專利名稱：改善結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體器件制造方法，更具體地說，本發(fā)明涉及在背面研磨階段對(duì)背面進(jìn)行研磨的半導(dǎo)體器件制造方法。
背景技術(shù)：
最近幾年，諸如便攜式電話的便攜式終端日益趨向于小型扁平形終端。為此，希望這些電子設(shè)備使用的半導(dǎo)體器件比以往更扁平。
為了提供更扁平的半導(dǎo)體器件，在電路系統(tǒng)已在晶片上成型之后，要對(duì)晶片的背面進(jìn)行研磨。在通過此處理過程使半導(dǎo)體器件具有更扁平的形狀時(shí)，會(huì)有損其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
因此，在制造過程中，在使器件具有扁平形狀時(shí)，要求避免半導(dǎo)體器件劈裂或爆裂。
圖1A至圖1E示出現(xiàn)有半導(dǎo)體器件制造方法中的各處理步驟實(shí)例。圖1A和圖1B示出在將電路成型到晶片1上的晶片處理過程之后執(zhí)行的背面研磨步驟。圖1C和圖1D示出切片步驟，圖1E示出安裝步驟。
如圖1A所示，將表面保護(hù)帶2粘附到完成晶片處理過程之后的晶片1上。在其上成型電路的晶片1表面對(duì)著表面保護(hù)帶2。在這種情況下，表面保護(hù)帶2保護(hù)成型在晶片1上的電路。
具有粘附在其上的表面保護(hù)帶2的晶片1被安裝到背面研磨設(shè)備的晶片吸盤3上。該背面研磨設(shè)備帶有一個(gè)研磨頭4。如圖1B所示，在研磨頭4上摩擦晶片1的背面，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶片1的背面進(jìn)行背面研磨(即背面研磨步驟)。
如圖1C所示，在為了通過背面研磨步驟使晶片1具有預(yù)定厚度而研磨晶片1后，從晶片1上揭下表面保護(hù)帶2，并將切片帶6粘附到晶片1的背面。將切片帶6設(shè)置到底座5內(nèi)，并將黏合劑(例如在受到紫外線輻照時(shí)凝固的黏合劑)粘附到其表面上從而將晶片1粘合到其上。
將粘附了切片帶6的晶片1送到切片設(shè)備，在此進(jìn)行切片(即切片步驟)。利用切片鋸7，通過事先設(shè)置在晶片1上的切片線切割晶片1進(jìn)行切片。結(jié)果，將晶片1分割為半導(dǎo)體器件10片。由于在被切割成單獨(dú)片后，半導(dǎo)體器件10被粘附在切片帶6上，它們不會(huì)從切片帶6脫落而散落或丟失。
完成切片步驟后，將單獨(dú)片形式的半導(dǎo)體器件10與底座5一起送到安裝設(shè)備。在安裝設(shè)備，首先照射紫外線以降低用于粘合半導(dǎo)體器件10的黏合劑的強(qiáng)度。此后，利用錐子11向上推半導(dǎo)體器件10，從而使半導(dǎo)體器件10與切片帶6分離。
吸筒8吸附并捕獲從切片帶6卸下的半導(dǎo)體器件10，然后將其送到電路板9。將半導(dǎo)體器件10安裝到電路板9上，從而完成了安裝過程。
如上所述，使晶片1扁平的過程通常是利用機(jī)械方法研磨器件的背面實(shí)現(xiàn)的(如圖1B所示)。在此背面研磨步驟，研磨頭4研磨晶片1的背面。這樣會(huì)導(dǎo)致晶片1被加工后在其背面上留下微小傷痕，這些傷痕被稱為背面研磨痕跡。
圖2示出說明背面研磨痕跡的說明性示意圖。如圖2所示，在晶片1上形成螺線形狀的背面研磨痕跡12。即使在將晶片1分割為半導(dǎo)體器件10片后，背面研磨痕跡12仍保留在其上。
現(xiàn)在，考慮在半導(dǎo)體器件10片上形成的背面研磨痕跡12的形狀。假定圖2所示的晶片1上的切片線在X方向和Y方向延伸。
如圖2中的箭頭A所示，從晶片1上切割下來的半導(dǎo)體器件10Y具有通常沿Y方向延伸的背面研磨痕跡12。如圖2中的箭頭B所示，從晶片1上切割下來的半導(dǎo)體器件10X具有通常沿X方向延伸的背面研磨痕跡12。這樣，當(dāng)在晶片1上產(chǎn)生螺線形狀的背面研磨痕跡12時(shí)，將始終存在具有通常沿切片線方向(即X方向和Y方向)延伸的背面研磨痕跡12的半導(dǎo)體器件10X和10Y。
圖3示出說明用錐子向上推半導(dǎo)體器件的方式的示意圖。
如圖3所示，利用錐子11，將在其上具有背面研磨痕跡12的半導(dǎo)體器件10X和10Y從切片帶6上卸下。在這樣做時(shí)，對(duì)半導(dǎo)體器件10X和10Y施加力F1。如圖4所示，力F1將半導(dǎo)體器件10X和10Y彎曲(即如圖4所示，施加的力F2)。
半導(dǎo)體器件10X和10Y具有通常沿切片線方向(即平行于半導(dǎo)體器件10的邊緣方向)延伸的背面研磨痕跡12。與其它半導(dǎo)體器10片相比，半導(dǎo)體器件10X和10Y在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面更脆弱，從而有可能導(dǎo)致從背面研磨痕跡12開始劈裂或爆裂。
還有一種危險(xiǎn)是，在背面研磨痕跡12的下面存在諸如爆裂層和微細(xì)裂痕的晶體損傷。背面研磨痕跡12、爆裂層以及微細(xì)裂痕會(huì)導(dǎo)致芯片爆裂或斷開。
在切割晶片時(shí)，背面研磨痕跡12還可能導(dǎo)致晶片邊緣劈裂。這種劈裂會(huì)進(jìn)一步引起劈裂或爆裂。
