半導(dǎo)體元件的制造方法
【專利摘要】利用因晶片正面的聚酰亞胺保護(hù)膜而產(chǎn)生凹凸來(lái)緩和背面研磨用的表面保護(hù)帶中產(chǎn)生的凹凸，提高對(duì)晶片背面進(jìn)行研磨加工的晶片的厚度精度，降低芯片厚度的偏差。在具有因晶片（1)的聚酰亞胺保護(hù)膜（11)而產(chǎn)生的凹凸的正面粘貼具有基材層（5)和粘接劑層（包含中間層）（4)的表面保護(hù)帶（3)。接著，在以表面保護(hù)帶（3)—側(cè)作為平臺(tái)（21)—側(cè)來(lái)將晶片（1)放置于平臺(tái)(21)上之后，通過(guò)向平臺(tái)（21)側(cè)吸引表面保護(hù)帶(3)并進(jìn)行加熱，來(lái)使表面保護(hù)帶（3)的表面平坦化。接著，在對(duì)晶片（1)背面進(jìn)行研磨加工以使其成為薄晶片之后，在晶片（1)背面形成背面元件結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行切割以切斷成芯片。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體元件的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體元件的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 以往，在計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備的主要部分中經(jīng)常使用將多個(gè)晶體管和電阻等相結(jié)合 以構(gòu)成電路并集成在一個(gè)芯片上的集成電路（1C)。還具有作為在比上述1C還要高電壓、大 電流的開(kāi)關(guān)中所使用的半導(dǎo)體元件的功率用半導(dǎo)體元件。在功率用半導(dǎo)體元件中具有例如 絕緣柵極型雙極晶體管（下面稱為IGBT)、二極管。
[0003] 此處，對(duì)現(xiàn)有的IGBT的制造工藝進(jìn)行說(shuō)明。首先，在晶片的正面?zhèn)刃纬捎苫鶚O區(qū) 域、發(fā)射極區(qū)域、柵極氧化膜、柵極電極、層間絕緣膜、發(fā)射極電極以及絕緣保護(hù)膜構(gòu)成的表 面元件結(jié)構(gòu)部。發(fā)射極電極例如由鋁/硅膜制成。絕緣保護(hù)膜例如由聚酰亞胺膜制成。接 著，在晶片的正面形成聚酰亞胺保護(hù)膜。
[0004] 接著，在形成有聚酰亞胺保護(hù)膜的晶片正面粘貼表面保護(hù)帶，然后對(duì)晶片的背面 進(jìn)行研磨，使晶片具有所希望的厚度。之后，在晶片的背面?zhèn)刃纬杉姌O層等。之后，將鋁、 鈦、鎳以及金等多種金屬蒸鍍?cè)诰谋趁婕醇姌O層的表面，從而形成集電極。最后，在 集電極側(cè)粘貼切割帶以進(jìn)行切割，通過(guò)將晶片切斷為多個(gè)芯片，從而完成IGBT。
[0005] 通常，以往使用的表面保護(hù)帶是組合基材層和粘接劑層（包含中間層）而構(gòu)成的， 具有例如15〇 μ m的厚度。此外，作為表面保護(hù)帶，至少具有熔點(diǎn)在105°C以下的熱熔層，已 知有加熱并粘貼到半導(dǎo)體晶片表面的熱熔片材（例如參照下述專利文獻(xiàn)1。）。
[0006] 此外，作為上述那樣的將表面保護(hù)帶粘貼到晶片正面的方法，提出了如下方法：在 將具有基材層和粘接劑層的表面保護(hù)帶粘貼到半導(dǎo)體晶片的具有因聚酰亞胺保護(hù)膜而產(chǎn) 生的凹凸的表面，之后進(jìn)行加熱，使基材層和粘接劑層變形，從而使基材層的表面基本平 坦。（例如參照下述專利文獻(xiàn)2。）。
[0007] 此外，作為其它的方法提出了如下方法。將保護(hù)帶提供到半導(dǎo)體晶片表面的上方， 利用粘貼輥進(jìn)行按壓，并使其旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，從而使該保護(hù)帶粘貼到半導(dǎo)體晶片的表面，沿半導(dǎo) 體晶片的外周切斷已粘貼的保護(hù)帶。之后，利用加壓構(gòu)件從表面對(duì)保護(hù)帶進(jìn)行加壓，使其表 面扁平（例如參照下述專利文獻(xiàn)3。）。
[0008] 作為其它的方法，還提出了將基材、至少一層以上的中間層、以及粘接劑層按該順 序進(jìn)行層疊而形成的半導(dǎo)體晶片保護(hù)用粘接片貼合到半導(dǎo)體晶片的表面的方法，粘接片和 半導(dǎo)體晶片的貼合溫度為50°C?100°C，與粘接劑層相接一側(cè)的中間層在貼合溫度下的損 耗正切（tan δ )為〇· 5以上（例如參照下述專利文獻(xiàn)4。）。
[0009] 作為其它的方法，提出了包括如下工序的方法：加熱工序，在該加熱工序中，利用 加熱單元對(duì)放置工件的放置單元進(jìn)行加熱；吸引工序，在該吸引工序中，在將工件放置于放 置單元的狀態(tài)下，內(nèi)置有放置單元以及工件且對(duì)內(nèi)部進(jìn)行密封的狀態(tài)下，利用吸引單元對(duì) 可封閉的壓力室進(jìn)行真空吸引；粘接工序，在該粘接工序中，在檢測(cè)出已達(dá)到真空度之后， 使工件接近膠帶構(gòu)件，使得工件與膠帶構(gòu)件相粘接；以及加壓工序，在該加壓工序中，當(dāng)在 粘接工序中執(zhí)行粘接經(jīng)過(guò)了預(yù)定時(shí)間之后，使加壓?jiǎn)卧ぷ?，在加壓狀態(tài)下將空氣引入壓 力室的內(nèi)部（例如參照下述專利文獻(xiàn)5。）。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開(kāi)2000-038556號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開(kāi)2005 - 317570號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3 :特開(kāi)2010 _ 045189號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)4 :日本專利特開(kāi)2010 _ 258426號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)5 :日本專利特開(kāi)2006 _ 114598號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0011] 然而，如上述的制造工藝那樣，在對(duì)晶片背面進(jìn)行研磨之前在晶片正面形成聚酰 亞胺保護(hù)膜，在此情況下，會(huì)發(fā)生下述各種問(wèn)題。圖21是示意性表示將現(xiàn)有的表面保護(hù)帶 粘貼于晶片正面的狀態(tài)的剖視圖。例如，保護(hù)表面元件結(jié)構(gòu)部的聚酰亞胺保護(hù)膜102以包 圍晶片101上所制作的多個(gè)芯片的元件形成區(qū)域的方式沿各芯片的外周來(lái)形成。
