CN116075388A - 激光加工装置、及激光加工方法 - Google Patents

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CN116075388A CN202180060970.9A CN202180060970A CN116075388A CN 116075388 A CN116075388 A CN 116075388A CN 202180060970 A CN202180060970 A CN 202180060970A CN 116075388 A CN116075388 A CN 116075388A
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Abstract

本发明是用于对对象物照射激光来形成改性区域的激光加工装置,其具备:用于支撑所述对象物的支撑部、用于朝向被所述支撑部支撑的所述对象物照射所述激光的照射部、用于使所述激光的聚光区域相对于所述对象物相对移动的移动部、以及用于控制所述移动部及所述照射部的控制部,所述对象物具有结晶结构,该结晶结构含有:(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与所述一个(110)面正交的第1结晶方位、和与所述另一个(110)面正交的第2结晶方位,并且所述对象物是以所述(100)面成为所述激光的入射面的方式支撑于所述支撑部,在所述对象物设定有从与所述入射面交叉的Z方向观察时呈圆环状的线。

Description

激光加工装置、及激光加工方法
技术领域
本公开的一方面涉及激光加工装置、及激光加工方法。
背景技术
在专利文献1中,记载有激光加工装置,其具备:保持工件的保持机构、对保持机构所保持的工件照射激光的激光照射机构。专利文献1所记载的激光加工装置,使具有聚光透镜的激光照射机构相对于基台固定,通过保持机构来实施沿着与聚光透镜的光轴垂直的方向的工件的移动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5456510号公报
专利文献2:日本特开2020-069530号公报
发明内容
发明想要解决的问题
但是,在例如半导体元件的制造工序中,有实施从半导体晶圆将其外缘部分作为不要部分来去除的修整加工的情况。但是,为了从对象物去除该外缘部分,具有在对象物的外缘的内侧沿着延伸成环状的线,使激光的聚光点相对地移动,从而沿着该线形成改性区域时,已知外缘部分被除去而形成的对象物的修整面的质量因场所而降低的担忧。
另一方面,根据本发明者的见解,在修整加工时,从对象物的激光的入射面侧,使龟裂从改性区域伸展至其相反侧的面的情况,不是使龟裂沿着对象物的厚度方向而在铅垂方向伸展,而是要求使龟裂在厚度方向上倾斜地向斜向伸展。这是因为,例如在使龟裂沿着厚度方向伸展的情况,要抑制其到达沿着厚度方向配置在对象物的正下方的其他对象物(例如贴合在作为对象物的晶圆的其他晶圆)的情况。即,本发明者对于上述技术领域有新的见解,即要求能够抑制外缘部分被除去的对象物的修整面的质量降低,并且形成斜向龟裂。
于是,本公开的一方面,其目的在于,提供能够在抑制外缘部分被除去的对象物的修整面的质量降低并且形成斜向龟裂的激光加工装置及激光加工方法。
解决问题的技术手段
本发明者,为了解决上述课题而进行深入研究,从而得到以下见解。即,首先,对象物,是以(100)面为主面,且具有与一个(110)面正交的第1结晶方位、和另一个(110)面正交的第2结晶方位的晶圆的情况,以接近第1结晶方位及第2结晶方位中与加工行进方向(聚光点的相对移动的方向)之间的角度较大的一方的方式,来成形相对于加工行进方向倾斜的光束形状,从而可抑制外侧面的质量的降低(例如参照上述的专利文献2)。
更具体而言,从改性区域延伸的龟裂,被例如第1结晶方位牵引的情况,使光束形状成为长条状,并使其长边方向的朝向不成为加工行进方向的朝向,而是相对于加工行进方向倾斜成接近与第1结晶方位侧为相反侧的第2结晶方位。由此,认为能对于结晶方位(结晶轴)所致的龟裂伸展力,使光束形状成为长条状来发挥抵消龟裂伸展力的作用,而使龟裂高精度地沿着加工行进方向延伸。
另外,从改性区域延伸的龟裂,被例如第2结晶方位牵引的情况,使光束形状成为长条状,并使其长边方向的朝向不成为加工行进方向的朝向,而是相对于加工行进方向倾斜成接近与第2结晶方位侧为相反侧的第1结晶方位。由此,认为能对于结晶方位所致的龟裂伸展力,使光束形状成为长条状来发挥抵消龟裂伸展力的作用,而使龟裂高精度地沿着加工行进方向延伸。这些的结果,认为能抑制修整面的质量降低。
另一方面,本发明者,基于上述见解进行进一步的研究,而发现即使是基于加工行进方向与结晶结构来如上述那样设定光束形状的长边方向的朝向的情况下,因光束形状的长边方向的朝向与斜向龟裂的倾斜方向之间的关系,有进一步抑制修整面的质量降低的余地。即,光束形状的长边方向的朝向与斜向龟裂的倾斜方向,相对于加工行进方向为同侧的情况,修整面的质量会相对良好,另一方面,光束形状的长边方向的朝向与斜向龟裂的倾斜方向,相对于加工行进方向彼此在相反侧的情况,修整面的质量会有相对不良的情况。
特别是,当将规定加工行进方向的线与第2结晶方位正交的点设为0°,将该线与第1结晶方位正交的点设为90°,将该线的0°和90°的中间的点设为45°时,在进行45°的点的加工时,当为光束形状的长边方向的朝向和斜向龟裂的倾斜方向相对于加工行进方向彼此成为相反侧的状态时,容易发生修整面的质量的降低。
针对这点,根据本发明者的间接,在规定加工行进方向的线的45°附近的区域,在光束形状的长边方向的朝向沿着加工行进方向的情况下,修整面的质量变得更良好。本公开的一方面是根据以上那样的见解而完成的。
即,本公开的一方面的激光加工装置,是用于对对象物照射激光来形成改性区域的激光加工装置,具备:支撑部,其用于支撑对象物;照射部,其用于朝向被支撑部支撑的对象物照射激光;移动部,其用于使激光的聚光区域相对于对象物相对移动;以及控制部,其用于控制移动部及照射部,对象物具有结晶结构,该结晶结构含有:(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与一个(110)面正交的第1结晶方位、和与另一个(110)面正交的第2结晶方位,并且对象物以(100)面成为激光的入射面的方式支撑于支撑部,在对象物,设定有从与入射面交叉的Z方向观察时,圆环状的线,在将第2结晶方位与该线正交的点设为0°,将第1结晶方位与该线正交的点设为90°,将该线的0°与90°之间的点设为45°时,线含有:包含0°的第1区域、包含90°的第2区域、和作为在第1区域与第2区域之间的区域且包含45°的圆弧状的第3区域,照射部具有:成形部将激光成形为:从Z方向观察时,聚光区域具有长边方向,控制部实行:第1加工处理,其通过控制照射部及移动部,而沿着线中的第1区域使聚光区域相对移动,从而沿着第1区域在对象物形成改性区域,并从该改性区域朝向与对象物的入射面为相反侧的相反面,形成相对于Z方向斜向延伸的斜向龟裂;第2加工处理,其通过控制照射部及移动部,而沿着线中的第2区域使聚光区域相对移动,从而沿着第2区域在对象物形成改性区域,并形成从该改性区域朝向相反面延伸的斜向龟裂;以及第3加工处理,其通过控制照射部及移动部,而沿着线中的第3区域使聚光区域相对移动,从而沿着第3区域在对象物形成改性区域,并形成从改性区域朝向相反面延伸的斜向龟裂,在第1加工处理及第2加工处理中,控制部通过控制成形部,从而将激光成形为:聚光区域的长边方向以接近第1结晶方位及第2结晶方位中的、与作为聚光区域的移动方向的加工行进方向之间的角度较大的一方的朝向相对于加工行进方向倾斜,并通过控制移动部,从而在第1加工处理和第2加工处理中使加工行进方向的顺逆成为相同,在第3加工处理中,控制部通过控制成形部,从而将激光成形为:聚光区域的长边方向沿着加工行进方向。
本公开的一方面的激光加工方法,是用于对对象物照射激光来形成改性区域的激光加工方法,具备:第1加工工序,其沿着设定于对象物的线中的第1区域使激光的聚光区域相对移动,从而沿着第1区域在对象物形成改性区域,并从该改性区域朝向与对象物的激光的入射面为相反侧的相反面,形成相对于与入射面交叉的Z方向斜向延伸的斜向龟裂;第2加工工序,其沿着线中的第2区域使聚光区域相对移动,从而沿着第2区域在对象物形成改性区域,并形成从该改性区域朝向相反面延伸的斜向龟裂;以及第3加工工序,其通过沿着线中的第3区域使聚光区域相对移动,从而沿着第3区域在对象物形成改性区域,并形成从改性区域朝向相反面延伸的斜向龟裂,对象物具有结晶结构,该结晶结构含有:(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与一个(110)面正交的第1结晶方位、和与另一个(110)面正交的第2结晶方位,并且(100)面设为入射面,在对象物,设定有圆环状的线,在将第2结晶方位与该线正交的点设为0°,将第1结晶方位与该线正交的点设为90°,将该线的0°与90°之间的点设为45°时,线含有:包含0°的圆弧状的第1区域、包含90°的圆弧状的第2区域、和作为在第1区域与第2区域之间的区域且包含45°的圆弧状的第3区域,在第1加工工序及第2加工工序中,将激光成形为:从Z方向观察时聚光区域具有长边方向,且聚光区域的长边方向以接近第1结晶方位及第2结晶方位中的、与作为聚光区域的移动方向的加工行进方向之间的角度较大的一方的朝向相对于加工行进方向倾斜,并在第1加工工序和第2加工工序中使加工行进方向的顺逆成为相同,在第3加工工序中,将激光成形为:聚光区域的长边方向沿着加工行进方向。
在这些的装置及方法中,对象物具有结晶结构,该结晶结构含有:(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与一个(110)面正交的第1结晶方位、和与另一个(110)面正交的第2结晶方位。而且,在此,当沿着使激光的聚光区域相对移动的线中的第1区域在对象物形成改性区域的情况(第1加工处理、第1加工工序)、以及当沿着该线中的第2区域在对象物形成改性区域的情况(第2加工处理、第2加工工序)的各个,聚光区域的长边方向以接近第1结晶方位及第2结晶方位中的与加工行进方向之间的角度较大的一方的朝向相对于加工行进方向倾斜的方式,将激光成形。因此,如上述见解所示那样,可抑制修整面的质量降低。
另一方面,在这些装置及方法中,在第1加工处理及第2加工处理(第1加工工序及第2加工工序也是同样(以下相同))中,形成从改性区域朝向对象物的与入射面为相反侧的相反面且相对于Z方向(与入射面交叉的方向)倾斜地延伸的斜向龟裂。因此,如上述见解所示那样,必须考虑该斜向龟裂的延伸方向和聚光区域的长边方向的朝向的关系。特别是,在进行45°的点的加工时,当为聚光区域的长边方向的朝向和斜向龟裂的倾斜方向相对于加工行进方向彼此成为相反侧的状态时,容易发生修整面的质量的降低。
针对这点,在这些装置及方法中,第1区域及第2区域之间介有包含45°的点的第3区域。而且,在进行第3区域的加工的第3加工处理(第3加工工序)中,使该聚光区域的长边方向沿着加工行进方向。因此,如上述见解所示那样,包含45°的点的区域的修整面的质量变得更良好。如此,根据这些装置及方法,能够抑制对象物的修整面的质量降低,并且形成斜向龟裂。
再者,在这些装置及方法中,至少在第1加工处理和第2加工处理,加工行进方向的顺逆成为相同。因此,与在第1加工处理和第2加工处理中切换加工行进方向的顺逆的情况相比,可减少激光的聚光区域的相对移动的加减速所需的时间。
在本公开的一方面的激光加工装置中,也可以为,在第3加工处理中,控制部通过控制移动部,使聚光区域的加工行进方向的顺逆,与第1加工处理及第2加工处理的加工行进方向的顺逆成为相同。在该情况下,在第1加工处理、第2加工处理及第3加工处理中,加工行进方向的顺逆是相同的。因此,可进一步减少激光的聚光区域的相对移动的加减速所需的时间。
在本公开的一方面的激光加工装置中,也可以为,对象物包含:沿着Z方向从相反面侧依次排列的第1部分及第2部分,控制部,对于第1部分,将加工行进方向的顺逆设为相同且实行第1加工处理及第2加工处理,并对于第2部分,实行与第1加工处理及第2加工处理不同的其他加工处理,在其他加工处理,控制部,控制照射部及移动部,从而遍及线的全体地使加工行进方向的顺逆成为相同且使聚光区域沿着线相对移动,从而沿着线在对象物形成改性区域及从该改性区域沿着Z方向延伸的龟裂。在该情况下,在形成沿着Z方向的龟裂的第2部分,遍及线的全体地使加工行进方向的朝向成为相同而进行激光加工。因此,与在第2部分也在线的第1区域和第2区域中将加工行进方向的顺逆切换的情况相比,可减少激光的聚光区域的相对移动的加减速所需的时间。
在本公开的一方面的激光加工装置中,也可以为,在其他加工处理中,控制部,控制成形部,从而将激光成形为:聚光区域的长边方向沿着加工行进方向。在该情况下,在形成沿着Z方向的龟裂的第2部分,不需要以在线的第1区域的加工和第2区域的加工之间使聚光区域的长边方向和加工行进方向的关系变化的方式进行激光的成形,因此可使控制部的处理简略化。
在本公开的一方面的激光加工装置,也可以为,对象物包含:与其他构件接合的接合区域,在第1加工处理、第2加工处理及第3加工处理中,控制部形成:以随着从入射面朝向相反面而从接合区域的内侧的位置朝向接合区域的外缘的方式倾斜的斜向龟裂。在该情况下,在以斜向龟裂为边界而将对象物的一部分从对象物除去,并留下对象物的残余部分的情况下,能避免对象物跨越与其他构件的接合区域而使对象物的残余部分向外侧延伸。
在本公开的一方面的激光加工装置中,也可以为,在第1加工处理、第2加工处理及第3加工处理中,控制部实行:第1形成处理,其将Z方向的聚光区域的位置设定为第1Z位置,并且沿着线使聚光区域相对移动,从而将作为改性区域的第1改性区域及从第1改性区域延伸的龟裂形成在对象物;以及第2形成处理,其将Z方向的聚光区域的位置设定为比第1Z位置更靠入射面侧的第2Z位置,并且沿着线使聚光区域相对移动,从而形成作为改性区域的第2改性区域及从第2改性区域延伸的龟裂,在第1形成处理中,控制部,将与加工行进方向及Z方向交叉的Y方向的聚光区域的位置设定为第1Y位置,在第2形成处理中,控制部,将Y方向的聚光区域的位置设定为从第1Y位置移位了的第2Y位置,并通过成形部的控制,而将激光成形为:使包含Y方向及Z方向的YZ面内的聚光区域的形状,成为至少在比聚光区域的中心更靠入射面侧向移位方向倾斜的倾斜形状,从而在YZ面内向移位方向倾斜地形成斜向龟裂。如此,可适当形成相对于Z方向倾斜的斜向龟裂。
在本公开的一方面的激光加工装置中,也可以为,成形部包含:根据调制图案调制激光,从而成形激光用的空间光调制器,照射部包含:用于将来自空间光调制器的激光朝向对象物聚光的聚光透镜,在第2形成处理,控制部,通过显示于空间光调制器的调制图案的控制,而将激光调制成使聚光区域的形状成为倾斜形状,从而成形激光。该情况下,可使用空间光调制器来容易地成形激光。
在本公开的一方面的激光加工装置中,也可以为,调制图案包含:用于对于激光赋予彗形像差的彗形像差图案,在第2形成处理,控制部,控制彗形像差图案的彗形像差的大小,从而进行使聚光区域的形状成为倾斜形状用的第1图案控制。根据本发明者的见解,该情况下,YZ面内的聚光区域的形状,形成弧状。即,该情况下,聚光区域的形状,在比聚光区域的中心更靠入射面侧向移位方向倾斜,并在比聚光区域的中心更靠与入射面相反的侧向与移位方向相反的方向倾斜。即使是该情况,也可以形成向移位方向倾斜的斜向龟裂。
在本公开的一个方面的激光加工装置中,也可以为,调制图案包含:用于修正激光的球面像差的球面像差修正图案,在第2形成处理中,控制部,相对于聚光透镜的入射瞳面的中心,使球面像差修正图案的中心向Y方向偏移,从而进行用于使聚光区域的形状成为倾斜形状的第2图案控制。根据本发明者的见解,在该情况也与利用彗形像差图案的情况同样地,可使YZ面内的聚光区域的形状形成为弧状,可形成向移位方向倾斜的斜向龟裂。
在本公开的一个方面的激光加工装置中,也可以为,在第2形成处理中,控制部,将相对于沿着加工进行方向的轴线呈非对称的调制图案显示于空间光调制器,从而进行用于使聚光区域的形状成为倾斜形状的第3图案控制。根据本发明者的见解,在该情况下,可使YZ面内的聚光区域的形状的整体向移位方向倾斜。在该情况下,也可以形成向偏移方向倾斜的斜向龟裂。
在本公开的一个方面的激光加工装置中,也可以为,调制图案,包含:椭圆图案,其用于使在Y方向及包含与Z方向交叉的X方向和Y方向的XY面内的聚光区域的形状成为以X方向为长边的椭圆形状,在第2形成处理中,控制部,以椭圆图案的强度相对于沿着X方向的轴线成为非对称的方式,将调制图案显示于空间光调制器,从而进行用于使聚光区域的形状成为倾斜形状的第4图案控制。根据本发明者的见解,在该情况也可以将YZ面内的聚光区域的形状形成为弧状,可形成向移位方向倾斜的斜向龟裂。
在本公开的一个方面的激光加工装置中,也可以为,在第2形成处理中,控制部将用于形成在YZ面内沿着移位方向排列的多个激光的聚光点的调制图案显示于空间光调制器,从而进行用于使包含多个聚光点的聚光区域的形状成为倾斜形状的第5图案控制。根据本发明者的见解,在该情况也可以形成向移位方向倾斜的斜向龟裂。
发明的效果
根据本公开的一方面,可提供激光加工装置、及激光加工方法,其抑制外缘部分被去除的对象物的修整面的质量降低,并且形成斜向龟裂。
附图说明
图1是表示一实施方式的激光加工装置的结构的示意图。
图2是表示激光照射部的结构的示意图。
图3是表示图2所示的4f透镜单元的图。
图4是表示图2所示的空间光调制器的图。
图5是用于说明斜向龟裂形成的见解的对象物的截面图。
图6是用于说明斜向龟裂形成的见解的对象物的截面图。
图7是表示激光的聚光区域的光束形状的图。
图8是表示调制图案的偏移(offset)的图。
图9是表示斜向龟裂的形成状态的截面照片。
图10是对象物的示意的俯视图。
图11是表示斜向龟裂的形成状态的截面照片。
图12是表示斜向龟裂的形成状态的截面照片。
图13是表示调制图案的一例的图。
图14是表示聚光透镜的入射瞳面的强度分布、及聚光区域的光束形状的图。
图15是表示聚光区域的光束形状、及聚光区域的强度分布的观测结果的图。
图16是表示调制图案的一例的图。
图17是表示非对称的调制图案的其他例的图。
图18是表示聚光透镜的入射瞳面的强度分布、及聚光区域的光束形状的图。
图19是表示调制图案的一例、及聚光区域的形成的图。
图20是表示加工的对象物的图。
图21是表示加工的对象物的图。
图22是表示聚光区域的光束形状的示意图。
图23是表示聚光区域的光束形状的示意图。
图24是表示修整加工的一工序的图。
图25是表示修整加工的一工序的图。
图26是表示修整加工的一工序的图。
图27是表示修整加工的一工序的图。
图28是表示修整加工的一工序的图。
图29是表示修整加工的一工序的图。
图30是表示一实施方式的激光加工的对象物的图。
图31是图30所示的对象物的截面图。
图32是图30所示的对象物的俯视图。
图33是表示加工结果的截面照片。
图34是表示加工结果的截面照片。
图35是用于说明加工试验的示意图。