例如，當(dāng)在背面研磨之后厚度為100微米的晶片1被分割為8mm×8mm的半導(dǎo)體器件10片，并通過三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)測(cè)試各片的強(qiáng)度時(shí)，該試驗(yàn)指出平均值為2.8N、最大值為3.4N、最小值為2N。在利用錐子11(13個(gè)錐子)從切片帶6上取下半導(dǎo)體器件10時(shí)，根據(jù)計(jì)算和試驗(yàn)，已知容許強(qiáng)度(為了保持半導(dǎo)體器件10不爆裂所要求的強(qiáng)度)為1.8N。
此容許強(qiáng)度非常接近試驗(yàn)獲得的各片最低強(qiáng)度(2N)，只留有少量余量。如果因?yàn)轲ず蟿┑男ЯΠl(fā)生變化而使部分切片帶6粘合力過強(qiáng)，則有可能使半導(dǎo)體器件10爆裂。
因此，需要對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度弱的部分半導(dǎo)體器件10采取措施，以提高半導(dǎo)體器件10的最低強(qiáng)度。例如，這種措施包括利用化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)蝕刻。這種方法要求相當(dāng)昂貴的設(shè)施并且使用大量化學(xué)物質(zhì)，從而導(dǎo)致成本顯著提高。
因此，需要一種可以提高扁平半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度又不增加制造成本的半導(dǎo)體器件制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總體目的是提供一種可以基本解決因?yàn)橄嚓P(guān)技術(shù)的局限性或缺陷產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)問題的半導(dǎo)體器件制造方法。
以下將說明本發(fā)明特征和優(yōu)勢(shì)，并且根據(jù)以下說明和附圖，本發(fā)明的部分特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，或者通過根據(jù)本說明書中的內(nèi)容實(shí)施本發(fā)明得知本發(fā)明的特征和優(yōu)勢(shì)。通過完整、清晰、簡(jiǎn)明、準(zhǔn)確的術(shù)語(yǔ)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，以使本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員可以實(shí)施本發(fā)明，說明書中具體描述的半導(dǎo)體器件制造方法可以實(shí)現(xiàn)并獲得本發(fā)明的目的以及其它特征和優(yōu)勢(shì)。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些以及其它優(yōu)勢(shì)并根據(jù)本發(fā)明目的，在此廣泛概括描述的根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法包括背面研磨步驟，研磨半導(dǎo)體襯底的背面；切片步驟，在背面研磨步驟之后，沿預(yù)定切片線切割半導(dǎo)體襯底以制造半導(dǎo)體器件片；以及激光輻照步驟，完成背面研磨步驟后，在半導(dǎo)體襯底的背面輻照激光以消除背面研磨步驟產(chǎn)生的研磨痕跡。
根據(jù)上述方法，完成背面研磨步驟之后執(zhí)行的激光輻照步驟進(jìn)行激光照射以消除背面研磨步驟在半導(dǎo)體襯底的背面產(chǎn)生的背面研磨痕跡，從而提高半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，半導(dǎo)體器件制造方法包括背面研磨步驟，研磨半導(dǎo)體襯底的背面；切片步驟，在背面研磨步驟之后，沿預(yù)定切片線切割半導(dǎo)體襯底以制造半導(dǎo)體器件片；以及研磨痕跡產(chǎn)生步驟，在背面研磨步驟與切片步驟之間，產(chǎn)生沿不同于預(yù)定切片線方向的方向延伸的研磨痕跡，利用包括多個(gè)端銑刀的研磨設(shè)備研磨半導(dǎo)體襯底的背面，產(chǎn)生這些研磨痕跡。
根據(jù)上述方法，采用具有多個(gè)端銑刀的研磨設(shè)備，因此使研磨痕跡產(chǎn)生不規(guī)則圖形。這樣，半導(dǎo)體器件片表現(xiàn)出與施加力的方向無關(guān)的足夠強(qiáng)度，從而提高了可靠性。
通過結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它目的和其它特征將變得更加明顯。


