提供了一种半导体器件制造方法和制造装置，当晶片有翘曲时，有可能用短时间的紫外线照射来有效地剥离紫外线可剥离带。即使当晶片有翘曲时，通过用紫外线透射板来校正晶片的翘曲并且用紫外光来均匀地照射附着在晶片上的紫外线可剥离带，有可能减少紫外线光源和紫外线可剥离带之间的距离。同样，通过用紫外线透射板来阻断来自紫外线光源的热量，有可能抑制晶片温度的上升。其结果是，有可能用短时间的紫外线照射来有效地从晶片剥离紫外线可剥离带，而不残留任何粘合剂残余物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及由诸如场截止(FS)绝缘栅双极晶体管(IGBT)之类的薄半导体晶片形成的半导体器件的制造方法及其制造装置。
技术介绍
在由诸如FS IGBT之类的薄硅晶片(在下文中简称为晶片)形成的半导体器件的制造步骤中，在晶片的上表面上形成半导体元件的表面结构之后，存在研磨晶片的后表面由此使膜的厚度减小(在下文中简称为“减小厚度”)的步骤。在晶片后表面研磨步骤中， 在研磨保护带附着在晶片的上表面(表面结构的上表面)上之后，使用后表面研磨装置来将晶片的后表面研磨到所需厚度，该研磨保护带为保护晶片的上表面的表面保护带。该研磨步骤还称为背部研磨步骤。在完成研磨之后，使用剥离带来使研磨保护带从晶片的上表面剥离。为了更容易地从晶片的上表面剥离研磨保护带，提出了一种降低研磨保护带的粘性本身的方法。这是因为有必要防止在从厚度减小的晶片剥离研磨保护带时晶片受到损坏。同样，例如，在JP-A-2004-281430中，公开了晶片由切割带(粘合带)保持、并且设置支承切割带的下表面的构件以使切割带由于用于剥离的紫外线照射而不会松弛，支承构件由透射紫外光的材料(剥离或塑料)构成，紫外光透过支承构件，以及用紫外光来照射切割带等。同样，在JP-A-6-224397中，描述了紫外线(UV)照射可固化带(紫外线可剥离带) 用作表面保护带，并且有可能通过用紫外光来照射表面保护带并由此减弱其粘性来容易地剥离表面保护带。作为另一种方法，例如，在JA-P-4-225684中，提出了一种半导体器件制造方法， 由此用粘性降低的粘合剂涂敷的紫外(UV)光透射带在用紫外光照射时附着在晶片的一个表面上，并且在晶片中形成一薄部分。同样，例如，在JP-A-63-30591中，作为其粘性被紫外光降低的带，除先前描述的紫外线照射可固化带之外，还描述了紫外线可固化泡沫带。近年来，为了保护在晶片上形成的电极表面，除后表面研磨步骤之外，在湿法蚀刻中使用紫外线可剥离带、板处理步骤等已经盛行，并且已经开发了具有更高粘性的紫外线可剥离带。用该紫外线可剥离带，由于其粘性高，因此与用作已知研磨保护带的紫外线可剥离带的紫外线照射量相比，剥离所需的紫外线照射量为十倍或更多倍，并且具体而言，剥离需要1000到3000mJ/cm2的紫外线照射量。图14到22是按照步骤的次序示出已知半导体制造方法的主要部分制造步骤的截面图。此处，图24所示的平面场截止(FS) IGBT用作半导体器件。图24是图22中部分A 的放大图，它是FS IGBT的一个单元的主要部分配置图。在图24中，附图标记51是η型硅衬底、52是ρ阱层、53是η发射极层、54是栅绝缘膜、55是栅电极、56是发射电极、57是层间绝缘膜、58是n-FS层、59是ρ集电极层、60是集电电极、以及61是表面结构。首先，在η型晶片1的表面层上形成电连接到外部的表面结构61 (图14)，该表面结构61由除发射电极56之外的ρ阱层52、η发射极层53、栅绝缘膜54、栅电极55、发射电极56、层间绝缘膜57和未示出的覆盖一部分的表面保护膜(聚酰亚胺膜)构成。在此阶段的发射电极56为由铝-硅(AlSi)膜3形成的铝电极。接着，表面结构61附着在研磨保护带2 (背部研磨带)上，并且研磨晶片1的后表面Ia以减小晶片1的厚度(图15)。晶片1的厚度针对600V击穿电压的产品为80μπι的数量级，而针对1200V击穿电压的产品为140 μ m的数量级。