TW552636B - Method of making semiconductor device that has improved structural strength - Google Patents

Description

552636 A7 I-—-------_B7__ 五、發明説明（" - 發明的 h發明之 、本$明一般而言係有關於一種製造半導體元件的方 ^特定言之，其係有關於在背面研磨載物台處對背面施 以背面研磨的一種製造半導體元件的方法。 g·相關技遵^說明 近年來，可攜式終端裝置（諸如可攜式電話）其之形狀 、=了快速的變化越來越趨向於小型化並且為扁平狀的終 ㉝裝置。為此目的，用於該電子設備的半導體元件係期望 能較以往更為扁平。 α為了提供半導體元件較為扁平的形狀，在電路構成在 曰曰圓上之後研磨晶圓之背面。當半導體元件經由該一製程 而得一較扁平的形狀時，結構強度會受退化。 因此，在製程期間當將元件使其扁平時，需要防止半 導體元件造成缺口或是破裂。 第1A至1E圖，該等圖式係顯示有關於製造半導體元件 的一種相關技藝的方法其之製程步驟的一實例。第1A及⑶ I 囷係"員示在曰曰圓加工之後執行的背面研磨步驟，電路係構 成在Βθ圓1上。第1C及1D圖係顯示晶圓切割步驟，以及 第1Ε圖係圖示一安裝步驟。 | 如第1 Α圖中所示，完成晶圓加工的晶圓1具有一表面 防護帶2黏附於其上。晶圓1構成有電路的表面係面向表面 防4 π 2。利用此配置，構成在晶圓i上的電路係藉由表面 防護帶2而受到防護。 張尺度適财關緒準7^7祕⑵GX297_------ -4 -

------........餐…： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂丨 t 552636 五、發明説明（ 表面防護帶2黏附於Α μ 磨裝置的-晶圓失頭平^上上=圓1係安裝在一背面研 研磨頭4。如第1B圖中二:：研磨裝置具有轉動的- 擦，因而完成對晶圓:之:面::咖 步驟）。 、月面的月面研磨（亦即，背面研磨 當晶圓1受到研磨時，俾使經由背面研磨步驟而呈有 :預定^度’如第_中所示，表面防護帶2自晶圓;移 二亚且曰曰囫1之背面係黏附至一晶圓切割“。晶圓切割 一係配置在一框架5的内部’並具有—施有黏著劑(例如， 在紫外先曝光下固化的—種黏著劑）的表面，俾使 附其上。 黏附在晶圓切割帶6上的晶圓1係運送至-晶圓切 裝置，在該處執行晶圓切割(亦即，-晶圓切割步驟)。τ 先藉使用晶圓切割鋸7經由配置在晶_上的晶圓切割線切 割晶圓1而執行晶圓切割。因此，晶圓1係劃分成複數之半 導體元件10。由於半導體元件10係在成為個別的元件之後 黏附在晶圓切割帶6上’所以其不致散落並因自晶圓切割 6掉落而遺失。 在晶圓切割步驟之後，個別元件形式的半導體元件一 係連同框架5運送至-安裝裝置。在安裝裝置中，首先投射 糸外光俾使降低黏附半導體元件1〇之黏著劑的強度 後，半導體元件10係藉由推進插銷丨〗而向上推，因此半 體元件10係與晶圓切割帶6分開。 圓切割帶6移開的半導體元件1〇係藉由一夾套8 割 事 帶 10 之 導 a曰 本紙張尺度適用中國國家標準（Q、〖s) 規格（2i〇x297公羞)

·、τ· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) t 552636 A7 Γ ---------- --Β7 五、發明説明（3 ) ~ ^~~ -- ㈣住並接住，接著運送至—板9。半導^㈣係安裝在 I 板9上，仗而完成執行的製程。 ^上所述’-般係對元件之背面以機械方式研磨而 將晶圓1扁平化（第1_。在此背面研磨的步驟中，研磨頭 4係與晶，之背面摩擦。如此導致了微小的傷痕留在完成 的晶圓1之背面，稱為背面研磨痕跡。 A $2圖係為-說明性的圖式，顯示背面研磨痕跡。如 帛2圖中所示，背面研磨痕跡12係構成在晶圓以成螺旋 狀。背面研磨痕跡12即使在晶圓丨被分割成半導體元件ι〇 之後仍然存在。 現在考里構成在半導體元件1〇上之背面研磨痕跡U 的形狀。於第2圖中所示，位在晶圓！上的晶圓切割線係假 設在X方向及Y方向上延伸。 如第2圖中的箭頭a所示，由晶圓丨所切割出的一半導 體元件10Y ’所具有的背面研磨痕跡12一般係在γ方向上延 伸。如第2圖中的箭頭b所示，由晶圓j所切割出的一半導 體元件10X，所具有的背面研磨痕跡12一般係在χ方向上延 伸。以此方式，當在晶圓1上所產生之背面研磨痕跡丨2成螺 旋狀時，總是半導體元件1〇χ及10Y一般在晶圓切割線（亦 即’ X方向及Υ方向）上延伸的背面研磨痕跡12。 第3圖係為一說明性的圖式，顯示半導體元件藉由推 進插銷向上推的方式。 如第3圖中所示，其上具有背面研磨痕跡12的半導體 元件10Χ及10Υ係藉使用推進插銷11而自晶圓切割帶6移 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（21〇><297公釐) '〜

