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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Unterteilen eines Halbleitennrafers
entlang einer Straße
unter Verwendung eines Laserstrahls, wobei der Halbleiterwafer aus
einem Halbleitersubstrat besteht, auf dessen Fläche bzw. Oberseite eine Mehrzahl
von rechteckigen bzw. rechtwinkeligen Bereichen bzw. Regionen durch
eine Mehrzahl der Straßen
abgegrenzt ist, die in einem Gittermuster angeordnet sind, und eine
Schaltung in jedem der rechteckigen Bereiche ausgebildet ist.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Bei
der Herstellung einer Halbleitervorrichtung wird, wie dies gut bekannt
ist, die Oberseite eines Halbleiterwafers, der aus einem Halbleitersubstrat
zusammengesetzt ist, welches aus Silizium geformt sein kann, in
eine Mehrzahl von rechteckigen bzw. rechtwinkeligen Bereichen durch
eine Mehrzahl von Straßen
unterteilt, die in einem Gittermuster angeordnet sind, und eine
Schaltung wird in jedem der rechteckigen Bereiche ausgebildet. Dann
wird der Halbleiterwafer entlang der Straßen unterteilt, um eine Mehrzahl
von Halbleitervorrichtungen auszubilden. In letzter Zeit wurden
zahlreiche bzw. verschiedene Verfahren unter Verwendung eines Laserstrahls
zum Unterteilen des Halbleiterwafers entlang der Straßen vorgeschlagen.
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U.S.-Patent
5,826,772 offenbart ein Unterteilungsverfahren, in welchem ein Laserstrahl
von der Oberseite eines Wafers, wie eines Halbleitersubstrats, aufgebracht
bzw. angewandt wird und auf der Oberseite oder in ihrer Nachbarschaft
des Wafers fokussiert wird, und der Wafer und der Laserstrahl relativ
entlang einer Unterteilungslinie bewegt werden. Durch diese Tätigkeit
wird das Material für
den Wafer entlang der Unterteilungslinie weggeschmolzen, um eine Nut
bzw. Rille entlang der Unterteilungslinie auf der Oberseite bzw.
Fläche
des Halbleitersubstrats auszubilden. Dann wird ein externe Kraft
auf den Wafer aufgebracht, um den Wafer entlang der Nut zu brechen.
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U.S.-Patent
6,211,488 und die japanische Patentanmeldung Offenlegungsnummer 2001-277163
offenbaren jeweils ein Unterteilungsverfahren, welches ein Aufbringen
des Laserstrahls von der Oberseite oder Rückseite eines Wafers, wie eines
Halbleitersubstrats, ein Fokussieren des Laserstrahls auf einen
Zwischenabschnitt in Dickenrichtung des Wafers, ein relatives Bewegen
des Wafers und des Laserstrahls entlang einer Unterteilungslinie, wodurch
eine betroffene Verschlechterungs- bzw. Beeinträchtigungszone (d.h. eine Sprungzone
oder eine Schmelz- oder Wiederverfestigungszone), welche sich entlang
der Unterteilungslinie erstreckt, in dem Zwischenabschnitt in der
Dickenrichtung des Wafers ausgebildet wird, und dann ein Ausüben einer externen
Kraft auf den Wafer umfaßt,
um den Wafer entlang der Verschlechterungszone zu zerbrechen.
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Das
in dem oben erwähnten
U.S.-Patent 5,826,772 geoffenbarte Verfahren kann, wenn es beim
Unterteilen des Halbleiterwafers entlang der Straße angewandt
wird, verursachen, daß das
auf der Oberfläche
der Straße
weggeschmolzene Material (sogenannter Schmutz) sich über die
rechteckigen Bereiche verstreut, wodurch die darauf gebildeten Schaltungen
kontaminiert werden. Insbesondere im Fall, in welchem ein Metallfilm
(sogenannter Deckfilm) oder ein isolierender Film mit niedriger
Dielektrizitätskonstante
(sogenannter Low-k-Film)
zum Testen von Schaltungscharakteristika auf den Straßen ausgebildet
ist, ist es wahrscheinlich, daß das
geschmolzene und entfernte Material die Schaltungen kontaminiert.
