半导体装置的制造方法与流程

1.该发明涉及半导体装置的制造方法。
技术背景
2.以往，已知在两个主表面具有表面电极(电极焊盘)的纵向型半导体装置中，在正面电极和背面电极焊接各不同的外部连接用端子(例如端子销和/或铜箔板)的布线构造。由于焊接正面电极与外部连接用端子，所以与通过引线键合来连接正面电极和外部连接用端子的情况相比，能够实现模块封装的高密度安装化、电流密度的提高、用于开关速度的高速化的布线容量降低、半导体元件的冷却效率的提高等。
3.正面电极通常利用含有高导电性的铝(al)的金属形成。因为铝的焊料润湿性差，所以在正面电极的表面形成焊料润湿性好的金属层(例如镍(ni)层)，提高正面电极的表面的焊料润湿性，从而正面电极与焊料层的界面的接合可靠性提高。作为在正面电极的表面形成焊料润湿性好的金属层的方法，公知通过电镀法和/或无电镀法来进行镀覆处理。
4.作为在半导体晶片的预定部位进行镀覆处理的方法，提出了在不形成半导体晶片的镀层的部位粘贴带的状态下进行镀覆处理的方法(例如，参照下述专利文献1至4)。在下述专利文献1至4中，由于利用带覆盖不形成半导体晶片的镀层的部位(背面电极和/或晶片外周部)来进行保护，所以防止向不形成镀层的部位析出镀层(以下，称为异常析出)、因异常析出而剥离的镀层所导致的镀覆液污染和/或镀覆液组成的经时变化等。
5.另外，在下述专利文献1和专利文献2中，在使用中央部的厚度薄而外周部以预定宽度保留有厚度的肋拱(rib arch)形状的半导体晶片的情况下，以使第一带与因半导体晶片的中央部与外周部之间的厚度差而在半导体晶片的背面产生的台阶的倾斜面、以及半导体晶片的背面的比台阶更靠外侧的平坦部紧贴的方式，将第一带粘贴在半导体晶片的整个背面。公开了以使第二带在半导体晶片的外周部的背面侧的平坦部重叠在第一带上的方式将第二带粘贴在半导体晶片的外周部。
6.另外，在下述专利文献1、2、4中公开了使用具有通过紫外线(uv：ultraviolet)照射而硬化从而粘接力小的粘接剂层的uv带作为粘贴在半导体晶片的带。另外，在下述专利文献4中，在向半导体晶片的背面粘贴带时，将进行了薄化工序的半导体晶片维持在以40℃以上且60℃以下加热而向正面侧凸起地翘曲的状态下，并且对该向正面侧凸起地翘曲的状态下的半导体晶片进行镀覆处理，从而使带剥离后的半导体晶片的翘曲减低。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1：日本特开2014-086667号公报
10.专利文献2：日本特开2016-152317号公报
11.专利文献3：日本特开2016-058677号公报
12.专利文献4：日本特开2011-222898号公报


技术实现要素：

13.技术问题
14.然而，发明者们通过勤奋研究发现，在上述以往的镀覆处理方法中，即使在利用带覆盖不形成半导体晶片的镀层的部位(半导体晶片的背面和外周部)的状态下进行镀覆处理，也会发生如下三个问题。第一个问题是，在半导体晶片的背面与带之间侵入镀覆液，在半导体晶片的外周部中的背面电极生成因镀覆液的“污渍”而导致的外观不良。发明者们就这一个问题产生的原因，使用肋拱形状的半导体晶片进行了验证。
15.图16、图17是示意地示出从背面侧观察以往的镀覆处理后的半导体晶片的状态的俯视图。在图16的(a)中示出了在剥离粘贴在半导体晶片的外周部的第二带后且剥离第一带101前的半导体晶片110的背面的状态。在图17的(a)中示出了剥离粘贴在半导体晶片的整个背面的第一带后的半导体晶片110的背面电极114的状态。在图16的(b)、图17的(b)中，分别放大示出了利用图16的(a)的框a1、图17的(a)的框a2包围的部分。图18、图19是分别示出由图16的框a1、图17的框a2包围的部分的截面构造的截面图。
16.肋拱形状的半导体晶片110是从背面110b侧减薄中央部111的厚度，而使外周部112以预定宽度沿外周保留得比中央部111厚的半导体晶片。按照上述专利文献1、专利文献2所记载的镀覆处理方法，以使第一带101与因半导体晶片110的中央部111与外周部112之间的厚度差而在背面110b产生的台阶113的倾斜面113b、以及半导体晶片110的背面110b的比台阶113更靠外侧的平坦部(以下，称为半导体晶片110的外周部112的背面平坦部)112b紧贴的方式，在半导体晶片110的整个背面110b粘贴第一带101。
17.在粘贴第一带101后，以使第二带在半导体晶片110的外周部112的背面平坦部112b中重叠在第一带101上的方式，在半导体晶片110的外周部112粘贴第二带(未图示)。并且，在对半导体晶片110的正面电极进行镀覆处理后，在剥离第二带后剥离第一带101。第一带101是uv带，在通过对第一带101进行uv照射而使第一带101的粘接剂层硬化且使该粘接剂层的粘接力变小后，从半导体晶片110的背面110b剥离第一带101。
18.其结果是，在剥离第一带101后的半导体晶片110的背面电极114，确认沿半导体晶片110的端部在整周大范围地产生因镀覆液的“污渍”而导致的外观不良122(阴影部分)(图17的(a))。在该半导体晶片110中，确认在第二带的剥离后在半导体晶片110的外周部112中，在半导体晶片110的背面与第一带101之间局部地侵入并积存镀覆液121(阴影部分)(图16的(b))。在积存镀覆液121的部位(阴影部分)121’也产生因镀覆液121而导致的外观不良(图17的(b))。
