JP2013157452A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of reducing a tact time even when a cutting origin region and a gettering region are formed on a semiconductor substrate.SOLUTION: A method for manufacturing a semiconductor device includes a laser beam irradiation step of forming a cutting origin region 8 for causing a crack 21 in a thickness direction of a semiconductor substrate 2 and a second gettering region 18y for capturing an impurity on the semiconductor substrate 2 by modifying the inside of the semiconductor substrate 2 irradiating the semiconductor substrate 2 with a laser beam L. The laser beam irradiation step further includes the steps of: branching the laser beam L into a branched laser beam L1 for cutting and a branched laser beam L2 for gettering; and condensing the laser beam L1 for cutting on the semiconductor substrate 2 and forming a cutting origin region 8 inside the semiconductor substrate 2 along a scheduled cutting line 5, and at the same time condensing the branched laser beam L2 for gettering on the semiconductor substrate 2 and forming the second gettering region 18y at a position different from the cutting origin region 8 inside the semiconductor substrate 2.

Description

本発明は、半導体デバイスの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
従来、半導体デバイスの製造工程において、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、重金属等の不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成する技術が知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。   Conventionally, in a semiconductor device manufacturing process, a semiconductor substrate is irradiated with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate, thereby forming a gettering region inside the semiconductor substrate for capturing impurities such as heavy metals. Is known (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
特開2009−272440号公報JP 2009-272440 A 特開2003−264194号公報JP 2003-264194 A 特開昭58−44726号公報JP 58-44726 A
ここで、上述したような半導体デバイスの製造方法では、半導体基板を切断するために、半導体基板にレーザ光を照射し、半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域を切断予定ラインに沿って半導体基板の内部に形成する場合がある。この場合、例えばランニングコストを低減等させるべく、タクトタイムのさらなる短縮化が望まれている。   Here, in the semiconductor device manufacturing method as described above, in order to cut the semiconductor substrate, the semiconductor substrate is irradiated with laser light, and the cutting start region for generating a crack in the thickness direction of the semiconductor substrate is scheduled to be cut. In some cases, it is formed inside the semiconductor substrate along the line. In this case, for example, a further reduction in tact time is desired in order to reduce running costs.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、切断起点領域及びゲッタリング領域を半導体基板に形成する場合において、タクトタイムの短縮化が可能な半導体デバイスの製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a method for manufacturing a semiconductor device capable of shortening tact time when a cutting starting region and a gettering region are formed on a semiconductor substrate. Is an issue.
上記課題を解決するために、本発明に係る半導体デバイスの製造方法は、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域と、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域と、を半導体基板に形成するレーザ光照射工程を備え、レーザ光照射工程は、レーザ光を切断用分岐レーザ光及びゲッタリング用分岐レーザ光に分岐させる工程と、切断用分岐レーザ光を半導体基板に集光させ、半導体基板の内部に切断起点領域を切断予定ラインに沿って形成すると同時に、ゲッタリング用分岐レーザ光を半導体基板に集光させ、半導体基板の内部において切断起点領域とは異なる位置にゲッタリング領域を形成する工程と、を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a semiconductor device manufacturing method according to the present invention generates cracks in the thickness direction of a semiconductor substrate by irradiating the semiconductor substrate with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate. And a gettering region for capturing impurities on a semiconductor substrate. The laser light irradiation step includes a laser beam for cutting and a gettering branch laser beam. The step of branching into the laser beam and the branching laser beam for cutting are condensed on the semiconductor substrate, and the cutting starting region is formed along the planned cutting line inside the semiconductor substrate, and at the same time, the branching laser beam for gettering is applied to the semiconductor substrate. And a step of forming a gettering region at a position different from the cutting start region inside the semiconductor substrate.
この半導体デバイスの製造方法では、切断起点領域を切断予定ラインに沿って形成すると同時に、切断起点領域とは異なる位置にゲッタリング領域を形成することができる。よって、切断起点領域及びゲッタリング領域を半導体基板に形成する場合において、タクトタイムの短縮化が可能となる。   In this method of manufacturing a semiconductor device, a gettering region can be formed at a position different from the cutting start region while simultaneously forming the cutting start region along the planned cutting line. Therefore, the tact time can be shortened when the cutting starting region and the gettering region are formed on the semiconductor substrate.
また、半導体基板の表面上に複数の機能素子を形成する機能素子形成工程と、機能素子形成工程の前に、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、ゲッタリング領域とは別の他のゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成する機能素子形成前工程と、を備えたことが好ましい。この場合、半導体基板に機能素子を形成する際、他のゲッタリング領域によってゲッタリング効果(すなわち不純物を捕獲する効果)を十分に発揮することができる。   In addition, a functional element forming step for forming a plurality of functional elements on the surface of the semiconductor substrate, and before the functional element forming step, the semiconductor substrate is irradiated with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate, thereby obtaining a getter. It is preferable to include a functional element pre-formation step of forming another gettering region different from the ring region inside the semiconductor substrate. In this case, when the functional element is formed on the semiconductor substrate, the gettering effect (that is, the effect of trapping impurities) can be sufficiently exhibited by the other gettering regions.
また、機能素子形成工程の後、他のゲッタリング領域が残存しないように半導体基板を研磨して薄化させる研磨工程を備えたことが好ましい。この場合、薄化された半導体基板において、他のゲッタリング領域の存在に起因する悪影響(強度低下等)を抑制することができる。   In addition, it is preferable to provide a polishing step for polishing and thinning the semiconductor substrate after the functional element forming step so that other gettering regions do not remain. In this case, in the thinned semiconductor substrate, it is possible to suppress adverse effects (such as strength reduction) due to the presence of other gettering regions.
また、研磨工程は、レーザ光照射工程の後に実施され、研磨工程では、発生させた亀裂の少なくとも一部が半導体基板に残存し且つ切断起点領域が半導体基板に残存しないように、半導体基板を研磨して薄化させる場合がある。或いは、研磨工程は、レーザ光照射工程の前に実施される場合がある。   The polishing step is performed after the laser beam irradiation step. In the polishing step, the semiconductor substrate is polished so that at least a part of the generated crack remains in the semiconductor substrate and the cutting start region does not remain in the semiconductor substrate. And may be thinned. Alternatively, the polishing process may be performed before the laser beam irradiation process.
本発明によれば、切断起点領域及びゲッタリング領域を半導体基板に形成する場合において、タクトタイムの短縮化が可能となる。   According to the present invention, the tact time can be shortened when the cutting start region and the gettering region are formed on the semiconductor substrate.
改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the laser processing apparatus used for formation of a modification area | region. 切断起点領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。It is a top view of the process target object used as the object of formation of a cutting | disconnection start area | region. 図2の加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the III-III line of the workpiece of FIG. レーザ加工後の加工対象物の平面図である。It is a top view of the processing target after laser processing. 図4の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the VV line of the workpiece of FIG. 図4の加工対象物のVI−VI線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the VI-VI line of the processing target object of FIG. ゲッタリング領域の形成が実施されている半導体基板の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor substrate in which formation of a gettering area | region is implemented. ゲッタリング領域が形成された半導体基板及び半導体デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor substrate in which the gettering area | region was formed, and a semiconductor device. ゲッタリング領域が形成された半導体基板及び半導体デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor substrate in which the gettering area | region was formed, and a semiconductor device. ゲッタリング領域の形成態様を示す平面図である。It is a top view which shows the formation aspect of a gettering area | region. 第1実施形態を実施するレーザ加工装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the laser processing apparatus which implements 1st Embodiment. 反射型空間光変調器の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of a reflection type spatial light modulator. レーザ光の多点集光を説明するための図である。It is a figure for demonstrating multipoint condensing of a laser beam. 第1実施形態に係る半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図である。It is a top view of the semiconductor substrate with which the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment is implemented. (a)は第1実施形態に係る半導体デバイスの製造方法を示すフロー図、(b)は図15(a)の続きを示すフロー図である。(A) is a flowchart which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment, (b) is a flowchart which shows the continuation of Fig.15 (a). (a)は図15(b)の続きを示すフロー図、(b)は図16(a)の続きを示すフロー図である。(A) is a flowchart showing the continuation of FIG. 15 (b), and (b) is a flowchart showing the continuation of FIG. 16 (a). 図16(b)の続きを示すフロー図である。FIG. 17 is a flowchart showing a continuation of FIG. (a)は第2実施形態に係る半導体デバイスの製造方法を示すフロー図、(b)は図18(a)の続きを示すフロー図である。(A) is a flowchart which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment, (b) is a flowchart which shows the continuation of Fig.18 (a). 他の実施形態の半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図である。It is a top view of the semiconductor substrate with which the manufacturing method of the semiconductor device of other embodiment is implemented. 他の実施形態の半導体デバイスの製造方法が実施されている半導体基板の平面図である。It is a top view of the semiconductor substrate with which the manufacturing method of the semiconductor device of other embodiment is implemented.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
本実施形態の半導体デバイスの製造方法では、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、切断予定ラインに沿って、半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域(すなわち、切断起点領域として機能する改質領域)を半導体基板の内部に形成する場合がある。そこで、半導体基板に限定せずに、板状の加工対象物に対する切断起点領域の形成について、図1〜図6を参照して説明する。   In the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment, the semiconductor substrate is irradiated with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate, thereby generating a crack in the thickness direction of the semiconductor substrate along the planned cutting line. In some cases, a cutting starting region (that is, a modified region functioning as a cutting starting region) is formed inside the semiconductor substrate. Therefore, the formation of the cutting start region for a plate-like workpiece is not limited to a semiconductor substrate, and will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、レーザ加工装置100は、レーザ光Lをパルス発振するレーザ光源101と、レーザ光Lの光軸(光路)の向きを90°変えるように配置されたダイクロイックミラー103と、レーザ光Lを集光するための集光用レンズ105と、を備えている。また、レーザ加工装置100は、集光用レンズ105で集光されたレーザ光Lが照射される加工対象物1を支持するための支持台107と、支持台107を移動させるためのステージ111と、レーザ光Lの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源101を制御するレーザ光源制御部102と、ステージ111の駆動を制御するステージ制御部115と、を備えている。   As shown in FIG. 1, a laser processing apparatus 100 includes a laser light source 101 that oscillates a laser beam L, a dichroic mirror 103 that is arranged so as to change the direction of the optical axis (optical path) of the laser beam L, and A condensing lens 105 for condensing the laser light L. Further, the laser processing apparatus 100 includes a support base 107 for supporting the workpiece 1 irradiated with the laser light L condensed by the condensing lens 105, and a stage 111 for moving the support base 107. And a laser light source control unit 102 for controlling the laser light source 101 in order to adjust the output, pulse width, etc. of the laser light L, and a stage control unit 115 for controlling the drive of the stage 111.
このレーザ加工装置100においては、レーザ光源101から出射されたレーザ光Lは、ダイクロイックミラー103によってその光軸の向きを90°変えられ、支持台107上に載置された加工対象物1の内部に集光用レンズ105によって集光される。これと共に、ステージ111が移動させられ、加工対象物1がレーザ光Lに対して切断予定ライン5に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン5に沿った改質領域が加工対象物1に形成されることとなる。   In this laser processing apparatus 100, the laser light L emitted from the laser light source 101 has its optical axis changed by 90 ° by the dichroic mirror 103, and the inside of the processing object 1 placed on the support base 107. The light is condensed by the condensing lens 105. At the same time, the stage 111 is moved, and the workpiece 1 is moved relative to the laser beam L along the planned cutting line 5. As a result, a modified region along the planned cutting line 5 is formed on the workpiece 1.
加工対象物1としては、種々の材料(例えば、ガラス、半導体材料、圧電材料等)からなる板状の部材(例えば、基板、ウェハ等)が用いられる。図2に示すように、加工対象物1には、加工対象物1を切断するための切断予定ライン5が設定されている。切断予定ライン5は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物1の内部に改質領域を形成する場合、図3に示すように、加工対象物1の内部に集光点Pを合わせた状態で、レーザ光Lを切断予定ライン5に沿って(すなわち、図2の矢印A方向に)相対的に移動させる。これにより、図4〜図6に示すように、切断起点領域8として機能する改質領域7を切断予定ライン5に沿って加工対象物1の内部に形成する。   As the workpiece 1, plate-like members (for example, substrates, wafers, etc.) made of various materials (for example, glass, semiconductor material, piezoelectric material, etc.) are used. As shown in FIG. 2, a scheduled cutting line 5 for cutting the workpiece 1 is set in the workpiece 1. The planned cutting line 5 is a virtual line extending linearly. When forming a modified region inside the workpiece 1, as shown in FIG. 3, the laser beam L is projected along the planned cutting line 5 in a state where the focused point P is aligned with the inside of the workpiece 1. It moves relatively (that is, in the direction of arrow A in FIG. 2). As a result, as shown in FIGS. 4 to 6, the modified region 7 that functions as the cutting start region 8 is formed inside the workpiece 1 along the planned cutting line 5.
