固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法及半導(dǎo)體裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種從投入晶片制造工藝時(shí)就能夠使用Si薄晶片而不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的晶片斷裂、并能夠容易地進(jìn)行Si薄晶片與支承基板的剝離、從而降低晶片成本的固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法以及半導(dǎo)體裝置的制造方法。在從包括Si晶片和與該Si晶片的背面固相鍵合的支承基板的固相鍵合晶片上剝離所述支承基板的方法中，本發(fā)明的剝離支承基板的方法至少包括：斷裂層形成工序，在該斷裂層形成工序中，使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所述Si晶片與所述支承基板的固相鍵合界面，并照射出使用了具有可透過Si晶片的波長的激光，從而在所述固相鍵合界面的外周部的至少一部分上形成斷裂層；剝離所述斷裂層的斷裂層剝離工序；以及剝離所述固相鍵合界面的鍵合界面剝離工序。
【專利說明】固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法及半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及WSS (Wafer Support System:晶片承載系統(tǒng))晶片(固相鍵合晶片)，尤其涉及該支承基板的剝離方法以及使用該方法的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于IGBT (絕緣柵雙極晶體管)等功率器件，從降低能量損耗降低、散熱性等特性方面的觀點(diǎn)來看，認(rèn)為力圖實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體基板的薄型化具有較大的優(yōu)勢(shì)。如果能夠在投入制造工藝的最開始就使用厚度較薄的晶片(薄晶片)來制造半導(dǎo)體器件，則半導(dǎo)體基板的薄型化的制造效率最高，這就迫切要求建立可使厚度較薄的晶片順利流片的晶片制造工藝。然而，實(shí)際上若在制造工藝的最開始就使用厚度較薄的晶片來進(jìn)行流片，則因熱而產(chǎn)生的應(yīng)力容易導(dǎo)致晶片斷裂等現(xiàn)象的增加，因此，如圖3所示，在投入制造工藝的最開始通常使用較厚的晶片，例如，準(zhǔn)備直徑為8英寸、厚度為725μπι的Si晶片IOOa (圖3(a))。從Si晶片IOOa的任一側(cè)的表面形成IGBT所需的MOS (金屬氧化膜半導(dǎo)體)柵結(jié)構(gòu)(未圖不)、發(fā)射極金屬電極(未圖示)等器件結(jié)構(gòu)(圖3 (b))。在表面?zhèn)刃纬善骷Y(jié)構(gòu)之后，在接近制造工藝后半程的最后的工序中進(jìn)行Si晶片IOOa的打薄工序，例如利用磨削裝置和CMP(化學(xué)機(jī)械研磨裝置)對(duì)Si晶片IOOa的背面?zhèn)冗M(jìn)行研磨，從而形成厚度為100 μ m的Si晶片IOOb(圖3 (C))。在Si晶片IOOb背面?zhèn)刃纬伤璧募姌O層(101)和集電極電極(102)(圖3(d))之后，通過刀片切割將其分割成IGBT芯片(103)(圖3 (e))。由此，為了防止晶片斷裂，實(shí)際上大多采用在晶片制造工藝的后半程設(shè)置完成所期望的較薄基板厚度的工序的制造方法。其結(jié)果是導(dǎo)致在背面磨削工序的階段，投入時(shí)的Si晶片厚度的80%以上的硅基板被去除。由于在研磨下來的硅粉塵中混入了磨具的成分或因摻雜而產(chǎn)生的雜質(zhì)元素，因此幾乎無法再生利用。
[0003]此外，對(duì)于既能保持Si晶片的強(qiáng)度、又能使晶片薄型化的技術(shù)，已知有加強(qiáng)筋方式和WSS方式的技術(shù)。加強(qiáng)筋方式是指以下制造方法，在進(jìn)行所述背面磨削時(shí)，以下述方式對(duì)晶片進(jìn)行磨削，即以大約3mm左右的寬度留出背面最外周的邊緣部分且使其呈環(huán)狀，并挖出其內(nèi)周側(cè)，接著將既保持了剛性、厚度又較薄的晶片投入制造工藝(圖2)。在該圖2中，除圖2 (c)、(d)的涉及背面磨削的工序以外，其他工序與圖3相同。
[0004]另一方面，在WSS方式中存在有臨時(shí)粘貼方式、直接鍵合方式(固相鍵合方式)。利用粘接劑將支承基板粘貼于晶片背面的臨時(shí)粘貼方式是指以下方式，即:由于在粘接之后不能進(jìn)行高溫處理，因此最開始投入較厚的晶片，接著在高溫處理工序結(jié)束的后半程之后的晶片制造工藝中，為了保持晶片強(qiáng)度，利用粘接劑將支承基板粘貼于晶片表面?zhèn)龋笤趯?duì)晶片背面進(jìn)行磨削來形成Si晶片的同時(shí)，對(duì)Si晶片的背面?zhèn)葘?shí)施作為半導(dǎo)體器件所需的處理，處理完成后從Si晶片剝離支承基板。
[0005]將支承基板與背面以無粘接劑的方式進(jìn)行鍵合的直接鍵合方式是利用現(xiàn)有的Si晶片固相鍵合技術(shù)的方式。若采用固相鍵合，則即使在支承基板與Si晶片保持鍵合的狀態(tài)下，也能夠順利地進(jìn)行在晶片制造工藝的前半程所進(jìn)行的雜質(zhì)熱擴(kuò)散工序這樣的高溫處理。然而，該技術(shù)原本就沒有以能再次進(jìn)行剝離為前提，因此存在從固相鍵合后的Si晶片容易地將支承基板剝離的方法并未付諸實(shí)踐的問題。
[0006]根據(jù)上述加強(qiáng)筋方式、WSS方式，由于保持了 Si晶片的強(qiáng)度，因此能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)送時(shí)晶片斷裂的風(fēng)險(xiǎn)的降低、翹曲的降低等。在此后的說明中，若言及WSS方式或WSS晶片，則是指通過固相鍵合來對(duì)支承基板與晶片進(jìn)行直接鍵合的方式或固相鍵合晶片。