接着，剥离研磨保护带2，对经研磨的后表面Ia进行磷离子注入和硼离子注入，并且进行热处理，从而形成η场截止(FS)层59和ρ集电极层59 (图16)。FS层58还称为缓冲层。接着，铝-硅(AlSi)膜4、钛(Ti)膜5、镍(Ni)膜6和金(Au)膜7通过在ρ集电极层59上溅射来沉积，从而形成作为后表面电极的集电电极60 (图17)。在此阶段，晶片 1的后表面侧通过集电电极60的应力以凹形弯曲。使用六英寸的晶片，其翘曲T最高达到十二毫米左右。图17的上侧是芯片部分的放大图，并且下侧是以晶片1的翘曲T可见的方式示出整个晶片1的示图。接着，紫外线可剥离带8作为表面保护带附着在晶片后表面Ia上形成的金膜7上 (图18)。即使在紫外线可剥离带8已附着之后，也保持翘曲。作为紫外线可剥离带8，存在紫外线照射可固化带、紫外线可固化泡沫带等。接着，在作为晶片1的表面结构61的发射电极56上(在铝-硅膜3上)进行化学镀镍和取代镀金工艺，并且在铝_硅膜3上形成并沉积镍膜9和金膜10 (图19)。在此阶段，发射电极56由铝-硅膜3、镍膜9和金膜10构成。在该步骤已完成之后晶片1的后表面Ia侧是凹形的，并且在六英寸晶片的情况下，翘曲T为2mm到十二毫米左右。同样，在电镀工序中，在晶片1的后表面Ia上形成的集电电极60受紫外线可剥离带8保护。当紫外线可固化泡沫带用作紫外线可剥离带8时，响应于紫外光12生成氮气的起泡剂被包含在紫外线可剥离带8中。在化学镀镍工艺中，由于pH值为12或更多的强碱溶液和PH值为1或更少的强酸用作预处理溶液，因此紫外线可剥离带8需要对金膜7 (集电电极60的表面膜)的强粘性。然而，当粘合剂层的粘性增加时，在电镀工艺之后剥离需要1000到3000mJ/cm2的紫外线照射量。与在使用紫外线可剥离带作为背部研磨带(研磨保护带2)时的紫外线照射量相比，该紫外线照射量为十倍或更大，如以上所述。接着，在用晶片1的表面结构61将晶片1向下放置在支承件11上、并且紫外线可剥离带8向上与晶片后表面Ia紧密接触的情况下，用紫外光12来照射与翘曲的晶片后表面Ia紧密接触的紫外线可剥离带8 (图12)。接着，剥离与晶片1的后表面Ia紧密接触的紫外线可剥离带8(图21)。随后，沿切割线17切割晶片1，以形成芯片18 (图22)。如图20所示，用紫外光12照射的晶片1通过背部研磨来减小厚度，并且晶片1的后表面Ia侧(附图的上侧)通过在晶片1上形成的电极60的应力以凹形翘曲。在六英寸晶片的情况下，由于翘曲T大时它处于十二毫米左右的数量级，因此从紫外线光源13到晶片1之间的距离在晶片1的平面上有所改变，并且紫外线照度(illuminance)在晶片1的平面上有所变化。当汞灯或金属卤化物灯用作紫外线光源13时，容易获得30到lOOmW/cm2的紫外线照度，但是同时，由于来自紫外线光源13的热量、晶片1的温度在几秒钟内上升到100°C 或更高，并且可能发生紫外线可剥离带8的丙烯酸粘合剂有所改变且其残余物残留在晶片 1的剥离表面(后表面la)上。具体而言，晶片1的厚度越小，晶片1的热容量就越小，意味着温度上升增加，残余物更可能残留，并且由于残余物出现不良的外观。图23是示出在使用金属卤化物灯时晶片温度对照射时间的依赖性的示图。放置在支承件11上的具有140 μ m数量级的厚度的晶片1用紫外光12从顶部照射。作为紫外线光源13的金属卤化物灯和晶片1之间的距离Lo约为300mm。此时金属卤化物灯的波长为365nm，并且紫外线照度约为15mW/cm2的数量级。晶片温度在20秒数量级的照射时间内达到110°C，它超过紫外线可剥离带8的约80°C的可耐受温度。然而，此时紫外线照射量为 300mJ/cm2，它是剥离需要的紫外线照射量(lOOO本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：浦野裕一，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。