19.在半导体晶片110的背面110b与第一带101之间积存有镀覆液121(阴影部分)的情况下(图18)，推测在uv照射时因从第一带101的粘接剂层产生的气体使第一带101从半导体晶片110浮起的时刻，该镀覆液121在半导体晶片110的背面110b与第一带101之间，从半导体晶片110的外周部112的背面平坦部112b沿台阶113的倾斜面(台边)113b向中央部111侧移动而在背面电极大范围地浸透(吸入)(图19)，从而产生外观不良122。
20.第二个问题点是，在半导体晶片的外周部与第二带之间侵入镀覆液，并侵入半导体晶片的外周部，在镀覆处理后的工序中，不能自动读取形成在半导体晶片的外周部的晶片id(identification：用于识别半导体晶片的刻印)。第三个问题点是，在半导体晶片的外周部与第二带之间侵入镀覆液，半导体晶片的外周部析出不必要的镀层(异常析出)。
21.在半导体晶片的外周部异常析出而成的镀层从半导体晶片剥离而悬浮在镀覆液中，成为镀覆液污染和/或镀覆液组成的经时变化的原因，并成为再附着于半导体晶片而成为正面电极的外观不良的原因。因正面电极和/或背面电极的镀覆液的“污渍”导致的外观不良有可能引起焊接不良等，引起半导体装置致命的不良，成品率(产品生产数量)变低。因晶片id的自动读取错误而导致制造工序的生产量低下。因镀覆液污染和/或镀覆液组成的经时变化，需要增加镀覆槽的清洗频率，镀覆液的寿命缩短。
22.该发明的目的在于，为了解决上述以往技术的问题，提供能够提高生产率的半导体装置的制造方法。
23.技术方案
24.为了解决上述课题并达成本发明的目的，该发明的半导体装置的制造方法是通过镀覆处理在半导体晶片的第一主表面侧形成镀层的半导体装置的制造方法，具有以下特征。进行在所述半导体晶片的第一主表面形成第一电极的第一工序。进行在所述半导体晶片的第二主表面粘贴第一带，利用所述第一带覆盖所述半导体晶片的第二主表面的第二工序。进行在所述半导体晶片的外周部粘贴第二带，利用所述第二带覆盖所述半导体晶片的端部的第三工序。进行通过40℃以上的温度的热处理对处于粘贴有所述第一带和所述第二带的状态下的所述半导体晶片进行加热的第四工序。进行在所述第四工序之后，通过所述镀覆处理在所述第一电极的表面上形成所述镀层的第五工序。
25.另外，该发明的半导体装置的制造方法在上述发明的基础上，其特征在于，在所述第四工序中，在80℃以下的温度进行所述热处理。
26.另外，该发明的半导体装置的制造方法在上述发明的基础上，其特征在于，在所述第四工序中，将所述热处理的时间设为20分钟至40分钟。
27.另外，该发明的半导体装置的制造方法在上述发明的基础上，其特征在于，在所述第五工序之后，还包括从所述半导体晶片剥离所述第二带的第六工序。所述第二带具有通过紫外线照射而硬化从而粘接力变小的粘接剂层。在所述第三工序中，通过使所述粘接剂层以从所述半导体晶片的第一主表面跨到第二主表面的方式粘接在所述半导体晶片的表面而粘贴所述第二带，从而利用所述第二带来覆盖所述半导体晶片的端部。在所述第六工序中，在通过所述紫外线照射使所述第二带的所述粘接剂层硬化后，剥离所述第二带。
28.另外，该发明的半导体装置的制造方法在上述发明的基础上，其特征在于，在所述第三工序中，以使所述第二带在所述半导体晶片的第二主表面的外周部重叠在所述第一带之上的方式，从所述半导体晶片的第一主表面跨到第二主表面地粘贴所述第二带。在所述第六工序中，在通过来自所述半导体晶片的第一主表面的所述紫外线照射使所述第二带的粘贴在所述半导体晶片的第一主表面的所述粘接剂层硬化后，剥离所述第二带。
29.另外，该发明的半导体装置的制造方法在上述发明的基础上，其特征在于，在所述第三工序中，在所述半导体晶片的外周粘贴所述第二带至少一周。
30.另外，该发明的半导体装置的制造方法在上述发明的基础上，其特征在于，在所述第四工序中，将所述半导体晶片投入加热炉，直接加热所述第一带和所述第二带。
31.另外，该发明的半导体装置的制造方法在上述发明的基础上，其特征在于，在所述第四工序中，将所述半导体晶片放置于被加热装置加热的台面来加热所述第一带和所述第二带。
32.另外，该发明的半导体装置的制造方法在上述发明的基础上，其特征在于，在所述第四工序中，将加热所述半导体晶片时的气氛设为氮气气氛。
33.另外，该发明的半导体装置的制造方法在上述发明的基础上，其特征在于，在所述第一工序中，在所述半导体晶片的第一主表面形成所述第一电极，并且在所述半导体晶片的第二主表面形成第二电极。在所述第二工序中，在所述半导体晶片的第二主表面粘贴所述第一带，而利用所述第一带覆盖所述第二电极。
34.另外，该发明的半导体装置的制造方法在上述发明的基础上，其特征在于，使用中央部的厚度薄而预定宽度的外周部保留得比中央部的厚度厚的半导体晶片作为所述半导体晶片。
35.根据上述发明，因为能够使半导体晶片与第一带和第二带之间的粘接力变大，所以能够抑制镀覆处理的镀覆液浸入半导体晶片的背面与第一带之间而在半导体晶片的背面电极生成因镀覆液导致的外观不良。
36.发明效果
37.根据本发明的半导体装置的制造方法，起到能够提高生产率的效果。
附图说明
38.图1是示出实施方式的半导体装置的制造方法的概要的流程图。
39.图2是示出实施方式的半导体装置的制造中途的状态的截面图。
40.图3是示出实施方式的半导体装置的制造中途的状态的截面图。