5........— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、訂| 552636 A7 B7 五、發明説明（ 4 開。當係如此完成時，一力F1係施加在半導體元件1〇χ及 10Υ上。此力F1的作用在於使半導體元件1〇χ及1〇γ如第4 圖中所示地彎曲（亦即，力F2係如第4圖中所示地施加）。 半導體兀件10X及10Y具有的背面研磨痕跡12一般係 在晶圓切割線的方向上延伸，亦即，在與半導體元件1 〇之 邊緣平行的方向。與其他的半導體元件1〇相較，半導體元 件10X及10Y就其之結構強度而言因而較弱，從而可能承受 由背面研磨痕跡12所產生的缺口或是破裂。 同時存在的一風險在於因背面研磨痕跡12所存在之 諸如破裂層以及微小破裂的一晶體缺陷。背面研磨痕跡 12、破裂層以及微小破裂係可致使晶片破裂或折斷。 在切割晶圓時，背面研磨痕跡12亦會導致在晶圓之邊 緣處產生缺口。該等所造成之缺口係會進一步地產生缺口或破裂。 當厚度為100微米的晶圓丨在背面研磨之後係分割成8 厘米X 8厘米的半導體元件i叫，以及元件之結構強度係經 由三點彎曲測試加以測f，例士口，該測試顯示平均強度值 為2.8牛頓，最大及最小值分別為3·4牛頓與2牛頓。當半 體元件1〇藉由推進插銷11(13針）自晶圓切割帶6拾起時， 許，度（係為半導體元件10所需，俾使不致破裂）根據計 與貫驗的結果所熟知的係為1.8牛頓。 此容許強度係非常地接近在測試中所獲得之元件〜 =小強度（2牛頓）’僅具有極小的備用餘裕。假若晶圓切割 帶6其中的一部分由於黏著劑效果的變化而黏著性強，同 導 容 算 的 樣 本紙張尺度適用中國國家標準_纖格⑵0χ297公酱)—

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可— t 552636

發明説明 地半導體元件10會遭受破裂。 體元件H)採取對策，從而增加半導體元件1〇之最小強度、。 遠一對朿的實例包括使用化學物質的化學餘刻法。該一方 法需要=當昂貴的設備並使用大量的化學物質，從而導致 成本顯著地增加。 因此，所需之製造半導體元件的方法係能夠改良扁平 化之半導體7L件的結構強度而不致增加製造成本。 1明之概要説昍 本發明之一般的目的在於所提供之—種製造半導體 元件的方法，大體上能夠消除由相關技藝之限制與缺點所 造成的一或更多的問題。 本發明之特性與優點將在以下的說明中提出，並且由 說明與伴隨的圖式在某種程度上會變得顯而易見的，或可 根據說明中所提供的講解内容實踐本發明而有所了解。本 發明之目的以及其他的特性與優點將藉由一種製造半導體 元件的方法加以貫現並達成，該方法係在本說明書中特別 地以完整、清楚、簡要的以及準嫁的專有名詞指出，使熟 知此技藝之人士能夠實踐本發明。 為根據本發明完成該等以及其他的優點，於此加以具 體化並廣泛地加以說明，本發明之一種製造半導體元件的 方法係包括一背面研磨步驟將一半導體基板之背面加以研 磨、一晶圓切割步驟將半導體基板沿著預定的晶圓切割線 切割’俾使在背面研磨步驟之後切割成複數之半導體元 本紙張尺度適财_緖準（⑽）A4規格⑵GX297公楚）