[0007]此外，已知有其他的稱為隱形切割的將晶片分割成芯片的技術(shù)。所謂隱形是隱藏的，看不到的意思。根據(jù)這種分割技術(shù)，通過使能夠透過硅的紅外激光的焦點(diǎn)聚焦在Si晶片的內(nèi)部，并使該激光照射沿著晶片內(nèi)芯片的切斷區(qū)域呈格子狀地進(jìn)行掃描，從而能夠在不對(duì)晶片表面造成損傷的情況下通過激光僅在晶片內(nèi)部形成斷裂層。在該斷裂層處形成內(nèi)部應(yīng)力以及伴隨著該內(nèi)部應(yīng)力而產(chǎn)生的沿著晶片表面方向的裂縫。接著，通過施加膠帶膨脹等外部應(yīng)力，使得沿著晶片表面方向行進(jìn)的裂縫得以擴(kuò)大，從而能夠?qū)⒕指畛删匦涡螤畹男酒＿@種隱形切割技術(shù)具有以下特點(diǎn)，即在背面、表面?zhèn)鹊倪吘壎紟缀跤^察不到現(xiàn)有的刀片切割等中容易產(chǎn)生的邊緣面的碎屑，并且與表面吸收型激光加工或切削加工不同，沒有粉塵等的飛散。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2010 - 103424號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2012 - 79836號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本專利特開2010 - 79871號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)4:日本專利特開2006 - 43713號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0009]在晶片制造工藝中對(duì)Si晶片進(jìn)行流片的情況下，將直徑為6英寸時(shí)晶片厚度在300 μ m左右以上,直徑為8央寸時(shí)晶片厚度在400 μ m左右以上稱為能夠進(jìn)彳丁處理而實(shí)質(zhì)上不會(huì)發(fā)生晶片斷裂等問題的晶片厚度的下限。但是，若將厚度比該晶片厚度的下限要薄的晶片直接投入到晶片制造工藝中，則Si晶片的翹曲變大，因此，尤其是在曝光時(shí)，由于TTV(Total Thickness Valiation:整體厚度偏差)較差而難以獲得良好的分辨率。此外，在雜質(zhì)熱擴(kuò)散等高溫處理中，由于晶片的變形而容易發(fā)生結(jié)晶缺陷。此外，即使將晶片厚度設(shè)為所述的可處理范圍的下限，使得直徑為6英寸時(shí)晶片厚度為300 μ m，直徑為8英寸時(shí)晶片厚度為400 μ m,但在例如為了進(jìn)一步將晶片打薄至完成品晶片厚度100 μ m而進(jìn)行磨削的情況下，原本的晶片厚度的2/3、3/4通過磨削而被去除，造成了浪費(fèi)。換言之，若在投入晶片制造工藝的最開始就使用完成品厚度的晶片或者厚度與其相接近的晶片，則顯而易見，能夠?qū)崿F(xiàn)材料的節(jié)省和磨削工序的簡(jiǎn)單化，也能夠改善成本。此外，即使使用加強(qiáng)筋方式晶片，由于晶片背面的除外周部以外的中央部被挖出，因此通過磨削去除的比例與上述情況也基本沒有差別。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述所說明的問題點(diǎn)而完成的，本發(fā)明的目的在于提供一種從投入晶片制造工藝時(shí)就能夠使用Si晶片而不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的晶片斷裂、且能夠容易地進(jìn)行Si晶片與支承基板的剝離、從而降低晶片成本的固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法以及半導(dǎo)體裝置的制造方法。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0011]為實(shí)現(xiàn)所述本發(fā)明的目的，本發(fā)明是從包括Si晶片和與該Si晶片的背面固相鍵合的支承基板的固相鍵合晶片上剝離所述支承基板的方法，該剝離支承基板的方法至少包括斷裂層形成工序，在該斷裂層形成工序中，使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所述Si晶片與所述支承基板的固相鍵合界面，并照射出使用了具有可透過Si晶片的波長的激光，從而在所述固相鍵合界面的外周部的至少一部分上形成斷裂層；剝離所述斷裂層的斷裂層剝離工序；以及剝離所述固相鍵合界面的鍵合界面剝離工序。
[0012]此外，為了實(shí)現(xiàn)所述本發(fā)明的目的，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法至少包括:固相鍵合工序，在該固相鍵合工序中將支承基板與Si晶片的背面固相鍵合；功能結(jié)構(gòu)形成工序，在該功能結(jié)構(gòu)形成工序中在所述Si晶片的表面形成功能結(jié)構(gòu)；斷裂層形成工序，在該斷裂層形成工序中，使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所述Si晶片與所述支承基板的固相鍵合界面，并照射出使用了具有可透過Si晶片的波長的激光，從而在所述固相鍵合界面的外周部的至少一部分上形成斷裂層；斷裂層剝離工序，在該斷裂層剝離工序中剝離所述斷裂層；鍵合界面剝離工序，在該鍵合界面剝離工序中剝離所述固相鍵合界面；以及背面處理工序，在該背面處理工序中，對(duì)鍵合界面剝離工序后的Si晶片的背面進(jìn)行背面處理。
發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種從投入晶片制造工藝時(shí)就能夠使用Si晶片而不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的晶片斷裂、且能夠容易地進(jìn)行Si晶片與支承基板的剝離、從而降低晶片成本的固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法以及半導(dǎo)體裝置的制造方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是表示本發(fā)明所涉及的使用固相鍵合方式的IGBT的晶片制造工藝((a)?(g))的半導(dǎo)體基板(晶片)的剖視圖。
