專利名稱：半導(dǎo)體芯片制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用等離子體切割來劃片半導(dǎo)體晶片的用于制作半導(dǎo)體芯 片的半導(dǎo)體芯片制作方法。
背景技術(shù)：
用于制作半導(dǎo)體的相關(guān)技術(shù)工藝包括在半導(dǎo)體晶片的電路圖案形成面 上形成多個半導(dǎo)體元件，以及隨后通過機(jī)械方式劃片(切斷)半導(dǎo)體晶片從 而將半導(dǎo)體元件相互分離。通過環(huán)氧樹脂基液體粘合劑，所制作的半導(dǎo)體芯 片結(jié)合到引線框、基板等。然而，最近已經(jīng)使用稱為管芯附著膜(die attach film,DAF)的膜狀粘合劑，這種膜狀粘合劑連同薄的半導(dǎo)體芯片易于處理。
在機(jī)械切割半導(dǎo)體晶片之前，管芯附著膜貼附到半導(dǎo)體晶片的背面(即，
與電路圖案形成面相對的表面)并和半導(dǎo)體晶片一起被機(jī)械切割。為此，每
個劃片的半導(dǎo)體芯片具有尺寸基本上與該半導(dǎo)體芯片相同的管芯附著膜，且 半導(dǎo)體芯片可以原樣地結(jié)合到引線框、基板等。
等離子體劃片是一種對半導(dǎo)體晶片不施加負(fù)荷的劃片技術(shù)，最近作為可 進(jìn)行劃片操作而不對半導(dǎo)體晶片產(chǎn)生彎曲、翹曲等的技術(shù)而受到注意，其中 半導(dǎo)體晶片厚度已經(jīng)減小到幾十微米左右。等離子體劃片包括在形成于半導(dǎo)
體晶片上方的抗蝕劑膜內(nèi)形成分割半導(dǎo)體元件的邊界槽，以及通過氟基氣體 等離子體來蝕刻(雕刻)通過該邊界槽露出的半導(dǎo)體晶片的表面，由此將半 導(dǎo)體晶片分離成半導(dǎo)體芯片。除了通過曝光和顯影由此曝光的掩模圖案來轉(zhuǎn) 移掩模圖案的光刻方法，其中在該掩模圖案中將蝕刻形成半導(dǎo)體元件之間的 邊界(相鄰半導(dǎo)體元件之間的區(qū)域)，通過發(fā)射激光束到半導(dǎo)體元件之間的 區(qū)域來切割抗蝕劑膜的方法在形成邊界槽方面是已知的(專利文獻(xiàn)1 )。由于 后一種方法不需要使用昂貴的曝光轉(zhuǎn)移設(shè)備，等離子體劃片可以低成本地進(jìn) 行。使用管芯附著膜替代抗蝕劑膜也已經(jīng)被提出(專利文獻(xiàn)2)。 JP-A-2005-191039 JP-A-2006-210577 JP-A-2005-203401 [專利文獻(xiàn)4] JP-A-2005-29453
發(fā)明內(nèi)容
附帶地，當(dāng)管芯附著膜暴露于溫度為100。C以上的高溫環(huán)境時，通常進(jìn) 行固化反應(yīng)，由此該膜不能發(fā)揮作為結(jié)合劑的充分功能。為此，如專利文獻(xiàn) 2所述的在進(jìn)行等離子體劃片之前貼附半導(dǎo)體晶片是不現(xiàn)實(shí)的。同時，當(dāng)嘗 試通過管芯附著膜使等離子體劃片后的半導(dǎo)體芯片進(jìn)行結(jié)合，在通過等離子 體劃片將半導(dǎo)體晶片分離為多件半導(dǎo)體芯片之后，小片的管芯附著膜貼附到 每個半導(dǎo)體芯片，且如此貼附的小片的管芯附著膜必需成形為半導(dǎo)體芯片的
尺寸。然而，對貼附到微小半導(dǎo)體芯片的小片的管芯附著膜的精確成形極為 困難，且使用管芯附著膜來達(dá)成等離子體劃片和結(jié)合實(shí)際上已經(jīng)遇到困難。
再者，等離子體劃片還產(chǎn)生這樣的問題，即，在抗蝕劑膜的灰化工藝(灰 化除去)中產(chǎn)生的有機(jī)化合物污染等離子體處理用真空腔，且針對該問題的 措施成為緊迫的需要。
由此，本發(fā)明旨在提供一種半導(dǎo)體芯片制作方法，該方法使得可以通過 管芯附著膜來達(dá)成等離子體劃片和結(jié)合這二者，且使得可以防止等離子體處 理用真空腔內(nèi)部的污染。
根據(jù)本發(fā)明， 一種半導(dǎo)體芯片制作方法，包括加載掩模(masking) 步驟，在半導(dǎo)體晶片的與電路圖案形成面相對的掩模形成面上設(shè)置膜層作為 掩模，其中該膜層是由將固定到該掩模形成面的管芯附著膜以及將貼附到該 管芯附著膜的外表面的耐熱膜形成；邊界槽形成步驟，在設(shè)置于該半導(dǎo)體晶 片上的該膜層內(nèi)形成邊界槽，該邊界槽用于分割形成于該半導(dǎo)體晶片的該電 路圖案形成面上的半導(dǎo)體元件，由此使該半導(dǎo)體晶片的表面通過該邊界槽露 出；以及等離子體蝕刻步驟，使用氟基氣體的等離子體來蝕刻通過該邊界槽 露出的該半導(dǎo)體晶片的表面，由此沿著該邊界槽將該半導(dǎo)體晶片分離成半導(dǎo) 體芯片。
