晶片固定夾具50安裝在芯片鍵合器的平臺上時，給上夾具52的上真空孔57提供負壓，每個半導體元件10都由上夾具52保持。在由上夾具52牢固地保持了半導體元件10之后，從上夾具52上除去下夾具51。
在芯片鍵合器中對各個半導體元件10進行拾取/粘結(jié)工藝，如圖17I和圖17J所示。當拾取了半導體元件10時，關(guān)閉上夾具52的吸氣，只打開吸頭8的吸氣。
在此實施例中，由于不需要從帶上剝離半導體元件10，因此不需要用針從下表面向上推半導體的特殊處理。這樣，可以使針對減薄的半導體元件10的損害為零，防止了半導體元件10的毀壞。
在此實施例中，如上所述，當在每個步驟中對晶片1進行處理時，晶片1或者由上夾具51或者由上夾具52保持，當在每個步驟之間傳輸時，晶片1夾在下夾具51和上夾具52之間。這樣，即使是減薄的晶片1，翹曲也不明顯，生產(chǎn)率將提高。此外，不會增加由傳輸引起的毀壞失效。
上述每個方法中使用的晶片固定夾具20、30、40和50都可以一個層疊在另一個頂上，當在步驟之間傳輸時，不再需要使用慣常的專用載體。這樣，不僅減少了間接工具所需要的費用，而且當存儲和取出夾具時，對它們將沒有損害。通過給晶片固定夾具20、30、40和50添加條形碼，可以安排關(guān)于晶片1的信息。
根據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)下述各個優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征，在半導體襯底中沒有出現(xiàn)翹曲的情況下，由于將半導體襯底固定到半導體襯底夾具上，因此可以順利地進行半導體襯底的分割步驟。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，在半導體襯底中沒有出現(xiàn)翹曲的情況下，由于將半導體襯底固定到半導體襯底夾具上，因此可以順利地進行半導體襯底的背研磨步驟。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征，可以防止氣泡留在半導體襯底和膜之間，這樣，可以順利地進行接著的步驟，同時可以防止由于氣泡的進入而導致的半導體襯底的毀壞。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，可以防止氣泡留在半導體襯底和第一粘結(jié)帶之間，由于在背研磨步驟中半導體襯底可以牢固地由半導體襯底夾具保持，因此可以順利地進行背研磨步驟。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，完成背研磨步驟之后，可以在分割之前或之后進行帶的再施加步驟。這樣，加強了設(shè)計半導體制造步驟的自由度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，由于不存在施加步驟，同時在再施加過程中，氣泡幾乎沒有機會進入半導體襯底和粘結(jié)帶之間，可以防止半導體襯底的毀壞。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，可以在分割步驟完成之后進行背研磨步驟。結(jié)果，可以在背研磨步驟中除去在分割步驟中在半導體元件的邊緣部分產(chǎn)生的碎片。這樣，增加了半導體元件的強度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，由于環(huán)狀件單個移動，逐漸從中心向外將膜壓到半導體襯底上，因此可以防止氣泡留在半導體襯底和膜之間。因此，可以順暢地進行接著的步驟，并且可以防止由于氣泡的進入而引起的對半導體襯底的損害。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，可以防止氣泡留在半導體襯底和第一粘結(jié)帶之間，且在背研磨步驟中保持其中半導體襯底牢固地由半導體襯底夾具保持的狀態(tài)。因此，背研磨步驟可以順利地進行。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，可以通過半導體襯底夾具向具有紫外線固化特性的粘結(jié)劑照射紫外線，在半導體制造中使用廣泛使用的紫外線固化型粘結(jié)劑，這樣減少了半導體元件的制造費用。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，即使是減薄的半導體襯底，由于半導體襯底由第一夾具或第二夾具保持，因此可以可靠地防止半導體襯底的翹曲。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，使用根據(jù)本發(fā)明的半導體襯底夾具，這樣，當在第一夾具和第二夾具之間傳輸半導體襯底時，防止了半導體襯底的翹曲，因此，可以防止半導體襯底的破裂，這樣使后面的半導體制造步驟順利進行。