图36是表示加工试验的加工行进方向与光束形状与斜向龟裂之间关系的示意图。
图37是表示图35、36所示的加工试验的结果的表。
图38是表示加工试验的结果的表。
图39是表示加工试验的结果的截面照片。
图40是表示一实施方式的激光加工的一工序的图。
图41是表示一实施方式的激光加工的一工序的图。
图42是表示一实施方式的激光加工的一工序的图。
图43是表示一实施方式的激光加工的一工序的图。
图44是表示一实施方式的激光加工的一工序的图。
图45是表示一实施方式的激光加工的一工序的图。
图46是表示一实施方式的激光加工的一工序的图。
图47是表示一实施方式的激光加工的一工序的图。
图48是表示一实施方式的激光加工的对象物的图。
图49是表示加工试验的结果的表。
图50是表示加工试验的结果的表。
图51是表示本实施方式的对象物的图。
图52是表示加工第3区域时的光束形状的图。
图53是表示图52所示的光束形状的加工结果的表。
图54是用于说明第3实施方式的激光加工的图。
图55是用于说明第4实施方式的激光加工的图。
具体实施方式
以下,参照附图,对一实施方式进行详细说明。此外,在各图中,有时对相同或相当的部分赋予相同符号,并省略重复的说明。另外,在各图中,有时示出以X轴、Y轴、及Z轴规定的直角坐标系。
[激光加工装置、及激光加工的概要]
图1是表示一实施方式的激光加工装置的结构的示意图。如图1所示,激光加工装置1具备:载置台(支撑部)2、照射部3、移动部4、5、以及控制部6。激光加工装置1是用于通过将激光L照射于对象物11而在对象物11形成改性区域12的装置。
载置台2,例如保持贴合在对象物11的薄膜,从而支撑对象物11。载置台2可以平行于Z方向的轴线为旋转轴而旋转。载置台2,也可以分别沿着X方向及Y方向移动。此外,X方向及Y方向,是彼此交叉(正交)的第1水平方向及第2水平方向,Z方向是铅垂方向。
照射部3,将相对于对象物11具有透过性的激光L聚光而照射于对象物11。如果激光L聚光于被载置台2支撑的对象物11的内部,则在激光L的聚光区域C(例如后述的中心Ca)所对应的部分,激光L被特别地吸收,在对象物11的内部形成改性区域12。此外,聚光区域C,详细的说明待留后述,为激光L的光束强度最高的位置或距光束强度的重心位置规定的范围的区域。
改性区域12,是密度、折射率、机械性强度、其他的物理特性与周围的非改性区域不同的区域。作为改性区域12,例如存在:溶融处理区域、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域等。改性区域12形成为龟裂从改性区域12延伸至激光L的入射侧及其相反侧。这种改性区域12及龟裂,例如用于对象物11的切断。
作为一例,如果使载置台2沿着X方向移动,并相对于对象物11使聚光区域C沿着X方向相对移动,则多个改性点12s以沿着X方向排列成一列的方式形成。一个改性点12s,是通过一个脉冲的激光L的照射而形成。一列改性区域12,是排列成一列的多个改性点12s的集合。相邻的改性点12s,根据聚光区域C相对于对象物11的相对移动速度及激光L的重复频率,有时彼此相连,也有时彼此分离。
移动部4包含:第1移动部41,其使载置台2沿与Z方向交叉(正交)的面内的一个方向移动;以及第2移动部42,其使载置台2沿与Z方向交叉(正交)的面内的其他方向移动。作为一例,第1移动部41使载置台2沿着X方向移动,第2移动部42使载置台2沿着Y方向移动。另外,移动部4使载置台2以平行于Z方向的轴线为旋转轴来旋转。移动部5支撑照射部3。移动部5使照射部3沿着X方向、Y方向、及Z方向移动。在形成有激光L的聚光区域C的状态下,使载置台2和/或照射部3移动,从而使聚光区域C相对于对象物11相对移动。即,移动部4、5是以使激光L的聚光区域C相对于对象物11相对移动的方式使载置台2及照射部3的至少一方移动的移动部。
控制部6控制载置台2、照射部3、及移动部4、5的动作。控制部6具有:处理部、储存部、及输入接收部(未图示)。处理部构成为包含处理器、内存、储存部及通信装置等的计算机装置。在处理部,处理器执行读入内存等的软件(程序),并控制内存及储存部的数据的读出及写入,以及通过通信装置进行的通信。储存部例如是硬盘等,存储各种数据。输入接收部是显示各种信息,并从用户接收各种信息的输入的接口部。输入接收部构成GUI(Graphical User Interface)。
图2是表示图1所示的照射部的结构的示意图。在图2中,示出:表示激光加工的预定的虚拟的线A。如图2所示,照射部3具有:光源31、空间光调制器(成形部)7、聚光透镜33、以及4f透镜单元34。光源31,例如通过脉冲振荡方式,来输出激光L。此外,照射部3也可以不具有光源31,而是构成为从照射部3的外部导入激光L。空间光调制器7调制从光源31输出的激光L。聚光透镜33,将由空间光调制器7调制而从空间光调制器7输出的激光L朝向对象物11聚光。
如图3所示,4f透镜单元34具有:一对透镜34A、34B,其排列在从空间光调制器7朝向聚光透镜33的激光L的光路上。一对透镜34A、34B构成:空间光调制器7的调制面7a与聚光透镜33的入射瞳面(瞳面)33a处于成像关系的两侧远心光学系统。由此,在空间光调制器7的调制面7a的激光L的像(在空间光调制器7调制了的激光L的像)转像(成像)于聚光透镜33的入射瞳面33a。此外,图中的Fs表示傅立叶面。
如图4所示,空间光调制器7,是反射型液晶(LCOS:Liquid Crystal on Silicon)的空间光调制器(SLM:Spatial Light Modulator)。空间光调制器7通过在半导体基板71上依次层叠驱动电路层72、像素电极层73、反射膜74、取向膜75、液晶层76、取向膜77、透明导电膜78及透明基板79而构成。
半导体基板71例如为硅基板。驱动电路层72在半导体基板71上构成主动矩阵(active matrix)电路。像素电极层73包含沿着半导体基板71的表面排列成矩阵状的多个像素电极73a。各像素电极73a例如由铝等金属材料形成。在各像素电极73a,通过驱动电路层72来施加电压。
反射膜74例如为电介质多层膜。取向膜75设置于液晶层76的反射膜74侧的表面,取向膜77设置于液晶层76的与反射膜74为相反侧的表面。各取向膜75、77例如由聚酰亚胺等的高分子材料形成,在各取向膜75、77的与液晶层76接触面例如实施摩擦(rubbing)处理。取向膜75、77使液晶层76中包含的液晶分子76a沿一定方向排列。
透明导电膜78设置于透明基板79的取向膜77侧的表面,隔着液晶层76等面向像素电极层73。透明基板79例如为玻璃基板。透明导电膜78例如由ITO等光透过性且导电性的材料形成。透明基板79及透明导电膜78使激光L穿透。
在如上述那样构成的空间光调制器7,如果将表示调制图案的信号从控制部6输入驱动电路层72,则与该信号对应的电压施加于各像素电极73a,在各像素电极73a与透明导电膜78之间形成电场。如果形成该电场,则在液晶层76,对每个与各像素电极73a对应的区域液晶分子76a的排列方向变化,对每个与各像素电极73a对应的区域折射率变化。该状态是在液晶层76显示有调制图案的状态。调制图案用于调制激光L。
即,在液晶层76显示有调制图案的状态下,如果激光L从外部经由透明基板79及透明导电膜78入射于液晶层76,被反射膜74反射,并从液晶层76经由透明导电膜78及透明基板79而出射至外部,则根据在液晶层76显示的调制图案,调制激光L。这样,根据空间光调制器7,能够通过适当地设定在液晶层76显示的调制图案,来调制激光L(例如,激光L的强度、振幅、相位、偏光等的调制)。此外,图3所示的调制面7a,例如为液晶层76。
如以上所述,从光源31输出的激光L,经由空间光调制器7及4f透镜单元34而入射于聚光透镜33,通过聚光透镜33而聚光于对象物11内,从而在该聚光区域C在对象物11形成有改性区域12及从改性区域12延伸的龟裂。并且,通过控制部6控制移动部4、5,使聚光区域C相对于对象物11相对移动,从而沿着聚光区域C的移动方向形成改性区域12及龟裂。
[关于斜向龟裂形成的见解的说明]
在此,将此时的聚光区域C的相对移动的方向(加工行进方向)设为X方向。另外,将与对象物11的激光L的入射面即第1面11a交叉(正交)的方向设为Z方向。另外,将与X方向及Z方向交叉(正交)的方向设为Y方向。X方向及Y方向是沿着第1面11a的方向。此外,Z方向也可以规定为聚光透镜33的光轴,经由聚光透镜33朝向对象物11聚光的激光L的光轴。
如图5所示,要求:在与加工行进方向即X方向交叉的交叉面(包含Y方向及Z方向的YZ面S)内,沿着相对于Z方向及Y方向倾斜的线RA(此处是从Y方向倾斜规定的角度θ的线RA)倾斜地形成龟裂。针对本发明人的对这种斜向龟裂形成的见解,一边示出加工例一边进行说明。
在此,作为改性区域12,形成改性区域12a、12b。由此,将从改性区域12a延伸的龟裂13a与从改性区域12b延伸的龟裂13b连接,并形成沿着线RA倾斜地延伸的龟裂13。在此,首先,如图6所示,将对象物11的第1面11a设为激光L的入射面来形成聚光区域C1。另一方面,在比聚光区域C1更靠第1面11a侧,将第1面11a作为激光L的入射面来形成聚光区域C2。此时,聚光区域C2,比聚光区域C1在Z方向上移位(shift)距离Sz的量,并且,比聚光区域C1在Y方向上移位距离Sy的量。距离Sz及距离Sy,作为一例,与线RA的倾斜对应。
另一方面,如图7所示,使用空间光调制器7来调制激光L,从而使聚光区域C(至少聚光区域C2)的YZ面S内的光束形状成为:至少在比聚光区域C的中心Ca更靠第1面11a侧,相对于Z方向向移位方向(在此为Y方向的负侧)倾斜的倾斜形状。在图7的例子,成为:弧形状,其在比中心Ca更靠第1面11a侧,相对于Z方向向Y方向的负侧倾斜,并且在比中心Ca更靠第1面11a的相反侧,也相对于Z方向向Y方向的负侧倾斜。此外,YZ面S内的聚光区域C的光束形状是指,在YZ面S内的聚光区域C的激光L的强度分布。
如上述那样,使至少两个聚光区域C1、C2向Y方向移位,并至少使聚光区域C2(在此为聚光区域C1、C2双方)的光束形状成为倾斜形状,从而如图9的(a)所示,可形成倾斜地延伸的龟裂13。此外,例如通过控制空间光调制器7的调制图案,也可以通过使激光L分支而同时形成聚光区域C1、C2并进行改性区域12及龟裂13的形成(多焦点加工),也可以在通过聚光区域C1的形成而形成改性区域12a及龟裂13a之后,通过聚光区域C2的形成而形成改性区域12b及龟裂13b(单路径(single pass)加工)。
另外,也可以在聚光区域C1与聚光区域C2之间形成其他的聚光区域,从而如图9的(b)所示,在改性区域12a与改性区域12b之间介有其他的改性区域12c,形成更长的倾斜地延伸的龟裂13。
接着,针对用于使聚光区域C的YZ面S内的光束形状成为倾斜形状的见解进行说明。首先,针对聚光区域C的定义进行具体说明。在此,聚光区域C是距中心Ca规定的范围(例如,在Z方向上距中心Ca±25μm的范围)的区域。中心Ca,如上述那样,是光束强度最高的位置或是光束强度的重心位置。光束强度的重心位置例如是,在没有进行通过用于使激光L分支的调制图案那样的、使激光L的光轴移位的调制图案的调制的状态下的激光L的光轴上,光束强度的重心所在的位置。光束强度最高的位置或光束强度的重心,可如下取得。即,在将激光L的输出降低至未在对象物11形成改性区域12的程度(比加工阈值低)的状态下,对对象物11照射激光L。并且,将来自对象物11的激光L的入射面的相反侧的面(在此为第2面11b)的激光L的反射光,例如对如图15所示的Z方向的多个位置F1~F7通过相机进行拍摄。由此,基于所得到的图像,可取得光束强度最高的位置和重心。此外,改性区域12在该中心Ca附近形成。
为了使在聚光区域C的光束形状成为倾斜形状,存在使调制图案偏移(offset)的方法。更具体而言,在空间光调制器7,显示有:用于修正波面的变形的变形修正图案、用于将激光分支的光栅(gerating)图案、狭缝(split)图案、像散图案、彗形(coma)像差图案、及球面像差修正图案等的各种图案(显示有重叠这些图案的图案)。其中,如图8所示,使球面像差修正图案Ps偏移,从而可调整聚光区域C的光束形状。
在图8的例子中,在调制面7a,使球面像差修正图案Ps的中心Pc,相对于激光L的(光束点的)中心Lc,向Y方向的负侧以偏移量Oy1偏移。如上述那样,调制面7a,通过4f透镜单元34,转像至聚光透镜33的入射瞳面33a。因此,调制面7a的偏移在入射瞳面33a,成为向Y方向的正侧的偏移。即,在入射瞳面33a,球面像差修正图案Ps的中心Pc,从激光L的中心Lc、及入射瞳面33a的中心(在此,与中心Lc一致)向Y方向的正侧以偏移量Oy2偏移。
如上述那样,使球面像差修正图案Ps偏移,从而使激光L的聚光区域C的光束形状,如图7所示那样变形为弧状的倾斜形状。如上述那样,使球面像差修正图案Ps偏移相当于对激光L赋予彗形像差。因此,也可以通过使空间光调制器7的调制图案包含用于对激光L赋予彗形像差的彗形像差图案,从而使聚光区域C的光束形状成为倾斜形状。此外,作为彗形像差图案,可使用相当于Zernike多项式的9项(3次彗形像差的Y分量)的图案,即,在Y方向上发生彗形像差的图案。
接着,说明对对象物11的结晶性与龟裂13之间的关系的见解。图10是对象物的示意的俯视图。在此,对象物11是硅晶圆(t775μm、<100>、1Ω·cm),形成有槽口(notch)11d。对该对象物11,将加工行进方向即X方向与0°(110)面匹配的第1加工例示于图11的(a),将X方向与15°匹配的第2加工例示于图11的(b),将与30°匹配的第3加工例示于图12的(a),将与45°(100)面匹配的第4加工例示于图12的(b)。在各加工例中,将YZ面S内的线RA距Y方向的角度θ设为71°。
另外,在各加工例中,设为单路径加工,其中,作为第1路径使聚光区域C1在X方向上相对移动来形成改性区域12a及龟裂13a,之后,作为第2路径使聚光区域C2在X方向上相对移动来形成改性区域12b及龟裂13b。第1路径及第2路径的加工条件如下所述。此外,以下的CP表示聚光修正的强度,彗形(coma)(LBA偏移Y)以空间光调制器7的像素单位来表示球面像差修正图案Ps的向Y方向的偏移量。
<第1路径>
Z方向位置:161μm
CP:-18
输出:2W
速度:530mm/s
频率:80kHz
彗形(LBA偏移Y):-5
Y方向位置:0
<第2路径>
Z方向位置:151μm
CP:-18
输出:2W
速度:530mm/s
频率:80kHz
彗形(LBA偏移Y):-5
Y方向位置:0.014mm
如图11及图12所示,在任何情况下,均可沿着相对于Y方向以71°倾斜的线RA形成龟裂13。即,不受对象物11的主要裂开面即(110)面、(111)面、及(100)面等的影响,即,不论对象物11的结晶结构,均可沿着所期望的线RA形成倾斜地延伸的龟裂13。
此外,用于形成这种倾斜地延伸的龟裂13的光束形状的控制,不限定于上述的例子。接着,针对用于使光束形状成为倾斜形状的其他例子进行说明。如图13的(a)所示,也可以通过相对于沿着加工行进方向即X方向的轴线Ax呈非对称的调制图案PG1来调制激光L,使聚光区域C的光束形状成为倾斜形状。调制图案PG1,在比轴线Ax更靠Y方向的负侧包含光栅图案Ga,并在比轴线Ax更靠Y方向的正侧包含非调制区域Ba,轴线Ax通过Y方向上的激光L的光束点的中心Lc并沿着X方向。换言之,调制图案PG1,仅在比轴线Ax更靠Y方向的正侧包含光栅图案Ga。此外,图13的(b)将图13的(a)的调制图案PG1以对应于聚光透镜33的入射瞳面33a的方式反转。
图14的(a)表示聚光透镜33的入射瞳面33a的激光L的强度分布。如图14的(a)的所示,通过使用这种调制图案PG1,入射于空间光调制器7的激光L中的被光栅图案Ga调制了的部分变成不入射于聚光透镜33的入射瞳面33a。其结果,如图14的(b)及图15所示,可使YZ面S内的聚光区域C的光束形状,其整体成为相对于Z方向向一个方向倾斜的倾斜形状。
即,在该情况下,聚光区域C的光束形状成为:在比聚光区域C的中心Ca更靠第1面11a侧,相对于Z方向向Y方向的负侧倾斜,并且在比聚光区域C的中心Ca更靠第1面11a的相反侧,相对于Z方向向Y方向的正侧倾斜。此外,图15的(b)的各图,示出:在图15的(a)所示的Z方向的各位置F1~F7的激光L的XY面内的强度分布,是通过相机的实际的观测结果。在将聚光区域C的光束形状如这样进行控制的情况下,也与上述例子同样地,可形成倾斜地延伸的龟裂13。
此外,作为相对于轴线Ax呈非对称的调制图案,也可以采用图16所示的调制图案PG2、PG3、PG4。调制图案PG2,在比轴线Ax更靠Y方向的负侧,包含在远离轴线Ax的方向上依次排列的非调制区域Ba及光栅图案Ga,在比轴线Ax更靠Y方向的正侧包含非调制区域Ba。即,调制图案PG2,在比轴线Ax更靠Y方向的负侧的区域的一部分包含光栅图案Ga。
调制图案PG3,在比轴线Ax更靠Y方向的负侧,包含在远离轴线Ax的方向上依次排列的非调制区域Ba及光栅图案Ga,并且,在比轴线Ax更靠Y方向的正侧,包含在远离轴线Ax的方向上依次排列的非调制区域Ba及光栅图案Ga。在调制图案PG3,在比轴线Ax更靠Y方向的正侧与Y方向的负侧,使非调制区域Ba及光栅图案Ga的比例不同(在Y方向的负侧相对地使非调制区域Ba变窄),从而相对于轴线Ax成为非对称。
调制图案PG4,与调制图案PG2同样地,在比轴线Ax更靠Y方向的负侧的区域的一部分包含光栅图案Ga。在调制图案PG4,进一步在X方向上,使设有光栅图案Ga的区域成为一部分。即,在调制图案PG4,在比轴线Ax更靠Y方向的负侧的区域,包含:在X方向上依次排列的非调制区域Ba、光栅图案Ga、及非调制区域Ba。在此,光栅图案Ga配置在通过X方向上的激光L的光束点的中心Lc的、包含沿着Y方向的轴线Ay的区域。
通过以上的任意调制图案PG2~PG4,均可使聚光区域C的光束形状成为:至少在比中心Ca更靠第1面11a侧相对于Z方向向Y方向的负侧倾斜的倾斜形状。即,为了将聚光区域C的光束形状控制成至少在比中心Ca更靠第1面11a侧相对于Z方向向Y方向的负侧倾斜,如调制图案PG1~PG4那样,或不限于调制图案PG1~PG4,使用包含光栅图案Ga的非对称调制图案。
另外,作为用于使聚光区域C的光束形状成为倾斜形状的非对称调制图案,并不限定于利用光栅图案Ga。图17是表示非对称的调制图案的其他例的图。如图17的(a)所示,调制图案PE,在比轴线Ax更靠Y方向的负侧包含椭圆图案Ew,并且在比轴线Ax更靠Y方向的正侧包含椭圆图案Es。此外,图17的(b)将图17的(a)的调制图案PE以与聚光透镜33的入射瞳面33a对应的方式反转。
如图17的(c)所示,椭圆图案Ew、Es,均为用于使在包含X方向及Y方向的XY面的聚光区域C的光束形状成为将X方向作为长边方向的椭圆形状的图案。但是,在椭圆图案Ew与椭圆图案Es,调制强度不同。更具体而言,由椭圆图案Es进行的调制强度比由椭圆图案Ew进行的调制强度大。即,由椭圆图案Es调制了的激光L所形成的聚光区域Cs,相比于由椭圆图案Ew调制了的激光L所形成的聚光区域Cw,成为在X方向上较长的椭圆形状。在此,在比轴线Ax更靠Y方向的负侧配置有相对地较强的椭圆图案Es。
