专利名称：加工半导体晶片的方法
技术领域：
本发明涉及一种加工半导体晶片的方法，所述晶片具有被在正面上设置成网格形式的沟道(street)所分成的大量矩形区域，在各矩形区域内形成了电路。更具体地说，本发明涉及一种加工半导体晶片的方法，包括利用研磨装置对半导体晶片的背面进行研磨的步骤，以及通过在半导体晶片的正面使用切割装置而沿着沟道切割半导体晶片的步骤。
背景技术：
本领域的普通技术人员已众所周知，在半导体芯片的生产中，由设于半导体晶片正面上的网格形式的沟道分成了大量的矩形区域，在各个矩形区域内形成了半导体电路。对半导体晶片的背面进行研磨以减少半导体晶片的厚度，然后沿着这些沟道切割半导体晶片以使矩形区域相互分开，从而形成半导体芯片。为了研磨半导体晶片的背面，在半导体晶片的正面上粘贴保护性树脂胶带以保护半导体电路，半导体晶片在贴有胶带的正面朝下的状态下夹持在研磨用夹具上，也就是说，半导体的正面和背面倒转过来，并且将研磨装置应用到半导体晶片的背面上。为了沿着沟道切割半导体晶片，将半导体晶片安装在固定装置上。固定装置一般包括在中心具有安装孔的安装框架和以跨过安装孔的方式粘贴在安装框架上的胶带，将半导体晶片的背面粘贴到处于安装框架的安装孔中的安装胶带上，以便将半导体晶片安装在安装装置上。将贴在半导体晶片正面上的保护性树脂胶带除去，将安装了半导体晶片的安装装置夹持在切割用夹具上，并在半导体晶片的暴露出来的正面上应用切割装置。
目前，通常希望能显著地降低半导体晶片的厚度，例如减小至100微米或更小，尤其是50微米或更小，以便形成极小尺寸和轻重量的半导体芯片。因此，当半导体晶片的厚度变得很小时，半导体晶片的刚性也变得很低，从而使得非常难以处理半导体晶片，例如在将半导体晶片从研磨用夹具上取下后传送半导体晶片以将其安装在固定装置上。当采用具有较高刚性的胶带、例如较大厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜或薄片作为通过适当的粘合剂而粘贴在半导体晶片正面上的保护性树脂胶带时，就可以传送半导体晶片。然而，当较高刚性的胶带粘贴在半导体晶片的正面时，很难将胶带从半导体晶片的正面上撕下来而不损坏半导体晶片。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种加工半导体晶片的新颖且优良的方法，其可使半导体晶片按照要求进行处理而不会对它造成损坏，即使在对半导体晶片的背面进行研磨以显著地减小其厚度时也是如此。
在本发明中，为了实现上述主要目的，在对半导体晶片的背面进行研磨之前，将半导体晶片安装在保护性基底上，使得半导体晶片的正面与保护性基底上的至少在其中心区域具有大量微孔的一个侧面相对。
也就是说，根据本发明，为了实现上述主要目的，提供了一种加工半导体晶片的方法，所述半导体晶片具有被在其正面上设置成网格形式的沟道所分成的大量矩形区域，在各矩形区域内形成了电路，所述方法包括安装步骤，其中在保护性基底上安装半导体晶片，使得半导体晶片的正面与保护性基底上的至少在其中心区域具有大量微孔的一个侧面相对；研磨步骤，其中将安装有半导体晶片的保护性基底固定在研磨用夹具上，并利用研磨装置对半导体晶片的暴露出来的背面进行研磨；传送步骤，其中从研磨用夹具上取下保护性基底，然后将安装在从研磨用夹具上取下的保护性基底上的半导体晶片的背面粘贴在固定装置上，之后从半导体晶片的正面上除去保护性基底；和切割步骤，其中将安装有半导体晶片的固定装置固定在切割用夹具上，并在半导体晶片的暴露出来的正面上应用切割装置，以便沿着沟道切割半导体晶片。
