JP2013157454A - Laser processing method, semiconductor device manufacturing method and laser processing device - Google Patents

Laser processing method, semiconductor device manufacturing method and laser processing device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser processing method, a semiconductor device manufacturing method and a laser processing device, which can stably form a gettering region.SOLUTION: A laser processing method comprises: adjusting an output value of laser beams L form a laser source L and obtaining image information which indicates a formation state of a gettering region 18 at a part 2f on which the laser beams L of the adjusted output value are irradiated; and determining on the basis of the obtained image information, an output value of the laser beams L to cause a predetermined formation amount of the gettering region 18 to be more than a predetermined amount. Accordingly, the laser beams having the output value thus determined laser beams L is applied to a semiconductor substrate 2, thus stably forming a gettering region 18 inside the semiconductor substrate 2.

Description

本発明は、レーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法及びレーザ加工装置に関する。   The present invention relates to a laser processing method, a semiconductor device manufacturing method, and a laser processing apparatus.

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

ところで、近年、厚さ50μm以下というような極薄メモリが出現する等、半導体デバイスの薄化が進んでいる。例えばそのような半導体デバイスの信頼性を向上するためには、半導体基板の内部にゲッタリング領域を形成することが重要である。一方で、ゲッタリング領域を形成するためのレーザ光の出力値は、一般に非常に微小である。このため、ゲッタリング領域の形成状態は、半導体基板の状態やその他の種々の条件に左右される結果、安定しない場合がある。   Incidentally, in recent years, the thinning of semiconductor devices has progressed, such as the emergence of ultrathin memories having a thickness of 50 μm or less. For example, in order to improve the reliability of such a semiconductor device, it is important to form a gettering region inside the semiconductor substrate. On the other hand, the output value of laser light for forming the gettering region is generally very small. For this reason, the formation state of the gettering region may not be stable as a result of being influenced by the state of the semiconductor substrate and other various conditions.

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、ゲッタリング領域を安定して形成可能なレーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法、及びレーザ加工装置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 an object of the present invention is to provide a laser processing method, a semiconductor device manufacturing method, and a laser processing apparatus capable of stably forming a gettering region.

上記課題を解決するために、本発明に係るレーザ加工方法は、レーザ光を半導体基板に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を半導体基板の内部に形成するレーザ加工方法であって、出力値が調整されたレーザ光を半導体基板の所定部分に照射した後に、所定部分におけるゲッタリング領域の形成状態を示す画像情報を取得し、画像情報に基づいて、ゲッタリング領域の形成量を所定以上とするためのレーザ光の第1出力値を決定する準備工程と、準備工程で決定された第1出力値に調整されたレーザ光を半導体基板に照射してゲッタリング領域を半導体基板の内部に形成する実施工程と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a laser processing method according to the present invention provides a gettering region for capturing impurities by irradiating a semiconductor substrate with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate. This is a laser processing method formed inside, and after irradiating a predetermined portion of a semiconductor substrate with a laser beam whose output value is adjusted, image information indicating the formation state of a gettering region in the predetermined portion is acquired, and the image information is Based on the preparatory step for determining the first output value of the laser light for setting the amount of formation of the gettering region to a predetermined value or more, and the laser light adjusted to the first output value determined in the preparatory step is applied to the semiconductor substrate. And an execution step of forming a gettering region in the semiconductor substrate by irradiation.

このレーザ加工方法は、半導体基板の内部にゲッタリング領域を形成するためのレーザ加工の実施工程と、その実施工程の前工程である準備工程とを備えている。準備工程においては、出力値が調整されたレーザ光を半導体基板に照射して、その照射された部分におけるゲッタリング領域の形成状態を示す画像情報を取得する。そして、その取得した画像情報に基づいて、ゲッタリング領域の形成量を所定以上とするためのレーザ光の第1出力値を決定する。このため、このレーザ加工方法によれば、ゲッタリング領域を十分に形成可能なレーザ光の出力値を決定することが可能となる。よって、このレーザ加工方法によれば、実施工程において、準備工程で決定された第1出力値のレーザ光を半導体基板に照射することにより、半導体基板の内部に安定してゲッタリング領域を形成することが可能となる。   This laser processing method includes a laser processing implementation step for forming a gettering region inside a semiconductor substrate, and a preparation step that is a pre-step of the implementation step. In the preparation step, the semiconductor substrate is irradiated with laser light whose output value has been adjusted, and image information indicating the formation state of the gettering region in the irradiated portion is acquired. Then, based on the acquired image information, a first output value of the laser beam for making the amount of formation of the gettering region equal to or larger than a predetermined value is determined. For this reason, according to this laser processing method, it is possible to determine the output value of the laser beam capable of sufficiently forming the gettering region. Therefore, according to this laser processing method, the gettering region is stably formed inside the semiconductor substrate by irradiating the semiconductor substrate with the laser beam having the first output value determined in the preparation step in the implementation step. It becomes possible.

本発明に係るレーザ加工方法においては、準備工程は、出力値が調整されたレーザ光を所定部分に照射する第1工程と、第1工程の後に、所定部分の画像情報を取得する第2工程と、第2工程の後に、画像情報に基づいて、所定部分におけるゲッタリング領域の形成量が所定以上であるか否かを判定する第3工程と、を含み、準備工程においては、レーザ光の出力値を第2出力値から段階的に大きくしながら、第3工程においてゲッタリング領域の形成量が所定以上であると判定されるまで、第1工程、第2工程、及び第3工程を順に繰り返すことにより、第1出力値を決定することができる。この場合、レーザ光の出力値を第2出力値から段階的に大きくしながら第1〜3工程を繰り返すことにより第1出力値を決定するので、必要以上に大きな出力値のレーザ光を半導体基板に照射することを避けることが可能となる。   In the laser processing method according to the present invention, the preparation step includes a first step of irradiating the predetermined portion with the laser beam whose output value is adjusted, and a second step of acquiring image information of the predetermined portion after the first step. And a third step of determining whether or not the amount of gettering regions formed in the predetermined portion is greater than or equal to a predetermined amount based on the image information after the second step. While gradually increasing the output value from the second output value, the first step, the second step, and the third step are sequentially performed until it is determined in the third step that the amount of formation of the gettering region is greater than or equal to a predetermined amount. By repeating, the first output value can be determined. In this case, since the first output value is determined by repeating the first to third steps while increasing the output value of the laser beam stepwise from the second output value, the laser beam having an output value larger than necessary is applied to the semiconductor substrate. Can be avoided.

このとき、本発明に係るレーザ加工方法においては、第2出力値は、レーザ光の照射によってゲッタリング領域が形成されないような出力値とすることができる。この場合には、レーザ光の出力値を、ゲッタリング領域が形成されない程度から段階的に大きくしていくこととなるので、ゲッタリング領域を安定して形成するために必要十分なレーザ光の出力値を確実に決定することができる。   At this time, in the laser processing method according to the present invention, the second output value can be set to an output value such that a gettering region is not formed by laser light irradiation. In this case, since the output value of the laser beam is increased stepwise from the extent that the gettering region is not formed, the output of the laser beam that is necessary and sufficient to stably form the gettering region. The value can be determined reliably.

本発明に係るレーザ加工方法においては、半導体基板は、表面に機能素子が形成される使用部分と、機能素子が形成されない不使用部分とを含み、所定部分は不使用部分であるものとすることができる。この場合には、実施工程でゲッタリング領域を形成する半導体基板の不使用部分において準備工程を行うこととなるので、実施工程における実際の加工条件に則した第1出力値を決定することが可能となる。   In the laser processing method according to the present invention, the semiconductor substrate includes a used portion where a functional element is formed on a surface and an unused portion where a functional element is not formed, and the predetermined portion is an unused portion. Can do. In this case, since the preparation process is performed in the unused portion of the semiconductor substrate where the gettering region is formed in the implementation process, it is possible to determine the first output value in accordance with the actual processing conditions in the implementation process. It becomes.

本発明に係るレーザ加工方法においては、ゲッタリング領域の形成量は、レーザ光のショット数に対するゲッタリング領域の形成数の割合であるものとすることができる。   In the laser processing method according to the present invention, the amount of gettering regions formed can be the ratio of the number of gettering regions formed to the number of shots of laser light.

ここで、本発明に係る半導体デバイスの製造方法は、上記のレーザ加工方法を実施することにより、半導体基板の内部にゲッタリング領域を形成する工程と、半導体基板の表面に複数の機能素子を形成する工程と、ゲッタリング領域を形成した後であって機能素子を形成した後に、隣り合う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、機能素子ごとに半導体基板を切断し、一つの機能素子を含む半導体デバイスを複数得る工程と、を備えることを特徴とする。   Here, the semiconductor device manufacturing method according to the present invention includes a step of forming a gettering region in a semiconductor substrate and a plurality of functional elements on the surface of the semiconductor substrate by performing the laser processing method described above. And after forming the gettering region and after forming the functional element, the semiconductor substrate is cut for each functional element along a scheduled cutting line set to pass between adjacent functional elements. And a step of obtaining a plurality of semiconductor devices including one functional element.

この半導体デバイスの製造方法は、上述したレーザ加工方法を実施する。したがって、この半導体デバイスの製造方法によれば、半導体基板の内部に安定してゲッタリング領域を形成することが可能となり、ひいては、半導体デバイスの信頼性を向上させることが可能となる。   This semiconductor device manufacturing method implements the laser processing method described above. Therefore, according to this method for manufacturing a semiconductor device, it is possible to stably form a gettering region inside the semiconductor substrate, and as a result, it is possible to improve the reliability of the semiconductor device.