[0012] 即，如圖21所示，在晶片101的正面形成有聚酰亞胺保護(hù)膜102。聚酰亞胺保護(hù)膜 102在晶片101的正面形成為凸?fàn)?。該聚酰亞胺保護(hù)膜102在由切割線劃分為格子狀的區(qū) 域的內(nèi)側(cè)沿切割線進(jìn)行設(shè)置。然后，由于形成有因聚酰亞胺保護(hù)膜102而成為凸?fàn)畹牟糠?(下面稱為凸?fàn)畈浚┖捅辉撏範(fàn)畈堪鼑陌疾?，因此在晶?01的正面形成了多個(gè)凹凸。因 該凹凸而產(chǎn)生的階梯差為10 μ m?20 μ m左右，凹部的大小為幾 ram?20圓左右見(jiàn)方。另 一方面，現(xiàn)有的表面保護(hù)帶1〇3厚度為150 μ m左右較薄，僅對(duì)幾 μ m左右高度的階梯差具 有緩和性能。
[0013] 因而，即使在晶片101的正面粘貼現(xiàn)有的表面保護(hù)帶103,也會(huì)沿著因聚酰亞胺保 護(hù)膜102而產(chǎn)生的凹凸來(lái)進(jìn)行粘貼，在晶片101的正面會(huì)殘留因聚酰亞胺保護(hù)膜102而在 晶片101正面產(chǎn)生的階梯差的約95%左右高度的階梯差。因此，在晶片101背面的研磨加 工中，在晶片101正面的由聚酰亞胺保護(hù)膜102形成的格子狀的凸?fàn)畈克鼑陌疾恐行?成的表面元件結(jié)構(gòu)部（主要是構(gòu)成發(fā)射極電極的鋁/硅膜）被研磨輪從晶片101背面?zhèn)冗M(jìn) 行按壓而變形，將在該狀態(tài)下進(jìn)行研磨加工。
[0014] 因而，在因聚酰亞胺保護(hù)膜102而產(chǎn)生的凹凸較大的情況下，會(huì)對(duì)晶片101正面的 凹部施加較大的應(yīng)力，即使僅對(duì)晶片101背面進(jìn)行研磨加工也會(huì)導(dǎo)致晶片101破損。即使 晶片101沒(méi)有破損，由于在對(duì)晶片101正面的凹部施加應(yīng)力的狀態(tài)下對(duì)晶片101背面進(jìn)行 研磨加工，因此設(shè)有凹部的部分的晶片101的厚度變得比設(shè)有由聚酰亞胺保護(hù)膜102形成 的凸?fàn)畈康牟糠值木?01的厚度要厚。
[0015] 例如，沿著由切割線劃分的矩形的各芯片的外周，以100 μ tn?500 μ m左右的寬度 形成聚酰亞胺保護(hù)膜102。此時(shí)，在對(duì)晶片101背面進(jìn)行研磨加工直至設(shè)有由聚酰亞胺保護(hù) 膜102形成的凸?fàn)畈康牟糠值木?〇1的厚度變?yōu)?〇〇 μ m為止的情況下，被凸?fàn)畈堪鼑?凹部的晶片101的厚度、即芯片中央部的厚度為110 μ m左右，該凸?fàn)畈坑删埘啺繁Ｗo(hù)膜 102形成。在該情況下，能獲得以1〇〇 μ m的晶片厚度設(shè)計(jì)而成的芯片的耐壓，但僅晶片1〇ι 中央部的厚度為ιιομπι的部分會(huì)產(chǎn)生電損耗。相反地，在對(duì)晶片ιο?背面進(jìn)行研磨加工直 至凹部的晶片ιο?的厚度變?yōu)?〇〇 μ m為止的情況下，因聚酰亞胺保護(hù)膜1〇2而成為凸?fàn)畹?芯片外周部的厚度變得過(guò)薄，通電時(shí)可能會(huì)發(fā)生元件破壞。
[0016] 作為解決上述問(wèn)題的方法，提出了下述方法，但分別存在較多的技術(shù)問(wèn)題。例如， 提出了利用粘接劑、厚度較厚的雙面膠帶等對(duì)高剛性基板和晶片進(jìn)行貼合的方法。然而，為 了對(duì)高剛性基板進(jìn)行再利用而耗費(fèi)的材料費(fèi)等較高，并且用于將高剛性基板于晶片貼合的 周邊裝置需要多個(gè)等，從而在成本方面存在問(wèn)題。此外，為了提高對(duì)晶片背面進(jìn)行研磨加工 時(shí)的晶片厚度精度，需要貼合技術(shù)。
[0017] 此外，開(kāi)發(fā)了各種膠帶（主要是將因焊球而產(chǎn)生的凹凸作為對(duì)象的保護(hù)膠帶），該 各種膠帶通過(guò)使表面保護(hù)帶自身變厚來(lái)填充晶片正面的凹凸，從而提高對(duì)于晶片正面的凹 凸的緩和性能。然而，膠帶的厚度為500 μ m左右較厚，因此具有填充由焊球那樣分散的凸 部形成的凹凸的作用，但對(duì)于存在于芯片外周的線上的格子狀的較高的凹凸，填充性能并 不高。因此，對(duì)晶片背面進(jìn)行研磨加工后的晶片的厚度精度也變差數(shù)倍。
[0018] 此外，提出了如下方法：通過(guò)使被格子狀的凸?fàn)畈堪鼑陌疾孔冋?，從而使晶片?面的因聚酰亞胺保護(hù)膜而產(chǎn)生的凹凸本身消失，該凸?fàn)畈坑删埘啺繁Ｗo(hù)膜形成。然而，由 于聚酰亞胺保護(hù)膜對(duì)晶片的應(yīng)力變得過(guò)大，因此在使晶片變薄時(shí)晶片的翹曲變得非常大， 具有難以搬運(yùn)的問(wèn)題，此外，發(fā)射極電極的露出面積變小，因此增加了組裝裝置時(shí)的限制。 并且，由于發(fā)射極電極的露出面積變小，通過(guò)鍍覆來(lái)成膜的布線和發(fā)射極電極實(shí)際的接合 面積變小，散熱性降低。
[0019] 上述專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的熱熔片用于跟隨晶片正面的凹凸，使晶片和保護(hù)保持用 片材無(wú)間隙地粘接，從而在晶片背面的研磨加工時(shí)防止研磨水、異物浸入晶片圖案面，加工 失誤，產(chǎn)生波紋，晶片破裂等。
[0020] 上述專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了對(duì)于凸點(diǎn)分散的晶片粘貼熱熔片的實(shí)施例，但對(duì)于緩和 由凸?fàn)畈亢蛶?mm?20mm左右見(jiàn)方的凹部形成的凹凸所產(chǎn)生的階梯差，并未作任何記載，其 中，該凸?fàn)畈坑稍诶们懈罹€劃分成格子狀的區(qū)域內(nèi)側(cè)沿切割線設(shè)置的聚酰亞胺保護(hù)膜來(lái) 形成。因此，即使在上述的具有較大凹部和較高凸部的晶片正面粘貼上述專利文獻(xiàn)1的熱 熔片，也不清楚是否能獲得平坦的片材表面。