如图18的(a)所示,使用这种调制图案PE,从而可使YZ面S内的聚光区域C的光束形状成为:在比中心Ca更靠第1面11a侧相对于Z方向向Y方向的负侧倾斜的倾斜形状。特别是,在该情况下,YZ面S内的聚光区域C的光束形状,也可以成为:在比中心Ca更靠第1面11a的相反侧也相对于Z方向向Y方向的负侧倾斜,作为整体成为弧状。此外,图18的(b)的各图,示出:在图18的(a)所示的Z方向的各位置H1~F8的激光L的XY面内的强度分布,是通过相机的实际的观测结果。
此外,用于使聚光区域C的光束形状成为倾斜形状的调制图案,不限定于以上的非对称图案。作为一例,作为这种调制图案,可以列举:如图19所示,用于以在YZ面S内在多个位置形成聚光点CI,由多个聚光点CI的全体(包含多个聚光点CI)形成倾斜形状的聚光区域C的方式调制激光L的图案。作为这种调制图案的一例,可基于轴锥透镜(Axicon lens)图案来形成。在使用这种调制图案的情况下,改性区域12自身也可以在YZ面S内倾斜地形成。因此,在该情况下,可根据所期望的倾斜来正确地形成斜向龟裂13。另一方面,在使用这种调制图案的情况下,相比于上述其他例,存在龟裂13的长度变短的倾向。因此,通过根据要求来分别使用各种调制图案,可进行所期望的加工。
此外,上述聚光点CI,例如是使非调制的激光聚光的点。如上述那样,根据本发明人的见解,在YZ面S内使至少两个改性区域12a、12b在Y方向及Z方向上移位,且在YZ面S内使聚光区域C的光束形状成为倾斜形状,从而可形成以相对于Z方向向Y方向倾斜的方式倾斜地延伸的龟裂13。
此外,在控制光束形状时,在利用球面像差修正图案的偏移的情况下、在利用彗形像差图案的情况下、及在利用椭圆图案的情况下,与利用衍射光栅图案来去掉(cut)激光的一部分的情况相比,可进行高能量的加工。另外,在这些情况下,在重视龟裂的形成的情况下是有效的。另外,在利用彗形像差图案的情况下,在多焦点加工的情况下,可仅使一部分聚光区域的光束形状成为倾斜形状。此外,在利用轴锥透镜图案的情况下,其他图案的利用,与其他图案相比,在重视改性区域的形成的情况下是有效的。
[修整加工的一例]
接着,针对修整加工的一例进行说明。修整加工,是将对象物11中的不要部分去除的加工。修整加工,含有使聚光区域对焦于对象物11来照射激光L,从而在对象物11形成改性区域12的激光加工方法。对象物11,例如包含形成为圆板状的半导体晶圆。作为对象物并未特别限定,也可以以各种材料来形成,也可以呈现各种形状。在对象物11的第2面11b,形成有功能元件(未图标)。功能元件,例如光二极管等的受光元件、激光二极管等的发光元件、内存等的电路元件等。
图20及图21,是表示加工的对象物的图。如图20、21所示那样,在对象物11设定有效区域R及去除区域E。有效区域R,是对应于所取得的半导体元件的部分。此处的有效区域R,是从厚度方向观察对象物11时包含中央部分的圆板状的部分。除去区域E,是对象物11的比有效区域R更外侧的区域。去除区域E,是对象物11的有效区域R以外的外缘部分。此处的除去区域E,是包围有效区域R的圆环状的部分。除去区域E,包含从厚度方向观察对象物11时的周缘部分(外缘的倒角部)。有效区域R及去除区域E的设定,可在控制部6进行。有效区域R及去除区域E,也可以为坐标指定。
载置台2,是载置有对象物11的支撑部。在本实施方式的载置台2,是在将对象物11的第1面11a作为激光入射面侧即上侧的状态(将第2面11b作为载置台2侧即下侧的状态)下,载置有对象物11。载置台2,具有设在其中心的旋转轴Cx。旋转轴Cx,是沿着Z方向延伸的轴。载置台2,以旋转轴Cx为中心而可旋转。载置台2,通过马达等的公知的驱动装置的驱动力来旋转驱动。
照射部3,对载置于载置台2的对象物11沿着Z方向照射激光L,在该对象物11的内部形成改性区域。照射部3,安装于移动部5。照射部3,通过马达等的公知的驱动装置的驱动力而可沿着Z方向直线移动。照射部3,通过马达等的公知的驱动装置的驱动力而可在X方向及Y方向直线移动。
照射部3,如上述那样,具备空间光调制器7。空间光调制器7,构成成形部,其成形在与激光L的光轴呈垂直的面内的聚光区域C的形状(即从Z方向观察时的聚光区域C的形状)(以下也称为“光束形状”)。空间光调制器7,可以从Z方向观察时的光束形状具有长边方向的方式成形激光L。例如空间光调制器7,将使光束形状成为椭圆形状的调制图案显示,从而将光束形状成形为椭圆形状。
光束形状,不限定于椭圆形状,只要为长条形状即可。光束形状,也可以是扁平圆形状、长圆形状或长方形状。光束形状,也可以是长条的三角形形状,矩形形状或多角形形状。这种实现光束形状的空间光调制器7的调制图案,也可以包含狭缝图案及散光图案的至少任一者。此外,激光L通过散光等而具有多个聚光区域C的情况下,多个聚光区域C中,激光L的光路的最上游侧的聚光区域C的形状,为本实施方式的光束形状(其他激光也相同)。此处的长边方向,为光束形状的椭圆形状的长轴方向,也称为椭圆长轴方向。
光束形状,不限定于聚光点的形状,也可以是聚光点附近的形状,只要是聚光区域C的一部分的形状即可。例如,具有散光的激光L的情况,如图22的(a)所示那样,在聚光点附近的激光入射面侧的区域,光束形状具有长边方向NH。在图22的(a)的光束形状的平面内(聚光点附近的激光入射面侧的Z方向位置的平面内)的光束强度分布,成为在长边方向NH具有较强的强度分布,光束强度较强的方向与长边方向NH一致。
在具有散光的激光L的情况下,如图22的(c)所示那样,在聚光点附近的激光入射面的相反面侧的区域,光束形状,具有对于激光入射面侧的区域的长边方向NH(参照图22的(a))呈垂直的长边方向NH0。图22的(c)的光束形状的平面内(聚光点附近的激光入射面侧的相反面侧的Z方向位置的平面内)的光束强度分布,成为在长边方向NH0具有较强的强度分布,光束强度较强的方向与长边方向NH0一致。在具有散光的激光L的情况下,如图22的(b)所示那样,在聚光点附近的激光入射面侧与其相反面侧之间的区域,聚光区域C成为不具长边方向的圆形。
在具有这种散光的激光L的情况下,本实施方式的成为对象的聚光区域C,包含聚光点附近的激光入射面侧的区域,本实施方式的成为对象的光束形状,是图22的(a)所示的光束形状。
此外,调整空间光调制器7的调制图案,从而可任意控制成为聚光区域C的图22的(a)所示的光束形状的位置。例如,可控制成在聚光点附近的激光入射面的相反面侧的区域,具有图22的(a)所示的光束形状。另外,例如,可控制成在聚光点附近的激光入射面侧与其相反面侧之间的区域,具有图22的(a)所示的光束形状。聚光区域C的一部分的位置,并未特别限定,只要位于从对象物11的激光入射面到其相反面为止之间的任何位置即可。
另外,例如,在使用调制图案的控制及/或机械式机构所致的狭缝或椭圆光学系统的情况下,如图23的(a)所示那样,在聚光点附近的激光入射面侧的区域,光束形状具有长边方向NH。在图23的(a)的光束形状的平面内(聚光点附近的激光入射面侧的Z方向位置的平面内)的光束强度分布,成为在长边方向NH具有较强的强度分布,光束强度较强的方向与长边方向NH一致。
在使用狭缝或椭圆光学系统的情况下,如图23的(c)所示那样,在聚光点附近的激光入射面的相反面侧的区域,光束形状,具有与激光入射面侧的区域的长边方向NH(参照图22的(a))相同的长边方向NH。在图23的(c)的光束形状的平面内(聚光点附近的激光入射面侧的相反面侧的Z方向位置的平面内)的光束强度分布,成为在长边方向NH具有较强的强度分布,光束强度较强的方向与长边方向NH一致。在使用狭缝或椭圆光学系统的情况下,如图23的(b)所示那样,在聚光点,光束形状具有相对于激光入射面侧的区域的长边方向NH(参照图23的(a))呈垂直的长边方向NH0。图23的(b)的光束形状的平面内(聚光点的Z方向位置的平面内)的光束强度分布,成为在长边方向NH0具有较强的强度分布,光束强度较强的方向与长边方向NH0一致。
使用这种狭缝或椭圆光学系统的情况下,聚光点以外的光束形状成为具有长边方向的形状,聚光点以外的光束形状,是本实施方式的成为对象的光束形状。即,本实施方式的成为对象的聚光区域C的一部分,包含聚光点附近的激光入射面侧的区域,本实施方式的成为对象的光束形状,是图23的(a)所示的光束形状。
在修整加工,控制部6,控制载置台2的旋转、来自照射部3的激光L的照射、光束形状、以及聚光区域C的移动。控制部6,基于与载置台2的旋转量相关的旋转信息(以下也称为“θ信息”),而可实行各种控制。θ信息,也可以由使载置台2旋转的驱动装置的驱动量来取得,也可以由其他的传感器等来取得。θ信息,可通过公知的各种手法来取得。此处的θ信息,包含以对象物11位于0°方向的位置时的状态为基准的旋转角度。
控制部6,是在一边使载置台2旋转,一边使聚光区域C位于对象物11的沿着线A(有效区域R的周缘)的位置的状态下,基于θ信息来控制照射部3的激光L的照射的开始及停止,从而实行沿着有效区域R的周缘来形成改性区域的周缘处理。
控制部6,不使载置台2旋转,而对去除区域E照射激光L,并且使该激光L的聚光区域C移动,从而实行在去除区域E形成改性区域的去除处理。
控制部6,是以改性区域所包含的多个改性点的间距(在加工行进方向邻接的改性点的间隔)成为固定的方式,来控制载置台2的旋转、来自照射部3的激光L的照射、以及聚光区域C的移动的至少任一者。
控制部6,从对位用相机(未图标)的拍摄图像,取得对象物11的旋转方向的基准位置(0°方向的位置)及对象物11的直径。控制部6,以照射部3可沿着X方向移动至载置台2的旋转轴Cx上的方式,控制照射部3的移动。
接着,针对修整加工的一例进行说明。首先,以第1面11a成为激光L的入射面的方式,将对象物11载置于载置台2上。在对象物11的搭载有功能元件的第2面11b侧,粘接有支撑基板或胶带材料来保护。
接着,实施修整加工。在修整加工,由控制部6实行周缘处理。具体而言,如图24的(a)所示那样,在一边使载置台2以一定的速度旋转,一边使聚光区域C位于沿着对象物11的有效区域R的周缘的位置的状态下,基于θ信息来控制照射部3的激光L的照射的开始及停止。由此,如图24的(b)及图24的(c)所示那样,沿着线A(有效区域R的周缘)形成改性区域12。所形成的改性区域12,包含改性点及从改性点延伸的龟裂。
在修整加工,由控制部6实行除去处理。具体而言,如图25的(a)所示那样,不使载置台2旋转,而在去除区域E照射激光L,并使照射部3沿着X方向移动,使该激光L的聚光区域C相对于对象物11在X方向上相对移动。使载置台2旋转90°之后,在去除区域E照射激光L,并使照射部3沿着X方向移动,使该激光L的聚光区域C相对于对象物11在X方向上相对移动。
从而,如图25的(b)所示那样,从Z方向观察沿着以除去区域E被4等分的方式延伸的线,来形成改性区域12。所形成的改性区域12,包含改性点及从改性点延伸的龟裂。该龟裂,到达第1面11a及第2面11b的至少任一者皆可,也可以是未到达第1面11a及第2面11b的至少任一者。之后,如图26的(a)及图26的(b)所示那样,通过例如夹具或空气,以改性区域12为边界将去除区域E去除。由此,从对象物11形成半导体元件11K。
接着,如图26的(c)所示那样,对于半导体元件11K的剥离面11c,进行收尾的研削或砺石等的研磨材KM的研磨。在通过蚀刻剥离对象物11的情况下,可使该研磨简略化。以上的结果,取得半导体元件11M。
接着,关于修整加工,进行更详细的说明。如图27所示那样,对象物11呈板状。对象物11,具有结晶结构,其包含:(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与一个(110)面正交的第1结晶方位K1、与另一个(110)面正交的第2结晶方位K2。对象物11的第1面11a是(100)面。对象物11,以(100)面(即第1面11a)成为激光L的入射面的方式被支撑于载置台2。对象物11,例如,是由硅形成的硅晶圆。(110)面,是裂开面。第1结晶方位K1及第2结晶方位K2,是裂开方向,即,对象物11中龟裂最容易延伸的方向。第1结晶方位K1与第2结晶方位K2,彼此正交。
在对象物11,设有对位对象11n。例如对位对象11n,相对于对象物11的0°方向的位置在θ方向(载置台2的绕旋转轴Cx的旋转方向)有一定的关系。0°方向的位置,是指θ方向中成为基准的对象物11的位置。例如对位对象11n,是形成在外缘部的缺口。此外,对位对象11n并未特别限定,也可以为对象物11的定向平面,也可以为功能元件的图案。在图标的例中,对位对象11n,设在对象物11的0°方向的位置。换言之,对位对象11n,设在对象物11的外缘与第2结晶方位K2正交的位置。
在对象物11,设定有作为修整预定线的线A。线A,是预定形成改性区域12的线。线A,是在对象物11的外缘的内侧延伸成环状。此处的线A,延伸成圆环状。线A,设定在对象物11的有效区域R与去除区域E之间的边界。线A的设定,可在控制部6进行。线A,虽为虚拟的线,但也可以为实际画出的线。线A也可以为坐标指定。
控制部6,取得关于对象物11的对象物信息。对象物信息,例如包含关于对象物11的结晶方位(第1结晶方位K1及第2结晶方位K2)的信息、关于对象物11的0°方向的位置及对象物11的直径的对位信息。控制部6,可基于对位用相机的拍摄图像、以及用户的操作或来自外部的通信等的输入,来取得对象物信息。
另外,控制部6,取得关于线A的线信息。线信息,包含:线A的信息、以及关于沿着线A使聚光区域C相对地移动的情况下的该移动的移动方向(也称为“加工行进方向”)的信息。例如加工行进方向,是通过位于线A上的聚光区域C的线A的切线方向。控制部6,可基于使用者的操作或来自外部的通信等的输入,来取得线信息。
此外,控制部6,基于所取得的对象物信息及线信息,来确定沿着线A使聚光区域C相对移动的情况下的长边方向的朝向,而使光束形状的长边方向与加工行进方向交叉。具体而言,控制部6,基于对象物信息及线信息,将长边方向NH的朝向确定为第1朝向及第2朝向。第1朝向,是沿着线A的第1区域A1使聚光区域C相对移动的情况下的光束形状的长边方向的朝向。第2朝向,是沿着线A的第2区域A2使聚光区域C相对移动的情况下的光束形状的长边方向的朝向。以下,也将“光束形状的长边方向的朝向”仅称为“光束形状的朝向”。
第1区域A1,是圆弧状的区域,作为一例,在将第2结晶方位K2与线A正交的点设为0°,将第1结晶方位K1与线A正交的点设为90°,将线A的0°与90°的中间的点设为45°时,是包含:从0°至45°的区域、从90°至135°的区域、从180°至225°的区域、以及从270°至315°的区域,第2区域A2,是圆弧状的区域,包含:从45°至90°的区域、从135°至180°的区域、从225°至270°的区域、以及从315°至360°的区域。此外,该情况下,在45°的点及225°的点,是与(100)面正交的第3结晶方位K3与线A正交的点,135°的点及315°的点,是与(100)面正交的第4结晶方位K4与线A正交的点。
如上述那样,线A,含有:每绕逆时针45°就交互地排列的多个第1区域A1及多个第2区域A2。但是,第1区域A1及第2区域A2的上述角度范围,是取决于将0°点设定在何处而能够任意变更。例如,将第1结晶方位K1与线A正交的点设为0°的情况下(将上述的90°的点设为0°的情况下),第1区域A1及第2区域A2,是从上述角度范围旋转90°的角度范围。另外,如上述那样设定0°点的情况,也可以将从0°点顺时针转45°的点即315°的点,改称为-45°的点。此外,第1区域A1与第2区域A2的边界(例如45°)的点,也可以被包含在第1区域A1与第2区域A2的任一方,也可以被包含在双方。
第1区域A1,在沿着线A使聚光区域C相对移动的情况,包含后述加工角度为0°以上45°以下,或是-90°以上-45°以下的区域。第2区域A2,在沿着线A使聚光区域C相对移动的情况下,包含后述加工角度为45°以上小于90°,或是-45°以上小于0°的区域。
如图28的(b)所示那样,加工角度α,是加工行进方向ND相对于第1结晶方位K1的角度。加工角度α,从与激光L的入射面即第1面11a交叉的Z方向观察,将朝向逆时针的角度作为正(+)的角度,将朝向顺时针的角度作为负(-)的角度。加工角度α,可基于载置台2的θ信息、对象物信息及线信息来取得。沿着第1区域A1使聚光区域C相对移动的情况,例如,可认为是加工角度α为0°以上45°以下或是-90°以上-45°以下的情况。沿着第2区域A2使聚光区域C相对移动的情况,例如,可认为是加工角度α为45°以上90°以下或是-45°以上0°以下的情况。
第1朝向及第2朝向,是以接近第1结晶方位K1及第2结晶方位K2中的与加工行进方向ND之间的角度较大的一方(较远的一方)的方式,相对于加工行进方向ND倾斜的方向的朝向。
第1朝向及第2朝向,在加工角度α为0°以上90°以下的情况下,成为如下。第1朝向,是使长边方向NH相对于加工行进方向ND向接近第2结晶方位K2的侧倾斜的方向的朝向。第2朝向,是使长边方向NH相对于加工行进方向ND向接近第1结晶方位K1的侧倾斜的方向的朝向。第1朝向,例如,是从加工行进方向ND向接近第2结晶方位K2的侧倾斜10°至35°的方向的朝向。第2朝向,例如,是从加工行进方向ND向接近第1结晶方位K1的侧倾斜10°至35°的方向的朝向。
第1朝向,是光束角度β为+10°至+35°的情况下的聚光区域C的朝向。第2朝向,是光束角度β为-35°至-10°的情况下的聚光区域C的朝向。光束角度β,是加工行进方向ND与长边方向NH之间的角度。光束角度β,从与激光L的入射面即第1面11a交叉的Z方向观察,将朝向逆时针的角度作为正(+)的角度,将朝向顺时针的角度作为负(-)的角度。光束角度β,可基于聚光区域C的朝向与加工行进方向ND来取得。
控制部6,控制对于对象物11的激光加工的开始及停止。控制部6,实行第1加工处理,其沿着线A的第1区域A1使聚光区域C相对移动来形成改性区域12,并在线A的第1区域A1以外的区域停止改性区域12的形成。控制部6,实行第2加工处理,其沿着线A的第2区域A2使聚光区域C相对移动来形成改性区域12,并在线A的第2区域A2以外的区域停止改性区域12的形成。
通过控制部6的改性区域12的形成及其停止的切换,可如下述那样来实现。例如,在照射部3中,切换激光L的照射(输出)的开始及停止(ON/OFF),从而可切换改性区域12的形成与该形成的停止。具体而言,在激光振荡器由固体激光来构成的情况下,使设在共振腔内的Q开关(AOM(声波光学调制器)、EOM(电气光学调制器)等)的ON/OFF被切换,从而高速地切换激光L的照射的开始及停止。在激光振荡器由光纤激光来构成的情况下,使构成种子激光、放大器(激发用)激光的半导体激光的输出的ON/OFF被切换,从而高速地切换激光L的照射的开始及停止。在激光振荡器使用外部调制元件的情况下,使设在共振腔外的外部调制元件(AOM、EOM等)的ON/OFF被切换,从而高速地切换激光L的照射的ON/OFF。