また、本発明に係るレーザ加工装置は、レーザ光を半導体基板に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を半導体基板の内部に形成するレーザ加工装置であって、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光の出力値を調整する調整手段と、半導体基板のレーザ光が照射された所定部分を撮像することにより、所定部分におけるゲッタリング領域の形成状態を示す画像情報を取得する取得手段と、画像情報に基づいて、ゲッタリング領域の形成量を所定以上とするためのレーザ光の第1出力値を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする。   The laser processing apparatus according to the present invention also forms a gettering region for trapping impurities inside the semiconductor substrate by irradiating the semiconductor substrate with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate. An apparatus, a laser light source that emits laser light, an adjustment unit that adjusts an output value of the laser light, and an image of a predetermined portion of the semiconductor substrate irradiated with the laser light, thereby obtaining a gettering region in the predetermined portion. Acquisition means for acquiring image information indicating a formation state, and determination means for determining a first output value of a laser beam for making the amount of formation of the gettering region a predetermined amount or more based on the image information. Features.

このレーザ加工装置においては、レーザ光源からのレーザ光の出力値を調整すると共に、その出力値の調整されたレーザ光が照射された部分におけるゲッタリング領域の形成状態を示す画像情報を取得する。そして、その取得した画像情報に基づいて、ゲッタリング領域の形成量を所定以上とするためのレーザ光の第1出力値を決定する。このため、このレーザ加工装置によれば、ゲッタリング領域を十分に形成可能なレーザ光の出力値を決定することが可能となる。よって、このレーザ加工装置によれば、そのように決定した第1出力値に調整されたレーザ光を半導体基板に照射することにより、半導体基板の内部に安定してゲッタリング領域を形成することが可能となる。   In this laser processing apparatus, the output value of the laser light from the laser light source is adjusted, and image information indicating the formation state of the gettering region in the portion irradiated with the laser light whose output value is adjusted is acquired. Then, based on the acquired image information, a first output value of the laser beam for making the amount of formation of the gettering region equal to or larger than a predetermined value is determined. For this reason, according to this laser processing apparatus, it becomes possible to determine the output value of the laser beam capable of sufficiently forming the gettering region. Therefore, according to this laser processing apparatus, the gettering region can be stably formed inside the semiconductor substrate by irradiating the semiconductor substrate with the laser light adjusted to the first output value determined as described above. It becomes possible.

本発明に係るレーザ加工装置においては、画像情報に基づいて、所定部分におけるゲッタリング領域の形成量が所定以上であるか否かを判定する判定手段をさらに備え、決定手段は、レーザ光の出力値を、予め保持する第2出力値から段階的に大きくしながら、判定手段によってゲッタリング領域の形成量が所定以上であると判定されるまで、調整手段によるレーザ光の出力値の調整と、取得手段による画像情報の取得と、判定手段による判定とを順に繰り返すことにより、第1出力値を決定することができる。この場合には、必要以上の出力値のレーザ光を半導体基板に照射することを避けることが可能となる。   The laser processing apparatus according to the present invention further includes a determination unit that determines whether or not the amount of gettering regions formed in the predetermined portion is greater than or equal to a predetermined amount based on the image information, and the determination unit outputs the laser light. Adjusting the output value of the laser beam by the adjustment unit until the determination unit determines that the formation amount of the gettering region is greater than or equal to a predetermined value while gradually increasing the value from the second output value held in advance. The first output value can be determined by sequentially repeating the acquisition of the image information by the acquisition unit and the determination by the determination unit. In this case, it is possible to avoid irradiating the semiconductor substrate with laser light having an output value more than necessary.

本発明に係るレーザ加工装置においては、第2出力値は、レーザ光の照射によってゲッタリング領域が形成されないような出力値とすることができる。この場合には、ゲッタリング領域を安定して形成するために必要十分なレーザ光の出力値を確実に決定することができる。   In the laser processing apparatus according to the present invention, the second output value can be set to an output value such that a gettering region is not formed by laser light irradiation. In this case, it is possible to reliably determine the output value of the laser beam necessary and sufficient for stably forming the gettering region.

本発明に係るレーザ加工装置においては、ゲッタリング領域の形成量は、レーザ光のショット数に対するゲッタリング領域の形成数の割合であるものとすることができる。   In the laser processing apparatus according to the present invention, the amount of gettering regions formed can be the ratio of the number of gettering regions formed to the number of shots of laser light.

本発明によれば、ゲッタリング領域を安定して形成可能なレーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法、及びレーザ加工装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a laser processing method, a semiconductor device manufacturing method, and a laser processing apparatus capable of stably forming a gettering region.

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IV−IV線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the IV-IV 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. 本発明の一実施形態に係る半導体デバイスの製造方法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 the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る半導体デバイスの製造方法が実施され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 one Embodiment of this invention is enforced. 本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法の主要な工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the main processes of the laser processing method which concerns on one Embodiment of this invention. 図11に示された減光器制御部が保持する表の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the table | surface which the dimmer control part shown by FIG. 11 hold | maintains. 図11に示されたIRカメラが取得した画像情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image information which the IR camera shown by FIG. 11 acquired. 本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法の準備工程が実施された半導体基板の不使用部分の拡大平面図である。It is an enlarged plan view of the unused part of the semiconductor substrate in which the preparatory process of the laser processing method which concerns on one Embodiment of this invention was implemented. 本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法が実施されている半導体基板の平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing of a semiconductor substrate with which the laser processing method concerning one embodiment of the present invention is carried out. 本発明の一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及び断面図である。It is the top view and sectional drawing of a semiconductor substrate with which the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention is implemented. 本発明の一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及び断面図である。It is the top view and sectional drawing of a semiconductor substrate with which the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention is implemented. 本発明の一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及び断面図である。It is the top view and sectional drawing of a semiconductor substrate with which the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention is implemented. 本発明の一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及び断面図である。It is the top view and sectional drawing of a semiconductor substrate with which the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention is implemented. 本発明の他の実施形態に係るレーザ加工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 laser processing method concerning other embodiment of this invention is implemented. 本発明の他の実施形態に係るレーザ加工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 laser processing method concerning other embodiment of this invention is implemented.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法においては、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1〜6を参照して説明する。   In the semiconductor device manufacturing method according to 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. There is a case where a cutting starting region (that is, a modified region functioning as a cutting starting region) for forming is formed inside the semiconductor substrate. Therefore, the formation of the cutting start region for the plate-like workpiece is not limited to the semiconductor substrate, and will be described with reference to FIGS.

図1に示されるように、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整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 to change the direction of the optical axis (optical path) of the laser beam L by 90 °, and 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. In addition, a laser light source control unit 102 that controls the laser light source 101 and a stage control unit 115 that controls driving of the stage 111 are provided to adjust the output, pulse width, and the like of the laser light L.

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の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 is changed in direction of the optical axis by 90 ° by the dichroic mirror 103, and the processing object 1 placed on the support base 107 is changed. The light is condensed inside 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に示されるように、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に示されるように、加工対象物1の内部に集光点Pを合わせた状態において、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4〜6に示されるように、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 the modified region is formed inside the workpiece 1, as shown in FIG. 3, the laser beam L is directed along the planned cutting line 5 in a state where the focusing point P is aligned with the inside of the workpiece 1. (Ie, 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となった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、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。さらに、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 modified region include a melt treatment region, a crack region, a dielectric breakdown region, a refractive index change region, and the like, and there is a region where these are mixed. Furthermore, as the modified region, there are a region where the density of the modified region in the material of the workpiece is changed compared to the density of the non-modified region, and a region where lattice defects are formed. 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、さらに、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-processed area, the refractive index changing area, the modified area is changed compared to the density of the non-modified area, or the area where lattice defects are formed is 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 2 or sapphire (Al 2 O 2 ), 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2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 two 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.

ここで、本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法においては、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7〜10を参照して説明する。   Here, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, a gettering region (that is, gettering) for capturing impurities by irradiating the semiconductor substrate with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate. A modified region functioning as a region) 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に示されるように、シリコンウエハ等の半導体基板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、例えば、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、半導体メモリといった記憶素子、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, for example, a light receiving element such as a photodiode, a light emitting element such as a laser diode, a memory element such as a semiconductor memory, 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25a(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 25 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に悪影響が及ぶこと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 can suppress that the functional element 25 is adversely affected by 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)に示されるように、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)に示されるように、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)に示されるように、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)に示されるように、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 surface 16 to be polished, as shown in FIG. In addition, 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, as shown in FIG. 9B. The gettering region 18 does not remain in the semiconductor 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)に示されるように、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 modifications are made along the moving direction of the laser light L (the direction in which the focal point P of the laser light L is moved relative to the semiconductor substrate 2). When the spots 17a are arranged in a line, the pulse pitch of the laser beam L (relative to 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. (Moving speed / repetition frequency of laser light L) may be set.

また、図10の(b)に示されるように、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)に示されるように、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. When forming the laser beam, 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 beam L, the above-described modified spot distance d is set. The distance between the reforming spots 17a across adjacent rows may be set. 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.

引き続いて、本発明の一実施形態に係る半導体デバイスの製造方法について説明する。まず、この半導体デバイスの製造方法において用いるレーザ加工装置について説明する。図11は、本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法に用いるレーザ加工装置を示す図である。図11に示されるように、レーザ加工装置100Aは、上述したレーザ加工装置100と同様に、レーザ光源101、レーザ光源制御部102、ダイクロイックミラー103、集光用レンズ(加工用対物レンズ)105、支持台107、ステージ111、及びステージ制御部115を備えている。   Subsequently, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described. First, a laser processing apparatus used in this semiconductor device manufacturing method will be described. FIG. 11 is a diagram showing a laser processing apparatus used in the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment. As shown in FIG. 11, the laser processing apparatus 100A is similar to the laser processing apparatus 100 described above, and includes a laser light source 101, a laser light source control unit 102, a dichroic mirror 103, a condensing lens (processing objective lens) 105, A support base 107, a stage 111, and a stage control unit 115 are provided.