在一个优选实施例中，固定装置包括在中心处具有安装孔的安装框架以及以跨过安装孔的方式粘贴在安装框架上的安装胶带，在传送步骤中，将安装在从研磨用夹具上取下的保护性基底上的半导体晶片的背面粘贴到处于安装框架的安装孔中的安装胶带上，以便将半导体晶片安装在固定装置上。优选的是，在安装步骤中，在半导体晶片的正面上涂覆树脂溶液，在使半导体晶片的正面与保护性基底的一个侧面相面对之前或之后使溶剂蒸发，以便形成具有粘附力的树脂薄膜，并且通过树脂薄膜将半导体晶片安装在保护性基底上。最好通过在半导体晶片的正面上涂覆树脂溶液微滴并以10到3000转/分钟(rpm)的转速旋转半导体晶片来将树脂溶液涂覆到半导体晶片的正面上。树脂薄膜最好具有1到100微米的厚度。在传送步骤中，最好在从半导体晶片的正面上除去保护性基底之前通过保护性基底的微孔来将溶剂提供给树脂薄膜，以便溶解该树脂薄膜。树脂溶液最好是水溶性的，溶剂最好是水。
在安装步骤中，半导体晶片的正面可通过双面涂覆胶带而粘附在保护性基底的一个侧面上。或者，在安装步骤中，半导体晶片的正面和保护性基底的一个侧面可通过水而接触粘合在一起。在通过水将半导体晶片的正面接触粘合到保护性基底的一个侧面上之前，最好将保护性树脂胶带粘贴在半导体晶片的正面上。在传送步骤中，对保护性基底进行加热以使存在于半导体晶片的正面和保护性基底之间的水分蒸发掉。
在传送步骤中，最好在将半导体晶片的背面粘贴在安装装置上之前将管芯连接膜粘贴在半导体晶片的背面上。优选的是，保护性基底具有围绕着中心区域的框架区域，在框架区域中未形成微孔，半导体晶片安装在保护性基底的中心区域中。优选的是，保护性基底的微孔与中心区域的面积比为1到50％微孔具有0.1到1.0毫米的直径。保护性基底最好由厚度为0.1到1.0毫米的金属片形成。
图1是半导体晶片的典型示例的透视图；图2是显示了用于通过树脂薄膜将半导体晶片安装在保护性基底上的安装步骤的透视图；图3是显示了对通过树脂薄膜而安装在保护性基底上的半导体晶片的背面进行研磨的状态的剖视图；图4是显示了在传送步骤中将管芯连接膜粘贴在半导体晶片的背面上的方式的透视图；图5是显示了在传送步骤中将半导体晶片安装在固定装置上的方式的透视图；图6是显示了安装在固定装置上的半导体晶片的状态的透视图；图7是显示了已从安装在固定装置上的半导体晶片上除下来的保护性基底的状态的透视图；和图8是显示了沿着沟道切割半导体晶片的状态的透视图。
具体实施例方式
下面将参考附图来详细地介绍根据本发明的一个优选实施例的加工半导体晶片的方法。
图1显示了半导体晶片的典型示例。所示半导体晶片2的形状类似于圆片，并具有形成于圆片的一部分周边处的称为“定位平面”的直线边4和由在正面上设置成网格形式的沟道6所分成的大量矩形区域8。在各矩形区域8内形成了半导体电路。
参考图1和图2，在根据本发明的加工半导体晶片的方法中，首先进行将半导体晶片2安装在保护性基底10上的步骤。所示保护性基底10在整体上形状类似于圆片，并具有圆形的中心区域12和环形的框架区域14。中心区域12具有与半导体晶片2相对应的直径。在中心区域12中形成了大量的微孔16。微孔16与中心区域12的面积比是1到50％，微孔具有优选为0.1到1.0毫米、最好为约0.5毫米的直径。在实心的框架区域14上未形成微孔。保护性基底10最好由厚度为0.1到1.0毫米、特别是约0.5毫米的金属片形成，例如具有弹性的SUS420不锈钢片。保护性基底10也可根据需要由合适的合成树脂来形成。