此外，半導(dǎo)體芯片制作方法可包括在加載掩模步驟之前，用于保護(hù)該 半導(dǎo)體元件的保護(hù)膜貼附在該半導(dǎo)體晶片的該電路圖案形成面上；在該等離 子體蝕刻步驟之后，管芯結(jié)合帶貼附到該膜層的外表面；以及該保護(hù)膜從該
半導(dǎo)體晶片的該電路圖案形成面除去。
此外，半導(dǎo)體芯片制作方法可包括在該等離子體蝕刻步驟之后實(shí)施與 粘合力減小步驟相關(guān)的工藝，用于減小作用于管芯附著膜和耐熱膜之間的粘 合力。
此外，半導(dǎo)體芯片制作方法可包括與粘合力減小步驟相關(guān)的工藝是在 從該半導(dǎo)體晶片的該電路圖案形成面除去該保護(hù)膜之后實(shí)施。
此外，半導(dǎo)體芯片制作方法可包括由UV帶形成該耐熱膜。
此外，半導(dǎo)體芯片制作方法可包括在該邊界槽形成步驟中在該膜層內(nèi) 形成該邊界槽是通過使用激光束切割該膜層來實(shí)施的。
此外，半導(dǎo)體芯片制作方法可包括在該邊界槽形成步驟和該等離子體 蝕刻步驟之間實(shí)施與邊界槽表面平滑步驟相關(guān)的工藝，通過氧氣氣體的等離 子體或者包含氧氣作為主要成份的氣體混合物的等離子體來平滑在該膜層 內(nèi)形成的該邊界槽的表面。
根據(jù)本發(fā)明，由將固定到掩模形成面的管芯附著膜以及將貼附到管芯附 著膜的外表面的耐熱膜形成的膜層設(shè)置于半導(dǎo)體晶片的與電路圖案形成面 相對的掩模形成面，作為掩模，且半導(dǎo)體晶片進(jìn)行等離子體蝕刻。在等離子 體蝕刻完成的時間點(diǎn)，尺寸基本上等于半導(dǎo)體芯片的管芯附著膜仍貼附到每 個半導(dǎo)體芯片。因此，根據(jù)本發(fā)明，無需在等離子體切割之后將小片的管芯 附著膜貼附到半導(dǎo)體芯片或者將如此貼附的管芯附著膜進(jìn)一步成形為半導(dǎo) 體芯片的尺寸，如現(xiàn)有技術(shù)中那樣。在等離子體蝕刻步驟之后，半導(dǎo)體芯片 可以原樣地結(jié)合到引線框、基板等，只要粘合力作用于管芯附著膜和耐熱膜 之間。相應(yīng)地，涉及使用管芯附著膜4的等離子體蝕刻和結(jié)合二者可以同時 進(jìn)行。
在除去耐熱膜之后，在等離子體蝕刻中用作掩模的管芯附著膜原樣地用 作引線框、基板等的粘合劑。相應(yīng)地，在現(xiàn)有技術(shù)的等離子體切割中不可缺 少的除去(灰化)抗蝕劑膜的步驟變得不需要，且在除去抗蝕劑膜的過程中 會引起的等離子體處理用真空腔內(nèi)部的污染可以得到避免。


設(shè)備的透視圖2為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體芯片制作方法的實(shí)施中使用的等離子體處
理設(shè)備的斷面圖3A至3D為描迎個夂Ti炎她們?nèi)?？亍?心巧市'"卞萬s 圖4A至4C為描述本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體芯片制作方法的工藝的視圖 圖5A至5D為描 圖6A至6D為描
以及
圖8A和8B
的平滑工藝之前和之后得到的邊界槽的表面變化的視圖
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖描述本發(fā)明實(shí)施例。首先參考圖1和圖2來描述本發(fā)明實(shí) 施例的半導(dǎo)體芯片制作方法的實(shí)施中使用的激光束加工設(shè)備10和等離子體 處理設(shè)備30的配置。
在圖1，激光束加工設(shè)備10包括晶片保持部11,用于將作為處理對 象的半導(dǎo)體晶片l保持在水平位置；移動板12，以可移動方式設(shè)置在晶片保 持部ll上方的升高位置；激光發(fā)射部13和相機(jī)14,固定到移動板12;移 動機(jī)構(gòu)15,用于移動移動板12;激光發(fā)生部16,用于引起激光發(fā)射部13 發(fā)生激光束；控制部17，用于控制移動機(jī)構(gòu)15的驅(qū)動以及由激光發(fā)生部16 執(zhí)行的激光束發(fā)生；識別部18,用于根據(jù)相機(jī)14捕獲的圖像來識別半導(dǎo)體 晶片1的位置；以及操作輸入部19，用于傳遞操作信號和輸入信號到控制部 17。
