KR20230037546A - 레이저 가공 장치, 레이저 가공 방법, 및 반도체 부재의 제조 방법 - Google Patents

레이저 가공 장치, 레이저 가공 방법, 및 반도체 부재의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230037546A
KR20230037546A KR1020237000693A KR20237000693A KR20230037546A KR 20230037546 A KR20230037546 A KR 20230037546A KR 1020237000693 A KR1020237000693 A KR 1020237000693A KR 20237000693 A KR20237000693 A KR 20237000693A KR 20230037546 A KR20230037546 A KR 20230037546A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
crack
spot
laser
condensing
condensing spot
Prior art date
Application number
KR1020237000693A
Other languages
English (en)
Inventor
다케시 사카모토
Original Assignee
하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 filed Critical 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Publication of KR20230037546A publication Critical patent/KR20230037546A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073—Shaping the laser spot
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H01L21/3043—Making grooves, e.g. cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/782—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, each consisting of a single circuit element
    • H01L21/784—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, each consisting of a single circuit element the substrate being a semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68327—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

레이저광을 출력하는 광원과, 상기 광원으로부터 출력된 상기 레이저광을 변조 패턴에 따라 변조하여 출력하기 위한 공간 광 변조기와, 상기 공간 광 변조기로부터 출력된 상기 레이저광을 대상물에 집광하여 상기 대상물에 집광 스폿을 형성하기 위한 집광 렌즈와, 상기 집광 스폿을 상기 대상물에 대해서 상대 이동시키기 위한 이동부와, 적어도 상기 공간 광 변조기 및 상기 이동부를 제어하는 것에 의해서, 상기 대상물에 있어서의 상기 레이저광의 입사면에 교차하는 Z방향에 대한 상기 집광 스폿의 위치를 제1 Z위치에 설정하면서, 상기 입사면을 따르는 X방향으로 연장되는 라인을 따라서 상기 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 제1 개질 영역 및 상기 제1 개질 영역으로부터 연장되는 제1 균열을 상기 대상물에 형성하는 제1 형성 처리를 실시하는 제어부를 구비하는 레이저 가공 장치.

Description

레이저 가공 장치, 레이저 가공 방법, 및 반도체 부재의 제조 방법
본 개시의 일 측면은, 레이저 가공 장치, 레이저 가공 방법, 및 반도체 부재의 제조 방법에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 레이저 다이싱 장치가 기재되어 있다. 이 레이저 다이싱 장치는 웨이퍼를 이동시키는 스테이지와, 웨이퍼에 레이저광을 조사하는 레이저 헤드와, 각부의 제어를 행하는 제어부를 구비하고 있다. 레이저 헤드는 웨이퍼의 내부에 개질 영역을 형성하기 위한 가공용 레이저광을 출사하는 레이저 광원과, 가공용 레이저광의 광로 상에 순서대로 배치된 다이크로익 미러 및 집광 렌즈와, AF 장치를 가지고 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허 제5743123호
그런데, 본 발명자의 지견에 의하면, 예를 들면, 웨이퍼로부터 각뿔대(角錐臺) 형상이나 원뿔대 형상의 칩을 잘라내도록 레이저 가공을 행하는 요구가 있다. 즉, 웨이퍼로부터 칩을 잘라낼 때의 경계가 되는(절단면을 규정하는) 개질 영역 및 개질 영역으로부터 연장되는 균열을, 웨이퍼의 두께 방향에 대해서 비스듬하게 형성하는 요망이 있다.
이에, 본 개시의 일 측면은, 대상물에 비스듬한 균열을 형성할 수 있는 레이저 가공 장치, 레이저 가공 방법, 및 반도체 부재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치는, 레이저광을 출력하는 광원과, 광원으로부터 출력된 상기 레이저광을 변조 패턴에 따라 변조하여 출력하기 위한 공간 광 변조기와, 공간 광 변조기로부터 출력된 레이저광을 대상물에 집광하여 대상물에 집광 스폿을 형성하기 위한 집광 렌즈와, 집광 스폿을 대상물에 대해서 상대 이동시키기 위한 이동부와, 적어도 공간 광 변조기 및 이동부를 제어하는 것에 의해서, 대상물에 있어서의 레이저광의 입사면에 교차하는 Z방향에 대한 집광 스폿의 위치를 제1 Z위치에 설정하면서, 입사면을 따르는 X방향으로 연장되는 라인을 따라서 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 제1 개질 영역 및 제1 개질 영역으로부터 연장되는 제1 균열을 대상물에 형성하는 제1 형성 처리와, Z방향에 대한 집광 스폿의 위치를 제1 Z위치보다도 입사면측의 제2 Z위치에 설정하면서, 라인을 따라서 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 제2 개질 영역 및 제2 개질 영역으로부터 연장되는 제2 균열을 형성하는 제2 형성 처리를 실시하는 제어부를 구비하고, 제1 형성 처리에서는, 제어부는 입사면을 따름과 아울러 X방향에 교차하는 Y방향에 대한 집광 스폿의 위치를 제1 Y위치에 설정하고, 제2 형성 처리에서는, 제어부는 Y방향에 대한 집광 스폿의 위치를 제1 Y위치로부터 시프트된 제2 Y위치에 설정함과 아울러, 공간 광 변조기에 표시시키는 변조 패턴의 제어에 의해서, Y방향 및 Z방향을 포함하는 YZ면 내에서의 집광 스폿의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿의 중심보다도 입사면측에 있어서 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광을 변조시키는 것에 의해, YZ면 내에 있어서 시프트의 방향으로 경사지도록 제2 균열을 형성한다.
본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 방법은, 대상물에 레이저광을 집광하여 레이저광의 집광 스폿을 형성함과 아울러, 집광 스폿을 대상물에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 대상물의 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 공정을 구비하고, 레이저 가공 공정은 대상물에 있어서의 레이저광의 입사면에 교차하는 Z방향에 대한 집광 스폿의 위치를 제1 Z위치에 설정하면서, 입사면을 따르는 X방향으로 연장되는 라인을 따라서 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 제1 개질 영역 및 제1 개질 영역으로부터 연장되는 제1 균열을 대상물에 형성하는 제1 형성 공정과, Z방향에 대한 집광 스폿의 위치를 제1 Z위치보다도 입사면측의 제2 Z위치에 설정하면서, 라인을 따라서 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 제2 개질 영역 및 제2 개질 영역으로부터 연장되는 제2 균열을 형성하는 제2 형성 공정을 포함하고, 제1 형성 공정에서는, 입사면을 따름과 아울러 X방향에 교차하는 Y방향에 대한 집광 스폿의 위치를 제1 Y위치에 설정하고, 제2 형성 공정에서는, Y방향에 대한 집광 스폿의 위치를 제1 Y위치로부터 시프트된 제2 Y위치에 설정함과 아울러, Y방향 및 Z방향을 포함하는 YZ면 내에서의 집광 스폿의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿의 중심보다도 입사면측에 있어서 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광을 변조시키는 것에 의해, YZ면 내에 있어서 시프트의 방향으로 경사지도록 제2 균열을 형성한다.
