专利名称：安装在晶片上的粘接膜的断裂方法及断裂装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将安装在晶片的背面上的粘片用的粘接膜断裂的断裂方法及断裂装置，该晶片在表面格子状地形成有多个切割道(street)，并且在通过该多个切割道划分的多个区域形成有功能元件。
背景技术：
例如，在半导体器件制造工序中，在通过大致圆板形状的半导体晶片的表面格子状地形成的切割道(预定切断线)来划分的多个区域，形成IC、LSI等的电路，并沿着切割道分割形成有该电路的各区域，由此制造各个半导体芯片。作为分割半导体晶片的分割装置，一般使用称为切割装置的切削装置，该切削装置利用厚度为20μm(微米)左右的切削刀片，沿着切割道切削半导体晶片。如此分割出的半导体芯片被封装，而广泛利用于便携电话或个人电脑等电气设备。
分割成各个的半导体芯片，在其背面安装由环氧树脂等形成的、厚度20-40μm、称为芯片粘贴(die attach)膜的粘片用的粘接膜，并通过加热，与隔着该粘接膜支承半导体芯片的粘片框架粘贴。作为在半导体芯片的背面安装粘片用的粘接膜的方法，实施如下方法在半导体晶片的背面上安装粘接膜，隔着该粘接膜将半导体晶片粘贴在切割带上后，沿着形成于半导体晶片的表面上的切割道，利用切削刀片与粘接膜一起切削，由此形成在背面安装有粘接膜的半导体芯片，例如在特开2000-182995号公报中公开。
但是，根据在特开2000-182995号公报中公开的方法，利用切削刀片与半导体晶片一起切断粘接膜来分割成各个半导体芯片时，在半导体芯片的背面产生缺口，或在粘接膜中产生须状的毛刺，存在所谓在引线接合时成为断线的原因的问题。
近年来，便携电话或个人电脑等电气设备追求进一步轻量化、小型化，要求更薄的半导体芯片。作为分割更薄的半导体芯片的技术，称为所谓预切割法的分割技术被实用化。该预切割法是如下的技术从半导体晶片的表面，沿着切割道形成预定的深度(相当于半导体芯片的完成厚度的深度)的分割槽，之后，磨削在表面形成有分割槽的半导体晶片的背面，使分割槽露出该背面，并分离为各个的半导体芯片，可将半导体芯片的厚度加工到50μm以下。
但是，在利用预切割法将半导体晶片分割成各个半导体芯片的情况下，在从半导体晶片的表面沿着切割道形成预定的深度的分割槽之后，磨削半导体晶片的背面，使分割槽露出于该背面，所以不能事先将粘片用的粘接膜安装在半导体晶片的背面。因此，在利用预切割法将半导体芯片与支承半导体芯片的粘片框架粘贴时，必须在半导体芯片与粘片框架之间插入粘接剂来进行，存在不能平滑地实施粘贴作业的问题。
为了消除这种问题，在特开2002-118081号公报中公开了如下的半导体芯片的制造方法，在利用预切割法分割成各个半导体芯片的半导体晶片的背面安装粘片用的粘接膜，并隔着该粘接膜将半导体晶片粘贴在切割带上后，化学蚀刻去除在各半导体芯片间的间隙露出的粘接膜的部分；以及在上述各半导体芯片间的间隙露出的粘接膜的部分，从半导体芯片的表面侧通过上述间隙照射激光光线，并去除粘接膜露出于上述间隙的部分。
另一方面，近年来还尝试激光加工方法，使用对半导体晶片具有透过性的脉冲激光光线，使聚光点对准应分割的区域的内部，照射脉冲激光光线。使用该激光加工方法的分割方法是如下的方法使聚光点从半导体晶片的背面对准内部，照射对晶片具有透过性的、例如波长为1064nm的脉冲激光光线，在晶片的内部沿着切割道连续地形成变质层，沿着由于形成该变质层而强度下降的切割道施加外力，由此分割半导体晶片，例如在日本专利第3408805号公报公开。
即便在通过使用上述激光加工方法的分割方法来将晶片分割成各个芯片的情况下，在各个芯片的背面上安装粘接膜时，也使用上述的方法。
而且，在特开2002-118081号公报公开的技术需要在分割成各个半导体芯片的半导体晶片的背面上安装粘片用的粘接膜之后，化学蚀刻去除在各半导体芯片间的间隙露出的粘接膜的部分的工序，或照射激光光线断裂粘接膜的工序，存在生产性差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粘接膜的断裂方法及断裂装置，可有效且确实地将安装在晶片的背面上的粘片用的粘接膜断裂，该晶片在表面格子状地形成有多个切割道，并且在通过该多个切割道划分的多个区域形成功能元件。