圖2是在現(xiàn)有的IGBT的晶片制造工藝((a)?(e))中以加強(qiáng)筋方式對(duì)背面進(jìn)行磨削而得到的半導(dǎo)體基板(晶片)的剖視圖。
圖3是表不現(xiàn)有的IGBT的晶片制造工藝((a)?(e))的半導(dǎo)體基板(晶片)的首I]視圖。圖4是表示本發(fā)明所涉及的使用不同的固相鍵合方式的IGBT的晶片制造工藝((a)?(g))的半導(dǎo)體基板(晶片)的剖視圖。
圖5是用于說明本發(fā)明所涉及的固相鍵合方式的Si晶片的剖視圖和俯視圖。
圖6是在Si晶片和支承基板之間的固相鍵合界面上存在有空隙的固相鍵合晶片的剖視圖以及超聲波圖像照片。
圖7是在Si晶片和支承基板之間的固相鍵合界面上存在有氧化膜的固相鍵合晶片的首1J視圖。
圖8是表示本發(fā)明所涉及的斷裂層剝離工序和鍵合界面剝離工序的一個(gè)實(shí)施方式的首1J視圖。
圖9是表示與圖8不同的本發(fā)明所涉及的斷裂層剝離工序和鍵合界面剝離工序的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方式進(jìn)行說明。其中，本發(fā)明并不限定于以下所要說明的實(shí)施方式。
[0016]本發(fā)明的從固相鍵合晶片剝離支承基板的方法至少包括:斷裂層形成工序、斷裂層剝離工序、以及鍵合界面剝離工序。斷裂層形成工序是使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)Si晶片與支承基板的固相鍵合界面，并照射出使用可透過Si晶片的波長的激光，從而在固相鍵合界面的外周部的至少一部分上形成斷裂層的工序。斷裂層是因激光而發(fā)生性質(zhì)改變的層，是成為剝離支承基板時(shí)的起點(diǎn)的層。
[0017]利用激光來進(jìn)行切斷的切斷方法作為半導(dǎo)體Si晶片的切割技術(shù)被公所周知(例如專利文獻(xiàn)4)。在該切斷方法中，在使激光的焦點(diǎn)聚焦在Si (硅)半導(dǎo)體晶片內(nèi)部的同時(shí)，使激光照射沿著芯片化切斷線呈格子狀進(jìn)行掃描。由此，沿著芯片化切斷線將晶片內(nèi)部具有斷裂層的切斷部形成為格子狀。然后，通過使每個(gè)切割膠帶膨脹而機(jī)械地將晶片分割成芯片。在現(xiàn)有的使具有對(duì)于Si材料吸收性較高的波長的激光的焦點(diǎn)聚焦在Si晶片表面的激光劃片方式中，容易產(chǎn)生燒蝕，Si的一部分成為熔融微粒而四處飛散，尤其是Si的熔融微粒凝固在切斷部邊緣周邊而產(chǎn)生Si的碎片，從而無法獲得光滑的切斷面。因此，優(yōu)選以下利用激光來進(jìn)行切斷的切斷方法，即通過使用能透過Si晶片的波長的激光，并使該激光的焦點(diǎn)聚焦在Si晶片內(nèi)部，從而僅在照射能量較高的Si晶片內(nèi)部形成斷裂層，而不在Si晶片表面留下激光的痕跡。由于斷裂層是Si晶片的單結(jié)晶結(jié)構(gòu)發(fā)生碎裂的狀態(tài)，因此與單結(jié)晶體的Si晶片內(nèi)層相比其機(jī)械強(qiáng)度較弱，處于容易剝離的狀態(tài)。在本發(fā)明中使用所述隱形切割技術(shù)中所使用的激光。通過使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)Si晶片與支承基板的固相鍵合界面，并照射使用可透過Si晶片的波長的激光，從而在固相鍵合界面的外周部的至少一部分上形成斷裂層。斷裂層可以形成在固相鍵合界面的整個(gè)外周部，也可以形成在外周部的一部分。
[0018]具體而言，通過從Si支承晶片(支承基板)外周(晶片的側(cè)面)方向照射使用可透過Si晶片的波長的激光，使其焦點(diǎn)聚焦在固相鍵合的界面內(nèi)部，并對(duì)沿著外周的長度在一定程度以上的環(huán)狀或晶片外周的一部分區(qū)域中所需的范圍進(jìn)行照射，來分別形成斷裂層。由于所形成的斷裂層的機(jī)械強(qiáng)度較弱，因此該斷裂層可較為容易地進(jìn)行剝離，以該剝離點(diǎn)作為起點(diǎn)向Si晶片的中心部產(chǎn)生裂縫。該裂縫沿著與內(nèi)層相比接合較弱的固相鍵合界面行進(jìn)，因此能夠逐漸將Si晶片與支承基板拉開從而將其剝離。
[0019]斷裂層剝離工序是將所述斷裂層形成工序中因激光而發(fā)生性質(zhì)改變的斷裂層進(jìn)行剝離的工序。分別固定Si晶片和支承基板，通過向使固相鍵合界面的斷裂層發(fā)生斷裂的方向施加力來剝離斷裂層。作為Si晶片及支承基板的固定方法，可以舉出例如分別對(duì)Si晶片的表面(正面)和支承基板的背面進(jìn)行真空卡盤夾緊、靜電卡盤夾緊的方法等。
[0020]鍵合界面剝離工序是剝離固相鍵合界面的工序。與斷裂層剝離工序相同，通過向使固相鍵合界面斷裂的方向施加力，能夠產(chǎn)生以斷裂層的剝離為起點(diǎn)的沿著固相鍵合界面的裂縫，由此來進(jìn)行剝離。與斷裂層剝離工序相同，分別固定Si晶片和支承基板，而后對(duì)鍵合界面進(jìn)行剝離。根據(jù)斷裂層的形成狀態(tài)，鍵合界面剝離工序可以在斷裂層剝離工序后進(jìn)行，或者與斷裂層剝離工序同時(shí)進(jìn)行。
[0021]在本發(fā)明的從固相鍵合晶片剝離支承基板的方法中，除了上述工序之外，還可以包括邊對(duì)Si晶片表面進(jìn)行真空卡盤夾緊、靜電卡盤夾緊等邊進(jìn)行冷卻，并通過利用燈、激光、加熱板等對(duì)支承基板側(cè)進(jìn)行加熱，從而使晶片表面與支承基板因熱膨脹差而發(fā)生剝離的工序。
[0022]在本發(fā)明的從固相鍵合晶片剝離支承基板的方法中，能夠使所述Si晶片與所述支承基板的固相鍵合界面存在空隙。通過在固相鍵合界面上形成作為未鍵合部分的空隙這樣的間隙，能夠使鍵合界面剝離工序中固相鍵合界面的剝離變得容易?？障对醋杂谥С谢灞砻嫠纬傻陌纪?。在將支承基板與Si晶片進(jìn)行鍵合之前，只要對(duì)支承基板的表面局部照射等離子體，就能夠在支承基板的表面上形成凹部。該凹部成為固相鍵合界面的空隙，由于空隙不與Si晶片鍵合，因此鍵合界面剝離工序中的剝離變得容易。