或者,控制部6所致的改性区域12的形成及其停止的切换,可如下述那样来实现。例如,也可以控制快门等的机械式机构,从而关闭激光L的光路,来切换改性区域12的形成与该形成的停止。也可以将激光L切换成CW光(连续波),从而停止改性区域12的形成。也可以在空间光调制器7的液晶层76,将激光L的聚光状态显示成无法改性的状态的图案(例如使激光散乱的粗糙花样的图案),从而停止改性区域12的形成。也可以控制衰减器等的输出调整部,以无法形成改性区域12的方式使激光L的输出降低,从而停止改性区域12的形成。也可以通过切换偏光方向,来停止改性区域12的形成。也可以使激光L在光轴以外的方向散乱(分散)截断,从而停止改性区域12的形成。
控制部6,通过控制空间光调制器7,来调整聚光区域C的朝向。控制部6,在实行第1加工处理的情况下,以成为第1朝向的方式来调整聚光区域C的朝向。控制部6,在实行第2加工处理的情况下,以成为第2朝向的方式来调整聚光区域C的朝向。控制部6,作为一例,以对于加工行进方向ND在±35°的范围内变化的方式,来调整聚光区域C的长边方向NH。
在上述激光加工装置1,实施以下的修整加工。
在修整加工,首先,以对位用相机位于对象物11的对位对象11n的正上方且使相机的焦点配合对位对象11n的方式,使载置台2旋转并使搭载有相机的照射部3沿着X方向及Y方向移动。
接着,由对位用相机进行拍摄。基于相机的拍摄图像,来取得对象物11的0°方向的位置。通过控制部6,基于相机的拍摄图像、以及用户的操作或来自外部的通信等的输入,来取得对象物信息及线信息。对象物信息,含有关于对象物11的0°方向的位置及直径的对位信息。如上述那样,对位对象11n,对于0°方向的位置在θ方向具有一定的关系,因此从拍摄图像来取得对位对象11n的位置,从而可取得0°方向的位置。基于相机的拍摄图像,可取得对象物11的直径。此外,对象物11的直径,也可以由使用者的输入来设定。
接着,基于所取得的对象物信息及线信息,通过控制部6,来确定沿着线A使聚光区域C相对移动的情况下的聚光区域C的长边方向NH的朝向即第1朝向及第2朝向。
接着,使载置台2旋转,使对象物11位于0°方向的位置。在X方向中,以聚光区域C位于修整规定位置的方式,使照射部3沿着X方向及Y方向移动。修整规定位置,例如是对象物11的线A上的规定位置。
接着,开始载置台2的旋转。开始测距传感器(未图示)的第1面11a的追随。此外,在测距传感器的追随开始之前,事先确认聚光区域C的位置在测距传感器可检测的范围内。在载置台2的旋转速度成为固定(等速)的时间点,开始照射部3所致的激光L的照射。
一边使载置台2旋转,一边通过控制部6来切换激光L的照射的ON/OFF,从而如图28的(a)所示那样,沿着线A中的第1区域A1使聚光区域C相对移动来形成改性区域12,并在线A的第1区域A1以外的区域停止改性区域12的形成(第1加工工序)。如图28的(b)所示那样,在实行第1加工工序的情况下,通过控制部6而将聚光区域C的朝向调整成第1朝向。也就是说,第1加工工序的聚光区域C的朝向,固定为第1朝向。
接着,一边使载置台2旋转,一边通过控制部6来切换激光L的照射的ON/OFF,从而如图29的(a)所示那样,沿着线A中的第2区域A2使聚光区域C相对移动来形成改性区域12,并在线A的第1区域A1以外的区域停止改性区域12的形成(第2加工工序)。如图29的(b)所示那样,在实行第2加工工序的情况下,通过控制部6而将聚光区域C的朝向调整成第2朝向。也就是说,第2加工工序的聚光区域C的朝向,固定为第2朝向。
改变修整规定位置的Z方向的位置,来反复进行上述第1加工工序及第2加工工序。如上所述,而在对象物11的内部,沿着有效区域R的周缘的线A,在Z方向上形成多列的改性区域12。
[激光加工的第1实施方式]
以上,针对关于斜向龟裂形成的见解、以及修整加工的一例进行了说明。在此,针对在修整加工时进行斜向龟裂的形成的激光加工的一实施方式进行说明。图30,是表示一实施方式的激光加工的对象物的图。图30的(a)为俯视图,图30的(b)为侧视图。图31,是图30所示的对象物的截面图。
如图30、31所示那样,对象物100包含:上述对象物11、与对象物11不同构件的对象物11R。对象物11R,例如是硅晶圆。对象物11,含有多个功能元件,含有形成在第2面11b的元件层110。对象物11R,含有多个功能元件,含有形成在对象物11R的第1面11Ra的元件层110R。对象物11与对象物11R,是以元件层110与元件层110R彼此相对的方式配置且互相接合从而贴合,来构成对象物100。
在此,在对象物11形成改性区域12及从改性区域12延伸的龟裂13,以这些的改性区域12及龟裂13为边界,进行将对象物11的去除区域E切除的修整加工。更具体而言,对象物11,含有:从激光L的入射面的第1面11a相反的侧的第2面11b(相反面)侧依次排列的第1部分15A及第2部分15B。而且,在第1部分15A,以形成相对于Z方向斜向延伸的龟裂13(以下有称为“斜向龟裂”的情况)的方式来进行改性区域12的形成,在第2部分15B,以形成沿着Z方向延伸的龟裂13(以下有称为“垂直龟裂”的情况)的方式来进行改性区域12的形成。此外,图31的线R1,是表示形成斜向龟裂的预定线,线R2,是表示形成垂直龟裂的预定线。
于是,至少在第1部分15A的加工时,将上述修整加工与产生斜向龟裂用的加工并用。即,在第1部分15A的加工时,以接近第1结晶方位K1及第2结晶方位K2中的与加工行进方向ND之间的角度较大的一方的方式,相对于加工行进方向ND使长边方向NH倾斜地成形光束形状,并且沿着线A形成改性区域12及龟裂13,并使龟裂13成为斜向龟裂。
更具体而言,在进行线A的第1区域A1的加工的情况下,如图28的(b)所示那样,以成为第1朝向的第1形状Q1的聚光区域C的方式进行激光L的成形,在进行线A的第2区域A2的加工的情况下,如图29的(b)所示那样,以成为第2朝向的第2形状Q2的聚光区域C的方式进行激光L的成形。在进行这种加工的情况时,进行下述那样的加工试验。
图32,是图30所示的对象物的俯视图。如图32所示那样,在此,针对线A中,从线A与第2结晶方位K2的交点即0°的点,到线A与第4结晶方位K4的交点即-45°的点为止的第2区域A2,在以下情况实际进行加工来进行截面观察:使加工行进方向ND为顺方向ND1而使聚光区域C相对移动的情况、使加工行进方向ND为逆方向ND2而使聚光区域C相对移动的情况。在此,由于进行第2区域A2的加工,因此聚光区域C成为图29的(b)所示那样的第2形状Q2。另外,斜向龟裂的延伸方向CD,是从对象物11的中心侧朝向外侧的方向(参照图29的(b))。
于是,如图29的(b)所示那样,在加工行进方向ND为顺方向ND1的情况下,聚光区域C的长边方向NH对于加工行进方向ND倾斜的朝向与斜向龟裂的延伸方向CD会成为相同侧,另一方面,在加工行进方向ND为逆方向ND2的情况(使加工行进方向ND的箭头的朝向成为相反的情况)时,长边方向NH对于加工行进方向ND倾斜的朝向与斜向龟裂的延伸方向CD会彼此成为相反侧。此外,顺方向ND1是逆时针的方向,逆方向ND2是顺时针的方向。
图33及图34,是表示加工结果的截面照片。图33,表示顺方向ND1的加工结果,(a)~(d),分别为0°的点、-15°的点、-30°的点、及-45°的点的截面照片。另外,图34,表示逆方向ND2的加工结果,(a)~(d),分别为0°的点、-15°的点、-30°的点、及-45°的点的截面照片。
如图33、34所示那样,在使长边方向NH的朝向与斜向龟裂的延伸方向CD对于加工行进方向ND成为相同侧的顺方向ND1的加工,从0°到-45°可得到良好的加工结果,但在使长边方向NH的朝向与斜向龟裂的延伸方向CD对于加工行进方向ND成为相反侧的逆方向ND2的加工,在-45°的点(图34的(d)),发生到达下面的凹凸FN,确认到质量降低。由此能理解到,长边方向NH对于加工行进方向ND倾斜的朝向与斜向龟裂对于加工行进方向ND来延伸的方向CD之间的关系,会影响到加工质量。基于此理解,进行其他的加工试验。
图35,是用于说明加工试验的示意图。图36,是表示加工试验的加工行进方向与光束形状与斜向龟裂之间关系的示意图。如图35、36所示那样,在该加工试验,从Z方向观察时,以对于(110)面成为45°的方向作为加工行进方向ND,针对其顺方向ND1与逆方向ND2的各者,进行使斜向龟裂的延伸方向CD成为正方向CD1的情况与成为反方向CD2的情况的加工。即,以加工行进方向ND的顺逆为一对,以斜向龟裂的延伸方向CD的正反为一对,对于共四组的组合,进一步进行使聚光区域C的光束形状成为第1形状Q1的情况与成为第2形状Q2的情况的加工(共八组的加工)。
图37,是表示图35、36所示的加工试验的结果的表。如图37所示那样,对于共八组的加工,在斜向龟裂的延伸方向CD为正方向CD1时,在使聚光区域C的光束形状成为第2形状Q2,且加工行进方向ND为顺方向ND1的情况、以及在使聚光区域C的光束形状成为第1形状Q1,且加工行进方向ND为逆方向ND2的情况下,得到良好的加工结果(图37的表“A”)。
另外,对于共八组的加工,使斜向龟裂的延伸方向CD成为反方向CD2时,在使聚光区域C的光束形状成为第1形状Q1,且使加工行进方向ND为顺方向ND1的情况,以及在使聚光区域C的光束形状成为第2形状Q2,且使加工行进方向ND为逆方向ND2的情况下,得到良好的加工结果。由此能理解到,至少在进行45°的点的加工时,调整加工行进方向ND的顺逆,而在聚光区域C的长边方向NH对于加工行进方向ND倾斜的朝向与斜向龟裂的延伸方向CD成为相同侧的情况下,可得到良好的加工结果。
此外,45°的点,在以第2结晶方位K2与线A正交的点为0°的情况下,是正交于(100)面的第3结晶方位K3与线A正交的点,同样地,正交于(100)面的第4结晶方位K4与线A正交的点即-45°的点为同等。
基于以上的见解,进行进一步的加工试验。图38,是表示加工试验的结果的表。图38的表所示的各条件中,在第1区域A1使光束形状成为第1形状Q1的条件、及在第2区域A2使光束形状成为第2形状Q2的条件,即聚光区域C的长边方向NH对于加工行进方向ND倾斜的朝向与斜向龟裂的延伸方向CD成为相同侧的条件IR1及条件IR2,能得到良好的加工结果(图38的表的评价“A”或评价“B”)。此外,图38所示的评价,是以评价“A”、评价“B”、评价“C”、评价“D”、及评价“E”的顺序为良好(即,评价“A”最良好,评价“E”最不良好)。
条件IR1,是在以第1结晶方位K1与线A正交的点为0°的情况,对于从0°的点到-45°的点为止的第2区域A2,使加工行进方向ND为顺方向ND1,且使聚光区域C的光束形状成为第2形状Q2。另外,条件IR2,是在以第1结晶方位K1与线A正交的点为0°的情况,对于从-45°的点到-90°的点为止的第1区域A1,使加工行进方向ND为逆方向ND2,且使聚光区域C的光束形状成为第1形状Q1的条件。
另一方面,图38的表所示的各条件中,只要是在第1区域A1使光束形状成为第1形状Q1的条件、及在第2区域A2使光束形状成为第2形状Q2的条件,即使是聚光区域C的长边方向NH对于加工行进方向ND倾斜的朝向与斜向龟裂的延伸方向CD为不同侧的条件IR3及条件IR4,虽然与条件IR1及条件IR2相比较差,但除了-45°的点以外依然能得到大致良好的加工结果。另一方面,图38的表所示的各条件中,在第1区域A1使光束形状成为第2形状Q2的条件IR5、及在第2区域A2使光束形状成为第1形状Q1的条件IR6,是不论加工行进方向ND的顺逆,都无法得到整体良好的结果。
此外,图39的(a)是对应于图38的表中的评价“E”、图39的(b)是对应于图38的表中的评价“D”、图39的(c)是对应于图38的表中的评价“C”、图39的(d)是对应于图38的表中的评价“B”、图39的(e)是对应于图38的表中的评价“A”的截面照片的一例。如图39所示那样,评价“A”及评价“B”,显示出凹凸不会形成到下面的良好的加工结果。另外,评价“C”,是显示稍微产生到达下面的凹凸,但大致为良好的结果。另一方面,评价“D”及评价“E”,是相对地产生较多到达下面的凹凸,显示不良好的结果。
根据图38、39所示的加工试验的结果,确认到由图37所示的加工试验的结果所得到的见解为正确。
在本实施方式,基于以上的见解来进行激光加工。在此,首先,进行对象物11的第1部分15A(参照图31)的加工。即,一边使载置台2旋转,一边通过控制部6来切换激光L的照射的ON/OFF,从而如图40的(a)所示那样,沿着线A中的第1区域A1使聚光区域C相对移动来形成改性区域12,并在线A的第1区域A1以外的区域(第2区域A2)停止改性区域12的形成(第1加工)。
如图40的(b)所示那样,在第1加工,以控制部6的移动部4的控制下来控制载置台2的旋转方向,从而使加工行进方向ND成为逆方向ND2。另外,在第1加工,是第1区域A1的加工,因此以控制部6的控制下来进行空间光调制器7所致的激光L的成形,从而使聚光区域C的光束形状成为第1形状Q1。此外,在此,以随着朝向第2面11b对于Z方向从对象物11的中心朝向外侧的方向倾斜的方式(参照图31),使斜向龟裂的延伸方向CD成为正方向CD1。
在此针对斜向龟裂的形成方法进行具体说明。即,在第1加工,如图41所示那样,针对与对象物11的激光L1的入射面即第1面11a交叉的Z方向,将聚光区域C1的位置设定在第1Z位置Z1,并沿着线A(X方向)使聚光区域C1相对移动,从而在对象物11形成改性区域(第1改性区域)12a及从改性区域12a延伸的龟裂(第1龟裂)13a(第1形成)。在该第1形成,针对沿着第1面11a且与X方向交叉的Y方向,将聚光区域C1的位置设定在第1Y位置Y1。
另外,在第1加工,针对Z方向将激光L2的聚光区域C2的位置,设定在比第1形成的聚光区域C1的第1Z位置Z1更靠第1面11a(入射面)侧的第2Z位置Z2,并沿着线A(X方向)使聚光区域C2相对移动,从而形成改性区域12b(第2改性区域)及从改性区域12b延伸的龟裂(第2龟裂)13b(第2形成)。在该第2形成,针对Y方向,将聚光区域C2的位置形成在从聚光区域C1的第1Y位置Y1移位的第2Y位置Y2。另外,在第2形成,使包含Y方向及Z方向的YZ面S内的聚光区域C2的光束形状,至少在比聚光区域C2的中心更靠第1面11a侧将激光L2调制成向该移位方向倾斜的倾斜形状(从Z方向观察时,聚光区域C2的光束形状是第1形状Q1)。由此,在YZ面S内,形成有向该移位方向斜向龟裂13。在YZ面S内的光束形状的控制,是如同关于上述斜向龟裂的见解的说明。
此外,在此,第1形成也是与第2形成同样地,使包含Y方向及Z方向的YZ面S内的聚光区域C1的光束形状,至少在比聚光区域C1的中心更靠第1面11a侧将激光L1调制成向该移位方向倾斜的倾斜形状(该情况也是,从Z方向观察时,聚光区域C1的光束形状是第1形状Q1)。根据上述,如图41的(b)所示那样,在线A的第1区域A1,龟裂13a与龟裂13b会连接,而遍及改性区域12a、12b来形成斜向地延伸的龟裂13(斜向龟裂13F)。斜向龟裂13F,到达或不到达对象物11的第2面11b皆可(可根据所要求的加工的态样来适当设定)。
此外,激光L1、L2,例如,可在空间光调制器7显示出用于分歧激光L的图案而调制激光L,从而使激光L分歧成两道来产生。该情况下,第1形成与第2形成是同时实施。但是,激光L1、L2,也可以为不同的激光,该情况下,第1形成与第2形成是在各自的时间点进行。另外,聚光区域C1、C2,各自是与激光L的聚光区域C相当的激光L1、L2的聚光区域。
另一方面,在本实施方式,一边使载置台2旋转,一边通过控制部6来切换激光L的照射的ON/OFF,从而如图42的(a)所示那样,沿着线A中的第2区域A2使聚光区域C相对移动来形成改性区域12,并在线A的第2区域A2以外的区域(第1区域A1)停止改性区域12的形成(第2加工)。
如图42的(b)所示那样,在第2加工,以控制部6的移动部4的控制来控制载置台2的旋转方向,从而使加工行进方向ND成为顺方向ND1。即,在第1加工与第2加工之间,切换加工行进方向ND的顺逆(顺方向ND1或逆方向ND2)。另外,在第2加工,是第2区域A2的加工,因此以控制部6的控制来进行空间光调制器7所致的激光L的成形,从而使聚光区域C的光束形状成为第2形状Q2。此外,在此,以随着朝向第2面11b对于Z方向从对象物11的中心朝向外侧的方向倾斜的方式(参照图31),使斜向龟裂的延伸方向CD成为正方向CD1。
在此针对斜向龟裂的形成方法进行具体说明。即,在第2加工,如图43的(a)所示那样,针对与对象物11的激光L1的入射面即第1面11a交叉的Z方向,将使聚光区域C1的位置设定在第1Z位置Z1,并沿着线A(X方向)使聚光区域C1相对移动,从而在对象物11形成改性区域(第1改性区域)12a及从改性区域12a延伸的龟裂(第1龟裂)13a(第1形成)。在该第1形成,针对沿着第1面11a且与X方向交叉的Y方向,将聚光区域C1的位置设定在第1Y位置Y1。
另外,在第2形成,针对Z方向将激光L2的聚光区域C2的位置,设定在比第1形成的聚光区域C1的第1Z位置Z1更靠第1面11a(入射面)侧的第2Z位置Z2,并沿着线A(X方向)使聚光区域C2相对移动,从而形成改性区域12b(第2改性区域)及从改性区域12b延伸的龟裂(第2龟裂)13b(第2形成)。在该第2形成,针对Y方向,将聚光区域C2的位置设定在从聚光区域C1的第1Y位置Y1移位的第2Y位置Y2。另外,在第2形成,使包含Y方向及Z方向的YZ面S内的聚光区域C2的光束形状,至少在比聚光区域C2的中心更靠第1面11a侧将激光L2调制成向该移位方向倾斜的倾斜形状(从Z方向观察时,聚光区域C2的光束形状是第2形状Q2)。由此,在YZ面S内,形成有向该移位方向斜向龟裂13。
此外,在此,第1形成也是与第2形成同样地,使包含Y方向及Z方向的YZ面S内的聚光区域C1的光束形状,至少在比聚光区域C1的中心更靠第1面11a侧将激光L1调制成向该移位方向倾斜的倾斜形状(该情况也是,从Z方向观察时,聚光区域C1的光束形状是第2形状Q2)。根据上述,如图43的(b)所示那样,在线A的第2区域A2,龟裂13a与龟裂13b会连接,而遍及改性区域12a、12b来形成斜向地延伸的龟裂13(斜向龟裂13F)。龟裂13,到达或不到达对象物11的第2面11b皆可(可根据所要求的加工的态样来适当设定)。此外,使光束形状成为倾斜形状用的调制图案,是如同上述。
即,此处的调制图案,含有对于激光L赋予彗形像差用的彗形像差图案,至少在第2形成,控制部6,控制彗形像差图案的彗形像差的大小,从而进行使聚光区域C2的光束形状成为倾斜形状用的第1图案控制。如上述那样,对于激光L赋予彗形像差的事,是与球面像差补正图案的偏移相同意义。
于是,此处的调制图案,含有将激光L的球面像差补正用的球面像差补正图案Ps,至少在第2形成中,控制部6,也可以进行第2图案控制,其对于聚光透镜33的入射瞳面33a的中心,使球面像差补正图案Ps的中心Pc向Y方向偏移,从而使聚光区域C2的光束形状成为倾斜形状。
或者,在第2形成,控制部6也可以进行第3图案控制,其对于沿着X方向的轴线Ax将非对称的调制图案显示于空间光调制器7,从而使聚光区域C2的光束形状成为倾斜形状。作为对于轴线Ax非对称的调制图案,也可以是包含光栅图案Ga的调制图案PG1~PG4,也可以包含椭圆图案Es、Ew的调制图案PE(或是也可以包含双方)。