レーザ加工装置100Aは、レーザ光Lを減光するための減光器(調整手段)104と、後述する画像情報や出力値情報に基づいて減光器104を制御する減光器制御部(決定手段、判定手段)114とをさらに備えている。減光器104は、レーザ光Lの光軸上においてダイクロイックミラー103と集光用レンズ105との間に配置されている。減光器104は、例えば、1/2波長板や偏光板等からなるアッテネータである。減光器104は、減光器制御部114の制御の元で、例えば、レーザ光Lの光軸に対する1/2波長板の角度を変更することにより、レーザ光Lの減光の度合いを調整する(すなわち、レーザ光Lの出力値を調整する)。このように、レーザ加工装置100Aにおいては、減光器104を採用することにより、ゲッタリング領域18を形成するためのレーザ光Lの出力値の調整を確実に行うことが可能となる。   The laser processing apparatus 100A includes a dimmer (adjusting unit) 104 for dimming the laser light L, and a dimmer control unit (determination) that controls the dimmer 104 based on image information and output value information described below. (Means, determination means) 114. The dimmer 104 is disposed between the dichroic mirror 103 and the condensing lens 105 on the optical axis of the laser light L. The dimmer 104 is an attenuator made of, for example, a half-wave plate or a polarizing plate. The dimmer 104 adjusts the degree of dimming of the laser light L, for example, by changing the angle of the half-wave plate with respect to the optical axis of the laser light L under the control of the dimmer control unit 114. (That is, the output value of the laser beam L is adjusted). As described above, in the laser processing apparatus 100A, by using the dimmer 104, the output value of the laser light L for forming the gettering region 18 can be reliably adjusted.

減光器104における1/2波長板の角度の変更は、例えば、1/2波長板の角度を変更するためのパルスモータの駆動信号のパルス数を変更することにより行うことができる。以下では、そのパルス数を「減光器パルス数」と称すると共に、レーザ光Lの減光の度合いを示す用語として用いる。本実施形態においては、減光器パルス数が大きくなるにしたがって、レーザ光Lの減光の度合いが小さくなり、レーザ光Lの出力値が大きくなるものとする。   The angle of the half-wave plate in the dimmer 104 can be changed, for example, by changing the number of pulses of the pulse motor drive signal for changing the angle of the half-wave plate. In the following, the number of pulses is referred to as “attenuator pulse number” and is used as a term indicating the degree of attenuation of the laser light L. In the present embodiment, it is assumed that as the number of dimmer pulses increases, the degree of attenuation of the laser light L decreases and the output value of the laser light L increases.

レーザ加工装置100Aは、支持台107の上に載置された半導体基板2を撮像するためのIRカメラ(取得手段)106と、IRカメラ106を制御するカメラ制御部(決定手段)116とをさらに備えている。IRカメラ106は、例えば、集光用レンズ105に併設されている。IRカメラ106は、カメラ制御部116の制御の元で、半導体基板2のレーザ光Lが照射された所定部分を撮像し、その所定部分におけるゲッタリング領域18の形成状態を示す画像情報を取得する。IRカメラ106は、取得した画像情報をカメラ制御部116に送信する。カメラ制御部116は、IRカメラ106からの画像情報を、減光器制御部114に送信する。   The laser processing apparatus 100 </ b> A further includes an IR camera (acquisition means) 106 for imaging the semiconductor substrate 2 placed on the support base 107, and a camera control unit (decision means) 116 for controlling the IR camera 106. I have. The IR camera 106 is attached to the condensing lens 105, for example. Under the control of the camera control unit 116, the IR camera 106 images a predetermined portion of the semiconductor substrate 2 irradiated with the laser light L, and acquires image information indicating the formation state of the gettering region 18 in the predetermined portion. . The IR camera 106 transmits the acquired image information to the camera control unit 116. The camera control unit 116 transmits the image information from the IR camera 106 to the dimmer control unit 114.

レーザ加工装置100Aは、レーザ光Lの出力値を測定するためのパワーメータ108をさらに備えている。パワーメータ108は、集光用レンズ105からのレーザ光Lの照射を受けてレーザ光Lの出力値を測定し、測定結果を示す出力値情報を取得する。パワーメータ108は、取得した出力値情報を、減光器制御部114に送信する。   The laser processing apparatus 100A further includes a power meter 108 for measuring the output value of the laser light L. The power meter 108 receives the laser beam L from the condensing lens 105, measures the output value of the laser beam L, and acquires output value information indicating the measurement result. The power meter 108 transmits the acquired output value information to the dimmer control unit 114.

なお、減光器制御部114やカメラ制御部116は、例えば、CPU、ROM及びRAM等を含むコンピュータを主体として構成される。減光器制御部114及びカメラ制御部116は、それぞれ別体に構成されてもよいし、互いに一体に構成されてもよい。減光器制御部114及びカメラ制御部116の制御の詳細については後述する。   The dimmer control unit 114 and the camera control unit 116 are mainly configured by a computer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, for example. The dimmer control unit 114 and the camera control unit 116 may be configured separately, or may be configured integrally with each other. Details of the control of the dimmer controller 114 and the camera controller 116 will be described later.

次に、上述したレーザ加工装置100Aを用いた半導体デバイスの製造方法について説明する。この半導体デバイスの製造方法では、図12に示されるような半導体基板2を用いる。図12に示されるように、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。半導体基板2は、表面2aが集光用レンズ105側となるように、レーザ加工装置100Aの支持台107に載置されている(図11参照)。   Next, a semiconductor device manufacturing method using the above-described laser processing apparatus 100A will be described. In this semiconductor device manufacturing method, a semiconductor substrate 2 as shown in FIG. 12 is used. As shown in FIG. 12, 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 semiconductor substrate 2 is placed on the support 107 of the laser processing apparatus 100A so that the surface 2a is on the condensing lens 105 side (see FIG. 11).

半導体基板2の表面2aには、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の形成領域25aが設定されている。つまり、半導体基板2は、表面2aに機能素子25が形成される使用部分2dと、機能素子25が形成されない不使用部分2fとを含む。図12の(b)は、その不使用部分2fの拡大図である。なお、半導体基板2は、例えば、直径12インチ、厚さ775μmのシリコンウエハとすることができる。   The functional elements 25 are arranged on the surface 2 a of the semiconductor substrate 2 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. A formation region 25a is set. That is, the semiconductor substrate 2 includes a used portion 2d where the functional element 25 is formed on the surface 2a and an unused portion 2f where the functional element 25 is not formed. FIG. 12B is an enlarged view of the unused portion 2f. The semiconductor substrate 2 can be a silicon wafer having a diameter of 12 inches and a thickness of 775 μm, for example.

本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法は、まず、本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法を実施する。そのレーザ加工方法では、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の内部にゲッタリング領域18を形成する。図13は、そのようなレーザ加工方法の主要な工程を示すフローチャートである。図13に示されるように、このレーザ加工方法は、準備工程と実施工程とからなる。準備工程では、出力値が調整されたレーザ光Lを半導体基板2の不使用部分2fに照射すると共に、不使用部分2fにおけるゲッタリング領域18の形成状態を示す画像情報を取得し、その画像情報に基づいて、ゲッタリング領域18の形成量を所定以上とするためのレーザ光Lの加工出力値(第1出力値)を決定する。   In the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment, first, a laser processing method according to an embodiment of the present invention is performed. In the laser processing method, the gettering region 18 is formed inside the semiconductor substrate 2 by modifying the inside of the semiconductor substrate 2 by irradiating the semiconductor substrate 2 with the laser light L. FIG. 13 is a flowchart showing the main steps of such a laser processing method. As shown in FIG. 13, the laser processing method includes a preparation process and an execution process. In the preparation step, the laser light L whose output value is adjusted is irradiated to the unused portion 2f of the semiconductor substrate 2, and image information indicating the formation state of the gettering region 18 in the unused portion 2f is acquired, and the image information is obtained. Based on the above, the machining output value (first output value) of the laser beam L for determining the amount of formation of the gettering region 18 to a predetermined value or more is determined.

そのために、まず、減光器104の減光器パルス数の初期値を決定する(工程S101)。この工程S101についてより詳細に説明する。この工程S101では、まず、減光器制御部114の制御の元で減光器104の減光器パルス数を変化させつつ、パワーメータ108にレーザ光Lを照射し、レーザ光Lの出力値を測定する。これにより、減光器104の減光器パルス数と、パワーメータ108の測定値(すなわちレーザ光Lの出力値)とが対応付けられて、減光器制御部114において図14の(a)に示されるような表T1が作成される。   For this purpose, first, the initial value of the dimmer pulse number of the dimmer 104 is determined (step S101). This step S101 will be described in more detail. In this step S101, first, the power meter 108 is irradiated with the laser beam L while changing the number of dimmer pulses of the dimmer 104 under the control of the dimmer controller 114, and the output value of the laser beam L Measure. Thereby, the number of dimmer pulses of the dimmer 104 and the measured value of the power meter 108 (that is, the output value of the laser light L) are associated with each other, and the dimmer control unit 114 in FIG. A table T1 as shown in FIG.

減光器制御部114は、この表T1を参照することにより、レーザ光Lの出力値を初期値(第2出力値)に調整するための減光器パルス数の初期値を決定することができる。レーザ光Lの初期値は、レーザ光Lの照射によってゲッタリング領域18が形成されないような出力値であり、例えば0.03Wとすることができる。その場合には、表T1を参照することにより、減光器パルス数の初期値を190と決定することができる。なお、レーザ光Lの初期値は、減光器制御部114が予め保持している。   The dimmer controller 114 can determine the initial value of the dimmer pulse number for adjusting the output value of the laser light L to the initial value (second output value) by referring to this table T1. it can. The initial value of the laser beam L is an output value such that the gettering region 18 is not formed by the irradiation of the laser beam L, and can be set to 0.03 W, for example. In that case, the initial value of the dimmer pulse number can be determined to be 190 by referring to the table T1. Note that the initial value of the laser beam L is held in advance by the dimmer controller 114.

