專利名稱：晶片處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過向晶片照射激光在其內(nèi)部形成變質(zhì)層，來將該晶片 分離成背面?zhèn)染捅砻鎮(zhèn)染木幚矸椒ā?br> 背景技術(shù)：
關(guān)于利用于各種電子設(shè)備中的IC (Integrated Circuit:集成電路)、 LSI (Large Scale Integrated circuit:大規(guī)模集成電路)等器件，對硅錠 (silicon ingot)等半導(dǎo)體鑄錠進(jìn)行切片從而形成作為基體的晶片，對該 晶片的兩個面進(jìn)行磨削并通過拋光(polishing)進(jìn)行鏡面加工，在被加工 成鏡面的晶片表面上制作電路，由此來形成上述器件(例如參照專利文 獻(xiàn)1、 2)。專利文獻(xiàn)1:日本特開2006—100786號公報 專利文獻(xiàn)2:日本特開2005—317846號公報但是，在從半導(dǎo)體鑄錠到制造出器件的過程中，由于半導(dǎo)體的大部 分被廢棄，所以存在極為不經(jīng)濟的問題。具體地說，如果設(shè)半導(dǎo)體鑄錠 的體積為100%，在對半導(dǎo)體鑄錠進(jìn)行切片來形成作為基體的晶片時廢棄 的體積為20%，在進(jìn)行鏡面加工時廢棄的體積為20%，在對形成有器件 的晶片的背面進(jìn)行磨削從而將晶片加工得很薄時廢棄的體積為55%，在 將晶片分割成一個個器件時廢棄的體積為1%，可知硅錠的96%被廢棄。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明要解決的課題是在制造由硅等高價的半導(dǎo)體構(gòu)成的 半導(dǎo)體器件時，減少半導(dǎo)體的廢棄量。本發(fā)明涉及一種對在表面?zhèn)刃纬捎卸鄠€器件的晶片進(jìn)行處理的晶片 處理方法，該晶片處理方法包括以下工序變質(zhì)層形成工序，從晶片的背面?zhèn)日丈湎鄬τ诰哂型干湫缘牟ㄩL的激光，將上述激光會聚于自 晶片的背面?zhèn)绕痤A(yù)定深度的位置，從而在晶片的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)戎g形成變質(zhì)層；分離工序，將上述晶片分離成比變質(zhì)層靠背面?zhèn)鹊谋趁鎮(zhèn)染?片、和比變質(zhì)層靠表面?zhèn)鹊谋砻鎮(zhèn)染?；以及精加工工序，除去殘留?表面?zhèn)染系淖冑|(zhì)層，并將表面?zhèn)染庸ぶ令A(yù)定的厚度。背面?zhèn)?晶片能夠進(jìn)行再利用。關(guān)于本發(fā)明，通過照射相對于晶片具有透射性的波長的激光，來在 晶片的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)戎g形成變質(zhì)層，然后將背面?zhèn)染捅砻鎮(zhèn)染?片分離，因此，不用對背面?zhèn)染M(jìn)行磨削就能夠?qū)⑵涑?。因此，?夠使分離開的背面?zhèn)染槐粡U棄而可進(jìn)行再利用。


圖1是表示激光加工裝置的一個示例的立體圖。 圖2是表示晶片和保護帶的分解立體圖。圖3是表示將在表面上粘貼有保護帶的晶片保持到激光加工裝置的 卡盤工作臺上的狀態(tài)的立體圖。圖4是表示從晶片的背面?zhèn)日丈浼す獾臓顟B(tài)的立體圖。圖5是表示在變質(zhì)層形成工序中形成變質(zhì)層的過程的主視圖。圖6是表示形成有變質(zhì)層的晶片的主視圖。圖7是表示將表面?zhèn)染捅趁鎮(zhèn)染蛛x開的狀態(tài)的主視圖。圖8是表示分離工序的立體圖。圖9是表示磨削裝置的一個示例的立體圖。圖IO是表示精加工工序的立體圖。