在本发明的该优选实施例中，为了将半导体晶片2安装在保护性基底10上，在半导体晶片2的正面上涂覆树脂溶液18。最好可通过在半导体晶片2的正面上涂覆树脂溶液微滴并以约10到3000rpm的转速旋转半导体晶片2来进行树脂溶液18的涂覆。然后，将此半导体晶片2叠放在保护性基底10的中心区域12上，使得置于支撑装置20上的保护性基底10的一个侧面(图2中的顶面)与半导体晶片2的涂覆有树脂溶液18的正面相对。支撑装置20具有内置的适当加热装置(未示出)，例如电阻加热器。在将半导体晶片2放在保护性基底10的中心区域12上之后，操作内置于支撑装置20中的加热装置，以将树脂溶液18加热至80到250℃，这样就使含于树脂溶液18中的溶剂蒸发，从而形成了树脂薄膜22(见图3)。因此，半导体晶片2安装在保护性基底10的中心区域12上，而树脂薄膜22设在中间。所形成的树脂薄膜22具有约1到100微米的厚度。树脂溶液18优选为水溶性树脂溶液，以便形成具有适当粘附力的树脂薄膜22，例如可以是商标为TPF的由Tokyo Ohka Kogyo有限公司出售的水溶性树脂溶液。
在上述实施例中，在将半导体晶片2安装在保护性基底10上之后，对树脂溶液18进行加热以形成树脂薄膜22。在加热树脂溶液18以形成树脂薄膜22之后，半导体晶片2可安装在保护性基底10上。根据需要，可对施加在半导体晶片2的正面上的树脂溶液18进行一次加热以形成树脂薄膜22，保存该半导体晶片2，在将半导体晶片2安装在保护性基底10上时将溶剂提供给树脂薄膜22以使其成为树脂溶液18，然后，在将半导体晶片2叠放在保护性基底10上之后，加热树脂溶液18以再次形成树脂薄膜22。
另外，在上述实施例中，半导体晶片2通过夹在中间的树脂薄膜22而安装在保护性基底10上。或者，半导体晶片2可通过适当的双面涂覆胶带而安装在保护性基底10的中心区域12上。施加在双面涂覆胶带的至少一个侧面上并与半导体晶片2的正面紧密接触的粘合剂最好可通过暴露在紫外线辐射下、通过加热或通过暴露在激光辐射下而固化。根据本发明的发明人的经验，已经发现，当在保护性基底10的中心区域12和半导体晶片2的正面之间加入水以使两者接触粘合在一起时，半导体晶片2可通过适当的粘附力而安装在保护性基底10的中心区域12上。在这种情况下，为了保护形成于半导体晶片2的正面上的电路，在半导体晶片2的正面接触粘合到保护性基底10的中心区域12上之前，希望用合适的保护性胶带粘贴在半导体晶片2的正面上。作为优选的保护性胶带，这里列举出一种聚烯烃薄膜，其具有相对较低的刚性并在一面涂覆有可用紫外线固化、热固化或激光固化的粘合剂，以便与半导体晶片2的正面形成紧密接触。
参考图3继续进行介绍，在上述安装步骤之后进行研磨步骤。在此研磨步骤中，将安装有半导体晶片2的保护性基底10固定在研磨用夹具24上，并且使半导体晶片2的背面暴露出来。研磨用夹具24具有圆片状的多孔中心件26和围绕中心件26的环形外壳28。固定在环形外壳28中的中心件26的直径制成与保护性基底10的中心区域12的直径相同。根据需要，中心件26的直径可制成与整个保护性基底10的直径相同。中心件26的顶面与环形外壳28的顶面相互平齐。在对半导体晶片2的背面进行研磨时，安装有半导体晶片2的保护性基底10的中心区域12与研磨用夹具24的中心件26对齐，然后将半导体晶片2置于研磨用夹具24上。之后，将中心件26连接到真空源(未示出)上以通过保护性基底10的中心区域12和研磨用夹具24的中心件26来抽吸空气，以便通过保护性基底10来将半导体晶片2吸附固定在研磨用夹具24上。然后，利用研磨装置30对半导体晶片2的暴露出来的背面进行研磨。研磨装置30由环形的研磨工具构成，在研磨工具的底面上设有含有金刚石颗粒的研磨件。吸附住半导体晶片2的研磨用夹具24围绕其中心轴线旋转，研磨装置30也围绕其中心轴线旋转，并压在半导体晶片2的背面上以研磨半导体晶片2的背面。此研磨步骤最好通过合适的研磨机来进行，例如商标为DFG841的由DISCO公司出售的研磨机。