上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的最佳實施例，應(yīng)理解本發(fā)明并不限于這些實施例，在不離開本發(fā)明的范圍的情況下，可以作出變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種利用半導體襯底夾具制造半導體器件的方法，包括步驟將半導體襯底平整固定到所述半導體襯底夾具上，以便防止在所述半導體襯底中出現(xiàn)翹曲；在固定到所述半導體襯底夾具上的同時，將所述半導體襯底劃為多個半導體元件。
2.一種利用半導體襯底夾具制造半導體器件的方法，包括步驟將半導體襯底平整固定到所述半導體襯底夾具上，以便防止在所述半導體襯底中出現(xiàn)翹曲；在附著到所述半導體襯底夾具上的同時，背研磨所述半導體襯底。
3.一種用于將膜設(shè)置在半導體襯底一個表面上的半導體襯底夾具，其中所述半導體襯底夾具包括框架；以及設(shè)置在所述框架內(nèi)的膨脹件，當所述膨脹件的形狀通過向其內(nèi)供應(yīng)流體而變形時，增加或減小體積；其中所述形狀變形使得所述體積增加時，膨脹件與膜的接觸部分從所述膜的中心向外擴大，將設(shè)置在所述半導體襯底和所述膨脹件之間的所述膜壓抵在所述半導體襯底上。
4.如權(quán)利要求3所述半導體襯底夾具，其中可移動板設(shè)在所述膨脹件的內(nèi)側(cè)，且當所述膨脹件基本上將所述膜的整個表面都壓到所述半導體襯底上時，該可移動板可移動到接觸所述膨脹件的位置，其中所述膨脹件基本上將所述膜的整個表面壓到所述半導體襯底上的狀態(tài)由所述可移動板保持。
5.如權(quán)利要求4所示的半導體襯底夾具，其中在所述可移動板中提供用于吸取所述膨脹件的吸氣機構(gòu)。
6.一種利用權(quán)利要求3所示的半導體襯底夾具制造半導體器件的方法，其中所述方法包括步驟利用作為所述膜的第一粘結(jié)帶將所述半導體襯底的電路形成表面附著到所述半導體襯底夾具上；在附著到所述半導體襯底夾具上的同時，背研磨半導體襯底的背面；將所述半導體襯底再施加和固定到第二半導體襯底夾具上，以便露出所述電路形成表面；通過劃片將固定在所述第二半導體襯底夾具上的所述半導體襯底分割為多個半導體元件；從所述第二半導體襯底夾具拾取每個所述分割了的半導體元件。
7.如權(quán)利要求6所示的半導體器件制造方法，其中采用權(quán)利要求3所述的半導體襯底夾具作為所述第二半導體襯底夾具。
8.一種利用權(quán)利要求3所示的半導體襯底夾具制造半導體器件的方法，其中所述方法包括步驟利用作為所述膜的第一粘結(jié)帶，將所述半導體襯底的電路形成表面附著到所述半導體襯底夾具上；在附著到所述半導體襯底夾具上的同時背研磨所述半導體襯底的背面；通過劃片，將固定在第二半導體襯底夾具上的、所述背研磨了的半導體襯底分割為多個半導體元件；將所述第二半導體襯底夾具上的所述一個或多個半導體元件再施加和固定到第二半導體襯底夾具上，以便共同露出所述電路形成表面；和從所述第二半導體襯底夾具上拾取每個所述分割了的半導體元件。
9.一種利用權(quán)利要求3所示的半導體襯底夾具制造半導體器件的方法，其中所述方法包括步驟利用作為所述膜的第一粘結(jié)帶，將半導體襯底的電路形成表面附著到所述半導體襯底夾具上；在附著到所述半導體襯底夾具上的同時，背研磨所述半導體襯底的背面；通過劃片，將固定在第二半導體襯底夾具上的、所述背研磨了的半導體襯底分割為多個半導體元件；從所述第二半導體襯底夾具上拾取每個所述分割了的半導體元件，上下翻轉(zhuǎn)所述拾取的一個或多個半導體元件。
10.一種利用權(quán)利要求3所示的半導體襯底夾具制造半導體器件的方法，其中所述方法包括步驟利用作為所述膜的第一粘結(jié)帶，將半導體襯底的電路形成表面附著到所述半導體襯底夾具上；通過劃片將固定在所述半導體襯底夾具上的所述半導體襯底分割為多個半導體元件；共同背研磨附著到所述半導體襯底夾具上的一個或多個半導體元件的背面；將所述一個或多個半導體元件共同再施加和固定到第二半導體夾具上，以便露出所述電路形成表面；和從所述第二半導體襯底夾具拾取每個所述半導體元件。
11.一種利用權(quán)利要求3所示的半導體襯底夾具制造半導體器件的方法，其中所述方法包括步驟利用作為所述膜的第一粘結(jié)帶，將所述半導體襯的電路形成表面附著到所述半導體襯底夾具上；通過劃片將固定在所述半導體襯底夾具上的所述半導體襯底分割為多個半導體元件；背研磨附著于所述半導體襯底夾具上的所述一個或多個分割了的半導體元件的背面；和從所述半導體襯底夾具上拾取每個所述分割了的半導體元件，并將所述拾取的一個或多個半導體元件上下翻轉(zhuǎn)。