標(biāo)號說明1:激光加工裝置；2:卡盤工作臺；20:支承板；21:保持部；3: 激光照射構(gòu)件；30:殼體；31:加工頭；4:加工進(jìn)給構(gòu)件；40:滾珠絲 杠；41:導(dǎo)軌；42:電動機；43:移動板；44:位置調(diào)整構(gòu)件；440:滾 珠絲杠；441:導(dǎo)軌；442:脈沖電動機；443:移動板；45:保持部轉(zhuǎn)動 構(gòu)件；5:校準(zhǔn)構(gòu)件；50:攝像部；6: Z軸方向進(jìn)給構(gòu)件；60:壁部；61:滾珠絲杠；62:導(dǎo)軌；63:脈沖電動機；64:支承部；7:分度進(jìn)給構(gòu)件； 70:滾珠絲杠；71:導(dǎo)軌；72:脈沖電動機；73:移動基座；8:控制部； 9:磨削裝置；90:卡盤工作臺；900:基座；901:波紋罩；91:磨削構(gòu) 件；910:旋轉(zhuǎn)軸；911:電動機；912:輪座；913:磨輪；914:磨削磨 具；92:磨削進(jìn)給構(gòu)件；920:滾珠絲杠；921:脈沖電動機；922:導(dǎo)軌； 923:升降部；W:晶片；Wl:表面；S:分割預(yù)定線；D:器件；W2: 背面；L:變質(zhì)層；Wa:表面?zhèn)染籐a:變質(zhì)層；Wb:背面?zhèn)染?Lb:變質(zhì)層；T:保護帶。
具體實施方式
圖1所示的激光加工裝置1是能夠以向晶片照射激光從而在其內(nèi)部 形成變質(zhì)層的方式進(jìn)行加工處理的裝置，該激光加工裝置1包括卡盤 工作臺2，其保持作為被加工物的晶片；和激光照射構(gòu)件3，其向保持于 卡盤工作臺2上的被加工物照射激光以進(jìn)行加工。卡盤工作臺2通過加工進(jìn)給構(gòu)件4在X軸方向上進(jìn)行加工進(jìn)給。加 工進(jìn)給構(gòu)件4是使卡盤工作臺2和激光照射構(gòu)件3在X軸方向上相對地 進(jìn)行加工進(jìn)給的構(gòu)件，該加工進(jìn)給構(gòu)件4包括滾珠絲杠40，其配設(shè)在 X軸方向上； 一對導(dǎo)軌41，它們與滾珠絲杠40平行地配設(shè)；電動機42， 其與滾珠絲杠40的一端連接；移動板43，其內(nèi)部的螺母與滾珠絲杠40 螺合，并且該移動板43的下部與導(dǎo)軌41滑動接觸；位置調(diào)整構(gòu)件44， 其設(shè)置在移動板43上；和保持部轉(zhuǎn)動構(gòu)件45，其由位置調(diào)整構(gòu)件44驅(qū) 動，并能夠在Y軸方向上移動，上述加工進(jìn)給構(gòu)件4構(gòu)成為如下結(jié)構(gòu) 伴隨著滾珠絲杠40被電動機42驅(qū)動而轉(zhuǎn)動，移動板43、位置調(diào)整構(gòu)件 44以及保持部轉(zhuǎn)動構(gòu)件45由導(dǎo)軌41引導(dǎo)著在X軸方向上移動。加工進(jìn) 給構(gòu)件4由控制部8控制。位置調(diào)整構(gòu)件44具有滾珠絲杠440，其沿著Y軸方向配設(shè)在移動 板43上； 一對導(dǎo)軌441，它們與滾珠絲杠440平行地配設(shè)；脈沖電動機 442，其與滾珠絲杠440的一端連接；和移動板443，其內(nèi)部的螺母與滾 珠絲杠440螺合，并且該移動板443的下部與導(dǎo)軌441滑動接觸，上述位置調(diào)整構(gòu)件44構(gòu)成為如下結(jié)構(gòu)伴隨著滾珠絲杠440被脈沖電動機442 驅(qū)動而轉(zhuǎn)動，移動板443和保持部轉(zhuǎn)動構(gòu)件45由導(dǎo)軌441引導(dǎo)著在Y軸 方向上移動?？ūP工作臺2具有能夠旋轉(zhuǎn)且能夠在Y軸方向上移動的保持部21。 保持部21與保持部轉(zhuǎn)動構(gòu)件45連接，該保持部21被保持部轉(zhuǎn)動構(gòu)件45 上具備的未圖示的脈沖電動機驅(qū)動，從而能夠轉(zhuǎn)動預(yù)期的角度。