CN1414602A - 用环形接触部件剥离半导体器件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在半导体制造工艺中，半导体晶片被切割成许多半导体芯片，然后用剥离装置将这些芯片从切割带上剥离下来。该剥离装置包括许多从外到里前后配置的环形接触部件，该环形接触部件可以被操作，使得半导体芯片可以连续地剥离切割带，从其外周部分向其中心部分剥离。

Description

用环形接触部件剥离半导体器件的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种方法，用于剥离半导体器件制造工艺中所用的半导体芯片。另外，本发明还涉及为此所用的装置。

背景技术

常规半导体器件的制造方法是，例如将许多半导体元件形成在硅晶片(半导体衬片)的第一表面上，然后将此硅晶片切开，从而使半导体元件(硅芯片)彼此分离。该硅晶片在切割之前粘接在切割带上，在完成切割后，已经彼此分开的硅芯片仍粘接在切割带上。因此需采用剥离装置将硅芯片从切割带上剥离下来，然后进行芯片焊接。

为了将硅晶片从切割带上剥离下来，通常应用图11所示的针装置34。该针装置34包括针头34A。该针头34A可从切割带24的下侧向切割带24运动并穿透切割带24，从而使硅芯片16升高，也有一种针装置，在这种装置中针头34A不穿透切割带24。

未经审查的日本专利公告NO 10-189690公开一种剥离装置，在这种装置中，针头配置在靠近硅芯片四个角的位置和靠近中心的位置。配置在靠近四个角位置的针头首先操作，然后配置在中心的针头再操作，所以硅芯片可以从四个角到中心部分步进式地被剥离。

未经审查的日本专利公告NO 6-338527公开一种剥离装置，在这种装置中，不用针头而用具有吸气沟槽的剥离装置从切割带的下侧吸引切割带，从而将硅芯片剥离切割带。未经审查的日本专利公告NO 2001-118862公开一种剥离装置，在这种剥离装置中利用吸气沟槽从切割带的下侧吸引切割带，并平行移动台架，由此将硅芯片从切割带上剥离下来。

近年来，不断要求减少硅晶片的厚度和硅芯片的厚度。然而在减少硅晶片的厚度时，将硅芯片从切割带上剥离下来便变得很困难。例如，当减少硅芯片的厚度时，针头在刺穿切割带之后容易刺入硅芯片。

另外，当减小硅芯片的厚度时，该芯片容易发生形变。例如如图12所示，在针头34A接触如图12所示的切割带24和硅芯片16的位置便形成凹部。因此，可能损坏硅芯片16或使其破裂。在用吸气沟槽从下面吸引切割带的情况下，也会发生类似的问题。

为了从切割带24上剥离硅芯片16必须使空气进入硅芯片16和切割带24之间的界面，并在该界面上扩散。在针头不穿透和分裂开切割带24的情况下，空气不能直接进入硅芯片16中心部分的界面，空气只能进入硅芯片16外周部分的界面。因此，只能剥离硅芯片16的外周部分。在图12所示的情况下，很难从切割带24上剥离硅芯片16，并容易损坏硅芯片16。

发明内容

本发明的目的是提供一种剥离半导体芯片的方法，以及提供一种可以可靠地从切割带上剥离半导体芯片的装置，即使半导体芯片的厚度很薄。

本发明的剥离半导体芯片的方法包括用剥离装置从切割带上剥离粘接在切割带上的半导体芯片的步骤，该剥离装置包括许多从外到里前后配置的许多环形接触部件，其中，可以操作该许多环形接触部件，使得半导体芯片可以连续地从切割带的外周部分剥到中心部分的方式剥离下来。

本发明的用于将粘接于切割带的半导体芯片从切割带上剥离下来的装置包括许多环形接触部件和操作该许多环形接触部件的操作装置，该环形接触部件从里到外前后配置，因而半导体芯片可以从切割带上连续地剥离下来，从切割带的外周部分连续地剥离到其中心部分。

在上述方法和装置中，可利用剥离装置将半导体芯片连续地剥离切割带，从切割带的外周部分向中心部分剥离，该剥离装置包括许多环形接触部件，这些部件依次地从里到外前后配置。因此，即使半导体芯片的厚度很小，也能可靠地将半导体芯片剥离切割带。

附图说明

下面参照附图说明优选实施例，从这些说明中可以更清楚地理解本发明，这些附图是：

图1是截面图，示出本发明实施例的用于剥离半导体芯片的方法和装置；

图2是放大截面图，示出图1的剥离头；

图3A是平面图，示出图1所示剥离头的表面；

图3B是平面图，示出改型的剥离头的表面；

图4A是截面图，说明图1所示剥离装置的操作；

图4B是剥离头的平面图；

图5A是截面图，说明图1所示剥离装置的操作；

图5B是剥离头的平面图；

图6A是截面图，说明图1所示剥离装置的操作；

图6B是剥离头的平面图；

图7A是截面图，说明图1所示剥离装置的操作；

图7B是剥离头的平面图；

图8A是截面图，说明图1所示剥离装置的操作；

图8B是剥离头的平面图；

图9A是截面图，说明图1所示剥离装置的操作；

图9B是剥离头的平面图；

图10A～10F是视图，示出制造半导体器件方法的一系列步骤的典型例子；

图11是视图，示出用于剥离半导体晶片的常规针装置；

图12是视图，示出当半导体芯片很薄时，在剥离操作时半导体芯片的形变。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施例。具体参考图10A～10F，说明制造半导体器件方法的一系列步骤的典型例子。