[0021] 在上述專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了如下實(shí)施例，在將200 μ m以上厚度的特殊的表面保護(hù) 帶粘貼到晶片正面之后，在爐內(nèi)對(duì)表面保護(hù)帶進(jìn)行加熱，來(lái)緩和因聚酰亞胺保護(hù)膜而產(chǎn)生 的凹凸。然而，在上述專利文獻(xiàn)2中，緩和因聚酰亞胺保護(hù)膜而產(chǎn)生的凹凸的緩和性能不 足，因此可能使晶片的平坦性變差。圖22?24是示意性表示將現(xiàn)有的表面保護(hù)帶粘貼于 晶片正面的另一個(gè)示例的狀態(tài)的剖視圖。圖22、圖23是上述專利文獻(xiàn)2的圖11、圖1。 [0022] 具體而言，如圖 22所示，在晶片101的具有因聚酰亞胺保護(hù)膜102而產(chǎn)生的凹凸 的正面貼合表面保護(hù)帶113的狀態(tài)下，表面保護(hù)帶113沿著因聚酰亞胺保護(hù)膜102而產(chǎn)生 的凹凸形成波板狀，不能充分地吸收因聚酰亞胺保護(hù)膜102而產(chǎn)生的凹凸。此時(shí)的表面保 護(hù)帶113的凹凸為因聚酰亞胺保護(hù)膜102而產(chǎn)生的凹凸的80%以上。圖22中，標(biāo)號(hào)114以 及標(biāo)號(hào)II 5分別是表面保護(hù)帶113的粘接劑層（包含中間層）以及基材層（圖23、圖24中 也同樣）。
[0023]之后，如圖23所示，即使在爐內(nèi)對(duì)表面保護(hù)帶113進(jìn)行加熱來(lái)緩和因聚酰亞胺保 護(hù)膜102而產(chǎn)生的凹凸，表面保護(hù)帶II3的凹凸只能對(duì)因聚酰亞胺保護(hù)膜102而產(chǎn)生的凹 凸緩和到40%?60%左右。在該狀態(tài)下對(duì)晶片1〇1背面進(jìn)行研磨加工時(shí)，如圖24所示，會(huì) 對(duì)晶片ιο?的研磨精度產(chǎn)生不良影響，在晶片ιο?背面產(chǎn)生直接反映了表面保護(hù)帶 113的 凹凸的凹凸，因此會(huì)產(chǎn)生芯片的厚度精度下降的問(wèn)題。
[0024] 在上述專利文獻(xiàn)3?5那樣通過(guò)對(duì)粘貼在晶片的正面的表面保護(hù)帶進(jìn)行加壓和加 熱來(lái)使其平坦化的方法中，對(duì)于因表面器件的表面元件結(jié)構(gòu)部而產(chǎn)生的多個(gè)凸部具有緩和 性能，但對(duì)于由聚酰亞胺保護(hù)膜形成的格子狀的凸?fàn)畈坎荒馨l(fā)揮足夠的緩和性能。因而，在 上述專利文獻(xiàn)3?5中，在對(duì)晶片背面進(jìn)行研磨加工時(shí)，會(huì)在晶片1〇1背面產(chǎn)生與表面保護(hù) 帶的凹凸對(duì)應(yīng)的凹凸，因此也會(huì)產(chǎn)生芯片的厚度精度下降的問(wèn)題。
[0025] 本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，其目的在于提供一種半導(dǎo)體元件的制造 方法，該半導(dǎo)體元件的制造方法對(duì)在表面器件側(cè)具有因聚酰亞胺保護(hù)膜而產(chǎn)生的凹凸形狀 的晶片的背面進(jìn)行研磨來(lái)制造器件厚度較薄的IGBT等半導(dǎo)體元件，因而通過(guò)在晶片正面 粘貼背面研磨用的表面保護(hù)帶來(lái)緩和晶片正面的凹凸形狀，從而能提高晶片厚度精度。 解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0026] 為了解決上述問(wèn)題，達(dá)成目的，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法具有如下 特征。首先進(jìn)行粘貼工序，在該粘貼工序中，將具有基材層和粘接劑層的膠帶粘貼到半導(dǎo)體 晶片的具有凹凸的表面，使得所述粘接劑層和所述半導(dǎo)體晶片的表面相接。接著，進(jìn)行吸引 加熱工序，在該吸引加熱工序中，通過(guò)向從所述半導(dǎo)體晶片的正面離開(kāi)的方向?qū)ρ刂?半導(dǎo)體晶片的凹凸形成為波板狀的所述膠帶進(jìn)行吸引并加熱，從而使所述粘接劑層變形， 使波板狀的所述基材層的表面大致平坦。
[0027] 本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，在所述半導(dǎo) 體晶片的正面設(shè)有沿著各芯片外周的格子狀的凸?fàn)畈?，以使得之后被分割的各個(gè)芯片的元 件形成區(qū)域成為凹部，在所述吸引加熱工序中，使所述粘接劑層變形，從而吸收格子狀的所 述凸?fàn)畈亢退鲈纬蓞^(qū)域的所述凹部之間的階梯差。
[0028]本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，在所述吸引 加熱工序之后，還包括薄板加工工序，該薄板加工工序?qū)λ霭雽?dǎo)體晶片的背面進(jìn)行研磨 加工，以使其成為薄晶片。
[0029]本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，所述粘接劑 層的中間層的厚度為1〇〇 μ m以上且300 μ m以下。
[0030]根據(jù)上述實(shí)施方式，通過(guò)向離開(kāi)晶體正面的方向?qū)φ迟N在晶片正面的背面研磨用 的保護(hù)帶進(jìn)行吸引并進(jìn)行加熱，從而在將保護(hù)帶粘貼到晶片正面時(shí)在保護(hù)帶的粘接劑層和 晶片正面之間殘留的多余空氣變成較小的氣泡，并產(chǎn)生在晶片正面的凹部?jī)?nèi)，利用因該氣 泡而產(chǎn)生變形的粘接劑層來(lái)填埋晶片正面的凹部。由此，能緩和晶片正面的凹凸，相比現(xiàn)有 技術(shù)能進(jìn)一步使膠帶的表面平坦化。因此，在對(duì)晶片背面進(jìn)行研磨加工后，能使晶片厚度的 偏差變小。 發(fā)明效果