[0023]在本發(fā)明的從固相鍵合晶片剝離支承基板的方法中，能夠使所述Si晶片與所述支承基板的固相鍵合界面存在氧化膜。通過在固相鍵合界面上形成作為未鍵合部分的氧化膜，能夠使鍵合界面剝離工序中固相鍵合界面的剝離變得容易。氧化膜形成在支承基板的表面上。在將支承基板與Si晶片進(jìn)行鍵合之前，通過照射等離子體等來去除氧化膜。若局部照射等離子體，則支承基板上殘留有氧化膜。該氧化膜成為固相鍵合界面的氧化膜，由于氧化膜不與Si晶片鍵合，因此鍵合界面剝離工序中的剝離變得容易。在本發(fā)明的剝離支承基板的方法中，在上述固相鍵合界面上可以同時(shí)存在空隙和氧化膜。
[0024]在本發(fā)明的從固相鍵合晶片剝離支承基板的方法中，優(yōu)選從固相鍵合晶片的側(cè)面照射所述激光。這是由于在Si晶片表面形成有由氧化膜、Poly-Si膜、金屬膜等形成的器件，因此激光無法透過，或者會(huì)損害器件的功能。
[0025]在本發(fā)明的從固相鍵合晶片剝離支承基板的方法中，優(yōu)選從垂直于固相鍵合晶片面的方向照射所述激光。若從斜向進(jìn)行照射，有可能會(huì)在支承基板表面發(fā)生反射，從而無法將足夠的能量傳導(dǎo)到剝離界面。此外，也有可能對(duì)激光照射裝置內(nèi)部和外部造成損傷。這是由于在Si晶片表面形成有由氧化膜、Poly-Si膜、金屬膜等形成的器件，因此激光無法透過。
[0026]在本發(fā)明的從固相鍵合晶片剝離支承基板的方法中，優(yōu)選所述支承基板為從Si晶片、表面具有SiO層的Si晶片、SiC晶片中所選出的任一種基板。這是因?yàn)槿绻沁@些基板，則與Si晶片的鍵合性較好。
[0027]在本發(fā)明的從固相鍵合晶片剝離支承基板的方法中，優(yōu)選在直徑為6英寸時(shí)所述Si晶片的厚度小于300 μ m，在直徑為8英寸時(shí)所述Si晶片的厚度小于400 μ m。如果具有上述厚度，則無需通過用于打薄晶片的化學(xué)機(jī)械研磨等來進(jìn)行過剩的研磨，從而能充分地降低晶片成本。從降低晶片成本的觀點(diǎn)來看，進(jìn)一步優(yōu)選為在直徑為6英寸時(shí)Si晶片的厚度為ΙΟΟμπι?150 μ m，在直徑為8英寸時(shí)Si晶片的厚度為100 μ m?200 μ m。
[0028]接著，對(duì)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說明。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法至少包括:固相鍵合工序、功能結(jié)構(gòu)形成工序、斷裂層形成工序、斷裂層剝離工序、鍵合界面剝離工序、以及背面處理工序。固相鍵合工序是將支承基板與Si晶片的背面進(jìn)行固相鍵合的工序。作為固相鍵合方法，可以舉出例如通過氫鍵合法來對(duì)Si晶片與支承基板進(jìn)行鍵合的方法。具體而言，去除Si晶片、支承基板的鍵合面上的氧化膜層或吸附層來進(jìn)行鏡面精加工，接著在水蒸氣氣氛中將Si晶片與支承基板的鏡面相對(duì)并進(jìn)行貼合，然后實(shí)施熱處理(300°C?700°C)使其發(fā)生氫鍵合反應(yīng)。接著，將貼合的基板進(jìn)一步加熱至超過結(jié)晶塑性溫度的溫度，例如800°C?1000°C，使得Si晶片與支承基板之間的原子相互移動(dòng)從而牢固地進(jìn)行貼合，從而形成固相鍵合晶片。
[0029]功能結(jié)構(gòu)形成工序是在Si晶片的表面形成功能結(jié)構(gòu)的工序。例如，在以制造IGBT器件為目的的情況下，形成IGBT的MOS柵結(jié)構(gòu)(選擇性地形成的P型基極區(qū)、在該基極區(qū)內(nèi)選擇性地形成的η型發(fā)射區(qū)、設(shè)置在發(fā)射區(qū)與Si晶片表面之間的基極區(qū)上的柵極絕緣膜和柵極電極等)、發(fā)射極電極等表面?zhèn)人璧墓δ芙Y(jié)構(gòu)。
[0030]斷裂層形成工序是使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)Si晶片與支承基板的固相鍵合界面，并照射出使用可透過Si晶片的波長的激光，從而在固相鍵合界面的外周部的至少一部分上形成斷裂層的工序。斷裂層是因激光而發(fā)生性質(zhì)改變的層，是成為將支承基板剝離時(shí)的起點(diǎn)的層。
[0031]斷裂層剝離工序是將所述斷裂層形成工序中因激光而發(fā)生性質(zhì)改變的斷裂層剝離的工序。分別固定Si晶片和支承基板，通過向使固相鍵合界面的斷裂層發(fā)生斷裂的方向施加力來剝離斷裂層。作為Si晶片及支承基板的固定方法，可以舉出例如分別對(duì)Si晶片的表面和支承基板的背面進(jìn)行真空卡盤夾緊、靜電卡盤夾緊的方法等。
[0032]鍵合界面剝離工序是將固相鍵合界面剝離的工序。與斷裂層剝離工序相同，通過向使固相鍵合界面發(fā)生斷裂的方向施加力，能夠產(chǎn)生以斷裂層的剝離為起點(diǎn)的沿著固相鍵合界面的裂縫，由此來進(jìn)行剝離。與斷裂層剝離工序相同，分別固定Si晶片和支承基板，而后對(duì)鍵合界面進(jìn)行剝離。根據(jù)斷裂層的形成狀態(tài)，鍵合界面剝離工序可以在斷裂層剝離工序后進(jìn)行，或者與斷裂層剝離工序同時(shí)進(jìn)行。
[0033]背面處理工序是在鍵合界面剝離工序之后對(duì)Si晶片的背面進(jìn)行背面處理的工序。作為背面處理，即形成η+緩沖層、P+集電極層、集電電極等。
[0034]在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，除了上述工序之外，還包括將Si晶片分割成各個(gè)芯片的切割工序、在Si晶片表面的Al電極上形成Au/Ni膜的鍍覆工序這樣的工序。
[0035]在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，能夠使所述Si晶片與所述支承基板之間的固相鍵合界面上存在有空隙。通過在固相鍵合界面上形成作為未鍵合部分的空隙這樣的間隙，能夠使鍵合界面剝離工序中固相鍵合界面的剝離變得容易。
[0036]在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，能夠使所述Si晶片與所述支承基板之間的固相鍵合界面上存在有氧化膜。通過在固相鍵合界面上形成作為未鍵合部分的氧化膜，能夠使鍵合界面剝離工序中固相鍵合界面的剝離變得容易。在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在上述固相鍵合界面上可以同時(shí)存在空隙和氧化膜。
