本发明专利技术的目的是提供制造半导体装置的方法和设备，其中半导体晶片在磨薄之后可从卡吸台安全和可靠地被拾取并传送到下一步骤。在本发明专利技术的方法和设备中，通过抽吸将半导体晶片正面吸引到卡吸台的附连板表面，半导体晶片背面被磨削以形成具有凹入构造的内部区域，在半导体晶片的外周缘部留下环形加强部。运输具有环形加强部的半导体晶片的流程包括如下步骤：在与半导体晶片保持位置不同的位置从半导体晶片的背面向正面按压半导体晶片，在保持具有环形加强部的半导体晶片之前进行按压半导体晶片的步骤；通过向卡吸台上供应正压来解除半导体晶片正面通过抽吸的附连；解除在与半导体晶片保持位置不同的位置从半导体晶片背面向其正面对半导体晶片的按压；和在保持半导体晶片的同时，从卡吸台拾取具有环形加强部的半导体晶片。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，特别是一种用于制造诸如用于功率转换装置的功率半导体装置的薄半导体装置的设备和方法。
技术介绍
在以IGBT(绝缘栅双极型晶体管)为代表的功率半导体装置中，正在进行的是减小用于生产半导体装置的半导体衬底或晶片的厚度，以实现装置的高性能。此外，在进行的 是扩大晶片的直径以增加可由晶片构成的功率半导体元件的数目，由此降低半导体装置的成本。然而，晶片厚度的减小会导致在晶片的周缘处破损，从而导致晶片破裂。由于薄晶片具有较低的机械强度，还会引起的一个问题是晶片易于产生裂缝、裂口和挠曲的问题。特别地，在大直径的晶片中可注意到这些问题。表现出较大挠曲的大直径薄晶片难以在制造步骤之间运输晶片以及将晶片定位在制造装置上。垂直的功率半导体装置的制造过程还需要在晶片的背面上进行离子注入、热处理(退火)、金属膜沉积等步骤。因此，上述问题致使难以在晶片的背面上实施这些步骤。为了解决这些问题，已提出一种如下的晶片，在晶片的背面侧的周缘处具有环形加强部以增强厚度减小的晶片。具有环形加强部的晶片的背面侧的周缘比晶片的中心部厚。使用具有环形加强部的晶片显著减少晶片的翘曲和挠曲，并在运输步骤中处理晶片时增强晶片的强度，从而防止晶片产生破损和破裂。图12A到12D示出具有环形加强部的晶片形状。图12A示出在晶片的周缘处具有环形加强部111、带有定向平坦部110的晶片。图12B示出在晶片的周缘处具有环形加强部121、带有槽口 120的晶片。两种晶片在环形加强部之内的内部是用于形成半导体装置元件的区域。例如，专利文献I公开了一种用于制造具有环形加强部的晶片的方法。该方法使用磨削设备，该磨削设备设有直径小于晶片直径的磨削构件，并将晶片的中心部磨薄，而留下晶片的背面侧的周缘部以形成肋状物。图13A和13B是示出在制造具有环形加强部的晶片的过程中的磨削步骤的简化剖视图。下面参见图13A和13B描述制造具有环形加强部的晶片的步骤。首先，将晶片20设置在磨削设备的盒内(未示出)。在由运输机器人等定位之后，晶片20被运输到卡吸台10上，并放置到卡吸台10的附连板12的表面上。卡吸台10连接到真空系统(未示出)，该真空系统经由附连板12供给负压，以如图13A中所示吸引和保持晶片20。附连板12由例如多孔陶瓷制成。磨削设备设有直径小于晶片直径的磨削构件133。磨削构件133在与晶片接触的接触表面上具有砂轮。磨削构件133在其自身的轴线上转动，而轴线本身则在晶片上转动，以磨削晶片的中心部。磨削设备仅磨削晶片的中心部，而在周缘部留出与被送入磨削设备的原始晶片一样的厚度。因此，晶片22被制造成具有磨削成如图13b中所示较薄的期望厚度的中心部。图12C示出在晶片的周缘处具有环形加强部122 (肋结构)的成品薄晶片的剖视图。