在上述研磨步骤中根据要求对半导体晶片2的背面进行研磨之后，进行传送步骤。在此传送步骤中，切断真空源与研磨用夹具24的连接以消除研磨用夹具24的吸附功能，从而从研磨用夹具24上取下保护性基底10和安装在此保护性基底10上的半导体晶片2。可通过固定保护性基底10来从研磨用夹具24上取下半导体晶片2和传送所取下的半导体晶片2。因此，即使在半导体晶片2的厚度显著地减小时，也可取下半导体晶片2而不会对它造成损坏。在所示实施例中，如图4所示，将所取下的保护性基底10和半导体晶片2放在支撑装置32上。支撑装置32具有圆片状的中心件(未示出)和围绕此中心件的环形外壳34。固定在环形外壳34内的中心件的直径与保护性基底10的中心区域12的直径相对应。中心件的顶面与环形外壳34的顶面相互平齐。加热装置(未示出)如电阻加热器内置于环形外壳34中。参考图4继续进行介绍，为了将保护性基底10和半导体晶片2放在支撑装置32上，操作加热装置以将中心件加热至80到200℃。然后，将中心件连接到真空源(未示出)上以通过保护性基底10的中心区域12和支撑装置32的中心件来抽吸空气，以便通过保护性基底10来将半导体晶片2吸附固定在支撑装置32上。然后，使本质上已知的管芯连接膜36的一面与半导体晶片2的暴露出来的背面形成紧密接触，从而将管芯连接膜36粘贴在半导体晶片2的背面上。管芯连接膜36可具有与半导体晶片2基本上相同的形状。之后，停止加热装置的工作，使半导体晶片2和管芯连接膜36冷却至常温。
之后，在所示实施例中，如图5所示，在固定于支撑装置32上的半导体晶片2的背面上安装固定装置38。所示固定装置38包括安装框架40和安装胶带42。可由合适的片状金属或合成树脂形成的安装框架40在其中心处具有相对较大的安装孔44。安装胶带42粘贴在安装框架40的一面(图5中的顶面)，使得安装胶带跨过安装孔44。安装胶带42的一面(图5中的底面)具有粘性。半导体晶片2的背面处于安装框架40的安装孔44中，安装胶带42粘贴在半导体晶片2的背面。因此，安装框架40通过安装胶带42而连接到半导体晶片2的背面，并且半导体晶片2和保护性基底10安装在固定装置38上。图6显示了构成一个整体的安装框架40、安装胶带42、半导体晶片2和保护性基底10从支撑装置32上取下并倒转过来的状态，也就是说，安装胶带42位于最低的位置而保护性基底10位于最高的位置。根据需要，也可采用其它类型的安装装置，例如由圆片状薄片构成的固定装置以取代由安装框架40和安装胶带42所构成的固定装置38。
然后从半导体晶片2的正面上取下保护性基底10。因此，如图7所示，可以得到正面朝上暴露出来的半导体晶片2通过安装胶带42而安装在安装框架40上的状态。当半导体晶片2的正面和保护性基底10通过树脂薄膜22连接在一起时，通过形成于保护性基底10的中心区域12内的微孔16而将溶剂提供给树脂薄膜22，使树脂薄膜22变成树脂溶液18，从而可以容易地从半导体晶片2的正面上除去保护性基底10而不会损坏半导体晶片2。在这种情况下，当树脂薄膜22由水溶性树脂溶液18形成时，采用水来取代水。还应当注意的是，形成于保护性基底10的中心区域12内的微孔16会适当地减小半导体晶片2的正面与保护性基底10之间的粘附力。当半导体晶片2与保护性基底10通过双面涂覆胶带而装配在一起并且与半导体晶片2紧密接触的粘合剂例如是可用紫外线固化的粘合剂时，可将粘合剂暴露在紫外光下以减小其粘附力，从而可以促进从半导体晶片2的正面上除去保护性基底10。当树脂薄膜22例如可用紫外光固化时，就可以促进保护性基底10的去除。当与半导体晶片2形成紧密接触的粘合剂可用紫外光固化时，在研磨半导体晶片2的背面之前，将粘合剂暴露在紫外光下固化，这样其弹性模量也增大。虽然由此而减小了半导体晶片2的正面与保护性基底10之间的粘附力，但半导体晶片2的背面的研磨精度因粘合剂的弹性模量增大而得到了提高(关于这一方面可参考JP-A 10-50642)。当半导体晶片2的正面和保护性基底10在存在水的情况下接触粘合在一起以装配在一起时，对保护性基底10和半导体晶片2进行适当的加热以蒸发它们之间的水分，从而可促进从半导体晶片2的正面上除去保护性基底10。
