CN102683256A - 制造半导体装置的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

制造半导体装置的设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请基于2011年3月11日提交的日本专利申请第2011-054332并要求其优先权，该申请的内容以参见的方式纳入本文。

技术领域

本发明涉及一种制造半导体装置的设备和方法，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。

背景技术

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1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1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1：]

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中所示地在晶片的中心部处吸引晶片确保吸引晶片并进行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，具体来说必须同时解决两个问题：缩短拾取晶片的时间和防止晶片受到任何损坏。

卡吸台10具有在磨削步骤中滴到晶片上的洗净水和留在附连板12(图15A)或组合的附连板13和14(图16B)上的用于卡吸台10的清洁过程的洗净水。附连板12(图15A)或组合的附连板13和14(图16B)在下面被称为“附连板12或13和14”。

如果洗净水留在晶片22和附连板12或13和14之间，则晶片22由于洗净水的表面张力而附着于附连板12或13和14。在用于形成环形加强部的磨削步骤中，从真空系统(未示出)经由供给和排气路径11而将负压供给到附连板12或13和14上。在磨削步骤之后，解除卡吸台10上的附连板12或13和14的负压。然而，在解除负压之后，洗净水的存在仍阻止空气经由卡吸台10的多孔附连板12或13和14进行泄漏并致使晶片22仍附着于附连板12或13和14上。如果在解除负压之后，晶片22在附连板12或13和14上停留一较长时间段，例如10分钟，则经由附连板12或13和14的空气泄漏将进行，而晶片22将变得易于移出。然而，这种手段留下拾取晶片所需的时间减少这一问题没有解决并降低运输操作的效率。

如果附着于附连板12或13和14的晶片22被迫分离，则易于折断的薄晶片22将引起碎裂和破裂。因此，留下没有损坏地拾取晶片这一问题没有解决。

用于拾取晶片22的持续时间可通过在解除负压之后将水、空气或其混合物(由图15B和15C和图16B中的附图标记70和71表示)经由供给和排气路径11供给到位于卡吸台10上的附连板12或13和14来缩短。通过经由附连板而吹出水、空气及其混合物(70，71)，将正压供给到卡吸台10上的附连板12或13和14。由运输装置(图15A中的80、图16A和16B中的90)将解除与卡吸台10上的附连板的附着并与其分离之后的晶片传送到下一步骤。

图15B、15C和16B中所示的吹出水、空气及其混合物70、71致使晶片22变形。特别是在磨削步骤中被砂轮损坏的位置处以及具有变化的曲率的位置处易于产生应力集中。这些位置由图13B中的标记223以及图14C中的标记233来表示。

晶片22的变形非常可能出现在如下部分处：图15C中指出的部分B处，在该部分处，晶片22被运输装置80的吸引构件81所推动；以及在图16B中指出的部分B处，在该部分处晶片22的厚度有变化。

由于如由图15C和16B中的箭头A所示使晶片局部浮动离开的这种变形，晶片22其磨削表面上发生裂缝。

发明内容

因此，本发明的目的是解决传统技术中的上述问题并提供一种用于制造半导体装置的设备和方法，该设备和方法允许晶片在其被吸引到卡吸台上并在卡吸台的表面上被磨削之后安全和可靠地被拾取。

在本发明的方法中，半导体晶片的正面被吸引到卡吸台的附连板，而半导体晶片的背面在内部区域内被磨削成在晶片的周缘处留有环形加强部的凹入构造。在将具有环形加强部的半导体晶片从卡吸台运输的流程中，在保持住具有环形加强部的晶片之前，在与将被保持的位置不同的位置处，从背面侧向正面侧推动半导体晶片。正压供给到卡吸台以解除半导体晶片的正面的附着。当解除在与待保持的位置不同的位置处的从背面侧向正面侧而压抵半导体晶片的压力之后，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。