图14A、14B和14C是在制造具有环形加强部的晶片的过程中的磨削步骤的另一示例的基本部件的剖视图。 图14A、14B和14C的磨削设备设有含有不同粒度的研磨粒的两个磨削构件131和132，而图13A和13B的磨削设备具有单个磨削构件133。在图14A、14B和14C的磨削步骤中，在磨削之前，半导体晶片20在由运输机器人(未示出)等定位之后被运输到卡吸台10上并通过抽吸而保持在附连板12的表面上，该半导体晶片例如可以是具有725微米厚度的八英寸晶片。在如图14A中所示的第一磨削步骤中，使用磨削构件131来磨削晶片20的中心部，该磨削构件131设有含有相对较大平均粒度的研磨粒的砂轮。磨削步骤在晶片20的中心部上向下进行到例如100到150微米的预定剩余厚度，使周缘部留出例如I到5毫米的宽度。在中心部被磨削成期望的厚度之后，如图14B中所示使用磨削构件132来进行第二磨削步骤，该磨削构件132设有含有平均粒度小于设置在磨削构件131上的砂轮的平均粒度的研磨粒的砂轮。第二磨削步骤在内圆周直径小于由第一磨削步骤形成的凹入的内圆周直径的区域上将经过第一磨削步骤加工的晶片的背面磨削到例如60到120微米的预定厚度。因此，如图14C中所示，制成具有环形加强部的晶片23。在此，第二磨削步骤将晶片磨削到内径小于在第一磨削步骤中形成所的凹入的内径，这是因为考虑到在第二磨削步骤中使用的磨削机的定位精度。因此，在第二磨削步骤中使用的磨削构件132并不与在第一磨削步骤中形成的环形加强部的侧壁相接触。仅在中心部上磨削晶片，而留下晶片的周缘部。因此，制成如图14C中所示的晶片23，该晶片机仅在晶片的中心部上被加工成所期望的厚度，而使周缘部留有如被送入到磨削设备中时的厚度。图12D是示出在晶片的周缘处具有环形加强部(肋结构)123的晶片的剖视图。具有形成于晶片的周缘区域处的环形加强部的晶片被传送到用于清洁和干燥的下一步骤。未在图13A、13B、14A、14B和14C中示出的运输装置从卡吸台10的附连板12拾取晶片并将其运输到预定目的地。为了运输具有环形加强部(肋结构)的晶片，专利文献2例如公开了一种环形部的上表面通过抽真空抽吸而吸引来运输晶片的构造。[专利文献I:]日本待审查的专利申请公开第2007-173487号[专利文献2]日本待审查的专利申请公开第2009-059763号在通过磨削设备来进行磨削以在晶片的周缘处形成环形加强部的过程中，一般以连续的步骤来实施该过程。在完成磨削步骤之后，将具有环形加强部(肋结构)的晶片从卡吸台移出并传送到接下来的清洁和干燥步骤。同时，用刷子等来清洁卡吸台上的附连板，供应下一块待磨削的晶片，并通过抽吸来将该晶片保持到卡吸台上。图15A、15B和15C示出用于运输晶片的传统设备和过程。将完成磨削步骤之后并具有在该步骤中所形成的环形加强部的晶片22从卡吸台10移出并由运输装置80传送到下一步骤。运输装置80在支承构件82的下端处设有吸引构件81，并将来自于真空系统(未示出)的负压经由支承构件82内的供给和排气系统(未示出)传递到吸引构件81的底面。吸引构件81如图15A中所示通过抽吸来吸引晶片22较薄的中心部。通过抬升支承构件82且吸引构件81吸引晶片22的较薄区域，将晶片22从卡吸台10移出。尽管如在专利文献2中公开的那样仅在环形加强部处吸引晶片，但用于拾取和运输晶片的足够抽吸需要所吸引的环形加强部的上表面的平坦且足够的面积。平坦上表面的较大面积减小了晶片中心部的面积，而该中心部是装置形成区域。 如图15A中所不地在晶片的中心部处吸引晶片确保吸引晶片并进彳丁运输而不不会失败所需的面积。