在上述传送步骤之后进行切割步骤。参考图7和图8来介绍此步骤，在切割步骤中，将安装有半导体晶片2的固定装置38安装在切割用夹具46上，同时暴露出半导体晶片2的正面。切割用夹具46具有圆片状的多孔中心件48和围绕此中心件48的环形外壳50。中心件48的外径制成与半导体晶片2的外径大致相同。中心件48的顶面与环形外壳50的顶面相互平齐。为了切割半导体晶片2，安装在固定装置38上的半导体晶片2通过安装胶带42而定位于切割用夹具46上，并通过经中心件48抽吸空气而经安装胶带42真空吸附在中心件48上。安装框架40通过设于环形外壳50上的夹紧装置(未示出)而固定在环形外壳50上。在半导体晶片2的朝上暴露出来的正面上应用切割装置52，以便沿着沟道6对其进行切割。切割装置52包括圆片状的切割刀片，并高速旋转以使其周边作用在半导体晶片2上。然后使切割用夹具46沿着沟道6(图1和图7)相对于切割装置52移动。这样就将半导体晶片2分成单个的矩形区域8(图1和图7)。尽管管芯连接膜36被切开，但安装胶带42保持未被切割，因此被单独地分开的矩形区域8通过安装胶带42而保持固定在安装框架40上。最好采用合适的切割机来对半导体晶片2进行切割，例如商标为DFD 6000系列的由DISCO公司出售的切割机。根据需要，可采用利用激光束的切割机来作为切割装置。在将半导体晶片2分成单个的矩形区域8之后，保持安装在安装框架40上的矩形区域8通过固定住安装框架40来从切割用夹具46上取下，并从安装框架40上取出以得到半导体芯片。
虽然在上文中已经参考附图介绍了本发明的优选实施例，然而应当理解，本发明并不限于此实施例，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种变化和修改。
权利要求
1.一种加工半导体晶片的方法，所述半导体晶片具有被在其正面上设置成网格形式的沟道所分成的大量矩形区域，在各所述矩形区域内形成了电路，所述方法包括安装步骤，其中在保护性基底上安装所述半导体晶片，使得所述半导体晶片的正面与所述保护性基底上的至少在其中心区域具有大量微孔的一个侧面相对；研磨步骤，其中将安装有所述半导体晶片的所述保护性基底固定在研磨用夹具上，并利用研磨装置对所述半导体晶片的暴露出来的背面进行研磨；传送步骤，其中从所述研磨用夹具上取下所述保护性基底，然后将安装在从所述研磨用夹具上取下的所述保护性基底上的所述半导体晶片的背面粘贴在固定装置上，之后从所述半导体晶片的正面上除去所述保护性基底；和切割步骤，其中将安装有所述半导体晶片的所述固定装置固定在切割用夹具上，并在所述半导体晶片的暴露出来的正面上应用切割装置，以便沿着所述沟道切割所述半导体晶片。
2.根据权利要求1所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，所述固定装置包括在中心处具有安装孔的安装框架以及以跨过所述安装孔的方式粘贴在所述安装框架上的安装胶带，在所述传送步骤中，将安装在从所述研磨用夹具上取下的所述保护性基底上的所述半导体晶片的背面粘贴到处于所述安装框架的安装孔中的所述安装胶带上，以便将所述半导体晶片安装在所述固定装置上。
3.根据权利要求1所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，在所述安装步骤中，在所述半导体晶片的正面上涂覆树脂溶液，在使所述半导体晶片的正面与所述保护性基底的所述侧面相面对之前或之后使溶剂蒸发，以便形成具有粘附力的树脂薄膜，并且通过所述树脂薄膜将所述半导体晶片安装在所述保护性基底上。