12.一種用于在半導體襯底上設(shè)置膜的半導體襯底夾具，其中所述半導體襯底夾具包括具有底部的框架；同心設(shè)置在所述框架中的一組多個環(huán)狀件，其構(gòu)成使得各個環(huán)狀件在垂直于所述半導體襯底的方向上可移動，從外周向內(nèi)周，在垂直于所述半導體襯底的方向上，所述環(huán)狀件的高度逐漸增加；用于向所述框架的所述底部偏移每個所述環(huán)狀件的偏移件；和在所述框架內(nèi)通過操作運動接觸所述環(huán)狀件的操作件，并用來在從所述框架的所述底部分離所述環(huán)狀件的方向上偏移抵抗所述偏移件的偏移力；其中每個所述環(huán)狀件都移動，以便在所述操作件的操作運動下，將設(shè)置在半導體襯底和所述環(huán)狀件組之間的所述膜逐漸從中心向外壓且移向所述半導體襯底。
13.一種利用權(quán)利要求12所述的半導體襯底夾具制造半導體器件的方法，其中所述方法包括步驟利用作為所述膜的第一粘結(jié)帶，將半導體襯底的電路形成面附著到所述半導體襯底夾具上；在附著到所述半導體襯底夾具上的同時，背研磨所述半導體襯底的背面；芯片附著安裝，在所述半導體襯底的所述背面設(shè)置芯片附著材料；將所述半導體襯底再施加和固定到第二半導體襯底夾具上，露出所述電路形成表面；通過劃片將固定在所述第二半導體襯底夾具上的所述半導體襯底分割為多個半導體元件；和從所述第二半導體襯底夾具上拾取所述分割了的半導體元件。
14.如權(quán)利要求13所述的半導體器件的制造方法，其中采用權(quán)利要求12所述的半導體襯底夾具作為所述第二半導體襯底夾具。
15.用于將膜設(shè)置到半導體襯底上的半導體襯底夾具，其中所述半導體襯底夾具包括框架；設(shè)置在所述框架內(nèi)的多孔件，使其與所述膜相對；在所述框架內(nèi)形成的真空孔，用來給所述多孔件提供負壓。
16.一種半導體襯底的制造方法，包括步驟利用雙面帶將所述半導體襯底的電路形成表面附著到透光的半導體襯底夾具上，雙面帶的兩面上涂覆有粘結(jié)劑，粘結(jié)劑具有紫外線固化特性；附著到所述半導體襯底夾具上的同時背研磨所述半導體襯底的背面；通過所述半導體襯底將紫外線照射到具有所述紫外線固化特性的所述粘結(jié)劑上；再施加過程，用于將芯片附著膜設(shè)置到所述半導體襯底的背面，將所述半導體襯底再施加和固定到第二半導體襯底夾具上，這樣露出所述電路形成表面；通過劃片將固定在所述第二半導體襯底夾具上的所述半導體襯底分割為多個半導體元件；從所述第二半導體襯底夾具上拾取所述分割了的半導體元件。
17.一種半導體襯底夾具，包括第一夾具，具有吸取所述半導體襯底的第一吸氣機構(gòu)；第二夾具，具有吸取所述半導體襯底的第二吸氣機構(gòu)；所述第一和第二夾具可拆除地構(gòu)成，且獨立地吸取所述半導體襯底。
18.一種利用權(quán)利要求17所述的半導體襯底夾具制造半導體器件的方法，其中所述方法包括第一步，用于通過所述第一夾具吸取所述半導體襯底，進行半導體制造的工序；第二步，用于通過所述第二夾具吸取所述半導體襯底，進行半導體制造的工序；傳輸步驟，用于將所述第二夾具安裝到所述第一夾具上，在由所述第一和第二夾具保持的同時傳輸所述半導體襯底。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導體襯底的制造方法以及用于這種方法中的半導體襯底夾具，所述制造方法包含晶片的背研磨步驟、劃片步驟、拾取步驟和芯片鍵合步驟；本發(fā)明的目的是減輕影響，防止由于減薄的半導體襯底缺乏強度而導致的損害。提供一種夾具，具有外框21、橡膠膜22，橡膠膜22設(shè)置在外框21內(nèi)，且通過向其內(nèi)供應(yīng)氣體而使其變形的同時，增加和減小體積大小。當橡膠膜22的體積增加時，晶片固定夾具20使橡膠膜變形，并且使設(shè)置在晶片1和橡膠膜22A之間的帶2和6被從中心向外逐漸推向晶片1。利用這樣晶片固定夾具進行附著步驟、背研磨步驟、帶的再施加步驟、拾取步驟和芯片鍵合步驟。
文檔編號H01L21/683GK1412830SQ0210597
公開日2003年4月23日 申請日期2002年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月19日
發(fā)明者手代木和雄, 下別府祐三, 吉本和浩, 渡部光久, 新城嘉昭, 吉田英治, 早坂昇 申請人:富士通株式會社