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Die
Verfahren, die im U.S.-Patent 6,211,488 und der Japanischen Patentanmeldungs-Offenlegung
2001-277163 geoffenbart sind, haben, wenn sie beim Unterteilen des
Halbleiterwafers entlang der Straße angewandt werden, das folgende
Problem: in der Nachbarschaft der Oberseite und/oder der Rückseite,
wenn dies in der Dickenrichtung des Halbleiterwafers gesehen wird,
gelingt ein Brechen nicht ausreichend präzise entlang der Straße und dies
tendiert dazu, Späne
bzw. Abfälle
an dem rechteckigen Bereich auszubilden, der von dem Wafer abgeteilt
ist. Insbesondere wenn das Halbleitersubstrat aus einem Silizium-Einkristall geformt
ist und seine Oberseite in einer Kristallebene in der <100>-Richtung liegt, ist eine Kristallebene
in der <111>-Richtung, welche hohe Spaltungseigenschaften
besitzen, in Richtungen unter einem Winkel von 56 Grad zu durch
eine (010)-Ebene und eine (001)-Ebene als Schneidebenen definierte
Kristallorientierungen vorhanden. Es gibt hier eine starke Tendenz
zu einer Spanbildung aufgrund eines Brechens, welches in der Richtung bei
dem Winkel von 56 Grad zu den Schneidebenen verläuft.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues und verbessertes
Verfahren zur Verfügung
zu stellen, welches einen Halbleiterwafer ausreichend präzise entlang
einer Straße
durch Verwendung eines Laserstrahls unterteilen kann, während die
Kontamination von Schaltungen, die in rechteckigen Bereichen auf
der Oberseite des Halbleiterwafers ausgebildet sind, vermieden oder
unterdrückt wird
und ohne, daß eine
Spanbildung an den rechteckigen Bereichen auf der Oberseite und
dgl. ausgebildet wird.
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Die
Erfinder haben in die Tiefe gehenden Studien und Experimente durchgeführt, und
zur Überraschung
die folgenden Tatsachen gefunden: ein Laserstrahl wird von außerhalb
von einer einer Rück-
bzw. Unterseite und der Oberseite eines Halbleitersubstrats aufgebracht
bzw. angewandt und wird auf der anderen der Rückseite und der Oberseite des Halbleitersubstrats
oder in seiner Nachbarschaft fokussiert. Indem dies durchgeführt wird,
wird wenigstens eine Zone, die von der anderen der Rückseite und
der Oberseite des Halbleitersubstrats reicht, bis zu einer vorbestimmten
Tiefe teilweise verschlechtert, wodurch das oben erwähnte Hauptziel
erreicht werden kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird als ein Verfahren zum Erreichen des oben beschriebenen
Hauptziels ein Unterteilungsverfahren zum Unterteilen eines Halbleiterwafers
entlang einer Straße zur
Verfügung
gestellt, wobei der Halbleiterwafer aus einem Halbleitersubstrat
besteht, auf dessen Oberseite bzw. Stirnfläche eine Mehrzahl von rechteckigen
bzw. rechtwinkeligen Bereichen durch eine Mehrzahl der Straßen abgegrenzt
ist, die in einem Gittermuster angeordnet sind, und eine Schaltung
in jedem der rechteckigen Bereiche ausgebildet ist, ist,
wobei
das Unterteilungsverfahren umfaßt:
Aufbringen
bzw. Anwenden eines Laserstrahls von außerhalb von einer der Rück- bzw.
Unterseite und der Oberseite des Halbleitersubstrats und Fokussieren
des Laserstrahls auf die andere der Rückseite und der Oberseite des
Halbleiter substrats oder ihrer Nachbarschaft, um teilweise wenigstens
eines Zone zu verschlechtern, die sich von der anderen der Rückseite
und der Oberseite des Halbleitersubstrats zu einer vorbestimmten
Tiefe erstreckt;
relatives Bewegen des Halbleitersubstrats
und des Laserstrahls entlang der Straße; und
Ausüben einer äußeren Kraft
auf das Halbleitersubstrat, um das Halbleitersubstrat entlang der
Straße
zu brechen.