五、發明説明（6 ) 件、以及1射曝光步驟係在背面研磨步驟之後將雷射光 照射在半導體基板之背面’俾使错由背面研磨步驟在所 產生的研磨痕跡。 /根據上述的方法，雷射曝光步驟係在背面研磨步驟之 ^執订，使雷射照射去除由背面研磨步驟在半導體基板之 月面所產生的背面研磨痕跡，從而改良半導體元件的結構 強度。 根據本發明之另一觀點，一種製造半導體元件的方法 =括-背面研磨步驟將一半導體基板之背面加以研磨、 +曰曰圓切杉驟將半導體基板沿著預定的晶圓切割線切 割，俾使在背面研磨㈣之後產生複數之半導體元件、以 研磨痕跡產生步驟所產生的研磨痕跡係與在背面研磨 步驟與晶圓切割步驟之間之預㈣晶圓切割線之不同的方 向上延伸，研磨痕跡係藉由包括複數之端部研磨機的研磨 裝置研磨半導體基板之背面而產生。 ϋ根據上述的方法，係使用具有複數之端部研磨機的研 :、 口此所產生的研磨痕跡係為不規則的圖案。因而 半導體Tt件不論所施加之應力的方向，展現足夠的強度從 而改良可靠性。 、本發明之其他的目的與進一步的特性，在結合伴隨之 圖式閱讀時由以下詳細之說明係為顯而易見的。 凰兒明 第1A至1E圖，該等圖式係顯示一種製造半導體元件之 相關技藝的方法其中之加工步驟的一實例； 本紙張尺度翻中_家_ (哪）A视格⑵⑽97公酱） 五、發明説明（7 ) I圖係為一祝明的圖式顯示背面研磨痕跡； 插銷向上推的方式； 第3圖係為一說明的圖 向上旌…、· 牛^體…牛猎由推進 、*圖係為一說明的圖式顯示施加在一半導體元件上 第 弟5AMF圖係為_說明的圖式顯示根據本發明之 一具體實施例的-種製造半導體元件的方法； 糊係為-研磨痕跡產生滾輪的放大視圖； 第7圖係為一研磨痕跡產生滾輪的放大視圖； 第8圖係為一說明的圖式顯示藉由研磨痕跡產生滾輪 在一晶圓上所構成的研磨痕跡； 的 第9圖係為一說明的圖式顯示施加至一半導體元件 力量； …弟1〇=至1〇,係為一說明的圖式顯示根據本發明之 第二具體實施例的_種製造半導體元件的方法； 第11圖係為一說明的圖式顯示一研磨裝置的一放大視 圖； 第12圖係為一說明的圖式用於說明研磨的方向； 第13圖係為一說明的圖式顯示研磨痕跡； 第14圖係為一 5兒明的圖式顯示施加至一半導體元件 的力量； 第15A至15F圖係為一說明的圖式顯示根據本發明之 第三具體實施例的一種製造半導體元件的方法； 第16A圖係為一說明的圖式顯示在雷射曝光步驟之前 552636 五、發明説明 一晶圓之背面的外形； 第16B圖係為一說 兄月的圖式顯示在雷射曝光步驟之後 一晶圓之背面的外形； 々第17圖係為—說明的圖式用以說明雷射光束掃描； ^系為’表顯不半導體元件之測量的強度； 弟 1 9 圖係為 一 g 0 λα si „ 、， 兄月的圖式顯示一種雷射曝光裝置， 中詳細地圖示掃描機構； 第20圖係為一說 月的圖式顯示以使用平台為基礎 一種掃描機構； 第21圖係為-說明的圖式顯示另-掃描機構； 第22圖係為一說明的圖式顯示一雷射光束照射在每 一分開之晶圓的背面上之方式；第23A圖係為一說明的一 的固式顯不在雷射曝光步驟之前一晶圓之背面的外形；弟2 3 B圖係為一說明的圖式顯示在雷射曝光㈣ 晶圓之背面的外形； 弟24A至24C圖係為-說明的圖式顯示第五具體 例的一種雷射曝光的步驟； 第25圖係為一說明的圖式顯示根據第六具體實 之-半導體元件所具有的—經雷射處理的部分以及二 雷射處理的部分；以及 第26圖係為一說明的圖式顯示根據第七具體實 之-雷射曝光裝置，所放射之雷射光束之光束斑點 係大於晶圓。 其 的 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可丨 :之後 施 的尺 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇x297公釐） 11 552636

、發明説明 鼓進~&·體實施例之詳細說明 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下將相關於伴隨的圖式說明本發明之具體實施例。 第.5A至5F圖係為說明的圖式顯示根據本發明之第一 具體實施例的一種製造半導體元件的方法。本發明之一些 特丨生主要係在於背面研磨步驟、晶圓切割步驟以及安裝步 驟上。其他的步驟係與傳統的製造方法之步驟相同。因此， 於圖式中，圖示背面研磨步驟、晶圓切割步驟以及安裝步 驟，並省略了其他步驟的說明。 再者，以下相關於結合之圖式說明該等具體實施例， 與第1A-1E圖至第4圖中相同的元件係以相同的元件標號 標不。 、可| 如第5 A圖中所示，完成晶圓加工的晶圓丨係有一表面 防濩π 2黏附其上。晶圓！之構成有電路的表面係由表面防 護帶2所覆蓋。利用此配置，構成在晶圓丨上的電路係藉由 表面防護帶2而受到防護。 具有表面防護帶2黏附其上的晶圓丨，係安裝在一背面 研磨裝置之晶圓夾頭平台3上。如第58圖中所示，晶圓匕 背表面係藉由研磨頭4(例如，一顆粒尺寸等級為#2〇〇〇的研 磨石）加以研磨（亦即，背面研磨步驟）。此背面研磨步驟係 與相關技藝之步驟相同。 如先前之說明，晶圓1之完成的背面在背面研磨步驟 之後具有背面研磨痕跡12。背面研磨痕跡12具有與相關於 第2圖所說明之相同的形狀，亦即，位在晶圓丨上的螺旋形 狀0