이들 장치 및 방법에서는, 제1 Z위치에 있어서, X방향으로 연장되는 라인을 따라서 레이저광의 집광 스폿이 상대 이동시켜지는 것에 의해, 제1 개질 영역 및 제1 개질 영역으로부터 연장되는 제1 균열이 형성된다. 제1 Z위치는, 대상물에 있어서의 레이저광의 입사면에 교차하는 Z방향의 위치이다. 또, 제1 Z위치보다도 입사면측의 제2 Z위치에 있어서, 라인을 따라서 레이저광의 집광 스폿이 상대 이동시켜지는 것에 의해, 제2 개질 영역 및 제2 개질 영역으로부터 연장되는 제2 균열이 형성된다. 집광 스폿은 제1 개질 영역 및 제1 균열의 형성 시에는 Y방향에 대해 제1 Y위치로 되고, 제2 개질 영역 및 제2 균열의 형성 시에는 Y방향에 대해 제1 Y위치로부터 시프트된 제2 Y위치로 된다. Y방향은 Z방향 및 X방향에 교차하는 방향이다. 또한, 제2 개질 영역 및 제2 균열의 형성 시에는, YZ면 내에서의 집광 스폿의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿의 중심보다도 입사면측에 있어서 집광 스폿의 시프트 방향으로 경사지는 경사 형상으로 된다. 본 발명자의 지견에 의하면, 이와 같이, 집광 스폿을 Y방향으로 시프트시키고, 또한 집광 스폿의 빔 형상을 제어하는 것에 의해, 적어도 제2 균열을 YZ면 내에 있어서 해당 시프트 방향으로 경사진 비스듬한 균열로 할 수 있다. 즉, 이 장치 및 방법에 의하면, 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치에서는, 제1 형성 처리에서는, 제어부는 YZ면 내에서의 집광 스폿의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿의 중심보다도 입사면측에 있어서 시프트 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광을 변조시키는 것에 의해, YZ면 내에 있어서 시프트 방향으로 경사지도록 제1 균열을 형성해도 된다. 이 경우, 제1 개질 영역 및 제2 개질 영역에 걸쳐서 비스듬하게 연장되는 균열을 확실히 형성할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치에서는, 변조 패턴은 레이저광에 대해서 코마 수차를 부여하기 위한 코마 수차 패턴을 포함하고, 제2 형성 처리에서는, 제어부는 코마 수차 패턴에 의한 코마 수차의 크기를 제어하는 것에 의해, 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제1 패턴 제어를 행해도 된다. 본 발명자의 지견에 의하면, 이 경우, YZ면 내에 있어서의 집광 스폿의 빔 형상이, 호(弧) 모양으로 형성된다. 즉, 이 경우에는, 집광 스폿의 빔 형상이, 집광 스폿의 중심보다도 입사면측에서 시프트 방향으로 경사짐과 아울러, 집광 스폿의 중심보다도 입사면과 반대측에서 시프트 방향과 반대 방향으로 경사진다. 이 경우라도, 시프트 방향으로 경사지는 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치에서는, 변조 패턴은 레이저광의 구면 수차를 보정하기 위한 구면 수차 보정 패턴을 포함하고, 제2 형성 처리에서는, 제어부는 집광 렌즈의 입사 동면(瞳面)의 중심에 대해 구면 수차 보정 패턴의 중심을 Y방향으로 오프셋시키는 것에 의해, 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제2 패턴 제어를 행해도 된다. 본 발명자의 지견에 의하면, 이 경우에도, 코마 수차 패턴을 이용했을 경우와 마찬가지로, YZ면 내에 있어서의 집광 스폿의 빔 형상을 호 모양으로 형성할 수 있어, 시프트 방향으로 경사지는 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치에서는, 제2 형성 처리에서는, 제어부는 X방향을 따른 축선에 대해서 비대칭인 변조 패턴을 공간 광 변조기에 표시시키는 것에 의해, 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제3 패턴 제어를 행해도 된다. 본 발명자의 지견에 의하면, 이 경우, YZ면 내에 있어서의 집광 스폿의 빔 형상의 전체를, 시프트 방향으로 경사시킬 수 있다. 이 경우라도, 시프트 방향으로 경사지는 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치에서는, 변조 패턴은 X방향 및 Y방향을 포함하는 XY면 내에 있어서의 집광 스폿의 빔 형상을, X방향을 긴 쪽으로 하는 타원 형상으로 하기 위한 타원 패턴을 포함하고, 제2 형성 처리에서는, 제어부는 타원 패턴의 강도가, X방향을 따른 축선에 대해서 비대칭이 되도록, 변조 패턴을 공간 광 변조기에 표시시키는 것에 의해서, 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제4 패턴 제어를 행해도 된다. 본 발명자의 지견에 의하면, 이 경우에도, YZ면 내에 있어서의 집광 스폿의 빔 형상을 호 모양으로 형성할 수 있어, 시프트 방향으로 경사지는 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치에서는, 제어부는 제2 형성 처리에 있어서, YZ면 내에서 시프트의 방향을 따라서 배열된 복수의 집광점을 형성하기 위한 변조 패턴을 공간 광 변조기에 표시시키는 것에 의해, 복수의 집광점을 포함하는 집광 스폿의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제5 패턴 제어를 행해도 된다. 본 발명자의 지견에 의하면, 이 경우에도, 시프트 방향으로 경사지는 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치에서는, 제어부는 X방향을 따라서 대상물에 설정된 하나의 라인에 대해서, 제1 형성 처리를 실시한 후에, 제2 형성 처리를 실시해도 된다. 이와 같이, 제1 형성 처리와 제2 형성 처리를 별도로 행하는 경우라도, 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치에서는, 제어부는 레이저광을 분기시키기 위한 분기 패턴을 포함하는 변조 패턴을 공간 광 변조기에 표시시키는 것에 의해, 대상물에 설정된 하나의 라인에 대해서 제1 형성 처리와 제2 형성 처리를 동시에 실시해도 된다. 이와 같이, 제1 형성 처리와 제2 형성 처리를 동시에 실시하는 경우라도, 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 반도체 부재의 제조 방법은, 반도체를 포함하는 대상물에 레이저광을 집광하여 레이저광의 집광 스폿을 형성함과 아울러, 집광 스폿을 대상물에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 대상물의 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 공정과, 레이저 가공 공정 후에, 대상물의 일부를 분리시키는 것에 의해, 대상물로부터 반도체 부재를 형성하는 분리 공정을 구비하고, 레이저 가공 공정은, 대상물에 있어서의 레이저광의 입사면에 교차하는 Z방향에 대한 집광 스폿의 위치를 제1 Z위치에 설정하면서, 입사면을 따르는 X방향으로 연장되는 라인을 따라서 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 제1 개질 영역 및 제1 개질 영역으로부터 연장되는 제1 균열을 대상물에 형성하는 제1 형성 공정과, Z방향에 대한 집광 스폿의 위치를 제1 Z위치보다도 입사면측의 제2 Z위치에 설정하면서, 라인을 따라서 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 제2 개질 영역 및 제2 개질 영역으로부터 연장되는 제2 균열을 형성하는 제2 형성 공정을 포함하고, 제1 형성 공정에서는, 입사면을 따름과 아울러 X방향에 교차하는 Y방향에 대한 집광 스폿의 위치를 제1 Y위치에 설정하고, 제2 형성 공정에서는, Y방향에 대한 집광 스폿의 위치를 제1 Y위치로부터 시프트된 제2 Y위치에 설정함과 아울러, Y방향 및 Z방향을 포함하는 YZ면 내에서의 집광 스폿의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿의 중심보다도 입사면측에 있어서 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광을 변조시키는 것에 의해, YZ면 내에 있어서 시프트의 방향으로 경사지도록 제2 균열을 형성하고, 분리 공정에서는, 제1 균열 및 제2 균열을 경계로 하여 대상물의 일부를 분리시키는 것에 의해, 제2 균열에 의해서 규정되는 경사면인 측면을 포함하는 반도체 부재를 형성한다.