本发明的方法解决前述问题。

根据本发明，晶片可以安全和可靠地被拾取并被平稳地运输到预定目的地，而防止晶片碎裂和破裂。

附图说明

图1A和1B示出根据本发明的实施例的第一方面；

图2A和2B示出处于图1A和1B中那些状态之后的状态下的根据本发明的实施例的第一方面；

图3A和3B示出处于图2A和2B中那些状态之后的状态下的根据本发明的实施例的第一方面；

图4A、4B和4C是根据本发明的实施例的第一方面的时序图；

图5A和5B示出根据本发明的实施例的第一方面的运输装置的基本部件，其中图5A是剖视图，而图5B是立体图；

图6A和6B示出根据本发明的实施例的第一方面的运输装置的改型；

图7A和7B示出根据本发明的实施例的第二方面；

图8A和8B示出处于图7A和7B中那些状态之后的状态下的根据本发明的实施例的第二方面；

图9A和9B示出处于图8A和8B中那些状态之后的状态下的根据本发明的实施例的第二方面；

图10A、10B和10C是根据本发明的实施例的第二方面的时序图；

图11A和11B示出根据本发明的实施例的第二方面的运输装置的改型；

图12A、12B、12C和12D示出具有环形加强部的晶片；

图13A和13B示出具有环形加强部的晶片的制造过程；

图14A、14B和14C示出具有环形加强部的晶片的制造过程；

图15A、15B和15C示出传统的运输装置；以及

图16A和16B示出传统的运输装置。

[附图标记的说明]

10卡吸台

11供给和排气路径

12，13，14附连板

20，22，23晶片

30吸引机构

40，50，80和90运输装置

31吸引构件

32支承构件

41按压垫滑动部件

42按压垫支承臂

43按压垫

44按压垫支承板

45按压材料

46按压管支承臂

47按压管

51支承臂

52保持构件

53支承构件

54按压垫

55按压构件

56按压气囊支承构件

57按压气囊

70，71由于水、空气及水和空气的混合物而造成的正压

81吸引构件

82支承构件

91臂

92保持构件

110定向平坦部

111，121，122，123环形加强部

120槽口

131，132，133磨削构件

具体实施方式

现在，下文将参照附图来详细描述根据本发明的实施例的一些方面。

<实施例的第一方面>

如图12A至12D中所示的在晶片周缘处具有环形加强部的晶片可通过如图13A、13B和图14A、14B和14C中所示的过程来形成。上文已对图12A到12D以及图13A、13B和图14A、14B和14C作描述，在此不作重复。

图1A、1B、图2A、2B、图3A、3B、图4A、4B、4C和图5A、5B示出根据本发明的实施例的第一方面。在这些图中，图4A、4B和4C是示出在实施例的一些部件上的压力的时序图。

图1A示出通过抽吸而被吸引到卡吸台10的附连板12的表面上的晶片22。附连板12由多孔材料制成并具有为了附连晶片22而机加工成平坦状的表面。卡吸台10通过供给和排气路径11而连接到真空系统(未示出)。由真空系统供给的负压(通过标记60表示)被传递到附连板12的表面并通过真空抽吸来吸引晶片22。图1A示出完成了如图12A到12D、图13A、13B和图14A、14B和14C所示的磨削步骤之后的晶片22。

下面描述根据程序的顺序将晶片22传递到下一步骤的流程。

图1A示出完成磨削步骤之后而在晶片22上方待用的运输装置40。运输装置40包括作为拾取装置的吸引机构30(图2B中所示)以及包括按压垫43、按压垫支承臂42和按压垫滑动构件41的按压装置。

作为加强部按压机构的按压垫43按压晶片22的环形加强部。按压垫支承臂42支承按压垫43并固定到按压垫滑动部件41，因而，按压垫43被允许独立于吸引机构30而垂直移动。

