半导体装置的制造方法

文档序号:6875157阅读:262来源:国知局
专利名称:半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及半导体装置的制造方法,特别涉及在通过预切片法减薄和单片化的半导体芯片上贴附膜状的模片键合剂的半导体芯片的制造工艺中适用的半导体装置的制造方法。
背景技术
为了使在金属框或有机衬底上加压安装半导体芯片(片状元件)的工序简化,采用在半导体芯片的内表面上贴附膜状的模片键合剂,即贴附粘合剂的半导体芯片。
现在,这种贴附粘合剂的半导体芯片用如图6(a)~(e)所示的工艺制造,即,首先,如图6(a)所示,在元件形成结束后的半导体晶片11的整个内表面上用层叠等粘接膜状的粘合剂(粘合剂膜)12。
然后,如图6(b)所示,去除粘合剂膜12的不与晶片11粘接的部分,之后把粘合剂膜的面贴附在安装了晶片环13的切片带14上。
之后,如图6(c)所示,用切片机15沿切片线16切割晶片11和粘合剂膜12。
然后,如图6(d)所示,用捡取针等从切片结束后的一片一片的晶片11中捡出各半导体芯片,做成图6(e)所示的贴附粘合剂的半导体芯片17。
然后,把贴附粘合剂的半导体芯片17的有粘合剂膜12的那一侧加压安装在金属框或有机衬底上。
近年来,为了安装在卡状的薄的封装中或为了通过把多个半导体芯片叠层安装而减小安装面积,希望使半导体芯片的厚度变薄。但是,如果对元件形成结束后的晶片的内表面进行研磨减薄,把减薄后的晶片切片分割成一个一个的半导体芯片,在工序之间的搬运时或切片时,会发生晶片开裂,内表面破碎。
可以尽量减少这样的因减薄半导体芯片造成的晶片开裂和内表面破碎的方式有预切片法(即DBG,在研磨前切片)。预切片法是在晶片的元件形成面一侧切割预定深度(沟)后,通过研磨晶片内表面进行同时分片和减薄的分割。
但是,在上述预切片法中,由于对晶片切片形成沟后再研磨内表面,在用预切片法分片粘合剂膜减薄的的半导体芯片制作上述的贴附粘合剂的半导体芯片时,用层叠等把粘合剂膜粘在分割后的半导体芯片上,之后必须只对粘合剂膜切片,使制造工艺复杂化。
作为省去上述的对粘合剂膜切片工序、可防止制造工艺复杂化的方法,提出了图7(a)、(b)所示的制造方法。如图7(a)所示,在金属框或有机衬底21上的要安装半导体芯片的位置上,预先贴附与半导体芯片尺寸相同的粘合剂膜22。
然后,如图7(b)所示,在上述粘合剂膜22上压上半导体芯片23,进行模片键合安装。
但是,在上述制造方法中,由于分别对粘合剂膜22和半导体芯片23加压,容易产生粘合剂膜22和半导体芯片23的位置错移。因此存在安装位置精度低的问题。因此,在要求粘合剂膜22以高的位置精度加压贴附在金属框或有机衬底21上时,必须引入新的膜贴附机之类。
上述的用于形成贴附粘合剂的半导体芯片的现有的半导体装置的制造方法存在着,若使用预切片法则使制造工艺复杂的问题。另外,若为了防止制造工艺复杂化,则又会出现粘合剂膜和半导体芯片易产生位置偏离、安装位置精度低、必需高精度的膜贴附机的问题。
本发明正是鉴于上述情况而提出的,其目的在于提供避免因粘合剂膜和半导体芯片的位置偏离导致的安装位置精度低,可实现制造工艺简化的半导体装置的制造方法。