이 제조 방법에 의하면, 상기의 레이저 가공 방법과 마찬가지로, 대상물에 비스듬한 균열을 형성할 수 있다. 따라서, 분리 공정에 있어서, 균열을 경계로 하여 대상물의 일부를 분리시키는 것에 의해, 경사면인 측면을 포함하는 반도체 부재를 제조할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 의하면, 대상물에 비스듬한 균열을 형성할 수 있는 레이저 가공 장치, 레이저 가공 방법, 및 반도체 부재의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 에 나타내진 레이저 조사부의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은 도 2에 나타내진 4f 렌즈 유닛을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 나타내진 공간 광 변조기를 나타내는 도면이다.
도 5는 비스듬한 균열 형성의 지견을 설명하기 위한 대상물의 단면도이다.
도 6은 비스듬한 균열 형성의 지견을 설명하기 위한 대상물의 단면도이다.
도 7은 레이저광의 집광 스폿의 빔 형상을 나타내는 도면이다.
도 8은 변조 패턴의 오프셋을 나타내는 도면이다.
도 9는 비스듬한 균열의 형성 상태를 나타내는 단면 사진이다.
도 10은 대상물의 모식적인 평면도이다.
도 11은 비스듬한 균열의 형성 상태를 나타내는 단면 사진이다.
도 12는 비스듬한 균열의 형성 상태를 나타내는 단면 사진이다.
도 13은 변조 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 집광 렌즈의 입사 동면에 있어서의 강도 분포, 및 집광 스폿의 빔 형상을 나타내는 도면이다.
도 15는 집광 스폿의 빔 형상, 및 집광 스폿의 강도 분포의 관측 결과를 나타내는 도면이다.
도 16은 변조 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17은 비대칭인 변조 패턴의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 집광 렌즈의 입사 동면에 있어서의 강도 분포, 및 집광 스폿의 빔 형상을 나타내는 도면이다.
도 19는 변조 패턴의 일례, 및 집광 스폿의 형성을 나타내는 도면이다.
도 20은 제1 실시 형태에 따른 대상물을 나타내는 도면이다.
도 21은 제1 실시 형태에 따른 레이저 가공 공정을 나타내는 도면이다.
도 22는 대상물로부터 얻어진 반도체 부재를 나타내는 도면이다.
도 23은 대상물로부터 얻어진 반도체 부재를 나타내는 도면이다.
도 24는 제2 실시 형태에 따른 대상물을 나타내는 도면이다.
도 25는 제2 실시 형태에 따른 레이저 가공 공정을 나타내는 도면이다.
도 26은 제2 실시 형태에 따른 분리 공정을 나타내는 도면이다.
도 27은 대상물로부터 얻어진 반도체 부재를 나타내는 도면이다.
도 28은 레이저 가공 공정의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 29는 레이저 가공 공정의 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 30은 변형예에 따른 대상물을 나타내는 평면도이다.
도 31은 제3 실시 형태에 따른 대상물을 나타내는 도면이다.
도 32는 제3 실시 형태에 따른 레이저 가공 공정을 나타내는 단면도이다.
도 33은 제3 실시 형태에 따른 레이저 가공 공정을 나타내는 단면도이다.
도 34는 제3 실시 형태에 따른 연삭(硏削) 공정을 나타내는 단면도이다.
이하, 일 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략하는 경우가 있다. 또, 각 도면에는, X축, Y축, 및 Z축에 의해서 규정되는 직교 좌표계를 나타내는 경우가 있다.
［레이저 가공 장치, 및 레이저 가공의 개요］
도 1은 일 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 1에 나타내지는 것처럼, 레이저 가공 장치(1)는 스테이지(2)와, 레이저 조사부(3)와, 구동부(이동부)(4, 5)와, 제어부(6)를 구비하고 있다. 레이저 가공 장치(1)는 대상물(11)에 레이저광(L)을 조사하는 것에 의해, 대상물(11)에 개질 영역(12)을 형성하기 위한 장치이다.
스테이지(2)는, 예를 들면 대상물(11)에 첩부(貼付)된 필름을 유지하는 것에 의해, 대상물(11)을 지지한다. 스테이지(2)는 Z방향에 평행한 축선을 회전축으로 하여 회전할 수 있다. 스테이지(2)는 X방향 및 Y방향 각각을 따라 이동 가능하게 되어도 된다. 또한, X방향 및 Y방향은 서로 교차(직교)하는 제1 수평 방향 및 제2 수평 방향이며, Z방향은 연직 방향이다.
레이저 조사부(3)는 대상물(11)에 대해서 투과성을 가지는 레이저광(L)을 집광하여 대상물(11)에 조사한다. 스테이지(2)에 지지된 대상물(11)의 내부에 레이저광(L)이 집광되면, 레이저광(L)의 집광 스폿(C)(예를 들면 후술하는 중심(Ca))에 대응하는 부분에 있어서 레이저광(L)이 특히 흡수되어, 대상물(11)의 내부에 개질 영역(12)이 형성된다. 또한, 집광 스폿(C)은, 상세한 설명은 후술하지만, 레이저광(L)의 빔 강도가 가장 높아지는 위치 또는 빔 강도의 중심 위치로부터 소정 범위의 영역이다.
개질 영역(12)은 밀도, 굴절률, 기계적 강도, 그 외의 물리적 특성이 주위의 비개질 영역과는 상이한 영역이다. 개질 영역(12)으로서는, 예를 들면, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역 등이 있다. 개질 영역(12)은, 개질 영역(12)으로부터 레이저광(L)의 입사측 및 그 반대측으로 균열이 연장되도록 형성될 수 있다. 그러한 개질 영역(12) 및 균열은, 예를 들면 대상물(11)의 절단에 이용된다.
일례로서, 스테이지(2)를 X방향을 따라서 이동시켜, 대상물(11)에 대해서 집광 스폿(C)을 X방향을 따라서 상대적으로 이동시키면, 복수의 개질 스폿(12s)이 X방향을 따라서 1열로 늘어서도록 형성된다. 1개의 개질 스폿(12s)은 1펄스의 레이저광(L)의 조사에 의해서 형성된다. 1열의 개질 영역(12)은, 1열로 늘어선 복수의 개질 스폿(12s)의 집합이다. 서로 이웃하는 개질 스폿(12s)은, 대상물(11)에 대한 집광 스폿(C)의 상대적인 이동 속도 및 레이저광(L)의 반복 주파수에 의해서, 서로 연결되는 경우도, 서로 떨어지는 경우도 있다.