图10A是视图，示出经历集成电路制造工艺的硅晶片(半导体衬片)。硅晶片10具有第一表面12和第二表面14，在集成电路制造工艺期间，许多半导体元件(硅芯片)16已经形成在硅晶片10的第一表面上。在图10B中，将保护带18粘接在硅晶片10的第一表面12上。

在图10C中，在保护带18粘接于硅晶片10的第一表面12上的状态下，研磨硅晶片10的第二表面14。在此例子中，用作为机械加工工具的金刚石研磨轮22，在用转动支承部件20将硅晶片支承于保护带18的一个侧面的状态下，研磨硅晶片10的第二表面。在研磨期间，其上形成半导体元件16的硅晶片10的第一表面12受到保护带18的保护。在此步骤中，硅晶片10被研磨到具有预定的厚度。

在图10D中，将硅晶片10的第二表面粘接在切割带24上，并将保护带18从硅晶片10的第一表面12上剥离下来。切割带24粘接在片状的环形件26上，并且采用例如双面粘接条28将保护带18剥离下来。在剥离保护带18之前，用紫外光照射该保护带18。

在图10E中，在硅晶片10粘接于切割带24的状态下，用切割装置30将硅晶片10切开和分离。该分开的硅芯片16仍粘接在切割带24上。在完成切割之后，用紫外光照射切割带24。在图10F中，硅芯片16用芯片粘接法粘接在引导框架32上。在这种情况下，利用剥离装置38使各个硅芯片16剥离切割带24，并用吸气头36传送到引导框架32。

图1是截面图，示出本发明实施例的用于剥离半导体芯片的方法和装置。图1示出用在芯片粘接步骤中的剥离装置38，该芯片粘接步骤类似于图10F所示的芯片粘接步骤。许多硅晶片16粘接在切割条24上，并传送到位于剥离装置38和吸气头36之间的位置。

剥离装置38包括支架40、配置在该支架40顶部上的吸气盖42以及配置在支架上的剥离头44，使得该剥离头可以从吸气盖42的中心孔伸出。另外，剥离装置38包括操作剥离头44的凸轮46和马达48。该凸轮46由皮带轮50和51以及皮带52在操作上连接于马达48。

图2是放大截面图，示出剥离头44。图3A和3B是平面图，示出两个例子的剥离头44的表面。剥离头44包括许多从剥离头44的外侧到内侧前后配置的环形接触部件54、56、58和60。环形接触部件54位于最外面的位置。环形接触部件56可滑动地嵌入环形接触部件54。环形接触部件58可滑动地嵌入环形接触部件56。环形接触部件60可滑动地嵌入环形接触部件58。

在图3A所示的例子中，环形接触部件54、56、58和60的表面(和横截面)被形成为方形。在图3B所示的例子中，环形接触部件54、56、58和60的表面(和横截面)被形成为长方形。然而，环形接触部件54、56、58和60的表面形状(和横截面)不限于上述例子的那些表面形状。

如图2所示，环形接触部件54、56、58和60被形成为阶梯形，分别具有肩部分。环形接触部件54的内部肩部分54i支承环形接触部件56的外部肩部分56o。环形接触部件56的内部肩部分56i支承环形接触部件58的外部肩部分58o。环形接触部件58的内部肩部分58i支承环形接触部件60的外部肩部分60o。当所有肩部分彼此接触时，该环形接触部件54、56、58和60的表面位于一个共同的平面上。

当位于最外位置的环形接触部件54受到向上作用时，所有接触部件54、56、58和60均向上运动。当位于下一个外部位置的环形接触部件56受到向上作用时，环形接触部件56、58和60向上运动。当位于再下一个位置的环形接触部件58受到向上作用时，环形接触部件58和60向上运动。当中心环形接触部件60受到向上作用时，只有环形接触部件60向上运动。

当凸轮46转一圈时，凸轮46使最外部的环形接触部件54向上运动到第一位置，并保持在该位置，并使下一个外部环形接触部件56向上运动到高于第一位置的第二位置，然后使再下一个环形接触部件58向上运动到高于第二位置的第三位置，并保持在此位置，最后使中心接触部件向上运动到高于第三位置的第四位置，并保持在此位置。

另外，剥离装置38的支架40的内部被形成为真空室，真空管道62连接于该真空室。真空管道62还连接于真空源(未示出)。在真空室内形成的真空作用在配置在吸气盖42上的切割带24。该真空将切割带24吸引到吸气盖42和环形接触部件54、56和58上。

图4A到4B是解释剥离装置38的视图。在图4B、5B、6B、7B、8B和9B中的各个图中，阴影部分表示粘接在切割带24上的硅芯片16的区域。在不是阴影的部分，硅芯片16与切割带24剥离。