12 552636 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) '~ 於此具體實施例中，研磨痕跡產生步驟係在背面研磨 步驟之後執行。 於研磨痕跡產生步驟，去除由背面研磨步驟所產生的 背面研磨痕跡12，研磨痕跡20A係為新產生的，在與晶圓 切割線（X方向及Y方向）不同的方向上延伸。於此具體實施 例中，一研磨痕跡產生滾輪14係用於產生研磨痕跡2〇A。 研磨痕跡產生滚輪14係為一圓筒狀。第6及7圖係為研 磨痕跡產生滾輪14的放大視圖。如第6及7圖中所示，研磨 痕跡產生滾輪14係藉由馬達1 5而轉動。研磨痕跡產生滾輪 14之圓筒的直徑係可為200厘米，例如，係由馬達15在轉速 為5000 rpm下轉動。研磨痕跡產生滾輪14之表面係以研磨 石（鑽石研磨石）覆蓋，其之顆粒尺寸等級為#4000以及研磨 深度為1微米。 研磨痕跡產生滾輪14的轉動軸2 1係為固定的，同時其 上安裝有晶圓1的平台13係如第5及7圖中所示在X方向及γ 方向上移動。當平台13在研磨痕跡產生滾輪μ下方通過 日守’女裝在平台13上的晶圓1接觸到研磨痕跡產生滾輪14， 從而接受研磨。 於此具體實施例中，如此配置俾使由研磨痕跡產生滾 輪14在晶圓1上構成的研磨痕跡2 〇 a，大體上係相關於晶圓 切割線（X方向及Y方向）成45度延伸。第8圖係為一說明的 圖式顯示藉由研磨痕跡產生滾輪14在一晶圓1上所構成的 研磨痕跡20A。如第8圖中所示，研磨痕跡20A大體上係相 關於晶圓切割線（X方向及Y方向）成45度延伸。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂— •看， 13 552636 11 五、發明説明 此角度係、易於藉由改變平台13之行進方向而加以於 制。改變至不同於45度的角度亦可立即完成。 工 “在研磨痕跡產生步驟之後，如第5D圖中所示， 護帶2係自晶圓1移開，並且晶圓 日日福1之月面係黏附至晶圓切割 一。晶圓切割帶6係配置在框架5的内部，並且有 著劑(例如，在紫外光曝光下固化的一種黏著劑)的：面： 俾使晶圓1黏附其上。 頁 黏附在晶圓切割帶6上的晶圓1係運送至-晶圓㈣ 裝置，在該處執行晶圓切割（亦即，一晶圓切割步驟事 ，藉使用晶圓切割鋸7經由配置在晶圓〗上的晶圓切割線切 割晶圓1而執行晶圓切割。 訂 因此，晶®1係劃分成複數之半導體元件ι〇Α。由於半 導體元件係在成為個別的元件之後黏附在晶圓切割帶 6上’所以其不致散落並因自晶圓切割帶6掉落而遺失。由 於晶圓切割線係在X方向及γ方向上延伸，所以半導體元件 10A其之側邊緣係在又方向及γ方向上延伸。 在切割步驟之後，個別元件形式的半導體元件10Α係 連同框架5運送至一安裝裝置。在安裝裝置中，首先投射紫 外光俾使降低黏附半導體元件1〇Α之黏著劑（在紫外光曝 光下固化的一種黏著劑）的強度。 之後，半導體元件10Α係藉由推進插銷丨丨而向上推， 因此半導體元件10Α係與晶圓切割帶6分開。如相關於第3 圖之說明，在向上推時》F1係施加在半導體元件上。 此力F1，如第9圖中所示，係作為力F2用以彎曲半導體元 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) M規格⑵〇χ297公酱） 14 552636 hi ----- --_____^ 五、發明説明（12) 件 10A。 然而，於此具體實施例中，研磨痕跡2〇a係構成在與 劃分線之方向不同的方向上（在X方向及γ方向上延伸，亦 即’在在半導體元件10A之側邊緣延伸的方向上）。詳言 之，研磨痕跡20A係相對於劃分線成45度地延伸。半導體 元件10A因而係較半導體元件10χ及1〇γ(見第4圖）（其之背 面研磨痕跡12係在劃分線的方向上延伸）更為堅固地抵抗 應力。 當半導體元件的厚度係為400微米時，假若研磨痕跡 在劃分線的方向（亦即，側邊緣的方向）上延伸則半導體元 件的強度為11牛頓，而假若研磨痕跡成45度延伸時則所具 有的強度為30牛頓。當半導體元件的厚度係為1〇〇微米時， 设定為〇度則半導體元件的強度為〇·8牛頓，而設定為45度 時則所具有的強度為1.7牛頓。 自晶圓切割帶6移開的半導體元件1〇Α係藉由一夾套8 而吸住並接住，如第5F圖中所示，接著運送至一板9。半 導體元件10係安裝在板9上，從而完成執行的製程。 在1上述的具體實施例中，研磨痕跡產生滾輪14在晶圓 1上轉動，從而移開背面研磨痕跡12並產生研磨痕跡2〇八。 利用將配置的研磨痕跡產生滾輪14之轉動轴21設定在與晶 圓切割線不同的方向上，則所構成的研磨痕跡2〇α係在與 晶圓切割線不同的方向上延伸。以此方式，在與晶圓切割 線不同的方向上延伸的研磨痕跡2〇Α係可輕易地構成。 即使背面研磨步驟導致背面研磨痕跡12在晶圓切割 本紙張尺度適财0Η家群（_ Α4規格（2歌297公釐)---- -15 -

..... (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) _、π_ 镛： 552636 A7 五、發明説明（13 ) 線的方向上延伸，但接續的研磨痕跡產生步驟所產生的研 磨痕跡20A係在與晶圓切割線不同的方向上延伸，因而能 夠改良半導體元件1 〇 A的結構強度。 以下將根據本發明之第二具體實施例說明一種製造 半導體元件的方法。 第10A至l〇F圖係為一說明的圖式顯示根據本發明之 第二具體實施例的一種製造半導體元件的方法。 根據此具體實施例之製造半導體元件的方法與第一 具體實施例之製造方法的不同之處僅在於研磨痕跡產生步 驟，而其他的步驟在二具體實施例間係為相同的。因此， 乂下僅對研磨痕跡產生步驟加以說明，而其他的步驟係省 略。 同蚪於此具體實施例中，研磨痕跡產生步驟去除了經 由背面研磨步驟所構成的背面研磨痕跡12，並在與晶圓切 割線之方向（X方向及γ方向）所不同的方向上產生研磨痕 跡20B。於此具體實施例中，一研磨裝置17產生了研磨痕 跡 2 Ο B 〇 第11圖係為一說明的圖式顯示研磨裝置17的一放大視 圖。 研磨裝置17具有複數之端部輪磨機18(此實例中係為6 具端部輪磨機）藉由馬達19而轉動。每一端部輪磨機18的直 徑為5厘米，並係直接地連接至個別的馬達19。端部輪磨機 18當其轉動時係在晶圓丨的上方通過，因而改良了由背面研 磨步驟所構成的背面研磨痕跡12，並新產生了研磨痕跡 本紙張尺度適$巾_®家鮮（CNS) A4規格⑵QX297公楚) ----- 16 -