晶片保持部11具有例如真空吸盤(vacuum chuck)的固定保持工具，用 于將半導(dǎo)體晶片l固定保持在晶片保持部的上表面上，且半導(dǎo)體晶片l通過 該固定保持工具按照上表面朝上的方式被固定保持，其中該上表面進(jìn)行激光 加工。移動板12的移動由控制部17通過移動機(jī)構(gòu)15來控制，且固定到移 動板12的激光發(fā)射部13和相機(jī)14在半導(dǎo)體晶片1上方三維地移動。激光 發(fā)生部16引起激光發(fā)射部13在控制部17的控制之下發(fā)生激光束13a,且由 激光發(fā)射部13發(fā)生的激光束13a向下輻射。相機(jī)14通過紅外輻射捕獲置于 該相機(jī)正下方位置的半導(dǎo)體晶片1的圖像。識別部18從相機(jī)14捕獲的圖像 識別半導(dǎo)體晶片1的位置，并將最終得到的有關(guān)半導(dǎo)體晶片1的位置信息發(fā)
送到控制部17。依據(jù)從識別部18發(fā)送的有關(guān)半導(dǎo)體晶片l的位置信息，控 制部17確定半導(dǎo)體晶片1和激光發(fā)射部13之間的位置關(guān)系，并計(jì)算使用激 光發(fā)射部13發(fā)射的激光束13a來照射的位置。操作輸入部19向控制部17 提供用于移動機(jī)構(gòu)15的操作信號、與激光發(fā)生部16的操作有關(guān)的輸入信號等。
在圖2，等離子體處理設(shè)備30是由下述構(gòu)成真空腔31;下電極32和 上電極33，設(shè)置在真空腔31內(nèi)；高頻電源部34,用于施加高頻電壓到下電 極32;冷卻單元35,用于在下電極32內(nèi)循環(huán)冷卻劑；氣體供給通道36，從 上電極33的內(nèi)部延伸到真空腔31的外部并且在真空腔31的外部分為兩支 (bifurcated);氧氣氣體供i會部37，連接到該分為兩支的氣體供給通道36 的一個分支通道(下文中稱為第一分支通道36a);氟基氣體供給部38，連 接到分為兩支的氣體供給通道36的另一個分支通道(下文中稱為第二分支 通道36b);第一開閉閥39和第一流量控制閥40，置于第一分支通道36a內(nèi) 的任意點(diǎn)；以及第二開閉閥41和第二流量控制閥42，置于第二分支通道36b 內(nèi)的4壬意點(diǎn)。
真空腔31的內(nèi)部為用于對半導(dǎo)體晶片l進(jìn)行等離子體處理的封閉空間。 下電極32按照用于保持半導(dǎo)體晶片1的下電極的表面朝上的方式布置于真
的上表面的方式布置。
由真空吸盤、靜電吸附機(jī)構(gòu)等構(gòu)成的晶片保持機(jī)構(gòu)(未示出)，以及由 電絕緣材料形成的環(huán)形框架32a設(shè)置在下電極32的上表面上。半導(dǎo)體晶片1 按照下述方式被支撐，即，進(jìn)行等離子體處理的晶片的表面朝上取向且晶片 的周圍被框架32a圍繞；并通過晶片保持機(jī)構(gòu)固定在下電極32的上表面上。
氧氣氣體(也可以采用包含氧氣作為主要成份的氣體混合物)被密封在 氧氣氣體供給部37內(nèi)。當(dāng)?shù)谝婚_閉閥39開啟(即，第二開閉閥41閉合) 時，氧氣氣體通過第一分支通道36a和氣體供給通道36供給到上電極33。 從氧氣氣體供給部37供給到上電極33的氧氣氣體的流量是通過調(diào)整第一流 量控制閥40的開啟程度來調(diào)節(jié)。此外，例如六氟化硫(SF6)等的氟基氣體 密封在氟基氣體供給部38內(nèi)。當(dāng)?shù)诙_閉閥41開啟(第一開閉閥39閉合) 時，氟基氣體通過第二分支通道36b和氣體供給通道36供給到上電極33。 從氟基氣體供給部38供給到上電極33的氟基氣體的流量是通過第二流量控
制閥42的開啟程度來調(diào)節(jié)。
平板狀多孔板33a設(shè)置在上電極33的下表面上。通過氣體供給通道36 供給的氧氣氣體和氟基氣體通過多孔板33a而均勾地噴灑在下電極32的上 表面上。
接著，將參考圖3至6所示的描述性流程圖和圖7所示的流程圖來描述 半導(dǎo)體芯片的制作方法。在圖3A,多個半導(dǎo)體元件2形成于半導(dǎo)體晶片1 的電路圖案形成面la上且可以分離為多個半導(dǎo)體芯片，只要相鄰半導(dǎo)體元 件2之間的邊界部(相鄰半導(dǎo)體元件2之間的區(qū)域)被切斷。