구동부(4)는 스테이지(2)를 Z방향에 교차(직교)하는 면 내의 일방향으로 이동시키는 제1 이동부(41)와, 스테이지(2)를 Z방향에 교차(직교)하는 면 내의 다른 방향으로 이동시키는 제2 이동부(42)를 포함한다. 일례로서, 제1 이동부(41)는 스테이지(2)를 X방향을 따라서 이동시키고, 제2 이동부(42)는 스테이지(2)를 Y방향을 따라서 이동시킨다. 또, 구동부(4)는 스테이지(2)를 Z방향에 평행한 축선을 회전축으로 하여 회전시킨다. 구동부(5)는 레이저 조사부(3)를 지지하고 있다. 구동부(5)는 레이저 조사부(3)를 X방향, Y방향, 및 Z방향을 따라서 이동시킨다. 레이저광(L)의 집광 스폿(C)이 형성되어 있는 상태에 있어서 스테이지(2) 및/또는 레이저 조사부(3)가 이동시켜지는 것에 의해, 집광 스폿(C)이 대상물(11)에 대해서 상대 이동시켜진다. 즉, 구동부(4, 5)는 대상물(11)에 대해서 레이저광(L)의 집광 스폿(C)이 상대 이동하도록, 스테이지(2) 및 레이저 조사부(3) 중 적어도 일방을 이동시키는 이동부이다.
제어부(6)는 스테이지(2), 레이저 조사부(3), 및 구동부(4, 5)의 동작을 제어한다. 제어부(6)는 처리부, 기억부, 및 입력 접수부를 가지고 있다(도시하지 않음). 처리부는 프로세서, 메모리, 스토리지 및 통신 디바이스 등을 포함하는 컴퓨터 장치로서 구성되어 있다. 처리부에서는, 프로세서가 메모리 등에 판독된 소프트웨어(프로그램)를 실행하고, 메모리 및 스토리지에 있어서의 데이터의 판독 및 기입, 그리고 통신 디바이스에 의한 통신을 제어한다. 기억부는, 예를 들면 하드 디스크 등이며, 각종 데이터를 기억한다. 입력 접수부는 각종 정보를 표시함과 아울러, 유저로부터 각종 정보의 입력을 접수하는 인터페이스부이다. 입력 접수부는 GUI(Graphical User Interface)를 구성하고 있다.
도 2는 도 1에 나타내진 레이저 조사부의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 2에는 레이저 가공의 예정을 나타내는 가상적인 라인(A)을 나타내고 있다. 도 2에 나타내지는 것처럼, 레이저 조사부(3)는 광원(31)과, 공간 광 변조기(7)와, 집광 렌즈(33)와, 4f 렌즈 유닛(34)을 가지고 있다. 광원(31)은, 예를 들면 펄스 발진 방식에 의해서, 레이저광(L)을 출력한다. 또한, 레이저 조사부(3)는 광원(31)을 가지지 않고, 레이저 조사부(3)의 외부로부터 레이저광(L)을 도입하도록 구성되어도 된다. 공간 광 변조기(7)는 광원(31)으로부터 출력된 레이저광(L)을 변조한다. 집광 렌즈(33)는, 공간 광 변조기(7)에 의해서 변조되어 공간 광 변조기(7)로부터 출력된 레이저광(L)을 대상물(11)을 향해서 집광한다.
도 3에 나타내지는 것처럼, 4f 렌즈 유닛(34)은 공간 광 변조기(7)로부터 집광 렌즈(33)를 향하는 레이저광(L)의 광로 상에 배열된 한 쌍의 렌즈(34A, 34B)를 가지고 있다. 한 쌍의 렌즈(34A, 34B)는 공간 광 변조기(7)의 변조면(7a)과 집광 렌즈(33)의 입사 동면(동면)(33a)이 결상 관계에 있는 양측 텔레센트릭 광학계를 구성하고 있다. 이것에 의해, 공간 광 변조기(7)의 변조면(7a)에서의 레이저광(L)의 상(像)(공간 광 변조기(7)에서 변조된 레이저광(L)의 상)이, 집광 렌즈(33)의 입사 동면(33a)에 전상(轉像)(결상)된다. 또한, 도면 중의 Fs는 푸리에면을 나타낸다.
도 4에 나타내지는 것처럼, 공간 광 변조기(7)는 반사형 액정(LCOS：Liquid Crystal on Silicon)의 공간 광 변조기(SLM：Spatial Light Modulator)이다. 공간 광 변조기(7)는 반도체 기판(71) 상에, 구동 회로층(72), 화소 전극층(73), 반사막(74), 배향막(75), 액정층(76), 배향막(77), 투명 도전막(78) 및 투명 기판(79)이 이 순서로 적층됨으로써, 구성되어 있다.
반도체 기판(71)은, 예를 들면, 실리콘 기판이다. 구동 회로층(72)은 반도체 기판(71) 상에 있어서, 액티브·매트릭스 회로를 구성하고 있다. 화소 전극층(73)은 반도체 기판(71)의 표면에 따라서 매트릭스 모양으로 배열된 복수의 화소 전극(73a)을 포함하고 있다. 각 화소 전극(73a)은, 예를 들면, 알루미늄 등의 금속재료에 의해서 형성되어 있다. 각 화소 전극(73a)에는, 구동 회로층(72)에 의해서 전압이 인가된다.
반사막(74)은, 예를 들면, 유전체 다층막이다. 배향막(75)은 액정층(76)에 있어서의 반사막(74)측의 표면에 마련되어 있고, 배향막(77)은 액정층(76)에 있어서의 반사막(74)과는 반대측의 표면에 마련되어 있다. 각 배향막(75, 77)은, 예를 들면, 폴리이미드 등의 고분자 재료에 의해서 형성되어 있고, 각 배향막(75, 77)에 있어서의 액정층(76)과의 접촉면에는, 예를 들면, 러빙 처리가 실시되어 있다. 배향막(75, 77)은 액정층(76)에 포함되는 액정 분자(76a)를 일정 방향으로 배열시킨다.
투명 도전막(78)은 투명 기판(79)에 있어서의 배향막(77)측의 표면에 마련되어 있고, 액정층(76) 등을 사이에 두고 화소 전극층(73)과 서로 마주보고 있다. 투명 기판(79)은, 예를 들면, 유리 기판이다. 투명 도전막(78)은, 예를 들면, ITO 등의 광 투과성 또한 도전성 재료에 의해서 형성되어 있다. 투명 기판(79) 및 투명 도전막(78)은, 레이저광(L)을 투과시킨다.
이상과 같이 구성된 공간 광 변조기(7)에서는, 변조 패턴을 나타내는 신호가 제어부(6)로부터 구동 회로층(72)에 입력되면, 해당 신호에 따른 전압이 각 화소 전극(73a)에 인가되어, 각 화소 전극(73a)과 투명 도전막(78)과의 사이에 전계가 형성된다. 해당 전계가 형성되면, 액정층(76)에 있어서, 각 화소 전극(73a)에 대응하는 영역마다 액정 분자(76a)의 배열 방향이 변화하여, 각 화소 전극(73a)에 대응하는 영역마다 굴절률이 변화한다. 이 상태가 액정층(76)에 변조 패턴이 표시된 상태이다. 변조 패턴은 레이저광(L)을 변조하기 위한 것이다.