即,此处的调制图案,含有椭圆图案Es、Ew,其用于使XY面内的聚光区域C的光束形状,成为以X方向为长边的椭圆形状,在第2形成,控制部6,也可以以椭圆图案Es、Ew的强度对于沿着X方向的轴线Ax成为非对称的方式,将调制图案PE显示于空间光调制器7,从而进行使聚光区域C2的形状成为倾斜形状用的第4图案控制。
此外,控制部6,也可以在第2形成中,将在YZ面S内沿着该移位方向排列的多个聚光区域C形成用的调制图案(例如上述的轴锥透镜图案PA)显示于空间光调制器7,从而进行使聚光区域C的光束形状成为倾斜形状用的第5图案控制。上述各种图案也可以任意组合来重叠。即,控制部6,可任意组合第1图案控制~第5图案控制来实行。
此外,第1形成与第2形成,也可以同时实施(多焦点加工),也可以依次实施(单通道加工)。即,控制部6也可以对于线A的例如第1区域A1,实施第1形成之后,才实施第2形成。或者,控制部6也可以使包含将激光L分歧成激光L1、L2用的分岐图案的调制图案显示于空间光调制器7,从而对于设定在对象物11的线A的例如第1区域A1,同时实施第1形成与第2形成。
接着,在本实施方式,进行对象物11的第2部分15B(参照图31)的加工。在第2部分15B,不一定要形成斜向龟裂,在此是形成垂直龟裂。于是,第2部分15B的加工,是通过与上述修整加工同样的加工,来形成改性区域12c、12d及从其延伸的龟裂(垂直龟裂)13c、13d(参照图45)。该情况下,在第2部分15B,不必在第1区域A1与第2区域A2切换加工行进方向ND的顺逆,而可进行与第1加工及第2加工不同的其他加工。
但是,在上述修整加工,为了抑制修整面的质量降低,是在第1区域A1的加工时使光束形状成为第1形状Q1(第1加工),在第2区域A2的加工时使光束形状成为第2形状Q2(第2加工),但也可以在第2部分15B使聚光区域C的长边方向NH沿着加工行进方向ND(不对于加工行进方向ND倾斜的方式),并在第1区域A1与第2区域A2的边界不进行激光L的照射的ON、OFF而遍及线A的全体来连续地使聚光区域C相对移动而形成改性区域12c、12d及龟裂13c、13d。即,在第2部分15B也可以进行与第1加工及第2加工不同的其他加工。或者,在第2部分15B也可以不进行加工行进方向ND的切换,而将第1Z加工与第2Z加工作为不同加工来进行,该第1Z加工,沿着线A中的第1区域A1使聚光区域C相对移动,从而沿着第1区域A1形成改性区域12c、12d,并形成从该改性区域12c、12d沿着Z方向延伸的龟裂13c、13d;该第2Z加工,沿着线A中的第2区域A2使聚光区域C相对移动,从而沿着第2区域A2形成改性区域12c、12d,并形成从该改性区域12c、12d沿着Z方向延伸的龟裂13c、13d。该情况下,在第1Z加工及第2Z加工,与第1加工及第2加工同样地,可将激光L成形为,从Z方向观察时聚光区域C具有长边方向NH,且对于加工行进方向NDD使该长边方向NH向第1结晶方位K1及第2结晶方位K2中与加工行进方向ND之间的角度较大的一方接近的朝向倾斜。
通过以上的加工,而如图44及图45所示那样,遍及线A的全体,且遍及Z方向的大致全体,在对象物11形成改性区域12及龟裂13。特别是,如图45所示那样,在第1部分15A,形成有:随着从对象物11的第1面11a朝向第2面11b,而从对象物11的元件层110与对象物11R的元件层110R之间的接合区域的内侧的位置朝向该接合区域的外缘110e斜向龟裂13a、13b。另外,龟裂13c、13d,也可以是不连续而分断,也可以为连续。此外,龟裂13b与龟裂13c也可以是不连续而分断,也可以为连续。
接着,与上述修整加工同样地进行去除处理。具体而言,不使载置台2旋转就在去除区域E照射激光L,并使照射部3沿着X方向移动,使该激光L的聚光区域C对于对象物11于X方向相对移动。使载置台2旋转90°之后,在去除区域E照射激光L,并使照射部3沿着X方向于X方向移动,使该激光L的聚光区域C对于对象物11于X方向相对移动。
从而,如图46所示那样,从Z方向观察沿着以去除区域E被4等分的方式延伸的线,来形成改性区域12及从改性区域12延伸的龟裂13。之后,如图47的(a)所示那样,通过例如夹具或空气,以改性区域12为边界将去除区域E去除。由此,从对象物11形成半导体元件11K,得到含有半导体元件11K的对象物100K。
接着,从第1面11a侧研削半导体元件11K。在此,去除第2部分15B并去除第1部分15A的一部分。第1部分15A的被去除的一部分,是形成有改性区域12a、12b的部分。于是,第1部分15A残存的残部,不包含改性区域12a、12b。以蚀刻来剥离对象物11的情况,可使该研磨简略化。由以上结果,形成半导体元件11M,得到含有半导体元件11M的对象物100M。
将以上的本实施方式的激光加工,以激光加工装置1的构造而言明。即,激光加工装置1,是用于对对象物11照射激光L(激光L1、L2)来形成改性区域12的装置,至少具备:支撑对象物11用的载置台2、朝向载置台2所支撑的对象物11照射激光L用的照射部3、使激光L的聚光区域C(聚光区域C1、C2)对于对象物11相对移动用的移动部4、5、控制移动部4、5及照射部3用的控制部6。照射部3具有空间光调制器7,其成形激光L而使从Z方向观察时的聚光区域C具有长边方向NH。
而且,控制部6,控制照射部3及移动部4、5,从而实行第1加工处理(上述第1加工),而使聚光区域C(聚光区域C1、C2)沿着线A中的第1区域A1相对移动,从而沿着第1区域A1在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从该改性区域12朝向与对象物11的入射面即第1面11a相反的侧的第2面11b对于Z方向斜向延伸的斜向龟裂13F。
此外,控制部6,控制照射部3及移动部4、5,从而实行第2加工处理(上述第2加工),而使聚光区域C(聚光区域C1、C2)沿着线A中的第2区域A2相对移动,从而沿着第2区域A2在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从改性区域12朝向第2面11b延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
在第1加工处理及第2加工处理,控制部6,控制空间光调制器7,从而将激光L成形为:从Z方向观察时聚光区域C具有长边方向NH,且相对于加工行进方向ND使该聚光区域C的长边方向NH向第1结晶方位K1及第2结晶方位K2中与聚光区域C的移动方向即加工行进方向ND之间的角度较大的一方接近的朝向倾斜。另外,在第1加工处理及第2加工处理,控制部6,控制移动部4、5,从而将加工行进方向ND的顺逆以第1加工处理和第2加工处理来切换成:在从Z方向观察时,长边方向NH的倾斜的朝向,是与斜向龟裂13F对于加工行进方向ND延伸的方向成为同侧。
接着,针对以上的本实施方式的激光加工,以激光加工方法的工序而言明。即,本实施方式的激光加工方法,是用于将激光L(激光L1、L2)照射于对象物11来形成改性区域12的方法,具有第1加工工序(上述第1加工),其沿着设定在对象物11的线A中的第1区域A1使聚光区域C(聚光区域C1、C2)相对移动,从而沿着第1区域A1在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从该改性区域12朝向与对象物11的入射面即第1面11a相反的侧的第2面11b对于Z方向斜向延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
另外,本实施方式的激光加工方法,具有第2加工工序(上述第2加工),是使聚光区域C(聚光区域C1、C2)沿着线A中的第2区域A2相对移动,从而沿着第2区域A2在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从改性区域12朝向第2面11b延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
在第1加工工序及第2加工工序,将激光L成形为:从Z方向观察时聚光区域C具有长边方向NH,且对于加工行进方向ND使聚光区域C的长边方向NH向第1结晶方位K1及第2结晶方位K2中与聚光区域C的移动方向即加工行进方向ND之间的角度较大的一方接近的朝向倾斜。另外,在第1加工工序及第2加工工序,加工行进方向ND的顺逆是以第1加工工序和第2加工工序来切换成:在从Z方向观察时,长边方向NH的倾斜的朝向,是与斜向龟裂13F对于加工行进方向ND延伸的方向成为同侧。
如以上说明,在本实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,对象物11具有结晶结构。而且,在此,在使激光L的聚光区域C相对移动的线A中沿着第1区域A1在对象物11形成改性区域12的情况(第1加工处理、第1加工工序)、以及在该线A中沿着第2区域A2在对象物11形成改性区域12的情况(第2加工处理、第2加工工序),是形成从改性区域12朝向与对象物11的第1面11a(入射面)相反的侧的第2面11b(相反面)相对于Z方向(与入射面交叉的方向)斜向地延伸的斜向龟裂13F。于是,将加工行进方向ND的顺逆以第1加工处理(第1区域A1)和第2加工处理(第2区域A2)来切换,从而可根据对象物11的结晶结构来更适当地设定加工行进方向ND。
另外,在本实施方式的激光加工装置1中,对象物11包含:沿着Z方向从第2面11b侧依次排列的第1部分15A及第2部分15B。而且,控制部6也可以对于第1部分15A,一边切换加工行进方向ND的顺逆一边实行第1加工处理及第2加工处理,并对于第2部分15B实行与第1加工处理及第2加工处理不同的其他加工处理(其他加工)。在其他加工处理,控制部6也可以控制照射部3及移动部4、5,从而遍及线A的全体使加工行进方向ND的顺逆成为相同且沿着线A而使聚光区域C相对移动,从而沿着线A在对象物11形成改性区域12及从该改性区域12沿着Z方向延伸的龟裂13。该情况下,与第2部分15B也在线A的第1区域A1和第2区域A2来切换加工行进方向ND的顺逆的情况相比,可减少激光L的聚光区域C的相对移动的加减速所需的时间。
另外,本实施方式的激光加工装置1,在其他加工处理,控制部6也可以控制空间光调制器7,从而将激光L成形为:聚光区域C的长边方向NH沿着加工行进方向ND。该情况下,在形成沿着Z方向的龟裂13的第2部分15B,与使激光L的聚光区域C的倾斜在线A的第1区域A1的加工与第2区域A2的加工之间变化的方式来进行激光L的成形的情况相比,使控制部6的处理简略化。
另外,在本实施方式的激光加工装置1,也可以为,对象物11包含与其他构件(对象物11R)接合的接合区域,在第1加工处理及第2加工处理,控制部6,形成随着从第1面11a朝向第2面11b而从接合区域的内侧的位置朝向接合区域的外缘11e倾斜的斜向龟裂13F。该情况下,将以斜向龟裂13F为边界的对象物11的一部从对象物11去除,并留下对象物11的残余部分的情况下,能避免对象物11跨越与其他构件的接合区域而使对象物11的残余部分向外侧延伸的情况。
另外,在本实施方式的激光加工装置1,对象物11,具有结晶结构,其包含:(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与一个(110)面正交的第1结晶方位K1、与另一个(110)面正交的第2结晶方位K2,且在载置台2支撑成使(100)面成为入射面。另外,照射部3以从Z方向观察时聚光区域C具有长边方向NH的方式将激光L成形,在第1加工处理及第2加工处理,控制部6,是控制空间光调制器7,从而将激光L成形为:从Z方向观察时聚光区域C具有长边方向NH,且对于加工行进方向ND使该聚光区域C的长边方向NH向第1结晶方位K1及第2结晶方位K2中与聚光区域C的移动方向即加工行进方向ND之间的角度较大的一方接近的朝向倾斜。因此,如上述见解所示那样,抑制修整面的质量降低。
另外,本实施方式的激光加工装置1,在第1加工处理及第2加工处理,控制部6,控制移动部4、5,从而将加工行进方向ND的顺逆以第1加工处理和第2加工处理来切换成:在从Z方向观察时,长边方向NH的倾斜的朝向,是与斜向龟裂13F对于加工行进方向ND延伸的方向成为同侧。因此,在第1区域A1及第2区域A2的双方,聚光区域C的长边方向NH对于加工行进方向ND倾斜的朝向与斜向龟裂13F延伸的侧会成为同侧。因此,如上述见解所示那样,聚光区域C的长边方向NH的朝向与斜向龟裂13F的倾斜方向之间的关系,成为能得到相对良好的质量的组合,而抑制质量降低。如上述那样,在该情况下,可一边抑制对象物11的修整面的质量降低,一边形成斜向龟裂13F。
另外,本实施方式的激光加工装置1,在第1加工处理及第2加工处理,控制部6,可实行第1形成处理与第2形成处理,该第1形成处理(上述的第1形成),针对Z方向将聚光区域C1的位置设定在第1Z位置Z1,并沿着线A使聚光区域C1相对移动,从而将改性区域12a及从改性区域12a延伸的龟裂13a形成于对象物11;该第2形成处理(上述的第2形成),针对Z方向将聚光区域C2的位置设定在比第1Z位置Z1更靠第1面11a侧的第2Z位置Z2,并沿着线A使聚光区域C2相对移动,从而形成改性区域12b及从改性区域12b延伸的龟裂13b。
在第1形成处理,控制部6也可以为,将与加工行进方向ND及Z方向交叉的Y方向的聚光区域C1的位置设定为第1Y位置Y1,在第2形成处理,控制部6,将Y方向的聚光区域C2的位置设定为从第1Y位置Y1移位的第2Y位置Y2,并通过空间光调制器7的控制,而将激光L2成形为:使包含Y方向及Z方向的YZ面S内的聚光区域C2的形状,成为至少在比聚光区域C2的中心更靠第1面11a侧向移位方向倾斜的倾斜形状,从而在YZ面S内形成向移位方向斜向龟裂13b。如此,可适当形成对于Z方向倾斜的斜向龟裂。
另外,在本实施方式的激光加工装置1,也可以为,照射部3,含有将来自空间光调制器7的激光L朝向对象物11聚光用的聚光透镜33,在第2形成处理,控制部6,通过显示于空间光调制器7的调制图案的控制,而将激光L调制成使聚光区域C的形状成为倾斜形状,从而成形激光L。该情况下,可使用空间光调制器7来容易地成形激光L。
此时,在本实施方式的激光加工装置1,也可以为,调制图案,含有对于激光L赋予彗形像差用的彗形像差图案,在第2形成处理,控制部6,控制彗形像差图案的彗形像差的大小,从而进行使聚光区域C的形状成为倾斜形状用的第1图案控制。根据本发明者的见解,该情况下,YZ面S内的聚光区域C的形状,形成弧状。即,该情况下,聚光区域C的形状,是在比聚光区域C的中心Ca更靠第1面11a(入射面)侧向移位方向倾斜,且在比聚光区域C的中心Ca更靠与入射面相反的侧向与移位方向相反的方向倾斜。即使是该情况,也可以形成于移位方向倾斜的斜向龟裂13F。
另外,在本实施方式的激光加工装置1,也可以为,调制图案,含有将激光L的球面像差补正用的球面像差补正图案,在第2形成处理,控制部6,进行第2图案控制,其对于聚光透镜33的入射瞳面33a的中心,使球面像差补正图案Ps的中心向Y方向偏移,从而使聚光区域C的形状成为倾斜形状。根据本发明者的见解,在该情况也是,与利用彗形像差图案的情况同样地,可在YZ面S内使聚光区域C的形状形成为弧状,可形成于移位方向倾斜的斜向龟裂13F。
另外,本实施方式的激光加工装置1,也可以为,在第2形成处理,控制部6,进行第3图案控制,其对于沿着加工行进方向ND的轴线将非对称的调制图案显示于空间光调制器7,从而使聚光区域C的形状成为倾斜形状。根据本发明者的见解,该情况下,可使YZ面S内的聚光区域C的形状的全体向移位方向倾斜。即使是该情况,也可以形成于移位方向倾斜的斜向龟裂13F。
另外,在本实施方式的激光加工装置1,也可以为,调制图案,含有椭圆图案,其将含有与Y方向及Z方向交叉的X方向与Y方向的XY面内的聚光区域C的形状,设为以X方向为长边的椭圆形状,在第2形成处理,控制部6,以椭圆图案的强度对于沿着X方向的轴线成为非对称的方式,将调制图案显示于空间光调制器7,从而进行使光束形状成为倾斜形状用的第4图案控制。根据本发明者的见解,在该情况也是,可在YZ面S内使聚光区域C的形状形成为弧状,可形成于移位方向倾斜的斜向龟裂13F。
另外,本实施方式的激光加工装置1,也可以为,在第2形成处理,控制部6,将在YZ面S内沿着移位方向排列的多个激光L的聚光点CI形成用的调制图案显示于空间光调制器7,从而进行使含有多个聚光点CI的聚光区域C的形状成为倾斜形状用的第5图案控制。根据本发明者的见解,在该情况也是,可形成于移位方向倾斜的斜向龟裂13F。
[激光加工的第2实施方式]
接着,针对在修整加工时进行斜向龟裂的形成的激光加工的其他实施方式进行说明。图48,是表示一实施方式的激光加工的对象物的图。如图48所示那样,本实施方式的激光加工的对象物,与第1实施方式同样地,是贴合在对象物11R而构成对象物100的对象物11。但是,在本实施方式,线A的第1区域A1及第2区域A2的角度范围与第1实施方式不同。
在第1实施方式,作为一例,第1区域A1与第2区域A2的边界,是设定在修整面的质量降低容易发生的45°或-45°的点。这是因为,已知在第1实施方式,即使是在质量降低容易发生的45°、-45°的点,只要调整加工行进方向ND的顺逆,在45°、-45°的点的加工时使聚光区域C的长边方向NH对于加工行进方向ND倾斜的朝向与斜向龟裂13F延伸的方向成为同侧,可抑制质量降低。
另一方面,如图38的表所示那样,例如,使第1区域A1及第2区域A2的加工时的加工行进方向ND均为顺方向ND1的情况(参照从上数来第1及第3的表),可知道-45°的点,在使聚光区域C的光束形状成为第1形状Q1时(参照从上数来第3的表)虽然有质量降低,但成为第2形状Q2时(参照从上数来第1的表)得到良好的质量,并且,在-50°的点依然能得到良好的质量。
于是,即便使第1区域A1及第2区域A2的加工时的加工行进方向ND统一成顺方向ND1,在从0°到-50°左右为止的角度范围的加工时使聚光区域C的光束形状成为第2形状Q2,并且,在从-50°到-90°左右为止的角度范围的加工时使聚光区域C的光束形状成为第1形状Q1,能在所有的角度范围得到良好的加工质量。实际上,参照图49的表可得知,通过并用条件IR7与条件IR8,而在所有的角度范围得到良好的加工质量。
此外,例如,使第1区域A1及第2区域A2的加工时的加工行进方向ND均为逆方向ND2的情况(参照从上数来第2及第4的表),可知道-45°的点,与顺方向D1的例相反地,在使聚光区域C的光束形状成为第2形状Q2时(参照从上数来第2的表)虽有质量降低,但成为第1形状Q1时(参照从上数来第4的表)得到良好的质量,并且,在-40°的点依然能得到良好的质量。
于是,即便使第1区域A1及第2区域A2的加工时的加工行进方向ND统一成逆方向ND2,在从0°到-40°左右为止的角度范围的加工时使聚光区域C的光束形状成为第2形状Q2,并且,在从-40°到-90°左右为止的角度范围的加工时使聚光区域C的光束形状成为第1形状Q1,能在所有的角度范围得到良好的加工质量。实际上,参照图50的表可得知,通过并用条件IR9与条件IR10,而在所有的角度范围得到良好的加工质量。