.......----- (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) .訂— 五 發明說明（ 20B 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝晋經由真空機構牢固地安裝在平台13上，而研磨 係在銘曰圓上移動對其研磨。於此實例中，研磨裝置17 所一“晶圓i係固定在平台13上。詳言之，如第12圖中 :用以說明研磨的方向’研磨裝置”在乂方向上移動， 问寸端部輪磨機18係研磨晶圓！。 、，在:進通過晶1Π之後’研磨裝置17在¥方向上移動3 厘米，並接著在X方向移動以持續研磨晶圓」。之後重複如 動作k而使端部輪磨機! 8涵蓋於所有的晶圓工之背面 施以研磨。第13圖係為一說明的圖式顯示以此方式產生的 研磨痕跡細。由於端部輪磨機18在晶BU上移動並轉動施 、研磨如第13圖中所不，晶圓i所具有的研磨痕跡2〇B並 無特別的方向。 當其上構成有研磨痕跡2〇B的晶圓}分割成複數之元 件以在晶圓切割步驟時產生半導體元件丨〇B，研磨痕跡 會在每一半導體元件1〇B上具有一如第14圖中所示的圖 案。半導體元件10B因而係較半導體元件1〇χ及1〇γ(見第4 圖）（其之背面研磨痕跡12係在劃分線的方向上延伸）更為 I固地抵抗應力，從而防止造成缺口並破裂。於此具體實 施例中，研磨痕跡20Β係為不規則的圖案不具特別的定向 性，並因而展現足夠的強度不論所施加之力F 2的方向。從 而改良製造半導體元件10Β的可靠性。 以下將根據本發明之第三具體實施例說明一種製造 半導體元件的方法。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） 17 五、發明説明（15 ) #第W至15F圖係為—說明的圖式顯示根據本發明之 第二具體貫施例的一種製造半導體元件的方法。 根據此具體實施例之製造半導體S件的方法— 具體實施例之製造方法的不同之處僅在於執行雷射曝光步 驟以取代研磨痕跡產生步驟’而其他的步驟在二具體實施 例間係為相同的。因此，以下僅對雷射曝光步驟加以說：： 而其他的步驟係省略。 於此具體實施例中，雷射曝光步驟係可在完成背面研 磨步驟之後而執行。在雷射曝光步驟時，_雷射曝光裝置 3〇A將雷射光31照射在其上構成有背面研磨痕跡η的晶圓 1上。雷射曝光裳置30A具有-機構用以掃描雷射光束31 , 因此雷射光束31會照射涵蓋晶圓丨之所有的背面。 第19圖係為一說明的圖式顯示一種雷射曝光裝置川a 的形式，其中詳述掃描機構。一雷射產生裝置33係產生雷 射光束3 1。於此具體貫施例中，由雷射產生裝置3 3所放射 之雷射光的波長範圍介於2〇〇 nm及700 nm之間。 雷射光在半導體材料（例如，晶圓1)中所能及之深度主 要係視雷射光的波長而定。波長越長則雷射光所能及之深 度越深。假若晶圓1太薄，則位在背面上的雷射照射係會影 響構成在相對表面上的電路層。因而雷射光之波長係需根 據晶圓之厚度而選定。假若晶圓1之厚度小於5〇微米時，例 如’可使用波長範圍為2〇〇 11111至450 nm的雷射光束3 1。假 若晶圓1之厚度超過50微米時，則可使用波長範圍為2〇〇 nm 至700 nm的雷射光束31。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) M規格（21〇χ297公釐） 18 552636 A7 j----—--- B7________ 五、發明説明（16 ) " ~—" 就由雷射產生裝置33所產生之雷射光束3丨的脈衝長 度而言，此具體實施例所使用的雷射脈衝長度為1〇〇 &至 200// s 〇 雷射光束31係在晶圓1内部（亦即，矽之内部）受到吸 收，亚轉換為熱。於此例中的熱擴散距離係為（4kt父、k··熱 擴散係數，t:脈衝長度）。因而，使用增加的脈衝長度會導 致活性熱處理的可能性增加，因為具有越來越足夠之用以 加熱的8守間遍及碎之内部而導致溶化。 I 假若脈衝長度係足夠短，則罕見發生熱擴散。於此例 中，光能係轉移至光柵系統，從而破壞分子構造並導致非 熱處理（亦即，熔損）。脈衝長度為1001^至200#§導致熱處 理之作用，因此該一用於半導體元件的脈衝長度係相對地 堅固抗熱。於此例中，熱量係藉由前進越過照射區域傳播 至其他的區域，因此當掃描雷射光束涵蓋於背面時掃描節 距係可設定至一相對長的節距。如此導致短的處理時間。 使用100 fs至loops的脈衝長度導致非熱處理作用，因此該 一用於半導體元件的脈衝長度係易受熱量的影響。 以下將說明雷射曝光裝置3〇A的掃描機構。 第17圖係為用於說明雷射光束掃描的一說明的視 圖。如第17圖中所示，一雷射光斑31a的直徑d係設定等於 l〇//m至lOOem，並在晶圓1或是半導體元件1〇之背面上掃 描。於此具體實施例中，一 Χ方向的雷射偏轉鏡34與一 γ 方向的雷射偏轉鏡35係用以掃描雷射光斑31a(亦即，雷射 光束31)。藉由雷射偏轉鏡34及35所反射的雷射光束3丨係經 --------- ------- 本紙張尺度適财關家標準（CNS) A4規格⑵QX297公楚）