なお、集光点Pとは、レーザ光Lが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン5は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物1の表面3に実際に引かれた線であってもよい。また、改質領域7は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域7は列状でも点状でもよく、要は、改質領域7は少なくとも加工対象物1の内部に形成されていればよい。また、改質領域7を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域7は、加工対象物1の外表面(表面、裏面、若しくは外周面)に露出していてもよい。   In addition, the condensing point P is a location where the laser light L is condensed. Further, the planned cutting line 5 is not limited to a straight line, but may be a curved line, or may be a line actually drawn on the surface 3 of the workpiece 1 without being limited to a virtual line. In addition, the modified region 7 may be formed continuously or intermittently. Further, the modified region 7 may be in the form of a line or a dot. In short, the modified region 7 only needs to be formed at least inside the workpiece 1. In addition, a crack may be formed starting from the modified region 7, and the crack and modified region 7 may be exposed on the outer surface (front surface, back surface, or outer peripheral surface) of the workpiece 1.
ちなみに、ここでのレーザ光Lは、加工対象物1を透過すると共に加工対象物1の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物1に改質領域7が形成される(すなわち、内部吸収型レーザ加工)。よって、加工対象物1の表面3ではレーザ光Lが殆ど吸収されないので、加工対象物1の表面3が溶融することはない。一般的に、表面3から溶融され除去されて穴や溝等の除去部が形成される(表面吸収型レーザ加工)場合、加工領域は表面3側から徐々に裏面側に進行する。   Incidentally, the laser light L here passes through the workpiece 1 and is particularly absorbed near the condensing point inside the workpiece 1, thereby forming the modified region 7 in the workpiece 1. (Ie, internal absorption laser processing). Therefore, since the laser beam L is hardly absorbed by the surface 3 of the workpiece 1, the surface 3 of the workpiece 1 is not melted. In general, when a removed portion such as a hole or a groove is formed by being melted and removed from the front surface 3 (surface absorption laser processing), the processing region gradually proceeds from the front surface 3 side to the back surface side.
ところで、改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域(一旦溶融後再固化した領域、溶融状態中の領域及び溶融から再固化する状態中の領域のうち少なくともいずれか一つを意味する)、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある(これらをまとめて高密転移領域ともいう)。   By the way, the modified region refers to a region in which density, refractive index, mechanical strength, and other physical characteristics are different from the surroundings. Examples of the reforming region include a melting treatment region (meaning at least one of a region once solidified after melting, a region in a molten state, and a region in a state of being resolidified from melting), a crack region, There are dielectric breakdown regions, refractive index change regions, and the like, and there are also regions where these are mixed. Furthermore, as the modified region, there are a region in which the density of the modified region in the material to be processed is changed as compared with the density of the non-modified region, and a region in which lattice defects are formed (collectively these are high-density regions). Also known as the metastatic region).
また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との界面に亀裂(割れ、マイクロクラック等)を内包している場合がある。内包される亀裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物1としては、例えば、シリコン、ガラス、LiTaO又はサファイア(Al)からなる基板やウェハ、又はそのような基板やウェハを含むものが挙げられる。 In addition, the area where the density of the melt treatment area, the refractive index change area, the modified area has changed compared to the density of the non-modified area, and the area where lattice defects are formed are further included in these areas and the modified areas. In some cases, cracks (cracks, microcracks, etc.) are included in the interface between the non-modified region and the non-modified region. The included crack may be formed over the entire surface of the modified region, or may be formed in only a part or a plurality of parts. Examples of the processing object 1 include a substrate or wafer made of silicon, glass, LiTaO 3 or sapphire (Al 2 O 3 ), or a material including such a substrate or wafer.
また、改質領域7は、切断予定ライン5に沿って改質スポット(加工痕)が複数形成されたものである。改質スポットとは、パルスレーザ光の1パルスのショット(つまり1パルスのレーザ照射:レーザショット)で形成される改質部分であり、改質スポットが集まることにより改質領域7となる。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも1つが混在するもの等が挙げられる。この改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することが好ましい。   The modified region 7 is a region in which a plurality of modified spots (processing marks) are formed along the planned cutting line 5. The modified spot is a modified portion formed by one pulse shot of pulsed laser light (that is, one pulse of laser irradiation: laser shot). Examples of the modified spot include a crack spot, a melting treatment spot, a refractive index change spot, or a mixture of at least one of these. Considering the required cutting accuracy, required flatness of the cut surface, thickness of the workpiece, type, crystal orientation, etc., the size of the modified spot and the length of the crack to be generated are appropriately determined. It is preferable to control.
また、本実施形態の半導体デバイスの製造方法では、半導体基板にレーザ光を照射して半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域(すなわち、ゲッタリング領域として機能する改質領域)を半導体基板の内部に形成する。そこで、半導体基板に対するゲッタリング領域の形成について、図7〜図10を参照して説明する。   In the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment, the semiconductor substrate is irradiated with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate, thereby obtaining a gettering region (that is, functioning as a gettering region). A modified region to be formed) is formed inside the semiconductor substrate. Therefore, formation of the gettering region for the semiconductor substrate will be described with reference to FIGS.
図7に示すように、シリコンウェハ等の半導体基板2を準備する。半導体基板2は、複数の機能素子25を形成するための表面2aと、表面2aと反対側の裏面2bと、を有している。なお、機能素子25とは、フォトダイオード等の受光素子やレーザダイオード等の発光素子、或いは回路として形成された回路素子等を意味する。   As shown in FIG. 7, a semiconductor substrate 2 such as a silicon wafer is prepared. The semiconductor substrate 2 has a front surface 2a for forming a plurality of functional elements 25 and a back surface 2b opposite to the front surface 2a. The functional element 25 means a light receiving element such as a photodiode, a light emitting element such as a laser diode, or a circuit element formed as a circuit.
続いて、半導体基板2の表面2aをレーザ光入射面として半導体基板2の内部に集光点Pを合わせてレーザ光Lを照射することにより、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を半導体基板2の内部に形成する。より詳細には、半導体基板2の厚さ方向において、それぞれの機能素子25の形成領域15a(半導体基板2の表面2aにおいてそれぞれの機能素子25が形成される領域)に対向するように、半導体基板2の内部にゲッタリング領域18を形成する。なお、ゲッタリング領域18の形成に際しては、半導体基板2の裏面2bをレーザ光入射面としてもよい。また、ゲッタリング領域18は、少なくともそれぞれの形成領域25aに対向していれば、連続的に形成されてもよいし、断続的に形成されてもよい。   Subsequently, the surface 2a of the semiconductor substrate 2 is used as the laser beam incident surface, and the semiconductor substrate 2 is irradiated with the laser beam L with the focusing point P aligned with the interior of the semiconductor substrate 2, thereby forming the modified region 17 functioning as the gettering region 18 in the semiconductor. It is formed inside the substrate 2. More specifically, in the thickness direction of the semiconductor substrate 2, the semiconductor substrate is opposed to the formation region 15 a of each functional element 25 (region in which each functional element 25 is formed on the surface 2 a of the semiconductor substrate 2). A gettering region 18 is formed inside 2. In forming the gettering region 18, the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 may be a laser light incident surface. Further, the gettering region 18 may be formed continuously or intermittently as long as it faces at least the respective formation regions 25a.
続いて、半導体基板2の表面2aに複数の機能素子25を形成し、その後に、機能素子25ごとに半導体基板2を切断して、複数の半導体デバイスを得る。なお、ゲッタリング領域18の形成は、機能素子25の形成の後に行ってもよいし、機能素子25の形成の前及び後の両方に行ってもよい。   Subsequently, a plurality of functional elements 25 are formed on the surface 2a of the semiconductor substrate 2, and then the semiconductor substrate 2 is cut for each functional element 25 to obtain a plurality of semiconductor devices. The gettering region 18 may be formed after the functional element 25 is formed, or may be formed both before and after the functional element 25 is formed.
以上のように形成されたゲッタリング領域18は、半導体基板2の内部において、重金属等の不純物を集めて捕獲するゲッタリング効果を発揮する。これにより、重金属等の不純物によって機能素子25に悪影響が及ぶのを抑制することができる。ここで、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域であり、例えば溶融処理領域である。   The gettering region 18 formed as described above exhibits a gettering effect for collecting and capturing impurities such as heavy metals inside the semiconductor substrate 2. Thereby, it is possible to suppress an adverse effect on the functional element 25 due to impurities such as heavy metals. Here, the modified region 17 functioning as the gettering region 18 is a region in which density, refractive index, mechanical strength, and other physical characteristics are different from the surroundings, and is, for example, a melt processing region.
なお、半導体基板2を所定の厚さに薄化する必要がある場合には、機能素子25の形成の後、半導体基板2の切断の前に、半導体基板2が所定の厚さとなるように半導体基板2の裏面2bを研磨する。このとき、図8の(a)に示すように、研磨終了予定面16に対して半導体基板2の表面2a側にゲッタリング領域18を形成すれば、図8の(b)に示すように、半導体デバイス20にゲッタリング領域18が残存する。一方、図9の(a)に示すように、研磨終了予定面16に対して半導体基板2の裏面2b側にゲッタリング領域18を形成すれば、図9の(b)に示すように、半導体デバイス20にゲッタリング領域18が残存しない。ここで、研磨とは、機械研磨(切削、研削、ドライポリッシュ等)、化学研磨(ケミカルエッチング等)、化学機械研磨(CMP)等の一つ或いは複数の組合せからなる薄化処理である。   When it is necessary to reduce the thickness of the semiconductor substrate 2 to a predetermined thickness, the semiconductor substrate 2 has a predetermined thickness after the functional element 25 is formed and before the semiconductor substrate 2 is cut. The back surface 2b of the substrate 2 is polished. At this time, as shown in FIG. 8A, if the gettering region 18 is formed on the surface 2a side of the semiconductor substrate 2 with respect to the polishing end planned surface 16, as shown in FIG. The gettering region 18 remains in the semiconductor device 20. On the other hand, as shown in FIG. 9A, if the gettering region 18 is formed on the back surface 2b side of the semiconductor substrate 2 with respect to the polishing end planned surface 16, the semiconductor as shown in FIG. The gettering region 18 does not remain in the device 20. Here, the polishing is a thinning process comprising one or a combination of mechanical polishing (cutting, grinding, dry polishing, etc.), chemical polishing (chemical etching, etc.), chemical mechanical polishing (CMP), and the like.
ところで、ゲッタリング領域18の形成に際しては、上述したレーザ加工装置100を用いることができる。ただし、切断起点領域8として機能する改質領域7は、半導体基板2の厚さ方向に亀裂を発生させ易いものであることを要するのに対し、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17は、そのような亀裂を発生させ難いものであることを要する。そこで、切断起点領域8として機能する改質領域7を形成する場合と、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を形成する場合とでは、レーザ光Lの照射条件を異ならせる必要がある。   Incidentally, when the gettering region 18 is formed, the above-described laser processing apparatus 100 can be used. However, the modified region 7 that functions as the cutting start region 8 needs to be easily cracked in the thickness direction of the semiconductor substrate 2, whereas the modified region 17 that functions as the gettering region 18 It is necessary that such cracks are difficult to occur. Therefore, it is necessary to make the irradiation condition of the laser beam L different between the case where the modified region 7 functioning as the cutting start region 8 is formed and the case where the modified region 17 functioning as the gettering region 18 is formed.
