CN105336581A - 功率半导体器件制作方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种功率半导体器件制作方法及装置,其中,方法包括:通过在功率半导体器件的第一硅片正面贴上胶膜;对胶膜进行裁剪,剪掉未覆盖在第一硅片上的部分,使胶膜与第一硅片形状大小相同;对第一硅片背面进行减薄以及其它工艺,直至对第一硅片背面的所有工艺全部完成;从第一硅片上除去胶膜,获得第二硅片。上述方法由于在第一硅片上贴了胶膜,可避免第一硅片减薄后翘曲过大,不利于后续加工,且同时能够降低成本,简化工艺过程。

Description

功率半导体器件制作方法及装置
技术领域
本发明涉及半导体制作技术领域,尤其涉及一种功率半导体器件制作方法及装置。
背景技术
功率半导体器件主要应用在大电压、大电流的场合,在使用中会产生大量的热量,过高的热量会使器件失效,为了尽量减少这些热量,需要减少器件的电阻,需要将硅片的厚度降低到350um以下,而硅片的厚度越低,机械强度越小,硅片就越容易发生翘曲,过大的翘曲对加工器件的机台提出了很大的挑战,因为硅片厚度太薄和硅片翘曲过大容易导致如下问题:
(1)自动机台机械手传片发生故障。有些机台的传片是通过真空吸附的形式进行,如果硅片翘曲过大,真空将无法有效吸附这些硅片,导致机台报警,硅片无法进入机台加工。
(2)机台加工薄硅片时容易产生碎片。当硅片的厚度低于350um时,在进行高速旋转的工艺时,硅片由于机械强度低会发生碎片,危及人身安全。
现有技术中,为了解决硅片减薄后翘曲过大的问题,通常是采用一种硅片临时键合的技术,该方案是采用一种类似于硅片的载片,该载片提供支撑作用,首先在该载片上涂覆临时键合胶,然后在硅片和载片上施加一定大小的力,把硅片和载片“焊接”在一起,再进行后续的相关工艺,等到工艺全部完成时,再把载片和硅片分开(解键合),即用相应的溶剂清洗干净硅片和载片上残留的临时键合胶,完成整个工艺过程。该技术方案需要用到临时键合胶、清洗溶剂、载片、临时键合机、解键合机等原材料和设备,缺点是设备和原材料昂贵,生产成本大,工艺过程复杂,消耗的化学品污染环境。
发明内容
本发明提供一种功率半导体器件制作方法及装置,用于解决现有技术在解决功率半导体器件薄片翘曲时成本大,工艺过程复杂的技术问题。
本发明一方面提供一种功率半导体器件制作方法,包括:
在功率半导体器件的第一硅片正面贴上胶膜;
对胶膜进行裁剪,剪掉未覆盖在第一硅片上的部分,使胶膜与第一硅片形状大小相同;
对第一硅片背面进行减薄以及其它工艺,直至对第一硅片背面的所有工艺全部完成;
从第一硅片上除去胶膜,获得第二硅片。
进一步的,胶膜的厚度为300~1000微米。
进一步的,胶膜具有粘附性。
进一步的,从第一硅片上除去胶膜,获得第二硅片,具体为:
对胶膜采用紫外线进行照射预设时间后,再从第一硅片上撕开胶膜,获得第二硅片。
进一步的,预设时间为1S-1000S。
进一步的,胶膜呈透明状。
进一步的,胶膜至少能够承受200℃的高温。
本发明另一方面提供一种功率半导体器件制作装置,包括:
胶膜粘贴模块,用于在功率半导体器件的第一硅片正面贴上胶膜;
胶膜裁剪模块,用于对胶膜进行裁剪,剪掉未覆盖在第一硅片上的部分,使胶膜与第一硅片形状大小相同;
背面工艺处理模块,用于对第一硅片背面进行减薄以及其它工艺,直至对第一硅片背面的所有工艺全部完成;
胶膜去除模块,用于从第一硅片上除去胶膜,获得第二硅片。