[0037]在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，優(yōu)選從固相鍵合晶片的側(cè)面照射出所述激光。這是由于在Si晶片表面形成有由氧化膜、Poly-Si膜、金屬膜等形成的器件，因此激光無法透過，或者會(huì)損害器件的功能。
[0038]在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，優(yōu)選從垂直于固相鍵合晶片面的方向照射所述激光。若從斜向進(jìn)行照射，有可能會(huì)在支承基板表面發(fā)生反射，從而無法將足夠的能量傳導(dǎo)到剝離界面。此外，也有可能對(duì)激光照射裝置內(nèi)部和外部造成損傷。這是由于在Si晶片表面形成有由氧化膜、Poly-Si膜、金屬膜等形成的器件，因此激光無法透過。
[0039]在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，優(yōu)選所述支承基板為從Si晶片、表面具有SiO層的Si晶片、SiC晶片中所選出的任一種基板。這是因?yàn)槿绻沁@些基板，則與Si晶片的鍵合性較好。[0040]在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，優(yōu)選在直徑為6英寸時(shí)所述Si晶片的厚度小于300 μ m，在直徑為8英寸時(shí)所述Si晶片的厚度小于400 μ m。如果具有上述厚度，則無需通過用于打薄晶片的化學(xué)機(jī)械研磨等來進(jìn)行過剩的研磨，從而能充分地降低晶片成本。從降低晶片成本的觀點(diǎn)來看，進(jìn)一步優(yōu)選為在直徑為6英寸時(shí)Si晶片的厚度為ΙΟΟμπι?150 μ m，在直徑為8英寸時(shí)Si晶片的厚度為ΙΟΟμπι?200μπι。
[0041]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的從固相鍵合晶片剝離支承基板的方法以及使用該方法的半導(dǎo)體裝置的制造方法的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明只要不超出其主旨，并不限于以下所要說明的實(shí)施例所記載的內(nèi)容。
實(shí)施例
[0042]參照?qǐng)D1，對(duì)使用本發(fā)明的固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法的半導(dǎo)體裝置的制造方法的實(shí)施例1進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是整個(gè)晶片的剖視圖。相對(duì)于直徑為8英寸、厚度小于400 μ m的FZ-n型Si晶片la，準(zhǔn)備相同直徑的厚度為300 μ m的CZ-ρ型Si支承晶片2a作為支承基板(圖1(a))。這里，如圖4(a)所示，可以將Si晶片Ib的厚度設(shè)為100 μ m，將支承晶片2b的厚度設(shè)為700 μ m。在圖4中，由于將Si晶片Ib的厚度設(shè)為大致等于完成品晶片的厚度即100 μ m,且使用了通過將Si晶片Ib與厚度為700 μ m的支承晶片2b固相鍵合而得到的Si固相鍵合晶片3b，因此，與圖1的方法不同，不需要圖1 (e)的背面磨削工序，但其他工序是相同的。
[0043]回到圖1的說明，不使用有機(jī)類粘接劑而通過公知的氫鍵合法等將兩個(gè)Si晶片Ia和Si支承晶片2a直接進(jìn)行貼合。具體而目，對(duì)成為Si晶片la、Si支承晶片2a的貼合面的兩個(gè)主面實(shí)施鏡面精加工。在潔凈的水蒸氣氣氛中將兩片Si晶片Ia與Si支承晶片2a的鏡面相對(duì)進(jìn)行貼合，并實(shí)施熱處理(300?700°C)，從而Si晶片Ia與Si支承晶片2a表面經(jīng)由H2O分子發(fā)生氫鍵合反應(yīng)。對(duì)貼合后的Si晶片Ia和Si支承晶片2a加熱至超過結(jié)晶塑性溫度，即800?1000°C，從而兩片Si晶片Ia與Si支承晶片2a之間的原子相互移動(dòng)，從而形成牢固貼合的Si固相鍵合晶片3a (圖1 (b))。對(duì)于該Si固相鍵合晶片3a，將Si晶片Ia側(cè)設(shè)為表面、將Si支承晶片2a側(cè)設(shè)為背面。
[0044]即使在不同材料的晶片間進(jìn)行貼合的情況下，也可以利用公知的氫鍵合反應(yīng)等，在兩片晶片相互密接的狀態(tài)下將其加熱至結(jié)晶塑性溫度以上，然后通過對(duì)其進(jìn)行冷卻來形成固相鍵合晶片，但在固相鍵合后的晶片中會(huì)因原先的晶片的膨脹系數(shù)差而容易發(fā)生變形、翹曲等。即，在對(duì)與Si (硅)的熱膨脹系數(shù)差有著較大差別的半導(dǎo)體晶片或金屬基板等彼此進(jìn)行貼合的情況下，在晶片鍵合時(shí)，尤其是在進(jìn)行晶片的冷卻工序時(shí)會(huì)發(fā)生因熱膨脹系數(shù)差而引起的變形、翹曲，貼合后的晶片也容易產(chǎn)生翹曲、損壞。因此，優(yōu)選為盡可能使用與Si的熱膨脹系數(shù)的差較小的材料基板來進(jìn)行彼此的貼合。
[0045]在Si固相鍵合晶片3a的表面?zhèn)?，例如，在以制造IGBT器件為目的的情況下，形成IGBT的MOS柵結(jié)構(gòu)(選擇性地形成的P型基極區(qū)、在該基極區(qū)內(nèi)選擇性地形成的η型發(fā)射區(qū)、設(shè)置在發(fā)射區(qū)與Si晶片Ia表面之間的基極區(qū)上的柵極絕緣膜和柵極電極)、發(fā)射極電極等表面?zhèn)人璧墓δ芙Y(jié)構(gòu)。在這種MOS柵結(jié)構(gòu)等表面?zhèn)裙δ芙Y(jié)構(gòu)的形成過程中包括要求晶片具有較高的平坦度的光刻工序、以及需要進(jìn)行1000°C以上的高溫處理的雜質(zhì)熱擴(kuò)散工序。如果Si固相鍵合晶片3a的平坦度較高，則能夠形成表面?zhèn)鹊腗OS柵結(jié)構(gòu)而不會(huì)發(fā)生問題(圖1 (C))。若使用Si支承晶片作為支承基板，則Si固相鍵合晶片3a的耐熱溫度與Si半導(dǎo)體基板也相同。圖1 (c)的標(biāo)號(hào)4表示所述IGBT的MOS柵結(jié)構(gòu)、發(fā)射極電極等表面?zhèn)裙δ芙Y(jié)構(gòu)的剖面。