在此实施例中，按压垫43由弹性材料构成。对于用于按压垫43的材料，尽管不限于弹性材料，但其较佳地具有跟随晶片22的环形加强部的形状的弹性可变形性以及能经受通过附连板12而吹起的空气或类似物的刚度，下面将描述这种吹起。有利的材料包括诸如EVA树脂的泡沫树脂和硅酮橡胶。按压垫43具有环形形状，该环形形状的宽度比晶片22的环形加强部的宽度大并朝内侧和外侧突出，以覆盖加强部的整个宽度。按压垫43具有较佳地为从环形加强部的位置朝内侧和外侧突出大于1毫米尺寸的宽度。不管按压垫43是否有一定位置偏差，按压垫43的尺寸都覆盖环形加强部而不会失败。按压垫43的内侧部至少覆盖晶片22的凹入部的内侧壁。此外，在如图1A中所示的晶片22已经过如图14A、14B和14C中所示的两个阶段磨削的情况下，按压垫43较佳地覆盖在第二磨削步骤中产生的台阶部分。

图2B所示的吸引机构30的图1A所示吸引构件31固定到支承构件32(在图2B中示出)并可独立于按压垫43垂直移动。支承构件32包括与吸引构件31的下表面连通的排气路径(未示出)。排气路径连接到真空系统(未示出)并供给负压以将晶片22吸引和保持在吸引构件31的表面上。

在图1A中所示的实施例中，吸引机构30的吸引构件31与晶片22的接触面和按压垫43与晶片22的接触面共面。然后，吸引构件31和按压垫43如图1B中所示被降低直至吸引构件31与晶片22的薄部接触，而按压垫43被推抵晶片22的环形加强部并弹性变形。上述说明中的吸引构件31和按压垫43同时降低。然而，另一种流程也是可以的，即两构件中的一个先降低，而另一个随之降低。

图4A示出施加到被放置于卡吸台10的附连板12上的晶片22的压力，图4B示出从吸引构件31施加到晶片22上的压力；而图4C示出由按压垫43施加到晶片22上的压力。

图1B中所示的状态是在图4A、4B和4C中时刻t1的状态。如图4A中所示，负压已被供给到卡吸台10的附连板12的表面。吸引构件31从图1A中的位置降低，并到达晶片22的位置，但还未如图4B中所示供给用于吸引晶片22的负压。在到达晶片22的环形加强部之后，按压垫43借助于按压垫本身的弹性变形而进一步向下推动，直至环形加强部上的压力到达预定值的时刻t1。

然后，流程进行到图2A中所示的状态。在图2A的状态下，经由供给和排放路径11的负压供给停止，并开始在卡吸台10的附连板12的表面上供给来自正压供给系统(未示出)的正压(通过标记70来表示)，以便于从卡吸台10移出晶片22。通过经由供给和排气路径11而供给的水、空气及水和空气的混合物来给出正压，且该正压在时刻t2实现预定值。

由于环形加强部、包括其附近部分被按压垫43推向卡吸台10的附连板12，所以抑制了通过附连板12而吹出水、空气及水和空气的混合物，以防止周缘区域像图15C中所示那样局部浮起。由于不发生局部浮起，所以在磨削步骤中产生的剩余损坏的位置处或变化曲率的位置处没有出现应力集中。因此，在将正压施加到附连板12的表面上时，晶片22不经受诸如裂缝的任何破损。

在持续施加一预定时间段之后，在时刻t3停止施加正压70。

然后，流程进行到图2B中所示的状态。在停止施加正压70之后，在时刻t4单独升高按压垫滑动部件41。而支承构件32以及吸引构件31并不运动。由按压垫43施加的压力在升高按压垫滑动部件41的过程中降低并最终在按压垫43离开晶片22的环形加强部时变为零。