즉, 액정층(76)에 변조 패턴이 표시된 상태에서, 레이저광(L)이 외부로부터 투명 기판(79) 및 투명 도전막(78)을 거쳐 액정층(76)에 입사되고, 반사막(74)에서 반사되어, 액정층(76)으로부터 투명 도전막(78) 및 투명 기판(79)을 거쳐 외부로 출사시켜지면, 액정층(76)에 표시된 변조 패턴에 따라서, 레이저광(L)이 변조된다. 이와 같이, 공간 광 변조기(7)에 의하면, 액정층(76)에 표시하는 변조 패턴을 적절히 설정함으로써, 레이저광(L)의 변조(예를 들면, 레이저광(L)의 강도, 진폭, 위상, 편광 등의 변조)가 가능하다. 또한, 도 3에 나타내진 변조면(7a)은, 예를 들면 액정층(76)이다.
이상과 같이, 광원(31)으로부터 출력된 레이저광(L)이 공간 광 변조기(7) 및 4f 렌즈 유닛(34)을 거쳐 집광 렌즈(33)에 입사되어, 집광 렌즈(33)에 의해서 대상물(11) 내에 집광되는 것에 의해, 그 집광 스폿(C)에 있어서 대상물(11)에 개질 영역(12) 및 개질 영역(12)으로부터 연장되는 균열이 형성된다. 또한, 제어부(6)가 구동부(4, 5)를 제어하는 것에 의해, 집광 스폿(C)을 대상물(11)에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 집광 스폿(C)의 이동 방향을 따라서 개질 영역(12) 및 균열이 형성되게 된다.
［비스듬한 균열 형성에 관한 지견의 설명］
여기서, 이 때의 집광 스폿(C)의 이동 방향(가공 진행 방향)을 X방향으로 한다. 또, 대상물(11)에 있어서의 레이저광(L)의 입사면인 제1 면(11a)에 교차(직교)하는 방향을 Z방향으로 한다. 또, X방향 및 Z방향에 교차(직교)하는 방향을 Y방향으로 한다. X방향 및 Y방향은 제1 면(11a)에 따른 방향이다. 또한, Z방향은 집광 렌즈(33)의 광축, 집광 렌즈(33)를 거쳐 대상물(11)을 향해서 집광되는 레이저광(L)의 광축으로서 규정되어도 된다.
도 5에 나타내지는 것처럼, 가공 진행 방향인 X방향에 교차하는 교차면(Y방향 및 Z방향을 포함하는 YZ면(E)) 내에 있어서, Z방향 및 Y방향에 대해서 경사지는 라인(D)(여기에서는 Y방향에서 소정의 각도 θ를 가지고 경사지는 라인(D))을 따라서 비스듬하게 균열을 형성하는 요구가 있다. 이러한 비스듬한 균열 형성에 대한 본 발명자의 지견에 대해서, 가공예를 나타내면서 설명한다.
여기에서는, 개질 영역(12)으로서 개질 영역(12a, 12b)을 형성한다. 이것에 의해, 개질 영역(12a)으로부터 연장되는 균열(13a)과, 개질 영역(12b)으로부터 연장되는 균열(13b)을 연결하여, 라인(D)을 따라서 비스듬하게 연장되는 균열(13)을 형성한다. 여기에서는, 먼저, 도 6에 나타내지는 것처럼, 대상물(11)에 있어서의 제1 면(11a)을 레이저광(L)의 입사면으로 하면서 집광 스폿(C1)을 형성한다. 한편, 집광 스폿(C1)보다도 제1 면(11a)측에 있어서, 제1 면(11a)을 레이저광(L)의 입사면으로 하면서 집광 스폿(C2)을 형성한다. 이 때, 집광 스폿(C2)은 집광 스폿(C1)보다도 Z방향으로 거리 Sz만큼 시프트되어 있고, 또한, 집광 스폿(C1)보다도 Y방향으로 거리 Sy만큼 시프트되어 있다. 거리 Sz 및 거리 Sy는, 일례로서, 라인(D)의 기울기에 대응한다.
다른 한편, 도 7에 나타내지는 것처럼, 공간 광 변조기(7)를 이용하여 레이저광(L)을 변조하는 것에 의해, 집광 스폿(C)(적어도 집광 스폿(C2))의 YZ면(E) 내에서의 빔 형상을, 적어도 집광 스폿(C)의 중심(Ca)보다도 제1 면(11a)측에 있어서, Z방향에 대해서 시프트의 방향(여기에서는 Y방향의 음측)으로 경사지는 경사 형상으로 한다. 도 7의 예에서는, 중심(Ca)보다도 제1 면(11a)측에 있어서, Z방향에 대해서 Y방향의 음측으로 경사짐과 아울러, 중심(Ca)보다도 제1 면(11a)과 반대측에 있어서도, Z방향에 대해서 Y방향의 음측으로 경사지는 호 형상으로 되어 있다. 또한, YZ면(E) 내에 있어서의 집광 스폿(C)의 빔 형상이란, YZ면(E) 내에 있어서의 집광 스폿(C)에서의 레이저광(L)의 강도 분포이다.
이와 같이, 적어도 2개의 집광 스폿(C1, C2)을 Y방향으로 시프트시킴과 아울러, 적어도 집광 스폿(C2)(여기에서는 집광 스폿(C1, C2) 모두)의 빔 형상을 경사 형상으로 함으로써, 도 8의 (a)에 나타내지는 것처럼, 경사지게 연장되는 균열(13)을 형성할 수 있다. 또한, 예를 들면 공간 광 변조기(7)의 변조 패턴의 제어에 의해서, 레이저광(L)을 분기하는 것에 의해 집광 스폿(C1, C2)을 동시에 형성하여 개질 영역(12) 및 균열(13)의 형성을 행해도 되고(다초점 가공), 집광 스폿(C1)의 형성에 의해 개질 영역(12a) 및 균열(13a)을 형성한 후에, 집광 스폿(C2)의 형성에 의해 개질 영역(12b) 및 균열(13b)을 형성하도록 해도 된다(싱글 패스 가공).
또, 집광 스폿(C1)과 집광 스폿(C2)과의 사이에 별개의 집광 스폿을 형성하는 것에 의해, 도 8의 (b)에 나타내지는 것처럼, 개질 영역(12a)과 개질 영역(12b)과의 사이에 다른 개질 영역(12c)을 개재시켜, 보다 길게 비스듬하게 신장되는 균열(13)을 형성해도 된다.
이어서, 집광 스폿(C)의 YZ면(E) 내에서의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 지견에 대해서 설명한다. 먼저, 집광 스폿(C)의 정의에 대해 구체적으로 설명한다. 여기에서는, 집광 스폿(C)이란, 중심(Ca)으로부터 소정 범위(예를 들면 Z방향에 대해 중심(Ca)으로부터 ±25μm의 범위)의 영역이다. 중심(Ca)은, 상술한 것처럼, 빔 강도가 가장 높아지는 위치, 또는, 빔 강도의 중심 위치이다. 빔 강도의 중심 위치는, 예를 들면, 레이저광(L)을 분기시키기 위한 변조 패턴과 같은 레이저광(L)의 광축을 시프트시키는 변조 패턴에 의한 변조가 행해져 있지 않은 상태에서의 레이저광(L)의 광축 상에서, 빔 강도의 중심이 위치하는 위치이다. 빔 강도가 가장 높아지는 위치나 빔 강도의 중심은, 이하와 같이 취득할 수 있다. 즉, 레이저광(L)의 출력을 대상물(11)에 개질 영역(12)이 형성되지 않는 정도로(가공 임계값보다도) 낮게 한 상태에서, 대상물(11)에 레이저광(L)을 조사한다. 이것과 함께, 대상물(11)의 레이저광(L)의 입사면과 반대측의 면(여기에서는 제2 면(11b))으로부터의 레이저광(L)의 반사광을, 예를 들면 도 15에 나타내지는 Z방향의 복수의 위치 F1~F7에 대해 카메라로 촬상한다. 이것에 의해, 얻어진 화상에 기초하여 빔 강도가 가장 높아지는 위치나 중심을 취득할 수 있다. 또한, 개질 영역(12)은 이 중심(Ca) 부근에서 형성된다.