为了实现上述目的，根据本发明，提供一种安装在晶片上的粘接膜的断裂方法，将安装在晶片的背面上的粘接膜，在与安装在环状的框架上的保护带的表面粘贴的状态下沿着切割道断裂，该晶片在表面格子状地形成有多个切割道，并且在通过该多个切割道划分的多个区域形成有功能元件，其特征在于冷却该粘接膜并扩展保护带，沿着该功能元件的外周缘来断裂该粘接膜。
另外，根据本发明，提供一种安装在晶片上的粘接膜的断裂装置，将安装在晶片的背面上的粘接膜，在与安装在环状的框架上的保护带的表面粘贴的状态下沿切割道断裂，该晶片在表面格子状地形成有多个切割道，并且在通过该多个切割道划分的多个区域形成有功能元件，其特征在于具备框架保持单元，保持该环状的框架；带扩展单元，将在由该框架保持单元保持的该环状的框架上安装的该保护带扩展；和冷却单元，将安装在晶片的背面上的粘接膜冷却，该晶片隔着该保持带，支承在由该框架保持单元保持的该环状的框架上。
上述冷却单元具备冷却台，该冷却台与在由上述框架保持单元保持的环状的框架上安装的保护带中的、粘贴了粘接膜的区域接触并支承。该冷却台具备与保护带接触的冷却板、和安装在该冷却板的下面的导热冷却元件。
上述冷却单元由向晶片或保护带喷射冷却流体的冷却流体喷射单元构成，该晶片隔着粘接膜粘贴在由上述框架保持单元保持的环状的框架上安装的该保持带上。
根据本发明，在将隔着保护带由框架保持单元保持的环状的框架所支承的晶片的背面上安装的粘接膜冷却、并使伸缩性下降的状态下，扩展保护带，使张力作用于粘接膜，沿着功能元件的外周缘来断裂粘接膜，所以可高效且确实地断裂。
图1是表示在利用预切割法分割成各个半导体芯片的半导体晶片的背面上粘贴粘片用的粘接膜的状态的斜视图。
图2是表示在利用激光加工沿着切割道形成变质层的半导体晶片的背面上粘贴粘片用的粘接膜的状态的斜视图。
图3是表示将图1所示的半导体晶片与环状地安装在框架上的保护带的表面粘接的状态的斜视图。
图4是表示将图2所示的半导体晶片与环状地安装在框架上的保护带的表面粘接的状态的斜视图。
图5是表示根据本发明构成的粘贴在晶片上的粘接膜的断裂装置的一图6是将图5所示的粘接膜的断裂装置的一部分断裂表示的正面图。
图7的(a)和(b)是表示使用图5所示的粘接膜断裂装置来将图1所示的粘贴在半导体晶片的背面上的粘接膜断裂的工序的说明图。
图8是将利用图7所示的粘接膜断裂工序断裂的粘接膜粘贴在背面上的半导体芯片的斜视图。
图9是表示使用图5所示的粘接膜断裂装置来将图2所示的粘贴在半导体晶片的背面上的粘接膜断裂的工序的说明图。
图10是将根据本发明构成的粘贴在晶片上的粘接膜的断裂装置的另一实施方式的一部分断裂表示的正面图。
图11是将根据本发明构成的粘贴在晶片上的粘接膜的断裂装置的再一实施方式的一部分断裂表示的正面图。
具体实施例方式
下面，参照附图来详细说明本发明的粘贴在晶片上的粘接膜的断裂方法及断裂装置的最佳实施方式。
图1中示出在通过预切割法分割成各个半导体芯片的半导体晶片2的背面安装粘片用的粘接膜3的状态。图1所示的半导体晶片2在表面2a上格子状地形成有多个切割道21，并且在通过该多个切割道21划分的多个区域形成有电路22(功能元件)。在利用预切割法将半导体晶片2分割成各个芯片时，使用切削装置沿着形成在半导体晶片2的表面2a上的切割道21形成预定深度(相当于各半导体芯片的完成厚度的深度)的分割槽23(分割槽形成工序)。之后，在形成有分割槽23的半导体晶片2的表面2a上安装保护单元，磨削半导体晶片2的背面2b，使分割槽23露出于背面2b，分割成各个半导体芯片200(分割槽露出工序)。在如此分割成各个半导体芯片的半导体晶片2之背面2b上安装粘片用的粘接膜3。此时，在80-200℃的温度下加热，并将粘接膜3按压安装在半导体晶片2的背面2b。