此外， 在卡盤工作臺2上配設(shè)有蓋20，該蓋20用于支承配置成能夠在X軸方 向伸縮的未圖示的波紋罩。激光照射構(gòu)件3通過利用殼體30支承加工頭31而構(gòu)成。加工頭31 具有向下方照射激光的功能，所照射的激光的輸出、頻率等加工條件通 過控制部8進(jìn)行調(diào)整。在殼體30的側(cè)部固定有校準(zhǔn)構(gòu)件5，該校準(zhǔn)構(gòu)件5具有對晶片進(jìn)行 攝像的攝像部50。該校準(zhǔn)構(gòu)件5具有通過對晶片的露出面進(jìn)行攝像來檢 測應(yīng)加工位置的功能。激光照射構(gòu)件3和校準(zhǔn)構(gòu)件5構(gòu)成為能夠通過Z軸方向進(jìn)給構(gòu)件6 在Z軸方向上移動。Z軸方向進(jìn)給構(gòu)件6具有壁部60;滾珠絲杠61， 其沿著Z軸方向配設(shè)在壁部60的一個面上； 一對導(dǎo)軌62，它們與滾珠絲 杠61平行地配設(shè)；脈沖電動機63，其與滾珠絲杠61的一端連接；和支 承部64，其內(nèi)部的螺母與滾珠絲杠61螺合，并且該支承部64的側(cè)部與 導(dǎo)軌滑動接觸。支承部64構(gòu)成為如下結(jié)構(gòu)支承部64支承激光照射構(gòu) 件3的殼體30，伴隨著滾珠絲杠61被脈沖電動機63驅(qū)動而轉(zhuǎn)動，支承 部64由導(dǎo)軌62引導(dǎo)著升降，從而由支承部64支承的激光照射構(gòu)件3也 進(jìn)行升降。Z軸方向進(jìn)給構(gòu)件6由控制部8控制。Z軸方向進(jìn)給構(gòu)件6和激光照射構(gòu)件3通過分度進(jìn)給構(gòu)件7能夠在Y 軸方向上移動。分度進(jìn)給構(gòu)件7是使卡盤工作臺2和激光照射構(gòu)件3在Y 軸方向上相對地進(jìn)行分度進(jìn)給的構(gòu)件，該分度進(jìn)給構(gòu)件7具有滾珠絲 杠70，其配設(shè)在Y軸方向上；導(dǎo)軌71，其與滾珠絲杠70平行地配設(shè)； 脈沖電動機72，其與滾珠絲杠70的一端連接；和移動基座73，其內(nèi)部 的螺母與滾珠絲杠70螺合，并且該移動基座73的下部與導(dǎo)軌71滑動接觸。移動基座73構(gòu)成為如下結(jié)構(gòu)移動基座73與構(gòu)成Z軸方向進(jìn)給構(gòu) 件6的壁部60形成為一體，伴隨著滾珠絲杠70被脈沖電動機72驅(qū)動而 轉(zhuǎn)動，移動基座73和壁部60由導(dǎo)軌71引導(dǎo)著在Y軸方向上移動，從而 Z軸方向進(jìn)給構(gòu)件6和激光照射構(gòu)件在Y軸方向上移動。分度進(jìn)給構(gòu)件7 由控制部8控制。在圖2所示的晶片W的表面Wl上，被分割預(yù)定線S劃分開來地形 成有多個器件D。在該晶片W的表面W1上，粘貼有用于保護器件D的 保護帶T。另外，如圖3所示，將在表面Wl上粘貼有保護帶T的晶片 W的正反面翻轉(zhuǎn)，將保護帶T側(cè)保持到圖1所示的激光加工裝置1的卡 盤工作臺2上，從而成為露出了背面W2的狀態(tài)。當(dāng)這樣將晶片W保持在卡盤工作臺2上時，使卡盤工作臺2在X軸 方向上移動，將晶片W定位在攝像部50的正下方，然后校準(zhǔn)構(gòu)件5對 晶片W的Y軸方向的端部進(jìn)行檢測，使該端部與加工頭31在Y軸方向 上的位置對準(zhǔn)。然后，進(jìn)一步使卡盤工作臺2向相同方向移動，并且如 圖4所示從加工頭31照射相對于晶片W具有透射性的波長的激光31a， 并將聚光點對準(zhǔn)晶片W的內(nèi)部、即背面W2和表面Wl之間，從而形成 變質(zhì)層。此時，在圖1所示的控制部8中，例如如下所述地設(shè)定加工條件， 在該加工條件下進(jìn)行實際的加工。