[0046]從形成有表面?zhèn)裙δ芙Y(jié)構(gòu)的Si固相鍵合晶片3a的側(cè)面的外部以與晶片面相平行的方向照射激光5，使得激光5的焦點(diǎn)聚焦在Si固相鍵合晶片3a的外周部?jī)?nèi)部的固相鍵合界面上，從而形成斷裂層(圖1 (d))。照射該激光5是用于從Si固相鍵合晶片3a上剝離Si支承晶片的準(zhǔn)備工序。參照?qǐng)D5對(duì)包含該準(zhǔn)備工序在內(nèi)的剝離工序進(jìn)行進(jìn)一步說明。如圖5所示，使激光5的焦點(diǎn)聚焦在結(jié)束表面?zhèn)忍幚淼腟i固相鍵合晶片3b上、從Si固相鍵合晶片3b的外周端開始往內(nèi)3_左右的內(nèi)側(cè)，由此與固相鍵合界面相匹配地來設(shè)置斷裂層6?？梢詫嗔褜?的圓周方向的長度設(shè)為整個(gè)周長(圖5 (c))，但也不一定要將斷裂層6設(shè)為整個(gè)周長，優(yōu)選形成為半個(gè)圓周左右的長度。在將斷裂層6形成為整個(gè)圓周時(shí)，如圖
5(c)所示，優(yōu)選在照射激光時(shí)使晶片沿著箭頭的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。此外，也不一定要沿圓周方向形成斷裂層6，如果從外周端開始向中心方向、例如IOmm左右的內(nèi)側(cè)以使焦點(diǎn)位置深入內(nèi)側(cè)的方式向Si固相鍵合晶片3b的外周端的一部分掃描并照射激光，由此形成斷裂層6，則也可以使圓周方向的斷裂層6的長度縮短為20_左右(圖5(d))。此外，在對(duì)Si固相鍵合晶片3a的外周部的固相鍵合界面照射激光時(shí)，在上述說明中是從與晶片面相平行的晶片的側(cè)面進(jìn)行照射，但也可以從垂直于晶片面的方向進(jìn)行照射，由此來使焦點(diǎn)聚焦在固相鍵合界面的外周部。
[0047]下面，對(duì)激光照射方法進(jìn)行說明。若光子的能量hv小于材料的吸收帶隙Ee，則從光學(xué)上來說是透明的。因此，在材料中發(fā)生吸收的條件為hv>Ee。然而，即使從光學(xué)上來說是透明的，若激光的強(qiáng)度非常大，在nhv > Eg的條件下(η = 2、3、4...)也會(huì)在材料中發(fā)生吸收。這種現(xiàn)象稱為多光子吸收。在脈沖波的情況下，激光的強(qiáng)度由激光的聚光點(diǎn)的峰值功率密度(W/cm2)來決定，例如在峰值功率密度為IXlO8 (W/cm2)以上的條件下會(huì)發(fā)生多光子吸收。峰值功率密度通過(聚光點(diǎn)處激光的單個(gè)脈沖能量)+(激光的光斑截面積X脈沖寬度)來求得。此外，在連續(xù)波的情況下，激光的強(qiáng)度由激光的聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(W/cm2)來決定。
[0048]在本發(fā)明的斷裂層形成工序中，在發(fā)生多光子吸收的條件下使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)固相鍵合界面地照射出激光，由此形成斷裂層。在本發(fā)明中，并不是利用Si晶片吸收激光，使Si晶片發(fā)熱來形成斷裂層，而是通過激光透過Si晶片，使固相鍵合界面上發(fā)生多光子吸收來形成斷裂層。由于激光不會(huì)被Si晶片吸收，因此Si晶片的表面不會(huì)發(fā)生熔融。
[0049]在本發(fā)明的斷裂層形成工序中，可根據(jù)如下數(shù)據(jù)設(shè)定激光及激光的照射條件。
(A)激光
光源:半導(dǎo)體激光器激勵(lì)Nd =YAG激光 波長:1064nm
激光光斑截面積:3.14X10_8cm2 振蕩方式:Q開關(guān)脈沖 重復(fù)頻率:100kHz 脈沖寬度:30ns 輸出:輸出< ImJ/脈沖 激光質(zhì)量=TEMw 偏光特性:直線偏光
(B)聚光用透鏡
相對(duì)于激光波長的透過率:60%
(C)載放Si固相鍵合晶片的載放臺(tái)的移動(dòng)速度:100mm/秒
[0050]另外，激光質(zhì)量為TEMcitl是指聚光性較好、到激光的波長為止都可進(jìn)行聚光的意思。
[0051]在從Si晶片Ia上剝離支承基板即Si支承晶片2a時(shí)采用以下方法，即如圖1(d)所示，抬起Si支承晶片2外周的一部分，首先使設(shè)置在晶片外周部的斷裂層6剝離來形成剝離的始端，接著緩慢地依次拉開直到抬起整個(gè)晶片為止，由此來進(jìn)行整個(gè)支承基板的剝離。此外，也可以分多個(gè)階段來進(jìn)行該抬起動(dòng)作。如果抬起的角度有限，則即使抬起的Si晶片Ia被打薄，也只會(huì)翹曲到不會(huì)發(fā)生斷裂的程度，從而能夠從貼合后的Si固相鍵合晶片3a上將支承基板即Si支承晶片2a剝尚。
[0052]剝離Si支承晶片2a之后，有時(shí)需要去除Si晶片的剝離面的破壞層等，或需要進(jìn)一步地打薄Si晶片la，在這種情況下，與現(xiàn)有的工序相同，對(duì)剝離面進(jìn)行磨削、CMP(Chemical Mechanical Polishing:化學(xué)機(jī)械研磨)研磨、或者利用藥品進(jìn)行蝕刻處理,從而將晶片厚度形成為ΙΟΟμπι (圖1 (e))。對(duì)研磨后的晶片面(背面)施加所需的背面處理。作為背面處理，即形成n+緩沖層(未圖示)、p+集電極層7、集電電極8等(圖1 (f))。接著通過切割工序(圖1 (g))來制造IGBT芯片9。
[0053]圖6是在Si晶片和支承基板之間的固相鍵合界面上存在有空隙的固相鍵合晶片的剖視圖以及超聲波圖像照片。相對(duì)于直徑為8英寸、厚度小于400μπι的FZ-n型Si晶片lc，準(zhǔn)備相同直徑的厚度為300μπι的CZ-p型Si支承晶片2c作為支承基板(圖6(a))。此處，在Si支承晶片2c的與Si晶片Ic相貼合的面的一部分上具有空隙10?？障?0可以通過在支承晶片2c與Si晶片鍵合之前，對(duì)支承晶片2c的整個(gè)表面或局部照射等離子體來形成。在Si晶片Ic與Si支承晶片2c相貼合而形成Si固相鍵合晶片3c的情況下，在固相鍵合界面上存在有空隙(圖6 (b))。通過在固相鍵合界面上形成作為未鍵合部分的空隙這樣的間隙，能夠使鍵合界面剝離工序中固相鍵合界面的剝離變得容易。圖6 (c)是Si固相鍵合晶片的超聲波圖像照片。這是從Si固相鍵合晶片的Si晶片的表面方向所拍攝到的照片，由該照片可以確認(rèn)在鍵合界面上存在有分布成白色斑點(diǎn)狀的空隙。