41.图4是示出实施方式的半导体装置的制造中途的状态的俯瞰图。
42.图5是示出实施方式的半导体装置的制造中途的状态的俯视图。
43.图6是示出实施方式的半导体装置的制造中途的状态的截面图。
44.图7是示出适用实施方式的半导体装置的制造方法的半导体晶片的正面元件构造的一例的截面图。
45.图8是示出适用实施方式的半导体装置的制造方法的半导体晶片的正面元件构造的一例的截面图。
46.图9是示出实施例1的第二带(外周带)的加热温度与剥离强度之间关系的特性图。
47.图10是示出实施例1的第二带(外周带)的经过时间与剥离强度之间的关系的特性图。
48.图11是示出实施例2的第二带(外周带)的追加加热时间与剥离强度之间的关系的特性图。
49.图12是示出实施例2的第二带(外周带)的追加加热时间与剥离强度之间的关系的特性图。
50.图13是示出实施例3的背面电极的组成分析结果的图。
51.图14是示出实施例3的背面电极的组成分析结果的图。
52.图15是示意地说明实施例4的第二带的剥离强度的测定方法的说明图。
53.图16是示意地示出从背面侧观察以往的镀覆处理后的半导体晶片的状态的俯视图。
54.图17是示意地示出从背面侧观察以往的镀覆处理后的半导体晶片的状态的俯视
图。
55.图18是示出用图16的框a1包围的部分的截面构造的截面图。
56.图19是示出用图17的框a2包围的部分的截面构造的截面图。
57.符号说明
58.1 第一带(背面带)
59.2 第二带(外周带)
60.2a 第二带的伸出部
61.2b 示出第二带剥离方向的箭头
62.3 uv光
63.4 保持部
64.5 第一带剥离用的带
65.5a 示出剥离第一带剥离用的带方向的箭头
66.10 半导体晶片
67.10a 半导体晶片的正面
68.10b 半导体晶片的背面
69.11 半导体晶片的中央部
70.12 半导体晶片的外周部
71.12b 半导体晶片的外周部的背面平坦部
72.13 半导体晶片的外周部的台阶
73.13b 半导体晶片的外周部的台阶的倾斜面
74.21 初始氧化膜
75.22 多晶硅层
76.23 层间绝缘膜
77.24 钝化膜
78.31 数字测力计
79.32 数字测力计的钩
80.33 由数字测力计测定的力
具体实施方式
81.以下，参照附图，对该发明的半导体装置的制造方法的优选实施方式进行详细说明。应予说明，在以下实施方式的说明和附图中，同样的构成标注相同的符号，并省略重复的说明。
82.(实施方式)
83.对于实施方式的半导体装置的制造方法而言，以对肋拱形状的半导体晶片进行镀覆处理的情况为例进行说明。图1是示出实施方式的半导体装置的制造方法的概要的流程图。图2、图3、图6是示出实施方式的半导体装置的制造中途的状态的截面图。图4是示出实施方式的半导体装置的制造中途的状态的俯瞰图。图5是示出实施方式的半导体装置的制造中途的状态的俯视图。
84.在图2、图3、图6中，分别示出图1的步骤s1、步骤s2、步骤s6的处理时的半导体晶片
10。在图4、图5中示出图1的步骤s5的处理时的半导体晶片10。如后述那样，肋拱形状的半导体晶片10是在半导体装置的制造中途的任意的时刻从背面(第二主表面)10b侧研磨几乎均匀厚度的半导体晶片10的中央部而使其变薄，并使预定宽度的外周部12沿半导体晶片10的外周保留得比中央部11的厚度厚而制成的。几乎均匀厚度是指在包含因过程偏差而导致的允许误差的范围内的相同厚度。半导体晶片的中央部是尽可能的平坦面。
85.首先，通过一般的方法，在几乎均匀厚度的半导体晶片10的正面(第一主表面)10a，在半导体晶片10的中央部11的各芯片区(未图示)分别形成预定的正面元件构造(未图示)。芯片区是指，在切割(切断)半导体晶片10后被单片化而成为各半导体芯片的部分。预定的正面元件构造是用于得到半导体装置的各项功能的功能部以及将该功能部彼此电绝缘的绝缘层，预定的正面元件构造由半导体晶片10的正面10a的表面区的各部分以及半导体晶片10的正面10a上的表面电极和/或绝缘层等构成。
86.半导体晶片10的正面10a的表面区的各部分是例如双极晶体管和/或igbt(insulated gate bipolar transistor：绝缘栅双极型晶体管)、mosfet(metal oxide semiconductor field effect transistor：具备由金属-氧化膜-半导体这3层构造组成的绝缘栅(mos栅)的mos型场效应晶体管)的mos栅的各部分、二极管的阳极区。
87.在半导体晶片10的正面10a的最表面，在各芯片区分别形成有含铝(al)的正面电极(表面电极：未图示)。正面电极是双极晶体管和/或igbt的发射电极、mosfet的集电极、二极管的阳电极，作为与外部连接用端子(例如端子销和/或铜箔板)焊接的电极焊盘而发挥功能。除了正面电极以外，半导体晶片10的正面10a被层间绝缘膜23和/或钝化膜24(图7、8参照)等绝缘层覆盖。
88.在半导体晶片10的外周部12，在半导体晶片10的正面10a或半导体晶片10的正面10a上的绝缘层，例如通过激光标记而形成有晶片id(用于识别半导体晶片10的刻印)(未图示)。然后，从背面10b侧磨削(背磨)半导体晶片10的中央部11，磨削变薄到用作半导体装置而使用的产品厚度的位置为止。由此，半导体晶片10成为仅中央部11的厚度薄而外周部12以预定宽度沿外周保留得厚的肋拱形状(参照图2)。