即,是以聚光区域C的长边方向NH,对于加工行进方向ND向第1结晶方位K1及第2结晶方位K2中与加工行进方向ND之间的角度较大的一方接近的朝向倾斜地成形激光L为前提,在第1区域A1的加工(上述第1加工)与第2区域A2的加工(上述第2加工)使加工行进方向的顺逆相同的情况下,第1区域A1及第2区域A2中,以长边方向NH的倾斜的朝向对于加工行进方向ND成为与斜向龟裂13F延伸的侧相同侧的一方包含45°的点(上述的例为-45°的点)的方式,设定第1区域A1与第2区域A2的边界,可在所有角度范围得到良好的加工质量。
本实施方式的激光加工,是基于以上的见解来进行。即,在本实施方式的激光加工,如图48所示那样,第1区域A1与第2区域A2的边界Ks,是设定成使长边方向NH的倾斜的朝向对于加工行进方向ND成为与斜向龟裂13F延伸的侧相同侧的一方包含45°的点(上述的例为-45°的点)。在图示的例,使加工行进方向ND成为顺方向ND1,以第2区域A2包含45°的点的方式来设定边界Ks。
特别是,在此,与第1实施方式相比,使第1区域A1缩小约5°而成为从0°到40°左右的大约有40°的圆弧,使第2区域A2扩大约5°而成为从40°到90°左右的大约有50°的圆弧,因此第2区域A2比第1区域A1更长约10°的份量。第1区域A1及第2区域A2各自的加工,除了加工行进方向ND统一为顺方向ND1(或逆方向ND2)这点以外,是与上述第1加工及第2加工(甚至第1形成及第2形成)同样地实施。
将以上的本实施方式的激光加工,以激光加工装置1的构造而言明。即,激光加工装置1,是用于将激光L(激光L1、L2)照射于对象物11来形成改性区域12的装置,至少具备:支撑对象物11用的载置台2、朝向载置台2所支撑的对象物11来照射激光L用的照射部3、使激光L的聚光区域C(聚光区域C1、C2)对于对象物11相对移动用的移动部4、5、控制移动部4、5及照射部3用的控制部6。照射部3具有空间光调制器7,其成形激光L而使从Z方向观察时的聚光区域C具有长边方向NH。
而且,控制部6,控制照射部3及移动部4、5,从而实行第1加工处理(上述第1加工),而使聚光区域C(聚光区域C1、C2)沿着线A中的第1区域A1相对移动,从而沿着第1区域A1在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从该改性区域12朝向与对象物11的入射面即第1面11a相反的侧的第2面11b对于Z方向斜向延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
此外,控制部6,控制照射部3及移动部4、5,从而实行第2加工处理(上述第2加工),而使聚光区域C(聚光区域C1、C2)沿着线A中的第2区域A2相对移动,从而沿着第2区域A2在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从改性区域12朝向第2面11b延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
在第1加工处理及第2加工处理,控制部6,是控制空间光调制器7,从而将激光L成形为:对于加工行进方向ND使聚光区域C的长边方向NH向第1结晶方位K1及第2结晶方位K2中与聚光区域C的移动方向即加工行进方向ND之间的角度较大的一方接近的朝向倾斜,且使第1加工处理与第2加工处理的加工行进方向ND的顺逆为相同。
而且,使第2结晶方位K2与线A正交的点为0°,使第1结晶方位K1与线A正交的点为90°,使线A的0°与90°的中间的点为45°时,第1区域A1及第2区域A2中,从Z方向观察时,以长边方向NH的倾斜的朝向对于加工行进方向ND成为与斜向龟裂13F延伸的侧相同侧的一方含有45°的点的方式,来设定第1区域A1与第2区域A2的边界Ks。
接着,针对以上的本实施方式的激光加工,以激光加工方法的工序而言明。即,本实施方式的激光加工方法,是用于将激光L(激光L1、L2)照射于对象物11来形成改性区域12的方法,具有第1加工工序(上述第1加工),其沿着设定在对象物11的线A中的第1区域A1使聚光区域C(聚光区域C1、C2)相对移动,从而沿着第1区域A1在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从该改性区域12朝向与对象物11的入射面即第1面11a相反的侧的第2面11b对于Z方向斜向延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
另外,本实施方式的激光加工方法,具有第2加工工序(上述第2加工),是使聚光区域C(聚光区域C1、C2)沿着线A中的第2区域A2相对移动,从而沿着第2区域A2在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从改性区域12朝向第2面11b延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
在第1加工工序及第2加工工序,将激光L成形为:从Z方向观察时聚光区域C具有长边方向NH,且对于加工行进方向ND使聚光区域C的长边方向NH向第1结晶方位K1及第2结晶方位K2中与聚光区域C的移动方向即加工行进方向ND之间的角度较大的一方接近的朝向倾斜,且使第1加工工序与第2加工工序的加工行进方向ND的顺逆为相同。
而且,使第2结晶方位K2与线A正交的点为0°,使第1结晶方位K1与线A正交的点为90°,使线A的0°与90°的中间的点为45°时,第1区域A1及第2区域A2中,从Z方向观察时,以长边方向NH的倾斜的朝向对于加工行进方向ND成为与斜向龟裂13F延伸的侧相同侧的一方含有45°的点的方式,来设定第1区域A1与第2区域A2的边界Ks。
如以上说明那样,在本实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,对象物11,具有结晶结构,其包含:(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与一个(110)面正交的第1结晶方位K1、与另一个(110)面正交的第2结晶方位K2。而且,在此,在使激光L的聚光区域C相对移动的线A中沿着第1区域A1在对象物11形成改性区域12的情况(第1加工处理、第1加工工序)、以及在该线A中沿着第2区域A2在对象物11形成改性区域12的情况(第2加工处理、第2加工工序)的各者,使激光L成形为:聚光区域C的长边方向NH,向第1结晶方位K1及第2结晶方位K2中与加工行进方向ND之间的角度较大的一方接近的朝向相对于加工行进方向ND倾斜。因此,如上述见解所示那样,抑制修整面的质量降低。
另一方面,在本实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,第1加工处理及第2加工处理(第1加工工序及第2加工工序也相同(以下相同)),形成从改性区域12朝向与对象物11的第1面11a(入射面)相反的侧的第2面11b(相反面)对于Z方向(与入射面交叉的方向)斜向地延伸的斜向龟裂13F。于是,有必要考虑斜向龟裂13F的延伸的方向与聚光区域C的长边方向NH的朝向之间的关系。特别是,在45°的点的加工时,聚光区域C的长边方向NH的朝向与斜向龟裂13F的倾斜方向对于加工行进方向ND彼此在相反侧的状态时,容易发生修整面的质量降低。
对此,在本实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,第1区域A1与第2区域A2之间的边界Ks,是设定成使第1区域A1及第2区域A2中的长边方向NH的倾斜的朝向对于加工行进方向ND成为与斜向龟裂13F延伸的侧相同侧的一方包含45°的点。换言之,第1区域A1及第2区域A2中,在聚光区域C的长边方向NH的朝向与斜向龟裂13F的倾斜方向对于加工行进方向ND彼此在相反侧的状态进行加工的区域,不会到达线A的45°的点。于是,能抑制质量降低。如上述那样,根据本实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,可一边抑制对象物11的修整面的质量降低,一边形成斜向龟裂13F。
此外,在本实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,使第1加工处理与第2加工处理的加工行进方向ND的顺逆为相同。于是,与在第1加工处理和第2加工处理切换加工行进方向ND的顺逆的情况相比,可减少激光L的聚光区域C的相对移动的加减速所需的时间。
另外,在本实施方式的激光加工装置1,也可以为,第1区域A1及第2区域A2中,从Z方向观察时,长边方向NH的倾斜的朝向对于加工行进方向ND成为与斜向龟裂13F延伸的侧相同侧的一方,比另一方更长。如上述那样,第1区域A1与第2区域A2的长度也可以个别设定。
另外,在本实施方式的激光加工装置1,也可以为,控制部6,对于第1部分15A,一边使加工行进方向ND的顺逆成为相同一边实行第1加工处理及第2加工处理,并对于第2部分15B实行与第1加工处理及第2加工处理不同的其他加工处理(其他加工)。在其他加工处理,控制部6,控制照射部3及移动部4、5,从而遍及线A的全体使加工行进方向ND的顺逆成为相同且使聚光区域C相对移动,从而沿着线A在对象物11形成改性区域12及从该改性区域12沿着Z方向延伸的龟裂13。该情况下,与第2部分15B也在线A的第1区域A1和第2区域A2来切换加工行进方向ND的顺逆的情况相比,可减少激光L的聚光区域C的相对移动的加减速所需的时间。
另外,本实施方式的激光加工装置1,也可以为,在其他加工处理,控制空间光调制器7,从而将激光L成形为:从Z方向观察时,聚光区域C具有长边方向NH,且该聚光区域C的长边方向NH沿着加工行进方向ND。该情况下,在形成有沿着Z方向的龟裂13的第2部分15B,与使激光L的聚光区域C的倾斜在线A的第1区域A1的加工和第2区域A2的加工之间变化的方式来进行激光L的成形的情况相比,使控制部6的处理简略化。
另外,在本实施方式的激光加工装置1,也可以为,作为其他加工处理,不对第2部分15B进行加工行进方向ND的切换,而将第1Z加工处理与第2Z加工处理作为不同加工处理来进行,该第1Z加工处理(上述的第1Z加工),控制照射部3及移动部4、5,从而沿着线A中的第1区域A1使聚光区域C相对移动,从而沿着第1区域A1在对象物11形成改性区域12,并形成从该改性区域12沿着Z方向延伸的龟裂13;该第2Z加工处理(上述的第2加工),控制照射部3及移动部4、5,从而沿着线A中的第2区域A2使聚光区域C相对移动,从而沿着第2区域A2在对象物11形成改性区域12,并形成从该改性区域12沿着Z方向延伸的龟裂13。该情况下,也针对第2部分15B,与在第1区域A1和第2区域A2根据加工行进方向ND来设定聚光区域C的长边方向NH,而在第1区域A1和第2区域A2切换加工行进方向ND的顺逆的情况相比,可减少激光L的聚光区域C的相对移动的加减速所需的时间。
另外,在本实施方式的激光加工装置1,也可以为,对象物11,含有与其他构件(对象物11R)接合的接合区域,在第1加工处理及第2加工处理,控制部6,形成随着从第1面11a朝向第2面11b而从接合区域的内侧的位置朝向接合区域的外缘11e倾斜的斜向龟裂13F。该情况下,将以斜向龟裂13F为边界的对象物11的一部从对象物11去除,并留下对象物11的残余部分的情况下,能避免对象物11跨越与其他构件的接合区域而使对象物11的残余部分向外侧延伸的情况。
另外,本实施方式的激光加工装置1,在第1加工处理及第2加工处理,控制部6,可实行第1形成处理与第2形成处理,该第1形成处理(上述的第1形成),针对Z方向将聚光区域C1的位置设定在第1Z位置Z1,并沿着线A使聚光区域C1相对移动,从而将改性区域12a及从改性区域12a延伸的龟裂13a形成于对象物11;该第2形成处理(上述的第2形成),针对Z方向将聚光区域C2的位置设定在比第1Z位置Z1更靠第1面11a侧的第2Z位置Z2,并沿着线A使聚光区域C2相对移动,从而形成改性区域12b及从改性区域12b延伸的龟裂13b。
在第1形成处理,也可以为,控制部6,将与加工行进方向ND及Z方向交叉的Y方向的聚光区域C1的位置设定为第1Y位置Y1,在第2形成处理,控制部6,将Y方向的聚光区域C2的位置设定为从第1Y位置Y1移位的第2Y位置Y2,并通过空间光调制器7的控制,而将激光L2成形为:使包含Y方向及Z方向的YZ面S内的聚光区域C2的形状,成为至少在比聚光区域C2的中心更靠第1面11a侧向移位方向倾斜的倾斜形状,从而在YZ面S内形成向移位方向倾斜的斜向龟裂13F。如此,可适当形成对于Z方向倾斜的斜向龟裂。
另外,在本实施方式的激光加工装置1,也可以为,照射部3,含有将来自空间光调制器7的激光L朝向对象物11聚光用的聚光透镜33,在第2形成处理,控制部6,通过显示于空间光调制器7的调制图案的控制,而将激光L调制成使聚光区域C的形状成为倾斜形状,从而成形激光L。该情况下,可使用空间光调制器7来容易地成形激光L。
此时,在本实施方式的激光加工装置1,也可以为,调制图案,含有对于激光L赋予彗形像差用的彗形像差图案,在第2形成处理,控制部6,控制彗形像差图案的彗形像差的大小,从而进行使聚光区域C的形状成为倾斜形状用的第1图案控制。根据本发明者的见解,该情况下,YZ面S内的聚光区域C的形状,形成弧状。即,该情况下,聚光区域C的形状,是在比聚光区域C的中心Ca更靠第1面11a(入射面)侧向移位方向倾斜,且在比聚光区域C的中心Ca更靠与入射面相反的侧向与移位方向相反的方向倾斜。即使是该情况,也可以形成于移位方向倾斜的斜向龟裂13F。
另外,在本实施方式的激光加工装置1,也可以为,调制图案,含有将激光L的球面像差补正用的球面像差补正图案,在第2形成处理,控制部6,进行第2图案控制,其对于聚光透镜33的入射瞳面33a的中心,使球面像差补正图案Ps的中心向Y方向偏移,从而使聚光区域C的形状成为倾斜形状。根据本发明者的见解,在该情况也是,与利用彗形像差图案的情况同样地,可在YZ面S内使聚光区域C的形状形成为弧状,可形成于移位方向倾斜的斜向龟裂13F。
另外,本实施方式的激光加工装置1,也可以为,在第2形成处理,控制部6,进行第3图案控制,其对于沿着加工行进方向ND的轴线将非对称的调制图案显示于空间光调制器7,从而使聚光区域C的形状成为倾斜形状。根据本发明者的见解,该情况下,可使YZ面S内的聚光区域C的形状的全体向移位方向倾斜。即使是该情况,也可以形成于移位方向倾斜的斜向龟裂13F。
另外,在本实施方式的激光加工装置1,也可以为,调制图案,含有椭圆图案,其将含有与Y方向及Z方向交叉的X方向与Y方向的XY面内的聚光区域C的形状,设为以X方向为长边的椭圆形状,在第2形成处理,控制部6,以椭圆图案的强度对于沿着X方向的轴线成为非对称的方式,将调制图案显示于空间光调制器7,从而进行使光束形状成为倾斜形状用的第4图案控制。根据本发明者的见解,在该情况也是,可在YZ面S内使聚光区域C的形状形成为弧状,可形成于移位方向倾斜的斜向龟裂13F。
另外,本实施方式的激光加工装置1,也可以为,在第2形成处理,控制部6,将在YZ面S内沿着移位方向排列的多个激光L的聚光点CI形成用的调制图案显示于空间光调制器7,从而进行使含有多个聚光点CI的聚光区域C的形状成为倾斜形状用的第5图案控制。根据本发明者的见解,在该情况也是,可形成于移位方向倾斜的斜向龟裂13F。
[变形例]
以上,虽针对激光加工装置及激光加工方法的一态样进行了说明,但本公开的一方面,不限定于上述态样,可有变形。
例如,在上述的例,虽举出使对象物11与对象物11R贴合来构成的对象物100(贴合晶圆),但激光加工的对象不限定于这种贴合晶圆,也可以为单一晶圆等的对象物。
另外,在图45所示的例,举出对于第1部分15A,使用两个聚光区域C1、C2形成两个改性区域12a、12b的情况。该情况下,在斜向龟裂13F的形成时,至少控制靠第1面11a侧的聚光区域C2的YZ面S内的光束形状。但是,对于第1部分15A,形成多组的改性区域12a、12b的情况下,最靠第2面11b侧(对象物11R侧)的改性区域12a、12b的形成时,至少控制靠第1面11a侧的聚光区域C2的YZ面S内的光束形状即可。
另外,在上述实施方式,对于对象物11的第2部分15B形成垂直龟裂。但是,在对象物11的第2部分15B,也可以与第1部分15A同样地形成斜向龟裂。
另外,在第1实施方式的激光加工,记载有,将线A中的第1区域A1的加工即第1加工、第2区域A2的加工即第2加工,如0°、45°、90°那样以45°的间隔来切换的方式设定在GUI上,实际的激光的ON、OFF也是以同角度来进行的例。但是,在实际的装置,因激光的ON、OFF的延迟,会具有比设定更慢数百msec左右的情况。即,并不限定于在第1区域A1与第2区域A2的边界严格地进行激光的ON、OFF的情况。
另外,通过上述那样的原因,为了减少改性区域12的形成位置误差量,控制部6也可以事先补正激光的ON、OFF的延迟时间,而具有使激光提前ON、OFF的补正参数。该情况下,改性区域12的形成位置的误差,可抑制在1mm以内。作为一例,对象物11为12吋晶圆的情况,圆周约为942mm,每1°就是2.617mm左右,因此该情况的误差可收敛在1°以内。
此外,如图38等的结果所示那样,在第1区域A1与第2区域A2的切换点,确认到有±5°左右的加工质量余地。因此,只要切换点的设定在°±5°、45°±5°、90°±5°的质量余地内,也可以有意地错开。
另外,在上述实施方式,通过例如激光的ON、OFF,而形成从Z方向观察时成为环状的改性区域12,严格而言,ON、OFF的位置中,部分地使改性区域12(例如数百μm左右)重叠的情况,或反而,也可以是有改性区域12在一部分未形成的区域(例如数百μm左右)。为了不被这些的影响导致质量恶化,有时以多段加工而在多段,进行斜向龟裂的形成与具有上述的第1加工、第2加工的效果的加工。
另外,在实际的加工,到聚光区域C的相对移动的速度成为一定为止需要有助跑距离,因此顺方向ND1与逆方向ND2的切换,包含助跑。助跑时使激光OFF,成为等速之后在切换点使激光ON。助跑时为几转,取决于装置的性能。另外,关于自动对焦,也可以是以从助跑时追随,在改性区域形成时不发生过冲的方式来调整。
此外,在第2实施方式也是,关于切换的精度,与上述的例共通,但作为45°的点、135°的点等的切换点,如图49的表所示那样,至少在-45°的点不切换,以-50°的点为中心来切换(在图50的表的例是以-40°的点为中心来切换)。此时,移位的容许余地,作为一例是±2°左右,但因光束形状(进一步提高椭圆率),会有可提高至例如±4°左右的情况。另一方面,0°、90°的切换点虽没有错开的必要,但配合质量的余地,也可以以例如±4°度左右的范围来错开。
[激光加工的第3实施方式]
接着,针对在修整加工时进行斜向龟裂的形成的激光加工的其他实施方式进行说明。首先,在进行例如上述第1实施方式及第2实施方式的激光加工的情况下,针对与新的课题相关的见解而言明。即,本发明者,发现即使在基于加工行进方向ND与结晶结构而使光束形状的长边方向NH的朝向如上述那样设定的情况下,在使聚光区域C相对移动的线A的特定的区域,具有进一步抑制修整面的质量降低的余地。