為了由半導(dǎo)體晶片1制作半導(dǎo)體芯片，片狀保護(hù)膜(例如，UV帶)3 貼附到半導(dǎo)體晶片1的電路圖案形成面la(圖7所示的保護(hù)膜貼附步驟S1 ), 如圖3B所示。
如圖3C所示，在完成與保護(hù)膜貼附步驟S1相關(guān)的工藝之后，通過研磨 設(shè)備50來研磨半導(dǎo)體晶片l的背面，即，與電路圖案形成面la相對的表面 (圖7所示的背面研磨步驟S2)。研磨設(shè)備50是由旋轉(zhuǎn)臺51和研磨頭53 構(gòu)成，其中半導(dǎo)體晶片l按照半導(dǎo)體晶片的背面朝上的方式布置在旋轉(zhuǎn)臺51 的上表面上，研磨頭53布置在旋轉(zhuǎn)臺51上方且研磨布52貼附到研磨頭53 的下表面。研磨布52通過研磨頭53壓抵半導(dǎo)體晶片1背面(如圖3C的箭 頭A所示)，且研磨頭53在水平面內(nèi)搖擺(如圖3C箭頭D所示)，同時旋 轉(zhuǎn)臺51和研磨頭53繞垂直軸旋轉(zhuǎn)(如圖3C箭頭B和C所示)。結(jié)果，得 到通過背面研磨而將厚度減小到約100至30pm的半導(dǎo)體晶片1 (圖3D)。
如圖4A所示，在完成與背面研磨步驟S2相關(guān)的工藝之后，膜層6由將 固定到掩it形成面lb的管芯附著膜4以及用作耐熱膜的將貼附到管芯附著 膜4的外表面的UV帶5形成，膜層6設(shè)置于半導(dǎo)體晶片l的與電路圖案形 成面la相對的掩^f莫形成面lb (即，半導(dǎo)體晶片1的背面)上，在稍后描述 的等離子體蝕刻步驟S7中用作掩模。在加載掩模步驟S3， UV帶5先前貼 附到其外表面的管芯附著膜4也可以貼附到1。首先，僅管芯附著膜4貼附 到半導(dǎo)體晶片1,且隨后UV帶5也可以貼附到管芯附著膜4的外表面。
在完成與加載掩模步驟S3相關(guān)的工藝之后，半導(dǎo)體晶片1置于激光束 加工設(shè)備10的晶片保持部11。此時，其上設(shè)置有膜層6的半導(dǎo)體晶片1的 表面朝上取向。如圖4B和4C所示，激光束13a照射在膜層6的半導(dǎo)體元件 2之間的邊界部(即，相鄰半導(dǎo)體元件2之間的區(qū)域)上，以由此切斷位于
邊界部的膜層6。因此，分割半導(dǎo)體元件2的邊界槽7形成于膜層6內(nèi)(圖 7所示的邊界槽形成步驟S4 )。
進(jìn)行激光加工，同時激光束13a相對于半導(dǎo)體晶片1移動。與邊界槽7 的位置有關(guān)的數(shù)據(jù)存儲于激光束加工設(shè)備10的工作tt據(jù)存儲部20，且控制 部17依據(jù)存儲于工作數(shù)據(jù)存儲部20內(nèi)的數(shù)據(jù)來移動激光發(fā)射部13。具體而 言，控制部17將通過相機(jī)14和識別部18使用激光束13a照射的位置與存 儲于工作數(shù)據(jù)存儲部20內(nèi)的與邊界槽7位置相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，且移動 機(jī)構(gòu)15按照下述方式被驅(qū)動，即，使用激光束13a照射的位置沿著存儲于 工作數(shù)據(jù)存儲部20內(nèi)的邊界槽7移動。與邊界槽7的寬度有關(guān)的數(shù)據(jù)也存 儲于工作數(shù)據(jù)存儲部20。當(dāng)致使激光發(fā)射部13發(fā)射激光束13a時，控制部 17通過改變激光發(fā)射部13的輸出來調(diào)整激光束13a的束尺寸，使得實(shí)際形 成的邊界槽7的寬度略小于存儲于工作數(shù)據(jù)存儲部20中的邊界槽7的寬度。
在完成與邊界槽形成步驟S4相關(guān)的工藝之后，半導(dǎo)體晶片l從激光束 加工設(shè)備10的晶片保持部11移除；如此移除的半導(dǎo)體晶片傳送到等離子體 處理設(shè)備30的真空腔31;并且半導(dǎo)體晶片1固定在下電極32的上表面上(圖 7的晶片移入步驟S5)。此時，其上設(shè)置有膜層6的半導(dǎo)體晶片1的表面朝 上取向。