例えば、切断起点領域8として機能する改質領域7を形成する場合におけるレーザ光Lの出力は10〜40μJ程度であるのに対し、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を形成する場合におけるレーザ光Lの出力は0.2〜3.0μJ程度である。これにより、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17では、半導体基板2の厚さ方向における改質スポットの幅が1〜10μm(より好ましくは4〜6μm)となる。このような幅を有する改質スポットからなる改質領域17は、半導体基板2の厚さ方向に亀裂を発生させ難く、且つゲッタリング効果を十分に発揮するものとなる。以上により、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を形成する場合におけるレーザ光Lの出力は、切断起点領域8として機能する改質領域7を形成する場合におけるレーザ光Lの出力よりも低いことが好ましい。   For example, when the modified region 7 that functions as the cutting start region 8 is formed, the output of the laser light L is about 10 to 40 μJ, whereas when the modified region 17 that functions as the gettering region 18 is formed. The output of the laser beam L is about 0.2 to 3.0 μJ. As a result, in the modified region 17 that functions as the gettering region 18, the width of the modified spot in the thickness direction of the semiconductor substrate 2 is 1 to 10 μm (more preferably 4 to 6 μm). The modified region 17 composed of the modified spot having such a width hardly causes a crack in the thickness direction of the semiconductor substrate 2 and sufficiently exhibits the gettering effect. As described above, the output of the laser beam L when forming the modified region 17 that functions as the gettering region 18 is lower than the output of the laser beam L when forming the modified region 7 that functions as the cutting start region 8. It is preferable.
また、例えば、切断起点領域8として機能する改質領域7を形成する場合における改質スポット距離(最も近い改質スポットの間の距離)は3.75〜7.5μm程度であるのに対し、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を形成する場合における改質スポット距離は5〜20μm程度である。このような改質スポット距離を有する改質スポットからなる改質領域17は、最も近い改質スポットの間に渡って亀裂を伸展させ難く、且つゲッタリング効果を十分に発揮するものとなる。以上により、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を形成する場合における改質スポット距離は、切断起点領域8として機能する改質領域7を形成する場合における改質スポット距離よりも長いことが好ましい。   Further, for example, in the case of forming the modified region 7 that functions as the cutting starting region 8, the modified spot distance (distance between the nearest modified spots) is about 3.75 to 7.5 μm, In the case where the modified region 17 that functions as the gettering region 18 is formed, the modified spot distance is about 5 to 20 μm. The modified region 17 composed of the modified spots having such modified spot distances makes it difficult to extend cracks between the nearest modified spots and sufficiently exhibits the gettering effect. As described above, the modified spot distance when the modified region 17 that functions as the gettering region 18 is formed is longer than the modified spot distance when the modified region 7 that functions as the cutting start region 8 is formed. preferable.
なお、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17を形成する場合における改質スポット距離の調整は、次のように行うことができる。例えば、図10の(a)に示すように、レーザ光Lの移動方向(半導体基板2に対してレーザ光Lの集光点Pを相対的に移動させる方向)に沿って複数の改質スポット17aを一列に並ばせる場合には、亀裂を伸展させ難く且つゲッタリング効果を十分に発揮し得る改質スポット距離dとなるように、レーザ光Lのパルスピッチ(レーザ光Lの相対的な移動速度/レーザ光Lの繰り返し周波数)を設定すればよい。   It should be noted that the adjustment of the modified spot distance when the modified region 17 functioning as the gettering region 18 is formed can be performed as follows. For example, as shown in FIG. 10A, a plurality of modified spots along the moving direction of the laser light L (the direction in which the condensing point P of the laser light L is moved relative to the semiconductor substrate 2). When the 17a is arranged in a line, the pulse pitch of the laser beam L (relative movement of the laser beam L) is set so that the modified spot distance d is difficult to extend the crack and can sufficiently exhibit the gettering effect. Speed / Repetition frequency of laser beam L) may be set.
また、図10の(b)に示すように、レーザ光Lの移動方向に交差する方向に沿って一つのレーザ光Lを分岐して複数箇所で集光させ、各箇所で改質スポット17aを形成する場合には、上述した改質スポット距離dとなるように、一つのレーザ光Lを分岐して複数箇所で集光させればよい。また、図10の(c)に示すように、レーザ光Lの移動方向に沿って複数の改質スポット17aを複数列に並ばせる場合には、上述した改質スポット距離dとなるように、隣り合う列に渡る改質スポット17aの間の距離を設定すればよい。これらの場合には、レーザ光Lの移動方向においては、隣り合う改質スポット17aの間の距離を長くすることができるので、当該方向に沿って亀裂を伸展させ難くすることができる。   Further, as shown in FIG. 10B, one laser beam L is branched along the direction intersecting the moving direction of the laser beam L and condensed at a plurality of locations, and the modified spot 17a is formed at each location. In the case of forming, one laser beam L may be branched and condensed at a plurality of locations so as to have the above-described modified spot distance d. Further, as shown in FIG. 10C, when the plurality of modified spots 17a are arranged in a plurality of rows along the moving direction of the laser light L, the modified spot distance d is set as described above. What is necessary is just to set the distance between the modification | reformation spots 17a over an adjacent row | line | column. In these cases, in the moving direction of the laser light L, the distance between the adjacent modified spots 17a can be increased, so that it is difficult to extend the crack along the direction.
次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described in detail.
[第1実施形態]
まず、第1実施形態について説明する。図11は、本発明の第1実施形態に係るレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置を示す概略構成図である。図11に示すように、レーザ加工装置300は、レーザ光源202、反射型空間光変調器203、4f光学系241及び集光光学系204を筐体231内に備えている。レーザ光源202は、レーザ光Lを出射するものであり、例えばファイバレーザが用いられている。ここでのレーザ光源202は、水平方向にレーザ光Lを出射するように、筐体231の天板236にねじ等で固定されている。
[First Embodiment]
First, the first embodiment will be described. FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating a laser processing apparatus that performs the laser processing method according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the laser processing apparatus 300 includes a laser light source 202, a reflective spatial light modulator 203, a 4f optical system 241 and a condensing optical system 204 in a housing 231. The laser light source 202 emits laser light L, and for example, a fiber laser is used. The laser light source 202 here is fixed to the top plate 236 of the housing 231 with screws or the like so as to emit the laser light L in the horizontal direction.
反射型空間光変調器203は、レーザ光源202から出射されたレーザ光Lを変調するものであり、例えば反射型液晶(LCOS:Liquid Crystal on Silicon)の空間光変調器(SLM:Spatial Light Modulator)が用いられている。ここでの反射型空間光変調器203は、水平方向から入射するレーザ光Lを、水平方向に対し斜め上方に反射すると共に、半導体基板2において互いに離れた複数位置に集光するよう変調する。   The reflective spatial light modulator 203 modulates the laser light L emitted from the laser light source 202. For example, a reflective liquid crystal (LCOS) spatial light modulator (SLM: Spatial Light Modulator) is used. Is used. Here, the reflective spatial light modulator 203 modulates the laser light L incident from the horizontal direction so as to be reflected obliquely upward with respect to the horizontal direction and to be condensed at a plurality of positions separated from each other in the semiconductor substrate 2.
図12は、図11のレーザ加工装置の反射型空間光変調器の部分断面図である。図12に示すように、反射型空間光変調器203は、シリコン基板213、駆動回路層914、複数の画素電極214、誘電体多層膜ミラー等の反射膜215、配向膜999a、液晶層216、配向膜999b、透明導電膜217、及びガラス基板等の透明基板218を備え、これらがこの順に積層されている。   12 is a partial cross-sectional view of the reflective spatial light modulator of the laser processing apparatus of FIG. As shown in FIG. 12, the reflective spatial light modulator 203 includes a silicon substrate 213, a drive circuit layer 914, a plurality of pixel electrodes 214, a reflective film 215 such as a dielectric multilayer mirror, an alignment film 999a, a liquid crystal layer 216, An alignment film 999b, a transparent conductive film 217, and a transparent substrate 218 such as a glass substrate are provided, and these are stacked in this order.
透明基板218は、XY平面に沿った表面218aを有しており、該表面218aは反射型空間光変調器203の表面を構成する。透明基板218は、例えばガラス等の光透過性材料を主に含んでおり、反射型空間光変調器203の表面218aから入射した所定波長のレーザ光Lを、反射型空間光変調器203の内部へ透過する。透明導電膜217は、透明基板218の裏面218a上に形成されており、レーザ光Lを透過する導電性材料(例えばITO)を主に含んで構成されている。   The transparent substrate 218 has a surface 218 a along the XY plane, and the surface 218 a constitutes the surface of the reflective spatial light modulator 203. The transparent substrate 218 mainly contains a light transmissive material such as glass, for example, and the laser light L having a predetermined wavelength incident from the surface 218 a of the reflective spatial light modulator 203 is converted into the interior of the reflective spatial light modulator 203. To penetrate. The transparent conductive film 217 is formed on the back surface 218a of the transparent substrate 218, and mainly includes a conductive material (for example, ITO) that transmits the laser light L.
複数の画素電極214は、複数の画素の配列に従って二次元状に配列されており、透明導電膜217に沿ってシリコン基板213上に配列されている。各画素電極214は、例えばアルミニウム等の金属材料からなり、これらの表面214aは、平坦且つ滑らかに加工されている。複数の画素電極214は、駆動回路層914に設けられたアクティブ・マトリクス回路によって駆動される。   The plurality of pixel electrodes 214 are two-dimensionally arranged according to the arrangement of the plurality of pixels, and are arranged on the silicon substrate 213 along the transparent conductive film 217. Each pixel electrode 214 is made of a metal material such as aluminum, for example, and the surface 214a is processed flat and smoothly. The plurality of pixel electrodes 214 are driven by an active matrix circuit provided in the drive circuit layer 914.
アクティブ・マトリクス回路は、複数の画素電極214とシリコン基板213との間に設けられ、反射型空間光変調器203から出力しようとする光像に応じて各画素電極214への印加電圧を制御する。このようなアクティブ・マトリクス回路は、例えば図示しないX軸方向に並んだ各画素列の印加電圧を制御する第1のドライバ回路と、Y軸方向に並んだ各画素列の印加電圧を制御する第2のドライバ回路とを有しており、制御部250によって双方のドライバ回路で指定された画素の画素電極214に所定電圧が印加されるよう構成されている。   The active matrix circuit is provided between the plurality of pixel electrodes 214 and the silicon substrate 213, and controls the voltage applied to each pixel electrode 214 in accordance with the optical image to be output from the reflective spatial light modulator 203. . Such an active matrix circuit includes, for example, a first driver circuit that controls the applied voltage of each pixel column arranged in the X-axis direction (not shown) and a first driver circuit that controls the applied voltage of each pixel column arranged in the Y-axis direction. And a predetermined voltage is applied to the pixel electrode 214 of the pixel designated by both of the driver circuits by the control unit 250.
なお、配向膜999a,999bは、液晶層216の両端面に配置されており、液晶分子群を一定方向に配列させる。配向膜999a,999bは、例えばポリイミドといった高分子材料からなり、液晶層216との接触面にラビング処理等が施されたものが適用される。   Note that the alignment films 999a and 999b are disposed on both end surfaces of the liquid crystal layer 216, and align liquid crystal molecule groups in a certain direction. The alignment films 999a and 999b are made of, for example, a polymer material such as polyimide, and the contact surface with the liquid crystal layer 216 is subjected to a rubbing process or the like.
液晶層216は、複数の画素電極214と透明導電膜217との間に配置されており、各画素電極214と透明導電膜217とにより形成される電界に応じてレーザ光Lを変調する。すなわち、アクティブ・マトリクス回路によって或る画素電極214に電圧が印加されると、透明導電膜217と該画素電極214との間に電界が形成される。   The liquid crystal layer 216 is disposed between the plurality of pixel electrodes 214 and the transparent conductive film 217, and modulates the laser light L according to the electric field formed by each pixel electrode 214 and the transparent conductive film 217. That is, when a voltage is applied to a certain pixel electrode 214 by the active matrix circuit, an electric field is formed between the transparent conductive film 217 and the pixel electrode 214.