[0054]圖7是在Si晶片和支承基板之間的固相鍵合界面上存在有氧化I旲的固相鍵合晶片的剖視圖。相對(duì)于直徑為8英寸、厚度小于400μπι的FZ-n型Si晶片ld，準(zhǔn)備相同直徑的厚度為300 μ m的CZ-p型Si支承晶片2d作為支承基板(圖7 (a))。此處，在Si支承晶片2d的與Si晶片Id相貼合的面的一部分上具有氧化膜11。局部具有氧化膜的Si支承晶片2d可通過以下方式形成，即在將整個(gè)表面具有氧化膜的支承晶片與Si晶片相接合之前，對(duì)支承晶片的表面局部照射等離子體來去除部分氧化膜。在Si晶片Id與Si支承晶片2d相貼合而形成Si固相鍵合晶片3d的情況下，在固相鍵合界面上存在有氧化膜(圖7 (b))。通過在固相鍵合界面上形成作為未鍵合部分的氧化膜，能夠使鍵合界面剝離工序中固相鍵合界面的剝離變得容易。
[0055]圖8是表示本發(fā)明所涉及的斷裂層剝離工序和鍵合界面剝離工序的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖。本實(shí)施方式以Si固相鍵合晶片3c為例，在該Si固相鍵合晶片3c中，Si晶片Ic與具有空隙10的Si支承晶片2c相貼合，并進(jìn)一步形成有表面?zhèn)裙δ芙Y(jié)構(gòu)4(圖8(a))。從該Si固相鍵合晶片3c的側(cè)面對(duì)固相鍵合界面照射激光5，從而在固相鍵合界面的整個(gè)圓周上形成斷裂層6 (圖8 (a))。接著，利用吸附裝置12、以及吸附裝置13對(duì)形成有表面?zhèn)裙δ芙Y(jié)構(gòu)4的Si晶片Ic的表面進(jìn)行固定。通過真空卡盤或靜電卡盤將Si支承晶片2c的背面夾緊在晶片固定平臺(tái)14上(圖8 (b))。
吸附裝置12具有以下結(jié)構(gòu)，即吸附裝置12的吸附面與吸附裝置13的吸附面在同一面的狀態(tài)下可同時(shí)移動(dòng)，并且吸附裝置12也可以獨(dú)立于吸附裝置13而單獨(dú)進(jìn)行移動(dòng)。
接著，在吸附裝置13處于靜止的狀態(tài)下向抬起Si晶片Ic的端部的方向(圖8 (c)中箭頭的方向)抬起吸附裝置12。然后，剝離Si晶片Ic與Si支承晶片2c的固相鍵合界面端部(各晶片的外周端部)的斷裂層6，從而形成剝離整個(gè)固相鍵合界面的始端(剝離部)(圖
8(C))。
此時(shí)抬起端部的方向是相對(duì)于垂直于吸附裝置12、13的吸附面的方向稍向Si晶片的內(nèi)側(cè)傾斜的方向。若向內(nèi)側(cè)的傾斜較大，則容易形成對(duì)固相鍵合界面的端部進(jìn)行剝離的始端，但是會(huì)對(duì)吸附裝置12和吸附裝置13之間的邊界附近施加較大的應(yīng)力。因此，優(yōu)選以不會(huì)導(dǎo)致Si晶片Ic斷裂的角度(例如5°左右)傾斜地抬起Si晶片Ic的外周。
然后，在吸附裝置12的吸附面與吸附裝置13的吸附面處于同一面的狀態(tài)下，接著在保持吸附裝置12、13的吸附面為同一面的同時(shí)，從剛剛利用吸附裝置12形成的剝離部持續(xù)地沿剝離方向(圖8 (d)的箭頭方向)抬起吸附裝置12、13的吸附面。緩慢地使吸附裝置12、13的吸附面傾斜，從而剝離整個(gè)固相鍵合界面(圖8 (d))。通過階段性地拉伸吸附裝置12和吸附裝置13，能夠以斷裂層6的剝離為起點(diǎn)，沿著固相鍵合界面產(chǎn)生裂紋，由此能夠在固相鍵合界面上進(jìn)行剝離。在該示例中，由于固相鍵合界面上存在有空隙10，空隙10的部分沒有進(jìn)行固相鍵合，因此容易進(jìn)行剝離。
這里，如圖(5) d所示，在激光僅照射晶片的一部分的情況下，利用吸附裝置12吸附被該激光照射的部位即可。
如圖8所示，具備吸附裝置12、13的剝離裝置能夠不限于在固相鍵合界面上存在有空隙10的情況下使用。例如，也可以適用于沒有設(shè)置空隙10而進(jìn)行固相鍵合、并如圖5 (c)Cd)那樣經(jīng)過激光照射后的半導(dǎo)體基板。
[0056]圖9是表示與圖8不同的本發(fā)明所涉及的斷裂層剝離工序和鍵合界面剝離工序的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖。本實(shí)施方式以Si固相鍵合晶片3c為例，在該Si固相鍵合晶片3c中，Si晶片Ic與具有空隙10的Si支承晶片2c相貼合，并進(jìn)一步形成有表面?zhèn)裙δ芙Y(jié)構(gòu)
4(圖9 (a))。利用粘接劑15將支撐材料16粘貼在對(duì)表面?zhèn)裙δ芙Y(jié)構(gòu)4進(jìn)行了處理的Si晶片Ic的表面上(圖9 (a))。支撐材料16以S1、SiC以及玻璃等作為原材料。從該Si固相鍵合晶片3c的側(cè)面或背面對(duì)Si固相鍵合晶片3c照射激光5，從而在固相鍵合界面的整個(gè)圓周上形成斷裂層6 (圖9 (b))。接著，利用晶片固定平臺(tái)17、14通過真空卡盤或靜電卡盤分別夾緊支撐材料16的背面以及Si支承晶片2c的背面。然后，通過向比垂直于吸附面的方向稍向Si晶片內(nèi)側(cè)傾斜的方向(圖9 (d)中箭頭的方向)拉伸晶片固定平臺(tái)17，來從端部抬起，并剝離固相鍵合界面端部與該端部之間的斷裂層6，從而形成剝離整個(gè)固相鍵合界面的始端(圖9(d))。然后，通過進(jìn)一步向箭頭方向進(jìn)行拉伸來抬起晶片固定平臺(tái)17，從而剝離整個(gè)固相鍵合界面(圖9(d))。接著，拆卸下晶片固定平臺(tái)17，在固定有支撐材料16的狀態(tài)下(圖9 (e))，根據(jù)需要對(duì)剝離面進(jìn)行CMP研磨從而對(duì)其表面進(jìn)行平滑化，然后實(shí)施形成n+緩沖層、P+集電極層、集電電極等的背面處理。然后，拆卸支撐材料16，經(jīng)由切割工序來形成芯片。
圖9所示的結(jié)構(gòu)能夠不限于在固相鍵合界面上存在有空隙10的情況下使用。例如，也可以適用于沒有設(shè)置空隙10而進(jìn)行固相鍵合、并如圖5 (c) (d)那樣經(jīng)過激光照射后的半導(dǎo)體基板。