89.在以下说明中，将肋拱形状的半导体晶片10仅记载为半导体晶片10。在半导体晶片10的背面10b，因中央部11与外周部12之间的厚度差而生成台阶13。从半导体晶片10的台阶13到端部为止的部分是半导体晶片10的外周部12。半导体晶片10的外周部12在半导体装置的制造中途作为用于保持半导体晶片10的强度的增强部件而发挥作用。在半导体晶片10的外周部12不形成芯片区。外周部12的宽度可以适当调整为例如2mm至6mm左右。
90.半导体晶片10的背面10b的比台阶13靠外侧的(晶片端部侧)的部分(以下，作为半导体晶片10的外周部12的背面平坦部)12b以平坦面的状态保留。半导体晶片10的背面10b的中央部11与外周部12的背面平坦部12b之间的部分(台阶13的台边)可以是以按从内侧(中央部11侧)向外侧加厚半导体晶片10的外周部12的厚度的方式相对于半导体晶片10的背面10b倾斜的倾斜面13b。优选半导体晶片10的外周部12的宽度为2.5mm以上且5.0mm以下左右。
91.然后，由于通过蚀刻均匀地去除半导体晶片10的整个背面，从而去除生成在半导体晶片10的磨削后的背面的损伤。例如，可以使用混酸系蚀刻液将半导体晶片10的整个背面去除10μm以上且30μm以下左右。然后，通过通常的方法将半导体晶片10洗净后，在半导体
晶片10的背面10b，在半导体晶片10的中央部11的各芯片区分别形成预定的背面元件构造。预定的背面元件构造是用于获得半导体装置的各功能的功能部和将该功能部彼此电绝缘的绝缘层，由半导体晶片10的背面10b的表面区的各部分和半导体晶片10的背面10b上的表面电极构成。
92.半导体晶片10的背面10b的表面区的各部分是缓冲区、双极晶体管和/或igbt的集电区、mosfet的漏极区、二极管的阴极区。在半导体晶片10的背面10b的最表面，从中央部11跨过台阶13的倾斜面13b和外周部12的背面平坦部12b，在整个背面10b形成有背面电极(表面电极：未图示)。背面电极是双极晶体管和/或igbt的集电极、mosfet的漏电极、二极管的阴极电极。
93.背面电极是利用溅射法顺次层积例如铝层、钛(ti)层、镍(ni)层和金(au)层而成。到此的状态虽然未图示，但关于符号标记部位参照图2。然后，在半导体晶片10的背面10b的整个最表面(背面电极的表面)粘贴第一带1(背面带)，半导体晶片10的整体背面电极被第一带1覆盖并保护(步骤s1，图2：第二工序)。图1示出的从步骤s1到后述步骤s6为止的处理可以在正面电极的形成后和背面电极的形成前进行。在这种情况下，直接在半导体晶片10的背面10b粘贴第一带1。
94.第一带1以覆盖半导体晶片10的整个背面10b的方式粘贴在半导体晶片10的中央部11、台阶13的倾斜面13b和外周部12的背面平坦部12b。第一带1具有例如与半导体晶片10的直径大致相同直径的圆形的平面形状。与半导体晶片10的直径大致相同的直径是指，例如在半导体晶片10的背面10b粘贴第一带1的状态下，第一带1不比半导体晶片10的端部更向外侧突出的程度且不比半导体晶片10的端部更向内侧1.5mm以上(半导体晶片的中央部11侧)的程度的直径，优选设为该范围。另外，虽然优选第一带1的端部的边界与背面平坦部12b的外侧端部(倒角部(符号未图示))之间的边界一致而重叠，但是也可以突出。因为第一带1的端部的边界与背面平坦部12b的外侧端部之间的边界一致而重叠，所以能够增大第一带1与半导体晶片10之间的粘接力。另外，能够增大第一带1与第二带2之间的粘接力。
95.第一带1是具有通过紫外线(uv)的照射而硬化从而粘接力变小的粘接剂层的uv透过性的uv带。第一带1在与半导体晶片10的直径大致相同直径的圆形的平面形状的基材的一侧整个表面具有粘接剂层(未图示)，将粘接剂层侧粘贴在半导体晶片10侧。在第一带1，使用对后述镀覆处理的镀覆液具有耐药性和/或耐热性的材料。第一带1也可以由与后述的第二带2相同的材料形成。
96.然后，在半导体晶片10的外周部12粘贴第二带2，利用第二带2(外周带)覆盖并保护半导体晶片10的整个端部(步骤s2，图3：第三工序)。第二带2以夹着半导体晶片10的端部地覆盖的方式，从半导体晶片10的正面10a横跨到背面10b而粘贴。第二带2在半导体晶片10的外周部12粘贴在半导体晶片10的正面10a(或正面10a上的绝缘层)，并粘贴在背面平坦部12b上的第一带1。
97.第二带2具有比半导体晶片10的外周(圆周)长的大致矩形带状的平面形状。第二带2的短边方向的一侧端部位于半导体晶片10的正面10a上，并且第二带2的短边方向的另一侧端部在半导体晶片10的外周部12的背面平坦部12b位于第一带1上，覆盖半导体晶片10的端部和倒角部(符号未图示)。半导体晶片10的倒角部是半导体晶片10的正面10a和背面10b与端部之间的大致圆弧状的部分。
98.第二带2的短边方向的端部以未达到半导体晶片10的中央部11的程度位于比倒角部更靠内侧的正面10a的平坦部。第二带2的短边方向的另一侧端部以完全覆盖半导体晶片10的外周部12的背面平坦部12b的方式在第一带1上重叠。例如，优选第二带2的短边方向的另一侧端部从半导体晶片10的外周部12的背面平坦部12b的内侧的端向中央部11侧的突出量在1.5mm以下。另外，虽然优选第二带2的短边方向的另一侧端部与半导体晶片10的外周部12的背面平坦部12b的内侧(中央部11侧)的端部(背面平坦部12b与倾斜面13b之间的边界)一致地重叠，但是也可以突出。从第二带2的背面平坦部12b的内侧的端向中央部11侧的伸出部分也可以粘贴在倾斜面13b上的第一带1上。第二带2的短边方向上的宽度是例如6mm左右，第二带2可以在短边方向上分别在半导体晶片10的正面10a和背面10b分别粘贴大致一半的宽度。由此，能够增大第二带2的粘接力。