在图4A和4B中，剥离头44的环形接触部件54、56、58和60位于相应的起始位置，并且粘接硅芯片16的切割带位于吸气盖42和环形接触部件54、56、58和60上。由真空管道62在支架40的内部形成的真空作用在切割带24上，并将切割带24吸引到吸气盖42上。

在图5A和图5B中，最外部的环形接触部件54向上运动到第一位置。因此所有的环形接触部件54、56、58和60均向上运动。所有环形接触部件54、56、68和60的表面的总面积稍小于硅芯片16的面积。因此所有环形接触部件54、56、58和60均使硅芯片16的大部分升高，只是硅芯片16的最外周部分除外。

真空作用于对应于硅芯片16最外周部分的那部分切割带24，因此切割带24被往下拉，这样，当所有的环形接触部件54、56、58和60向上移动时，便使得硅芯片16的最外周部分沿最外的环形接触部件54从切割带24上剥离下来。即，从硅芯片16的最外周部分空气进入到硅芯片16和切割带24之间的界面上。在这种情况下，大部分硅芯片16由环形接触部件54、56、58和60支承，并且与切割带24剥离的硅芯片16的最外周部分的径向宽度相当小。因此当硅芯片16与切割带24剥离时，没有过大的力作用在硅芯片16上。另外，因为与切割带24剥离的硅芯片16的最外周部分在周边方向是连续的，所以硅芯片16从切割带24上剥离时，不会造成应力集中。这样便不会损坏硅芯片16。

随后，在图6A和6B中，最外部环形接触部件54保持在第一位置，并使下一个外部环形接触部件56向上运动到第二位置，因而环形接触部件56、58和60向上运动。在此时，对应于最外部环形接触部件54的硅芯片16的部分便与切割带24剥离。即，空气进入界面，从外侧进入到内侧。在这种情况下，当剥离硅芯片16时，也没有任何过大的力作用在硅芯片16上。因此，可以从切割带24上可靠地剥离那部分硅芯片16。

接着在图7A和7B中，环形接触部件56保持在第二位置，而且下一个外部环形接触部件58向上运动到第三位置，因此环形接触部件58和60向上运动。在此时，位于环形接触部件58外侧的对应于环形接触部件60的那部分硅芯片16便从切割带24上剥离下来。即，空气进入到界面，从外侧进入到内侧。

在图8A和8B中，环形接触部件58保持在第三位置，而使中心环形接触部件60上移到第四位置，使得环形接触部件60向上运动。此时，对应于外部环形接触部件58的那部分硅芯片16便从切割带24上剥离下来。即，空气从外到里的进入到界面。

在图9A和9B中，操作吸气头36，使其吸引硅芯片16，由此使硅芯片16向上运动。这样，便最后使硅芯片16与切割带24剥离，因此在最后阶段可以容易和可靠地使硅芯片16从切割带24上剥离下来，因为硅芯片16和切割带24彼此仅在相当于中心环形接触部件60的小部分上粘接在一起。

当使凸轮46转动一圈后，所有的环形接触部件54、56、58和60均不会受到凸轮46任何向上推力的作用，因而受到真空作用的切割带24被向下拉。因此所有的环形接触部件54、56、58和60回到原来位置。

这样，在本发明中，可以连续地从切割带24上将半导体芯片16剥离下来，从外周部分剥离到中心部分。因此，可以将半导体芯片16可靠地剥离切割带24，而不会损坏该芯片。另外，环形接触部件54、56、58和60支承半导体芯片16不是点的支承，而是用一个连续表面支承。因此在半导体芯片16剥离切割带24时，不会造成应力集中，半导体芯片16不会发生形变和破裂。

如上所述，按照本发明，即使在半导体芯片的厚度减少时，半导体芯片也可以可靠地剥离切割带。

Claims (5)

1.一种半导体芯片的剥离方法，包括以下步骤：

利用剥离装置将粘接于切割带的半导体芯片从上述切割带上剥离下来，该剥离装置包括许多从外到里前后配置的环形接触部件，其中，操作该许多环形接触部件，使得将半导体芯片连续地从切割带上剥离下来，从其外周部分向其中心部分剥离。

2.如权利要求1所述的半导体芯片的剥离方法，其特征在于，使许多环形接触部件同时运动，然后使许多环形接触部件中的最外部环形接触部件停止运动，并且使其余的环形接触部件仍进行同时运动。

3.一种将粘接于切割带上的半导体芯片从上述切割带上剥离下来的装置，包括：

许多从外到里前后配置的环形接触部件；

用于操作许多环形接触部件的操作装置，使得半导体芯片可以从切割带上连续地剥离下来，从其外周部分向其中心部分剥离。

4.如权利要求3所述的用于剥离半导体芯片的装置，其特征在于，该操作装置包括用于操作许多环形接触部件的凸轮。

5.如权利要求3所述的用于剥离半导体芯片的装置，其特征在于，还包括：其中形成真空室的支架；配置在上述支架上并具有开口的顶板；配置在上述支架上的抽吸装置，上述环形接触部件配置在上述支架内。

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