집광 스폿(C)에서의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위해서는, 변조 패턴을 오프셋시키는 방법이 있다. 보다 구체적으로는, 공간 광 변조기(7)에는, 파면(波面)의 왜곡을 보정하기 위한 왜곡 보정 패턴, 레이저광을 분기시키기 위한 그레이팅 패턴, 슬릿 패턴, 비점수차 패턴, 코마 수차 패턴, 및 구면 수차 보정 패턴 등의 다양한 패턴이 표시된다(이것들이 중첩된 패턴이 표시된다). 이 중, 도 9에 나타내지는 것처럼, 구면 수차 보정 패턴(Ps)을 오프셋시키는 것에 의해, 집광 스폿(C)의 빔 형상을 조정할 수 있다.
도 9의 예에서는, 변조면(7a)에 있어서, 구면 수차 보정 패턴(Ps)의 중심(Pc)을, 레이저광(L)의 (빔 스폿의) 중심(Lc)에 대해서, Y방향의 음측으로 오프셋량 Oy1만큼 오프셋시키고 있다. 상술한 것처럼, 변조면(7a)은 4f 렌즈 유닛(34)에 의해서, 집광 렌즈(33)의 입사 동면(33a)에 전상된다. 따라서, 변조면(7a)에 있어서의 오프셋은, 입사 동면(33a)에서는, Y방향의 음측으로의 오프셋이 된다. 즉, 입사 동면(33a)에서는, 구면 수차 보정 패턴(Ps)의 중심(Pc)은, 레이저광(L)의 중심(Lc), 및 입사 동면(33a)의 중심(여기에서는, 중심(Lc)과 일치하고 있음)으로부터 Y방향의 양측으로 오프셋량 Oy2만큼 오프셋된다.
이와 같이, 구면 수차 보정 패턴(Ps)을 오프셋시키는 것에 의해, 레이저광(L)의 집광 스폿(C)의 빔 형상이, 도 7에 나타내지는 것처럼 호 모양의 경사 형상으로 변형된다. 이상과 같이 구면 수차 보정 패턴(Ps)을 오프셋시키는 것은, 레이저광(L)에 대해서 코마 수차를 주는 것에 상당한다. 따라서, 공간 광 변조기(7)의 변조 패턴에, 레이저광(L)에 대해서 코마 수차를 부여하기 위한 코마 수차 패턴을 포함시키는 것에 의해, 집광 스폿(C)의 빔 형상을 경사 형상으로 해도 된다. 또한, 코마 수차 패턴으로서는, Zernike의 다항식의 9항(3차의 코마 수차의 Y성분)에 상당하는 패턴으로서, Y방향으로 코마 수차가 발생하는 패턴을 사용할 수 있다.
이어서, 대상물(11)의 결정성과 균열(13)과의 관계에 대한 지견을 설명한다. 도 10은 대상물의 모식적인 평면도이다. 여기에서는, 대상물(11)은 실리콘 웨이퍼(t775μm,＜100＞, 1Ω·cm)이며, 노치(11d)가 형성되어 있다. 이 대상물(11)에 대해서, 가공 진행 방향인 X방향을 0°(100)면에 맞춘 제1 가공예를 도 11의 (a)에 나타내고, X방향을 15°에 맞춘 제2 가공예를 도 11의 (b)에 나타내며, 30°에 맞춘 제3 가공예를 도 12의 (a)에 나타내고, 그리고 45°(100)면에 맞춘 제4 가공예를 도 12의 (b)에 나타낸다. 각 가공예에 있어서는, YZ면 내에 있어서의 라인(D)의 Y방향으로부터의 각도 θ를 71°로 하고 있다.
또, 각 가공예에서는, 제1 패스로서 집광 스폿(C1)을 X방향으로 상대 이동시켜 개질 영역(12a) 및 균열(13a)을 형성한 후에, 제2 패스로서 집광 스폿(C2)을 X방향으로 상대 이동시켜 개질 영역(12b) 및 균열(13b)을 형성하는 싱글 패스 가공으로 하고 있다. 제1 패스 및 제2 패스의 가공 조건은 이하와 같이 했다. 또한, 이하의 CP는 집광 보정의 강도를 나타낸 것이며, 코마(LBA 오프셋 Y)는 구면 수차 보정 패턴(Ps)의 Y방향으로의 오프셋량을 공간 광 변조기(7)의 픽셀 단위로 나타낸 것이다.
＜제1 패스＞
Z방향 위치：161μm
CP：－18
출력：2W
속도：530mm/s
주파수：80kHz
코마(LBA 오프셋 Y)：－5
Y방향 위치：0
＜제2 패스＞
Z방향 위치：151μm
CP：－18
출력：2W
속도：530mm/s
주파수 80kHz
코마(LBA 오프셋 Y)：－5
Y방향 위치：0.014mm
도 11 및 도 12에 나타내지는 것처럼, 어느 경우라도, Y방향에 대해서 71°로 경사지는 라인(D)을 따라서 균열(13)을 형성할 수 있었다. 즉, 대상물(11)에 있어서의 주요 벽개면(劈開面)인 (110)면, (111)면, 및 (100)면 등의 영향에 의존하지 않고, 즉, 대상물(11)의 결정 구조에 의존하지 않으면서, 원하는 라인(D)을 따라서 비스듬하게 연장되는 균열(13)을 형성할 수 있었다.
또한, 이와 같이 비스듬하게 연장되는 균열(13)을 형성하기 위한 빔 형상의 제어는, 상기의 예로 한정되지 않는다. 이어서, 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 다른 예에 대해 설명한다. 도 13의 (a)에 나타내지는 것처럼, 가공 진행 방향인 X방향을 따른 축선(Ax)에 대해서 비대칭인 변조 패턴(PG1)에 의해서 레이저광(L)을 변조하여, 집광 스폿(C)의 빔 형상을 경사 형상으로 해도 된다. 변조 패턴(PG1)은 Y방향에 있어서의 레이저광(L)의 빔 스폿의 중심(Lc)을 통과하는 X방향을 따른 축선(Ax)보다도 Y방향의 음측에 그레이팅 패턴(Ga)을 포함함과 아울러, 축선(Ax)보다도 Y방향의 양측에 비변조 영역(Ba)을 포함한다. 환언하면, 변조 패턴(PG1)은 축선(Ax)보다도 Y방향의 양측에만 그레이팅 패턴(Ga)이 포함된다. 또한, 도 13의 (b)는 도 13의 (a)의 변조 패턴(PG1)을 집광 렌즈(33)의 입사 동면(33a)에 대응하도록 반전시킨 것이다.