99.另外，第二带2以在长边方向上粘贴半导体晶片10的外周至少一圈的方式粘贴。第二带2的长边方向上的端部彼此可以以预定宽度进行重合。第二带2的长边方向上的端部彼此重合的宽度优选为例如1cm以上且5cm以下左右。由此能够可靠地紧贴第二带2的长边方向上的端部彼此，并在镀覆处理中难以从半导体晶片10剥离第二带2。另外，可以使第二带2的重叠在长边方向上的一侧端部上的另一侧端部(以下，设为伸出部：参照图5)2a伸出而保留。由于使第二带2的伸出部2a伸出而保留，所以第二带2变得易于剥离。
100.第二带2是具有通过uv照射而硬化从而粘接力变小的粘接剂层的uv透过性的uv带。第二带2在比半导体晶片10的外周长的大致矩形带状的平面形状的基材的一侧的整个表面具有粘接剂层(未图示)，将粘接剂层侧粘贴在半导体晶片10侧。第二带2的基材具有在其与半导体晶片10之间不能产生间隙的程度的能够弯折的伸缩性。在第二带2，使用对后述镀覆处理的镀覆液具有耐药性和/或耐热性的材料。
101.然后，加热处于粘贴有第一带1和第二带2的状态下的半导体晶片10(以下，称为带退火)(步骤s3：第四工序)。通过该带退火对第一带1和第二带2的粘接剂层进行加热，使半导体晶片10与第一带1和第二带2之间的粘接力变大。带退火的温度越高，半导体晶片10与第一带1和第二带2之间的粘接力变得越大。带退火的温度是例如40℃以上且80℃以下左右，也可以是后述的镀覆前处理和镀覆处理的温度以下。
102.通过将带退火的温度设在上述下限值以上，从而半导体晶片10与第一带1和第二带2之间的粘接力都大到了后述的镀覆处理的镀覆液无法侵入半导体晶片10与第一带1和第二带2之间的程度。如果带退火的温度超过上述上限值，则难以剥离第一带1和第二带2(剥离强度变大)，第一带1和第二带2的粘接剂层的一部分易于残留在半导体晶片10的表面。另外，如果带退火的温度变得过高，则半导体装置的电特性可能发生变化。
103.在本实施方式中，通过对粘贴有第一带1和第二带2的半导体晶片10进行带退火，从而使第一带1和第二带2的粘接力变大。作为代替带退火的其他方法，也考虑在加热到预定的温度的半导体晶片10粘贴第一带1和第二带2而使粘接力变大的方法。但是，为了在加热的半导体晶片10粘贴第一带1和第二带2，制造装置变得复杂而有可能花费制造成本，因此不优选。另外，与半导体晶片10相比，第一带1和第二带2的热膨胀系数更大。因此，通过在加热的半导体晶片10粘贴第一带1和第二带2，从而与带退火的情况相比，有可能因粘贴第一带1和第二带2而使应力变大。因此，为了增大粘贴在半导体晶片10的第一带1和第二带2的粘接力，优选对粘贴有第一带1和第二带2的半导体晶片10进行带退火。
104.通过进行预定时间的带退火，从而第一带1和第二带2的粘接剂层被加热而变得柔软，埋入与基板之间的微小的间隙而进行紧贴，从而推测与基板之间的粘接力变大。使粘贴在半导体晶片10的第一带1和第二带2的粘接力变大的带退火的时间可以为例如30分钟左右。半导体晶片10与第一带1和第二带2之间的粘接力(以下设为初始粘接力)通过30分钟左右的带退火，增大至后述的镀覆处理的镀覆液不侵入半导体晶片10与第二带2之间的程度。这是因为，半导体晶片10与第一带1和第二带2之间的粘接力在3小时以下的程度为止的带退火中与初始粘接力相比没有变化，即使在超过3小时的带退火中也就保持在1成这样的小程度的增加。
105.带退火可以在例如正面电极的表面不会被氧化的氮气(n2)气氛中进行。带退火可以是集中处理收容在晶片盒的多枚半导体晶片10的分批式，也可以是逐个处理每一枚半导体晶片10的单片式。带退火可以是通过红外线灯和/或灯加热器等加热手段对对象物直接加热的灯加热，也可以是将对象物暴露在已加热的气氛中而间接加热的气氛热处理。
106.在带退火是灯加热的情况下，例如可以将半导体晶片10投入加热炉(烤炉：未图示)而直接加热半导体晶片10、第一带1和第二带2。在被加热装置加热的台面(热板：未图示)上放置半导体晶片10，加热半导体晶片10、第一带1和第二带2。在这种情况下，也可以通过覆盖热板周围并在内部流通预定流量的氮气气体而设为氮气(n2)气氛。可以在热板上仅加热半导体晶片10，藉由半导体晶片10而间接加热第一带1和第二带2。
107.然后，在例如80℃左右的温度对处于粘贴有第一带1和第二带2的状态的半导体晶片10进行无电镀处理，在半导体晶片10的正面的表面电极(正面电极：未图示)的表面形成镀层(未图示)(步骤s4：第五工序)。镀层包含与焊料层的紧贴性高的例如镍等金属，并形成在与焊料层的紧贴性低的正面电极和在之后的工序中焊接在正面电极上的外部连接用端子之间。镀层的厚度可以是例如5μm左右。
108.然后，从半导体晶片10的外周部12剥离(步骤s5，图4、图5：第六工序)第二带2(外周带)。具体来说，在能够吸附半导体晶片10的台面(未图示)，将背面10b作为台面侧而放置并固定半导体晶片10。而且，通过在从半导体晶片10的正面10a侧对半导体晶片10的外周部12的第二带2的多个点(在图4中为3点)照射uv光3的状态下转动台面，从而在半导体晶片10的外周部12的第二带2的整周照射uv光3。