この電界は、反射膜215及び液晶層216のそれぞれに対し、各々の厚さに応じた割合で印加される。そして、液晶層216に印加された電界の大きさに応じて液晶分子216aの配列方向が変化する。レーザ光Lが透明基板218及び透明導電膜217を透過して液晶層216に入射すると、このレーザ光Lは液晶層216を通過する間に液晶分子216aによって変調され、反射膜215において反射した後、再び液晶層216により変調されてから取り出されることとなる。   This electric field is applied to each of the reflective film 215 and the liquid crystal layer 216 at a rate corresponding to the thickness of each. Then, the alignment direction of the liquid crystal molecules 216a changes according to the magnitude of the electric field applied to the liquid crystal layer 216. When the laser light L passes through the transparent substrate 218 and the transparent conductive film 217 and enters the liquid crystal layer 216, the laser light L is modulated by the liquid crystal molecules 216 a while passing through the liquid crystal layer 216 and reflected by the reflective film 215. Then, the light is again modulated by the liquid crystal layer 216 and taken out.
このとき、制御部250(後述)によって透明導電膜217と対向する各画素電極部214a毎に電圧が印加され、その電圧に応じて、液晶層216において透明導電膜217と対向する各画素電極部214aに挟まれた部分の屈折率が変化される(各画素に対応した位置の液晶層216の屈折率が変化する)。かかる屈折率の変化により、印加した電圧に応じて、レーザ光Lの位相を液晶層216の画素毎に変化させることができる。つまり、ホログラムパターンに応じた位相変調を画素毎に液晶層216によって与える(すなわち、変調を付与するホログラムパターンとしての変調パターンを反射型空間光変調器203に表示させる)ことができる。   At this time, a voltage is applied to each pixel electrode part 214a facing the transparent conductive film 217 by the controller 250 (described later), and each pixel electrode part facing the transparent conductive film 217 in the liquid crystal layer 216 according to the voltage. The refractive index of the portion sandwiched between 214a is changed (the refractive index of the liquid crystal layer 216 at the position corresponding to each pixel is changed). With the change in the refractive index, the phase of the laser light L can be changed for each pixel of the liquid crystal layer 216 in accordance with the applied voltage. That is, phase modulation corresponding to the hologram pattern can be applied to each pixel by the liquid crystal layer 216 (that is, a modulation pattern as a hologram pattern to be modulated is displayed on the reflective spatial light modulator 203).
その結果、変調パターンに入射し透過するレーザ光Lは、その波面が調整され、該レーザ光Lを構成する各光線において進行方向に直交する所定方向の成分の位相にずれが生じる。従って、反射型空間光変調器203に表示させる変調パターンを適宜設定することにより、図13に示すように、半導体基板2内の3次元方向の任意の複数位置に集光光学系204でレーザ光Lが多点集光されるように、レーザ光Lを変調(例えば、レーザ光Lの強度、振幅、位相、偏光等が変調)可能となる。   As a result, the wavefront of the laser light L that enters and passes through the modulation pattern is adjusted, and the phase of a component in a predetermined direction orthogonal to the traveling direction is shifted in each light beam constituting the laser light L. Accordingly, by appropriately setting the modulation pattern to be displayed on the reflective spatial light modulator 203, the laser light is collected by the condensing optical system 204 at any plural positions in the three-dimensional direction in the semiconductor substrate 2 as shown in FIG. The laser light L can be modulated (for example, the intensity, amplitude, phase, polarization, etc. of the laser light L can be modulated) so that L is condensed at multiple points.
図示する例では、レーザ光Lが集光光学系204で複屈折され、切断起点領域8としての改質領域7を形成するための切断用分岐レーザ光L1と、ゲッタリング領域18としての改質領域17を形成するためのゲッタリング用分岐レーザ光L2とにレーザ光Lが分岐される。そして、半導体基板2内に切断用分岐レーザ光L1が集光されて改質領域7が形成されると同時に、半導体基板2内において改質領域7とは異なる位置にゲッタリング用分岐レーザ光L2が集光されて改質領域17が形成されることになる。   In the example shown in the drawing, the laser beam L is birefringent by the condensing optical system 204, and the cutting branch laser beam L 1 for forming the modified region 7 as the cutting start region 8 and the modification as the gettering region 18. The laser beam L is branched into the gettering branching laser beam L2 for forming the region 17. Then, the cutting branch laser beam L1 is condensed in the semiconductor substrate 2 to form the modified region 7, and at the same time, the gettering branch laser beam L2 at a position different from the modified region 7 in the semiconductor substrate 2. As a result, the modified region 17 is formed.
なお、反射型空間光変調器203に表示させる変調パターンを適宜設定することにより、レーザ光Lを分岐しないように半導体基板2に照射する通常照射も勿論可能である。また、ここでは、切断用分岐レーザ光L1とゲッタリング用分岐レーザ光L2とにレーザ光Lを分岐する際、好ましいとして、切断用分岐レーザ光L1はゲッタリング用分岐レーザ光L2に対してそのエネルギが大きくされている。   It should be noted that, by appropriately setting the modulation pattern to be displayed on the reflective spatial light modulator 203, it is of course possible to perform normal irradiation for irradiating the semiconductor substrate 2 so that the laser light L is not branched. Further, here, when the laser beam L is branched into the cutting branch laser beam L1 and the gettering branch laser beam L2, it is preferable that the cutting branch laser beam L1 is compared to the gettering branch laser beam L2. Energy has been increased.
図11に戻り、4f光学系241は、反射型空間光変調器203によって変調されたレーザ光Lの波面形状を調整するものである。この4f光学系241は、第1レンズ241a及び第2レンズ241bを有している。レンズ241a,241bは、反射型空間光変調器203と第1レンズ241aとの距離が第1レンズ241aの焦点距離f1となり、集光光学系204とレンズ241bとの距離がレンズ241bの焦点距離f2となり、第1レンズ241aと第2レンズ241bとの距離がf1+f2となり、且つ第1レンズ241aと第2レンズ241bとが両側テレセントリック光学系となるように、反射型空間光変調器203と集光光学系204との間に配置されている。この4f光学系241では、反射型空間光変調器203で変調されたレーザ光Lが空間伝播によって波面形状が変化し収差が増大するのを抑制することができる。   Returning to FIG. 11, the 4f optical system 241 adjusts the wavefront shape of the laser light L modulated by the reflective spatial light modulator 203. The 4f optical system 241 includes a first lens 241a and a second lens 241b. In the lenses 241a and 241b, the distance between the reflective spatial light modulator 203 and the first lens 241a is the focal length f1 of the first lens 241a, and the distance between the condensing optical system 204 and the lens 241b is the focal length f2 of the lens 241b. Thus, the reflective spatial light modulator 203 and the condensing optics are set so that the distance between the first lens 241a and the second lens 241b is f1 + f2 and the first lens 241a and the second lens 241b are both-side telecentric optical systems. It is arranged between the system 204. In the 4f optical system 241, it is possible to suppress the laser beam L modulated by the reflective spatial light modulator 203 from changing its wavefront shape due to spatial propagation and increasing aberration.
集光光学系204は、4f光学系241によって変調されたレーザ光Lを半導体基板2の内部に集光するものである。この集光光学系204は、複数のレンズを含んで構成されており、圧電素子等を含んで構成された駆動ユニット232を介して筐体231の底板233に設置されている。   The condensing optical system 204 condenses the laser light L modulated by the 4f optical system 241 inside the semiconductor substrate 2. The condensing optical system 204 includes a plurality of lenses and is installed on the bottom plate 233 of the housing 231 via a drive unit 232 including a piezoelectric element and the like.
以上のように構成されたレーザ加工装置300では、レーザ光源202から出射されたレーザ光Lは、筐体231内にて水平方向に進行した後、ミラー205aによって下方に反射され、アッテネータ207によって光強度が調整される。そして、ミラー205bによって水平方向に反射され、ビームホモジナイザ260によって強度分布が均一化されて反射型空間光変調器203に入射する。   In the laser processing apparatus 300 configured as described above, the laser light L emitted from the laser light source 202 travels in the horizontal direction in the housing 231, is then reflected downward by the mirror 205 a, and is reflected by the attenuator 207. Strength is adjusted. Then, the light is reflected in the horizontal direction by the mirror 205 b, the intensity distribution is made uniform by the beam homogenizer 260, and is incident on the reflective spatial light modulator 203.
反射型空間光変調器203に入射したレーザ光Lは、液晶層216に表示された変調パターンを透過して当該変調パターンに応じて変調された後、ミラー206aによって上方に反射され、λ/2波長板228によって偏光方向が変更され、ミラー206bによって水平方向に反射されて4f光学系241に入射する。   The laser light L incident on the reflective spatial light modulator 203 passes through the modulation pattern displayed on the liquid crystal layer 216 and is modulated in accordance with the modulation pattern, then reflected upward by the mirror 206a, and λ / 2 The polarization direction is changed by the wave plate 228, reflected in the horizontal direction by the mirror 206 b, and enters the 4f optical system 241.
4f光学系241に入射したレーザ光Lは、平行光で集光光学系204に入射するよう波面形状が調整される。具体的には、レーザ光Lは、第1レンズ241aを透過し収束され、ミラー219によって下方へ反射され、共焦点Oを経て発散すると共に、第2レンズ241bを透過し、平行光となるように再び収束される。そしてレーザ光Lは、ダイクロイックミラー210,218を順次透過して集光光学系204に入射し、ステージ111上に載置された半導体基板2内に集光光学系204によって集光される。   The wavefront shape of the laser light L incident on the 4f optical system 241 is adjusted so as to be incident on the condensing optical system 204 as parallel light. Specifically, the laser light L is transmitted and converged through the first lens 241a, reflected downward by the mirror 219, diverged through the confocal O, and transmitted through the second lens 241b to become parallel light. Will converge again. Then, the laser light L sequentially passes through the dichroic mirrors 210 and 218, enters the condensing optical system 204, and is condensed by the condensing optical system 204 in the semiconductor substrate 2 placed on the stage 111.
また、本実施形態のレーザ加工装置300は、半導体基板2の表面2aを観察するための表面観察ユニット211と、集光光学系204と半導体基板2との距離を微調整するためのAF(AutoFocus)ユニット212と、を筐体231内に備えている。   Further, the laser processing apparatus 300 of the present embodiment includes a surface observation unit 211 for observing the surface 2a of the semiconductor substrate 2, and an AF (AutoFocus) for finely adjusting the distance between the condensing optical system 204 and the semiconductor substrate 2. ) Unit 212 and housing 231.
表面観察ユニット211は、可視光VL1を出射する観察用光源211aと、半導体基板2の表面2aで反射された可視光VL1の反射光VL2を受光して検出する検出器211bと、を有している。表面観察ユニット211では、観察用光源211aから出射された可視光VL1が、ミラー208及びダイクロイックミラー209,210,238で反射・透過され、集光光学系204で加工対象物に向けて集光される。そして、半導体基板2の表面2aで反射された反射光VL2が、集光光学系204で集光されてダイクロイックミラー238,210で透過・反射された後、ダイクロイックミラー209を透過して検出器211bにて受光される。   The surface observation unit 211 includes an observation light source 211a that emits visible light VL1, and a detector 211b that receives and detects the reflected light VL2 of the visible light VL1 reflected by the surface 2a of the semiconductor substrate 2. Yes. In the surface observation unit 211, the visible light VL1 emitted from the observation light source 211a is reflected and transmitted by the mirror 208 and the dichroic mirrors 209, 210, and 238, and is condensed toward the object to be processed by the condensing optical system 204. The Then, the reflected light VL2 reflected by the surface 2a of the semiconductor substrate 2 is condensed by the condensing optical system 204, transmitted and reflected by the dichroic mirrors 238 and 210, and then transmitted through the dichroic mirror 209 and detected by the detector 211b. The light is received at.
AFユニット212は、AF用レーザ光LB1を出射し、半導体基板2の表面2aで反射されたAF用レーザ光LB1の反射光LB2を受光し検出することで、切断予定ライン5やゲッタリング領域18を形成するための形成予定ライン15に沿った表面2aの変位データを取得する。そして、AFユニット212は、改質領域7,17を形成する際、取得した変位データに基づいて駆動ユニット232を駆動させ、半導体基板2の表面2aのうねりに沿うように集光光学系204をその光軸方向に往復移動させる。   The AF unit 212 emits the AF laser beam LB1 and receives and detects the reflected light LB2 of the AF laser beam LB1 reflected by the surface 2a of the semiconductor substrate 2, so that the planned cutting line 5 and the gettering region 18 are detected. Displacement data of the surface 2a along the formation scheduled line 15 for forming. Then, when forming the modified regions 7 and 17, the AF unit 212 drives the drive unit 232 based on the acquired displacement data, and sets the condensing optical system 204 along the undulation of the surface 2 a of the semiconductor substrate 2. It is reciprocated in the optical axis direction.