도 14의 (a)는 집광 렌즈(33)의 입사 동면(33a)에 있어서의 레이저광(L)의 강도 분포를 나타낸다. 도 14의 (a)에 나타내지는 것처럼, 이러한 변조 패턴(PG1)을 이용하는 것에 의해, 공간 광 변조기(7)에 입사된 레이저광(L) 중 그레이팅 패턴(Ga)에 의해 변조된 부분이 집광 렌즈(33)의 입사 동면(33a)에 입사되지 않게 된다. 이 결과, 도 14의 (b) 및 도 15에 나타내지는 것처럼, YZ면(E) 내에 있어서의 집광 스폿(C)의 빔 형상을, 그 전체가 Z방향에 대해서 일 방향으로 경사진 경사 형상으로 할 수 있다.
즉, 이 경우에는, 집광 스폿(C)의 빔 형상이, 집광 스폿(C)의 중심(Ca)보다도 제1 면(11a)측에 있어서, Z방향에 대해서 Y방향의 음측으로 경사짐과 아울러, 집광 스폿(C)의 중심(Ca)보다도 제1 면(11a)과 반대측에 있어서, Z방향에 대해서 Y방향의 양측으로 경사지게 된다. 또한, 도 15의 (b)의 각 도면은, 도 15의 (a)에 나타내진 Z방향의 각 위치 F1~F7에 있어서의 레이저광(L)의 XY면 내의 강도 분포를 나타내고, 카메라에 의한 실제의 관측 결과이다. 집광 스폿(C)의 빔 형상을 이와 같이 제어했을 경우라도, 상기의 예와 마찬가지로, 비스듬하게 연장되는 균열(13)을 형성할 수 있다.
또한, 축선(Ax)에 대해서 비대칭인 변조 패턴으로서는, 도 16에 나타내지는 변조 패턴(PG2, PG3, PG4)을 채용할 수도 있다. 변조 패턴(PG2)은 축선(Ax)보다도 Y방향의 음측에 있어서, 축선(Ax)으로부터 멀어지는 방향으로 순서대로 배열된 비변조 영역(Ba) 및 그레이팅 패턴(Ga)을 포함하고, 축선(Ax)보다도 Y방향의 양측에 비변조 영역(Ba)을 포함한다. 즉, 변조 패턴(PG2)은 축선(Ax)보다도 Y방향의 음측의 영역의 일부에 그레이팅 패턴(Ga)을 포함한다.
변조 패턴(PG3)은 축선(Ax)보다도 Y방향의 음측에 있어서, 축선(Ax)으로부터 멀어지는 방향으로 순서대로 배열된 비변조 영역(Ba) 및 그레이팅 패턴(Ga)을 포함함과 아울러, 축선(Ax)보다도 Y방향의 양측에 있어서도, 축선(Ax)으로부터 멀어지는 방향으로 순서대로 배열된 비변조 영역(Ba) 및 그레이팅 패턴(Ga)을 포함한다. 변조 패턴(PG3)에서는, 축선(Ax)보다도 Y방향의 양측과 Y방향의 음측에서, 비변조 영역(Ba) 및 그레이팅 패턴(Ga)의 비율을 다르게 함으로써(Y방향의 음측에서 상대적으로 비변조 영역(Ba)이 좁게 됨으로써), 축선(Ax)에 대해서 비대칭으로 되어 있다.
변조 패턴(PG4)은 변조 패턴(PG2)과 마찬가지로, 축선(Ax)보다도 Y방향의 음측의 영역의 일부에 그레이팅 패턴(Ga)을 포함한다. 변조 패턴(PG4)에서는, 또한, X방향에 대해서도, 그레이팅 패턴(Ga)이 마련된 영역이 일부로 되어 있다. 즉, 변조 패턴(PG4)에서는, 축선(Ax)보다도 Y방향의 음측의 영역에 있어서, X방향으로 순서대로 배열된 비변조 영역(Ba), 그레이팅 패턴(Ga), 및 비변조 영역(Ba)을 포함한다. 여기에서는, 그레이팅 패턴(Ga)은, X방향에 있어서의 레이저광(L)의 빔 스폿의 중심(Lc)을 통과하는 Y방향을 따른 축선(Ay)을 포함하는 영역에 배치되어 있다.
이상의 어느 변조 패턴(PG2~PG4)에 의해서도, 집광 스폿(C)의 빔 형상을, 적어도 중심(Ca)보다도 제1 면(11a)측에 있어서 Z방향에 대해서 Y방향의 음측으로 경사지는 경사 형상으로 할 수 있다. 즉, 집광 스폿(C)의 빔 형상을, 적어도 중심(Ca)보다도 제1 면(11a)측에 있어서 Z방향에 대해서 Y방향의 음측으로 경사지도록 제어하기 위해서는, 변조 패턴(PG1~PG4)과 마찬가지로, 혹은, 변조 패턴(PG1~PG4)으로 한정하지 않고, 그레이팅 패턴(Ga)을 포함하는 비대칭인 변조 패턴을 이용할 수 있다.
또한, 집광 스폿(C)의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 비대칭인 변조 패턴으로서는, 그레이팅 패턴(Ga)을 이용하는 것으로 한정되지 않는다. 도 17은 비대칭인 변조 패턴의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 17의 (a)에 나타내지는 것처럼, 변조 패턴(PE)은 축선(Ax)보다도 Y방향의 음측에 타원 패턴(Ew)을 포함함과 아울러, 축선(Ax)보다도 Y방향의 양측에 타원 패턴(Es)을 포함한다. 또한, 도 17의 (b)는, 도 17의 (a)의 변조 패턴(PE)을 집광 렌즈(33)의 입사 동면(33a)에 대응하도록 반전시킨 것이다.
도 17의 (c)에 나타내지는 것처럼, 타원 패턴(Ew, Es)은, 모두, X방향 및 Y방향을 포함하는 XY면에 있어서의 집광 스폿(C)의 빔 형상을, X방향을 길이 방향으로 하는 타원 형상으로 하기 위한 패턴이다. 다만, 타원 패턴(Ew)과 타원 패턴(Es)에서는 변조의 강도가 다르다. 보다 구체적으로는, 타원 패턴(Es)에 의한 변조의 강도가 타원 패턴(Ew)에 의한 변조의 강도보다도 크게 되어 있다. 즉, 타원 패턴(Es)에 의해서 변조된 레이저광(L)이 형성하는 집광 스폿(Cs)이, 타원 패턴(Ew)에 의해서 변조된 레이저광(L)이 형성하는 집광 스폿(Cw)보다도 X방향으로 긴 타원 형상이 되도록 되어 있다. 여기에서는, 축선(Ax)보다도 Y방향의 음측에 상대적으로 강한 타원 패턴(Es)이 배치되어 있다.