圖1A至圖1E示出現(xiàn)有半導(dǎo)體器件制造方法中的各處理步驟實(shí)例；圖2示出背面研磨痕跡的說明性示意圖；圖3示出利用錐子向上推半導(dǎo)體器件的方式的說明性示意圖；圖4示出對(duì)半導(dǎo)體器件片施加作用力的說明性示意圖；圖5A至圖5F示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的說明性示意圖；圖6示出研磨痕跡產(chǎn)生輥的放大圖；圖7示出研磨痕跡產(chǎn)生輥的平面放大圖；圖8示出利用研磨痕跡產(chǎn)生輥在晶片上形成研磨痕跡的說明性示意圖；圖9示出對(duì)半導(dǎo)體器件施加的作用力的說明性示意圖；圖10A至圖10F示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的說明性示意圖；圖11示出研磨設(shè)備的放大圖的說明性示意圖；圖12示出用于解釋研磨方向的說明性示意圖；圖13示出研磨痕跡的說明性示意圖；圖14示出對(duì)半導(dǎo)體器件片施加作用力的說明性示意圖；圖15A至圖15F示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的說明性示意圖；圖16A示出激光輻照步驟之前晶片背面的斷面的說明性示意圖；圖16B示出激光輻照步驟之后晶片背面的斷面的說明性示意圖；圖17示出用于解釋激光束掃描的說明性示意圖；圖18示出半導(dǎo)體器件的測(cè)試強(qiáng)度的圖表；圖19示出具有掃描機(jī)構(gòu)細(xì)節(jié)的激光輻照設(shè)備的配置的說明性示意圖；圖20示出基于在工作臺(tái)上使用的掃描機(jī)構(gòu)的說明性示意圖；圖21示出另一種掃描機(jī)構(gòu)的說明性示意圖；圖22示出將激光束分別照射到各晶片的晶片背面的方式的說明性示意圖；
圖23A示出執(zhí)行激光輻照步驟之前晶片背面的斷面的說明性示意圖；圖23B示出執(zhí)行激光輻照步驟之后晶片背面的斷面的說明性示意圖；圖24A至圖24C示出第五實(shí)施例的激光輻照步驟的說明性示意圖；圖25示出根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例具有激光處理部分和激光未處理部分的半導(dǎo)體器件的說明性示意圖；以及圖26示出根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例其發(fā)射的激光束的聚束光點(diǎn)大于晶片的激光輻照設(shè)備的說明性示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考

本發(fā)明實(shí)施例。
圖5A至圖5F示出說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的說明性示意圖。本發(fā)明的一些特征主要在于背面研磨步驟、切片步驟以及安裝步驟。其它步驟與傳統(tǒng)制造方法的步驟相同。因此，在這些圖中，僅示出背面研磨步驟、切片步驟以及安裝步驟，并省略說明其它步驟。
此外，在以下對(duì)各實(shí)施例的說明及其相關(guān)附圖中，利用同樣的編號(hào)表示與圖1A至圖1E直至圖4內(nèi)的單元相同的單元。
如圖5A所示，完成晶片處理的晶片1具有粘附在其上的表面保護(hù)帶2。利用表面保護(hù)帶2覆蓋其上成型了電路的晶片1的表面。在這種條件下，表面保護(hù)帶2可以保護(hù)成型在晶片1上的電路。
將具有粘附在其上的表面保護(hù)帶2的晶片1安裝到背面研磨設(shè)備的晶片吸盤3上。如圖5B所示，利用研磨頭4(例如，粒徑分類為#2000的磨石)研磨晶片1的背面(即背面研磨步驟)。此背面研磨步驟與相關(guān)技術(shù)的背面研磨步驟相同。
如上所述，完成背面研磨步驟后，晶片1的被加工背面具有背面研磨痕跡12。背面研磨痕跡12的形狀與結(jié)合圖2所述的形狀相同，即在晶片1上形成螺線形。
在此實(shí)施例中，完成背面研磨步驟之后，執(zhí)行研磨痕跡產(chǎn)生步驟。
在研磨痕跡產(chǎn)生步驟，消除背面研磨步驟產(chǎn)生的背面研磨痕跡12，并重新產(chǎn)生沿不同于切片線方向(X方向和Y方向)的方向延伸的研磨痕跡20A。在此實(shí)施例中，利用研磨痕跡產(chǎn)生輥14產(chǎn)生研磨痕跡20A。
研磨痕跡產(chǎn)生輥14是圓柱形的。圖6和圖7示出研磨痕跡產(chǎn)生輥14的放大圖。如圖6和圖7所示，電機(jī)15驅(qū)動(dòng)研磨痕跡產(chǎn)生輥14旋轉(zhuǎn)。例如，研磨痕跡產(chǎn)生輥14的圓柱體的直徑為200mm，并由電機(jī)15驅(qū)動(dòng)它以5000rmp的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。用#4000粒徑分粒、1微米研磨深度的磨石(金剛石磨石)覆蓋研磨痕跡產(chǎn)生輥14的表面。
在具有安裝在其上的晶片1的工作臺(tái)13沿如圖5和圖7所示的X方向和Y方向移動(dòng)時(shí)，研磨痕跡產(chǎn)生輥14的轉(zhuǎn)軸21固定。在工作臺(tái)13從研磨痕跡產(chǎn)生輥14之下通過時(shí)，安裝在工作臺(tái)13上的晶片1與研磨痕跡產(chǎn)生輥14接觸，從而進(jìn)行研磨。
在此實(shí)施例中，這樣做好準(zhǔn)備，即利用研磨痕跡產(chǎn)生輥14在晶片1上形成的研磨痕跡20A以大致相對(duì)于切片線(X方向和Y方向)45度角延伸。圖8示出說明利用研磨痕跡產(chǎn)生輥14在晶片1上形成研磨痕跡20A的說明性示意圖。如圖8所示，研磨痕跡20A以大致相對(duì)于切片線(X方向和Y方向)45度角延伸。