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Wenn
das Halbleitersubstrat aus Silizium gefertigt ist, kann die Verschlechterung
im wesentlichen ein Schmelzen und ein Wiederverfestigen sein. Es
ist vorteilhaft für
das Unterteilungsverfahren, ein Verlagern des Brennpunkts des Laserstrahls
in der Dickenrichtung des Halbleiterwafers zu beinhalten, um die
Dicke der Verschlechterungszone zu erhöhen. Wenn die Dicke des Halbleitersubstrats
mit T angenommen wird, ist es bevorzugt, eine Zone zu verschlechtern,
die von der anderen der Rückseite
und der Oberseite des Halbleitersubstrats bis zu einer Tiefe innerhalb
des Bereichs von 0,20 T bis 0,50 T reicht, und auch eine Zone zu
verschlechtern, die von der einen der Rückseite und der Oberseite des
Halbleitersubstrats bis zu einer Tiefe innerhalb des Bereichs von
0,20 T bis 0,50 T reicht. Es ist auch möglich, die Gesamtheit in der
Dickenrichtung des Halbleitersubstrats zu verschlechtern. Wenn der
Laserstrahl von der Rückseite
des Halbleitersubstrats aufgebracht bzw. angewandt wird, und auf
der Oberseite des Halbleitersubstrats oder in ihrer Nachbarschaft fokussiert
wird ist es bevorzugt, daß ein
Schutzband bzw. Schutzklebeband, welches aus einer Kunststoffolie
gebildet ist, auf die Oberseite des Halbleitersubstrats geklebt
wird und daß die
Rückseite
des Halbleitersubstrats eine Spiegeloberfläche ist, die eine Oberflächenrauheit
Ra, wie dies durch JIS B0601 definiert ist, von 0,05 μm oder weniger
aufweist. Wenn eine laminierte Folie, welche entweder eine Metallfolie
bzw. ein Metallfilm oder ein isolierender Film mit niedriger Dielektrizitätskonstante
ist, in wenigstens dem Straßenbereich
auf der Oberseite des Halbleitersubstrats aufgebracht wird, kann
die laminierte Folie auch wenigstens teilweise durch den Laserstrahl verschlechtert
werden. Vorzugsweise ist der Laserstrahl ein Pulslaserstrahl, der
eine Wellenlänge
von 800 bis 1.500 nm aufweist.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische
Ansicht, die ein typisches Beispiel eines Halbleiterwafers zeigt, der
durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung zu unterteilen ist.
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2 ist eine vergrößerte Teilansicht,
die die Oberseite des Halbleiterwafers in 1 zeigt.
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3 ist eine schematische
Schnittansicht, die die Art eines Aufbringens bzw. Anwendens eines Laserstrahls
auf ein Halbleitersubstrat in einer bevorzugten Ausbildung des Verfahrens
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist eine schematische
Schnittansicht, die die Art von 1 durch
einen Schnitt entlang einer Straße zeigt.
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5 ist eine schematische
Schnittansicht ähnlich
zu 4, die die Art eines
Erzeugens von Verschlechterungszonen (Schmelz/Wiederverfestigungszonen)
zeigt, die in der Dickenrichtung des Halbleiterwafers überlagert
sind.
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6 ist eine schematische
Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Verschlechterungszone
(Schmelz/Wiederverfestigungszone) über bzw. durch die Dicke des
Halbleitersubstrats generiert bzw. erzeugt ist.
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7 ist eine schematische
Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Verschlechterungszone
(Schmelz/Wiederverfestigungszone) auf jeder der Oberseite und der
Rückseite
des Halbleitersubstrat ausgebildet bzw. generiert ist.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausbildungen
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Bevorzugte
Ausbildungen der vorliegenden Erfindung werden nun in größerem Detail
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt ein typisches Beispiel
eines Halbleiterwafers, der durch das Verfahren der vorliegenden
Erfindung zu unterteilen ist. Der Halbleiterwafer, der als Ganzes
mit einem Bezugszeichen 2 bezeichnet ist, besteht aus einem
nahezu scheibenförmigen
Halbleitersubstrat 4, das aus Silizium gefertigt ist. In
dem Halbleitersubstrat 4 ist eine gerade Kante 6,
die allgemein eine Ausrichtungsabflachung genannt ist, ausgebildet.
Auf der Seite bzw. Oberseite 8 des Halbleitersubstrats 4 ist
eine Mehrzahl von rechteckigen bzw. rechtwinkeligen Bereichen 12 durch
eine Mehrzahl von Straßen 10 begrenzt
bzw. markiert, die in einem Gittermuster angeordnet sind. Jede der
Straßen 10 erstreckt
sich parallel zu oder senkrecht zu der geraden Kante 6.
Unter Bezug auf 2 gemeinsam
mit 1 ist eine Schaltung 14 in jedem
der rechteckigen Bereiche 12 ausgebildet (in 1 ist die Schaltung 14 in
einer vereinfachten Weise gezeigt). Metallfolien bzw. -filme 16,
welche für
einen Eigenschafts- bzw. Charakteristikatest der Schaltung 14 verwendet
werden und welche von einer quadratischen oder rechteckigen Form
sein können,
sind in geeigneten Intervallen auf der Straße 10 angeordnet.