或者，如图16A中所示，通过设置在运输装置90的臂91的端部处的保持构件92，可在晶片的外周缘端部处保持完成了磨削步骤之后、具有环形加强部的晶片。运输装置90的臂91可移动，因而保持构件92可接近和离开晶片22的环形加强部。保持构件92从离开环形加强部的位置运动并在晶片的环形加强部保持将晶片22。然后，臂91被抬升，同时用保持构件92来保持晶片22的环形加强部，以从卡吸台10移除晶片22。该流程允许将晶片22传送到下一步骤，而不碰触晶片22的薄化部分。包括磨削步骤的过程必须是连续的。连续过程所需的总时间应减少，晶片上进行的连续过程包括传送、放置、磨削、拾取、清洁卡吸台以及传送下一块晶片。在拾取晶片以传送到下一步骤的步骤中，具体来说必须本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.11 JP 2011-0543321.一种用于制造半导体装置的方法，所述方法包括如下步骤 通过抽吸将半导体晶片的正面附连到卡吸台的附连板的表面上； 从所述半导体晶片的背面将所述半导体晶片的内部区域磨削成具有凹入构造，而在所述半导体晶片的外周缘部处留有环形加强部；以及 在保持所述半导体晶片的同时，从所述卡吸台运输具有所述环形加强部的所述半导体 ； 运输所述半导体晶片的步骤包括如下几步 在与所述半导体晶片将被保持的位置不同的位置上从所述半导体晶片的所述背面侧向其正面侧按压所述半导体晶片，在保持具有所述环形加强部的所述半导体晶片之前进行按压所述半导体晶片的步骤； 通过向所述卡吸台供给正压解除在所述半导体晶片的正面上通过抽吸的附连； 解除在与所述半导体晶片的保持位置不同的位置上从所述半导体晶片的所述背面侧向其所述正面侧对所述半导体晶片的按压，在按压所述半导体晶片的步骤中进行对所述晶片的按压；以及 在保持住所述半导体晶片的同时，从所述卡吸台拾取具有所述环形加强部的所述半导体晶片。2.如权利要求I所述的制造半导体装置的方法，其特征在于，在具有所述环形加强部的所述半导体晶片内的、在解除附连的步骤中将正压供给到卡吸台上时易于局部变形的部位上进行按压所述半导体晶片的步骤。3.如权利要求I或2所述的制造半导体装置的方法，其特征在干，按压所述半导体晶片的所述步骤包括如下步骤 从所述半导体晶片的所述背面侧向其所述正面侧按压所述环形加强部；以及 使用于保持所述半导体晶片的吸引构件与所述半导体晶片的具有凹入构造的内部区域接触。4.如权利要求3所述的制造半导体装置的方法，其特征在于，按压所述环形加强部的所述步骤包括将弹性材料推向所述环形加强部以使所述弹性材料跟随所述环形加强部的形状而变形的过程。5.如权利要求3所述的制造半导体装置的方法，其特征在于，在解除对所述半导体晶片的按压的所述步骤之后，拾取所述半导体晶片的所述步骤包括如下过程将负压供给到与所述半导体晶片接触的、用于保持所述半导体晶片的所述吸引构件上，以吸引所述半导体晶片的具有凹入构造的内部区域。6.如权利要求I或2所述的制造半导体装置的方法，其特征在于，按压所述半导体晶片的所述步骤包括如下步骤 从所述背面侧向正面侧按压所述半导体晶片的具有凹入构造的内部区域；以及 从所述环形加强部的外侧保持所述环形加强部。7.如权利要求6所述的制造半导体装置的方法，其特征在于，按压所述内部区域的所述步骤包括如下过程将弹性材料推向具有凹入构造的所...
【专利技术属性】
技术研发人员：田中阳子，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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