109.这样在第二带2的整周照射uv光3，使第二带2的粘接剂层的粘贴在半导体晶片10的正面10a的部分硬化，使向半导体晶片10的正面10a的粘接力(第二带2的剥离强度)变小。在图4中，以保持圆形的平面形状的台面的柱状的保持部4为中心轴，用箭头示出沿圆周转动的台面的旋转方向。通过拉扯第二带2的伸出部2a而从半导体晶片10剥离第二带2。图5的箭头2b是拉扯伸出部2a的方向。
110.通过在第二带2使用uv带，从而能够使粘接剂层的一部分不残留在半导体晶片10的正面10a。另外，因为向第二带2的粘接剂层照射uv光3而使其硬化，所以即使第二带2的粘接剂层的一部分残留在半导体晶片10的正面10a上，在其后的工序中，也能够防止半导体晶片10粘贴在输送装置上。另外，第二带2在半导体晶片10的背面10b侧粘贴在第一带1，在剥离第二带2后第二带2的粘接剂层的一部分可以残留在第一带1的表面。因此，可以不进行从半导体晶片10的背面10b侧向第二带2照射uv光。
111.然后，从半导体晶片10的背面10b剥离第一带1(背面带)(步骤s6，图6)。具体来说，
从半导体晶片10的背面10b侧向第一带1照射uv光(未图示)，使第一带1的粘接剂层硬化，使向半导体晶片10的背面10b的最表面的粘接力(第一带1的剥离强度)变小。而且，例如在第一带1的端部附近粘贴其他带5，通过抬起而拉扯该带5从而剥离第一带1。图6的箭头5a是拉扯带5的方向。
112.因为在第一带1的粘接剂层照射uv光3而使其硬化，所以能够使粘接剂层的一部分不残留在半导体晶片10的背面10b的表面。另外，即使第一带1的粘接剂层的一部分残留在半导体晶片10的背面10b的最表面，在其后的工序中，也能够防止半导体晶片10粘贴在输送装置或台面。其后，通过将半导体晶片10的各芯片区切断(切割)成单个的芯片状而成为半导体芯片，从而完成具备预定的元件构造的半导体装置。
113.在上述步骤s4中，虽然以在使用无电镀法进行镀覆处理的情况为例进行说明，但不限于此，例如也可以使用电镀法。另外，在正面电极的表面形成的镀层不限于镍镀层和/或金镀层，也可以有各种各样的变形。另外，在一个芯片区配置有多个正面电极(电极焊盘)的情况下，也可以在这些多个正面电极全部形成镀层。
114.图7、图8是示出适用实施方式的半导体装置的制造方法的半导体晶片的正面元件构造的一个示例的截面图。在图7、图8中示出半导体晶片10的外周部12的正面元件构造。上述实施方式的半导体装置的制造方法能够适用于制作(制造)如下半导体装置，所述半导体装置在半导体晶片10的中央部11(参照图2)，在半导体晶片10的正面10a的最表面露出正面电极的面元件构造(未图示)。
115.在半导体晶片10的端部，半导体晶片10的正面10a可以被初始氧化膜21和/或层间绝缘膜23、钝化膜24等绝缘层覆盖(图7)，也可以露出(图8)。符号22是例如igbt和/或mosfet的构成栅极流道、二极管的多晶硅层。通过在半导体晶片10的外周部12露出半导体晶片10的正面10a，从而能够使半导体晶片10的正面10a的第二带2(参照图3)的粘接力变大。但是，无论在何种情况下，因为都会有镀覆处理时的镀覆液浸入半导体晶片10的背面10b与第一带1之间而产生外观不良的情况，所以本实施方式的半导体装置的制造方法是有用的。
116.以上，如说明那样，根据实施方式，在半导体晶片的外周部粘贴第二带后，在镀覆处理前，在40℃以上的温度对分别粘贴在半导体晶片的背面和外周部的第一带和第二带进行加热(带退火)。由此，因为能够增大半导体晶片与第一带和第二带之间的粘接力，所以能够抑制镀覆处理的镀覆液浸入半导体晶片的背面与第一带之间，抑制在半导体晶片的背面电极产生因镀覆液导致的外观不良，提高生产率。
117.另外，根据实施方式，通过使半导体晶片与第一带和第二带之间的粘接力变大，从而能够自动读取形成在半导体晶片的外周部的晶片id，因此生产率提高。另外，根据实施方式，通过使半导体晶片与第一带和第二带之间的粘接力变大，从而能够抑制向半导体晶片的端部的镀层的异常析出。由此，能够抑制镀覆液污染和/或镀覆液组成的经时变化等，由于能够抑制半导体晶片的外观不良，所以生产率提高。
118.另外，根据实施方式，将第一带和第二带设为uv带，在剥离第一带和第二带时，通过uv照射使第一带和第二带的粘接剂层硬化而减小粘接力。由此，第一带和第二带的粘接剂层的一部分难以残留在半导体晶片的表面。另外，即使第一带和第二带的粘接剂层的一部分残留在半导体晶片的表面，也通过uv照射使粘接剂层硬化，从而能够防止在其后的工
序中，半导体晶片粘贴到输送装置等。由此，由于能够抑制半导体晶片的破裂，因此生产率提高。
119.在不进行带退火的以往的方法中，通过将处于粘贴有第二带的状态的半导体晶片在常温下从粘贴第二带后立即(＝0时间)开始放置2小时以上，从而半导体晶片与第二带之间的粘接力也变大。具体来说，本发明者更加确认半导体晶片与第二带之间的粘接力随着在该常温下的放置时间变长而增大，即使在不进行带退火的情况下，在粘贴第二带后立即开始例如17小时左右的放置时间，粘接力也变大到镀覆处理的镀覆液无法侵入半导体晶片与第二带之间的程度。
120.这样，即使在以往的方法中，通过在粘贴有第一带和第二带的状态下在进行镀覆处理前将半导体晶片长时间放置，从而半导体晶片与第一带和第二带之间的粘接力也能够变大，但是放置时间越长越容易在半导体晶片附着成为不良的原因的灰尘等附作物。另外，在量产时，由于暂时将半导体晶片从生产线拿下而放置(保管)，所以从生产线拿下的半导体晶片的保管场所的确保、生产线的时间管理有可能变难。