根据第2方面的半导体装置的制造方法,其特征在于包括下列工序用预切片法对元件形成结束后的半导体晶片切片并研磨其内表面,形成一片一片的半导体芯片的工序;把分成片的各半导体芯片粘接到含有经UV照射发生解聚反应的成分并用作键合剂的粘合剂膜上,并把粘合剂膜表面贴附到切片带上的工序;从晶片的上面照射UV,使从上述各半导体芯片的间隙处露出的粘合剂膜发生解聚反应的工序;以及除去上述粘合剂膜中的上述各半导体芯片间隙处的发生了解聚反应的区域的粘合剂膜的工序,上述粘合剂膜是热塑性树脂、未硬化的热硬化树脂、未硬化的热硬化树脂和热塑性的混合物、或向它们之中加入了玻璃粉、聚合物、银填料的隔片的物质,使用有机溶剂、酸性溶液和碱性溶液中的任一种,进行上述除去发生上述解聚反应的区域的粘合剂膜的工序。
根据第3方面的半导体装置的制造方法,其特征在于包括下列工序用预切片法对元件形成结束后的半导体晶片切片并研磨其内表面,形成一片一片的半导体芯片的工序;把分成片的各半导体芯片粘接到含有经照射UV发生交联或聚合反应的成分并用作键合剂的粘合剂膜上,并把粘合剂膜表面贴附到切片带上的工序;从晶片的上面照射激光,使上述各半导体芯片间的间隙处露出的粘合剂膜发生交联或聚合反应的工序;以及从上述切片带上剥离、捡取各半导体芯片的工序,上述粘合剂膜是热塑性树脂、未硬化的热硬化树脂、未硬化的热硬化树脂和热塑性的混合物、或向它们之中加入了玻璃粉、聚合物、银填料的隔片的物质,在捡取上述各半导体芯片时,上述粘合剂膜的与上述半导体芯片相粘接的部分在与上述各半导体芯片相粘接的状态下被捡取,上述粘合剂膜的发生了上述交联或聚合反应的区域残留在切片带上。
根据第4方面的半导体装置的制造方法,其特征在于包括下列工序用预切片法对元件形成结束后的半导体晶片切片并研磨其内表面,形成一片一片的半导体芯片的工序;把分成片的各半导体芯片粘接到用作键合剂的粘合剂膜上,并把粘合剂膜表面贴附到切片带上的工序;以及选择性照射激光并除去上述粘合剂膜中的从上述各半导体芯片间的间隙处露出的粘合剂膜的工序,上述粘合剂膜是热塑性树脂、未硬化的热硬化树脂、未硬化的热硬化树脂和热塑性的混合物、或向它们之中加入了玻璃粉、聚合物、银填料的隔片的物质。
根据第5方面的半导体装置的制造方法,其特征在于包括下列工序用预切片法对元件形成结束后的半导体晶片切片并研磨其内表面,形成一片一片的半导体芯片的工序;把分成片的各半导体芯片粘接到用作键合剂的粘合剂膜上,并把粘合剂膜表面贴附到切片带上的工序;以及用锋利的刀具切断上述粘合剂膜的从上述各半导体芯片间的间隙处露出的粘合剂膜的工序,上述粘合剂膜是热塑性树脂、未硬化的热硬化树脂、未硬化的热硬化树脂和热塑性的混合物、或向它们之中加入了玻璃粉、聚合物、银填料的隔片的物质。
根据上述发明的第一方面,由于用化学蚀刻除去粘合剂膜中的在各半导体芯片间隙处露出的粘合剂膜,无须用切片除去粘合剂膜,可抑制制造工艺的复杂化。而且,由于在粘合剂膜与半导体芯片相粘接的状态下进行安装工序,不会发生粘合剂膜和半导体芯片的位置偏离,可防止安装位置精度的降低。
根据上述第二方面,由于使粘合剂膜中的在各半导体芯片间隙处露出的粘合剂膜发生解聚反应,并除去发生该解聚反应的区域,无须用切片除去粘合剂膜,可抑制制造工艺的复杂化。而且,由于在粘合剂膜与半导体芯片相粘接的状态下进行安装工序,不会发生粘合剂膜和半导体芯片的位置偏离,可防止安装位置精度的降低。
根据上述第三方面,由于使粘合剂膜中的在各半导体芯片间隙处露出的粘合剂膜发生交联或聚合反应,并除去发生该交联或聚合反应的区域,无须用切片除去粘合剂膜,可抑制制造工艺的复杂化。而且,由于在粘合剂膜与半导体芯片相粘接的状态下进行安装工序,不会发生粘合剂膜和半导体芯片的位置偏离,可防止安装位置精度的降低。