通過改變工作臺(tái)13的行程方向可以容易地控制該角度。還可以容易地將該角度變更為不等于45度角的角度。
完成研磨痕跡產(chǎn)生步驟后，如圖5D所示，從晶片1取下表面保護(hù)帶2，并將切片帶6粘合到晶片1的背面。將切片帶6設(shè)置到底座5內(nèi)，并將黏合劑(例如在受到紫外線輻照下凝固的黏合劑)粘附到其表面上從而將晶片1粘合到其上。
將粘附切片帶6的晶片1送到切片設(shè)備，切片設(shè)備進(jìn)行切片(即切片步驟)。通過利用切片鋸7，通過事先設(shè)置在晶片1上的切片線切割晶片1進(jìn)行切片。
結(jié)果，將晶片1分割為半導(dǎo)體器件10A片。由于在被切割成單獨(dú)片后，半導(dǎo)體器件10A被粘附在切片帶6上，所以通過從切片帶6落下，它們不會(huì)被散落或丟失。由于切片線沿X方向和Y方向延伸，所以半導(dǎo)體器件10A具有沿X方向和Y方向延伸的側(cè)邊。
完成切片步驟后，將單獨(dú)片形式的半導(dǎo)體器件10A與底座5一起送到安裝設(shè)備。在安裝設(shè)備，首先照射紫外線以降低用于粘合半導(dǎo)體器件10A的黏合劑(在輻照紫外線時(shí)會(huì)固化)的強(qiáng)度。
此后，利用錐子11向上推半導(dǎo)體器件10A，從而使半導(dǎo)體器件10與切片帶6分離。正如結(jié)合圖3說明的那樣，在進(jìn)行上推時(shí)，將力F1施加到半導(dǎo)體器件10A。力F1起力F2的作用以致將半導(dǎo)體器件10A彎曲，如圖9所示。
然而，在此實(shí)施例中，在不同于劃線方向(沿X方向和Y方向，即沿半導(dǎo)體器件10A的側(cè)邊延伸的方向延伸)的方向成型研磨痕跡20A。具體地說，研磨痕跡20A沿相對(duì)于劃線45度角的方向延伸。半導(dǎo)體器件10A比其研磨痕跡12沿劃線方向延伸的半導(dǎo)體器件10X和10Y(如圖4所示)具有更魯棒的應(yīng)力。
在半導(dǎo)體器件的厚度為400微米時(shí)，如果研磨痕跡沿劃線方向延伸，則半導(dǎo)體器件的強(qiáng)度為11N，如果研磨痕跡沿45度角延伸，則半導(dǎo)體器件的強(qiáng)度為30N。在半導(dǎo)體器件的厚度為100微米時(shí)，0度設(shè)置時(shí)的半導(dǎo)體器件的強(qiáng)度為0.8N，而45度設(shè)置時(shí)的半導(dǎo)體器件的強(qiáng)度為1.7N。
如圖5F所示，吸筒8吸附或捕獲從切片帶6卸下的半導(dǎo)體器件10A，然后送到電路板9。將半導(dǎo)體器件10A安裝到電路板9上，從而完成填充過程。
在上述實(shí)施例中，研磨痕跡產(chǎn)生輥14在晶片1上轉(zhuǎn)動(dòng)，從而消除背面研磨痕跡12并產(chǎn)生研磨痕跡20A。在這種條件下，將研磨痕跡產(chǎn)生輥14的轉(zhuǎn)軸21的方向設(shè)置到不同于切片線的方向，所以會(huì)產(chǎn)生沿不同于切片線方向的方向延伸的研磨痕跡20A。這樣，可以容易地成型沿不同于切片線方向的方向延伸的研磨痕跡20A。
即使背面研磨步驟產(chǎn)生沿切片線方向延伸的背面研磨痕跡12，后續(xù)研磨痕跡產(chǎn)生步驟仍可以產(chǎn)生沿不同于切片線方向的方向延伸的研磨痕跡20A，因此可以提高半導(dǎo)體器件10A的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
以下將說明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法。
圖10A至圖10F示出說明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件片制造方法的說明性示意圖。
根據(jù)此實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法與根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的不同之處只有研磨痕跡產(chǎn)生步驟，而這兩個(gè)實(shí)施例之間在其它步驟方面均相同。因此，在以下的說明中，僅說明研磨痕跡產(chǎn)生步驟，而省略說明其它步驟。
此外，在此實(shí)施例中，研磨痕跡產(chǎn)生步驟消除背面研磨步驟形成的背面研磨痕跡12，并產(chǎn)生沿不同于切片線方向(X方向和Y方向)的方向延伸的研磨痕跡20B。在此實(shí)施例中，研磨設(shè)備17產(chǎn)生研磨痕跡20B。
圖11示出說明研磨設(shè)備17的放大圖的說明性示意圖。
研磨設(shè)備17具有多個(gè)由電機(jī)19驅(qū)動(dòng)的端銑刀18(在此例中有6個(gè)端銑刀)。各端銑刀18的直徑均為5mm，它們直接與相應(yīng)電機(jī)19相連。端銑刀18旋轉(zhuǎn)著通過晶片1，從而消除背面研磨步驟產(chǎn)生的背面研磨痕跡12并重新產(chǎn)生研磨痕跡20B。
利用真空機(jī)械，將晶片1可靠安裝到工作臺(tái)13上，并且研磨設(shè)備17在晶片上移動(dòng)以研磨它。在此例中，在將晶片1固定到工作臺(tái)13上時(shí)，此研磨設(shè)備17才移動(dòng)。具體地說，如用于解釋研磨方向的圖12所示，在端銑刀18研磨晶片1時(shí)，研磨設(shè)備17沿X方向移動(dòng)。