121.另一方面，根据实施方式，如上所述，在粘贴第二带后，并在镀覆处理前，通过带退火，能够增大半导体晶片与第一带和第二带之间的粘接力。因此，不需要将半导体晶片从生产线拿下而放置，能够从在先工序依次投入在后工序。因此，能够抑制在半导体晶片附着成为不良的原因的灰尘等附着物。另外，不会产生因在量产时暂时将半导体晶片从生产线拿下而放置所引起的上述问题。
122.(实施例1)
123.对带退火(图1的步骤s3的处理)的温度(加热温度)进行验证。图9、图10是示出实施例1的第二带(外周带)的加热温度与剥离强度之间的关系的特性图。对于粘贴在半导体晶片的外周部的第二带，在刚带退火后、以及在带退火后在常温(23℃)下放置预定时间后测定剥离强度(以下，作为实施例1)。
124.作为实施例1，制作将带退火的温度设为40℃、60℃和80℃的三个样品(有加热)。将实施例1的有带退火(有加热)的样品的带退火时间设为30分钟(在图9示作“30分钟加热”)。实施例1的“23℃常温”的样品是没有带退火(没有加热)的样品，是从粘贴第二带后直到镀覆处理为止之间在常温(23℃)下放置30分钟的样品。
125.这里，将实施例1的第一带设为uv带，将第二带设为具有通常的粘接剂层的带。通常的粘接剂层不是通过紫外线(uv)的照射而硬化从而粘接力变小的粘接剂层。应予说明，确认在使用具有通过紫外线(uv)的照射而硬化从而粘接力变小的粘接剂层的uv透过性的uv带作为第二带的情况下也成为与实施例1相同的结果。
126.另外，对于实施例1的各样品而言，在带退火后(对于没有带退火的样品在从粘贴第二带放置30分钟后)进行镀覆处理，确认有无背面电极的外观不良、有无向半导体晶片的端部的镀层的异常析出、以及能不能自动读取晶片id。在实施例1的各样品中，第二带的粘贴、带退火和镀覆处理的各方法遵循上述实施方式的半导体装置的制造方法(参照图1至图6)。实际上没有对评价剥离强度的样品进行镀覆处理。
127.对于实施例1的各样品而言，在图9示出第二带的加热温度与剥离强度之间的关系。在第二带加热后，在图10示出常温下的放置时间(经过时间)与剥离强度之间的关系。在图9中，也示出实施例1的各样品的第二带的带退火前的剥离强度(在图9中示作“初始值”)
作为比较。实施例1的没有带退火的样品是第二带的初始值的剥离强度和加热30分钟(即放置30分钟)的剥离强度相同的结果。
128.根据图9所示的结果，确认通过带退火而第二带的剥离强度变大。在后面对第二带的剥离强度的测定方法进行说明。另外，对实施例1的没有带退火的样品进行镀覆处理的结果是，确认半导体晶片的背面与第一带和第二带之间发生镀覆液的浸入，从而产生外观不良(参照图16、图17)。除此以外，在半导体晶片的端部异常析出镀层(未图示)。确认不能进行晶片id的自动读取。
129.另一方面，对于实施例1的有带退火的各样品而言，在带退火后进行镀覆处理的结果是，确认在有带退火的任一种样品中，在半导体晶片的背面与第一带之间都不发生镀覆液的浸入。除此以外，确认也不产生向半导体晶片的端部异常析出镀层，并且能够自动读取晶片id(未图示)。此时的剥离强度在3.0n以上。
130.另外，确认在实施例1的有带退火的各样品中，第二带的粘接剂层的一部分残留在半导体晶片的表面。这是因为在第二带使用通常的粘接剂层。如后述那样，通过在第二带使用具有通过紫外线(uv)的照射而硬化从而粘接力变小的粘接剂层的uv透过性的uv带，从而能够抑制粘接剂层的一部分残留在半导体晶片的表面。
131.另外，在图10的经过时间(横轴)之内，成为在预定的温度下进行带退火直到初始的30分钟为止之后在常温下放置的结果。对于23℃常温，是没有带退火而放置的结果。通过图10所示的结果，确认实施例1的有带退火的各样品的第二带虽然在带退火后剥离强度变大，但之后在常温下放置的情况下，即使放置时间变长剥离强度也几乎没有变化。在带退火的温度为80℃的情况下，确认如果该放置时间变长则第二带的剥离强度有些许减少的倾向。
132.另外，在不进行带退火的情况下，确认如果在粘贴第二带后的常温下的放置时间变长，则第二带的剥离强度变大。应予说明，在实施例1中虽然示出了关于第二带的结果，但是确认第一带的加热温度和剥离强度也是相同的结果。
133.从以上的结果确认能够通过带退火来增大第二带的剥离强度，并且依赖于带退火的温度，而几乎不依赖于带退火后的常温下的放置时间。因此，通过调整带退火的温度，能够将第二带的剥离强度调整到预定值。通过在粘贴第二带后进行带退火，能够在带退火后的任意时刻进行镀覆处理，提高从带退火后起到镀覆处理为止的时间管理的自由度。
134.(实施例2)
135.对第二带的带退火的时间(加热时间)进行验证。图11、图12是示出实施例2的第二带(外周带)的加热时间与剥离强度之间的关系的特性图。通过30分钟的带退火(以下，称为初始带退火)，使半导体晶片与第一带和第二带(背面带和外周带)之间的粘接力(第一带和第二带的剥离强度)初始变大，在之后进一步进行带退火(以下，称为追加带退火)预定时间后，测定第二带的剥离强度(以下，称为实施例2)。