接下来在时刻t5，经由支承构件32中的排气路径(未示出)对吸引构件31供给负压，以吸引晶片22的薄部。

在t5时刻，如参见图2A先前所述，晶片22和附连板12之间的附着通过在t2到t3的时间段中施加正压70来解除。因此，在通过吸引构件31吸引晶片22之后，可通过如图3A中所示抬升吸引构件31而容易地从卡吸台10拾取晶片22。通过升高吸引构件31所固定到的支承构件32来升高吸引构件31。

接下来，如图3B中所示，运输装置40沿水平方向运动，而吸引构件31吸引晶片22。

上述实施例允许快速地解除晶片22在卡吸台10上的附着。在图4A、4B和4C中从t2到t3的持续时间是约例如三秒钟，而通常，为避免对晶片的损坏，自然地解除这种附着要花10秒钟(不加入用于快速解除的任何动作)。由此，实现时间的大幅减少。晶片被拾取而无任何损坏，并被传送到下一步骤。

图5A和5B示出运输装置40的基本部件，其中图5A是剖视图，而图5B是立体图。吸引构件31固定到支承构件32。支承构件32包括用于从真空系统(未示出)在吸引构件31表面处供给负压的排气路径。按压垫滑动部件41围绕支承构件32设置，以独立于支承构件32作垂直运动。按压垫滑动部件41由来自驱动系统(未示出)的动力垂直驱动。图5A和5B示出这样一种状态：按压垫滑动部件41被抬升到按压垫43与晶片22的接触平面高于吸引构件31的吸引表面的位置。支承构件32和按压垫滑动部件41同轴构造，且运输装置40作为结合了吸引构件31和按压垫43的单体以垂直运动运动到晶片22和卡吸台10上方并以水平运动从高于卡吸台10的位置运动到沿水平的不同位置。

图5A和5B示出按压垫支承板44。尽管可使用如图1A到3B中所示的由按压垫支承臂42直接支承按压垫43的构造，但也可以采用另一种构造，其中如图5A和5B中所示，按压垫43固定到按压垫支承板44，而按压垫支承板44固定到按压垫支承臂42。按压垫支承板44具有由于吸引构件31而不妨碍按压垫43的垂直运动的构造，并且例如是如图5B中所示的环形盘。对用于支承按压垫43的按压垫支承板44的使用牢固地保持由诸如泡沫树脂的弹性材料制成的按压垫43，并将均匀的压力施加到晶片22上。

图6A和6B示出根据本发明的实施例的第一方面的改型。

在图6A的装置中，由弹性材料制成的、设置在图1A中所示的运输装置40内的按压垫43被由弹性变形度较小的材料制成的按压构件45代替。按压构件45可由诸如聚碳酸酯、聚酰胺等的工程塑料制成。

由弹性变形度较小的材料制成的按压构件45不跟随环形加强部的形状来变形。然而，通过按压构件45而被推向卡吸台的环形加强部不像图15C中所示构造那样通过经由附连板12吹起水、空气及水和空气混合物而局部浮起。

本身具有一定刚度的按压构件45可容易地附连于按压垫支承臂42。

在图6B的装置中，由弹性材料制成、设置在图1A中所示的运输装置40内的按压垫43被中空的按压管47代替。按压管47是由在其中空部内包含空气等的、由诸如橡胶的弹性材料所制成的环形管。类似于图1B中所示的按压垫43，如图6B中所示，按压管47在压抵环形加强部时跟随加强部的形状而变形。

按压管47以其中空部填充有空气等的状态而附连于按压垫支承臂42。或者，按压管47可代替按压垫支承臂42而附连于设有至按压管47的供给和排气路径的按压管支承臂46。

被按压管47推向卡吸台的环形加强部不像图15C中所示的构造那样通过经由附连板12吹起的水、空气及水和空气混合物而局部浮起。

按压管支承臂46的使用控制着管内的压力，由此调节管子跟随加强部构造的变形程度以及加强部上的推力。

<实施例的第二方面>

下面将参见图7A、7B，图8A、8B，图9A、9B以及图10A、10B和10C描述根据本发明的实施例的第二方面。

图7A、7B，图8A、8B，图9A、9B以及图10A、10B和10C示出根据本发明的实施例的第二方面。在这些图中，图10A、10B和10C是示出该实施例的一些部件上的压力的时序图。