Der Metallfilm 16 wird allgemein ein Teg-(Testelementgruppen)-Film
genannt. Ein isolierender Film mit niedriger Dielektrizitätskonstante,
genannt ein Low-k-Film wird häufig
auf der Oberseite 8 des Halbleitersubstrats 4 für den Zweck
beispielsweise eines Verbesserns der Bearbeitungskapazität der Schaltung
verwendet, obwohl eine derartige Folie nicht gezeigt ist.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Teilen
bzw. Unterteilen des oben beschriebenen Halbleiterwafers 2 entlang
der Straße 10 unter
Verwendung eines Laserstrahls. 3 zeigt schematisch
die Art eines Aufbringens bzw. Anwendens eines Laserstrahls 18 auf
das Halbleitersubstrat 4. In der dargestellten bzw. illustrierten
Ausbildung ist das Halbleitersubstrat 4 umgekehrt, d.h.
mit der Oberseite nach unten, angeordnet. D.h. die Oberseite 8,
wo die Schaltungen 14 ausgebildet sind, ist nach unten
schauend gerichtet, während
eine Rück-
bzw. Unterseite 20 nach oben schauend angeordnet ist. In vorteilhafter
Weise ist, wie dies durch die doppelt gepunktete, strichlierte Linie
in 3 gezeigt ist, ein Schutzband
bzw. Schutzklebeband 21, das aus einem geeigneten Kunststoffilm,
wie einem Polyethylenfilm, gebildet ist, auf die Oberseite 8 des
Halbleitersubstrats geklebt, wo die Schaltungen 14 ausgebildet
sind. Der Laserstrahl 18 wird von außerhalb der Rückseite 20 des
Halbleitersubstrats 4, nämlich von oberhalb in 3 aufgebracht. Um, falls
dies möglich ist,
die unregelmäßige Reflexion
des Laserstrahls 18 von der Rückseite 20 des Halbleitersubstrats 4 zu vermeiden,
ist die Rückseite 20 des
Halbleitersubstrats 4 vorzugsweise auf eine Spiegeloberfläche poliert,
die eine Oberflächenrauheit
Ra, wie dies durch JIS B0601 definiert ist, von 0,05 μm oder weniger
aufweist. Es ist für
den Laserstrahl 18 wichtig, daß er fähig ist, durch das Halbleitersubstrat 4 durchzutreten. Insbesondere
ist, wenn das Halbleitersubstrat 4 aus Silizium ausgebildet
ist, der Laserstrahl 18 vorzugsweise ein Pulslaserstrahl,
der eine Wellenlänge
von 800 bis 1.500 nm aufweist, insbesondere ein YV04 Pulslaserstrahl,
der eine Wellenlänge
von 1.064 nm aufweist, oder ein YAG Pulslaserstrahl, der in analoger
Weise eine Wellenlänge
von 1.064 nm aufweist.
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Unter
Bezugnahme auf 4 gemeinsam mit 3 wird der Laserstrahl 18,
der von der Rückseite 20 des
Halbleitersubstrats 4 über
ein geeignetes optisches System (nicht gezeigt) aufgebracht ist, auf
der Oberseite 8 des Halbleitersubstrats 4 oder
ihrer Nachbarschaft beispielsweise auf einer Stelle auf der Oberseite 8 des
Halbleitersubstrats 4 oder auf eine Position innerhalb
des Bereichs von +10 μm
bis –10 μm von der
Oberseite 8 fokussiert, wenn nach innen in der Dickenrichtung
(d.h. nach oben in 3) gemessen
wird. In diesem Fall wird eine Zone, die von der Oberseite 8 bis
zu einer vorbestimmten Tiefe D1 in dem Halbleitersubstrat 4 liegt,
verschlechtert. Wenn das Halbleitersubstrat 4 aus Silizium
gebildet ist, ist die Verschlechterung im wesentlichen ein Schmelzen.