136.作为实施例2的有带退火(有加热)的样品，在第一次测定中，制作只有初始带退火(经过时间＝0分钟)的样品、初始带退火后进一步进行30分钟(min)、60分钟和180分钟的追加带退火的三个样品。在第二次测定中，制作只有初始带退火的样品、在初始带退火后进一步进行3小时(hour)和6小时的追加带退火的两个样品。将实施例2的各样品的带退火的温度设为60℃。
137.将实施例2的样品的第二带设为具有通常的粘接剂层的带。第一次和第二次测定都在相同的条件下分别制作两个(样品)(以下，称为样品1、样品2)。在实施例2的各样品中，第一带和第二带的粘贴、带退火和镀覆处理的各方法遵循上述实施方式的半导体装置的制造方法(参照图1至图6)。实际上没有对评价剥离强度的样品进行镀覆处理。
138.从图11、图12所示的结果确认实施例2的有带退火的样品的第二带的剥离强度在3小时以下左右为止的带退火中与初始剥离强度相比没有变化，在超过3小时且6小时以下的带退火中保持1成的小程度的增加。初始剥离强度是指，仅有初始带退火的剥离强度。对于带退火而言，即使将退火时间变为30分钟以上，也不会引起显著的剥离强度的升高。从该实验结果来看，如果考虑生产量，则退火时间优选为20分钟至40分钟。
139.(实施例3)
140.针对利用uv带(第一带：背面带)保护的表面电极(背面电极)对进行了带退火和uv带剥离后的状态进行验证。图13、图14是示出实施例3的背面电极的组成分析结果的图。在图13中示出通过esca(electron spectroscopy for chemical analysis：电子光谱法)测定背面电极而得的光电子能谱(宽光谱)。在图14中示出从图13得到的背面电极的组成比。
141.在图13、图14示出通过esca测定按照上述实施方式的半导体装置的制造方法(参照图1至6)制作而得的样品(以下，写作实施例3)的第一带剥离后的背面电极的组成分析的结果作为“有加热”。另外，在图13、图14中示出没有进行带退火的样品作为“没有加热”。将实施例3的样品的第一带(背面带)设为uv带，将有带退火的样品的退火温度设为80℃，将退火时间设为30分钟。这里，在剥离第一带时进行uv照射。
142.实施例3的没有带退火(没有加热)的样品的条件除了没有进行带退火以外与实施例3的有带退火的样品相同。实施例3在相同的条件下有带退火和没有带退火的各样品各制作三个(以下，称为样品1至样品3)。实施例3的背面电极是依次层叠铝层、肽(ti)层、镍(ni)层和金(au)层的层叠构造。实施例3的esca的分析径(直径)为100μm。
143.从图13、图14所示的结果来看，确认实施例3的有带退火和没有带退火的各样品的背面电极的组成比都几乎相同，没有因带退火而对背面电极产生坏影响。图13的背面电极的组成比是背面电极的杂质量(半定量值)的比率。另外，确认实施例3的有带退火的样品的背面电极的碳(c)量与实施例3的没有带退火的样品的背面电极的碳量几乎相同，即使进行带退火也不会在背面电极的表面残留第一带的粘接剂层。
144.上述实施例2、实施例3的结果是在上述实施方式的半导体装置的制造方法中将带退火(图1的步骤s3的处理)的温度设为40℃以上且80℃以下的情况下而得的。实施例1至2的第二带的剥离强度是对于硅(si)的剥离强度，虽然相当于在半导体晶片的端部露出半导体晶片的正面的情况(参照图8)，但是在半导体晶片的端部利用绝缘层覆盖半导体晶片的正面的情况下(参照图7)，也可以获得与实验实例1-3相同的结果。
145.(实施例4)
146.作为实施例4，对实施例1、实施例2的第二带(外周带)的剥离强度的测定方法进行说明。图15是示意地示出实施例4的第二带的剥离强度的测定方法的说明图。图15示出按照上述实施方式的半导体装置的制造方法(图1的步骤s1、步骤s2，图2、图3)粘贴第一带1(背面带)和第二带2(外周带)的样品(以下，称为实施例4)的第二带2的剥离强度的测定时的状态。
147.如图15所示，首先在能够吸附实施例4(粘贴有第一带1和第二带2的半导体晶片10)的台面(未图示)，将背面10b作为台面侧来放置并固定半导体晶片10。然后将通常的数字测力计31的挂钩32缠到第二带2的伸出部2a。然后，向剥离第二带2的方向(图5的箭头2b)拉扯数字测力计31。由此，将第二带2剥离开始时的力33(用空心白色箭头表示)作为第二带2的剥离强度。
148.虽然省略图示，但是也可以利用与上述第二带2的剥离强度的测定方法相同的方法来测定第一带1的剥离强度。具体来说，例如在第一带1的端部附近粘贴其他的带5(参照图6)的一侧端部，将数字测力计31的挂钩32(参照图15)缠到该带5的另一侧端部。此后，向剥离第一带1的方向(图6的箭头5a)拉扯数字测力计31而将开始剥离第一带1时的力33(参照图15)设为第一带1的剥离强度即可。
149.以上，本发明可以在不脱离本发明的主旨的范围进行各种各样的变更，根据元件构造和、电极和镀层的材料、形成镀层的部位(半导体晶片的主表面)、第一带和第二带的构成材料和尺寸等所要求的样式等进行各种设定。例如，可以在半导体晶片的正面和外周部被带保护的状态下，在半导体晶片的背面形成镀层。另外，即使在半导体晶片的外周部粘贴有第二带之后，在半导体晶片的背面(或正面)粘贴第一带的情况下，也发挥与本发明同样的效果。另外，代替肋拱形状的半导体晶片，即使在几乎均匀厚度的半导体晶片粘贴了第一带和第二带的情况下，也发挥与本发明同样的效果。
150.工业上的可利用性
151.如上所述，本发明的半导体装置的制造方法对在半导体基板(半导体芯片)的至少一侧主表面的最表面露出表面电极的半导体装置有用。