更にまた、本実施形態のレーザ加工装置300は、当該レーザ加工装置300を制御するためのものとして、CPU、ROM、RAM等からなる制御部250を備えている。この制御部250は、レーザ光源202を制御し、レーザ光源202から出射されるレーザ光Lの出力やパルス幅等を調節する。また、制御部250は、改質領域7,17を形成する際、レーザ光Lの集光点Pが半導体基板2の表面3から所定距離に位置し且つレーザ光Lの集光点Pが切断予定ライン5や形成予定ライン15に沿って相対的に移動するように、筐体231やステージ111の位置、及び駆動ユニット232の駆動を制御する。   Furthermore, the laser processing apparatus 300 according to the present embodiment includes a control unit 250 including a CPU, a ROM, a RAM, and the like for controlling the laser processing apparatus 300. The control unit 250 controls the laser light source 202 and adjusts the output, pulse width, and the like of the laser light L emitted from the laser light source 202. Further, when the control unit 250 forms the modified regions 7 and 17, the condensing point P of the laser light L is located at a predetermined distance from the surface 3 of the semiconductor substrate 2 and the condensing point P of the laser light L is cut. The positions of the housing 231 and the stage 111 and the drive of the drive unit 232 are controlled so as to move relatively along the planned line 5 and the planned formation line 15.
また、制御部250は、改質領域7,17を形成する際、反射型空間光変調器203における各電極部214a,217aに所定電圧を印加し、液晶層216に所定の変調パターンを表示させる。これにより、レーザ光Lを反射型空間光変調器203で所望に変調し、半導体基板2内の3次元方向の任意の複数位置にレーザ光Lを同時に集光させ、互いに異なる位置に改質領域7,17を同時に複数形成することが可能となる(詳しくは、後述)。なお、変調パターンは、例えば、改質領域7,17を形成しようとする位置、照射するレーザ光Lの波長、及び集光光学系204や加工対象物1の屈折率等に基づいて予め導出され、制御部250に記憶されている。   Further, when forming the modified regions 7 and 17, the control unit 250 applies a predetermined voltage to the electrode units 214 a and 217 a in the reflective spatial light modulator 203 to display a predetermined modulation pattern on the liquid crystal layer 216. . As a result, the laser beam L is modulated as desired by the reflective spatial light modulator 203, and the laser beam L is simultaneously condensed at a plurality of positions in the three-dimensional direction in the semiconductor substrate 2, and the modified regions are located at different positions. 7 and 17 can be formed simultaneously (details will be described later). The modulation pattern is derived in advance based on, for example, the positions where the modified regions 7 and 17 are to be formed, the wavelength of the laser light L to be irradiated, the refractive index of the condensing optical system 204 and the workpiece 1, and the like. Are stored in the control unit 250.
次に、上記レーザ加工装置300を用いて半導体基板2から半導体デバイスを製造する場合について詳細に説明する。   Next, the case where a semiconductor device is manufactured from the semiconductor substrate 2 using the laser processing apparatus 300 will be described in detail.
図14は本実施形態に係る半導体基板を示す平面図であり、図15〜図17は本実施形態における製造工程の各フローを示す図14のXV−XV線に沿っての断面図である。まず、図14に示すように、半導体基板2を準備する。この半導体基板2は、複数の機能素子25を形成するための表面2aと、表面2aと反対側の裏面2bと、を有しており、なお、ここでは、直径12インチで厚さ775μmのシリコンウェハとされている。   FIG. 14 is a plan view showing a semiconductor substrate according to the present embodiment, and FIGS. 15 to 17 are cross-sectional views taken along line XV-XV in FIG. First, as shown in FIG. 14, the semiconductor substrate 2 is prepared. The semiconductor substrate 2 has a front surface 2a for forming a plurality of functional elements 25 and a back surface 2b opposite to the front surface 2a. Here, silicon having a diameter of 12 inches and a thickness of 775 μm is used. It is a wafer.
続いて、半導体基板2のオリエンテーションフラット(以下、「OF」という)19に対して略平行な方向及び略垂直な方向に沿ってマトリックス状に並ぶように、機能素子25を形成するための形成領域25aを半導体基板2の表面2aに設定する。また、ゲッタリング領域18を形成するための形成予定ライン15を格子状に設定する。ここでの形成予定ライン15は、OF19に対して略平行な方向に並ぶ形成領域25aの列のそれぞれ、及びOF19に対して略垂直な方向に並ぶ形成領域25aの列のそれぞれに沿って、各形成領域25aの中央部を通っている。更にまた、隣り合う機能素子25(形成領域25a)間を通るような格子状に切断予定ライン5を設定する。   Subsequently, a formation region for forming the functional elements 25 so as to be arranged in a matrix along a direction substantially parallel to and substantially perpendicular to an orientation flat (hereinafter referred to as “OF”) 19 of the semiconductor substrate 2. 25 a is set on the surface 2 a of the semiconductor substrate 2. In addition, the formation scheduled lines 15 for forming the gettering region 18 are set in a lattice shape. The formation lines 15 here are respectively formed along the columns of the formation regions 25a arranged in a direction substantially parallel to the OF 19 and the columns of the formation regions 25a arranged in a direction substantially perpendicular to the OF 19. It passes through the center of the formation region 25a. Furthermore, the cutting planned lines 5 are set in a lattice shape so as to pass between adjacent functional elements 25 (formation regions 25a).
続いて、図15(a)に示すように、半導体基板2の表面2aがレーザ光入射面となるようにステージ111の支持台107上に半導体基板2を載置して吸着する。その後、第1ゲッタリング領域18x(後述の第2ゲッタリング領域18yとは別の他のゲッタリング領域18)としての改質領域17を形成する照射条件下で、半導体基板2の表面2aからレーザ光Lを照射する。   Subsequently, as shown in FIG. 15A, the semiconductor substrate 2 is placed on and adsorbed on the support 107 of the stage 111 so that the surface 2a of the semiconductor substrate 2 becomes a laser light incident surface. Thereafter, a laser beam is emitted from the surface 2a of the semiconductor substrate 2 under irradiation conditions for forming a modified region 17 as a first gettering region 18x (another gettering region 18 different from a later-described second gettering region 18y). Irradiate light L.
具体的には、反射型空間光変調器203の液晶層216において、第1ゲッタリング領域18xのみを形成するためのゲッタリング用変調パターン、すなわち、レーザ光Lを分岐させずに半導体基板2内に集光させる通常のゲッタリング用変調パターンを表示させる。そして、半導体基板2の内部(ここでは、研磨終了予定面16(図16参照)に対して裏面2b側)にレーザ光Lの集光点を合わせる。この状態で、レーザ光Lを照射しつつ当該レーザ光Lの集光点を形成予定ライン15に沿って相対移動(スキャン)させる。   Specifically, in the liquid crystal layer 216 of the reflective spatial light modulator 203, a gettering modulation pattern for forming only the first gettering region 18x, that is, the laser beam L is not branched, and the semiconductor substrate 2 is not branched. A normal gettering modulation pattern to be condensed is displayed. Then, the condensing point of the laser light L is aligned with the inside of the semiconductor substrate 2 (here, the back surface 2b side with respect to the planned polishing end surface 16 (see FIG. 16)). In this state, the condensing point of the laser beam L is relatively moved (scanned) along the planned formation line 15 while irradiating the laser beam L.
このとき、形成予定ライン15と切断予定ライン5とが交差する部分をレーザ光Lの光軸が通過する際には、レーザ光Lの照射をOFFとし、各形成領域25aをレーザ光Lの光軸が通過する際には、レーザ光Lの照射をONとする。   At this time, when the optical axis of the laser beam L passes through the portion where the formation line 15 and the cutting line 5 intersect, the irradiation of the laser beam L is turned off, and each formation region 25a is irradiated with the light of the laser beam L. When the axis passes, the laser beam L is turned on.
以上のように、半導体基板2にレーザ光Lを照射して半導体基板2の内部を改質することにより、半導体基板2の厚さ方向から見た場合に切断予定ライン5と交差しないよう断続的に延びる第1ゲッタリング領域18xを、半導体基板2内における研磨終了予定面16(図16参照)に対して裏面2b側に一列形成する(機能素子形成前工程)。   As described above, by irradiating the semiconductor substrate 2 with the laser light L and modifying the inside of the semiconductor substrate 2, the semiconductor substrate 2 is intermittently cut so as not to intersect the planned cutting line 5 when viewed from the thickness direction of the semiconductor substrate 2. The first gettering region 18x extending in a row is formed in a row on the back surface 2b side with respect to the polishing end planned surface 16 (see FIG. 16) in the semiconductor substrate 2 (step before functional element formation).
続いて、図15(b)に示すように、半導体基板2の表面2aにおいて形成領域25aのそれぞれに、機能素子25を形成する(機能素子形成工程)。   Subsequently, as shown in FIG. 15B, the functional element 25 is formed in each of the formation regions 25a on the surface 2a of the semiconductor substrate 2 (functional element formation step).
続いて、図16(a)に示すように、全ての機能素子25を覆うように保護フィルム22を半導体基板2の表面2aに貼り付けた後、半導体基板2の裏面2bがレーザ光入射面となるように支持台107上に半導体基板2を載置して吸着する。その後、第2ゲッタリング領域18y(ゲッタリング領域18)としての改質領域17と切断起点領域8としての改質領域7とを同時に形成する照射条件下で、半導体基板2の裏面2bからレーザ光Lを照射する(レーザ光照射工程)。   Subsequently, as shown in FIG. 16A, after the protective film 22 is attached to the front surface 2a of the semiconductor substrate 2 so as to cover all the functional elements 25, the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 becomes the laser light incident surface. In this manner, the semiconductor substrate 2 is placed on the support base 107 and adsorbed thereon. Thereafter, a laser beam is emitted from the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 under irradiation conditions in which the modified region 17 as the second gettering region 18y (gettering region 18) and the modified region 7 as the cutting start region 8 are simultaneously formed. L is irradiated (laser beam irradiation step).
具体的には、反射型空間光変調器203の液晶層216において、切断起点領域8及びゲッタリング領域18yを同時形成するための所定変調パターン、すなわち、レーザ光Lを切断用分岐レーザ光L1及びゲッタリング用分岐レーザ光L2に分岐させて半導体基板2内の所望位置に集光させる所定変調パターンを表示させる。そして、半導体基板2の内部において、切断用分岐レーザ光L1の集光点を合わせると共に、当該集光点とは異なる位置にゲッタリング用分岐レーザ光L2の集光点を合わせる。この状態で、切断用分岐レーザ光L1及びゲッタリング用分岐レーザ光L2を半導体基板2に照射しつつ、当該切断用分岐レーザ光L1の集光点を切断予定ライン5に沿って相対移動させる。   Specifically, in the liquid crystal layer 216 of the reflective spatial light modulator 203, a predetermined modulation pattern for simultaneously forming the cutting start region 8 and the gettering region 18y, that is, the laser beam L is divided into the cutting branch laser beam L1 and A predetermined modulation pattern that is branched into the gettering branching laser beam L2 and condensed at a desired position in the semiconductor substrate 2 is displayed. Then, in the semiconductor substrate 2, the condensing point of the cutting branch laser beam L1 is set, and the condensing point of the gettering branch laser beam L2 is set to a position different from the condensing point. In this state, the condensing point of the cutting branch laser beam L1 is relatively moved along the planned cutting line 5 while irradiating the semiconductor substrate 2 with the cutting branch laser beam L1 and the gettering branch laser beam L2.
ここでは、レーザ光Lは、1つの切断用分岐レーザ光L1と2つ(複数)のゲッタリング用分岐レーザ光L2とに分岐されている。切断用分岐レーザ光L1の集光点は、研磨終了予定面16に対して裏面2b側であって切断予定ライン5の直下(切断予定ライン5に対応する部分)に位置しており、且つ、断続的な第1ゲッタリング領域18x間に位置している。2つのゲッタリング用分岐レーザ光L2の集光点は、研磨終了予定面16に対して表面2a側であって、当該切断予定ライン5を介して隣接する一対の機能素子25の直下(形成領域25aに対応する部分)にそれぞれ位置している。   Here, the laser beam L is branched into one cutting branch laser beam L1 and two (plural) gettering branch laser beams L2. The condensing point of the cutting laser beam L1 for cutting is located on the back surface 2b side with respect to the polishing end planned surface 16 and immediately below the cutting planned line 5 (part corresponding to the cutting planned line 5), and It is located between the intermittent first gettering regions 18x. The condensing points of the two gettering branching laser beams L2 are on the surface 2a side with respect to the polishing end planned surface 16, and directly below the pair of functional elements 25 adjacent to each other via the scheduled cutting line 5 (formation region). 25a).