.............雙…！ (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) •訂| 五、發明説明（17) 由轉換鏡36照射在晶圓1上。 X方向的雷射偏轉鏡34在當雷射光束31從雷射產生裝 置33放射時，改變雷射光束^在乂方向上的行進方向。〇 方向的雷射偏轉鏡35在當雷射光束3丨從雷射產生裝置％放 料，控制雷射光束31在丫方向上的行進方向。雷射偏轉 叙34及35係互相獨立地轉動。藉由將雷射偏轉鏡34及35的 轉動結合，雷射光束31係在X方向及γ方向上掃描晶圓i。 於此形式中，由雷射光束31所照射的位置係藉由一光 學系統而改變，因此能夠高速掃描。由於藉由雷射照明所 能覆蓋的範圍係相當小，此形式係施用在一相對小尺寸的 晶圓1上。 如第17圖中所示，雷射光束31的掃描節距係設定在雷 射光斑31a之直徑的3〇〇/0至80%，從而確保雷射光斑3 u在相 接的掃描之間部分地重疊。假若雷射光束31的脈衝長度係 為1〇〇 ps至200 ，則掃描節距設定在雷射光斑川之直 徑的50%至80%，由於熱處理而會獲得高度平順的結果。 d而就100 &至100 PS的短脈衝而言，由於非熱處理係僅 限制在照射區域内，所以3〇%至6()%的短掃描節距係為較 佳的。 本發明之掃描機構並不限定在使用雷射偏轉鏡34及 35的形式上。第20圖係為一說明的圖式顯示以使用平台為 基礎的-種掃描機構。於第期巾，雷射曝光裝置3〇B係 使用一XY平台3 8作為一掃描機構。於此形式中，雷射產生 裝置33係固定在其之適當的位置，自雷射產生裝置州欠射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) M規格（21〇><297公楚） 552636 A7 -^--— 五、發明説明（18 ) — 的雷射光束3卜係經由-反射鏡37照明在安裝於χγ平台％ ^上的晶圓1上。ΧΥ平台38係可在χ方向及γ方向上移動晶 圓卜從而使雷射光束31相對於晶圓！掃描。此形式容許用 在—相對較寬的雷射照射區域，並對於大尺寸的晶削係為 有用的。 第21圖係為一說明的圖式顯示另一掃描機構。第21圖 雷射曝光裝置30C的形式係結合了第19圖之雷射曝光 衣置30A，以及第2〇圖之雷射曝光裝置3〇B。亦即，X方向 1雷射偏轉鏡34在當雷射光束31從雷射產生裝置33放射 %，控制在X方向上的雷射光束31，以及方向平台” 係用於在Υ方向上使雷射光束31相對於晶圓1掃描。於此形 式中，係可在高速下掃描寬的區域。 以下相關於第16Α及16Β說明晶圓1之背面在雷射曝光 步驟之岫與之後的狀況。第16Α圖係為一說明的圖式顯示 在雷射曝光步驟之前晶圓1之背面的外形。第16Β圖係為一 說明的圖式顯示在雷射曝光步驟之後晶圓1之背面的外形。 如先兩所述’在背面研磨步驟之後，如第16Α圖中所 不，晶圓1之背面其上具有構成的背面研磨痕跡12。在進一 步的珠度中’構成了 一破裂層32。除了背面研磨痕跡12與 破裂層32外，係存在著缺口。背面研磨痕跡12、破裂層32 以及缺口在施加諸如彎曲力之應力時，會進一步地造成晶 片破裂或毀壞。 在雷射曝光步驟藉由雷射光束31照射，如第16Β圖中 所不’將背面研磨痕跡12、破裂層32以及缺口去除。在雷 本紙張尺度·家 ^McnsT^^(21()X297^) ^~~— --------------訂---------------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 552636 五、發明説明（ 射曝光步驟之後，晶圓i之背面係為平滑的而無背面研磨痕 跡12、破裂層32以及缺口。如此改良了半導體元件ι〇之結 構強度ϋ且即使在知以外力時，例如，即使當其藉由推 進插銷11向上推時可確實地防止晶片破裂或毀壞。 第18圖係為一圖表顯示此具體實施例之半導體元件 1〇之測量的強度。 半導體元件10係為8厘米χ8厘米，具有深度為1〇〇微米 的背面研磨痕跡12。雷射產生裝置33所放射的雷射光束波 長為532 nm以及脈衝長度為2〇〇//s。雷射曝光裝置3〇α藉 由使用具有1〇〇微米之光斑直徑的雷射光斑31a，以及使用 訂 50微米之掃描節距的雷射偏轉掃描法加工半導體元件之 背面。 如先丽所述，具有未去除之背面研磨痕跡12的半導體 元件10X及1GY ’在晶片收集時所具有的容許強度為18牛 頓，而所測量的強度平均為2·8牛頓，最小亦有2牛頓留有 -些餘格備用。在此具體實_巾，當雷射光束31照射在 晶圓1之背面上時所測量的強度平均改善為5牛頓，最大為 5.6牛頓而最小為4·3牛頓。 由該等圖式明顯可見，在安裝步驟時，藉使用推進插 銷η將半導體元件ίο自晶圓切割帶6移開時，具有足夠餘裕 的結構強度。未經雷射光束31處理的半導體元件1〇，假若 其之厚度小於100微米時其本身並不容許移開。然而，在經 雷射光束31照射之後，即使厚度為80微米其亦可移開。 以下將說明本發明之第四具體實施例的一種製造半 本紙張尺度適用中國國家標準（CNs) Α4規格（210X297公釐） 22 552636 A7 五、發明説明 20 導體元件的方法。 在以下有關於此具體實施例之製造半導體元件之方 法的說明中，對於與相關於第15A-15F圖至第18圖所說明 之第二具體實施例相同的構造與步驟，將省略對其之說明。 在第四具體實施例中，在晶圓切割步驟之後執行雷射 曝光步驟。如第22圖中所示，在晶圓1係沿著晶圓切割線4〇 受切割之後，雷射光束31係分別地針對每一晶圓照射在晶 圓1之背面上。 第23 A圖係為一說明的圖式顯示在雷射曝光步驟之前 晶圓1之背面的外形。第23B圖係為一說明的圖式顯示在雷 射曝光步驟之後晶圓1之背面的外形。 於此具體實施例中，在背面研磨步驟以及晶圓切割步 驟之後執行雷射曝光步驟。在此雷射曝光步驟之前，晶圓1 之背面其上構成有背面研磨痕跡丨2以及破裂層32，如 23A圖中所示。同時，沿著晶圓切割線存在著缺口 41。 面研磨痕跡12、破裂層32以及缺口 41在施加諸如彎曲力 應力時，會進一步地造成晶片破裂或毁壞。 在雷射曝光步驟藉由雷射光束3 1照射，如第23B圖 所示，將背面研磨痕跡丨2以及破裂層32去除。由於具有缺 口 41的部分在結構上係為易脆的，所以晶片係可移開並且 半導體元件10之邊緣係可適當地加工，從而留下圓滑的部 分42(具有一平滑曲線的外形）。 因此，在雷射曝光步驟之後，半導體元件10之背面係 為平滑的而無背面研磨痕跡丨2或破裂層32。邊緣部分係使 第背 之 中