ここで、減光器制御部114は、図14の(b)に示されるような表T2をさらに保持している。表T2は、所定の実験により予め作成されたものであり、減光器104の減光器パルス数を段階的に(ここでは10ずつ6段階に)変化させながらレーザ光Lを半導体基板2に照射したときのゲッタリング領域18の形成状態の判定結果をA,B,Cの3段階で示す表である。判定結果のA〜Cは、レーザ光Lのショット数に対するゲッタリング領域18(すなわち改質スポット17a)の形成数の割合によって区別される。図15に、判定結果のA〜Cのそれぞれに対応する画像情報の一例を示す。図15において、SHがレーザ光Lの1ショットを示しており、17aがその1ショットにより形成された改質スポットを示している。   Here, the dimmer control unit 114 further holds a table T2 as shown in FIG. Table T2 is created in advance by a predetermined experiment, and the laser light L is applied to the semiconductor substrate 2 while changing the number of dimmer pulses of the dimmer 104 step by step (here, 10 steps to 6 steps). It is a table | surface which shows the determination result of the formation state of the gettering area | region 18 at the time of irradiation in three steps of A, B, and C. The determination results A to C are distinguished by the ratio of the number of gettering regions 18 (that is, the modified spots 17a) to the number of shots of the laser beam L. FIG. 15 shows an example of image information corresponding to each of the determination results A to C. In FIG. 15, SH indicates one shot of the laser beam L, and 17a indicates a modified spot formed by the one shot.

図15の(a)に示される状態では、改質スポット17aが全く形成されていない。つまり、図15の(a)に示される状態では、レーザ光LのショットSHの数(ここでは10)に対する改質スポット17aの形成数(ここでは0)の割合は0%である。この場合には、判定結果はCとなる。なお、判定結果がCとなるのは、例えば、レーザ光LのショットSHの数に対する改質スポット17aの形成数の割合が0%の場合とすることができる。   In the state shown in FIG. 15A, the modified spot 17a is not formed at all. That is, in the state shown in FIG. 15A, the ratio of the number of modified spots 17a (0 here) to the number of shots SH (10 here) of the laser light L is 0%. In this case, the determination result is C. Note that the determination result is C, for example, when the ratio of the number of modified spots 17a to the number of shots SH of the laser light L is 0%.

図15の(b)に示される状態では、改質スポット17aがまばらに形成されている。図15の(b)に示される状態では、レーザ光LのショットSHの数(ここでは10)に対する改質スポット17aの形成数(ここでは5)の割合は、50%である。この場合には、判定結果はBとなる。なお、判定結果がBとなるのは、例えば、レーザ光LのショットSHの数に対する改質スポット17aの形成数の割合が0%を超える100%未満の場合とすることができる。   In the state shown in FIG. 15B, the modified spots 17a are sparsely formed. In the state shown in FIG. 15B, the ratio of the number of modified spots 17a (here, 5) to the number of shots SH (here, 10) of the laser light L is 50%. In this case, the determination result is B. The determination result is B, for example, when the ratio of the number of modified spots 17a to the number of shots SH of the laser beam L is greater than 0% and less than 100%.

図15の(c)に示される状態では、レーザ光Lの全てのショットSHに対して改質スポット17aが形成されている。つまり、図15の(c)に示される状態では、レーザ光LのショットSHの数(ここでは10)に対する改質スポット17aの形成数(ここでは10)の割合は100%である。この場合、判定結果はAとなる。なお、判定結果がAとなるのは、例えば、レーザ光LのショットSHの数に対する改質スポット17aの形成数の割合が100%の場合とすることができる。このようなレーザ光Lの照射とゲッタリング領域18の形成状態の判定とを複数回(ここでは4回)繰り返すことにより、図14の(b)に示される表T2が得られる。   In the state shown in FIG. 15C, the modified spots 17a are formed for all the shots SH of the laser light L. That is, in the state shown in FIG. 15C, the ratio of the number of modified spots 17a (10 here) to the number of shots SH (10 here) of the laser light L is 100%. In this case, the determination result is A. The determination result can be A when, for example, the ratio of the number of modified spots 17a to the number of shots SH of the laser light L is 100%. By repeating such irradiation of the laser light L and determination of the formation state of the gettering region 18 a plurality of times (here, four times), a table T2 shown in FIG. 14B is obtained.

工程S101においては、減光器制御部114は、この表T2をさらに参照して、減光器104の減光器パルス数の初期値を決定することができる。例えば、表T2によれば、減光器パルス数が200の場合(減光度1:最も減光の度合いが大きい場合、すなわち、最もレーザ光Lの出力値が小さい場合)には、N1〜N4の全ての試行において、判定結果がCとなっている。よって、減光器パルス数の初期値を200よりも小さく設定すれば、レーザ光Lの出力値が、十分にゲッタリング領域18が形成されない出力値に調整されることとなる。   In step S101, the dimmer control unit 114 can further determine the initial value of the dimmer pulse number of the dimmer 104 by further referring to the table T2. For example, according to Table T2, when the number of dimmer pulses is 200 (dimming degree 1: when the degree of dimming is the highest, that is, when the output value of the laser beam L is the smallest), N1 to N4 In all trials, the determination result is C. Therefore, if the initial value of the dimmer pulse number is set to be smaller than 200, the output value of the laser light L is adjusted to an output value at which the gettering region 18 is not sufficiently formed.

続いて、減光器制御部114が減光器104の減光器パルス数を工程S102で決定した初期値に設定した状態において(すなわち、レーザ光Lの出力値を初期値に調整した状態において)、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の不使用部分2fにレーザ光Lを照射する(工程S102:第1工程)。このとき、レーザ光Lは、例えば、不使用部分2fにおける第1ラインL1に沿って照射される(図12の(b)参照)。   Subsequently, in a state where the dimmer control unit 114 sets the number of dimmer pulses of the dimmer 104 to the initial value determined in step S102 (that is, in a state where the output value of the laser light L is adjusted to the initial value). ) Irradiate the unused portion 2f of the semiconductor substrate 2 with the laser beam L using the surface 2a of the semiconductor substrate 2 as the laser beam incident surface (step S102: first step). At this time, for example, the laser light L is irradiated along the first line L1 in the unused portion 2f (see FIG. 12B).

続いて、カメラ制御部116の制御の元で、IRカメラ106によって不使用部分2fを撮像し、不使用部分2fにおけるゲッタリング領域18の形成状態を示す画像情報を取得する(工程S103:第2工程)。このとき取得された画像情報は、IRカメラ106からカメラ制御部116を介して減光器制御部114に送信される。   Subsequently, under the control of the camera control unit 116, the unused portion 2f is imaged by the IR camera 106, and image information indicating the formation state of the gettering region 18 in the unused portion 2f is acquired (step S103: second). Process). The image information acquired at this time is transmitted from the IR camera 106 to the dimmer control unit 114 via the camera control unit 116.

続いて、減光器制御部114が、工程S103で取得した画像情報に基づいて、不使用部分2fにおいて、ゲッタリング領域18の形成量が所定以上であるか否かを判定する(工程S104:第3工程)。ここでのゲッタリング領域18の形成量とは、例えば、レーザ光LのショットSHの数に対する改質スポット17aの形成数の割合とすることができる。つまり、この工程S104は、レーザ光LのショットSHの数に対する改質スポット17aの形成数の割合が所定以上であるか否かを判定するものとすることができる。この判定は、上述した表T2を作成する場合と同様にして行うことができる。例えば、ショットSHの数に対する改質スポット17aの形成数の割合が、100%以上である場合(すなわち、例えば上述した判定結果Aの場合)に、所定以上であると判定することができる。   Subsequently, the dimmer controller 114 determines whether or not the formation amount of the gettering region 18 is greater than or equal to a predetermined amount in the unused portion 2f based on the image information acquired in step S103 (step S104: (3rd process). Here, the amount of gettering region 18 formed can be, for example, the ratio of the number of modified spots 17a to the number of shots SH of laser light L. That is, in this step S104, it can be determined whether or not the ratio of the number of modified spots 17a to the number of shots SH of the laser beam L is greater than or equal to a predetermined value. This determination can be performed in the same manner as when creating the table T2 described above. For example, when the ratio of the number of modified spots 17a to the number of shots SH is 100% or more (that is, for example, in the case of the determination result A described above), it can be determined that the number is greater than or equal to a predetermined value.

続いて、工程S104における判定の結果が、ゲッタリング領域18の形成量が所定以上でないと判定された場合、減光器制御部114が減光器104の減光器パルス数を初期値から一段階大きくする(すなわち、レーザ光Lの出力値を一段階大きくする)(工程S105)。このとき減光器パルス数を大きくする度合いは、例えば、表T2を参照して決定することができる。表T2によれば、減光器パルス数を200から210にすることにより、判定結果がBとなる試行が現れる。したがって、この場合にも、減光器パルス数を大きくする度合いを10程度と決定することができる。   Subsequently, when it is determined that the amount of formation of the gettering region 18 is not equal to or greater than a predetermined value as a result of the determination in step S104, the dimmer control unit 114 sets the dimmer pulse number of the dimmer 104 from the initial value. The level is increased (that is, the output value of the laser beam L is increased by one level) (step S105). At this time, the degree of increasing the number of dimmer pulses can be determined with reference to Table T2, for example. According to Table T2, when the number of dimmer pulses is changed from 200 to 210, trials with a determination result of B appear. Therefore, also in this case, the degree of increasing the number of dimmer pulses can be determined to be about 10.

工程S105において減光器パルス数を一段階大きくした後、工程S102に戻り、工程S102〜S104を繰り返す。この繰り返しは、工程S105において減光器パルス数を段階的に大きくしながら、工程S104においてゲッタリング領域18の形成量が所定以上であると判定されるまで(すなわち、例えば判定結果がAとなるまで)行われる。   After increasing the number of dimmer pulses by one step in step S105, the process returns to step S102, and steps S102 to S104 are repeated. This repetition is performed until the number of gettering regions 18 formed is determined to be greater than or equal to a predetermined value in step S104 while the number of dimmer pulses is increased stepwise in step S105 (that is, for example, the determination result is A). Up to).