Die Spitzenleistungsdichte des Pulslaserstrahls 18 an seinem
fokussierten bzw. Brennpunkt 22 hängt von dem Material für das Halbleitersubstrat 4 ab,
jedoch ist es allgemein bevorzugt, daß die Spitzenleistungsdichte
1 × 109 W/cm2 ist. Wenn das
Halbleitersubstrat 4 und der Laserstrahl 18 relativ entlang
der Straße 10 bewegt
werden, wird die Zone, die von der Oberseite 8 bis zur
Tiefe D1 des Halbleitersubstrats 4 reicht, stufenweise
bzw. zunehmend in Übereinstimmung
mit der Relativbewegung verschlechtert. Wenn das Halbleitersubstrat 4 aus
Silizium gebildet ist, wird es zunehmend geschmolzen und wieder
verfestigt. Wenn der Metallfilm 16 (oder der Film mit niedriger
Dielektrizitätskonstante)
auf der Straße 10 angeordnet
ist, ist es bevorzugt, die Aufbringung des Laserstrahls 18 so
einzustellen, daß der
Metallfilm 16 (oder der Film niedriger Dielektrizitätskonstante)
auch wenigstens einen Abschnitt in der Dickenrichtung aufweist,
der verschlechtert ist, obwohl dies nicht notwendigerweise erforderlich
ist. Wenn das Halbleitersubstrat 4 und der Laserstrahl 18 relativ über die
gesamte Länge
einer speziellen Straße 10 bewegt
werden, erstreckt sich eine Verschlechterungszone 24 im
wesentlichen kontinuierlich entlang einer derartigen speziellen
Straße 10,
oder eine Mehrzahl von Verschlechterungszonen 24 ist mit
einem gewissen Abstand entlang der entsprechenden Straße 10 vorhanden.
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Gemäß unserer
Erfahrung wird, wenn der Laserstrahl 18 von außerhalb
der Oberseite 8 des Halbleitersubstrats aufgebracht wird
und auf die Oberseite 8 des Halbleitersubstrats 4 oder
in ihrer Nachbarschaft fokussiert wird, das Material für das Halbleitersubstrat 4 von
der Oberseite 8 des Halbleitersubstrats 4 weggeschmolzen.
So tendiert sogenannter Schmutz bzw. Abfall dazu produziert zu werden,
der die Schaltungen 14 kontaminiert, die in den rechteckigen
Bereichen 12 auf der Oberseite 8 des Halbleitersubstrats 4 ausgebildet
sind. Wenn der Laserstrahl 18 von außerhalb bzw. neben der Rückseite 20 des
Halbleitersubstrats 4 aufgebracht wird und auf der Oberseite 8 des
Halbleitersubstrats 4 oder in ihrer Nachbarschaft fokussiert
wird, wird andererseits ein Entfernen des Materials merkbar unterdrückt und
das Auftreten von Schmutz, falls überhaupt, ist bzw. wird gering.
Das Material wird geschmolzen und dann wieder verfestigt. Der Grund
für ein
derartiges Phänomen
ist nicht notwendigerweise klar, doch es wird Folgendes angenommen:
wenn der Laserstrahl 18 von außerhalb der Oberseite 8 des
Halbleitersubstrats 4 aufgebracht wird und auf der Oberseite 8 des Halbleitersubstrats 4 oder
in ihrer Nachbarschaft fokussiert wird, wird die Leistung des Laserstrahls 18 nach
außen
von der Oberseite 8 des Halbleitersubstrats 4 verteilt.
Wenn der Laserstrahl 18 von außerhalb der Rück- bzw.
Unterseite 20 des Halbleitersubstrats 4 aufgebracht
wird und auf der Oberseite 8 des Halbleitersubstrats 4 oder
in ihrer Nachbarschaft fokussiert wird, wird demgegenüber die
Leistung des Laserstrahls 18 nach innen von der Oberseite 8 des Halbleitersubstrats 4 verteilt.
Als ein Ergebnis entwickelt sich die Verschlechterungszone 24 nach
innen von der Oberseite 8. Wenn das Schutzklebeband 21 auf
die Oberseite 8 des Halbleitersubstrats 4 aufgeklebt
bzw. angehaftet ist, wird ein Verteilen bzw. Verstreuen von Schmutz,
falls irgendeiner vorhanden ist, physikalisch auf die Nachbarschaft
des Brennpunkts durch das Schutzklebeband 21 beschränkt.
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In
der oben beschriebenen Weise wird bzw. werden die Verschlechterungszone 24,
die sich kontinuierlich erstreckt, oder die Verschlechterungszonen 24,
die in großen
Anzahlen in geringen Intervallen vorhanden sind, in dem Bereich,
der von der Oberseite 8 bis zur Tiefe D1 des Halbleitersubstrats 4 reicht,
durch bzw. über
die Länge
der speziellen Straße 10 ausgebildet.