本发明提供一种功率半导体器件制作方法及装置,通过在功率半导体器件的第一硅片正面贴上胶膜;对胶膜进行裁剪,剪掉未覆盖在第一硅片上的部分,使胶膜与第一硅片形状大小相同;对第一硅片背面进行减薄以及其它工艺,直至对第一硅片背面的所有工艺全部完成;从第一硅片上除去胶膜,获得第二硅片。上述方法由于在第一硅片上贴了胶膜,可避免第一硅片减薄后翘曲过大,不利于后续加工,且同时能够降低成本,简化工艺过程。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
图1为根据本发明实施例一的功率半导体器件制作方法的流程示意图;
图2为根据本发明实施例二的功率半导体器件制作装置的结构示意图。
在附图中,相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例一
本实施例的执行主体是功率半导体器件制作装置。
图1为根据本发明实施例一的功率半导体器件制作方法的流程示意图,如图1所示,本发明提供一种功率半导体器件制作方法,包括:
步骤101,在功率半导体器件的第一硅片正面贴上胶膜。
具体的,此处的第一硅片即是未进行背面减薄工艺的硅片,为了与已完成背面所有工艺的第二硅片进行区分,此处称为第一硅片。功率半导体器件,主要是用于电力设备的电能变换和控制电路方面大功率的电子器件,如IGBT就是一种功率半导体器件。在制作功率半导体器件时,如制作IGBT,由于涉及到硅片背面减薄工艺,而硅片越薄,机械强度越小,硅片就越容易发生翘曲,过大的翘曲不利于硅片的后续加工,而且硅片太薄在后续加工时容易产生碎片,危及人身安全。所以在功率半导体器件的第一硅片正面先贴上胶膜,然后对第一硅片进行后续工艺。由于胶膜需要能够完全覆盖第一硅片正面,为了贴覆方便,通常胶膜比第一硅片正面要大,至于大多少,可根据实际情况进行设置,在此不做限定,但是为了节约材料,胶膜比第一硅片正面不要大太多。
进一步的,胶膜的厚度为300~1000微米。这个范围的胶膜厚度,贴在第一硅片上后能保证第一硅片的翘曲在可接受范围内,并能够提供足够的支撑作用,保证第一硅片在高速旋转下不产生碎片。
进一步的,胶膜具有粘附性。胶膜的粘附性好,贴在第一硅片上后能经受后续的加工工艺而不从第一硅片上脱落,以保证第一硅片的翘曲在可接受范围内。
进一步的,胶膜呈透明状。胶膜呈透明状,即胶膜贴在第一硅片正面后,可透过胶膜看见第一硅片正面的各部件及结构,便于对第一硅片的加工,避免发生损伤而不可知。
进一步的,胶膜至少能够承受200℃的高温。胶膜能耐受一定的温度,可在后续的高温加工工艺中不发生性质的改变而保持原有性能,同时也不至于对第一硅片正面各部件及结构产生污染,以改变第一硅片性能。
步骤102,对胶膜进行裁剪,剪掉未覆盖在第一硅片上的部分,使胶膜与第一硅片形状大小相同。
具体的,最佳情况下,胶膜与第一硅片正面的形状大小相同,此种情况下,不需要额外对胶膜进行裁剪,但是这种情况在实现起来对贴胶膜工艺要求比较高,多数情况下,为了降低贴胶膜工艺要求,可使胶膜稍大于第一硅片正面,因此,在此种情况下,为了便于后续对第一硅片背面进行处理,需要对胶膜进行裁剪,剪掉未覆盖在第一硅片上的部分,使胶膜与第一硅片形状大小相同。
步骤103,对第一硅片背面进行减薄以及其它工艺,直至对第一硅片背面的所有工艺全部完成。
具体的,在对第一硅片正面贴胶膜后,第一硅片的翘曲状况会得到改善,此时可对第一硅片背面进行减薄以及其它工艺,直至对第一硅片背面的所有工艺全部完成。此部分属于现有技术,在此不再赘述。
步骤104,从第一硅片上除去胶膜,获得第二硅片。
具体的,可直接从第一硅片上撕除胶膜,获得第二硅片,也可采用对紫外线敏感的胶膜,对胶膜采用紫外线进行照射预设时间后,再从第一硅片上撕开胶膜,获得第二硅片。预设时间可设置为1S-1000S。由于胶膜对紫外线敏感,当用紫外线照射后,胶膜的粘附性变差,能轻松从第一硅片表面撕开,同时避免对第一硅片正面组件和结构的损害。