在該階段，激光加工的邊界槽7的表面呈現(xiàn)不規(guī)則的尖銳鋸齒形狀。術(shù) 語"邊界槽7的表面"是指通過激光束13a切割膜層6形成的膜層6的兩個 彼此相對的切割面6a以及通過邊界槽7露出且介于兩個切割面6a之間的半 導(dǎo)體晶片1的表面lc (見圖4C的部分放大圖)。邊界槽7的表面呈現(xiàn)尖銳 鋸齒形狀的原因?yàn)橥ㄟ^激光束13a切割膜層6而在切割面6a中出現(xiàn)不規(guī) 則部分6b;在切割膜層6時飛散的膜層6的殘?jiān)?c附著到邊界槽7的表面； 等等(圖8A)。
如果在這種狀態(tài)立即執(zhí)行等離子體蝕刻，半導(dǎo)體芯片的切割側(cè)面也會變 得鋸齒狀，且應(yīng)力集中容易發(fā)生。因此，當(dāng)半導(dǎo)體晶片l移入真空腔31時， 在邊界槽形成步驟S4中形成不規(guī)則形狀的邊界槽7的表面通過在真空腔31 內(nèi)產(chǎn)生的氧氣氣體的等離子體來平滑，之后執(zhí)行等離子體蝕刻(圖7所示的 邊界槽表面平滑步驟S6 )。
在邊界槽表面平滑步驟S6，首先，等離子體處理設(shè)備30的第一開閉閥 39開啟而第二開閉閥41閉合，且氧氣氣體從氧氣氣體供給部37供給到上電
極33。結(jié)果，氧氣氣體從上電極33通過多孔板33a噴灑到半導(dǎo)體晶片l的 上表面上。高頻電源部34在該狀態(tài)下被驅(qū)動以將高頻電壓施加到下電極32, 由此氧氣氣體的等離子體Po形成于下電極32和上電極33之間(圖5A)。 氧氣氣體的等離子體Po為有機(jī)物質(zhì)，且因此灰化除去膜層6 (UV帶5和管 芯附著膜4),且因此邊界槽7的表面被平滑(圖5B和8B)。
具體而言，邊界槽7的表面通過下述被平滑通過氧氣氣體(或者包含 氧氣氣體作為主要成份的氣體混合物)的等離子體Po從邊界槽7的表面除 去不規(guī)則部分6b (膜層6的兩個彼此相對的表面6a);除去附著到邊界槽7 表面的膜層6殘?jiān)?c;以及使邊界槽7的表面的不規(guī)則部分6b變得均勻， 從而增加不規(guī)則部分6b的不規(guī)則之間的周期(見圖8B)。在邊界槽7的表 面通過氧氣氣體的等離子體來平滑期間，冷卻單元35被驅(qū)動以在下電極32 內(nèi)循環(huán)冷卻劑，由此防止由等離子體的熱量導(dǎo)致的半導(dǎo)體晶片l溫度上升。
膜層6暴露于氧氣氣體的等離子體Po的時間越長，膜層6灰化除去的 進(jìn)程越快。然而，在邊界槽表面平滑步驟S6中，膜層6暴露于氧氣氣體的 等離子體Po的時間長度設(shè)置為平滑膜層6的邊界槽7表面所需的最小時間 長度。作為曝光時間的指標(biāo)，膜層6的外表面除去約1至3pm所對應(yīng)的時 間長度是優(yōu)選的。
在完成與邊界槽表面平滑步驟S6相關(guān)的工藝之后，執(zhí)行等離子體蝕刻， 通過氟基氣體的等離子體將半導(dǎo)體晶片1沿邊界槽7分離為半導(dǎo)體芯片(圖 7所示的等離子體蝕刻步驟S7)。此時，設(shè)置于半導(dǎo)體晶片l上的膜層6作 為掩模。
在等離子體蝕刻步驟S7,第二開閉閥41開啟，而第一開閉閥39仍從 開啟位置切換到閉合位置，由此從氟基氣體供給部38將氟基氣體供給到上 電極33。結(jié)果，氟基氣體從上電極33通過多孔板33a噴灑到半導(dǎo)體晶片1 的上表面。當(dāng)高頻電源部34在這種狀態(tài)下被驅(qū)動以將高頻電壓施加到下電 極32時，氟基氣體的等離子體Pf形成于下電極32和上電極33之間(圖5C)。
由于如此形成的氟基氣體的等離子體Pf蝕刻通過邊界槽7露出且由硅 制成的半導(dǎo)體晶片1的表面lc,半導(dǎo)體晶片1沿著邊界槽7通過一個操作被 切割，由此形成多個半導(dǎo)體芯片1，(圖5D)。在被氟基氣體的等離子體Pf 蝕刻的半導(dǎo)體晶片1的表面lc中間，冷卻單元35被驅(qū)動以在下電極32內(nèi) 循環(huán)冷卻劑，由此防止由于等離子體的熱量導(dǎo)致的半導(dǎo)體晶片1的溫度上升。
由于邊界槽7的表面在先前步驟(邊界槽表面平滑步驟S6)中已經(jīng)被 平滑，通過等離子體蝕刻形成的半導(dǎo)體晶片1的切割面，即半導(dǎo)體芯片1，
的側(cè)面，變得平坦。此外，由于等離子體蝕刻是從作為開始點(diǎn)的邊界槽7開
始的，每個切割的半導(dǎo)體芯片r的尺寸基本上等于貼附到每個半導(dǎo)體芯片r
的管芯附著膜4。