In diesem Fall wird die Festigkeit des Materials lokal in der Verschlechterungszone 24 abgesenkt.
So erstreckt sich eine geschwächte Zone
im wesentlichen kontinuierlich oder es können geschwächte Zonen an geringen Intervallen
entlang der speziellen Straße 10 existieren.
In dieser Situation wird eine externe Kraft auf das Halbleitersubstrat 4 aufgebracht
bzw. ausgeübt,
um eine Zugspannung bzw. -beanspruchung beispielsweise in Richtungen zu
erzeugen, die durch Pfeile 26 in 3 angedeutet sind. Indem dies aufgeführt wird,
kann das Halbleitersubstrat 4 entlang der speziellen Straße 10 gebrochen
werden. Jedoch ist es, um das Halbleitersubstrat 4 entlang
der Straße 10 ausreichend
präzise
und ausreichend leicht brechen zu können, wichtig, die Dicke der
Verschlechterungszone 24, d.h. das Ausmaß bzw. die
Abmessung der Verschlechterungszone 24 in der Dickenrichtung
des Halbleitersubstrats 4 relativ groß zu machen. Um die Dicke der
Verschlechterungszone 24 zu erhöhen, ist es zulässig, den
Laserstrahl 18 eine Mehrzahl von Malen aufzubringen bzw.
anzuwenden, während
der Brennpunkt 22 des Laserstrahls 18 verlegt
bzw. verschoben wird. 5 zeigt
die Art eines Erzeugens bzw. Generierens der Verschlechterungszonen 24,
die in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 4 überlagert sind,
indem der Laserstrahl 18 nach rechts relativ zu dem Halbleitersubstrat 4 bewegt
wird, wobei der Brennpunkt 22 des Laserstrahls 18 zu
Beginn an der Oberseite 8 des Halbleitersubstrats 4 oder
in ihrer Nachbarschaft angeordnet ist, wodurch eine Verschlechterungszone 24-1 der
Tiefe D1 entlang der Straße 10 ausgebildet
wird; dann ein Bewegen des Laserstrahls 18 nach links relativ
zu dem Halbleitersubstrat 4, wobei der Brennpunkt 22 des
Laserstrahls 18 nach oben um einen vorbestimmten Abstand
(D1) verlagert ist, wodurch eine Verschlechterungszone 24-2 einer
Tiefe D2 an der Oberseite bzw. der Spitze der Verschlechterungszone 24-1 ausgebildet
wird; und ein Bewegen des Laserstrahls 18 nach rechts relativ
zu dem Halbleitersubstrat 4, wobei der Brennpunkt 22 des
Laserstrahls 18 weiter nach oben um einen vorbestimmten
Abstand (D2) verlagert ist, wodurch eine Verschlechterungszone 24-3 einer
Tiefe D3 an der Oberseite bzw. an der Spitze der Verschlechterungszone 24-2 ausgebildet
wird.
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Unsere
Experimente haben bestätigt,
daß, wenn
das unter Bezug auf 5 erklärte Verfahren wiederholt
durchgeführt
wird, um die Verschlechterungszone 24 durch die Dicke des
Halbleitersubstrats 4 zu erzeugen, wie dies in 6 gezeigt ist, das Halbleitersubstrat 4 entlang
der Straße 10 ausreichend
präzise
und ausreichend leicht gebrochen werden kann. Um die Verschlechterungszone 24 durch
die Dicke des Halbleitersubstrats 4 zu erzeugen, ist es
jedoch notwendig, die Verlagerung des Brennpunkts des Laserstrahls 18 und
die Bewegung des Laserstrahls 18 relativ zu dem Halbleitersubstrat 4 eine
Vielzahl von Malen durchzuführen,
wodurch eine relativ lange Zeit benötigt wird. Unsere Experimente
haben auch bestätigt,
daß, wenn
eine Verschlechterungszone 24-A in einer Zone erzeugt bzw. generiert
wird, die von der Oberseite 8 des Halbleiter substrats 4 zu
einer Tiefe D-A reicht, und eine Verschlechterungszone 24-B in
einer Zone erzeugt wird, die von der Rückseite 20 des Halbleitersubstrats 4 bis
zu einer Tiefe D-B reicht, wie dies in 7 gezeigt ist, das Halbleitersubstrat 4 entlang
der Straße 10 ausreichend
präzise
und ausreichend leicht gebrochen werden kann, ohne das Erfordernis,
daß die Verschlechterungszone 24 durch
die Dicke des Halbleitersubstrats 4 ausgebildet wird. Wenn
die Dicke des Halbleitersubstrats 4 mit T angenommen wird,
ist es bevorzugt, daß die
Tiefe der Verschlechterungszone 24-A 0,20T bis 0,50T ist
und die Tiefe der Verschlechterungszone 24-B in gleicher