图7A示出通过抽吸而被吸引到卡吸台10的附连板13和14的表面上的晶片22。附连板13和14由多孔材料制成并具有为了附连晶片22而被机加工成平坦状的表面。用于附连晶片22外周缘部的附连板13由密度相对较高的多孔材料制成并具有有效地将负压从供给和排气路径11传递到晶片22的附连表面的结构。由于密度相对较高的多孔材料，即使附连板13的外周缘部暴露于大气，附连板13也只有最小程度的到用于真空抽吸的供给和排气路径11的大气泄漏，该外周缘部不被晶片22所覆盖且不与晶片22接触。

用于通过抽吸而附连晶片22中心部的附连板14由密度相对较低的多孔材料制成并具有有效地将负压从供给和排气路径11传递到晶片22的吸引表面的结构。

卡吸台10经由供给和排气路径11而连接到真空系统(未示出)。由真空系统供给的负压(通过标记60表示)被传递到附连板13和14的表面并通过真空抽吸来吸引晶片22。图7A示出完成了如图12A到12D、图13A、13B和图14A、14B和14C的磨削步骤之后的晶片22。

下面描述根据流程的顺序将晶片22传递到下一步骤的流程。

图7A示出完成磨削步骤之后在晶片22上方待用的运输装置50。运输装置50包括：保持构件52，该保持构件是用于在其最外面的周缘部处保持晶片22的环形加强部的保持机构；支承臂51，该支承臂用于支承保持构件52；按压垫54，该按压垫是用于按压晶片22的薄部并独立于保持构件52而垂直运动的内部区域按压机构；以及支承构件53，该支承构件用于支承按压垫54。按压垫54按压晶片22的薄部(内部区域)。在此实施例中，按压垫54由弹性材料制成。对于用于按压垫54的材料，尽管不限于弹性材料，但其较佳地具有跟随晶片22的环形加强部的形状的弹性可变形性以及能经受通过附连板13和14而吹起的空气或类似物的刚度，下文描述这种吹起。有利的材料包括诸如EVA树脂的成形树脂和硅酮橡胶。

按压垫54具有覆盖薄凹入部和环形加强部内侧部的盘的形状。按压垫54具有略微大于薄凹入部并能够覆盖环形加强部的内侧部的尺寸。按压垫54的直径较佳地大于环形加强部的内周缘直径约1毫米。不管按压垫54是否有一定位置偏差，按压垫54的尺寸覆盖环形加强部的内周缘端部处的台阶部而不会失败。按压垫54较佳地覆盖薄凹入部的外侧壁(或环形加强部的内周缘侧壁)。然而，至少按压薄凹入部的按压垫54可抑制如图16B中所示的局部浮起。

此外，在像图7A中所示晶片那样的晶片22通过图14A、14B和14C中所示的两个阶段被磨削的情况中，按压垫54较佳地覆盖在第二磨削步骤中产生的台阶部。

保持构件52在比如图7A中所示比晶片22的外周缘更外的位置处待用，并可独立于固定到支承构件53的按压垫54作垂直运动。在图7A中所示的示例中，按压垫54在晶片22上方待用。

随后，保持构件52和按压垫54如图7B中所示被降低，直至按压垫54与晶片22的薄凹入部接触并借助于按压垫54的弹性变形来按压晶片22。上述说明中的保持构件52和按压垫54被同时降低。然而，另一种流程也是可以的，即两个构件中的一个先降低，另一个随之降低。

图10A示出施加到放置于卡吸台10的附连板的表面上的晶片22的压力。图10B示出由保持构件52所施加的、以在晶片的外周缘部(即环形加强部)处保持晶片22的力。图10C示出由按压垫54施加到晶片22上的压力。