本发明提供一种功率半导体器件制作方法,通过在功率半导体器件的第一硅片正面贴上胶膜;对胶膜进行裁剪,剪掉未覆盖在第一硅片上的部分,使胶膜与第一硅片形状大小相同;对第一硅片背面进行减薄以及其它工艺,直至对第一硅片背面的所有工艺全部完成;从第一硅片上除去胶膜,获得第二硅片,上述方法由于在第一硅片上贴了胶膜,可避免第一硅片减薄后翘曲过大,不利于后续加工,且同时能够降低成本,简化工艺过程,与现有技术相比,整个方法无需使用化学药品进行粘贴,是一种既经济又环保的方法。
实施例二
图2为根据本发明实施例二的功率半导体器件制作装置的结构示意图,如图2所示,本发明提供一种功率半导体器件制作装置,包括胶膜粘贴模块1、胶膜裁剪模块2、背面工艺处理模块3和胶膜去除模块4。
胶膜粘贴模块1,用于在功率半导体器件的第一硅片正面贴上胶膜;
胶膜裁剪模块2,用于对胶膜进行裁剪,剪掉未覆盖在第一硅片上的部分,使胶膜与第一硅片形状大小相同;
背面工艺处理模块3,用于对第一硅片背面进行减薄以及其它工艺,直至对第一硅片背面的所有工艺全部完成;
胶膜去除模块4,用于从第一硅片上除去胶膜,获得第二硅片。
本实施例是与上述实施例对应的装置实施例,具体详情可参见上述实施例一中相应的描述,在此不再赘述。
本发明提供一种功率半导体器件制作装置,通过胶膜粘贴模块1在功率半导体器件的第一硅片正面贴上胶膜;再利用胶膜裁剪模块2对胶膜进行裁剪,剪掉未覆盖在第一硅片上的部分,使胶膜与第一硅片形状大小相同;经过背面工艺处理模块3对第一硅片背面进行减薄以及其它工艺,直至对第一硅片背面的所有工艺全部完成;最后利用胶膜去除模块4从第一硅片上除去胶膜,获得第二硅片,由于在第一硅片上贴了胶膜,可避免第一硅片减薄后翘曲过大,不利于后续加工,且同时能够降低成本,简化工艺过程,与现有技术相比,整个方法无需使用化学药品进行粘贴,是一种既经济又环保的方法。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种功率半导体器件制作方法,其特征在于,包括:
在所述功率半导体器件的第一硅片正面贴上胶膜;
对所述胶膜进行裁剪,剪掉未覆盖在所述第一硅片上的部分,使所述胶膜与所述第一硅片形状大小相同;
对所述第一硅片背面进行减薄以及其它工艺,直至对所述第一硅片背面的所有工艺全部完成;
从所述第一硅片上除去所述胶膜,获得第二硅片。
2.根据权利要求1所述的功率半导体器件制作方法,其特征在于,所述胶膜的厚度为300~1000微米。
3.根据权利要求1所述的功率半导体器件制作方法,其特征在于,所述胶膜具有粘附性。
4.根据权利要求1所述的功率半导体器件制作方法,其特征在于,从所述第一硅片上除去所述胶膜,获得第二硅片,具体为:
对所述胶膜采用紫外线进行照射预设时间后,再从所述第一硅片上撕开所述胶膜,获得所述第二硅片。
5.根据权利要求4所述的功率半导体器件制作方法,其特征在于,所述预设时间为1s-1000s。
6.根据权利要求1所述的功率半导体器件制作方法,其特征在于,所述胶膜呈透明状。
7.根据权利要求1-6任一所述的功率半导体器件制作方法,其特征在于,所述胶膜至少能够承受200℃高温。
8.一种功率半导体器件制作装置,其特征在于,包括:
胶膜粘贴模块,用于在功率半导体器件的第一硅片正面贴上胶膜;
胶膜裁剪模块,用于对所述胶膜进行裁剪,剪掉未覆盖在所述第一硅片上的部分,使所述胶膜与所述第一硅片形状大小相同;
背面工艺处理模块,用于对所述第一硅片背面进行减薄以及其它工艺,直至对所述第一硅片背面的所有工艺全部完成;
胶膜去除模块,用于从所述第一硅片上除去所述胶膜,获得第二硅片。
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