根据上述第四方面,由于用激光选择性地照射并除去粘合剂膜中的在各半导体芯片间隙处露出的粘合剂膜,无须用切片除去粘合剂膜,可抑制制造工艺的复杂化。而且,由于在粘合剂膜与半导体芯片相粘接的状态下进行安装工序,不会发生粘合剂膜和半导体芯片的位置偏离,可防止安装位置精度的降低。
而且,根据上述第五方面,由于用锋利的刀具切断粘合剂膜中的位于各半导体芯片间隙处的粘合剂膜,无须用切片除去粘合剂膜,可抑制制造工艺的复杂化。而且,由于在粘合剂膜与半导体芯片相粘接的状态下进行安装工序,不会发生粘合剂膜和半导体芯片的位置偏离,可防止安装位置精度的降低。
图3用来说明根据本发明实施方案3的半导体装置的制造方法;图4用来说明根据本发明实施方案4的半导体装置的制造方法;图5用来说明根据本发明实施方案5的半导体装置的制造方法;图6用来说明制作贴附粘合剂的半导体芯片的现有的半导体装置的制造方法;图7用来说明制作贴附粘合剂的半导体芯片的另一现有的半导体装置的制造方法,是可适用于用预切片法制作的半导体芯片的制造方法。
首先,如

图1(a)所示,在主要由聚酰亚胺构成的热硬化树脂和热塑性树脂混合而成的膜状粘合剂(粘合剂膜)2上,在高温下用叠层法粘接用预切片法分割的晶片(一片一片的半导体芯片)1。然后将未粘着晶片1的部分去除。之后如图1(b)所示,把粘合剂膜面在常温下层叠贴附到安装在晶片环4上的由例如氯乙烯构成的切片带3上。由此,如图1(c)所示,借助于粘合剂膜2把分片后的晶片(半导体芯片)1以等间隙贴附在切片带3上。
然后,如图1(d)所示,用二甲基乙醛(有机溶剂)化学蚀刻从各半导体芯片1的间隙处露出的粘合剂膜2,并除去间隙部分的粘合剂膜2。
然后,从切片带3的内面侧用捡取针等推顶,捡起各半导体芯片1,制作图1(e)所示的贴附粘合剂的半导体芯片10。
然后,把上述贴附粘合剂的半导体芯片10的粘合剂膜2侧加压安装在金属框或有机衬底上。
根据这样的制造方法,由于用化学蚀刻除去粘合剂膜2中的在各半导体芯片1间隙处露出的部分,无须用切片除去粘合剂膜2,可抑制制造工艺的复杂化。而且,由于在粘合剂膜2与半导体芯片1相粘接的状态下进行安装工序,不会发生粘合剂膜2和半导体芯片1的位置偏离,可防止安装位置精度的降低。
另外,在上述实施方案1中以粘合剂膜2是由聚酰亚胺构成的热硬化树脂和热塑性树脂混合的粘合剂的情况为例进行了说明,但是也可以采用热塑性树脂、未硬化的热硬化树脂、未硬化的热硬化树脂和热塑性树脂的混合物、或向它们中加入玻璃粉、聚合物、银填料的隔片等得到的物质。另外,说明了在化学蚀刻时,采用有机溶剂的一种即二甲基乙醛的情况,但根据粘合剂膜的材料,也可采用其它有机溶剂、酸性溶液和碱性溶液等。(实施方案2)用图1(a)~(c)和图2(a)~(d)说明根据本发明实施方案2的半导体装置的制造方法。
直到得到借助于粘合剂膜2把半导体芯片1等间隔地贴附在切片带3上的结构为止,基本上与图1(a)~(c)所示的实施方案1相同。即,如图1(a)所示,在高温下用叠层法等把用预切片法分割的晶片(一片一片的半导体芯片)1粘在膜状的粘合剂(粘合剂膜)2上。该粘合剂虽然是以聚酰亚胺为主的热硬化树脂和热塑性树脂的混合物,在该实施方案2中,上述热塑性树脂采用具有聚甲基丙烯酸甲酯结构、并含有用UV照射发生解聚反应的成分的物质。
然后将未粘着晶片1的部分去除。之后如图1(b)所示,把粘合剂膜面在常温下层叠贴附到安装在晶片环4上的由例如氯乙烯构成的切片带3上。由此,如图2a(图1(c))所示,借助于粘合剂膜2把分片后的晶片(半导体芯片)1以等间隙贴附在切片带3上。