在從晶片1的旁邊經(jīng)過后，研磨設(shè)備17沿Y方向移動(dòng)3mm，然后沿X方向移動(dòng)以繼續(xù)研磨晶片1。此后，重復(fù)此過程，從而使端銑刀18對(duì)晶片1的整個(gè)背面進(jìn)行研磨。圖13示出說明以此方式產(chǎn)生的研磨痕跡20B的說明性示意圖。由于端銑刀18在轉(zhuǎn)動(dòng)的晶片1上移動(dòng)，所以晶片1上的研磨痕跡20B沒有特定方向，如圖13所示。
當(dāng)在切片步驟將具有成型在其上的研磨痕跡20B的晶片1分割為片以產(chǎn)生半導(dǎo)體器件10B時(shí)，研磨痕跡20B在每個(gè)半導(dǎo)體器件10B上具有如圖14所示的圖形。半導(dǎo)體器件10B比其研磨痕跡12沿劃線方向延伸的半導(dǎo)體器件10X和10Y(如圖4所示)具有更魯棒的應(yīng)力，因此可以避免劈裂和爆裂。在此實(shí)施例中，研磨痕跡20B具有沒有任何特定方向性的不規(guī)則圖形，因此表現(xiàn)足夠強(qiáng)度，而與施加的力F2的方向無關(guān)。這樣可以提高所制造的半導(dǎo)體器件10B的可靠性。
以下將說明根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法。
圖15A至圖15F示出說明根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件片制造方法的說明性示意圖。
根據(jù)此實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法與根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的不同之處只有，利用執(zhí)行激光輻照步驟來代替執(zhí)行研磨痕跡產(chǎn)生步驟，而這兩個(gè)實(shí)施例之間在其它步驟方面均相同。因此，在以下的說明中，僅說明激光輻照步驟步驟，而省略說明其它步驟。
在此實(shí)施例中，在完成背面研磨步驟之后執(zhí)行激光輻照步驟。在激光輻照步驟，激光輻照設(shè)備30A將激光31照射到具有成型在其上的背面研磨痕跡12的晶片1上。激光輻照設(shè)備30A具有掃描激光束31的機(jī)構(gòu)，因此激光束31將照射晶片1的全部背面。
圖19示出說明具有掃描機(jī)構(gòu)細(xì)節(jié)的激光輻照設(shè)備的配置的說明性示意圖。激光產(chǎn)生設(shè)備33產(chǎn)生激光束31。在此實(shí)施例中，激光產(chǎn)生設(shè)備33發(fā)射的激光的波長(zhǎng)在200nm至700nm之間。
激光可以到達(dá)半導(dǎo)體材料(即晶片1)內(nèi)的深度主要依賴于激光的波長(zhǎng)。波長(zhǎng)越長(zhǎng)，激光可以到達(dá)的深度越深。如果晶片1太薄，照射在其背面的激光會(huì)對(duì)在其正面成型的電路層產(chǎn)生影響。因此，需要根據(jù)晶片的厚度選擇激光的波長(zhǎng)。例如，如果晶片1的厚度小于50微米，則可以采用波長(zhǎng)在200nm至450nm的激光束31。如果晶片1的厚度大于50微米，則采用波長(zhǎng)在200nm至700nm的激光束31。
根據(jù)激光產(chǎn)生設(shè)備33產(chǎn)生的激光束31的脈沖寬度，本實(shí)施例采用100fs至200μs的激光脈沖寬度。
激光束31被吸收到晶片1的內(nèi)部(即硅的內(nèi)部)，并轉(zhuǎn)換為熱量。在這種情況下，熱擴(kuò)散距離為(4kt)1/2(k熱擴(kuò)散系數(shù)，t脈沖寬度)。因此，利用加寬的脈沖寬度會(huì)導(dǎo)致增加有效熱處理過程的似然性，因?yàn)樵黾恿藷崃吭诠鑳?nèi)部傳播的有效時(shí)間以致導(dǎo)致融化。
如果脈沖寬度足夠短，則產(chǎn)生少量熱擴(kuò)散。這樣，光能就能傳輸?shù)骄Ц窠M織中，從而破壞分子結(jié)構(gòu)并導(dǎo)致非熱處理過程(即燒蝕)。100ps至200μs的脈沖寬度會(huì)影響熱處理效應(yīng)，因此，將這種脈沖寬度用于相對(duì)更耐熱的半導(dǎo)體器件。在這種情況下，熱量將離開照射區(qū)域傳播到其它區(qū)域，因此在通過背面掃描激光束31時(shí)，可以將掃描間距設(shè)置為較長(zhǎng)間距。這樣就可以縮短處理時(shí)間。利用100fs至100ps的脈沖寬度會(huì)導(dǎo)致非熱處理效應(yīng)，因此這種脈沖寬度可以用于對(duì)熱更敏感的半導(dǎo)體器件。
以下將說明激光輻照設(shè)備30A的掃描機(jī)構(gòu)。
圖17示出用于解釋激光束掃描過程的說明性示意圖。如圖17所示，激光光點(diǎn)31a具有被設(shè)置在10μm至100μm之間的光點(diǎn)直徑d，并且掃描晶片1或半導(dǎo)體器件10的背面。在此實(shí)施例中，利用X方向電鏡34和Y方向電鏡35掃描激光光點(diǎn)31a(即激光束31)。通過變換透鏡36，電鏡34和35反射的激光束31照射到晶片1。