光源 LD激發(fā)Q開關(guān)Nd: YV04激光波長 1064[nm]輸出l[W〗聚光點直徑 Ol[ym]重復(fù)頻率 100[kHz]加工進(jìn)給速度 100[mm/s]分度進(jìn)給量 20[um]入射面 背面如果使卡盤工作臺2以上述進(jìn)給速度在X軸方向上往復(fù)移動，并且 以聚光點位于晶片W的背面W2側(cè)和表面Wl側(cè)之間、例如從背面W2起向內(nèi)部側(cè)幾十"m的位置的方式照射激光，并同時通過分度進(jìn)給構(gòu)件7 使激光照射構(gòu)件3在Y軸方向上進(jìn)行分度進(jìn)給，則如圖5所示，在聚光 點處發(fā)生變質(zhì)，從而呈平面狀地形成變質(zhì)層L。另外，如果從背面W2 側(cè)向整體照射激光，則如圖6所示，在整個晶片W上形成變質(zhì)層L。變 質(zhì)層L的厚度例如為30"m左右。另外，也可以通過使卡盤工作臺2旋 轉(zhuǎn)、并且在對晶片W的背面W2照射激光的同時利用分度進(jìn)給構(gòu)件7使 激光照射構(gòu)件3在Y軸方向上緩慢移動，以激光畫圓的方式在整個晶片 W上形成變質(zhì)層(變質(zhì)層形成工序)。當(dāng)這樣形成變質(zhì)層L后，如圖7和圖8所示，能夠?qū)⒆鳛楸茸冑|(zhì)層 L靠背面W2側(cè)的部件的背面?zhèn)染琖b從作為比變質(zhì)層L靠表面Wl 側(cè)的部件的表面?zhèn)染琖a剝離來進(jìn)行分離(分離工序)。由于變質(zhì)層L 的厚度為30y m左右，所以在表面?zhèn)染琖a和背面?zhèn)染琖b的剝離 部分都?xì)埩粲泻穸葹?51im左右的變質(zhì)面La、 Lb。這樣分離開的背面?zhèn)?晶片Wb是維持了晶片的形狀、且沒有組裝電路的部件。因此，背面?zhèn)?晶片Wb維持了當(dāng)初的形狀和純度，與回收被磨削而成為廢液的硅屑進(jìn) 行再利用相比，能夠容易地作為半導(dǎo)體材料進(jìn)行再利用。另一方面，對于通過剝離背面?zhèn)染琖b而留下的表面?zhèn)染琖a， 例如使用圖9所示的磨削裝置9，對變質(zhì)面La進(jìn)行磨削以使其變平坦。磨削裝置9包括卡盤工作臺90，其保持作為磨削對象的晶片；磨 削構(gòu)件91，其對保持在卡盤工作臺90上的晶片進(jìn)行磨削；以及磨削進(jìn)給 構(gòu)件92，其對磨削構(gòu)件91進(jìn)行磨削進(jìn)給?？ūP工作臺90以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于基座900。此外，通過基座 900伴隨波紋罩901的伸縮而在水平方向移動，卡盤工作臺90也水平移 動。磨削構(gòu)件91具有旋轉(zhuǎn)軸910，其具有垂直方向的軸心；電動機911， 其驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸910旋轉(zhuǎn)；輪座912，其形成在旋轉(zhuǎn)軸910的下端；和磨輪 913，其安裝在輪座912上。磨輪913是將磨削磨具914呈圓弧狀地固定 在環(huán)狀基座的下表面上而成的結(jié)構(gòu)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸910被電動機911驅(qū)動而 旋轉(zhuǎn)時，磨削磨具914也旋轉(zhuǎn)。磨削進(jìn)給構(gòu)件92具有滾珠絲杠920，其配設(shè)在垂直方向上；脈沖 電動機921，其與滾珠絲杠920連接； 一對導(dǎo)軌922，其與滾珠絲杠920 平行地配設(shè)；以及升降部923，其未圖示的內(nèi)部的螺母與滾珠絲杠920螺 合，并且該升降部923的側(cè)部與導(dǎo)軌922滑動接觸，而且該升降部923 支承磨削構(gòu)件91，上述磨削進(jìn)給構(gòu)件92構(gòu)成為通過使?jié)L珠絲杠920被 脈沖電動機921驅(qū)動而向正反兩個方向轉(zhuǎn)動，升降部923由導(dǎo)軌922引 著進(jìn)行升降，從而磨削構(gòu)件91也進(jìn)行升降。