換言すれば、減光器制御部114及びカメラ制御部116は、レーザ光Lの出力値を予め保持する初期値から段階的に大きくしながら、ゲッタリング領域18の形成量が所定以上であると判定されるまで、減光器104によるレーザ光Lの出力値の調整と、IRカメラ106による画像情報の取得と、ゲッタリング領域18の形成状態の判定とを順に繰り返す。この繰り返しの際には、レーザ光Lは、例えば、不使用部分2fにおける第1ラインL1〜第6ラインL6のそれぞれに沿って順に照射される。   In other words, the dimmer control unit 114 and the camera control unit 116 increase the formation value of the gettering region 18 to a predetermined value or more while gradually increasing the output value of the laser light L from an initial value that is held in advance. Until the determination is made, the adjustment of the output value of the laser light L by the dimmer 104, the acquisition of image information by the IR camera 106, and the determination of the formation state of the gettering region 18 are repeated in order. In this repetition, the laser beam L is irradiated in order along each of the first line L1 to the sixth line L6 in the unused portion 2f, for example.

図16は、工程S102〜105を繰り返し実施したときの不使用部分2fの一例を示す拡大図である。図16に示されるように、この例においては、1回目及び2回目の実施においては(すなわち、減光器パルス数を初期値としたときの実施と、表T2における減光度2に対応する減光器パルス数としたときの実施においては)、ゲッタリング領域18が全く形成されていない(図中の第1ラインL1及び第2ラインL2参照)。したがって、1回目及び2回目の実施の工程S104では、ゲッタリング領域18の形成量が所定未満であると判定される(例えば、判定結果がCとなる)。   FIG. 16 is an enlarged view showing an example of the unused portion 2f when Steps S102 to S105 are repeatedly performed. As shown in FIG. 16, in this example, in the first and second implementations (that is, the implementation when the number of dimmer pulses is the initial value and the attenuation corresponding to the dimming degree 2 in Table T2). In the implementation with the number of optical pulses, the gettering region 18 is not formed at all (see the first line L1 and the second line L2 in the figure). Accordingly, in the first and second implementation steps S104, it is determined that the amount of formation of the gettering region 18 is less than a predetermined amount (for example, the determination result is C).

また、3回目及び4回目の試行においては(すなわち、表T2における減光度3と減光度4とに対応する減光器パルス数としたときの実施においては)、ゲッタリング領域18がまばらに形成されている(図中の第3ラインL3及び第4ラインL4参照)。したがって、3回目と4回目の実施の工程S104では、ゲッタリング領域18の形成量が所定未満であると判定される(例えば、判定結果がBとなる)。   In the third and fourth trials (that is, in the case where the number of dimming pulses corresponding to the dimming degree 3 and the dimming degree 4 in Table T2 is used), the gettering regions 18 are sparsely formed. (See the third line L3 and the fourth line L4 in the figure). Therefore, in the third and fourth implementation steps S104, it is determined that the formation amount of the gettering region 18 is less than a predetermined amount (for example, the determination result is B).

さらに、5回目の実施においては(すなわち、表T2における減光度5に対応する減光器パルス数としたときの実施においては)、ゲッタリング領域18が十分に形成されている。したがって、5回目の実施における工程S105では、ゲッタリング領域18の形成量が所定以上であると判定される(例えば、判定結果がAとなる)。表T2においては、6回目の試行(すなわち、減光度6に対応する減光器パルス数としたときの実施)の結果が示されているが、この例では、5回目の実施においてゲッタリング領域18が十分に形成されているので、6回目の実施は行わない。したがって、この5回目の実施の際の減光器パルス数を、ゲッタリング領域18を形成するための減光器パルス数の閾値として決定することができる。   Further, in the fifth implementation (that is, in the implementation when the number of dimmer pulses corresponding to the dimming degree 5 in Table T2 is used), the gettering region 18 is sufficiently formed. Therefore, in step S105 in the fifth implementation, it is determined that the amount of formation of the gettering region 18 is greater than or equal to a predetermined amount (for example, the determination result is A). In Table T2, the result of the sixth trial (that is, the implementation when the number of dimmer pulses corresponding to the dimming degree 6 is used) is shown. In this example, the gettering region is obtained in the fifth implementation. Since 18 is sufficiently formed, the sixth implementation is not performed. Therefore, the number of dimmer pulses at the time of the fifth implementation can be determined as the threshold of the number of dimmer pulses for forming the gettering region 18.

このように工程S102〜工程S105を繰り返し行うことにより、ゲッタリング領域18を所定量以上形成するための(すなわち、ゲッタリング領域18の形成に必要十分な)減光器パルス数の閾値が決定される(すなわち、レーザ光Lの出力値の閾値が決定される)。そして、減光器制御部114は、そのように決定された閾値よりも一段階大きい減光器パルス数の値を決定することにより、実際にレーザ加工を行うためのレーザ光の加工出力値(第1出力値)を決定する(工程S106)。なお、ここでの減光器パルス数を大きくする度合いは、表T2を参照して、或いは、半導体基板2の厚さ方向に亀裂を発生させ難いような改質を行う観点から、例えば10程度とすることができる。また、以上の準備工程における各種の例(例えばレーザ光の出力値、減光器パルス数、ゲッタリング領域18の形成状態等)は、実際のレーザ加工装置(例えば、浜松ホトニクス(株)製、400SS(製品番号:L9571−11))を用いた場合の例である。   By repeating the steps S102 to S105 in this way, the threshold value of the number of light-attenuator pulses for forming the gettering region 18 by a predetermined amount or more (that is, necessary and sufficient for forming the gettering region 18) is determined. (That is, the threshold value of the output value of the laser beam L is determined). Then, the dimmer controller 114 determines the value of the number of dimmer pulses that is one step larger than the threshold value determined in this way, so that the processing output value of the laser beam for actually performing laser processing ( First output value) is determined (step S106). Here, the degree of increasing the number of light-attenuator pulses is, for example, about 10 with reference to Table T2 or from the viewpoint of performing a modification that hardly causes cracks in the thickness direction of the semiconductor substrate 2. It can be. In addition, various examples in the above preparation process (for example, the output value of the laser beam, the number of dimmer pulses, the formation state of the gettering region 18) are actual laser processing apparatuses (for example, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) 400SS (product number: L9571-11)) is used.

このレーザ加工方法は、レーザ光Lの加工出力値が決定された後に、準備工程から実施工程に移行する。実施工程では、工程S106において決定された加工出力値に調整されたレーザ光Lを半導体基板2に照射することにより、半導体基板2の内部にゲッタリング領域18を形成する(工程S107)。この工程S107の詳細について説明する。この工程S107では、図17に示されるように、まず、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を半導体基板2の表面2aに設定する。ここでは、形成予定ライン15は、格子状に設定されており、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。   In this laser processing method, after the processing output value of the laser beam L is determined, the process proceeds from the preparation process to the execution process. In the implementation step, the gettering region 18 is formed inside the semiconductor substrate 2 by irradiating the semiconductor substrate 2 with the laser light L adjusted to the processing output value determined in step S106 (step S107). Details of step S107 will be described. In this step S107, as shown in FIG. 17, first, a formation planned line 15 for forming the gettering region 18 is set on the surface 2a of the semiconductor substrate 2. Here, the formation lines 15 are set in a lattice shape, and each of the columns of the formation regions 25a aligned in a direction substantially parallel to the OF 19 and the formation regions 25a aligned in a direction substantially perpendicular to the OF 19 are formed. Along the respective rows, the central portion of each forming region 25a is passed.

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(ここでは、研磨終了予定面16に対して半導体基板2の裏面2b側)に集光点Pを合わせて、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照射条件で、半導体基板2にレーザ光Lを照射する。なお、レーザ光Lの出力値は、上記の工程S106で決定された加工出力値に調整されている。このレーザ光Lの照射では、レーザ光Lの光軸を各形成予定ライン15の上に位置させつつ、各形成予定ライン15に沿ってレーザ光Lの集光点Pを移動させる。これにより、半導体基板2の内部にゲッタリング領域18が形成される。   Subsequently, the surface 2a of the semiconductor substrate 2 is used as the laser light incident surface, and the light collecting point P is set inside the semiconductor substrate 2 (here, the back surface 2b side of the semiconductor substrate 2 with respect to the polishing-finished planned surface 16). The semiconductor substrate 2 is irradiated with the laser light L under the irradiation conditions when the modified region 17 that functions as the ring region 18 is formed. Note that the output value of the laser beam L is adjusted to the processing output value determined in step S106. In the irradiation with the laser light L, the condensing point P of the laser light L is moved along each planned formation line 15 while the optical axis of the laser light L is positioned on each planned formation line 15. As a result, a gettering region 18 is formed inside the semiconductor substrate 2.

ただし、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。したがって、この工程S107においては、ゲッタリング領域18は、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と交差しないように形成される。また、この工程S107においては、ゲッタリング領域18は、研磨終了予定面16に対して半導体基板2の裏面2b側に形成される。なお、切断予定ライン5は、互いに隣り合う機能素子25の間(すなわち、互いに隣り合う形成領域25aの間)を通るように後工程において格子状に設定される。   However, when the optical axis of the laser light L passes through a portion where the formation scheduled line 15 and the planned cutting line 5 intersect, the irradiation of the laser light L is turned off, and each formation region 25a is set to the optical axis of the laser light L. When the laser beam passes, the laser beam L is turned on. Therefore, in this step S107, the gettering region 18 is formed so as not to intersect the planned cutting line 5 when viewed from the thickness direction of the semiconductor substrate 2. Further, in this step S107, the gettering region 18 is formed on the back surface 2b side of the semiconductor substrate 2 with respect to the planned polishing end surface 16. Note that the scheduled cutting lines 5 are set in a lattice shape in a subsequent process so as to pass between the functional elements 25 adjacent to each other (that is, between the formation regions 25a adjacent to each other).

なお、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ために、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、減光器104、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。以上により、ゲッタリング領域18を形成するためのレーザ加工方法が終了する。   In order to move the condensing point P of the laser light L relative to the semiconductor substrate 2, the support 107 may be moved, or the laser light source 101 side (the laser light source 101, the dichroic mirror 103, the reduction amount). The optical device 104, the condensing lens 105, etc.) may be moved, or both the support 107 and the laser light source 101 side may be moved. Thus, the laser processing method for forming the gettering region 18 is completed.