Weise 0,20T bis 0,50T ist. Es soll andererseits angenommen werden, daß in Übereinstimmung
mit den Offenbarungen des zuvor erwähnten U.S.-Patents 6,211,488
und der japanischen Patentanmeldung Offenlegungs-Nr. 2001-277163
die Verschlechterungszone nur in dem Zwischenabschnitt in der Dickenrichtung
des Halbleitersubstrats ausgebildet wird; mit anderen Worten, die
Verschlechterungszone ist nicht an die Oberseite und Rückseite
des Halbleitersubstrats freigelegt. In diesem Fall verläuft ein
Brechen nicht ausreichend präzise
entlang der Straße
in der Nachbarschaft der Oberseite und/oder der Rückseite
des Halbleitersubstrats mit dem Ergebnis, daß eine Spanbildung auf der
Oberseite und/oder Rückseite
aufzutreten tendiert, wie dies zuvor ausgeführt wurde.
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In
der oben beschriebenen Ausbildung wird der Laserstrahl 18 von
außerhalb
der Rückseite 20 des
Halbleitersubstrats 4 aufgebracht und auf der Oberseite 8 des
Halbleitersubstrats 4 oder in ihrer Nachbarschaft bzw.
Nähe fokussiert.
Insbesondere wenn die Metallfolie 16, welche den Laserstrahl 18 reflektiert,
nicht auf der Straße 10 ausgebildet
ist, kann der Laserstrahl 18 von außerhalb der Oberseite 8 des
Halbleitersubstrats 4 aufgebracht werden und an der Rückseite
des Halbleitersubstrats 4 oder in ihrer Nachbarschaft fokussiert
werden.
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Als
nächstes
werden Beispiele der vorliegenden Erfindung und ein Vergleichsbeispiel
unten beschrieben.
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Beispiel 1
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Ein
Halbleiterwafer einer in 1 und 2 gezeigten Konfiguration
wurde vorbereitet bzw. hergestellt. Der Durchmesser (gemessen mit
Ausnahme der Stelle der geraden Kante) des Halbleitersubstrats war
8 Zoll (20,34 mm) und seine Dicke war 500 μm. Die Oberflächenrauheit
Ra der Rückseite
des Halbleitersubstrats war 0,05 μm.
In Übereinstimmung
mit der in 5 illustrierten
Art wurde ein Laserstrahl von außerhalb der Rück- bzw.
Unterseite des Halbleitersubstrats aufgebracht, das Halbleitersubstrat
wurde entlang der Straße
bewegt, wobei der Brennpunkt des Laserstrahls zu Beginn an der Oberseite
des Halbleitersubstrats angeordnet war. Dann wurde der Brennpunkt
des Laserstrahls nach oben um 50 μm für jede Bewegung
des Halbleitersubstrats angehoben und das Halbleitersubstrat wurde
entlang der Straße
insgesamt 10 mal bewegt. Auf diese Weise wurde eine geschmolzene,
wiederverfestigte Zone in 10 Schichten ausgebildet, die sequentiell
gestapelt waren. Der verwendete Laserstrahl war wie folgt:
Laser:
YV04 Pluslaser
Wellenlänge:
1064 nm
Punktdurchmesser des Brennpunkts: 1 μm
Pulsbreite:
25 ns
Spitzenleistungsdichte des Brennpunkts: 1,5 × 1010 W/cm2
Pulswiederholungsfrequenz:
100 kHz
Zufuhrgeschwindigkeit des Halbleitersubstrats: 100 mm/s
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Dann
wurden beide Seiten der Straße
auf der Seite bzw. Oberseite des Halbleitersubstrats durch ein Paar
von Trägern
unterstützt,
die 7 mm voneinander beabstandet angeordnet waren, und ein schlankes
bzw. schmales Brechglied, das ein halbkreisförmiges Vorderende mit einem
Radius von 0,03 mm aufweist, wurde von der Rückseite des Halbleitersubstrats
zu einem zentralen Abschnitt der Straße mit einer Geschwindigkeit
bzw. Rate von 1 mm/s abgesenkt, um das Halbleitersubstrat entlang
der Straße
zu brechen. Wenn das gebrochene Halbleitersubstrat beobachtet wurde,
wurde das Halbleitersubstrat entlang der Straße ausreichend präzise gebrochen und
keine Span- bzw. Abfallbildung wurde gefunden. Ein Schmelzen und
Wiederverfestigen nach bzw. bei Aussetzen an den Laserstrahl überdeckte
im wesentlichen die gesamte Dicke des Halbleitersubstrats, wie dies
in 6 gezeigt wurde.