(請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) .訂· 552636 A7 五、發明説明（21) — "——~ 其為圓滑的部分4 2。如此改良了半導體元件i 〇之結構強 度，亚且即使在施以外力時，例如，即使當其藉由推進插 銷11向上推時可確實地防止晶片破裂或毁壞。 以下將說明本發明之第五具體實施例的一種製造半 導體元件的方法。 在以下有關於此具體實施例之製造半導體元件之方 法的說明中，對於與相關於第15A]5F圖至第18圖所說明 之第三具體實施例相同的構造與步驟，將省略對其之說明。 在第五具體實施例中，執行雷射曝光步驟同時半導體 元件10係一件接著一件地從其受切割處運送至板9。亦即， 雷射曝光步驟係插入在安裝步驟之中途執行。 如先前所述，在安裝步驟時，複數之半導體元件10係 藉由推進插銷11將其向上推自晶圓切割帶6移開，如第24A 圖中所不，係藉由夾套8一個接著一個地拾起。在先前的具 體實施例中，夾套8將半導體元件1〇在其拾起之後立即運送 至板9上。然而，於此具體實施例中，雷射曝光裝置係 位在至板9的中途位置。在半導體元㈣運送至板9所經由 之路徑的中途，如第24B圖中所示，雷射光束川系照射在 半導體元件10之背面。 在先前所述的第四具體實施例中，在晶圓切割步驟之 後在晶圓1上以晶圓接著晶圓的方式由雷射光束31照射。在 第五具體實施例中，在晶圓切割步驟之後在每一半導體元 件上以一件接著一件的方式由雷射光束31照射。 由於在第五具體實施例中，係在晶圓切割步驟之後由 家標準（CNS) A4規格（210X297公釐) -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

24 552636 A7 |~五、發明説明-- ®射光束31¾射’所以第五具體實施例係可去除背面研磨 痕跡12、破裂層32以及缺口41，進而在半導體元件1〇之邊 ，緣處產生圓滑的部分42。半導體元件1〇之背面在雷射曝光 v驟之後因而茭知平滑’不具背面研磨痕跡12或破裂層 32，並在其之邊緣處配置有圓滑的部分。 如此改良了半導體元件10的結構強度並且即使在施 卩外力時’例如，即使當其藉由推進插銷n向上推時可確 f地防止晶片破裂或毀壞。再者，由晶圓切割所產生的灰 4並附裝在半導體元件_背面，射藉由雷射光束31加 | 以去除。如此確保了半導體元件10在板9上確實地發生作 用。 以下將說明本發明之第六具體實施例的一種製造半 導體元件的方法。 在以下有關於此具體實施例之製造半導體元件之方 法的次明中，對於與相關於第丨5 A_丨5F圖至第丨8圖所說明 之第三具體實施例相同的構造與步驟，將省略對其之說明。 用以將背面研磨痕跡12以及破裂層32去除的雷射照 射係可包括整個表面的照射，以及部分表面的照射。整個 表面的照射去除了位在晶圓丨之背面上，或是半導體元件1〇 之背表面上所有的缺點。雷射照射係以雷射光束的掃描為 基礎，然而，耗費時間。 於此具體實施例中，如第25圖中所示，僅將雷射光束 31照射在半導體元件1〇c之周圍而將研磨痕跡去除。詳言 之半‘體元件1 〇C具有一由雷射光束3 1照射的雷射處理 _ 釐)----