本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法では、以上のレーザ加工方法に引き続いて、機能素子25を形成する工程を実施する。この工程では、図18に示されるように、半導体基板2の表面2aに複数の機能素子25を形成する。機能素子25は、形成領域25aのそれぞれにおいて形成される。このとき、機能素子25の形成領域25aのそれぞれには、形成予定ライン15に沿って十字状に形成されたゲッタリング領域18が、半導体基板2の厚さ方向において対向している。   In the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment, a process of forming the functional element 25 is performed following the above laser processing method. In this step, a plurality of functional elements 25 are formed on the surface 2a of the semiconductor substrate 2 as shown in FIG. The functional element 25 is formed in each of the formation regions 25a. At this time, the gettering region 18 formed in a cross shape along the formation line 15 is opposed to the formation region 25 a of the functional element 25 in the thickness direction of the semiconductor substrate 2.

本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法では、機能素子25を形成する工程に引き続いて、半導体基板2を切断する工程を実施する。この工程では、隣り合う機能素子25の間を通るように設定された切断予定ライン5に沿って、機能素子25ごとに半導体基板2を切断し、一つの機能素子25を含む半導体デバイス20を複数得る。この工程の詳細について説明する。   In the method for manufacturing a semiconductor device according to this embodiment, a step of cutting the semiconductor substrate 2 is performed following the step of forming the functional element 25. In this step, the semiconductor substrate 2 is cut for each functional element 25 along the scheduled cutting line 5 set so as to pass between adjacent functional elements 25, and a plurality of semiconductor devices 20 including one functional element 25 are formed. obtain. Details of this step will be described.

この工程では、まず、図19に示されるように、レーザ加工装置100Aを用いて、次のように、半導体基板2の内部に切断起点領域8を形成する。すなわち、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に貼り付けた後に、半導体基板2の裏面2bがレーザ光入射面となるようにレーザ加工装置100Aの支持台107の上に半導体基板2を載置し、互いに隣り合う機能素子25の間(すなわち、互いに隣り合う形成領域25aの間)を通るように切断予定ライン5を格子状に設定する。   In this step, first, as shown in FIG. 19, the cutting starting point region 8 is formed inside the semiconductor substrate 2 using the laser processing apparatus 100 </ b> A as follows. That is, 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 support base 107 of the laser processing apparatus 100A so that the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 becomes the laser light incident surface. The semiconductor substrate 2 is placed thereon, and the cutting lines 5 are set in a lattice shape so as to pass between the functional elements 25 adjacent to each other (that is, between the adjacent formation regions 25a).

そして、半導体基板2の裏面2bをレーザ光入射面として半導体基板2の内部(ここでは、ゲッタリング領域18に対して半導体基板2の裏面2b側)に集光点Pを合わせて、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の照射条件で、半導体基板2にレーザ光Lを照射する。レーザ光Lの出力値は、切断起点領域8として機能する改質領域7を形成するために必要な値に調整されている。このレーザ光Lの照射のとき、レーザ光Lの光軸を各切断予定ライン5の上に位置させつつ、各切断予定ライン5に沿ってレーザ光Lの集光点Pを移動させる。   Then, the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 is used as the laser light incident surface, and the condensing point P is aligned with the inside of the semiconductor substrate 2 (here, the back surface 2b side of the semiconductor substrate 2 with respect to the gettering region 18). The semiconductor substrate 2 is irradiated with the laser beam L under the irradiation condition of the laser beam when the modified region 7 functioning as 8 is formed. The output value of the laser beam L is adjusted to a value necessary for forming the modified region 7 that functions as the cutting start region 8. When the laser beam L is irradiated, the condensing point P of the laser beam L is moved along each planned cutting line 5 while the optical axis of the laser beam L is positioned on each planned cutting line 5.

このように、この切断工程においては、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、切断予定ライン5に沿って、半導体基板2の内部に切断起点領域8を形成する。そして、半導体基板2にレーザ光Lを照射することにより、切断起点領域8から発生した亀裂21を半導体基板2の表面2aに到達させる。ここでは、ゲッタリング領域18に対して半導体基板2の裏面2b側に集光点Pを合わせたので、切断起点領域8も、ゲッタリング領域18に対して半導体基板2の裏面2b側に形成される。なお、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ために、支持台107を移動させてもよいし、レーザ光源101側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。   As described above, in this cutting step, the semiconductor substrate 2 is irradiated with the laser light L to modify the inside of the semiconductor substrate 2, so that the cutting origin region is formed inside the semiconductor substrate 2 along the planned cutting line 5. 8 is formed. Then, by irradiating the semiconductor substrate 2 with the laser beam L, the crack 21 generated from the cutting start region 8 is caused to reach the surface 2 a of the semiconductor substrate 2. Here, since the condensing point P is set on the back surface 2b side of the semiconductor substrate 2 with respect to the gettering region 18, the cutting starting point region 8 is also formed on the back surface 2b side of the semiconductor substrate 2 with respect to the gettering region 18. The In order to move the condensing point P of the laser beam L relative to the semiconductor substrate 2, the support 107 may be moved, the laser light source 101 side may be moved, or You may move both the support stand 107 and the laser light source 101 side.

続いて、図20に示されるように、保護フィルム22が貼り付けられた半導体基板2を研磨装置の支持台207の上に載置し、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(つまり、ゲッタリング領域18が残存しないように)半導体基板2の裏面2bを研磨する。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に研磨面に到達し、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程度である。   Subsequently, as shown in FIG. 20, the semiconductor substrate 2 to which the protective film 22 is attached is placed on the support base 207 of the polishing apparatus, and the back surface 2 b of the semiconductor substrate 2 reaches the planned polishing end surface 16. The back surface 2b of the semiconductor substrate 2 is polished until the process is completed (that is, the gettering region 18 does not remain). 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, and the semiconductor substrate 2 is cut along the planned cutting line 5. The thickness of the semiconductor substrate 2 after polishing is, for example, about 50 μm.

続いて、図21に示されるように、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。以上のようにして機能素子25を含む半導体デバイス20を複数得る。   Subsequently, as shown in FIG. 21, an 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. A plurality of semiconductor devices 20 including the functional element 25 are obtained as described above.

以上説明したように、本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法は、半導体基板2に機能素子25を形成する機能素子形成工程の前において、半導体基板2の内部にゲッタリング領域18を形成するレーザ加工方法を実施する。そのレーザ加工方法は、ゲッタリング領域18を形成するためのレーザ加工の実施工程と、その実施工程の前工程である準備工程とからなる。準備工程においては、出力値が調整されたレーザ光Lを半導体基板2の不使用部分2fに照射した後に、その不使用部分2fにおけるゲッタリング領域18の形成状態を示す画像情報を取得する。そして、その取得した画像情報に基づいて、ゲッタリング領域18の形成量を所定以上とするためのレーザ光の加工出力値を決定する。   As described above, the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment is a laser that forms the gettering region 18 inside the semiconductor substrate 2 before the functional element formation step of forming the functional element 25 on the semiconductor substrate 2. Implement the processing method. The laser processing method includes a laser processing implementation process for forming the gettering region 18 and a preparation process that is a pre-process of the implementation process. In the preparation step, after the laser beam L whose output value has been adjusted is irradiated onto the unused portion 2f of the semiconductor substrate 2, image information indicating the formation state of the gettering region 18 in the unused portion 2f is acquired. Then, based on the acquired image information, a processing output value of laser light for determining the amount of formation of the gettering region 18 to a predetermined value or more is determined.

したがって、このレーザ加工方法、及びレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置100Aによれば、ゲッタリング領域18を十分に形成可能なレーザ光Lの出力値を決定することが可能となる。そして、このレーザ加工方法では、その実施工程において、準備工程で決定された加工出力値のレーザ光Lを半導体基板2に照射することにより、半導体基板2の内部に安定してゲッタリング領域18を形成することが可能となる。   Therefore, according to the laser processing method and the laser processing apparatus 100A that performs the laser processing method, it is possible to determine the output value of the laser light L that can sufficiently form the gettering region 18. In this laser processing method, the gettering region 18 is stably formed inside the semiconductor substrate 2 by irradiating the semiconductor substrate 2 with the laser light L having the processing output value determined in the preparation step in the implementation process. It becomes possible to form.

また、このレーザ加工方法においては、レーザ光Lの出力値を段階的に大きくしながら、ゲッタリング領域18の形成量が所定以上であると判定されるまで工程S102〜工程S104を繰り返し実施することにより、レーザ光Lの加工出力値を決定する。このため、このレーザ加工方法、及びレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置100Aによれば、必要以上の出力値のレーザ光Lを半導体基板2に照射することを避けることが可能となる。   In this laser processing method, steps S102 to S104 are repeated until it is determined that the amount of gettering region 18 formed is greater than or equal to a predetermined value while gradually increasing the output value of laser light L. Thus, the processing output value of the laser beam L is determined. For this reason, according to the laser processing method and the laser processing apparatus 100A that performs the laser processing method, it is possible to avoid irradiating the semiconductor substrate 2 with the laser light L having an output value more than necessary.

また、このレーザ加工方法においては、レーザ光の出力値の初期値を、レーザ光の照射によってゲッタリング領域が形成されないような出力値とする。このため、このレーザ加工方法、及びレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置100Aによれば、レーザ光Lの出力値を、ゲッタリング領域18を安定して形成するために必要十分なレーザ光Lの出力値を確実に決定することができる。   Further, in this laser processing method, the initial value of the output value of the laser beam is set to an output value that prevents the gettering region from being formed by the laser beam irradiation. For this reason, according to the laser processing method and the laser processing apparatus 100A that performs the laser processing method, the output value of the laser light L is set to a value sufficient for stably forming the gettering region 18. The output value can be reliably determined.