[0031]根據(jù)本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法，對(duì)表面器件側(cè)具有因聚酰亞胺保護(hù) 膜而產(chǎn)生的凹凸形狀的晶片背面進(jìn)行研磨，并制造器件厚度較薄的IGBT等半導(dǎo)體元件，從 而起到如下效果：能緩和粘貼在晶片正面的背面研磨用的表面保護(hù)帶表面的凹凸，提高晶 片厚度精度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法的剖視圖。 圖2是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法的剖視圖。 圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法的剖視圖。 圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法的剖視圖。 圖5是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法的剖視圖。 圖6是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法的剖視圖。 圖7是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法的剖視圖。 圖8是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法的剖視圖。 圖9是示意性表示在晶片正面形成了聚酰亞胺保護(hù)膜的狀態(tài)的俯視圖。 圖10是示意性表示圖9的切斷線A-A處的結(jié)構(gòu)的剖視圖。 圖11是示意性表示將表面保護(hù)帶粘貼于晶片正面的狀態(tài)的剖視圖。 圖12是示意性表示吸引加熱開(kāi)始時(shí)的粘貼于晶片正面的表面保護(hù)帶的狀態(tài)的剖視 圖。 圖13是示意性表示吸引加熱處理后的粘貼于晶片正面的表面保護(hù)帶的狀態(tài)的剖視 圖。 圖14是示意性表示研磨加工后的晶片背面的狀態(tài)的剖視圖。 圖15是表示實(shí)施例1的研磨加工前的表面保護(hù)帶表面的凹凸的特性圖。 圖16是表示實(shí)施例1的研磨加工后的晶片厚度的特性圖。 圖17是表示實(shí)施例2的研磨加工后的晶片厚度的特性圖。 圖I8是示意性表示實(shí)施例1的加熱處理前的晶片正面的氣泡狀態(tài)的概念圖。 圖19是示意性表示實(shí)施例1的吸引加熱處理后的晶片正面的氣泡狀態(tài)的概念圖。 圖20是示意性表示現(xiàn)有例2的加熱處理后的晶片正面的氣泡狀態(tài)的概念圖。 圖21是不意性表不將現(xiàn)有的表面保護(hù)帶粘貼于晶片正面的狀態(tài)的剖視圖。 圖22是示意性表示將現(xiàn)有的表面保護(hù)帶粘貼于晶片正面的另一個(gè)示例的狀態(tài)的剖視 圖。 圖23是示意性表示將現(xiàn)有的表面保護(hù)帶粘貼于晶片正面的另一個(gè)示例的狀態(tài)的剖視 圖。 圖24是示意性表示將現(xiàn)有的表面保護(hù)帶粘貼于晶片正面的另一個(gè)示例的狀態(tài)的剖視 圖。 圖25是放大顯示圖9所示的晶片正面的局部的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法的優(yōu)選實(shí)施方 式。此外，在以下實(shí)施方式的說(shuō)明以及附圖中，在同樣的結(jié)構(gòu)中附加相同的標(biāo)號(hào)，并省略重 復(fù)的說(shuō)明。
[0034] (實(shí)施方式） 圖1?圖8是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法的剖視圖。 并未特別限定，但此處以利用η型的晶片（半導(dǎo)體晶片）來(lái)制作（制造）場(chǎng)闌（FS)結(jié)構(gòu)的 n溝道型IGBT的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。將晶片的形成有表面元件結(jié)構(gòu)部一側(cè)的面設(shè)為晶片正 面，將其相反側(cè)的面設(shè)為晶片背面。另外，圖1?圖8中，省略了表面元件結(jié)構(gòu)部的詳細(xì)結(jié) 構(gòu)的圖示。
[0035] 對(duì)晶片1的正面的制造工藝的一個(gè)示例進(jìn)行說(shuō)明。首先，在晶片1的正面堆積由 Si02等柵極氧化膜和多晶硅等構(gòu)成的柵極電極，并對(duì)其進(jìn)行加工。然后，在其表面堆積BPSG 等層間絕緣膜，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行加工來(lái)制作絕緣柵極結(jié)構(gòu)。接著，在晶片1正面的表面層選擇 性地形成P+基極層，在P+基極層的內(nèi)部選擇性地形成n+發(fā)射極層。
[0036]接著，以與P+基極層和n+發(fā)射極層相接的方式形成由鋁/硅膜等構(gòu)成的表面電 極、即發(fā)射極電極。在沿著被格子狀的切割線包圍的區(qū)域的切割線的區(qū)域、即在成為半導(dǎo)體 芯片的區(qū)域的外周區(qū)域，層疊聚酰亞胺等絕緣保護(hù)膜。至此，在晶片1正面制成了表面元件 結(jié)構(gòu)部 2(圖1)。包括此時(shí)的表面元件結(jié)構(gòu)部2在內(nèi)的晶片1整體的厚度為例如500 μ m。 另外，圖1中，省略了絕緣保護(hù)膜和發(fā)射極電極之間的階梯差的圖示。
[0037] 此處，在圖9、圖10中示意性示出了在晶片1正面形成了聚酰亞胺保護(hù)膜的狀態(tài)。 圖9是示意性表示在晶片正面形成了聚酰亞胺保護(hù)膜的狀態(tài)的俯視圖。圖1〇是示意性表 示圖9的切斷線A-A處的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖9中，晶片1內(nèi)的格子狀的粗實(shí)線是聚酰亞胺 保護(hù)膜11，由沿縱橫延伸的聚酰亞胺保護(hù)膜11包圍的多個(gè)矩形區(qū)域是各個(gè)芯片的元件形 成區(qū)域12。
[0038] 圖25中作為一個(gè)示例示出了對(duì)該芯片的元件形成區(qū)域12附近進(jìn)行放大后的狀 態(tài)。圖25是放大顯示圖9所示的晶片正面的局部的俯視圖。如圖25(a)所示，各個(gè)芯片的 元件形成區(qū)域通過(guò)切割線51來(lái)劃分，在芯片的元件形成區(qū)域的外周部分形成有聚酰亞胺 保護(hù)膜52。此外，在芯片的元件形成區(qū)域形成有澆道的情況下，有時(shí)在澆道上也形成有聚酰 亞胺等絕緣保護(hù)膜53。
[0039] 圖25 (b)是示意性示出圖25 (a)切斷線A-A處的結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖25(c)是示意 性示出圖25(a)切斷線B-B處的結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖25所示，該示例中，在切割線51上 未形成聚酰亞胺保護(hù)膜。切割線51的寬度wll為例如80 μ m左右，聚酰亞胺保護(hù)膜52夾 著切割線51接近地形成。圖10所示的聚酰亞胺保護(hù)膜11用于示意性示出如圖25 (b)、圖 25(c)那樣接近地形成的聚酰亞胺保護(hù)膜52。另外，圖10中，省略了形成在澆道上的絕緣 保護(hù)膜53的圖示。