图2中示出在利用激光加工沿着切割道形成变质层的半导体晶片20的背面安装粘片用的粘接膜3的状态。图2所示的半导体晶片20也与图1所示的半导体晶片一样，在表面20a上格子状地形成有多个切割道21，并且在通过该多个切割道21划分的多个区域形成有电路22(功能元件)。在如此形成的半导体晶片20上，使聚光点从背面20b对准内部，沿着切割道21照射对晶片具有透过性的、例如波长为1064nm的脉冲激光光线，由此，在内部沿着切割道21连续地形成了变质层24。如此，在沿着切割道21形成了变质层24的半导体晶片20的背面2b上安装粘片用的粘接膜3。此时，在80-200℃的温度下加热，并将粘接膜3按压安装在半导体晶片20的背面20b。
在沿着切割道2 1将上述安装在半导体晶片2的背面上的粘片用的粘接膜3和安装在半导体晶片20的背面上的粘片用的粘接膜3断裂时，如图3和图4所示地在安装有外周部使环状的框架4的内侧开口部覆盖的保护带5的表面上，粘贴半导体晶片2的粘接膜3侧和半导体晶片20的粘接膜3侧。另外，在图示的实施方式中，上述保护带5由厚度为95μm的聚烯烃薄片构成。另外，该保护带5由可伸长的材料形成。
接着，参照图5和图6说明，将安装半导体晶片2的背面上的粘接膜3和安装在半导体晶片20的背面上的粘接膜3，沿着切割道21断裂的粘接膜断裂装置的一实施方式，该半导体晶片如上述地隔着保护带5支承在环状的框架4上。
图5和图6所示的粘接膜断裂装置6，具备基台60，配置在该基台60上方并保持上述环状的框架4的框架保持单元61，和带扩展单元62，其扩展由该框架保持单元61保持的环状的框架4上安装的保护带5。框架保持单元61包括环状的框架保持部件611、和配置在该框架保持部件611的外周上的、作为固定单元的4个夹持机构612。框架保持部件611的上面形成有放置环状的框架4的放置面611a，在该放置面611a上放置环状的框架4。并且，利用夹持机构612在框架保持部件611上固定放置在放置面611a上的环状的框架4。通过带扩展单元62在上下方向上可进退地支承如此构成的框架保持单元61。
在上述环状的框架保持部件611的内侧，带扩展单元62具备配置在基台60的上面的扩展鼓621。该扩展鼓621具有比上述环状的框架4的内径小、比在该环状的框架4上安装的保护带5上粘贴的半导体晶片2或20的外径大的内径和外径。如图6所示，在扩展鼓621的下端设有装配凸缘622，利用连接螺钉等固定单元在基台60上安装装配凸缘622。图示实施方式中的带扩展单元62具备在上下方向(轴向)上可进退上述环状的框架保持部件611的支撑单元63。该支撑单元63包括配置在上述支承凸缘622上的多个气缸631，该活塞杆632与上述环状的单元框架保持部件611的下面连接。这样，由多个气缸631构成的支承单元63使环状的框架保持部件611沿上下方向在放置面611a与扩展鼓621的上端大致相同高度的基准位置、和比扩展鼓621的上端预定量向下的扩展位置之间移动。因此，由多个气缸631构成的支承单元63，具有在上下方向(轴向)相对移动扩展鼓621和框架保持部件611的作为扩展移动单元的功能。
图示实施方式中的粘接膜断裂装置6具备冷却单元64，该冷却单元将安装在半导体晶片2或20的背面上的粘接膜3冷却，该晶片隔着保护带5在由框架保持单元61保持的环状的框架4上保持。冷却单元64如图6所示地包括在上述扩展鼓621内竖设于基台60的上面的支承柱641、安装在该支承柱641的上端的圆形的支承板642、和配置在该支承板642的上面的圆形的冷却台643。该冷却台643包括配置在支承板642的上面的圆形的导热冷却元件643a、和安装在该导热冷却元件643a的上面的圆形的冷却板643b。另外，导热冷却元件643a与未图示的电路连接。构成该冷却台643的冷却板643b形成为，其直径与上述半导体晶片2或20的直径、即粘接膜3的直径大致相同，设定为其上面与上述扩展鼓621的上端相同或稍位于上侧。如此构成的冷却单元64当通过未图示的电路对导热冷却元件643a施加电流时，利用导热冷却元件643a的珀耳帖(Peltier)效应来冷却冷却板643b。另外，在图示的实施方式中，示出使用导热冷却元件643a作为构成上述冷却单元64的冷却台643来冷却的例子，但也可使用构成为使冷却流体在内部循环的冷却台。