在完成與等離子體蝕刻步驟S7相關(guān)的工藝之后，半導(dǎo)體晶片1 (即， 通過保護(hù)膜3仍連接在一起的切割的半導(dǎo)體芯片1，)被移出真空腔31 (圖7 所示的晶片移出步驟S8)。在從真空腔31移出半導(dǎo)體晶片l之后，半導(dǎo)體 晶片1按照貼附有保護(hù)膜3的晶片側(cè)面向上的方式來布置，如圖6A所示， 且管芯結(jié)合帶8在晶片的下表面貼附到UV帶5 (圖7所示的結(jié)合帶貼附步 驟S9 )。
在完成與結(jié)合帶貼附步驟S9相關(guān)的工藝之后，貼附到半導(dǎo)體晶片l的 電路圖案形成面la的保護(hù)膜3通過牽拉而除去，如圖6B所示(圖7所示的 保護(hù)膜除去步驟SIO)。結(jié)果，尺寸基本上等于半導(dǎo)體芯片l'的管芯附著膜4 設(shè)置于每個半導(dǎo)體芯片l，的下表面(即，半導(dǎo)體晶片1的背面)。通過作用 于管芯附著膜4和UV帶5之間的粘合力以及作用于UV帶5和管芯結(jié)合帶 8之間的粘合力，半導(dǎo)體芯片1，通過管芯附著膜4保持在管芯結(jié)合帶8的上 表面上。
在完成與保護(hù)膜除去步驟S10相關(guān)的工藝之后，管芯附著膜4和耐熱膜 (UV帶5)之間的粘合力減小(粘合力減小步驟Sll)。當(dāng)耐熱膜為如本實(shí) 施例所述的UV帶5時，通過將UV帶5暴露于UV輻射，由此在粘合力減 小步驟Sll中執(zhí)行減小作用于管芯附著膜4和耐熱膜之間的粘合力的工藝 (圖6C)。作用于管芯附著膜4的UV帶5的粘合力在粘合力減小步驟Sll 中被削弱，且管芯附著膜4設(shè)置于其下表面上的各個半導(dǎo)體芯片l，可以容易
地從管芯結(jié)合帶8脫落。半導(dǎo)體芯片r一如上所述具有管芯附著膜4且已經(jīng)
從管芯結(jié)合帶8脫落一通過未示出的拾取機(jī)構(gòu)被拾取并結(jié)合到引線框、基板等。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體芯片制作方法，由將固定到掩模形成 面lb的管芯附著膜4以及用作耐熱膜的將貼附到管芯附著膜4的外表面的 UV帶5形成的膜層6，作為掩模設(shè)置于半導(dǎo)體晶片1的與電路圖案形成面 la相對的掩模形成面lb;且半導(dǎo)體晶片l進(jìn)行等離子體蝕刻。在與等離子
體蝕刻步驟S7相關(guān)的工藝完成的時間點(diǎn)，尺寸基本上等于半導(dǎo)體芯片l，的
管芯附著膜4仍貼附到每個半導(dǎo)體芯片r。因此，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體芯 片制作方法，無需在等離子體切割之后將小片的管芯附著膜貼附到半導(dǎo)體芯 片或者將如此貼附的管芯附著膜進(jìn)一步成形為半導(dǎo)體芯片的尺寸，如現(xiàn)有^支
術(shù)中那樣。在等離子體蝕刻步驟S7之后，半導(dǎo)體芯片可以原樣地結(jié)合到引 線框、基板等，只要粘合力作用于管芯附著膜4和UV帶5之間。相應(yīng)地， 涉及使用管芯附著膜4的等離子體蝕刻和結(jié)合二者可以同時進(jìn)行。
在除去耐熱膜(UV帶5 )之后，在等離子體蝕刻步驟S7中用作掩模的 管芯附著膜4原樣地用作引線框、基板等的粘合劑。相應(yīng)地，在現(xiàn)有技術(shù)的 等離子體切割中不可缺少的除去(灰化)抗蝕劑膜的步驟變得不需要，且在 除去抗蝕劑膜的過程中會引起的等離子體處理用真空腔31內(nèi)部的污染可以 得到避免。
本實(shí)施例的半導(dǎo)體芯片制作方法主要特征在于UV帶5被使用，而結(jié)合 到外表面的管芯附著膜4用作掩模。
由于管芯附著膜4 一般不耐熱且在暴露于80。C以上的溫度環(huán)境時并不 呈現(xiàn)足夠的結(jié)合劑功能，使用管芯附著膜作為在高溫環(huán)境下實(shí)施的等離子體 蝕刻的掩模通常不會被想到。然而，本專利申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，幾十是在高 溫環(huán)境下進(jìn)行的等離子體蝕刻期間，管芯附著膜4的溫度可以保持在等于或 者低于80。C的溫度，只要貼附到半導(dǎo)體晶片1的管芯附著膜4的外表面覆蓋 有耐熱膜(UV帶5為一個例子)，并最終完成本發(fā)明。通過使用UV帶5覆 蓋管芯附著膜4，可以防止管芯附著膜4上升到8(TC以上的高溫。然而，只 要如本實(shí)施例所述通過冷卻單元35來冷卻半導(dǎo)體晶片l，則可以更容易地防 止管芯附著膜4的溫度上升。