[0040] 元件耐壓越高，則聚酰亞胺保護(hù)膜52的寬度W12越寬，例如耐壓為1200V時(shí)，寬度 wl2為600 μ m左右。此外，例如在600V以下的低耐壓下，聚酰亞胺保護(hù)膜52的寬度wl2為 10(^111左右，在耐壓為600￥時(shí)，寬度*12為30(^111左右，在耐壓為120(^的反向阻止（1?: Reverse Blocking)器件時(shí)，寬度wl2為1300 μ m左右。在將夾著切割線51相鄰的聚酰亞 胺保護(hù)膜52視作一個(gè)凸?fàn)畈康那闆r下，該凸?fàn)畈康膶挾取?0 (即圖10所示的因聚酰亞胺保 護(hù)膜11而產(chǎn)生的凸?fàn)畈康膶挾葁io)變?yōu)榫埘啺繁Ｗo(hù)膜52的寬度wl2的2倍左右的尺 寸，例如在耐壓為1200V時(shí)，寬度wlO為120〇μπι左右。
[0041] 如圖10所示，各元件形成區(qū)域I2的大小例如為幾 mm?2〇mm左右見(jiàn)方。此外， 聚酰亞胺保護(hù)膜11從晶片1正面的鋁/硅膜13起突出例如10 μ m?20 μ m左右的高度。 即，設(shè)有元件形成區(qū)域12,以使其成為被由聚酰亞胺保護(hù)膜li形成的格子狀的凸部狀所包 圍的多個(gè)凹部。然后，在晶片1正面形成有凹凸，該凹凸包括由聚醜亞胺保護(hù)膜11所形成 的格子狀的凸部狀和被該凸?fàn)畈堪鼑亩鄠€(gè)凹部。
[0042]在表面元件結(jié)構(gòu)部2完成后，如圖2所示，例如使用一般的膠帶粘貼裝置在表面元 件結(jié)構(gòu)部2的表面粘貼用于在進(jìn)行背面研磨時(shí)保護(hù)表面元件結(jié)構(gòu)部2的表面保護(hù)帶3。表 面保護(hù)帶3由例如PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）等硬樹脂材料構(gòu)成的基材層、和粘貼在晶 片1正面的粘接劑層（包含中間層）來(lái)構(gòu)成。
[0043]圖11是示意性表示將表面保護(hù)帶粘貼于晶片正面的狀態(tài)的剖視圖。如圖n所示， 在因聚酰亞胺保護(hù)膜11而產(chǎn)生的凸?fàn)畈康膶挾葁lO較寬的情況下，僅粘貼表面保護(hù)帶3，不 能充分吸收該凹凸。因此，表面保護(hù)帶 3的表面成為沿著因聚酰亞胺保護(hù)膜11而產(chǎn)生的凹 凸的波板狀。因聚酰亞胺保護(hù)膜11而產(chǎn)生的凸?fàn)畈康膶挾葁lO越寬，則表面保護(hù)帶3的表 面的凹凸表現(xiàn)地越明顯。另外，標(biāo)號(hào)4及標(biāo)號(hào)5分別是表面保護(hù)帶3的粘接劑層（包含中 間層）以及基材層。粘接劑層4由粘貼于晶片的粘接層、以及設(shè)置在基材層5和粘貼層之 間的中間層構(gòu)成。中間層由通過(guò)加熱會(huì)膨脹的材質(zhì)構(gòu)成，通過(guò)進(jìn)行加熱而具有流動(dòng)性。 [00 44]因此，向離開(kāi)晶片1正面的方向?qū)ρ刂雽?dǎo)體晶片的凹凸成為波板狀的表面保護(hù) 帶3進(jìn)行吸引并加熱。圖12是示意性表示吸引加熱開(kāi)始時(shí)的粘貼于晶片正面的表面保護(hù) 帶的狀態(tài)的剖視圖。圖13是示意性表示吸引加熱處理后的粘貼于晶片正面的表面保護(hù)帶 的狀態(tài)的剖視圖。如圖12所示，放置有晶片1的平板狀的平臺(tái)21在放置晶片i 一側(cè)的面 (下面成為上表面）上以隔開(kāi)規(guī)定間隔的方式具有多個(gè)真空吸引用的通氣孔22。所有通氣 孔22與設(shè)置在平臺(tái)21內(nèi)部的配管23相連結(jié)，經(jīng)由省略圖示的閥與真空泵（真空裝置）等 吸引單元（未圖示）相連接。通過(guò)利用吸引單元進(jìn)行真空吸引，從而吸引平臺(tái) 21的上表面 側(cè)的空氣。此外，平臺(tái)21包括對(duì)平臺(tái)21進(jìn)行加熱的加熱器等加熱單元24。
[0045]在上述平臺(tái)21上，以表面保護(hù)帶3 -側(cè)作為平臺(tái)21 -側(cè)來(lái)放置晶片1。表面保護(hù) 帶3沿著因聚酰亞胺保護(hù)膜11而產(chǎn)生的凹凸成為波板狀，因此沿著因聚酰亞胺保護(hù)膜^ 而產(chǎn)生的凸部成為突出狀態(tài)的部分處于與平臺(tái) 21相接觸的狀態(tài)。在該狀態(tài)下利用吸引單 元進(jìn)行真空吸引，經(jīng)由通氣孔22以及配管23使表面保護(hù)帶3向平臺(tái)21側(cè)吸引。并且，在 將表面保護(hù)帶3向平臺(tái)21 -側(cè)吸引的同時(shí)，利用被加熱單元24加熱后的平臺(tái)21對(duì)表面保 護(hù)帶3進(jìn)行加熱。
[0046] 通過(guò)使表面保護(hù)帶3向平臺(tái)21側(cè)吸引并進(jìn)行加熱，表面保護(hù)帶3的與通氣孔22 相接的部分可能會(huì)被吸引到通氣孔22內(nèi)而變形為凸?fàn)?，但具有如下?duì)策：使通氣孔22的開(kāi) 口寬度較窄，使用具有多孔卡盤的平臺(tái)21,降低對(duì)表面保護(hù)帶3的吸引力等。
[0047]通過(guò)對(duì)表面保護(hù)帶3進(jìn)行加熱，粘接劑層4的中間層具有流動(dòng)性，通過(guò)上述那樣使 表面保護(hù)帶3向平臺(tái)21側(cè)吸引并進(jìn)行加熱，加熱前存在于表面保護(hù)帶3的粘接劑層4和晶 片1正面的凹凸之間的氣泡會(huì)變成多個(gè)小氣泡且產(chǎn)生在表面保護(hù)帶3的中間層內(nèi)且均勻地 分散到元件形成區(qū)域12面內(nèi)，晶片1正面的凹部被填埋。因而，如圖 13所示，表面保護(hù)帶3 的基材層5的表面的凹凸逐漸變小，最終變成晶片1正面的凹凸的高度的例如2〇%以下的 高度。S卩、粘接劑層4的中間層具有流動(dòng)性，因此通過(guò)在中間層內(nèi)分散地產(chǎn)生多個(gè)小氣泡， 使表面保護(hù)帶3平坦化。