参照图7来说明，图5和图6所示的粘接膜断裂装置6为如上构成，并使用该粘接膜断裂装置6沿切割道21(分割槽23)将安装在半导体晶片2的背面上的粘接膜3断裂的粘接膜断裂工序，该半导体晶片隔着保护带5保持在上述环状的框架4上。
将如上述图3所示地隔着保护带5来支承在背面安装有粘接膜3的半导体晶片2的环状的框架4，如图7(a)所示地在构成框架保持单元61的框架保持部件611的放置面611a上放置，并通过夹持机构612固定在框架保持部件611上(框架保持工序)。此时，将框架保持部件611在图7(a)所示的基准位置定位。在该状态下，安装在环状的框架4上的保护带5的、粘贴有粘接膜3的区域与构成上述冷却单元64的冷却台643的冷却板643b的上面接触并支承。另外，通过未图示的电路对构成冷却台643的导热冷却元件643a施加电流。因此，利用导热冷却元件643a的珀耳帖效应来冷却冷却板643b，所以通过该冷却板643b使粘接膜3冷却到例如10℃以下。
之后，操作作为构成带扩展单元62的支承单元63的多个气缸631，使环状的框架保持部件611下降到图7的(b)所示的扩展位置。因此，在框架保持部件611的放置面611a上固定的环状的框架4也下降，所以如图7的(b)所示地安装在环状的框架4上的保护带5与扩展鼓621的上端缘抵接后被扩展(带扩展工序)。其结果，在与保护带5粘贴的半导体晶片2的背面上安装的粘接膜3上，拉伸力放射状地作用。这样地当在半导体晶片2的背面上安装的粘接膜3上，若拉伸力放射状地作用，沿着切割道21(分割槽23)半导体晶片2被分割成各个半导体芯片200，所以各个半导体芯片间200之间变宽，并且沿着切割道21(分割槽23)容易断裂粘接膜3。此时，粘接膜3在常温下有粘性，若上述张力作用，则会伸展，难以确实地断裂。但是，在图示的实施方式中，由于通过冷却单元64粘接膜3冷却到10℃以下，已使伸缩性降低，所以可沿着切割道21(分割槽23)确实断裂。即，沿着各个半导体芯片200(功能元件)的外周缘确实断裂粘接膜3。另外，半导体晶片2被分割成各个半导体芯片200，但由于半导体晶片2隔着断裂的粘接膜3粘贴于保护带5上，所以不会分散而维持着晶片的形态。这样，若将安装在半导体晶片2背面的粘接膜3沿着切割道21(分割槽23)断裂，在拾取工序中从保护带5上剥离半导体芯片，由此如图8所示地能够拾取在背面安装有粘接膜3的半导体芯片200。
接着，参照图9来说明使用图5和图6所示的粘接膜断裂装置6来沿切割道21(变质层24)断裂安装在半导体晶片20背面上的粘接膜3的粘接膜断裂工序，该半导体晶片隔着保护带5在上述环状的框架4上保持。
图9所示的粘接膜断裂工序也与上述图7所示的粘接膜断裂工序一样，实施图9的(a)所示的框架保持工序与图9的(b)所示的带扩展工序。在该带扩展工序中，若在与保护带5粘贴的半导体晶片20背面上安装的粘接膜3上拉伸力放射状地作用，在半导体晶片20上拉伸力也同样放射状地作用。其结果，由于沿着半导体晶片20的切割道21形成的变质层24，已使强度下降，所以半导体晶片20沿着变质层24断裂，并被分割成各个半导体芯片200。这样，在半导体晶片20沿着变质层24断裂，并且安装在半导体晶片20的背面上的粘接膜3也沿着变质层24断裂。此时，如上所述地粘接膜3通过冷却单元64冷却到10℃以下，并使伸缩性降低，所以沿着变质层24能够确实断裂。这样，若将安装在半导体晶片20的背面上的粘接膜3沿着变质层24断裂时，在拾取工序中从保护带5上剥离半导体芯片，从而如图8所示地能够拾取在背面安装有粘接膜3的半导体芯片200。
参照图10来说明粘接膜断裂装置6的另一实施方式。