對于本實(shí)施例的半導(dǎo)體芯片制作方法的情形，只要在加載掩模步驟S3 之前，用于保護(hù)半導(dǎo)體元件2的保護(hù)膜3貼附到半導(dǎo)體晶片1的電路圖案形 成面la;在等離子體蝕刻步驟S7之后，管芯結(jié)合帶8貼附到膜層6的外表 面；以及保護(hù)膜3從半導(dǎo)體晶片l的電路圖案形成面la除去，則制作在電 路圖案形成面la上的半導(dǎo)體元件2可以通過保護(hù)膜3得到可可靠地保護(hù)。 再者，即使在除去保護(hù)膜3之后，半導(dǎo)體芯片l，可以通過管芯結(jié)合帶8被統(tǒng) 一處理。相應(yīng)地，在切割之后，半導(dǎo)體芯片l，可以容易地處理。
此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)半導(dǎo)體芯片管芯結(jié)合到引線框、基板等時，用
于管芯結(jié)合目的的粘合劑(對應(yīng)于本實(shí)施例的管芯附著膜4)變得液化且沿 著半導(dǎo)體芯片的側(cè)面蠕變到上表面，這反過來引起用于拾取半導(dǎo)體芯片的電 子部件安裝設(shè)備的噴嘴污損的問題(該問題隨著半導(dǎo)體芯片的薄型化而變得 顯著)。根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體芯片制作方法，管芯附著膜4的外圍直接暴 露于激光束或等離子體。因此，在外圍的固化反應(yīng)進(jìn)行得比中心快，且外圍 固化得比中心部分更硬。為此，在管芯結(jié)合時由于過度液化引起的粘合劑蠕 變得以避免，且現(xiàn)有技術(shù)的問題可以得以解決。
目前為止已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，不過本發(fā)明不限于前述實(shí)施
例。例如，在先前實(shí)施例中，膜層6通過激光束13a切割，以由此形成邊界 槽7。也可以采樣這樣的方法，即，使用高速旋轉(zhuǎn)的圓盤狀刀片來切割膜層 6。然而，根據(jù)該方法，隨著邊界槽的數(shù)目增大，與使用激光束13a的情形 相比，生產(chǎn)率劣化。相應(yīng)地，如本實(shí)施例所述的使用激光束13a是優(yōu)選的。
只要膜層6(即，管芯附著膜4和耐熱膜)可以由光敏材料形成，邊界 槽7也可以甚至通過光刻方法來形成，在該方法中，掩模圖案一其中半導(dǎo)體 元件2之間的邊界區(qū)域(即，相鄰半導(dǎo)體元件2之間的區(qū)域)被蝕刻 一通過 曝光和顯影而轉(zhuǎn)移到抗蝕劑膜上。然而，從不需要昂貴的曝光設(shè)備的角度出 發(fā)，先前實(shí)施例所述的激光加工方法可以說是優(yōu)選的。對于激光加工的情形， 邊界槽7的表面呈現(xiàn)銳角鋸齒的不規(guī)則形狀，如前所述。相應(yīng)地，優(yōu)選地在 邊界槽形成步驟S4和等離子體蝕刻步驟S7之間實(shí)施與邊界槽表面平滑步驟 S6相關(guān)的工藝，通過氧氣氣體的等離子體或者包含氧氣作為主要成份的氣 體混合物的等離子體來平滑在膜層6中形成的邊界槽7的表面。
在先前實(shí)施例中，UV帶用作耐熱膜而貼附到管芯附著膜4的外表面。 然而，其中的原因在于，UV帶具有下述能力特點(diǎn)，即，充分耐受在等離子 體蝕刻期間高溫環(huán)境中的氟基氣體的等離子體，以及通過簡單的方法例如暴 露于UV輻射可以容易地減小作用于管芯附著膜4和UV帶之間的粘合力。 因此，除了 UV帶之外的帶也可以用作耐熱膜，只要該帶具有與UV帶5相 同的性能并通過基底材料和粘合劑組合而形成，其中該基底材料是由能夠耐 受高溫環(huán)境中的氟基氣體等離子體的材料形成，例如聚烯烴基樹脂、聚酰亞 胺基樹脂等，該粘合劑的粘合力可以通過諸如將UV帶暴露于UV輻射的簡 單方法來;咸小。
只要用于將管芯結(jié)合帶8結(jié)合到膜層6的粘合劑是由UV固化材料形成，
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作用于管芯結(jié)合帶8和膜層6之間的粘合力可以通過暴露于UV輻射而增力口。 因此，當(dāng)保護(hù)膜3在保護(hù)膜除去步驟S10中被除去時，可以防止半導(dǎo)體芯片
r從管芯結(jié)合帶8脫落。
在前述實(shí)施例中，與粘合力減小步驟S11相關(guān)的工藝是在保護(hù)膜除去步 驟S10之后進(jìn)行。然而，與粘合力減小步驟S11相關(guān)的工藝不一定在保護(hù)月莫