如圖9所示，將粘貼在表面?zhèn)染琖a的保護帶T 一側(cè)保持到卡盤 工作臺90上，從而成為表面?zhèn)染琖a的變質(zhì)面La露出的狀態(tài)。然后， 通過使卡盤工作臺90在水平方向上移動，來將表面?zhèn)染琖a定位在磨 削構(gòu)件91的下方。然后，使卡盤工作臺90以例如300[RPM]的旋轉(zhuǎn)速度 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且使磨削構(gòu)件91的旋轉(zhuǎn)軸910以例如6000[RPM]的旋轉(zhuǎn)速 度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，同時通過磨削進(jìn)給構(gòu)件92的控制使磨削構(gòu)件91以l[u m/s] 的進(jìn)給速度下降，從而如圖10所示，使旋轉(zhuǎn)的磨削磨具914與表面?zhèn)染?片Wa的變質(zhì)面La接觸來進(jìn)行磨削。此時，如果使磨削磨具914始終與 變質(zhì)面La的旋轉(zhuǎn)中心接觸并旋轉(zhuǎn)，則變質(zhì)面La的整個面被磨削，從而 殘留的變質(zhì)部分被除去。此外，通過磨削進(jìn)給構(gòu)件92的控制，使磨削構(gòu) 件91在垂直方向上進(jìn)行預(yù)定量的磨削進(jìn)給，由此能夠?qū)⒈砻鎮(zhèn)染琖a 精加工成預(yù)定的厚度(加工工序)。
權(quán)利要求
1.一種晶片處理方法，其是對在表面?zhèn)刃纬捎卸鄠€器件的晶片進(jìn)行處理的晶片處理方法，其特征在于，上述晶片處理方法包括以下工序變質(zhì)層形成工序，從晶片的背面?zhèn)日丈湎鄬τ谏鲜鼍哂型干湫缘牟ㄩL的激光，并將上述激光的聚光點對準(zhǔn)自上述背面?zhèn)绕痤A(yù)定深度的位置，從而在上述晶片的表面?zhèn)群蜕鲜霰趁鎮(zhèn)戎g形成變質(zhì)層；分離工序，將上述晶片分離成比上述變質(zhì)層靠背面?zhèn)鹊谋趁鎮(zhèn)染?、和比上述變質(zhì)層靠表面?zhèn)鹊谋砻鎮(zhèn)染?；以及精加工工序，除去殘留在上述表面?zhèn)染系淖冑|(zhì)層，并將上述表面?zhèn)染庸ぶ令A(yù)定的厚度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的晶片處理方法，其特征在于， 對上述背面?zhèn)染M(jìn)行再利用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種晶片處理方法，在制造由硅等高價的半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體器件時，該方法能夠減少半導(dǎo)體的廢棄量。晶片(W)在表面(W1)上形成有器件(D)，從背面(W2)側(cè)照射相對于該晶片(W)具有透射性的激光(31a)，并將激光(31a)會聚于預(yù)定深度，從而在晶片(W)的表面(W1)側(cè)和背面(W2)側(cè)之間形成變質(zhì)層(L)，將晶片(W)分離成比變質(zhì)層(L)靠背面?zhèn)鹊谋趁鎮(zhèn)染捅茸冑|(zhì)層(L)靠表面?zhèn)鹊谋砻鎮(zhèn)染?，通過將殘留在表面?zhèn)染系淖冑|(zhì)層除去以將表面?zhèn)染庸ぶ令A(yù)定厚度，能夠使構(gòu)成表面?zhèn)染钠骷蔀楫a(chǎn)品，并能夠?qū)Ρ趁鎮(zhèn)染M(jìn)行再利用。
文檔編號H01L21/78GK101625995SQ20091015981
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月11日
發(fā)明者關(guān)家一馬 申請人:株式會社迪思科