[0057]在上述所說明的實(shí)施例中，使用Si半導(dǎo)體基板作為支承基板，作為不同的支承基板，例如，也可以設(shè)為從表面具有SiO層的Si半導(dǎo)體基板、SiC半導(dǎo)體基板中所選出的任一種基板。
[0058]根據(jù)上述所說明的實(shí)施例，能夠提供一種從投入晶片制造工藝時(shí)就能夠使用Si晶片而不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的晶片斷裂、并能夠容易地進(jìn)行晶片與支承基板的剝離、從而降低晶片成本的固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法以及半導(dǎo)體裝置的制造方法。
符號(hào)說明
[0059]la、lb、lc、Id Si 晶片 2a、2b、2c、2d Si支承晶片、支承基板 3a、3b、3c、3d Si固相鍵合晶片
4表面?zhèn)裙δ芙Y(jié)構(gòu)
5激光
6斷裂層
7P+集電極層
8集電電極
9IGBT芯片
10空隙
11氧化膜
12吸附裝置
13吸附裝置
14晶片固定平臺(tái)
15粘接劑
16支撐材料
17晶片固定平臺(tái)
【權(quán)利要求】
1.一種固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法，是從包括Si晶片和與Si晶片的背面固相鍵合的支承基板的固相鍵合晶片上剝離所述支承基板的方法，其特征在于，至少包括: 斷裂層形成工序，在該斷裂層形成工序中，使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所述Si晶片與所述支承基板的固相鍵合界面，并照射出使用了具有可透過Si晶片的波長的激光，從而在所述固相鍵合界面的外周部的至少一部分上形成斷裂層； 斷裂層剝離工序，在該斷裂層剝離工序中剝離所述斷裂層；以及 鍵合界面剝離工序，在該鍵合界面剝離工序中剝離所述固相鍵合界面。
2.如權(quán)利要求1所述的固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法，其特征在于， 所述Si晶片與所述支承基板的固相鍵合界面上存在有空隙。
3.如權(quán)利要求1或2所述的固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法，其特征在于， 所述Si晶片與所述支承基板的固相鍵合界面上存在有氧化膜。
4.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法，其特征在于， 從所述固相鍵合晶片的側(cè)面照射所述激光。
5.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法，其特征在于， 從與固相鍵合晶片面垂直的方向照射所述激光。`
6.如權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法，其特征在于， 所述支承基板是從Si晶片、表面具有SiO層的Si晶片、SiC晶片中選出的任一個(gè)基板。
7.如權(quán)利要求1至6的任一項(xiàng)所述的固相鍵合晶片的支承基板的剝離方法，其特征在于， 所述Si晶片在直徑為6英寸時(shí)厚度小于300 μ m，在直徑為8英寸時(shí)厚度小于400 μ m。
8.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，至少包括: 固相鍵合工序，在該固相鍵合工序中將支承基板與Si晶片的背面進(jìn)行固相鍵合； 功能結(jié)構(gòu)形成工序，在該功能結(jié)構(gòu)形成工序中在所述Si晶片的表面形成功能結(jié)構(gòu)； 斷裂層形成工序，在該斷裂層形成工序中，使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所述Si晶片與所述支承基板的固相鍵合界面，并照射出使用了具有可透過Si晶片的波長的激光，從而在所述固相鍵合界面的外周部的至少一部分上形成斷裂層； 斷裂層剝離工序，在該斷裂層剝離工序中剝離所述斷裂層； 鍵合界面剝離工序，在該鍵合界面剝離工序中剝離所述固相鍵合界面；以及背面處理工序，在該背面處理工序中對(duì)鍵合界面剝離工序后的Si晶片的背面進(jìn)行背面處理。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述Si晶片與所述支承基板的固相鍵合界面上存在有空隙。
10.如權(quán)利要求8或9所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述Si晶片與所述支承基板的固相鍵合界面上存在有氧化膜。
11.如權(quán)利要求8至10的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 從固相鍵合晶片的側(cè)面照射所述激光。
12.如權(quán)利要求8至10的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，從與固相鍵合晶片面垂直的方向照射所述激光。
13.如權(quán)利要求8至12的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述支承基板是從Si晶片、表面具有SiO層的Si晶片、SiC晶片中選出的任一個(gè)基板。
14.如權(quán)利要求8至13的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，所述Si晶片在 直徑為6英寸時(shí)厚度小于300 μ m，在直徑為8英寸時(shí)厚度小于400 μ m。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK103890908SQ201280051546
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月18日
【發(fā)明者】中嶋經(jīng)宏 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社