[0048] 在如上所述使表面保護(hù)帶3的表面平坦化后，如圖3所示，使晶片1反轉(zhuǎn)，利用背 面研磨裝置對(duì)晶片1背面進(jìn)行研磨加工，使得包含表面元件結(jié)構(gòu)部2的晶片1整體的厚度 剩余所希望的厚度、例如100 μ m的厚度。圖14是示意性表示研磨加工后的晶片背面的狀 態(tài)的剖視圖。在因聚酰亞胺保護(hù)膜11而產(chǎn)生的凹凸的厚度例如為10 μ m的情況下，通過(guò)上 述那樣對(duì)表面保護(hù)膜3進(jìn)行吸引并加熱，能使表面保護(hù)帶3表面的凹凸的高度在元件形成 區(qū)域12面內(nèi)（芯片面內(nèi)）為Mm以下（=10μπιΧ 2〇%以下）左右。其結(jié)果是，如圖14 所示，能在對(duì)晶片1背面進(jìn)行研磨加工時(shí)將反映到晶片1背面的凹凸的高度抑制在2ym以 下左右，因此芯片面內(nèi)的硅厚度的偏差比現(xiàn)有的要少，能抑制在2μπι以下左右。因而，提高 了芯片的厚度精度。
[0049]在對(duì)晶片1進(jìn)行研磨加工之后，如圖4所示，例如使用一般的膠帶剝離裝置，將表 面保護(hù)帶3從表面元件結(jié)構(gòu)部2的表面剝離，去除表面保護(hù)帶3。然后，對(duì)晶片1的研磨面 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蝕刻、浸漬方式的蝕刻，去除研磨面所產(chǎn)生的破碎層。由此，包含表面元件結(jié)構(gòu)部 2的晶片1整體的厚度為例如80 μ m。
[0050]接著，如圖5所示，從晶片1的背面離子注入例如p型雜質(zhì)即硼等。之后,通過(guò)對(duì) 晶片1背面照射激光等來(lái)進(jìn)行退火，形成成為集電極層的P+層6。接著，如圖6所示，將例 如鋁、鈦、鎳以及金等多種金屬蒸鍍到晶片1背面，形成成為集電極的背面電極 7。
[0051]接著，如圖7所示，在晶片1背面粘貼一般的切割帶8,使晶片1反轉(zhuǎn)。之后，如圖 8所示，通過(guò)將晶片1切斷為多個(gè)芯片9,完成實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件。雖省略了圖 示，但各芯片 9經(jīng)由背面電極7焊接到布線基板等固定構(gòu)件上。然后，鋁線電極利用超聲波 引線接合裝置固定于各芯片9的正面?zhèn)鹊碾姌O。
[0052]接著，示出了對(duì)本發(fā)明人使用厚度為265 μ m的一般的表面保護(hù)帶對(duì)晶片進(jìn)行研 磨加工時(shí)的芯片的厚度精度進(jìn)行檢證的結(jié)果。圖15是表示實(shí)施例1的研磨加工前的表面 保護(hù)帶表面的凹凸的特性圖。圖16是表示實(shí)施例1的研磨加工后的晶片厚度（芯片厚度） 的特性圖。圖16中，利用透射紅外線激光來(lái)測(cè)定晶片厚度（圖17中也同樣）。測(cè)定長(zhǎng)度是 指對(duì)凸?fàn)畈康膶?duì)邊進(jìn)行橫切的切斷線的長(zhǎng)度，圖15、圖16中也測(cè)定晶片的相同部位，其中， 該凸?fàn)畈恳驅(qū)⒁粋€(gè)元件形成區(qū)域包圍成矩形狀的聚酰亞胺保護(hù)膜而產(chǎn)生。
[0053] 實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法，通過(guò)對(duì)粘貼到晶片1 的正面的表面保護(hù)帶3進(jìn)行吸引并加熱，從而使表面保護(hù)帶3的表面平坦化之后，對(duì)晶片1 背面進(jìn)行研磨加工。厚度為265 μ m的表面保護(hù)帶3的粘接劑層（包含中間層）4以及基材 層5的厚度分別為215 μ m(粘接層：20 μ m、中間層195 μ m)以及50 μ m。
[0054] 此外，芯片尺寸設(shè)為9. 7mmX 9. 7mm，使一個(gè)元件形成區(qū)域12內(nèi)所形成的聚酰亞胺 保護(hù)膜52的寬度wl2成為與耐壓1200V的IGBT相對(duì)應(yīng)的厚度，為600μηι。即，將在相鄰的 元件形成區(qū)域12之間夾著切割線51而相鄰的聚酰亞胺保護(hù)膜52視作一個(gè)凸?fàn)畈?，在此?況下，因夾著切割線51相鄰的聚酰亞胺保護(hù)膜52而產(chǎn)生的凸?fàn)畈康膶挾葁lO為1200 μ m 左右。
[0055] 此外，圖15、圖16中作為比較與實(shí)施例1 一起示出了現(xiàn)有例1、現(xiàn)有例2?，F(xiàn)有例 1中，在將表面保護(hù)帶粘貼到晶片的正面之后，對(duì)晶片背面進(jìn)行研磨加工?，F(xiàn)有例2中，在將 表面保護(hù)帶粘貼到晶片的正面之后，通過(guò)在爐內(nèi)進(jìn)行加熱處理來(lái)使表面保護(hù)帶的表面平坦 化，然后對(duì)晶片背面進(jìn)行研磨加工?，F(xiàn)有例1、現(xiàn)有例2中的從表面保護(hù)帶的粘貼開(kāi)始到晶 片背面的研磨加工為止的工序以外的條件與實(shí)施例相同。
[0056] 根據(jù)圖15所示的結(jié)果，現(xiàn)有例1那樣僅在晶片正面粘貼表面保護(hù)帶的情況下，確 認(rèn)到如下情況：沿著因包圍元件形成區(qū)域的?ο μ m左右厚度的聚酰亞胺保護(hù)膜而產(chǎn)生的凸 狀部（測(cè)定長(zhǎng)度3mm以及13mm附近），表面保護(hù)帶成為波板狀。此外，現(xiàn)有例1中，還確認(rèn) 到如下情況：利用因保護(hù)元件形成區(qū)域中所設(shè)置的澆道的聚酰亞胺等1〇 μ m左右厚度的絕 緣保護(hù)膜而產(chǎn)生的凸?fàn)畈浚y(cè)定長(zhǎng)度6mm以及9mm附近），表面保護(hù)帶也成為波板狀。即， 現(xiàn)有例1中，確認(rèn)到對(duì)于因聚酰亞胺保護(hù)膜以及保護(hù)澆道的絕緣保護(hù)膜而產(chǎn)生的凹凸的緩 和性能均較低。
[0057] 在現(xiàn)有例2那樣在爐內(nèi)對(duì)表面保護(hù)帶進(jìn)行加熱的情況下，確認(rèn)到如下情況：相比 現(xiàn)有例1能改善對(duì)于因聚酰亞胺保護(hù)膜而產(chǎn)生的凹凸的緩和性能，但與現(xiàn)有例1同樣，對(duì)于 因保護(hù)澆道的絕緣保護(hù)膜而產(chǎn)生的凹凸的緩和性能較低。另一方面，實(shí)施例1中，確認(rèn)到如 下情況：對(duì)于因聚酰亞胺保護(hù)膜以及保護(hù)澆道的絕緣保護(hù)膜53而產(chǎn)生的凹凸的緩和性能 均比現(xiàn)有例高，最多能在芯片面內(nèi)使表面保護(hù)帶3的表面的凹凸平坦化到2 μ m左右。