图7B中所示状态是在图10A、10B和10C中时刻t1的状态。如图10A中所示，将负压供给到卡吸台10的附连板13和14的表面。保持构件52从图7A中的位置降低并到达与晶片22相同的水平高度，但还未运动到保持晶片22的位置。在到达晶片22的薄凹入部之后，按压垫54借助于按压垫本身的弹性变形而进一步向下推动，直至按压垫54以预定压力按压薄凹入部和环形加强部的一部分的时刻t1。

随后，流程进行到图8A中所示的状态。在图8A的状态下，保持构件52从晶片的外侧接近晶片22并保持环形加强部。在此示例中的保持构件52具有如图8A中所示保持环形加强部的上表面和下表面的构造。对环形加强部的上表面的保持抑制晶片22的外周缘部由于水、空气等的吹起而浮起。对环形加强部的下表面的保持便于在后续步骤中拾取晶片22。

随后，停止经由供给和排气路径11的负压供给，并在图10A、10B和10C中所示的时刻t2开始在卡吸台10的附连板13和14的表面上供给正压(通过标记70表示)，以便于从卡吸台10移除晶片22。通过经由供给和排气路径11供给水、空气及水和空气的混合物来给出正压。

在此状态下，按压垫54朝向卡吸台10按压薄凹入部、薄凹入部和环形加强部之间的边界区域以及晶片22的环形加强部的一部分。因此，抑制通过附连板13和14而吹出水、空气及水和空气的混合物，以避免如图16B中所示的局部浮起。由于不发生局部浮起，所以在磨削步骤中产生的剩余损坏的位置或变化曲率的位置处不发生应力集中。因此，在将正压施加到附连板13和14的表面上时，晶片22不经受诸如裂缝的任何破损。在施加正压70一个预定时间段之后，在图10A、10B和10C中所示的时刻t3停止施加正压70。

随后，流程进行到图8B中所示的状态。在停止施加正压70之后，在图10A、10B和10C中所示的时刻t4单独抬升按压垫54。而保持构件52不被移动。由按压垫54施加的压力在抬升按压垫54的过程中降低，并最终在按压垫54离开晶片22时变为零。

在此过程中，通过在从时刻t2到时刻t3的时间段过程中将正压70施加到附连板13和14上来解除晶片22在附连板13和14上的附着。晶片22的外周缘部(或环形加强部)由保持构件52来保持。因此，在下一步骤中，如图9A中所示，可通过抬升保持构件52容易地从卡吸台10拾取晶片。保持构件52与固定按压垫54的支承构件53一起被抬升。因此，按压垫54不与晶片22接触。

接下来，运输装置50开始以保持构件52保持晶片22的外周缘部(或环形加强部)的状态如图9B中所示作水平运动。

上述实施例允许快速地解除晶片22在卡吸台10上的附着。图10A、10B和10C中从t2到t3的时间段是约例如3秒钟，而通常为了避免对晶片的损坏，自然地解除这种附着要花10秒钟(不加入用于快速解除的任何动作)。因此，实现对时间的大幅减少。晶片被拾取而无任何损坏，并被传送到下一步骤。

尽管未在附图中示出，但图7A中所示的按压垫54能被固定到像图5A和5B中示出的构造那样附加设置的按压垫支承板。按压垫支承板具有由于保持构件52而不与按压垫54的垂直运动干涉的构造。对用于支承按压垫54的按压垫支承板的使用牢固地保持由诸如泡沫树脂的弹性材料制成的按压垫54并将均匀的压力施加到晶片22上。

图11A和11B示出根据本发明的实施例的第二方面的改型。

在图11A的装置中，由弹性材料制成、设置在图7A中所示的运输装置50内的按压垫54被由弹性变形度较小的材料制成的按压构件55所代替。按压构件55可由诸如聚碳酸酯、聚酰胺等的工程塑料制成。