图10所示的粘接膜断裂装置6与上述图5和图6所示的粘接膜断裂装置6的构成除冷却单元不同外，实质上相同。因此，关于图10所示的粘接膜断裂装置6，对于与上述图5和图6所示的粘接膜断裂装置6的构成部件相同的部件赋予相同符号，省略其说明。
图10所示的粘接膜断裂装置6中配备的冷却单元包括对半导体晶片2喷射冷却流体的冷却流体喷射单元65，该半导体晶片隔着粘接膜3与在由框架保持单元61保持的环状的框架4上安装的保护带5粘贴。该冷却流体喷射单元65包括在扩展鼓621上方配置的冷却流体喷射喷嘴651、和在基台60上支承冷却流体喷射喷嘴的支承部件652。冷却流体喷射喷嘴651与未图示的冷却流体提供单元连通。如此构成的冷却单元65通过操作未图示的冷却流体提供单元，从冷却流体喷射喷嘴651向半导体晶片2或20喷射例如10℃以下的冷却流体(空气)，该半导体晶体隔着保护带5在由框架保持单元61上保持的环状的框架4上支承。其结果，由于半导体晶片2或20冷却，所以安装在该半导体晶片2或20的背面上的粘接膜3被冷却。
接着，参照图11来说明粘接膜断裂装置6的再一实施方式。图11所示的粘接膜断裂装置6是在扩展鼓621内配置图10所示的粘接膜断裂装置6的冷却流体喷射单元65。即，将在基台60上条状配备的支承单元652的上端安装的冷却流体喷射喷嘴651，与由框架保持单元61保持的环状的框架4上安装的保护带5的、粘贴了粘接膜3的区域，相对置而配置的构成。另外，将冷却流体喷射喷嘴651与未图示的冷却流体提供单元连通。
上面，根据图示的实施方式说明了本发明，但本发明不仅限于实施方式，在本发明主旨的范围内，可进行各种变更。例如，在图示的实施方式中，示出在通过相对移动框架保持单元61与扩展鼓621来扩展安装在环状的框架4上的保护带5的构成的带扩展装置中应用本发明的例子，但也可以夹持由框架保持单元61保持的环状的框架4上安装的保护带5上的环状的框架4的内周缘与半导体晶片2之间的区域，并向径向外侧扩展保护带5的方式的带扩展装置中应用本发明。
权利要求
1.一种安装在晶片上的粘接膜的断裂方法，将安装在晶片的背面上的粘接膜，在与环状的框架上安装的保护带的表面粘贴的状态下沿着切割道断裂，该晶体在表面格子状地形成有多个切割道，并且在通过该多个切割道划分的多个区域形成有功能元件，其特征在于，冷却该粘接膜并扩展保护带，沿着该功能元件的外周缘断裂该粘接膜。
2.一种安装在晶片上的粘接膜的断裂装置，将安装在晶片的背面上的粘接膜，在与环状的框架上安装的保护带的表面粘贴的状态下沿着切割道断裂，该晶片在表面格子状地形成有多个切割道，并且在通过该多个切割道划分的多个区域形成有功能元件，其特征在于，具备框架保持单元，保持该环状的框架；带扩展单元，将由该框架保持单元保持的该环状的框架上安装的该保护带扩展；和冷却单元，将安装在晶片的背面上的粘接膜冷却，该晶片隔着该保持带支承在由该框架保持单元保持的该环状的框架上。
3.根据权利要求2所述的粘接膜断裂装置，其特征在于，该冷却单元具备冷却台，该冷却台与由该框架保持单元保持的该环状的框架上安装的该保护带上的、粘贴有该粘接膜的区域接触并支承。
4.根据权利要求3所述的粘接膜断裂装置，其特征在于，该冷却台具备与该保护带接触的冷却板、和安装在该冷却板下面的导热冷却元件。
5.根据权利要求2所述的粘接膜断裂装置，其特征在于，该冷却单元包括冷却流体喷射单元，向晶片或该保护带喷射冷却流体，该晶片隔着该粘接膜粘贴在由该框架保持单元保持的该环状的框架上安装的该保护带上。
全文摘要
一种安装在晶片上的粘接膜的断裂方法，将安装在晶片的背面上的粘接膜，在与环状的框架上安装的保护带的表面粘贴的状态下，沿着切割道断裂，该晶片在表面格子状地形成有多个切割道，并且在通过多个切割道划分的多个区域形成有功能元件，冷却粘接膜并扩展保护带，沿着功能元件的外周缘断裂粘接膜。
文档编号H01L21/52GK1731560SQ20051008857
公开日2006年2月8日 申请日期2005年8月4日 优先权日2004年8月5日
发明者大宫直树, 饭健太吕, 永井祐介 申请人:株式会社迪斯科