また、これら2つのゲッタリング用分岐レーザ光L2の集光点は、切断用分岐レーザ光L1の集光点よりも表面2a側で、且つ、半導体基板2の厚さ方向における同位置に位置している。図示する例では、ゲッタリング用分岐レーザ光L2の集光点位置は、表面2a近傍とされている。つまり、ゲッタリング用分岐レーザ光L2の集光点は、切断用分岐レーザ光L1の集光点に対し、切断予定ライン5と交差する方向において異なる位置(厚さ方向と、切断予定ライン5と直交する方向(図示左右方向)との少なくとも一方がずれた位置)に位置している。更にまた、ゲッタリング用分岐レーザ光L2の集光点における集光度合は、切断用分岐レーザ光L1の集光点における集光度合よりも低くなっている。   Further, the condensing point of these two gettering branching laser beams L2 is located on the surface 2a side of the condensing point of the cutting branching laser beam L1 and at the same position in the thickness direction of the semiconductor substrate 2. ing. In the example shown in the drawing, the condensing point position of the gettering branching laser beam L2 is in the vicinity of the surface 2a. That is, the condensing point of the gettering branching laser beam L2 is different from the converging point of the cutting branching laser beam L1 in the direction intersecting the planned cutting line 5 (thickness direction and planned cutting line 5). At least one of the orthogonal direction (the left-right direction in the figure) is shifted). Furthermore, the degree of condensing at the condensing point of the gettering branching laser beam L2 is lower than the degree of condensing at the condensing point of the cutting branching laser beam L1.
このとき、切断用分岐レーザ光L1の必要エネルギと、ゲッタリング用分岐レーザ光L2の必要エネルギとは、その比が好ましいとして、[10:1]、[11:1]又は[12:1]等とされている。例えば、切断用分岐レーザ光L1の必要エネルギが1.4Wとされる場合、ゲッタリング用分岐レーザ光L2の必要エネルギが0.05Wとされる。   At this time, the ratio of the required energy of the cutting branch laser beam L1 and the required energy of the gettering branch laser beam L2 is preferably [10: 1], [11: 1] or [12: 1]. Etc. For example, when the required energy of the cutting branch laser beam L1 is 1.4 W, the required energy of the gettering branch laser beam L2 is 0.05 W.
以上のように、半導体基板2にレーザ光Lを分岐させて照射し半導体基板2の内部を改質することにより、半導体基板2の内部に切断起点領域8を切断予定ライン5に沿って形成し、当該切断起点領域8から亀裂21を発生させ、発生させた亀裂21を半導体基板2の表面2aに到達させる。これと同時に、半導体基板2の内部において切断起点領域8とは異なる複数(2つ)の位置に第2ゲッタリング領域18yを形成する。   As described above, the laser beam L is branched and irradiated on the semiconductor substrate 2 to modify the inside of the semiconductor substrate 2, thereby forming the cutting start region 8 along the planned cutting line 5 inside the semiconductor substrate 2. Then, a crack 21 is generated from the cutting start region 8, and the generated crack 21 reaches the surface 2 a of the semiconductor substrate 2. At the same time, second gettering regions 18 y are formed at a plurality (two) of positions different from the cutting start region 8 inside the semiconductor substrate 2.
ここでは、切断用分岐レーザ光L1及びゲッタリング用分岐レーザ光L2を上記のように同時集光させていることから、切断起点領域8は、研磨終了予定面16に対して裏面2b側であって切断予定ライン5の直下に位置し、且つ、断続的な第1ゲッタリング領域18x間に位置している。2つの第2ゲッタリング領域18yは、研磨終了予定面16に対して表面2a側であって切断予定ライン5を介して隣接する一対の機能素子25の直下にそれぞれ位置している。   Here, since the branching laser beam L1 for cutting and the branching laser beam L2 for gettering are simultaneously condensed as described above, the cutting start region 8 is on the back surface 2b side with respect to the polishing end planned surface 16. And located immediately below the planned cutting line 5 and between the intermittent first gettering regions 18x. The two second gettering regions 18y are respectively located on the surface 2a side with respect to the planned polishing end surface 16 and immediately below the pair of functional elements 25 adjacent to each other through the planned cutting line 5.
また、これら第2ゲッタリング領域18yは、切断起点領域8よりも表面2a側で、且つ、厚さ方向おける同位置に位置している。図示する例では、第2ゲッタリング領域18yの位置は、表面2a近傍とされている。つまり、第2ゲッタリング領域18yは、切断起点領域8に対し、切断予定ライン5と交差する方向において異なる位置(厚さ方向と、切断予定ライン5と直交する方向(図示左右方向)との少なくとも一方がずれた位置)に位置している。   These second gettering regions 18y are located on the surface 2a side of the cutting start region 8 and at the same position in the thickness direction. In the illustrated example, the position of the second gettering region 18y is in the vicinity of the surface 2a. That is, the second gettering region 18y differs from the cutting start region 8 in at least a position (thickness direction) and a direction orthogonal to the planned cutting line 5 (left and right direction in the drawing) in a direction intersecting the planned cutting line 5. One of them is shifted).
続いて、図16(b)に示すように、半導体基板2の裏面2bが研磨終了予定面16に到達するまで(換言すると、第1ゲッタリング領域18x及び切断起点領域8が残存しないように)半導体基板2の裏面2bを研磨する(研磨工程)。これにより、切断起点領域8から発生して半導体基板2の裏面2b側に伸展した亀裂21に研磨面が到達することから、切断予定ライン5に沿って半導体基板2が切断される。なお、研磨後の半導体基板2の厚さは、例えば50μmである。   Subsequently, as shown in FIG. 16B, until the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 reaches the polishing end planned surface 16 (in other words, the first gettering region 18x and the cutting start region 8 do not remain). The back surface 2b of the semiconductor substrate 2 is polished (polishing step). As a result, the polishing surface reaches the crack 21 generated from the cutting start region 8 and extending toward the back surface 2 b of the semiconductor substrate 2, so that the semiconductor substrate 2 is cut along the planned cutting line 5. In addition, the thickness of the semiconductor substrate 2 after polishing is, for example, 50 μm.
続いて、図17に示すように、半導体基板2の裏面2bにエキスパンドフィルム23を貼り付け、その後に、半導体基板2の表面2aから保護フィルム22を取り除く。そして、半導体基板2が切断されて得られた複数の半導体デバイス20をピックアップするために、エキスパンドフィルム23を径方向外側に拡張させて、複数の半導体デバイス20を互いに離間させる。以上により、1つの機能素子25を含む半導体デバイス20が複数得られることとなる。   Subsequently, as shown in FIG. 17, the expanded film 23 is attached to the back surface 2 b of the semiconductor substrate 2, and then the protective film 22 is removed from the front surface 2 a of the semiconductor substrate 2. Then, in order to pick up a plurality of semiconductor devices 20 obtained by cutting the semiconductor substrate 2, the expanded film 23 is expanded radially outward to separate the plurality of semiconductor devices 20 from each other. As described above, a plurality of semiconductor devices 20 including one functional element 25 are obtained.
以上、本実施形態では、切断起点領域8を切断予定ライン5に沿って形成すると同時に、切断起点領域8とは異なる位置に第2ゲッタリング領域18yを形成することができる。よって、切断起点領域8及び第2ゲッタリング領域18yを半導体基板2に形成する場合において、タクトタイムの短縮化が可能となる。   As described above, in the present embodiment, the second gettering region 18 y can be formed at a position different from the cutting starting point region 8 at the same time as the cutting starting point region 8 is formed along the planned cutting line 5. Therefore, when the cutting start region 8 and the second gettering region 18y are formed in the semiconductor substrate 2, the tact time can be shortened.
また、本実施形態では、上述したように、機能素子25を形成する前に、半導体基板2にレーザ光Lを照射して改質し、第1ゲッタリング領域18xを半導体基板2の内部に形予め形成している。よって、半導体基板2に機能素子25を形成する際、第1ゲッタリング領域18xによってゲッタリング効果(すなわち不純物を捕獲する効果)を十分に発揮できる。   In the present embodiment, as described above, before the functional element 25 is formed, the semiconductor substrate 2 is irradiated with the laser light L to be modified, and the first gettering region 18x is formed inside the semiconductor substrate 2. Pre-formed. Therefore, when the functional element 25 is formed on the semiconductor substrate 2, the gettering effect (that is, the effect of trapping impurities) can be sufficiently exhibited by the first gettering region 18x.
また、本実施形態では、第1ゲッタリング領域18xが残存しないように半導体基板2を研磨して薄化させている。よって、薄化後の半導体基板2において、第1ゲッタリング領域18xの存在に起因する強度低下等の悪影響を抑制することができる。特に本実施形態では、切断起点領域8も残存しないように半導体基板2を研磨しているため、切断起点領域8の存在に起因する強度低下等の悪影響をも抑制できる。   In the present embodiment, the semiconductor substrate 2 is polished and thinned so that the first gettering region 18x does not remain. Therefore, in the semiconductor substrate 2 after being thinned, adverse effects such as a decrease in strength due to the presence of the first gettering region 18x can be suppressed. In particular, in the present embodiment, since the semiconductor substrate 2 is polished so that the cutting start region 8 does not remain, adverse effects such as a decrease in strength due to the presence of the cutting start region 8 can be suppressed.
また、本実施形態では、上述したように、レーザ光照射工程においてゲッタリング用分岐レーザ光L2を裏面2b入射して表面2a近傍に集光させている、つまり、レーザ光入射面の反対面の近傍にゲッタリング用分岐レーザ光L2を集光させている。これにより、亀裂が伸び難く且つ強度が強い第2ゲッタリング領域18yを形成することが容易となる。   In the present embodiment, as described above, the gettering branching laser beam L2 is incident on the back surface 2b and condensed in the vicinity of the front surface 2a in the laser beam irradiation process, that is, on the surface opposite to the laser beam incident surface. A gettering branching laser beam L2 is condensed in the vicinity. As a result, it is easy to form the second gettering region 18y that is hard to crack and has high strength.
なお、本実施形態では、上述したように、切断予定ライン5と交差しないよう第1ゲッタリング領域18xを形成するため、切断起点領域8からの亀裂21の伸展が第1ゲッタリング領域18xに阻害されるのを防止でき、よって、半導体基板2を切断予定ライン5に沿って精度良く且つ効率良く切断することが可能となる。   In the present embodiment, as described above, since the first gettering region 18x is formed so as not to intersect the planned cutting line 5, the extension of the crack 21 from the cutting start region 8 is obstructed by the first gettering region 18x. Therefore, the semiconductor substrate 2 can be accurately and efficiently cut along the scheduled cutting line 5.
ちなみに、上述したように本実施形態では、半導体基板2の裏面2bを研磨する前に、半導体基板2が切断予定ライン5に沿って完全に切断されておらず、半導体基板2の裏面2bを研磨した後に、半導体基板2が切断予定ライン5に沿って完全に切断されているが、これに限定されるものではない。   Incidentally, as described above, in the present embodiment, before the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 is polished, the semiconductor substrate 2 is not completely cut along the planned cutting line 5, and the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 is polished. After that, the semiconductor substrate 2 is completely cut along the planned cutting line 5, but the invention is not limited to this.