t (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 552636 A7 B7 五、發明説明（23 ) ---- 口P分45 ’以及—未暴露至雷射光束^下的未雷射處理部分 未田射處理#分46其上仍留有背面研磨痕跡12。 一田田射處理邛分45係如此具體實施例中僅沿著半導 ^件ioc之周圍構成時，仍能防止由背面研磨痕跡所 ^成的破裂。在半導體元件咖之邊緣處由於出現背面研 磨痕跡12而發生破裂。假若在半導體元件i〇c之周圍邊緣 上：背面研磨痕跡12，因而，仍可完全地防止破裂與毁壞， U 14所有的为面研磨痕跡12皆去除的例子相較有效性較 低。 、當雷射處理部分4 5係僅沿著半導體元件i 〇 c之周圍構 成日才，與雷射光束31照射涵蓋半導體元件1〇c之整個表面 的例子相較，照射區域的尺寸係較小。如此減少了雷射照 射所需之時間。 、以下將說明本發明之第七具體實施例的一種製造半 導體元件的方法。 在以下有關於此具體實施例之製造半導體元件之方 法的說明中，對於與相關於第15冬15F圖至第18圖所說明 之第三具體實施例相同的構造與步驟，將省略對其之說明。 於此具體實施例中，如第26圖中所示，所使用的一種 雷射曝光裝置30D，其放射的一雷射光束训其之光斑尺寸 係大於晶圓1或半導體元件10。就此形式而言，不需掃描雷 射光束，因而有助於減少加工時間。再者，由於晶圓i或半 導體元件10之背面係立即加以處理，則完成品的整個表面 係可獲得相同的品質。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（21〇χ297公董） ------------------------------------— 訂----------------餐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 26 552636 A7 ___^____ B7 五、發明説明（24 ) 再者’本發明並不限定在該等具體實施例，但可作不 同的、交化與修改而不致背離本發明之範疇。 本申請案係根據於2001年10月19日向日本專利局提 出申睛之曰本優先權申請案第2〇〇1-322812號，其中整個内 容於此併入本案以為參考資料。 ----- (請先閲讀背面之注意事¾再填窝本頁j 訂— 27 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公I) 552636 A7 B7 五、發明説明（25 ) 元件標號對照 1···晶圓 2…表面防護帶 3···晶圓爽頭平台 4···研磨頭 5···框架 6···晶圓切割帶 7···晶圓切割鋸 8…夾套 9…板 10…半導體元件 10X…半導體元件 10Y…半導體元件 10A…半導體元件 10B…半導體元件 10C…半導體元件 11…推進插銷 12…背面研磨痕跡 Π…平台 14…研磨痕跡產生滾輪 15…馬達 17…研磨裝置 18…端部輪磨機 19…馬達 20A···研磨痕跡 20B··.研磨痕跡 21…轉動轴 30A···雷射曝光裝置 30B···雷射曝光裝置 30C···雷射曝光裝置 30D…雷射曝光裝置 31…雷射光束 31a···雷射光斑 31b···雷射光 32…破壞層 33…雷射產生裝置 34…X方向的雷射偏轉鏡 35…Y方向的雷射偏轉鏡 36…轉換鏡 37…反射鏡 38…XY平台 39…Y方向的平台 40…晶圓切割線 41···缺口 42…圓滑的部分 45…雷射處理部分 46…未雷射處理部分 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 28

Claims (1)

1. 552636 申請專利範圍 ι· 一種製造半導體元件的方法，其係包括：-背面研磨步驟’將—半導體基板之背面加以研磨；一晶圓切割步驟’將半導體基板沿著預定的晶圓切割線切割’俾使在該背面研磨步驟之後產生複數之半導 體元件；以及 一研磨痕跡產生步驟，所產生的研磨痕跡係與在該 背面研磨步驟與該晶圓切割步驟之間之預定的晶圓切 割線之不同的方向上延伸，該研磨痕跡係藉由包括複數 之端部輪磨機的研磨裝置研磨半導體基板之背面而產 生。 2· —種製造半導體元件的方法，其係包括： 一背面研磨步驟，將一半導體基板之背面加以磨； 一晶圓切割步驟，將半導體基板沿著預定的晶圓 吾’J線切割，俾使在該背面研磨步驟之後產生複數之半 體元件；以及 一雷射曝光步驟，其係在該背面研磨步驟之後將 射光照射在半導體基板之背面，俾使去除由該背面研 步驟在所產生的研磨痕跡。 3·如申請專利範圍第2項之方法 去除一破裂層連同研磨痕跡。 4.如申請專利範圍第2項之方法 在該晶圓切割步驟之後執行。 研 切 導 雷•磨 其中該雷射曝光步驟係 其中該雷射曝光步驟係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇><297公董） ...................—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁j 訂— 29 552636

   申明專利圍第4項之方法，其中該雷射曝光步驟女 除了在半導體元件之一邊緣處因所造成之缺口而導致 的缺點。 6,如Μ專利範_2項之方法，其進—步包含在該晶圓 切割步驟之後將複數之半導體元件安置在_板上的一 ，件執行步驟’其令該雷射曝光步驟係在從執行晶圓切 割處至板之路徑的中途執行。 7·如申請專利範圍第2項之方法，其中該雷射曝光步驟將 雷射光僅照射在半導體元件之周圍部分上，俾使去除藉 由該背面研磨步驟所產生的研磨痕跡以及藉由該晶^ 切告彳步驟所造成之缺口。 、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） 30