在激光產(chǎn)生設(shè)備33發(fā)射激光束31時(shí)，X方向電鏡34改變激光束31在X方向的傳播方向。在激光產(chǎn)生設(shè)備33發(fā)射激光束31時(shí)，Y方向電鏡35控制激光束31在Y方向的傳播方向。電鏡34和35互相獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)。通過組合旋轉(zhuǎn)電鏡34和35，可以使激光束31在X方向和Y方向掃描晶片1。
在此配置中，可以利用光學(xué)系統(tǒng)改變激光束31的照射位置，因此可以實(shí)現(xiàn)高速掃描。由于激光照射的范圍非常小，所以這種配置應(yīng)用于尺寸相對(duì)較小的晶片1。
如圖17所示，可以將激光束31的掃描間距設(shè)置為激光光點(diǎn)31a直徑的30％至80％，從而保證在相鄰掃描之間，激光光點(diǎn)31a部分重疊。如果激光束31的脈沖寬度在100ps至200μs之間，則設(shè)置為激光光點(diǎn)31a直徑的50％至80％的間距設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)高度平滑產(chǎn)品，因?yàn)闊崽幚碜饔?。?00fs至100ps的短脈沖情況下，優(yōu)先采用30％至60％的短掃描間距，因?yàn)閮H在照射區(qū)域內(nèi)限制非熱處理效應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的掃描機(jī)構(gòu)并不局限于采用電鏡34和35的配置。圖20示出說明基于在工作臺(tái)上使用的掃描機(jī)構(gòu)的說明性示意圖。在圖20中，激光輻照設(shè)備30B采用XY工作臺(tái)38作為掃描機(jī)構(gòu)。在此配置中，將激光產(chǎn)生設(shè)備33固定到適當(dāng)位置，并且激光產(chǎn)生設(shè)備33發(fā)射的激光束31通過鏡子37照射到安裝在XY工作臺(tái)38上的晶片1上。XY工作臺(tái)38可以使晶片1在X方向和Y方向移動(dòng)，從而使激光束31掃描晶片1。此配置允許較大的激光照射區(qū)域，并且此配置適合用于大尺寸晶片1。
圖21示出說明另一種掃描機(jī)構(gòu)的說明性示意圖。圖21所示的激光輻照設(shè)備30C的配置是圖19所示的激光輻照設(shè)備30A與圖20所示的激光輻照設(shè)備30B組合配置。也就是說，在激光產(chǎn)生設(shè)備33發(fā)射激光束31時(shí)，X方向電鏡34在X方向控制激光束31，而Y方向工作臺(tái)39用于使激光束31在Y方向掃描晶片1。在此配置中，可以高速掃描大區(qū)域。
以下將參考圖16A和圖16B，根據(jù)激光輻照步驟之前和之后的情況，說明晶片1的背面狀況。圖16A示出說明激光輻照步驟之前晶片1背面的斷面的說明性示意圖。圖16B示出說明在激光輻照步驟之后晶片1背面的斷面的說明性示意圖。
如上所述，晶片1的背面具有在背面研磨步驟之后成型在其上的背面研磨痕跡12，如圖16A所示。除了背面研磨痕跡12和爆裂層32之外，還存在劈裂。在施加諸如彎曲力的應(yīng)力時(shí)，背面研磨痕跡12、爆裂層32以及劈裂處會(huì)使爆裂處或破損處進(jìn)一步劈裂。
在激光輻照步驟利用激光束31進(jìn)行照射可以消除背面研磨痕跡12，爆裂層32以及劈裂處，如圖16B所示。完成激光輻照步驟之后，晶片1的背面是平滑的，沒有背面研磨痕跡12、爆裂層32或劈裂。這樣可以加強(qiáng)半導(dǎo)體器件10的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并且即使在施加外力時(shí)，例如即使在用錐子11上推它們時(shí)，仍能可靠防止芯片爆裂和破損。
圖18示出說明根據(jù)此實(shí)施例的半導(dǎo)體器件10的測(cè)量強(qiáng)度圖表。
半導(dǎo)體器件10是8mm×8mm，在其上成型有100μs深度的背面研磨痕跡12。激光產(chǎn)生設(shè)備33發(fā)射波長(zhǎng)為532nm、脈沖寬度為200μs的激光束。激光輻照設(shè)備30A利用光點(diǎn)直徑為10μm的激光光點(diǎn)31a和采用50μm掃描間距的電掃描方法對(duì)半導(dǎo)體器件10的背面進(jìn)行處理。
如上所述，在挑選芯片時(shí)，未消除背面研磨痕跡12的半導(dǎo)體器件10X和10Y的容許強(qiáng)度為1.8N，盡管平均測(cè)量強(qiáng)度為2.8N，但是其最低強(qiáng)度為2N，只留有少量余量。在此實(shí)施例中，在激光束31照射到晶片1的背面上時(shí)，測(cè)量強(qiáng)度會(huì)提高到5N，并且最高強(qiáng)度提高到5.6N，最低強(qiáng)度提高到4.3N。
從這些圖中可以看出，當(dāng)在安裝步驟，利用錐子11從切片帶6上取下半導(dǎo)體器件10時(shí)，具有足夠余量的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。未利用激光束31進(jìn)行處理過的半導(dǎo)體器件10不允許將它們?nèi)∠?，如果它們的厚度小?00μm。然而，在利用激光束31照射之后，如果它們的厚度為80μm，就可以取下。