按压构件55只与晶片22的薄凹入部接触。这是因为由弹性变形度较小的材料制成的按压构件55不跟随环形加强部的形状而变形。然而，被按压构件55推向卡吸台10的晶片22的薄凹入部不像图16B中所示构造那样通过经由附连板14吹起的水、空气和水和空气混合物而局部浮起。

本身具有一定刚度的按压构件55可容易地附连于支承构件53。

在图11B的装置中，由弹性材料制成、设置在图7A中所示的运输装置50内的按压垫54被中空的按压气囊57代替。按压气囊57是由诸如橡胶的弹性材料制成的气囊，该气囊中含有空气等。类似于图7B中所示的按压垫54，如图11B中所示，按压气囊57在压抵环形加强部时跟随加强部的形状而变形。

按压气囊57以其内部填充有空气等的状态而附连于支承构件53。或者，按压气囊57可代替支承构件53而附连于设有至按压气囊57的供给和排气路径的按压气囊支承构件56。

被按压气囊57推向卡吸台的晶片22的薄凹入部和环形加强部的内部不会像图16B中所示构造那样由于经由附连板13和14吹起的水、空气或水和空气的混合物而局部浮起。

按压气囊支构件56的使用控制着气囊内的压力，由此调节气囊跟随加强部的构造的变形程度以及加强部上的推力。

Claims (15)

1.一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晶片；

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1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1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1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述内部区域以及所述环形加强部的内周缘部分，以使所述弹性材料跟随所述环形加强部的形状而变形。

8.一种用于制造半导体装置的设备，所述设备包括：

卡吸台，所述卡吸台通过吸引待加工的半导体晶片的正面来附连所述半导体晶片；

磨削装置，所述磨削装置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；

运输装置，在保持所述半导体晶片的同时所述运输装置从所述卡吸台运输具有所述环形加强部的所述半导体晶片；其中所述运输装置包括：

按压装置，所述按压装置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按压具有所述环形加强部的所述半导体晶片；

正压供给装置，所述正压供给装置将正压供给到所述卡吸台上；以及

拾取装置，在保持所述半导体晶片的同时，所述拾取装置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。

9.如权利要求8所述的制造半导体装置的设备，其特征在于，所述按压装置按压在具有所述环形加强部的所述半导体晶片内的、在借助于所述正压供给装置向所述卡吸台上供应所述正压时易于局部变形的部位上。

10.如权利要求8或9所述的制造半导体装置的设备，其特征在于，所述按压装置包括：

加强部按压机构，所述加强部按压机构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

保持机构，所述保持机构保持所述半导体晶片的具有凹入构造的所述内部。

11.如权利要求10所述的制造半导体装置的设备，其特征在于，所述加强部按压机构具有由弹性材料制成的部分，以与所述环形加强部接触。

12.如权利要求10所述的制造半导体装置的设备，其特征在于，所述保持机构包括吸引所述半导体晶片的具有凹入构造的所述内部的吸引机构。

13.如权利要求10所述的制造半导体装置的设备，其特征在于，所述加强部按压机构具有用于支承所述加强部按压机构本身的滑动构件，所述滑动构件与用于围绕公共轴线支承所述保持机构的支承构件连接，因而所述加强部按压机构和所述保持机构彼此独立地垂直运动。

14.如权利要求8或9所述的制造半导体装置的设备，其特征在于，所述按压装置包括：

内部区域按压机构，所述内腔区域按压机构从所述背面侧向所述正面侧按压所述半导体晶片的具有凹入构造的所述内部；以及

保持机构，所述保持机构从所述加强部的外侧保持所述半导体晶片的所述环形加强部。

15.如权利要求14所述的制造半导体装置的设备，其特征在于，所述内部区域按压机构具有由弹性材料制成的部分，以与所述半导体晶片的所述环形加强部的内周缘部和具有凹入构造的所述内部相接触。

Images