Es wurde auch eine Verschlechterung des Metallfilms beobachtet.
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Beispiel 2
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Die
Dicke des Halbleitersubstrats in dem Halbleiterwafer, der hergestellt
war, war 625 μm
und kein Metallfilm war auf der Straße angeordnet. Das Halbleitersubstrat
wurde entlang der Straße
bewegt, wobei der Brennpunkt des Laserstrahls, der aufgebracht wurde,
zu Beginn an der Oberseite des Halbleitersubstrats angeordnet war.
Dann wurde das Halbleitersubstrat zwei Mal entlang der Straße bewegt,
wobei der Brennpunkt des Laserstrahls um 50 μm für jede Bewegung angehoben wurde.
Auf diese Weise wurde eine geschmolzene, wiederverfestigte Zone
in 3 Schichten ausgebildet, die an der Oberseite des Halbleitersubstrats
gestapelt waren. Dann wurde das Halbleitersubstrat entlang der Straße bewegt,
wobei der Brennpunkt des Laserstrahls um 325 μm angehoben wurde. Dann wurde
das Halbleitersubstrat zwei Mal entlang der Straße bewegt, wobei der Brennpunkt
des Laserstrahls weiter um 50 μm
für jede
Bewegung angehoben wurde. Auf diese Weise wurde eine geschmolzene,
wiederverfestigte Zone in 3 Schichten ausgebildet, die auf der Rückseite
des Halbleitersubstrats gestapelt waren. Mit der Ausnahme dieser
Tatsachen wurde dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt und
das Halbleitersubstrat wurde entlang der Straße gebrochen. Eine Beobachtung
des gebrochenen Halbleitersubstrats zeigte, daß das Halbleitersubstrat entlang
der Straße
ausreichend präzise
gebrochen wurde und daß keine Spanbildung
stattgefunden hat. Ein Schmelzen und Wiederverfestigen nach bzw.
bei Aufbringen des Laserstrahls war, wie in 7 gezeigt. Die Dicke der an der Oberseite
geschmolzenen, wiederverfestigten Zone, die an der Oberseite freigelegt
war, war etwa 150 μm
(etwa 24 % der Gesamtdicke), und die Dicke der an der Rückseite
geschmolzenen, wiederverfestigten Zone, die an der Rückseite
freigelegt war, war ebenso etwa 150 μm (etwa 24 % der Gesamtdicke).
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Vergleichsbeispiel
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Das
Halbleitersubstrat wurde entlang der Straße bewegt, wobei der fokussierte
Spot bzw. Brennpunkt des Laserstrahls, der aufgebracht bzw. angewandt
wurde, zu Beginn an einer Position 100 μm über der Oberseite des Halbeleitersubstrats
angeordnet war. Dann wurde das Halbleitersubstrat 5 Mal entlang
der Straße
bewegt, wobei der Brennpunkt des Laserstrahls für jede Bewegung um 50 μm angehoben
wurde. Auf diese Weise wurden sechs geschmolzene, wiederverfestigte
Schichten als eine laminierte Struktur ausgebildet. Mit der Ausnahme dieser
Tatsachen wurde dasselbe Verfahren wie in Beispiel 2 durchgeführt und
das Halbleitersubstrat wurde entlang der Straße gebrochen. Eine Beobachtung
des gebrochenen Halbleitersubstrats zeigte, daß eine Mehrzahl von Stellen,
wo ein Brechen fortgeschritten ist, während es von der Straße abgewichen
ist, auf der Oberseite und Rückseite
des Halbleitersubstrats vorhanden war. Eine geschmolzene, wiederverfestigte
Zone existierte nur in einem Zwischenabschnitt in der Dickenrichtung
des Halbleitersubstrats, ohne daß sie die Oberseite oder Rückseite des
Halbleitersubstrats erreichte. Die Dicke der geschmolzenen, wiederverfestigten
Zone war etwa 300 μm.