然后,如图2(b)所示,从晶片1的上面照射UV,各半导体芯片1间隙部分的粘合剂膜2的热塑性树脂成分发生解聚反应。之后,用乙醇除去各半导体芯片1间隙的发生解聚反应的区域(粘合剂膜)5(图2(c))。
然后,从切片带3的内面侧用捡取针等推顶,捡起各半导体芯片1,制作图1(d)所示的贴附粘合剂的半导体芯片10。
然后,把上述贴附粘合剂的半导体芯片10的粘合剂膜2侧加压安装在金属框或有机衬底上。
根据这样的制造方法,由于使粘合剂膜2中的在各半导体芯片间隙处露出的区域发生解聚反应,并除去发生该解聚反应的区域,无须用切片除去粘合剂膜2,可抑制制造工艺的复杂化。而且,由于在粘合剂膜2与半导体芯片1相粘接的状态下进行安装工序,不会发生粘合剂膜2和半导体芯片1的位置偏离,可防止安装位置精度的降低。
另外,只要粘合剂膜2是含有经UV照射发生解聚反应的成分的材料,也可以采用热塑性树脂、未硬化的热硬化树脂、未硬化的热硬化树脂和热塑性树脂的混合物、或向它们中加入玻璃粉、聚合物、银填料的隔片等得到的物质。另外,说明了采用乙醇除去各半导体芯片1间的间隙部分的粘合剂膜2的情况,但根据粘合剂膜的材料,也可采用其它有机溶剂、酸性溶液和碱性溶液等。(实施方案3)用图1(a)~(c)和图3(a)~(c)说明根据本发明实施方案3的半导体装置的制造方法。
直到得到借助于粘合剂膜2把半导体芯片1等间隔地贴附在切片带3上的结构为止,基本上与图1(a)~(c)所示的实施方案1相同。即,如图1(a)所示,在高温下用叠层法等把用预切片法分割的晶片(一片一片的半导体芯片)1粘在膜状的粘合剂(粘合剂膜)2上,该粘合剂是以聚酰亚胺为主的热硬化树脂和热塑性树脂的混合物,在该实施方案3中作为上述粘合剂膜2中含的热塑性树脂,采用在侧链上含有活性乙基,在UV照射下发生交联反应的物质。
然后将未粘着晶片1的部分去除。之后如图1(b)所示,把粘合剂膜面在常温下层叠贴附到安装在晶片环4上的由例如氯乙烯构成的切片带3上。由此,如图3a(图1(c))所示,借助于粘合剂膜2把分片后的晶片(半导体芯片)1以等间隙贴附在切片带3上。
然后,如图3(b)所示,从晶片上面照射UV,各半导体芯片1间隙部分的粘合剂膜2发生交联反应。然后,若从切片带3的内表面侧面捡取取钉等堆顶捡取各半导体芯片1,粘合剂膜2的与半导体芯片1相粘接的部分在与各半导体芯片1相粘接的状态下被捡取,粘合剂膜2的发生交联反应的区域6残留在切片带3上。
然后,把图3(c)所示的贴附粘合剂的半导体芯片10的粘合剂膜2侧加压安装在金属框或有机衬底上。
根据上述制造方法,由于使粘合剂膜2中的在各半导体芯片1间隙处露出的区域发生交联或聚合反应,并除去发生交联或聚合反应的区域,无须用切片除去粘合剂膜2,可抑制制造工艺的复杂化。而且,由于在粘合剂膜2与半导体芯片1相粘接的状态下进行安装工序,不会发生粘合剂膜2和半导体芯片1的位置偏离,可防止安装位置精度的降低。(实施方案4)用图1(a)~(c)和图4(a)~(c)说明根据本发明实施方案4的半导体装置的制造方法。
首先,如图1(a)所示,在高温下用叠层法等把用预切片法分割的晶片(一片一片的半导体芯片)1粘在膜状的粘合剂(粘合剂膜)2上,该粘合剂是以聚酰亚胺为主的热硬化树脂和热塑性树脂的混合物。然后将未粘着晶片1的部分去除。之后如图1(b)所示,把粘合剂膜面在常温下层叠贴附到安装在晶片环4上的由例如氯乙烯构成的切片带3上。由此,如图4a(图1(c))所示,借助于粘合剂膜2把分片后的晶片(半导体芯片)1以等间隙贴附在切片带3上。