[0058] 此外，實(shí)施例1以及現(xiàn)有例1、2中確認(rèn)到如下情況：晶片正面的凹凸的緩和性能不 同，但相比對(duì)于因聚酰亞胺保護(hù)膜而產(chǎn)生的凹凸的緩和性能，對(duì)于因保護(hù)澆道的絕緣保護(hù) 膜而產(chǎn)生的凹凸的緩和性能較高。這是由于，聚酰亞胺保護(hù)膜以及保護(hù)澆道的絕緣保護(hù)膜 均以10 μ m左右的厚度來(lái)形成，因此因保護(hù)澆道的絕緣保護(hù)膜而產(chǎn)生的凸?fàn)畈康膶挾缺纫?聚酰亞胺保護(hù)膜而產(chǎn)生的凸?fàn)畈康膶挾纫?。因此，確認(rèn)到在晶片正面因聚酰亞胺而產(chǎn)生 的凸?fàn)畈康膶挾仍綄?，則表面保護(hù)帶的表面凹凸的緩和性能越低。
[0059] 然后，如圖16所示的結(jié)果可確認(rèn)到，圖15所示的實(shí)施例1以及現(xiàn)有例1、2中都是 在與表面保護(hù)帶表面的凸部所對(duì)應(yīng)的部位芯片厚度變薄，在與表面保護(hù)帶表面的凹部所對(duì) 應(yīng)的部位芯片厚度變厚，但表面保護(hù)帶表面的凹凸的高度越低，則芯片厚度的偏差越低。因 而，可確認(rèn)到如下情況：在對(duì)晶片1背面進(jìn)行研磨加工之前，在表面保護(hù)帶表面最平坦的實(shí) 施例1中，在晶片1背面的研磨加工之后，芯片9的厚度的偏差最小，在芯片9面內(nèi)能抑制 為2μηι左右。
[0060] 接著，示出了對(duì)本發(fā)明人使用厚度為165 μ m的表面保護(hù)帶對(duì)晶片進(jìn)行研磨加工 時(shí)的芯片的厚度精度進(jìn)行檢證的結(jié)果。圖17是表示實(shí)施例2的研磨加工后的晶片厚度（芯 片厚度）的特性圖。圖17所示的實(shí)施例2以及現(xiàn)有例3、4中，除了使用厚度為165μηι的 較薄的表面保護(hù)帶以外，分別以與實(shí)施例1以及現(xiàn)有例1、2相同的方法進(jìn)行制作。厚度為 165 μ m的表面保護(hù)帶3的粘接劑層（包含中間層）以及基材層的厚度分別為140 μ m(粘接 層：20 μ m、中間層120 μ m)以及25 μ m。
[0061] 表面保護(hù)帶的基材層的厚度較薄，因此不僅是在粘貼了表面保護(hù)帶之后不進(jìn)行任 何工序的現(xiàn)有例3,在爐內(nèi)對(duì)表面保護(hù)帶進(jìn)行了加熱的現(xiàn)有例4中也幾乎未使表面保護(hù)帶 的表面進(jìn)行平坦化，如圖17所不，在對(duì)晶片背面進(jìn)行了研磨加工后的芯片厚度的偏差也沒(méi) 有得到改善。另一方面，在實(shí)施例2中，雖然效果不及使用了厚度為265 μ m的表面保護(hù)帶 3的實(shí)施例1，但確認(rèn)到降低了對(duì)晶片1背面進(jìn)行研磨加工后的芯片9的厚度的偏差。
[0062] 接著，示出本發(fā)明人對(duì)實(shí)施例1以及現(xiàn)有例2的表面保護(hù)帶的粘接劑層和晶片正 面的凹凸之間所產(chǎn)生的氣泡進(jìn)行觀察的結(jié)果。圖18是示意性表示實(shí)施例1的加熱處理前 的晶片正面的氣泡狀態(tài)的概念圖。圖19是示意性表示實(shí)施例1的吸引加熱處理后的晶片 正面的氣泡狀態(tài)的概念圖。圖20是示意性表示現(xiàn)有例2的加熱處理后的晶片正面的氣泡 狀態(tài)的概么圖。圖19、圖20中的切斷晶片的箭頭Cl、C2分別是實(shí)施例1及現(xiàn)有例2中測(cè) 定圖15所示的表面保護(hù)帶的凹凸時(shí)的測(cè)定線。
[0063]如圖18所示，加熱前在粘貼于晶片1正面的表面保護(hù)帶3和晶片1正面之間在因 聚酰亞胺保護(hù)膜11而產(chǎn)生的凸?fàn)畈扛浇^多地殘留有氣泡（以陰影表面的部分）31。之 后，確認(rèn)到如下情況：通過(guò)對(duì)粘貼于晶片1正面的表面保護(hù)帶 3進(jìn)行吸引并加熱，如圖19所 示，加熱前存在于表面保護(hù)帶3的粘接劑層4和晶片1正面之間的氣泡31成為多個(gè)小氣泡 32,并均勻地分散在元件形成區(qū)域 12面內(nèi)。
[0064]確認(rèn)到如下情況：利用這些小氣泡32來(lái)吸收由于因聚酰亞胺保護(hù)膜11 (聚酰亞胺 保護(hù)膜52)以及保護(hù)澆道的絕緣保護(hù)膜53所得到的凹凸而產(chǎn)生的階梯差，緩和表面保護(hù)帶 3的表面的凹凸。在晶片1正面形成有澆道的半導(dǎo)體元件中，確認(rèn)到即使對(duì)于因在澆道上形 成的聚酰亞胺等絕緣保護(hù)膜53而產(chǎn)生的階梯差，也能夠緩和表面保護(hù)帶3的表面的凹凸。 [00 65]另一方面，現(xiàn)有例2中，加熱處理前的晶片正面的氣泡狀態(tài)與實(shí)施例1相同（圖 18的氣泡 31)，該氣泡在爐內(nèi)的加熱處理后變?yōu)樾馀葸@一點(diǎn)與實(shí)施例1相同。如圖2〇所 示，現(xiàn)有例2中，確認(rèn)到如下情況：通過(guò)使加熱處理后產(chǎn)生的小氣泡 33分散在聚酰亞胺保護(hù) 膜41附近，從而緩和了在因聚酰亞胺保護(hù)膜41而產(chǎn)生的凸?fàn)畈扛浇谋砻姹Ｗo(hù)帶的表面 的凹凸。然而，現(xiàn)有例 2中，確認(rèn)到了如下情況：加熱處理后產(chǎn)生的小氣泡33并未分散在元 件形成區(qū)域42面內(nèi)，因此元件形成區(qū)域42面內(nèi)的表面保護(hù)帶的表面的凹凸沒(méi)有得到緩和。 圖20中，標(biāo)號(hào)43、44分別是澆道以及切割線。
[0066]如圖18所示，若氣泡處于集中在一個(gè)或者幾個(gè)位置，從而成為形成較大的氣泡31 的狀態(tài)，則晶片1的機(jī)械強(qiáng)度會(huì)降低。因此，優(yōu)選不使氣泡集中于一個(gè)或者幾個(gè)位置。即， 使圖18所示的較大氣泡31如圖19及圖20所示的多個(gè)小氣泡32以及33那樣變小并均勻 地分散在元件形成區(qū)域I 2面內(nèi)即可。通過(guò)使該氣泡變小，存在于氣泡周圍的中間層能遮蓋 (緩和）因氣泡而引起的晶片1的機(jī)械強(qiáng)度的降低，因此抑制了晶片1的機(jī)械強(qiáng)度的降低。 [00 67] 如上所述，粘接劑層4的中間層具有流動(dòng)性，因此通過(guò)在中間層內(nèi)產(chǎn)生多個(gè)小氣 泡32,使表面保護(hù)帶3平坦化。為了有效地使表面保護(hù)帶3平坦化，粘接劑層4的中間層的 厚度優(yōu)選為1〇〇 μ m以上。然而，若中間層的厚度變得比300 μ m要厚，則在切斷晶片1時(shí)會(huì) 產(chǎn)生垃圾，因此并不優(yōu)選。因而，粘接劑層4的中間層的厚度優(yōu)選為100 μ m以上且300 μ m 以下。通過(guò)將中間層的厚度設(shè)為100 μ m以上且300 μ m以下，除了能抑制切斷晶片1時(shí)產(chǎn) 生垃圾以外，還能有效地對(duì)表面保護(hù)帶3進(jìn)行平坦化。