つまり、半導体基板2の裏面2bの研磨と切断予定ライン5に沿った半導体基板2の切断とが同時に進行してもよいし、当該研磨の後に当該切断が行われてもよいし、当該切断の後に当該研磨が行われてもよい。半導体基板2の裏面2bを研磨する前に、半導体基板2が切断予定ライン5に沿って完全に切断された場合、切断起点領域8として機能する改質領域7から発生した亀裂21を伸展させて半導体基板2を切断すれば、その亀裂21によって切断された半導体基板2の切断面が互いに密着した状態となる。そのため、研磨による半導体基板2のチッピングやクラッキングの発生を抑制しつつ、半導体基板2を薄化することができる。   That is, the polishing of the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 and the cutting of the semiconductor substrate 2 along the scheduled cutting line 5 may proceed simultaneously, or the cutting may be performed after the polishing, The polishing may be performed later. If the semiconductor substrate 2 is completely cut along the planned cutting line 5 before polishing the back surface 2 b of the semiconductor substrate 2, the crack 21 generated from the modified region 7 functioning as the cutting start region 8 is extended. When the semiconductor substrate 2 is cut, the cut surfaces of the semiconductor substrate 2 cut by the cracks 21 are in close contact with each other. Therefore, the semiconductor substrate 2 can be thinned while suppressing occurrence of chipping and cracking of the semiconductor substrate 2 due to polishing.
[第2実施形態]
次に、本発明に係る第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第1実施形態と同一の説明は省略し、異なる点について主に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. In the description of the present embodiment, the same description as in the first embodiment is omitted, and different points will be mainly described.
図18は本実施形態の製造工程を示すフロー図である。本実施形態では、機能素子25を形成した後で切断起点領域8及び第2ゲッタリング領域18yを形成する前に、半導体基板2の裏面2bを研磨する。すなわち、図18(a)に示すように、半導体基板2の表面2aにおいて形成領域25aのそれぞれに機能素子25を形成し、機能素子25を覆うように保護フィルム22を半導体基板2の表面2aに貼り付けた後、半導体基板2の裏面2bが研磨終了予定面16に到達するまで半導体基板2の裏面2bを研磨する。   FIG. 18 is a flowchart showing the manufacturing process of this embodiment. In the present embodiment, the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 is polished before forming the cutting start region 8 and the second gettering region 18y after the functional element 25 is formed. That is, as shown in FIG. 18A, the functional element 25 is formed in each of the formation regions 25a on the surface 2a of the semiconductor substrate 2, and the protective film 22 is applied to the surface 2a of the semiconductor substrate 2 so as to cover the functional element 25. After the pasting, the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 is polished until the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 reaches the surface 16 to be polished.
続いて、半導体基板2の裏面2bがレーザ光入射面となるように支持台107上に半導体基板2を載置して吸着し、第2ゲッタリング領域18yである改質領域17と切断起点領域8である改質領域7とを同時に形成する際の照射条件下で、半導体基板2の裏面2bからレーザ光Lを照射する。   Subsequently, the semiconductor substrate 2 is placed and adsorbed on the support 107 so that the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 becomes the laser light incident surface, and the modified region 17 serving as the second gettering region 18y and the cutting start region The laser beam L is irradiated from the back surface 2 b of the semiconductor substrate 2 under the irradiation conditions when the modified region 7 that is 8 is simultaneously formed.
具体的には、反射型空間光変調器203の液晶層216にて他の所定変調パターンを表示させ、半導体基板2の内部において、切断用分岐レーザ光L1の集光点を合わせると共に、当該集光点とは異なる位置にゲッタリング用分岐レーザ光L2の集光点を合わせる。この状態で、切断用分岐レーザ光L1及びゲッタリング用分岐レーザ光L2を半導体基板2に照射しつつ、当該切断用分岐レーザ光L1の集光点を切断予定ライン5に沿って相対移動させる。ここでは、2つのゲッタリング用分岐レーザ光L2の集光点の中心は、切断用分岐レーザ光L1の集光点の中心よりも裏面2b側に位置している。   Specifically, another predetermined modulation pattern is displayed on the liquid crystal layer 216 of the reflective spatial light modulator 203, and the condensing point of the cutting branch laser light L 1 is aligned inside the semiconductor substrate 2, and The condensing point of the gettering branching laser beam L2 is set at a position different from the light spot. In this state, the condensing point of the cutting branch laser beam L1 is relatively moved along the planned cutting line 5 while irradiating the semiconductor substrate 2 with the cutting branch laser beam L1 and the gettering branch laser beam L2. Here, the center of the condensing point of the two gettering branching laser beams L2 is located closer to the back surface 2b than the center of the condensing point of the cutting branching laser beam L1.
このとき、切断用分岐レーザ光L1の必要エネルギと、ゲッタリング用分岐レーザ光L2の必要エネルギとは、その比が好ましいとして、[2:1]又は[3:1]等とされている。例えば、切断用分岐レーザ光L1の必要エネルギが0.52Wとされる場合、ゲッタリング用分岐レーザ光L2の必要エネルギが0.05Wとされる。   At this time, the required energy of the cutting branch laser beam L1 and the required energy of the gettering branch laser beam L2 are preferably set to [2: 1] or [3: 1], etc. For example, when the required energy of the cutting branch laser beam L1 is 0.52 W, the required energy of the gettering branch laser beam L2 is 0.05 W.
以上のように、半導体基板2にレーザ光Lを分岐させて照射し半導体基板2の内部を改質することにより、半導体基板2の内部に切断起点領域8を形成し、当該切断起点領域8から発生させた亀裂21を表面2aに到達させる。これと同時に、半導体基板2の内部において切断起点領域8とは異なる複数(2つ)の位置に第2ゲッタリング領域18yを形成する。ここでは、切断用分岐レーザ光L1及びゲッタリング用分岐レーザ光L2を上記のように同時集光させていることから、2つの第2ゲッタリング領域18yの中心は、切断起点領域8の中心よりも裏面2b側に位置している。   As described above, the semiconductor substrate 2 is branched and irradiated with the laser beam L to modify the inside of the semiconductor substrate 2, thereby forming the cutting start region 8 inside the semiconductor substrate 2. The generated crack 21 is made to reach the surface 2a. At the same time, second gettering regions 18 y are formed at a plurality (two) of positions different from the cutting start region 8 inside the semiconductor substrate 2. Here, since the cutting branch laser beam L1 and the gettering branch laser beam L2 are simultaneously condensed as described above, the center of the two second gettering regions 18y is more than the center of the cutting start region 8. Is also located on the back surface 2b side.
ちなみに、本実施形態の半導体基板2は、切断起点領域8を形成する際に、亀裂21により半導体基板2が切断予定ライン5に沿って切断される場合もあるし、エキスパンドフィルム23を径方向外側に拡張させる際に、亀裂21により半導体基板2が切断予定ライン5に沿って切断される場合もある。   Incidentally, in the semiconductor substrate 2 of the present embodiment, when the cutting start region 8 is formed, the semiconductor substrate 2 may be cut along the planned cutting line 5 by the crack 21, and the expanded film 23 may be radially outward. When expanding the semiconductor substrate 2, the semiconductor substrate 2 may be cut along the planned cutting line 5 by the crack 21.
以上、本実施形態においても、切断起点領域8及び第2ゲッタリング領域18yを同時形成できるため、切断起点領域8及び第2ゲッタリング領域18yを半導体基板2に形成する場合においてタクトタイムの短縮化が可能となる。更に、上述したように、第1ゲッタリング領域18xが残存しないよう研磨された後にゲッタリング用分岐レーザ光L2が照射されて第2ゲッタリング領域18yが形成されるため、第1ゲッタリング領域18xによる悪影響(ゲッタリング用分岐レーザ光L2の集光が阻害される等)を抑制することが可能となる。   As described above, also in this embodiment, since the cutting start region 8 and the second gettering region 18y can be formed simultaneously, the tact time is shortened when the cutting start region 8 and the second gettering region 18y are formed in the semiconductor substrate 2. Is possible. Furthermore, as described above, since the second gettering region 18y is formed by irradiating the gettering branch laser light L2 after being polished so that the first gettering region 18x does not remain, the first gettering region 18x. It is possible to suppress the adverse effect (eg, the condensing of the gettering branching laser beam L2 is hindered).
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention can be modified without departing from the scope described in the claims or applied to other embodiments. May be.
例えば、上記実施形態では、1つの切断用分岐レーザ光L1と複数のゲッタリング用分岐レーザ光L2とに分岐させて半導体基板2内に集光したが、これに限定されるものではない。レーザ光Lは、1つの切断用分岐レーザ光L1と1つのゲッタリング用分岐レーザ光L2とに分岐され集光されてもよいし、複数の切断用分岐レーザ光L1と1つのゲッタリング用分岐レーザ光L2とに分岐され集光されてもよいし、複数の切断用分岐レーザ光L1と複数のゲッタリング用分岐レーザ光L2とに分岐され集光されてもよい。分岐された複数の切断用分岐レーザ光L1の各集光点については、一の切断予定ライン5上において当該切断予定ライン5に沿う方向に互いに離間して位置する場合、複数の切断予定ライン5上それぞれに位置する場合、又はこれらが混在する場合がある。   For example, in the above-described embodiment, the laser beam is branched into one cutting laser beam L1 and a plurality of gettering branch laser beams L2 and condensed in the semiconductor substrate 2. However, the present invention is not limited to this. The laser beam L may be branched and condensed into one cutting branch laser beam L1 and one gettering branch laser beam L2, or a plurality of cutting branch laser beams L1 and one gettering branch. The laser beam L2 may be branched and condensed, or the laser beam L2 may be branched and condensed into a plurality of cutting branch laser beams L1 and a plurality of gettering branch laser beams L2. When the condensing points of the plurality of branched branching laser beams L <b> 1 are separated from each other in the direction along the planned cutting line 5 on the one planned cutting line 5, the plurality of planned cutting lines 5 There are cases where these are located on each other, or they are mixed.
また、上記実施形態では、切断予定ライン5に沿って半導体基板2を切断する際、隣り合う機能素子25の間に渡るように半導体基板2の表面2aに酸化膜等の積層部が形成されていてもよい。その場合には、切断予定ライン5に沿って半導体基板2と共に積層部を切断すればよい。   In the above embodiment, when the semiconductor substrate 2 is cut along the planned cutting line 5, a laminated portion such as an oxide film is formed on the surface 2 a of the semiconductor substrate 2 so as to extend between the adjacent functional elements 25. May be. In that case, the laminated portion may be cut along with the semiconductor substrate 2 along the cutting line 5.
また、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17、及び切断起点領域8として機能する改質領域7は、多光子吸収のみに起因して形成される場合に限定されず、多光子吸収に相当する光吸収等その他の光吸収や熱的影響に起因して形成される場合もある。つまり、多光子吸収は、改質領域を形成し得る現象の一例である。   Further, the modified region 17 functioning as the gettering region 18 and the modified region 7 functioning as the cutting start region 8 are not limited to the case where they are formed only due to multiphoton absorption, and correspond to multiphoton absorption. It may be formed due to other light absorption such as light absorption or thermal influence. That is, multiphoton absorption is an example of a phenomenon that can form a modified region.
また、ゲッタリング領域18として機能する改質領域17は、半導体基板2の厚さ方向において機能素子25の形成領域25aに対向するものであれば、機能素子25の形成パターンに応じて様々な形状を採ることができる。一例として、図19に示すように、一つの形成領域25aに対してゲッタリング領域18を縦横に複数列ずつ形成してもよい。   Further, the modified region 17 functioning as the gettering region 18 may have various shapes depending on the formation pattern of the functional element 25 as long as the modified region 17 faces the formation region 25 a of the functional element 25 in the thickness direction of the semiconductor substrate 2. Can be taken. As an example, as shown in FIG. 19, the gettering regions 18 may be formed in a plurality of rows vertically and horizontally with respect to one forming region 25a.
また、図20の(a)に示すように、半導体基板2を回転させつつ半導体基板2の径方向にレーザ光L(ゲッタリング用分岐レーザ光L2)を移動させることで、図20の(b)に示すように、一つの形成領域25aに対して曲線状のゲッタリング領域18を少なくとも一列形成してもよい。このように、ゲッタリング領域18を形成するための形成予定ライン15が半導体基板2に対して渦巻状となる場合、改質スポット距離(最も近い改質スポットの間の距離)が略一定となるように、半導体基板2の回転速度やレーザ光Lの繰り返し周波数を変化させることが望ましい。   Further, as shown in FIG. 20A, by moving the laser light L (branching laser light L2 for gettering) in the radial direction of the semiconductor substrate 2 while rotating the semiconductor substrate 2, FIG. ), At least one line of curved gettering regions 18 may be formed for one formation region 25a. Thus, when the formation line 15 for forming the gettering region 18 is spiral with respect to the semiconductor substrate 2, the modified spot distance (distance between the nearest modified spots) becomes substantially constant. As described above, it is desirable to change the rotation speed of the semiconductor substrate 2 and the repetition frequency of the laser light L.