4.根据权利要求3所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，通过在所述半导体晶片的正面上涂覆树脂溶液微滴并以10到3000转/分钟的转速旋转所述半导体晶片来将所述树脂溶液涂覆到所述半导体晶片的正面上。
5.根据权利要求3所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，所述树脂薄膜具有1到100微米的厚度。
6.根据权利要求3所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，在所述传送步骤中，在从所述半导体晶片的正面上除去所述保护性基底之前通过所述保护性基底的微孔来将溶剂提供给所述树脂薄膜，以便溶解所述树脂薄膜。
7.根据权利要求6所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，所述树脂溶液是水溶性的，所述溶剂是水。
8.根据权利要求1所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，在所述安装步骤中，通过双面涂覆胶带将所述半导体晶片的正面粘贴到所述保护性基底的所述侧面上。
9.根据权利要求1所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，在所述安装步骤中，所述半导体晶片的正面和所述保护性基底的所述侧面通过水而接触粘合在一起。
10.根据权利要求9所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，在通过水将所述半导体晶片的正面接触粘合到所述保护性基底的所述侧面上之前，将保护性树脂胶带粘贴在所述半导体晶片的正面上。
11.根据权利要求9所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，在所述传送步骤中，加热所述保护性基底以蒸发掉存在于所述半导体晶片的正面和所述保护性基底之间的水分。
12.根据权利要求1所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，在所述传送步骤中，在将所述半导体晶片的背面粘贴在所述安装装置上之前，将管芯连接膜粘贴在所述半导体晶片的背面上。
13.根据权利要求1所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，所述保护性基底具有围绕着所述中心区域的框架区域，在所述框架区域内未形成微孔，所述半导体晶片安装在所述保护性基底的中心区域内。
14.根据权利要求13所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，所述保护性基底的所述微孔与所述中心区域的面积比为1到50％，所述微孔具有0.1到1.0毫米的直径。
15.根据权利要求13所述的加工半导体晶片的方法，其特征在于，所述保护性基底由厚度为0.1到1.0毫米的金属片形成。
全文摘要
一种加工半导体晶片的方法，所述晶片具有被设在正面上的网格型沟道所分成的大量矩形区域，在各矩形区域内形成了电路。该方法包括在研磨半导体晶片的背面之前将半导体晶片安装在保护性基底上以使半导体晶片的正面与保护性基底上的至少在其中心区域具有大量微孔的一个侧面相对的步骤。
文档编号H01L21/00GK1499582SQ20031011420
公开日2004年5月26日 申请日期2003年11月3日 优先权日2002年11月1日
发明者矢岛兴一, 北村政彦, 彦, 一, 波冈伸一, 俊, 南条雅俊 申请人:株式会社迪斯科