さらに、このレーザ加工方法においては、ゲッタリング領域18の形成に先立って、減光器104の減光器パルス数を変化させつつパワーメータ108にレーザ光Lを照射して、レーザ光Lの出力値を測定することにより、減光器104の減光器パルス数と、パワーメータ108の測定値(すなわちレーザ光Lの出力値)とを対応付ける。このため、このレーザ加工方法、及びレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置100Aによれば、ゲッタリング領域18の形成の際に、確実に、所望する出力値でのレーザ光Lの照射を行うことが可能となる。   Further, in this laser processing method, prior to the formation of the gettering region 18, the power meter 108 is irradiated with the laser light L while changing the number of dimmer pulses of the dimmer 104, and the output of the laser light L is obtained. By measuring the value, the number of dimmer pulses of the dimmer 104 is associated with the measured value of the power meter 108 (that is, the output value of the laser light L). For this reason, according to this laser processing method and the laser processing apparatus 100A that performs the laser processing method, the laser beam L is reliably irradiated with a desired output value when the gettering region 18 is formed. Is possible.

このように、本実施形態に係る半導体デバイスの製造方法によれば、そのレーザ加工方法によって半導体基板2の内部に安定してゲッタリング領域18を形成することにより、半導体デバイス20の信頼性を向上することが可能となる。   Thus, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to this embodiment, the reliability of the semiconductor device 20 is improved by forming the gettering region 18 stably in the semiconductor substrate 2 by the laser processing method. It becomes possible to do.

以上の実施形態は、本発明に係るレーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法、及びレーザ加工装置の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係るレーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法、及びレーザ加工装置は、上述した態様に限定されるものではない。本発明に係るレーザ加工方法、半導体デバイスの製造方法、及びレーザ加工装置は、特許請求の範囲に記した各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した態様を変更したものとすることができる。   The above embodiments describe one embodiment of the laser processing method, the semiconductor device manufacturing method, and the laser processing apparatus according to the present invention. Therefore, the laser processing method, the semiconductor device manufacturing method, and the laser processing apparatus according to the present invention are not limited to the above-described embodiments. The laser processing method, the semiconductor device manufacturing method, and the laser processing apparatus according to the present invention may be modified from the above-described aspects without departing from the spirit of each claim described in the claims. .

例えば、切断予定ライン5に沿って半導体基板2を切断する際に、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と共にその積層部を切断すればよい。   For example, when the semiconductor substrate 2 is cut along the planned cutting line 5, a stacked portion such as an oxide film may be formed on the surface 2 a of the semiconductor substrate 2 so as to extend between the adjacent functional elements 25. In that case, the laminated portion may be cut along with the semiconductor substrate 2 along the planned cutting line 5.

また、上記実施形態においては、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たが、これに限定されない。すなわち、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いてもよい。その場合にも、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。   In the above embodiment, before polishing the back surface 2b of the semiconductor substrate 2, the semiconductor substrate 2 is not completely cut along the scheduled cutting line 5, and after polishing the back surface 2b of the semiconductor substrate 2, Although the semiconductor substrate 2 has been completely cut along the planned cutting line 5, it is not limited to this. That is, the semiconductor substrate 2 may be completely cut along the scheduled cutting line 5 before the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 is polished. Even in this case, if 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, the cut surfaces of the semiconductor substrate 2 cut by the crack 21 are in close contact with each other. It becomes a state. Therefore, the semiconductor substrate 2 can be thinned while suppressing occurrence of chipping and cracking of the semiconductor substrate 2 due to polishing.

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。   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.

一例として、図22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。また、図23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L1を移動させて、図23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には、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。そして、図22及び図23に示すいずれの場合にも、レーザ光LのON/OFF制御を行うことで、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を形成することができる   As an example, as shown in FIG. 22, the gettering regions 18 may be formed in a plurality of rows vertically and horizontally with respect to one forming region 25a. Further, as shown in FIG. 23A, the laser beam L1 is moved in the radial direction of the semiconductor substrate 2 while rotating the semiconductor substrate 2, so that one formation region is formed as shown in FIG. The curved gettering region 18 may be formed in at least one row with respect to 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) is substantially constant. It is desirable to change the rotational speed of the semiconductor substrate 2 and the repetition frequency of the laser light L so that And in any case shown in FIG.22 and FIG.23, by performing ON / OFF control of the laser beam L, when it sees from the thickness direction of the semiconductor substrate 2, it does not cross | intersect the scheduled cutting line 5. A gettering region 18 can be formed inside the semiconductor substrate 2.

また、ゲッタリング領域18を形成する際には、レーザ光LのON/OFF制御を行わなくてもよい。その場合には、レーザ光Lを常にONとした状態において、レーザ光Lの光軸を各形成予定ライン15の上に位置させつつ、各形成予定ライン15に沿ってレーザ光Lの集光点Pを移動させる。このようにレーザ光Lを照射してゲッタリング領域18を形成することにより、半導体基板2の厚さ方向から見た場合に、ゲッタリング領域18と切断予定ライン5とが交差することとなる。   Further, when the gettering region 18 is formed, it is not necessary to perform ON / OFF control of the laser light L. In that case, in a state where the laser light L is always ON, the condensing point of the laser light L along each formation line 15 while the optical axis of the laser light L is positioned on each formation line 15. Move P. By forming the gettering region 18 by irradiating the laser beam L in this way, the gettering region 18 and the planned cutting line 5 intersect when viewed from the thickness direction of the semiconductor substrate 2.

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、切断起点領域8は、ゲッタリング領域18に対して半導体基板2の裏面2b側に形成される場合に限定されず、ゲッタリング領域18に対して半導体基板2の表面2a側に形成されてもよい。   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. Further, the cutting start region 8 is not limited to the case where it is formed on the back surface 2b side of the semiconductor substrate 2 with respect to the gettering region 18, but is formed on the surface 2a side of the semiconductor substrate 2 with respect to the gettering region 18. Also good.

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。その場合にも、半導体基板2において切断予定ライン5に沿った部分にゲッタリング領域18の影響が及ぶのが抑制されるので、半導体基板2を切断予定ライン5に沿って精度良く切断することができる。   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. Also in this case, since the influence of the gettering region 18 on the portion along the planned cutting line 5 in the semiconductor substrate 2 is suppressed, the semiconductor substrate 2 can be cut along the planned cutting line 5 with high accuracy. it can.

また、上記実施形態では、ゲッタリング領域18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、図8に示すように、ゲッタリング領域18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。その場合には、半導体デバイス20において、ゲッタリング領域18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。   In the above embodiment, the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 is polished so that the gettering region 18 does not remain. However, as shown in FIG. 8, the back surface 2b of the semiconductor substrate 2 is formed so that the gettering region 18 remains. You may grind | polish. In that case, in the semiconductor device 20, the gettering region 18 may be housed in the semiconductor substrate 2 or exposed on the back surface 2b.

また、上記実施形態では、レーザ加工装置100Aにおいてレーザ光Lの出力値を調整するための手段として減光器104を用いたが、レーザ光Lの出力値を調整する手段はこれに限定されない。例えば、レーザ加工装置100Aにおいては、レーザ光源制御部102がレーザ光源101の出力値を直接調整してもよい。   In the above embodiment, the dimmer 104 is used as the means for adjusting the output value of the laser light L in the laser processing apparatus 100A. However, the means for adjusting the output value of the laser light L is not limited to this. For example, in the laser processing apparatus 100A, the laser light source control unit 102 may directly adjust the output value of the laser light source 101.

また、上記実施形態では、IRカメラ106を用いて半導体基板2の不使用部分2fにおけるゲッタリング領域18の形成状態を示す画像情報を取得したが、ゲッタリング領域18の形成状態を示す情報は画像情報に限定されず、例えば、IRカメラ106の代わりにフォトルミネッセンス測定装置等を用いて、ゲッタリング領域18の形成状態を示す情報を取得してもよい。   In the above embodiment, the image information indicating the formation state of the gettering region 18 in the unused portion 2f of the semiconductor substrate 2 is acquired using the IR camera 106. However, the information indicating the formation state of the gettering region 18 is an image. For example, information indicating the formation state of the gettering region 18 may be acquired using a photoluminescence measuring device or the like instead of the IR camera 106.

さらに、上記実施形態では、レーザ加工方法を実施してゲッタリング領域18を形成した後に、機能素子25を形成する工程を実施したが、機能素子25を形成する工程を実施した後にレーザ加工方法を実施してゲッタリング領域18を形成してもよい。   Further, in the above embodiment, the step of forming the functional element 25 is performed after the laser processing method is performed and the gettering region 18 is formed. However, after the step of forming the functional element 25 is performed, the laser processing method is performed. The gettering region 18 may be formed by implementation.

2…半導体基板、2a…表面、5…切断予定ライン、18…ゲッタリング領域、20…半導体デバイス、25…機能素子、2d…使用部分、2f…不使用部分(所定部分)、100A…レーザ加工装置、101…レーザ光源、104…減光器(調整手段)、106…IRカメラ(取得手段)、114…減光器制御部(決定手段、判定手段)、116…カメラ制御部(決定手段)、L…レーザ光。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Semiconductor substrate, 2a ... Surface, 5 ... Planned cutting line, 18 ... Gettering area | region, 20 ... Semiconductor device, 25 ... Functional element, 2d ... Used part, 2f ... Unused part (predetermined part), 100A ... Laser processing Numerals 101, 101, laser light source, 104, dimmer (adjustment means), 106, IR camera (acquisition means), 114, dimmer control section (determination means, determination means), 116, camera control section (determination means) , L: Laser light.