除去步驟sio之后，只要半導(dǎo)體晶片i已經(jīng)切割為各自半導(dǎo)體芯片r即可。
當(dāng)與粘合力減小步驟Sll相關(guān)的工藝是在保護(hù)膜除去步驟S10之前實(shí)施時， 在從半導(dǎo)體晶片i的電路圖案形成面la除去保護(hù)膜3時，半導(dǎo)體芯片l，可 能從管芯結(jié)合帶8脫落。當(dāng)與粘合力減小步驟S11相關(guān)的工藝盡可能在保護(hù) 膜除去步驟S10之后進(jìn)行。
涉及使用管芯附著膜的等離子體切割和結(jié)合可以實(shí)施，且真空腔內(nèi)部的 污染也可以避免。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體芯片制作方法，包括加載掩模步驟，在半導(dǎo)體晶片的與電路圖案形成面相對的掩模形成面上設(shè)置膜層作為掩模，其中所述膜層是由將固定到所述掩模形成面的管芯附著膜以及將貼附到所述管芯附著膜的外表面的耐熱膜形成；邊界槽形成步驟，在設(shè)置于所述半導(dǎo)體晶片上的所述膜層內(nèi)形成邊界槽，所述邊界槽用于分割形成于所述半導(dǎo)體晶片的所述電路圖案形成面上的半導(dǎo)體元件，由此使所述半導(dǎo)體晶片的表面通過所述邊界槽露出；以及等離子體蝕刻步驟，使用氟基氣體的等離子體來蝕刻通過所述邊界槽露出的所述半導(dǎo)體晶片的表面，由此沿著所述邊界槽將所述半導(dǎo)體晶片分離成半導(dǎo)體芯片。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片制作方法，其中在加載掩模步驟之 前，用于保護(hù)所述半導(dǎo)體元件的保護(hù)膜貼附在所述半導(dǎo)體晶片的所述電路圖 案形成面上；在所述等離子體蝕刻步驟之后，管芯結(jié)合帶貼附到所述膜層的 外表面；以及所迷保護(hù)膜從所述半導(dǎo)體晶片的所述電路圖案形成面除去。
3. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片制作方法，其中在所述等離子體蝕 刻步驟之后實(shí)施與粘合力減小步驟相關(guān)的工藝，用于減小作用于管芯附著膜 和耐熱膜之間的粘合力。
4. 如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體芯片制作方法，其中與粘合力減小步驟 相關(guān)的工藝是在從所述半導(dǎo)體晶片的所述電路圖案形成面除去所述保護(hù)膜 之后實(shí)施。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片制作方法，其中所述耐熱膜是由UV 帶形成。
6. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片制作方法，其中在所述邊界槽形成 步驟中在所述膜層內(nèi)形成所述邊界槽是通過使用激光束切割所述膜層來實(shí) 施的。
7. 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體芯片制作方法，其中在所述邊界槽形成 步驟和所述等離子體蝕刻步驟之間實(shí)施與邊界槽表面平滑步驟相關(guān)的工藝，通過氧氣氣體的等離子體或者包含氧氣作為主要成份的氣體混合物的等離 子體來平滑在所述膜層內(nèi)形成的所述邊界槽的表面。
全文摘要
在由管芯附著膜4和UV帶5形成的膜層6已經(jīng)設(shè)置在半導(dǎo)體晶片1上作為掩模之后，用于分割形成于電路圖案形成面1a上的半導(dǎo)體元件2的邊界槽7形成于膜層6內(nèi)，由此使半導(dǎo)體晶片1的表面露出。半導(dǎo)體晶片1的在邊界槽7內(nèi)的露出表面1c通過氟基氣體的等離子體被蝕刻，且半導(dǎo)體晶片1沿著邊界槽7劃片成半導(dǎo)體芯片1’。
文檔編號H01L21/78GK101366113SQ20078000214
公開日2009年2月11日 申請日期2007年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月6日
發(fā)明者土師宏, 有田潔 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社