即,对象物11,是具有(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与一个(110)面正交的第1结晶方位K1、与另一个(110)面正交的第2结晶方位K2的结晶结构的情况,将线A与第2结晶方位K2正交的点设为0°,将该线A与第1结晶方位K1正交的点设为90°,将该线A的0°与90°之间的点设为45°。
此时,例如图38、49、50所示那样,在线A的45°附近的区域,只要调整聚光区域C的形状或加工行进方向ND的顺逆即可得到良好的加工结果(评价“B”),但可理解成有变成更良好的加工结果(评价“A”)的改善余地。
对此,本发明者得到以下见解:将线A的包含45°的区域,独立于第1区域A1及第2区域A2来设定,在该区域中,若使光束形状的长边方向NH的朝向沿着加工行进方向ND,修整面的质量会变得更良好。关于此点,更详细地说明。
图51,是表示本实施方式的对象物的图。图51所示的对象物11,与上述第1实施方式及第2实施方式相同,但线A的设定不同。即,在本实施方式,线A含有:包含0°的第1区域A1、包含90°的第2区域A2、在第1区域A1与第2区域A2之间的区域即包含45°的圆弧状的第3区域A3。
在此,作为一例,第1区域A1,是从0°到40°为止的区域、从90°到130°为止的区域、从180°到220°为止的区域、以及从270°到310°为止的区域,第2区域A2,是从50°到90°为止的区域、从140°到180°为止的区域、从230°到270°为止的区域、以及从320°到360°为止的区域。然后,第3区域A3,是从40°到50°为止的区域、从130°到140°为止的区域、从220°到230°为止的区域、以及从310°到320°为止的区域。即,在此,第1区域A1与第2区域A2之间,介有第3区域A3,其空出90°的间隔而具有10°的宽度。
此外,与上述的情况同样地,第1区域A1、第2区域A2、及第3区域A3的上述的角度范围,会因将何处设为0°的点而可任意变更。例如,将第1结晶方位K1与线A正交的点设为0°的情况(将上述的90°的点设为0°的情况),第1区域A1、第2区域A2、及第3区域A3,是成从上述角度范围旋转90°的角度范围。另外,如上述那样设定0°点的情况,也可以将从0°点顺时针转45°的点即315°的点,改称为-45°的点。此外,第1区域A1、第2区域A2、及第3区域A3的边界的点,也可以被包含在第1区域A1、第2区域A2、及第3区域A3的任一方,也可以被包含在其中邻接的两个。
针对这些的第1区域A1、及第2区域A2,进行与上述第1实施方式及第2实施方式同样的第1加工及第2加工,针对第3区域A3,进行与这些的加工不同的第3加工。如图52所示那样,在第3加工,虽与第1加工及第2加工同样地一边形成斜向龟裂一边进行修整加工,但此时,进行激光L的成形,使激光L的聚光区域C的长边方向NH成为沿着加工行进方向ND的第3形状Q3。
从而,如图53所示那样,不论加工行进方向ND的顺逆,在从-40°到-50°的第3区域A3中,得到更良好的加工结果(评价“A”)。此外,图53,是表示使激光的聚光区域的长边方向沿着加工行进方向的状态的实际的加工结果(修整面的质量)的表。在本实施方式,基于以上的见解来进行激光加工。接着,针对第3实施方式的激光加工进行说明。
在第3实施方式,首先,进行对象物11的第1部分15A(参照图31)的加工。即,实施与第1实施方式相同的第1加工。更具体而言,如图54所示那样,首先,一边使载置台2旋转,一边通过控制部6来切换激光L的照射的ON/OFF,从而沿着线A的第1区域A1使聚光区域C相对移动来形成改性区域12,并在线A的第1区域A1以外的区域(第2区域A2及第3区域A3)停止改性区域12的形成(第1加工)。
在第1加工,以控制部6的移动部4的控制来控制载置台2的旋转方向,从而使加工行进方向ND成为逆方向ND2。另外,在第1加工,是第1区域A1的加工,因此以控制部6的控制来进行空间光调制器7所致的激光L的成形,从而使聚光区域C的光束形状成为第1形状Q1(参照图40的(b))。此外,在此,以随着朝向第2面11b相对于Z方向从对象物11的中心朝向外侧的方向倾斜的方式(参照图31),使斜向龟裂的延伸方向CD成为正方向CD1。关于斜向龟裂的形成方法,是与第1实施方式相同。
接着,在第3实施方式,一边使载置台2旋转,一边通过控制部6来切换激光L的照射的ON/OFF,从而如图54所示那样,沿着线A中的第2区域A2使聚光区域C相对移动来形成改性区域12,并在线A的第2区域A2以外的区域(第1区域A1及第3区域A3)停止改性区域12的形成(第2加工)。
在第2加工,以控制部6的移动部4的控制来控制载置台2的旋转方向,从而使加工行进方向ND成为顺方向ND1。即,在第1加工与第2加工之间,切换加工行进方向ND的顺逆(顺方向ND1或逆方向ND2)。另外,在第2加工,是第2区域A2的加工,因此以控制部6的控制来进行空间光调制器7所致的激光L的成形,从而使聚光区域C的光束形状成为第2形状Q2(参照图42的(b))。此外,在此,以随着朝向第2面11b对于Z方向从对象物11的中心朝向外侧的方向倾斜的方式(参照图31),使斜向龟裂的延伸方向CD成为正方向CD1。斜向龟裂的形成方法是与第1实施方式相同。
接着,在第3实施方式,一边使载置台2旋转,一边通过控制部6来切换激光L的照射的ON/OFF,从而如图54所示那样,沿着线A中的第3区域A3使聚光区域C相对移动来形成改性区域12,并在线A的第3区域A3以外的区域(第1区域A1及第2区域A2)停止改性区域12的形成(第3加工)。
在第3加工,以控制部6的移动部4的控制而使载置台2的旋转方向从第2加工维持下去,从而使加工行进方向ND维持顺方向ND1。另外,在第3加工,是第3区域A3的加工,因此以控制部6的控制来进行空间光调制器7所致的激光L的成形,从而使聚光区域C的光束形状成为第3形状Q3(参照图52)。此外,在此,以随着朝向第2面11b对于Z方向从对象物11的中心朝向外侧的方向倾斜的方式(参照图31),使斜向龟裂的延伸方向CD成为正方向CD1。关于斜向龟裂的形成方法,是与第1实施方式相同。即,在第3加工中,也与第1加工及第2加工同样地,可进行形成斜向龟裂形成用的第1形成及第2形成。
此外,在此,是与第2区域A2的第2加工连续地进行第3区域A3的第3加工。由此,没有必要暂时停止载置台2的旋转来逆转,可谋求载置台2的旋转的加减速所需时间的缩短。此外,在第3区域A3的第3加工,聚光区域C的光束形状,是使其长边方向NH沿着加工行进方向ND。于是,不论加工行进方向ND为顺方向ND1及逆方向ND2的任一者,均可同样地得到良好的加工结果(评价“A”)(参照图53)。
于是,在第3加工,加工行进方向ND的顺逆没有限定。但是,第3加工的加工行进方向ND的顺逆,就缩短聚光区域C的相对移动相关的加减速所致的时间的观点来看,而可与第1加工及第2加工中与第3加工来连续地进行的一方的加工行进方向ND的顺逆相同。
即,如上述那样,在第2加工之后接着进行第3加工的情况,或在第3加工之后接着进行第2加工的情况,第3加工的加工行进方向ND的顺逆,可与第2加工同样地成为顺方向ND1。或者,在第1加工之后接着进行第3加工的情况,或在第3加工之后接着进行第1加工的情况,第3加工的加工行进方向的顺逆,可与第1加工同样地成为逆方向ND2。
接着,在第3实施方式,进行对象物11的第2部分15B(参照图31)的加工。第2部分15B的加工,可与第1实施方式及第2实施方式同样地进行。即,在第2部分15B的加工时,可进行上述其他加工(例如第1Z加工及第2Z加工)。
通过以上的加工,而遍及线A的全体,且遍及Z方向的大致全体,在对象物11形成改性区域12及龟裂13。特别是,在第1部分15A,形成有:随着从对象物11的第1面11a朝向第2面11b,而从对象物11的元件层110与对象物11R的元件层110R之间的接合区域的内侧的位置朝向该接合区域的外缘110e斜向龟裂13a、13b。
接着,与第1实施方式及第2实施方式同样地,从Z方向观察时沿着以去除区域E被4等分的方式延伸的线,来形成改性区域12及从改性区域12延伸的龟裂13,并以改性区域12为边界将去除区域E去除。由此,从对象物11形成半导体元件11K,得到含有半导体元件11K的对象物100K。之后,从第1面11a侧研削半导体元件11K,从而形成半导体元件11M,得到含有半导体元件11M的对象物100M。
将以上的第3实施方式的激光加工,以激光加工装置1的构造而言明。在此,也针对与第1实施方式及第2实施方式重复的部分进行说明。即,激光加工装置1,是用于将激光L(激光L1、L2)照射于对象物11来形成改性区域12的装置,至少具备:支撑对象物11用的载置台2、朝向载置台2所支撑的对象物11照射激光L用的照射部3、使激光L的聚光区域C(聚光区域C1、C2)对于对象物11相对移动用的移动部4、5、控制移动部4、5及照射部3用的控制部6。照射部3具有空间光调制器7,其成形激光L而使从Z方向观察时的聚光区域C具有长边方向NH。
而且,控制部6,控制照射部3及移动部4、5,从而实行第1加工处理(上述第1加工),而使聚光区域C(聚光区域C1、C2)沿着线A中的第1区域A1相对移动,从而沿着第1区域A1在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从该改性区域12朝向与对象物11的入射面即第1面11a相反的侧的第2面11b对于Z方向斜向延伸的斜向龟裂13F。
此外,控制部6,控制照射部3及移动部4、5,从而实行第2加工处理(上述第2加工),而使聚光区域C(聚光区域C1、C2)沿着线A中的第2区域A2相对移动,从而沿着第2区域A2在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从改性区域12朝向第2面11b延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
在第1加工处理及第2加工处理,控制部6,控制空间光调制器7,从而将激光L成形为:对于加工行进方向ND使聚光区域C的长边方向NH向第1结晶方位K1及第2结晶方位K2中与聚光区域C的移动方向即加工行进方向ND之间的角度较大的一方接近的朝向倾斜。另外,在第1加工处理及第2加工处理,控制部6,控制移动部4、5,从而将加工行进方向ND的顺逆以第1加工处理和第2加工处理来切换成:在从Z方向观察时,长边方向NH的倾斜的朝向,是与斜向龟裂13F对于加工行进方向ND延伸的方向成为同侧。
线A,在将第2结晶方位K2与线A正交的点设为0°,将第1结晶方位K1与线A正交的点设为90°,将线A的0°与90°之间的点设为45°时,含有:包含0°的第1区域A1、包含90°的第2区域A2、在第1区域A1与第2区域A2之间的区域即包含45°的圆弧状的第3区域A3。
然后,控制部6,控制照射部3及移动部4、5,从而实行第3加工处理,而使聚光区域C沿着线A中的第3区域A3相对移动,从而沿着第3区域A3在对象物11形成改性区域12,并形成从该改性区域12朝向第2面11b延伸的斜向龟裂。
在该第3加工处理,控制部6,控制空间光调制器7,从而将激光L成形为使聚光区域C的长边方向NH沿着加工行进方向ND。特别是,在此,在第3加工处理,控制部6,通过控制移动部4、5,而使聚光区域C的加工行进方向ND的顺逆,成为与第1加工处理及第2加工处理中与第3加工处理连续地实行的一方的加工行进方向ND的顺逆相同。
接着,针对第3实施方式的激光加工,以激光加工方法的工序而言明。即,本实施方式的激光加工方法,是将激光L(激光L1、L2)照射于对象物11来形成改性区域12(改性区域12a、12b)用的激光加工方法,具有第1加工工序(上述的第1加工),其沿着设定在对象物11的线A中的第1区域A1使激光L的聚光区域C(聚光区域C1、C2)相对移动,从而沿着第1区域A1在对象物11形成改性区域12,并形成从改性区域12朝向对象物11的第2面11b对于Z方向斜向延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
另外,本实施方式的激光加工方法,具备第2加工工序,其沿着线A中的第2区域A2使聚光区域C相对移动,从而沿着第2区域A2在对象物11形成改性区域12,并形成从改性区域12朝向第2面11b延伸的斜向龟裂13F。
在第1加工工序及第2加工工序,将聚光区域C的移动方向即加工行进方向ND的顺逆以第1加工工序与第2加工工序来切换。
另一方面,本实施方式的激光加工方法,具备第3加工工序(上述的第3加工),其沿着线A中的第3区域A3使聚光区域C相对移动,从而沿着第3区域A3在对象物11形成改性区域12,并形成从改性区域12朝向第2面11b延伸的斜向龟裂13F。
而且,在第3加工工序,将激光L成形为使聚光区域C的长边方向NH沿着加工行进方向ND。
如以上说明那样,根据本实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,是与第1实施方式同样地进行第1加工及第2加工,因此可发挥与第1实施方式同样的效果。此外,根据本实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,在第3加工,将激光L成形为使聚光区域C的长边方向NH沿着加工行进方向ND。因此,如上述见解所示那样,包含45°的点的区域的修整面的质量变得更良好。
另外,本实施方式的激光加工装置1,在第3加工处理,控制部6,通过控制移动部4、5,而可使聚光区域C的加工行进方向ND的顺逆,成为与第1加工处理及第2加工处理中与第3加工处理连续地实行的一方的加工行进方向ND的顺逆相同。该情况下,聚光区域C的相对移动用的加速及减速所需时间缩短,可抑制效率降低。
此外,在第3加工处理中,聚光区域C的长边方向NH沿着加工行进方向ND,并不限定于该长边方向NH与加工行进方向ND严格地一致的情况,也包含长边方向NH对于加工行进方向ND具有6°左右的倾斜的情况。另外,第3区域A3的角度范围并不限定于40°~50°,可从45°±10°以内的程度的范围任意选择。
此外,在一个加工处理(例如第3加工处理)与其他处理(上述的例为第2加工处理)之间,也可以使激光L的照射为OFF,且产生维持载置台2的旋转的时间(即载置台2空转的空转时间)。该情况下,在该空转时间内,控制部6可实行以下处理:将显示于空间光调制器7的调制图案,切换成用于将聚光区域C的形状整形成该其他处理时的形状(例如第3形状Q3)的调制图案。
其他,对于第3实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,也可以任意选择采用上述第1实施方式及第2实施方式的各构造、以及第1实施方式及第2实施方式的变形例的各构造。
[激光加工的第4实施方式]
接着,针对在修整加工时进行斜向龟裂的形成的激光加工的其他实施方式进行说明。如上述那样,例如进行上述第1实施方式及第2实施方式的激光加工的情况,在线A的45°附近的区域,具有得到更良好的加工结果(例如上述的评价“A”)的改善的余地。特别是,将规定加工行进方向ND的线A与第2结晶方位K2正交的点设为0°,将线A与第1结晶方位K1正交的点设为90°,将线A的0°与90°的中间的点设为45°时,在45°的点的加工时,光束形状的长边方向NH的朝向与斜向龟裂的倾斜方向对于加工行进方向ND彼此在相反侧的状态时,容易发生修整面的质量降低。
对此,如上述那样,将线A的包含45°的区域,独立于第1区域A1及第2区域A2来设定,在该区域中,若使光束形状的长边方向NH的朝向沿着加工行进方向ND,修整面的质量会变得更良好。在本实施方式,基于以上的见解来进行激光加工。接着,针对第4实施方式的激光加工进行说明。
在第4实施方式也与第3实施方式同样地,对象物11,包含:(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与一个(110)面正交的第1结晶方位K1、与另一个(110)面正交的第2结晶方位K2。而且,将线A与第2结晶方位K2正交的点设为0°,将该线A与第1结晶方位K1正交的点设为90°,将该线A的0°与90°之间的点设为45°。
另外,在第4实施方式也是,线A含有:包含0°的第1区域A1、包含90°的第2区域A2、在第1区域A1与第2区域A2之间的区域即包含45°的圆弧状的第3区域A3。
在此,作为一例,第1区域A1,是从0°到40°为止的区域、从90°到130°为止的区域、从180°到220°为止的区域、以及从270°到310°为止的区域,第2区域A2,是从50°到90°为止的区域、从140°到180°为止的区域、从230°到270°为止的区域、以及从320°到360°为止的区域。然后,第3区域A3,是从40°到50°为止的区域、从130°到140°为止的区域、从220°到230°为止的区域、以及从310°到320°为止的区域。即,在此,第1区域A1与第2区域A2之间,介有第3区域A3,其空出90°的间隔而具有10°的宽度。
对于这种对象物11,在第4实施方式,首先,进行对象物11的第1部分15A(参照图31)的加工。即,在第4实施方式,实施与第2实施方式相同的第1加工。更具体而言,如图55所示那样,首先,一边使载置台2旋转,一边通过控制部6来切换激光L的照射的ON/OFF,从而沿着线A的第1区域A1使聚光区域C相对移动来形成改性区域12,并在线A的第1区域A1以外的区域(第2区域A2及第3区域A3)停止改性区域12的形成(第1加工)。
在第1加工,以控制部6的移动部4的控制来控制载置台2的旋转方向,从而使加工行进方向ND成为顺方向ND1。另外,在第1加工,是第1区域A1的加工,因此以控制部6的控制来进行空间光调制器7所致的激光L的成形,从而使聚光区域C的光束形状成为第1形状Q1。此外,在此,以随着朝向第2面11b对于Z方向从对象物11的中心朝向外侧的方向倾斜的方式(参照图31),使斜向龟裂的延伸方向CD成为正方向CD1。关于斜向龟裂的形成方法,是与第1实施方式相同。
接着,在第4实施方式,一边使载置台2旋转,一边通过控制部6来切换激光L的照射的ON/OFF,从而如图55所示那样,沿着线A中的第2区域A2使聚光区域C相对移动来形成改性区域12,并在线A的第2区域A2以外的区域(第1区域A1及第3区域A3)停止改性区域12的形成(第2加工)。
在第2加工,以控制部6的移动部4的控制来控制载置台2的旋转方向,从而使加工行进方向ND维持成与第1加工相同的顺方向ND1。即,在第1加工与第2加工之间,使加工行进方向ND的顺逆(顺方向ND1或逆方向ND2)成为相同。另外,在第2加工,是第2区域A2的加工,因此以控制部6的控制来进行空间光调制器7所致的激光L的成形,从而使聚光区域C的光束形状成为第2形状Q2。此外,在此,以随着朝向第2面11b对于Z方向从对象物11的中心朝向外侧的方向倾斜的方式(参照图31),使斜向龟裂的延伸方向CD成为正方向CD1。斜向龟裂的形成方法是与第1实施方式相同。此外,在第1加工与第2加工使加工行进方向ND的顺逆成为相同时,并不限定于上述那样的顺方向ND1的情况,也可以为逆方向ND2。