また、切断起点領域8として機能する改質領域7は、1本の切断予定ライン5に対して、半導体基板2の厚さ方向に並ぶように複数列形成されてもよい。また、上記実施形態では、切断起点領域8として機能する改質領域7から発生した亀裂21を伸展させて半導体基板2を切断したが、ブレードによる切断等のその他の方法で、切断予定ライン5に沿って半導体基板2を切断してもよい。   Further, the modified regions 7 functioning as the cutting start region 8 may be formed in a plurality of rows so as to be aligned in the thickness direction of the semiconductor substrate 2 with respect to one cutting scheduled line 5. In the above-described embodiment, the semiconductor substrate 2 is cut by extending the crack 21 generated from the modified region 7 that functions as the cutting start region 8. However, the cutting line 5 is cut by other methods such as cutting with a blade. The semiconductor substrate 2 may be cut along.
また、上記実施形態では、第1ゲッタリング領域18xが残存しないように半導体基板2の裏面2bを研磨したが、第1ゲッタリング領域18xが残存するように半導体基板2の裏面2bを研磨してもよい。その場合、半導体デバイス20において、第1ゲッタリング領域18xを半導体基板2の内部に収めてもよいし、裏面2bに露出させてもよい。また、場合によっては、第1ゲッタリング領域18xは形成しなくてもよい。   In the above embodiment, the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 is polished so that the first gettering region 18x does not remain. However, the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 is polished so that the first gettering region 18x remains. Also good. In that case, in the semiconductor device 20, the first gettering region 18x may be housed in the semiconductor substrate 2 or may be exposed on the back surface 2b. In some cases, the first gettering region 18x may not be formed.
また、半導体基板2に対してレーザ光L,L1,L2の集光点を相対的に移動させる際には、支持台107を移動させてもよいし、レーザ光源101側(レーザ光源101、ダイクロイックミラー103及び集光用レンズ105等)を移動させてもよいし、或いは、支持台107及びレーザ光源101側の両方を移動させてもよい。   Further, when the focusing points of the laser beams L, L1, and L2 are moved relative to the semiconductor substrate 2, the support base 107 may be moved, or the laser light source 101 side (laser light source 101, dichroic). The mirror 103 and the condensing lens 105 may be moved, or both the support 107 and the laser light source 101 may be moved.
また、上記実施形態では、ビームホモジナイザ260を備え、このビームホモジナイザ260で強度分布を均一化したレーザ光Lを反射型空間光変調器203に入射させたが、これに代えて、ビームエキスパンダを備え、このビームエキスパンダでビーム径を拡大したレーザ光Lを反射型空間光変調器203に入射させてもよい。また、上記実施形態では、反射型空間光変調器203としてLCOS−SLMを用いたが、MEMS(メムス)−SLM、又はDMD(デフォーマブルミラーデバイス)等を用いてもよい。   In the above embodiment, the beam homogenizer 260 is provided, and the laser light L whose intensity distribution is uniformed by the beam homogenizer 260 is incident on the reflective spatial light modulator 203. Instead, a beam expander is used. In addition, the laser beam L whose beam diameter is enlarged by the beam expander may be incident on the reflective spatial light modulator 203. Moreover, in the said embodiment, although LCOS-SLM was used as the reflection type spatial light modulator 203, you may use MEMS (MEMS) -SLM or DMD (deformable mirror device).
更に、上記実施形態では、反射型空間光変調器203を用いたが、透過型の空間光変調器でもよい。空間光変調器としては、液晶セルタイプ、LCDタイプのものが挙げられる。また、上記実施形態の反射型空間光変調器203は誘電体多層膜ミラーを備えていたが、シリコン基板の画素電極の反射を利用してもよい。また、上記実施形態では、4f光学系241を用いているが、波面形状の変化が問題ならない場合等には、4f光学系241を省いてもよい。なお、複数位置に同時に集光されるそれぞれのレーザ光Lの収差が補正されるような変調パターンを反射型空間光変調器203に更に与えることで、一層好適な改質領域7,17を形成することが可能となる。   Furthermore, although the reflective spatial light modulator 203 is used in the above embodiment, a transmissive spatial light modulator may be used. Examples of the spatial light modulator include a liquid crystal cell type and an LCD type. Further, although the reflective spatial light modulator 203 of the above embodiment includes the dielectric multilayer mirror, the reflection of the pixel electrode of the silicon substrate may be used. In the above embodiment, the 4f optical system 241 is used. However, the 4f optical system 241 may be omitted when there is no problem in the change of the wavefront shape. It is to be noted that more suitable modified regions 7 and 17 are formed by further providing the reflective spatial light modulator 203 with a modulation pattern that corrects the aberrations of the respective laser beams L condensed simultaneously at a plurality of positions. It becomes possible to do.
なお、上記実施形態により、次のようなレーザ加工方法の発明、機能素子の形成方法の発明、半導体デバイスの製造方法の発明も成立する。   In addition, according to the said embodiment, the invention of the following laser processing methods, the invention of the formation method of a functional element, and the invention of the manufacturing method of a semiconductor device are materialized.
すなわち、レーザ加工方法の発明は、複数の機能素子を形成するための表面及び前記表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第1のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成する工程を備える、レーザ加工方法である。このレーザ加工方法によれば、後の工程において、半導体基板の表面に複数の機能素子を形成する際に、ゲッタリング効果を十分に発揮させることができる。   That is, the invention of the laser processing method modifies the inside of the semiconductor substrate by irradiating a semiconductor substrate having a front surface for forming a plurality of functional elements and a back surface opposite to the front surface with a first laser beam. Thus, the laser processing method includes a step of forming a gettering region for trapping impurities inside the semiconductor substrate. According to this laser processing method, the gettering effect can be sufficiently exerted when a plurality of functional elements are formed on the surface of the semiconductor substrate in a later step.
また、機能素子の形成方法の発明は、複数の機能素子を形成するための表面及び前記表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第1のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域が内部に形成された前記半導体基板を準備し、前記半導体基板の前記表面に複数の前記機能素子を形成する工程を備える、機能素子の形成方法である。この機能素子の形成方法によれば、半導体基板の表面に複数の機能素子を形成する際に、ゲッタリング効果を十分に発揮させることができる。   In addition, the invention of the method for forming a functional element modifies the inside of the semiconductor substrate by irradiating a semiconductor substrate having a front surface for forming a plurality of functional elements and a back surface opposite to the front surface with a first laser beam. Forming a plurality of functional elements on the surface of the semiconductor substrate by preparing the semiconductor substrate in which gettering regions for trapping impurities are formed. Is the method. According to this method of forming a functional element, the gettering effect can be sufficiently exhibited when a plurality of functional elements are formed on the surface of the semiconductor substrate.
また、半導体デバイスの製造方法の発明は、複数の機能素子を形成するための表面及び前記表面と反対側の裏面を有する半導体基板に第1のレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域が内部に形成され、且つ前記半導体基板の前記表面に複数の前記機能素子が形成された前記半導体基板を準備し、前記ゲッタリング領域が残存しないように前記半導体基板の前記裏面を研磨すると共に、隣り合う前記機能素子の間を通るように設定された切断予定ラインに沿って、前記機能素子ごとに少なくとも前記半導体基板を切断し、一つの前記機能素子を含む半導体デバイスを複数得る工程を備える、半導体デバイスの製造方法である。この半導体デバイスの製造方法によれば、ゲッタリング領域が残存しないように半導体基板の裏面を研磨するので、製造された半導体デバイスにゲッタリング領域を残存させずに、半導体デバイスの強度を向上させることができる。   In addition, the invention of the method for manufacturing a semiconductor device modifies the inside of the semiconductor substrate by irradiating a semiconductor substrate having a front surface for forming a plurality of functional elements and a back surface opposite to the front surface with a first laser beam. Preparing a semiconductor substrate in which a gettering region for trapping impurities is formed and a plurality of functional elements are formed on the surface of the semiconductor substrate, and the gettering region remains Polishing the back surface of the semiconductor substrate so as not to cut at least the semiconductor substrate for each functional element along a scheduled cutting line set to pass between adjacent functional elements, A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: obtaining a plurality of semiconductor devices including the functional element. According to this semiconductor device manufacturing method, the back surface of the semiconductor substrate is polished so that the gettering region does not remain, so that the strength of the semiconductor device can be improved without leaving the gettering region in the manufactured semiconductor device. Can do.
2…半導体基板、2a…表面、5…切断予定ライン、7…改質領域、8…切断起点領域、18x…第1ゲッタリング領域(ゲッタリング領域)、18y…第2ゲッタリング領域(他のゲッタリング領域)、21…亀裂、25…機能素子、L…レーザ光、L1…切断用分岐レーザ光、L2…ゲッタリング用分岐レーザ光。   2 ... Semiconductor substrate, 2a ... Surface, 5 ... Planned cutting line, 7 ... Modified region, 8 ... Cutting origin region, 18x ... First gettering region (gettering region), 18y ... Second gettering region (other Gettering region), 21... Crack, 25... Functional element, L... Laser beam, L1.

Claims (5)

  1. 半導体基板にレーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、前記半導体基板の厚さ方向に亀裂を発生させるための切断起点領域と、不純物を捕獲するためのゲッタリング領域と、を前記半導体基板に形成するレーザ光照射工程を備え、
    前記レーザ光照射工程は、
    前記レーザ光を切断用分岐レーザ光及びゲッタリング用分岐レーザ光に分岐させる工程と、
    前記切断用分岐レーザ光を前記半導体基板に集光させ、前記半導体基板の内部に前記切断起点領域を切断予定ラインに沿って形成すると同時に、前記ゲッタリング用分岐レーザ光を前記半導体基板に集光させ、前記半導体基板の内部において前記切断起点領域とは異なる位置に前記ゲッタリング領域を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
    A semiconductor substrate is irradiated with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate, thereby causing a cutting start region for generating a crack in the thickness direction of the semiconductor substrate, and a gettering region for capturing impurities. And a laser beam irradiation step for forming the semiconductor substrate on the semiconductor substrate,
    The laser light irradiation step includes
    Branching the laser beam into a branching laser beam for cutting and a branching laser beam for gettering;
    The cutting branch laser beam is condensed on the semiconductor substrate, and the cutting start region is formed along the planned cutting line inside the semiconductor substrate, and at the same time, the gettering branch laser beam is condensed on the semiconductor substrate. And a step of forming the gettering region at a position different from the cutting start region in the semiconductor substrate.
  2. 前記半導体基板の表面上に機能素子を形成する機能素子形成工程と、
    前記機能素子形成工程の前に、前記半導体基板に前記レーザ光を照射して前記半導体基板の内部を改質することにより、前記ゲッタリング領域とは別の他のゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成する機能素子形成前工程と、を備えたことを特徴とする請求項1記載の半導体デバイスの製造方法。
    A functional element forming step of forming a functional element on the surface of the semiconductor substrate;
    Prior to the functional element formation step, the semiconductor substrate is irradiated with the laser beam to modify the inside of the semiconductor substrate, whereby another gettering region different from the gettering region is formed on the semiconductor substrate. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a pre-process for forming a functional element formed inside.
  3. 前記機能素子形成工程の後、前記他のゲッタリング領域が残存しないように前記前記半導体基板を研磨して薄化させる研磨工程を備えたことを特徴とする請求項2記載の半導体デバイスの製造方法。   3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, further comprising a polishing step of polishing and thinning the semiconductor substrate so that the other gettering regions do not remain after the functional element forming step. .
  4. 前記研磨工程は、前記レーザ光照射工程の後に実施され、
    前記研磨工程では、発生させた前記亀裂の少なくとも一部が前記半導体基板に残存し且つ前記切断起点領域が前記半導体基板に残存しないように、前記半導体基板を研磨して薄化させることを特徴とする請求項3記載の半導体デバイスの製造方法。
    The polishing step is performed after the laser light irradiation step,
    In the polishing step, the semiconductor substrate is polished and thinned so that at least a part of the generated crack remains in the semiconductor substrate and the cutting start region does not remain in the semiconductor substrate. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3.
  5. 前記研磨工程は、前記レーザ光照射工程の前に実施されることを特徴とする請求項3記載の半導体デバイスの製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the polishing step is performed before the laser beam irradiation step.
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