[0068] 如上所述，根據(jù)實(shí)施方式，通過(guò)對(duì)粘貼在晶片正面的表面保護(hù)帶進(jìn)行吸引并加熱， 在將表面保護(hù)帶粘貼到晶片正面時(shí)，使在表面保護(hù)帶的粘接劑層和晶片正面之間殘留的多 余空氣變成較小的氣泡，并產(chǎn)生在晶片正面的凹部?jī)?nèi)，且利用因該氣泡而產(chǎn)生變形的粘接 劑層來(lái)填埋晶片正面的凹部。由此，在元件形成區(qū)域間、元件形成區(qū)域面內(nèi)的因聚酰亞胺保 護(hù)膜、絕緣保護(hù)膜而產(chǎn)生的凸?fàn)畈块g的間隔較寬的情況下，也能緩和因晶片正面的聚酰亞 胺保護(hù)膜而產(chǎn)生的凹凸，相比現(xiàn)有技術(shù)能進(jìn)一步使表面保護(hù)帶的表面平坦化。因此，在對(duì)晶 片背面進(jìn)行研磨加工之后，能使晶片厚度的偏差變小。因此，能提高芯片的厚度精度，能以 為了獲得所期望的耐壓所需的最低限度的芯片厚度來(lái)制作半導(dǎo)體元件，因此能降低因芯片 厚度的偏差而產(chǎn)生的電損耗。
[0069] 此外，根據(jù)實(shí)施方式，通過(guò)對(duì)粘貼于晶片正面的表面保護(hù)帶進(jìn)行吸引并加熱，即使 在使用厚度較薄的表面保護(hù)帶（中間層的厚度較薄的表面保護(hù)帶）的情況下，也能提高芯 片的厚度精度。因而，能降低表面保護(hù)帶自身的成本。
[0070] 以上的本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種變形。例如，根據(jù)本發(fā)明的 制造工藝，也能制作穿通（PT)型、非穿通（NPT)型、場(chǎng)闌（FS)型的IGBT、FWD(Free Wheeling Diode:續(xù)流二極管）等的二極管。此外，IGBT的表面元件結(jié)構(gòu)部可以是平面型也可以是槽 式。
[0071] 在上述的實(shí)施方式中，在對(duì)晶片進(jìn)行研磨加工后剝離表面保護(hù)帶，然后進(jìn)行之后 的工序,在表面保護(hù)帶具有較高耐酸性或在高真空中炭等雜質(zhì)的產(chǎn)生為微量的情況下，也 可以在對(duì)晶片進(jìn)行研磨加工之后，在不剝離表面保護(hù)帶的情況下，進(jìn)行之后的工序。上述實(shí) 施方式中，將晶片1放置在由加熱器進(jìn)行加熱的平臺(tái)21上，但也可以將晶片1和平臺(tái)21的 上下位置關(guān)系反轉(zhuǎn)，使平臺(tái)21位于晶片1的上方。在該情況下，晶片1的上方對(duì)粘貼在晶片 正面的表面保護(hù)帶3進(jìn)行吸引并進(jìn)行加熱。由此，垃圾不會(huì)堆積在平臺(tái)21上，因此能抑制 由垃圾引起的產(chǎn)品合格率的降低。此外，本發(fā)明并不限應(yīng)用于研磨加工后的晶片厚度（包 含表面元件結(jié)構(gòu)部的厚度）為100 μ m的IGBT，也能應(yīng)用于具有研磨晶片背面、使晶片厚度 為100 μ m以下的工序的例如功率用半導(dǎo)體元件的制造方法。 工業(yè)上的實(shí)用性
[0072] 如上所述，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體元件的制造方法對(duì)制造器件厚度較薄的半導(dǎo)體 元件有用，特別適用于通用逆變器、AC伺服機(jī)構(gòu)、不間斷電源（UPS)或者開(kāi)關(guān)電源等工業(yè)領(lǐng) 域，以及微波爐、電飯煲或者閃光燈等民用設(shè)備領(lǐng)域中所使用的IGBT等的功率用半導(dǎo)體元 件的制造。 標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0073] 1半導(dǎo)體晶片 3表面保護(hù)帶 4粘接劑層（包含中間層） 5基材層 7背面電極 9芯片 11聚酰亞胺保護(hù)膜 12元件形成區(qū)域 13鋁/硅膜 21平臺(tái) 22真空吸引用的通氣孔 23配管 24加熱單元
【權(quán)利要求】
1. 一種半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，包括： 粘貼工序，在該粘貼工序中，將具有基材層和粘接劑層的膠帶粘貼到半導(dǎo)體晶片的具 有凹凸的正面，使得所述粘接劑層和所述半導(dǎo)體晶片的正面相接； 吸引加熱工序，在該吸引加熱工序中，通過(guò)向從所述半導(dǎo)體晶片的正面離開(kāi)的方向?qū)?沿著所述半導(dǎo)體晶片的凹凸形成為波板狀的所述膠帶進(jìn)行吸引并加熱，從而使所述粘接劑 層變形，使波板狀的所述基材層的表面大致平坦。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于， 在所述半導(dǎo)體晶片的正面設(shè)有沿著各芯片外周的格子狀的凸?fàn)畈?，使得之后被分割?各個(gè)芯片的元件形成區(qū)域成為凹部，在所述吸引加熱工序中，使所述粘接劑層變形，以吸收 格子狀的所述凸?fàn)畈亢退鲈纬蓞^(qū)域的所述凹部之間的階梯差。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于， 在所述吸引加熱工序之后，還包括薄板加工工序，在該薄板加工工序中，維持粘貼有所 述膠帶的狀態(tài)，對(duì)所述半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行研磨加工，使其成為薄晶片。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于， 所述粘接劑層的中間層的厚度為100 μ m以上且300 μ m以下。
【文檔編號(hào)】H01L21/683GK104221131SQ201380019118
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月7日
【發(fā)明者】為則啟 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社