以下將說明根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法。
在以下有關(guān)根據(jù)此實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的說明中，將省略說明與參考圖15A至圖15F到圖18說明的第三實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)和步驟相同的結(jié)構(gòu)和步驟。
在第四實(shí)施例中，在完成切片步驟之后，執(zhí)行激光輻照步驟。如圖22所示，在沿切片線40切割晶片1后，激光束31分別照射到各晶片的晶片1背面。
圖23A示出說明在執(zhí)行激光輻照步驟之前晶片背面的斷面的說明性示意圖。圖23B示出說明在執(zhí)行激光輻照步驟之后晶片背面的斷面的說明性示意圖。
在此實(shí)施例中，在執(zhí)行背面研磨步驟和切片步驟之后，執(zhí)行激光輻照步驟。在執(zhí)行此激光輻照步驟之前，晶片1的背面具有成型在其上的背面研磨痕跡12和爆裂層32，如圖23A所示。此外，沿切片線存在劈裂處41。在施加諸如彎曲力的應(yīng)力時(shí)，背面研磨痕跡12、爆裂層32以及劈裂處41會(huì)使爆裂處或破損處進(jìn)一步劈裂。
在激光輻照步驟利用激光束31進(jìn)行照射可以消除背面研磨痕跡12，爆裂層32，如圖23B所示。由于具有劈裂處41的部分的結(jié)構(gòu)較脆弱，所以取下芯片，并對(duì)半導(dǎo)體器件10的邊緣進(jìn)行適當(dāng)處理，這樣就會(huì)產(chǎn)生圓形部分42(具有平滑曲線輪廓)。
完成激光輻照步驟之后，半導(dǎo)體器件10的背面是平滑的，沒有背面研磨痕跡12、爆裂層32。邊緣部分具有圓形部分42。這樣可以加強(qiáng)半導(dǎo)體器件10的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并且即使在施加外力時(shí)，例如即使在用錐子11上推它們時(shí)，仍能可靠防止芯片爆裂和破損。
以下將說明根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法。
在以下有關(guān)根據(jù)此實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的說明中，將省略說明與參考圖15A至圖15F到圖18說明的第三實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)和步驟相同的結(jié)構(gòu)和步驟。
在第五實(shí)施例中，在將半導(dǎo)體器件10從它們被切片的位置逐片送到電路板9時(shí)，執(zhí)行激光輻照步驟。也就是說，在安裝步驟的中途執(zhí)行激光輻照步驟。
如上所述，在安裝步驟，通過利用錐子11上推它們，從切片帶6上取下半導(dǎo)體器件10片，并利用吸筒8逐一采集它們，如圖24A所示。在先前的實(shí)施例中，采集半導(dǎo)體器件10后，吸筒8立即將半導(dǎo)體器件10送到電路板9。然而，在此實(shí)施例中，激光輻照設(shè)備30A位于電路板9的中部。在將半導(dǎo)體器件10送到電路板9的通路的中間位置，激光束31照射半導(dǎo)體器件10的背面，如圖24B所示。
在上述說明的第四實(shí)施例中，在完成切片步驟之后，激光束31逐個(gè)晶片照射晶片1。在第五實(shí)施例中，在完成切片步驟之后，激光束31逐片照射各半導(dǎo)體器件片。
由于與在第五實(shí)施例中相同，在完成切片步驟之后，進(jìn)行激光束31照射，所以第四實(shí)施例可以消除背面研磨痕跡12、爆裂層32以及劈裂處41，并在半導(dǎo)體器件的邊緣進(jìn)一步形成圓形部分42。在完成激光輻照步驟之后，半導(dǎo)體器件10的背面將變得平滑，沒有背面研磨痕跡12或爆裂層32，并在其邊緣形成圓形部分42。
這樣可以提高半導(dǎo)體器件10的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并且即使在施加外力時(shí)，例如即使在用錐子11上推它們時(shí)，仍能可靠防止芯片爆裂和破損。此外，利用激光束31還可以消除在切片過程產(chǎn)生的、附著在半導(dǎo)體器件10的背面上的灰塵。這樣可以保證將半導(dǎo)體器件10填充到電路板9。
以下將說明根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法。
在以下有關(guān)根據(jù)此實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的說明中，將省略說明與參考圖15A至圖15F到圖18說明的第三實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)和步驟相同的結(jié)構(gòu)和步驟。
為了消除背面研磨痕跡12和爆裂層32進(jìn)行激光照射的過程包括對(duì)整個(gè)表面進(jìn)行照射和對(duì)部分表面進(jìn)行照射。對(duì)整個(gè)表面進(jìn)行照射可以消除晶片1背面或半導(dǎo)體器件10背面的所有瑕疵。然而，基于激光束掃描進(jìn)行激光照射耗時(shí)。