接着,在第4实施方式,一边使载置台2旋转,一边通过控制部6来切换激光L的照射的ON/OFF,从而如图55所示那样,沿着线A中的第3区域A3使聚光区域C相对移动来形成改性区域12,并在线A的第3区域A3以外的区域(第1区域A1及第2区域A2)停止改性区域12的形成(第3加工)。
在第3加工,以控制部6的移动部4的控制而使载置台2的旋转方向从第2加工维持下去,从而使加工行进方向ND维持顺方向ND1。另外,在第3加工,是第3区域A3的加工,因此以控制部6的控制来进行空间光调制器7所致的激光L的成形,从而使聚光区域C的光束形状成为第3形状Q3(参照图52)。此外,在此,以随着朝向第2面11b对于Z方向从对象物11的中心朝向外侧的方向倾斜的方式(参照图31),使斜向龟裂的延伸方向CD成为正方向CD1。关于斜向龟裂的形成方法,是与第1实施方式相同。即,在第3加工中,也与第1加工及第2加工同样地,可进行形成斜向龟裂形成用的第1形成及第2形成。
此外,在第3区域A3的第3加工,聚光区域C的光束形状,是使其长边方向NH沿着加工行进方向ND。于是,不论加工行进方向ND为顺方向ND1及逆方向ND2的任一者,均可同样地得到良好的加工结果(评价“A”)(参照图53)。
于是,在第3加工,加工行进方向ND的顺逆没有限定。但是,第3加工的加工行进方向ND的顺逆,就缩短聚光区域C的相对移动相关的加减速所致的时间的观点来看,可使第1加工及第2加工的加工行进方向ND的顺逆为相同。
接着,在第4实施方式,进行对象物11的第2部分15B(参照图31)的加工。第2部分15B的加工,可与第1实施方式及第2实施方式同样地进行。即,在第2部分15B的加工时,可进行上述其他加工(例如第1Z加工及第2Z加工)。
通过以上的加工,而遍及线A的全体,且遍及Z方向的大致全体,在对象物11形成改性区域12及龟裂13。特别是,在第1部分15A,形成有:随着从对象物11的第1面11a朝向第2面11b,而从对象物11的元件层110与对象物11R的元件层110R之间的接合区域的内侧的位置朝向该接合区域的外缘110e斜向龟裂13a、13b。
接着,与第1实施方式及第2实施方式同样地,从Z方向观察时沿着以去除区域E被4等分的方式延伸的线,来形成改性区域12及从改性区域12延伸的龟裂13,并以改性区域12为边界将去除区域E去除。由此,从对象物11形成半导体元件11K,得到含有半导体元件11K的对象物100K。之后,从第1面11a侧研削半导体元件11K,从而形成半导体元件11M,得到含有半导体元件11M的对象物100M。
将以上的第4实施方式的激光加工,以激光加工装置1的构造而言明。即,激光加工装置1,是用于将激光L(激光L1、L2)照射于对象物11来形成改性区域12的装置,至少具备:支撑对象物11用的载置台2、朝向载置台2所支撑的对象物11照射激光L用的照射部3、使激光L的聚光区域C(聚光区域C1、C2)对于对象物11相对移动用的移动部4、5、控制移动部4、5及照射部3用的控制部6。照射部3具有空间光调制器7,其成形激光L而使从Z方向观察时的聚光区域C具有长边方向NH。
而且,控制部6,控制照射部3及移动部4、5,从而实行第1加工处理(上述第1加工),而使聚光区域C(聚光区域C1、C2)沿着线A中的第1区域A1相对移动,从而沿着第1区域A1在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从该改性区域12朝向与对象物11的入射面即第1面11a相反的侧的第2面11b对于Z方向斜向延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
此外,控制部6,控制照射部3及移动部4、5,从而实行第2加工处理(上述第2加工),而使聚光区域C(聚光区域C1、C2)沿着线A中的第2区域A2相对移动,从而沿着第2区域A2在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从改性区域12朝向第2面11b延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
在第1加工处理及第2加工处理,控制部6,控制空间光调制器7,从而将激光L成形为:对于加工行进方向ND使聚光区域C的长边方向NH向第1结晶方位K1及第2结晶方位K2中与聚光区域C的移动方向即加工行进方向ND之间的角度较大的一方接近的朝向倾斜,且使第1加工处理与第2加工处理的加工行进方向ND的顺逆为相同。
另一方面,控制部6,控制照射部3及移动部4、5,从而实行第3加工处理(上述第3加工),而使聚光区域C(聚光区域C1、C2)沿着线A中的第3区域A3相对移动,从而沿着第3区域A3在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从改性区域12朝向第2面11b延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。特别是,控制部6,在第3加工处理,控制空间光调制器7,从而将激光L成形为使聚光区域C的长边方向NH沿着加工行进方向ND。
接着,针对以上的第4实施方式的激光加工,以激光加工方法的工序而言明。即,本实施方式的激光加工方法,是用于将激光L(激光L1、L2)照射于对象物11来形成改性区域12的方法,具有第1加工工序(上述第1加工),其沿着设定在对象物11的线A中的第1区域A1使聚光区域C(聚光区域C1、C2)相对移动,从而沿着第1区域A1在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从该改性区域12朝向与对象物11的入射面即第1面11a相反的侧的第2面11b对于Z方向斜向延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
另外,本实施方式的激光加工方法,具有第2加工工序(上述第2加工),是使聚光区域C(聚光区域C1、C2)沿着线A中的第2区域A2相对移动,从而沿着第2区域A2在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从改性区域12朝向第2面11b延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
在第1加工工序及第2加工工序,将激光L成形为:从Z方向观察时聚光区域C具有长边方向NH,且对于加工行进方向ND使聚光区域C的长边方向NH向第1结晶方位K1及第2结晶方位K2中与聚光区域C的移动方向即加工行进方向ND之间的角度较大的一方接近的朝向倾斜,且使第1加工工序与第2加工工序的加工行进方向ND的顺逆为相同。
另一方面,本实施方式的激光加工方法,具有第3加工工序,是使聚光区域C(聚光区域C1、C2)沿着线A中的第3区域A3相对移动,从而沿着第3区域A3在对象物11形成改性区域12(改性区域12a、12b),并形成从改性区域12朝向第2面11b延伸的斜向龟裂13F(龟裂13a、13b)。
而且,在第3加工工序,控制空间光调制器7,从而将激光L成形为使聚光区域C的长边方向NH沿着加工行进方向ND。
如以上说明那样,在本实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,是与第2实施方式同样地进行第1加工及第2加工,因此可发挥与第2实施方式同样的效果。此外,在本实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,是在第1区域A1与第2区域A2之间介有包含45°的点的第3区域A3。而且,在进行第3区域A3的加工的第3加工中,使激光L的聚光区域C的长边方向NH沿着加工行进方向ND。因此,如上述见解所示那样,包含45°的点的区域的修整面的质量变得更良好。如上述那样,根据本实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,可一边抑制对象物11的修整面的质量降低,一边形成斜向龟裂。
此外,在本实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,至少使第1加工与第2加工的加工行进方向ND的顺逆为相同。于是,与在第1加工与第2加工切换加工行进方向ND的顺逆的情况相比,可减少激光L的聚光区域C的相对移动的加减速所需的时间。
另外,本实施方式的激光加工装置1,也可以为,在第3加工处理,控制部6,通过控制移动部4、5,而使聚光区域C的加工行进方向ND的顺逆,成为与第1加工处理及第2加工处理的加工行进方向ND的顺逆相同。该情况下,第1加工处理、第2加工处理、及第3加工处理,加工行进方向ND的顺逆为相同。由此,聚光区域C的相对移动用的加速及减速所需时间缩短,可抑制效率降低。
其他,对于第4实施方式的激光加工装置1及激光加工方法,也可以任意选择来采用上述第1实施方式、第2实施方式、及第3实施方式的各构造、以及第1实施方式、第2实施方式、及第3实施方式的变形例的各构造。
此外,第3实施方式及第4实施方式中,第1加工、第2加工、及第3加工的顺序为任意。
[产业上的可利用性]
提供能够抑制外缘部分被除去的对象物的修整面的质量降低,并且形成斜向龟裂的激光加工装置、及激光加工方法。
符号说明
1……激光加工装置;2……载置台(支撑部);3……照射部;4、5……移动部;6……控制部;7……空间光调制器;11……对象物;11a……第1面(入射面);11b……第2面(相反面);12、12a、12b……改性区域;13、13a、13b……龟裂;13F……斜向龟裂;33……聚光透镜;A1……第1区域;A2……第2区域;A3……第3区域;K1……第1结晶方位;K2……第2结晶方位;L……激光;C、C1、C2……聚光区域;ND……加工行进方向。

Claims (13)

1.一种激光加工装置,其中,
是用于对对象物照射激光来形成改性区域的激光加工装置,
具备:
支撑部,其用于支撑所述对象物;
照射部,其用于朝向被所述支撑部支撑的所述对象物照射所述激光;
移动部,其用于使所述激光的聚光区域相对于所述对象物相对移动;以及
控制部,其用于控制所述移动部及所述照射部,
所述对象物具有结晶结构,该结晶结构含有:(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与所述一个(110)面正交的第1结晶方位、和与所述另一个(110)面正交的第2结晶方位,并且所述对象物以所述(100)面成为所述激光的入射面的方式支撑于所述支撑部,
在所述对象物,设定有从与所述入射面交叉的Z方向观察时,圆环状的线,
在将所述第2结晶方位与该线正交的点设为0°,将所述第1结晶方位与该线正交的点设为90°,将该线的所述0°与所述90°之间的点设为45°时,所述线含有:包含所述0°的所述第1区域、包含所述90°的所述第2区域、和作为在所述第1区域与所述第2区域之间的区域且包含所述45°的圆弧状的第3区域,
所述照射部具有:成形部将所述激光成形为:从所述Z方向观察时,所述聚光区域具有长边方向,
所述控制部实行:
第1加工处理,其通过控制所述照射部及所述移动部,而沿着所述线中的所述第1区域使所述聚光区域相对移动,从而沿着所述第1区域在所述对象物形成所述改性区域,并从该改性区域朝向与所述对象物的所述入射面为相反侧的相反面,形成相对于所述Z方向斜向延伸的斜向龟裂;
第2加工处理,其通过控制所述照射部及所述移动部,而沿着所述线中的所述第2区域使所述聚光区域相对移动,从而沿着所述第2区域在所述对象物形成所述改性区域,并形成从该改性区域朝向所述相反面延伸的所述斜向龟裂;以及
第3加工处理,其通过控制所述照射部及所述移动部,而沿着所述线中的所述第3区域使所述聚光区域相对移动,从而沿着所述第3区域在所述对象物形成所述改性区域,并形成从所述改性区域朝向所述相反面延伸的所述斜向龟裂,
在所述第1加工处理及所述第2加工处理中,所述控制部通过控制所述成形部,从而将所述激光成形为:所述聚光区域的所述长边方向以接近所述第1结晶方位及所述第2结晶方位中的、与作为所述聚光区域的移动方向的加工行进方向之间的角度较大的一方的朝向相对于所述加工行进方向倾斜,并通过控制所述移动部,从而在所述第1加工处理和所述第2加工处理中使所述加工行进方向的顺逆成为相同,
在所述第3加工处理中,所述控制部通过控制所述成形部,从而将所述激光成形为:所述聚光区域的所述长边方向沿着所述加工行进方向。
2.如权利要求1所述的激光加工装置,其中,
在所述第3加工处理中,所述控制部通过控制所述移动部,使所述聚光区域的所述加工行进方向的顺逆,与所述第1加工处理及所述第2加工处理的所述加工行进方向的顺逆成为相同。
3.如权利要求1或2所述的激光加工装置,其中,
所述对象物包含:沿着所述Z方向从所述相反面侧依次排列的第1部分及第2部分,
所述控制部,对于所述第1部分,将所述加工行进方向的顺逆设为相同且实行所述第1加工处理及所述第2加工处理,并对于所述第2部分,实行与所述第1加工处理及所述第2加工处理不同的其他加工处理,
在所述其他加工处理,所述控制部,控制所述照射部及所述移动部,从而遍及所述线的全体地使所述加工行进方向的顺逆成为相同且使所述聚光区域沿着所述线相对移动,从而沿着所述线在所述对象物形成所述改性区域及从该改性区域沿着所述Z方向延伸的龟裂。
4.如权利要求3所述的激光加工装置,其中,
在所述其他加工处理中,所述控制部,控制所述成形部,从而将所述激光成形为:所述聚光区域的所述长边方向沿着所述加工行进方向。
5.如权利要求1至4中任一项所述的激光加工装置,其中,
所述对象物包含:与其他构件接合的接合区域,
在所述第1加工处理、所述第2加工处理及所述第3加工处理中,所述控制部,形成:以随着从所述入射面朝向所述相反面而从所述接合区域的内侧的位置朝向所述接合区域的外缘的方式倾斜的所述斜向龟裂。
6.如权利要求1至5中任一项所述的激光加工装置,其中,
在所述第1加工处理、所述第2加工处理及所述第3加工处理中,所述控制部实行:
第1形成处理,其将所述Z方向的所述聚光区域的位置设定为第1Z位置,并且沿着所述线使所述聚光区域相对移动,从而将作为所述改性区域的第1改性区域及从所述第1改性区域延伸的龟裂形成在所述对象物;以及
第2形成处理,其将所述Z方向的所述聚光区域的位置设定为比所述第1Z位置更靠所述入射面侧的第2Z位置,并且沿着所述线使所述聚光区域相对移动,从而形成作为所述改性区域的第2改性区域及从所述第2改性区域延伸的龟裂,
在所述第1形成处理中,所述控制部,将与所述加工行进方向及所述Z方向交叉的Y方向的所述聚光区域的位置设定为第1Y位置,
在所述第2形成处理中,所述控制部,将所述Y方向的所述聚光区域的位置设定为从所述第1Y位置移位了的第2Y位置,并通过所述成形部的控制,而将所述激光成形为:包含所述Y方向及所述Z方向的YZ面内的所述聚光区域的形状,成为至少在比所述聚光区域的中心更靠所述入射面侧向所述移位方向倾斜的倾斜形状,从而以在所述YZ面内向所述移位方向倾斜的方式形成所述斜向龟裂。
7.如权利要求6所述的激光加工装置,其中,
所述成形部包含:用于根据调制图案调制所述激光,从而成形所述激光的空间光调制器,
所述照射部包含:用于将来自所述空间光调制器的所述激光朝向所述对象物聚光的聚光透镜,
在所述第2形成处理中,所述控制部,通过显示于所述空间光调制器的所述调制图案的控制,以所述聚光区域的形状成为所述倾斜形状的方式调制所述激光,从而成形所述激光。
8.如权利要求7所述的激光加工装置,其中,
所述调制图案包含:用于对所述激光赋予彗形像差的彗形像差图案,
在所述第2形成处理中,所述控制部,控制通过所述彗形像差图案的所述彗形像差的大小,从而进行用于使所述聚光区域的形状成为所述倾斜形状的第1图案控制。
9.如权利要求7或8所述的激光加工装置,其中,
所述调制图案包含:用于修正所述激光的球面像差的球面像差修正图案,
在所述第2形成处理中,所述控制部,相对于所述聚光透镜的入射瞳面的中心,使所述球面像差修正图案的中心向所述Y方向偏移,从而进行用于使所述聚光区域的形状成为所述倾斜形状的第2图案控制。
10.如权利要求7至9中任一项所述的激光加工装置,其中,
在所述第2形成处理中,所述控制部,将相对于沿着所述加工行进方向的轴线呈非对称的所述调制图案显示于所述空间光调制器,从而进行使所述聚光区域的形状成为所述倾斜形状的第3图案控制。
11.如权利要求7至10中任一项所述的激光加工装置,其中,
所述调制图案包含:椭圆图案,其用于使在包含与所述Y方向及所述Z方向交叉的X方向与所述Y方向的XY面内的所述聚光区域的形状成为以所述X方向为长边的椭圆形状,
在所述第2形成处理中,所述控制部,以所述椭圆图案的强度相对于沿着所述X方向的轴线成为非对称的方式,将所述调制图案显示于所述空间光调制器,从而进行用于使所述聚光区域的形状成为所述倾斜形状的第4图案控制。
12.如权利要求7至11中任一项所述的激光加工装置,其中,
在所述第2形成处理中,所述控制部,将用于形成在所述YZ面内沿着所述移位方向排列的多个所述激光的聚光点的所述调制图案显示于所述空间光调制器,从而进行用于使包含多个所述聚光点的所述聚光区域的形状成为所述倾斜形状的第5图案控制。
13.一种激光加工方法,其中,
是用于对对象物照射激光来形成改性区域的激光加工方法,
具备:
第1加工工序,其沿着设定于所述对象物的线中的第1区域使所述激光的聚光区域相对移动,从而沿着所述第1区域在所述对象物形成所述改性区域,并从该改性区域朝向与所述对象物的所述激光的入射面为相反侧的相反面,形成相对于与所述入射面交叉的Z方向斜向延伸的斜向龟裂;
第2加工工序,其沿着所述线中的第2区域使所述聚光区域相对移动,从而沿着所述第2区域在所述对象物形成所述改性区域,并形成从该改性区域朝向所述相反面延伸的所述斜向龟裂;以及
第3加工工序,其通过沿着所述线中的第3区域使所述聚光区域相对移动,从而沿着所述第3区域在所述对象物形成所述改性区域,并形成从所述改性区域朝向所述相反面延伸的所述斜向龟裂,
所述对象物具有结晶结构,该结晶结构含有:(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与所述一个(110)面正交的第1结晶方位、和与所述另一个(110)面正交的第2结晶方位,并且所述(100)面设为所述入射面,
在所述对象物,设定有圆环状的所述线,
在将所述第2结晶方位与该线正交的点设为0°,将所述第1结晶方位与该线正交的点设为90°,将该线的所述0°与所述90°之间的点设为45°时,所述线含有:包含所述0°的圆弧状的第1区域、包含所述90°的圆弧状的所述第2区域、和作为在所述第1区域与所述第2区域之间的区域且包含所述45°的圆弧状的所述第3区域,
在所述第1加工工序及所述第2加工工序中,
将所述激光成形为:从所述Z方向观察时所述聚光区域具有长边方向,且所述聚光区域的所述长边方向以接近所述第1结晶方位及所述第2结晶方位中的、与作为所述聚光区域的移动方向的加工行进方向之间的角度较大的一方的朝向相对于所述加工行进方向倾斜,并在所述第1加工工序和所述第2加工工序中使所述加工行进方向的顺逆成为相同,
在所述第3加工工序中,将所述激光成形为:所述聚光区域的所述长边方向沿着所述加工行进方向。
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