Claims (10)

レーザ光を半導体基板に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レーザ加工方法であって、
出力値が調整された前記レーザ光を前記半導体基板の所定部分に照射した後に、前記所定部分における前記ゲッタリング領域の形成状態を示す画像情報を取得し、前記画像情報に基づいて、前記ゲッタリング領域の形成量を所定以上とするための前記レーザ光の第1出力値を決定する準備工程と、
準備工程で決定された前記第1出力値に調整された前記レーザ光を前記半導体基板に照射して前記ゲッタリング領域を前記半導体基板の内部に形成する実施工程と、
を備えることを特徴とするレーザ加工方法。
A laser processing method for forming a gettering region for capturing impurities by irradiating a semiconductor substrate with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate,
After irradiating the predetermined portion of the semiconductor substrate with the laser beam whose output value is adjusted, image information indicating a formation state of the gettering region in the predetermined portion is acquired, and the gettering is performed based on the image information A preparatory step of determining a first output value of the laser beam for making the formation amount of the region a predetermined value or more;
An implementation step of irradiating the semiconductor substrate with the laser light adjusted to the first output value determined in a preparation step to form the gettering region in the semiconductor substrate;
A laser processing method comprising:
前記準備工程は、
出力値が調整された前記レーザ光を前記所定部分に照射する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記所定部分の前記画像情報を取得する第2工程と、
前記第2工程の後に、前記画像情報に基づいて、前記所定部分における前記ゲッタリング領域の形成量が前記所定以上であるか否かを判定する第3工程と、を含み、
前記準備工程においては、
前記レーザ光の出力値を第2出力値から段階的に大きくしながら、前記第3工程において前記ゲッタリング領域の形成量が前記所定以上であると判定されるまで、前記第1工程、前記第2工程、及び前記第3工程を順に繰り返すことにより、前記第1出力値を決定する、ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。
The preparation step includes
A first step of irradiating the predetermined portion with the laser beam whose output value is adjusted;
A second step of acquiring the image information of the predetermined portion after the first step;
After the second step, based on the image information, a third step of determining whether the formation amount of the gettering region in the predetermined portion is greater than or equal to the predetermined amount,
In the preparation step,
While increasing the output value of the laser beam stepwise from the second output value, the first step, the The laser processing method according to claim 1, wherein the first output value is determined by sequentially repeating two steps and the third step.
前記第2出力値は、前記レーザ光の照射によって前記ゲッタリング領域が形成されない出力値である、ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工方法。   3. The laser processing method according to claim 2, wherein the second output value is an output value in which the gettering region is not formed by the irradiation of the laser light. 前記半導体基板は、表面に機能素子が形成される使用部分と、前記機能素子が形成されない不使用部分とを含み、
前記所定部分は前記不使用部分である、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
The semiconductor substrate includes a use portion where a functional element is formed on a surface and a non-use portion where the functional element is not formed,
The laser processing method according to claim 1, wherein the predetermined portion is the unused portion.
前記ゲッタリング領域の形成量は、前記レーザ光のショット数に対する前記ゲッタリング領域の形成数の割合である、ことを特徴する請求項1〜4のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 1, wherein the formation amount of the gettering region is a ratio of the number of gettering regions to the number of shots of the laser light. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のレーザ加工方法を実施することにより、前記半導体基板の内部に前記ゲッタリング領域を形成する工程と、
前記半導体基板の表面に複数の機能素子を形成する工程と、
前記ゲッタリング領域を形成した後であって前記機能素子を形成した後に、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と、
を備えることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
Forming the gettering region in the semiconductor substrate by performing the laser processing method according to claim 1;
Forming a plurality of functional elements on the surface of the semiconductor substrate;
After forming the gettering region and after forming the functional element, the semiconductor substrate is cut for each functional element along a planned cutting line set to pass between the adjacent functional elements. And obtaining a plurality of semiconductor devices including one functional element;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
レーザ光を半導体基板に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レーザ加工装置であって、
前記レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光の出力値を調整する調整手段と、
前記半導体基板の前記レーザ光が照射された所定部分を撮像することにより、前記所定部分における前記ゲッタリング領域の形成状態を示す画像情報を取得する取得手段と、
前記画像情報に基づいて、前記ゲッタリング領域の形成量を所定以上とするための前記レーザ光の第1出力値を決定する決定手段と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
A laser processing apparatus for forming a gettering region for trapping impurities inside the semiconductor substrate by irradiating the semiconductor substrate with laser light to modify the inside of the semiconductor substrate,
A laser light source for emitting the laser light;
Adjusting means for adjusting the output value of the laser beam;
Acquisition means for acquiring image information indicating a formation state of the gettering region in the predetermined portion by imaging a predetermined portion irradiated with the laser light of the semiconductor substrate;
Determining means for determining a first output value of the laser beam for making the amount of formation of the gettering region a predetermined amount or more based on the image information;
A laser processing apparatus comprising:
前記画像情報に基づいて、前記所定部分における前記ゲッタリング領域の形成量が前記所定以上であるか否かを判定する判定手段をさらに備え、
前記決定手段は、前記レーザ光の出力値を、予め保持する第2出力値から段階的に大きくしながら、前記判定手段によって前記ゲッタリング領域の形成量が前記所定以上であると判定されるまで、前記調整手段による前記レーザ光の出力値の調整と、前記取得手段による前記画像情報の取得と、前記判定手段による判定とを順に繰り返すことにより、前記第1出力値を決定する、ことを特徴とする請求項7に記載のレーザ加工装置。
Based on the image information, further comprising determination means for determining whether the amount of formation of the gettering region in the predetermined portion is equal to or greater than the predetermined;
The determination means increases the output value of the laser beam stepwise from a second output value held in advance until the determination means determines that the formation amount of the gettering region is equal to or greater than the predetermined value. The first output value is determined by sequentially repeating the adjustment of the output value of the laser beam by the adjustment unit, the acquisition of the image information by the acquisition unit, and the determination by the determination unit. The laser processing apparatus according to claim 7.
前記第2出力値は、前記レーザ光の照射によって前記ゲッタリング領域が形成されない出力値である、ことを特徴とする請求項8に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 8, wherein the second output value is an output value at which the gettering region is not formed by the irradiation of the laser light. 前記ゲッタリング領域の形成量は、前記レーザ光のショット数に対する前記ゲッタリング領域の形成数の割合である、ことを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 7, wherein the formation amount of the gettering region is a ratio of the number of gettering regions to the number of shots of the laser light.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015039715A (en) * 2013-08-22 2015-03-02 株式会社ディスコ Laser processing device
CN107127457A (en) * 2017-05-08 2017-09-05 北京航空航天大学 The integral processing method of cutting polysilicon chip is thinned in a kind of picosecond laser
CN107403738A (en) * 2016-05-19 2017-11-28 株式会社迪思科 Go the evaluation method of defect
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10576585B1 (en) 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
TWI833756B (en) 2018-06-08 2024-03-01 日商信越半導體股份有限公司 How to form the suction layer

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01303727A (en) * 1988-05-31 1989-12-07 Nec Corp Impurity gettering process
JP2002008976A (en) * 2000-06-20 2002-01-11 Mitsubishi Electric Corp Method and equipment of manufacturing semiconductor device
JP2003264194A (en) * 2002-03-11 2003-09-19 Hamamatsu Photonics Kk Laser gettering method and semiconductor substrate
JP2004356513A (en) * 2003-05-30 2004-12-16 Mitsubishi Electric Corp Method and apparatus for laser annealing
JP2007142063A (en) * 2005-11-17 2007-06-07 Shin Etsu Handotai Co Ltd Silicon single-crystal wafer, method of manufacturing device using the same, and method of manufacturing the silicon single-crystal wafer and evaluation method of the wafer
JP2008108792A (en) * 2006-10-23 2008-05-08 Disco Abrasive Syst Ltd Method of processing wafer
JP2010098106A (en) * 2008-10-16 2010-04-30 Sumco Corp Method of manufacturing semiconductor device, and semiconductor device
JP2010283219A (en) * 2009-06-05 2010-12-16 Sumco Corp Method for manufacturing semiconductor substrate dedicated to semiconductor device, and method and apparatus for manufacturing semiconductor device
JP2010283193A (en) * 2009-06-05 2010-12-16 Sumco Corp Method and apparatus for manufacturing semiconductor substrate dedicated to semiconductor device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01303727A (en) * 1988-05-31 1989-12-07 Nec Corp Impurity gettering process
JP2002008976A (en) * 2000-06-20 2002-01-11 Mitsubishi Electric Corp Method and equipment of manufacturing semiconductor device
JP2003264194A (en) * 2002-03-11 2003-09-19 Hamamatsu Photonics Kk Laser gettering method and semiconductor substrate
JP2004356513A (en) * 2003-05-30 2004-12-16 Mitsubishi Electric Corp Method and apparatus for laser annealing
JP2007142063A (en) * 2005-11-17 2007-06-07 Shin Etsu Handotai Co Ltd Silicon single-crystal wafer, method of manufacturing device using the same, and method of manufacturing the silicon single-crystal wafer and evaluation method of the wafer
JP2008108792A (en) * 2006-10-23 2008-05-08 Disco Abrasive Syst Ltd Method of processing wafer
JP2010098106A (en) * 2008-10-16 2010-04-30 Sumco Corp Method of manufacturing semiconductor device, and semiconductor device
JP2010283219A (en) * 2009-06-05 2010-12-16 Sumco Corp Method for manufacturing semiconductor substrate dedicated to semiconductor device, and method and apparatus for manufacturing semiconductor device
JP2010283193A (en) * 2009-06-05 2010-12-16 Sumco Corp Method and apparatus for manufacturing semiconductor substrate dedicated to semiconductor device

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015039715A (en) * 2013-08-22 2015-03-02 株式会社ディスコ Laser processing device
CN107403738B (en) * 2016-05-19 2022-10-11 株式会社迪思科 Method for evaluating defect removal performance
CN107403738A (en) * 2016-05-19 2017-11-28 株式会社迪思科 Go the evaluation method of defect
CN107127457A (en) * 2017-05-08 2017-09-05 北京航空航天大学 The integral processing method of cutting polysilicon chip is thinned in a kind of picosecond laser
TWI833756B (en) 2018-06-08 2024-03-01 日商信越半導體股份有限公司 How to form the suction layer
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
US11219966B1 (en) 2018-12-29 2022-01-11 Wolfspeed, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11826846B2 (en) 2018-12-29 2023-11-28 Wolfspeed, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11901181B2 (en) 2018-12-29 2024-02-13 Wolfspeed, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
US11911842B2 (en) 2018-12-29 2024-02-27 Wolfspeed, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10576585B1 (en) 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11034056B2 (en) 2019-05-17 2021-06-15 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
US11654596B2 (en) 2019-05-17 2023-05-23 Wolfspeed, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods

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