在此實(shí)施例中，如圖25所示，通過僅對(duì)半導(dǎo)體器件10C的周邊照射激光束31，可以消除研磨痕跡。具體地說，半導(dǎo)體器件10C具有照射激光束31的激光處理部分45和不照射激光束31的非激光處理部分46。非激光處理部分46具有保留在其上的背面研磨痕跡12。
如果象在此實(shí)施例中那樣，沿半導(dǎo)體器件10C的周邊成型激光處理部分45，也可以避免背面研磨痕跡12引起爆裂。在存在背面研磨痕跡12的情況下，在半導(dǎo)體器件10C的邊緣出現(xiàn)爆裂。如果在半導(dǎo)體器件10C的周邊不存在背面研磨痕跡12，則仍可以適當(dāng)避免爆裂和劈裂，但是，與消除所有背面研磨痕跡12的情況相比，效果要差。
如果僅沿半導(dǎo)體器件10C的周邊形成激光處理部分45，則與利用激光束31對(duì)半導(dǎo)體器件10C的整個(gè)表面進(jìn)行照射的情況相比，照射面積小。這樣可以縮短進(jìn)行激光照射所需的時(shí)間。
以下將說明根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法。
在以下有關(guān)根據(jù)此實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的說明中，將省略說明與參考圖15A至圖15F到圖18說明的第三實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)和步驟相同的結(jié)構(gòu)和步驟。
在此實(shí)施例中，如圖26所示，采用激光輻照設(shè)備30D發(fā)射激光束光點(diǎn)尺寸比晶片1或半導(dǎo)體器件10大的激光束31B。在這種配置中，不需要掃描激光束，因此有助于縮短處理時(shí)間。此外，由于立即對(duì)晶片1或半導(dǎo)體器件10的背面進(jìn)行處理，所以最終可以在整個(gè)表面獲得同樣質(zhì)量。
此外，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例，在本發(fā)明范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變換和調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件制造方法，該方法包括背面研磨步驟，研磨半導(dǎo)體襯底的背面；切片步驟，在所述背面研磨步驟之后，沿預(yù)定切片線切割半導(dǎo)體襯底以制造半導(dǎo)體器件片；以及研磨痕跡產(chǎn)生步驟，在所述背面研磨步驟與所述切片步驟之間，產(chǎn)生沿不同于預(yù)定切片線方向的方向延伸的研磨痕跡，利用包括多個(gè)端銑刀的研磨設(shè)備研磨半導(dǎo)體襯底的背面，產(chǎn)生所述研磨痕跡。
2.一種半導(dǎo)體器件制造方法，該方法包括背面研磨步驟，研磨半導(dǎo)體襯底的背面；切片步驟，在所述背面研磨步驟之后，沿預(yù)定切片線切割半導(dǎo)體襯底以制造半導(dǎo)體器件片；以及激光輻照步驟，在完成所述背面研磨步驟之后，在半導(dǎo)體襯底的背面輻照激光以消除由所述背面研磨步驟產(chǎn)生的研磨痕跡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述激光輻照步驟將爆裂層和研磨痕跡一起消除。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在完成所述切片步驟之后執(zhí)行所述激光輻照步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述激光輻照步驟消除半導(dǎo)體器件邊緣上切割產(chǎn)生的瑕疵。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，該方法還包括器件安裝步驟，在完成所述切片步驟后，將半導(dǎo)體器件片安裝到電路板上，其中，在從執(zhí)行切片過程的位置到電路板的途中，執(zhí)行所述激光輻照步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述激光輻照步驟僅將激光輻照到半導(dǎo)體器件的周邊部分以消除所述背面研磨步驟產(chǎn)生的研磨痕跡和所述切片步驟產(chǎn)生的劈裂。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件制造方法，該方法包括背面研磨步驟，研磨半導(dǎo)體襯底的背面；切片步驟，在背面研磨步驟之后，沿預(yù)定切片線切割半導(dǎo)體襯底以制造半導(dǎo)體器件片；以及激光輻照步驟，完成背面研磨步驟后，在半導(dǎo)體襯底的背面輻照激光以消除由背面研磨步驟產(chǎn)生的研磨痕跡。
文檔編號(hào)B24B7/22GK1412822SQ0210768
公開日2003年4月23日 申請(qǐng)日期2002年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月19日
發(fā)明者新城嘉昭, 下別府祐三, 手代木和雄, 吉本和浩, 吉田英治, 早坂昇, 渡部光久 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社