然后,如图4(b)所示,通过向上述各半导体芯片1间的间隙部分选择性地照射YAG或CO2激光,去除粘合剂膜2。
然后,从切片带3的内面侧用捡取针等推顶,捡起各半导体芯片1,制作图4(c)所示的贴附粘合剂的半导体芯片10。
然后,把上述贴附粘合剂的半导体芯片10的粘合剂膜2侧加压安装在金属框或有机衬底上。
根据上述的制造方法,由于用激光选择性地照射并除去粘合剂膜2的在各半导体芯片1间隙处露出的区域,无须用切片除去粘合剂膜2,可抑制制造工艺的复杂化。而且,由于在粘合剂膜2与半导体芯片1相粘接的状态下进行安装工序,不会发生粘合剂膜2和半导体芯片1的位置偏离,可防止安装位置精度的降低。(实施方案5)用图1(a)~(c)和图5(a)~(c)说明根据本发明实施方案5的半导体装置的制造方法。
首先,如图1(a)所示,在高温下用叠层法等把用预切片法分割的晶片(一片一片的半导体芯片)1粘在膜状的粘合剂(粘合剂膜)2上,该粘合剂是以聚酰亚胺为主的热硬化树脂和热塑性树脂的混合物。然后将未粘着晶片1的部分去除。之后如图1(b)所示,把粘合剂膜面在常温下层叠贴附到安装在晶片环4上的由例如氯乙烯构成的切片带3上。由此,如图5a(图1(c))所示,借助于粘合剂膜2把分片后的晶片(半导体芯片)1以等间隙贴附在切片带3上。
然后,如图5(b)所示,用铁制的刀具7等锋利的刀具把各半导体芯片1间的间隙部分的粘合剂膜2切断。
然后,从切片带3的内面侧用捡取针等推顶,捡起各半导体芯片1,制作图5(c)所示的贴附粘合剂的半导体芯片10。
然后,把上述贴附粘合剂的半导体芯片10的粘合剂膜2侧加压安装在金属框或有机衬底上。
而且,根据上述制造方法,由于用刀具7切断粘合剂膜2的位于各半导体芯片1间隙处的区域,无须用切片除去粘合剂膜2,可抑制制造工艺的复杂化。而且,由于在粘合剂膜2与半导体芯片1相粘接的状态下进行安装工序,不会发生粘合剂膜2和半导体芯片1的位置偏离,可防止安装位置精度的降低。
如上所述,以前在形成贴附粘合剂的半导体芯片时,很难应用预切片法,但是若采用上述实施方案1~5的半导体装置的制造方法可以容易地使用预切片法制作贴附粘合剂的半导体芯片。预切片法与通常的切片法相比可以制作更薄的半导体芯片。因此,若使用本发明,可制作更薄的贴附粘合剂的半导体芯片。
虽然在上面用实施方案1~5说明了本发明,但本发明并不局限于上述各实施方案,在实施阶段在不脱离本发明精神的前提下可进行种种变更。另外,把上述实施方案中的各阶段公开的构成要件适当组合可以得到种种发明。例如,若即使从各实施方案示出的全部构成要件中去掉某一要件,仍能解决说明书发明背景部分所述的要解决的至少一个问题,能得到发明效果部分所述的至少一个效果,就可以把去除该要件后的构成作为一个发明提取出来。
如上所述,根据本发明,可以得到不会产生因粘合剂膜和半导体芯片位置偏离导致的安装位置精度下降、可以使制造工艺简化的半导体装置的制造方法。
权利要求
1.一种半导体装置的制造方法,其特征在于包括下列工序用预切片法对元件形成结束后的半导体晶片切片并研磨其内表面,形成一片一片的半导体芯片的工序;把分成片的各半导体芯片粘接到用作键合剂的粘合剂膜上,并把粘合剂膜表面贴附到切片带上的工序;以及用化学蚀刻除去上述粘合剂膜中的从上述各半导体芯片间的间隙处露出的粘合剂膜的工序,上述粘合剂膜是热塑性树脂、未硬化的热硬化树脂、未硬化的热硬化树脂和热塑性的混合物、或向它们之中加入了玻璃粉、聚合物、银填料的隔片的物质,使用有机溶剂、酸性溶液和碱性溶液中的任一种进行上述化学蚀刻。
2.一种半导体装置的制造方法,其特征在于包括下列工序用预切片法对元件形成结束后的半导体晶片切片并研磨其内表面,形成一片一片的半导体芯片的工序;把分成片的各半导体芯片粘接到含有经UV照射发生解聚反应的成分并用作键合剂的粘合剂膜上,并把粘合剂膜表面贴附到切片带上的工序;从晶片的上面照射UV,使从上述各半导体芯片的间隙处露出的粘合剂膜发生解聚反应的工序;以及除去上述粘合剂膜中的上述各半导体芯片间隙处的发生了解聚反应的区域的粘合剂膜的工序,上述粘合剂膜是热塑性树脂、未硬化的热硬化树脂、未硬化的热硬化树脂和热塑性的混合物、或向它们之中加入了玻璃粉、聚合物、银填料的隔片的物质,使用有机溶剂、酸性溶液和碱性溶液中的任一种,进行上述除去发生上述解聚反应的区域的粘合剂膜的工序。
3.一种半导体装置的制造方法,其特征在于包括下列工序用预切片法对元件形成结束后的半导体晶片切片并研磨其内表面,形成一片一片的半导体芯片的工序;把分成片的各半导体芯片粘接到含有经照射UV发生交联或聚合反应的成分并用作键合剂的粘合剂膜上,并把粘合剂膜表面贴附到切片带上的工序;从晶片的上面照射激光,使上述各半导体芯片间的间隙处露出的粘合剂膜发生交联或聚合反应的工序;以及从上述切片带上剥离、捡取各半导体芯片的工序,上述粘合剂膜是热塑性树脂、未硬化的热硬化树脂、未硬化的热硬化树脂和热塑性的混合物、或向它们之中加入了玻璃粉、聚合物、银填料的隔片的物质,在捡取上述各半导体芯片时,上述粘合剂膜的与上述半导体芯片相粘接的部分在与上述各半导体芯片相粘接的状态下被捡取,上述粘合剂膜的发生了上述交联或聚合反应的区域残留在切片带上。
4.一种半导体装置的制造方法,其特征在于包括下列工序用预切片法对元件形成结束后的半导体晶片切片并研磨其内表面,形成一片一片的半导体芯片的工序;把分成片的各半导体芯片粘接到用作键合剂的粘合剂膜上,并把粘合剂膜表面贴附到切片带上的工序;以及选择性照射激光并除去上述粘合剂膜中的从上述各半导体芯片间的间隙处露出的粘合剂膜的工序,上述粘合剂膜是热塑性树脂、未硬化的热硬化树脂、未硬化的热硬化树脂和热塑性的混合物、或向它们之中加入了玻璃粉、聚合物、银填料的隔片的物质。
5.一种半导体装置的制造方法,其特征在于包括下列工序用预切片法对元件形成结束后的半导体晶片切片并研磨其内表面,形成一片一片的半导体芯片的工序;把分成片的各半导体芯片粘接到用作键合剂的粘合剂膜上,并把粘合剂膜表面贴附到切片带上的工序;以及用锋利的刀具切断上述粘合剂膜的从上述各半导体芯片间的间隙处露出的粘合剂膜的工序,上述粘合剂膜是热塑性树脂、未硬化的热硬化树脂、未硬化的热硬化树脂和热塑性的混合物、或向它们之中加入了玻璃粉、聚合物、银填料的隔片的物质。
全文摘要
提供半导体装置的制造方法,其不会导致粘合剂膜与半导体芯片的安装位置精度下降,且可实现工艺简化。为此,用预切片法对元件形成结束后的半导体晶片(1)切片并研磨其内表面,把切片后的半导体芯片粘在粘合剂膜(2)上,把粘合剂膜的表面贴附在切片带(3)上。之后用化学蚀刻除去上述粘合剂膜的从上述各半导体芯片间的间隙处露出的区域。
文档编号H01L21/20GK1348208SQ0113392
公开日2002年5月8日 申请日期2001年8月20日 优先权日2000年10月10日
发明者田中一安 申请人:株式会社东芝
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