도 18의 (a)에 나타내지는 것처럼, 이러한 변조 패턴(PE)을 이용하는 것에 의해, YZ면(E) 내에 있어서의 집광 스폿(C)의 빔 형상을, 중심(Ca)보다도 제1 면(11a)측에 있어서 Z방향에 대해서 Y방향의 음측으로 경사지는 경사 형상으로 할 수 있다. 특히, 이 경우에는, YZ면(E) 내에 있어서의 집광 스폿(C)의 빔 형상이, 중심(Ca)보다도 제1 면(11a)과 반대측에 있어서도 Z방향에 대해서 Y방향의 음측으로 경사지게 되어, 전체적으로 호 모양이 된다. 또한, 도 18의 (b)의 각 도면은, 도 18의 (a)에 나타내진 Z방향의 각 위치 H1~F8에 있어서의 레이저광(L)의 XY면 내의 강도 분포를 나타내고, 카메라에 의한 실제의 관측 결과이다.
나아가서는, 집광 스폿(C)의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 변조 패턴은, 이상의 비대칭인 패턴으로 한정되지 않는다. 일례로서, 그러한 변조 패턴으로서, 도 19에 나타내지는 것처럼, YZ면(E) 내에 있어서 복수 위치에 집광점(CI)을 형성하여, 복수의 집광점(CI)의 전체에서(복수의 집광점(CI)을 포함하는) 경사 형상인 집광 스폿(C)을 형성하도록, 레이저광(L)을 변조하기 위한 패턴을 들 수 있다. 이러한 변조 패턴은 일례로서, 액시콘 렌즈 패턴에 기초하여 형성할 수 있다. 이러한 변조 패턴을 이용했을 경우에는, 개질 영역(12) 자체도 YZ면(E) 내에 있어서 비스듬하게 형성할 수 있다. 이 때문에, 이 경우에는, 소망하는 경사에 따라 정확하게 비스듬한 균열(13)을 형성할 수 있다. 한편, 이러한 변조 패턴을 이용했을 경우에는, 상기의 다른 예와 비교하여, 균열(13)의 길이가 짧아지는 경향이 있다. 따라서, 요구에 따라 각종의 변조 패턴을 구분하여 사용하는 것에 의해, 원하는 가공이 가능해진다.
또한, 상기 집광점(CI)은, 예를 들면, 비변조의 레이저광이 집광되는 점이다. 이상과 같이, 본 발명자의 지견에 의하면, YZ면(E) 내에 있어서 적어도 2개의 개질 영역(12a, 12b)을 Y방향 및 Z방향으로 시프트시키고, 또한 YZ면 내에 있어서 집광 스폿(C)의 빔 형상을 경사 형상으로 함으로써, Z방향에 대해서 Y방향으로 경사지도록 비스듬하게 연장되는 균열(13)을 형성할 수 있는 것이다.
또한, 빔 형상의 제어시에, 구면 수차 보정 패턴의 오프셋을 이용하는 경우, 코마 수차 패턴을 이용하는 경우, 및 타원 패턴을 이용하는 경우에는, 회절 격자 패턴을 이용하여 레이저광의 일부를 컷하는 경우와 비교하여, 고에너지로의 가공이 가능해진다. 또, 이들의 경우에는, 균열의 형성을 중시하는 경우에 유효하다. 또, 코마 수차 패턴을 이용하는 경우에는, 다초점 가공의 경우에, 일부의 집광 스폿의 빔 형상만을 경사 형상으로 하는 것이 가능하다. 또한, 액시콘 렌즈 패턴을 이용하는 경우는, 다른 패턴의 이용은, 다른 패턴과 비교하여 개질 영역의 형성을 중시하는 경우에 유효하다.
［제1 실시 형태］
이어서, 제1 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법, 및 레이저 가공 장치에 대해 설명한다. 먼저, 개략에 대해 설명한다. 도 20은 제1 실시 형태에 따른 대상물을 나타내는 도면이다. 도 20의 (a)는 평면도이고, 도 20의 (b)는 도 20의 (a)의 XXb－XXb선을 따른 단면도이다. 도 20에 나타내지는 대상물(11)은, 예를 들면 반도체를 포함한다. 대상물(11)은, 일례로서 반도체 웨이퍼(예를 들면 실리콘 웨이퍼)이다. 대상물(11)은 제1 면(11a)과 제1 면(11a)의 반대측의 제2 면(11b)을 포함한다. 여기에서는, 대상물(11)을 격자 모양으로 절단하는 것에 의해, 복수의 반도체 부재(50)를 형성한다. 그 때문에, 대상물(11)에는, 제1 면(11a) 및 제2 면(11b)에 평행한 복수의 라인(A)이 절단 예정 라인으로서 격자 모양으로 설정되어 있다. 라인(A)은 예를 들면 가상적인 선이다.
여기에서는, 라인(A) 중 한 쌍의 라인(Aa1, Aa2), 및 한 쌍의 라인(Ab1, Ab2)을 도시하고 있다. 라인(Aa1, Aa2)은 Z방향에서 보아 서로 평행하게 일 방향으로 연장되어 있다. 라인(Ab1, Ab2)은 Z방향에서 보아, 라인(Aa1, Aa2)에 교차함과 아울러 서로 평행하게 일 방향으로 연장되어 있다. 여기에서는, 대상물(11)은 제1 면(11a)이 집광 렌즈(33)측을 향하도록 스테이지(2)에 지지되어 있다.
본 실시 형태에서는, 이러한 대상물(11)에 대해서, 라인(A) 각각을 따라 레이저광(L)의 집광 스폿(C)을 상대 이동시키면서 레이저광(L)을 조사하여, 라인(A) 각각을 따라 개질 영역(12) 및 균열(13)을 형성한다. 이 때, 집광 스폿(C)은 X방향으로 상대 이동된다. 즉, 여기에서는, X방향을 가공 진행 방향으로 한다. 본 실시 형태에서는, 이 가공 진행 방향인 X방향에 교차(직교)하는 교차면(YZ면(E)) 내에 있어서, Z방향에 대해서 Y방향으로 경사진 균열(13)을 형성한다. 도 20의 (b)에서는, 소망하는 균열(13)이 연장되는 방향을 라인(D)로 나타내고 있다. YZ면(E) 내에 있어서 서로 이웃하는 라인(D)은, 제2 면(11b)으로부터 제1 면(11a)을 향함에 따라 서로 멀어지도록 경사져 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, Y방향으로 서로 이웃하는 균열(13)을, 제2 면(11b)으로부터 제1 면(11a)을 향함에 따라 서로 멀어지도록 비스듬하게 형성한다.
이어서, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법, 및 레이저 가공 장치를 구체적으로 설명한다. 이 제조 방법에서는, 먼저, 상기와 같은 대상물(11)을 준비함과 아울러, 대상물(11)을, 제1 면(11a)이 집광 렌즈(33)측을 향하도록, 또한, 라인(Aa1, Aa2)이 X방향을 따르도록, 스테이지(2)에 의해 지지한다.
그 상태에 있어서, 먼저, 1개의 라인(Aa1)에 대해서, 대상물(11)에 레이저광(L)(레이저광(L1, L2))을 집광하여 레이저광(L)의 집광 스폿(C)(집광 스폿(C1, C2))을 형성함과 아울러, 집광 스폿(C)을 대상물(11)에 대해서 X방향으로 상대 이동시키는 것에 의해, 대상물(11)의 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 공정을 실시한다.
보다 구체적으로는, 레이저 가공 공정에서는, 도 21에 나타내지는 것처럼, 대상물(11)에 있어서의 레이저광(L1)의 입사면인 제1 면(11a)에 교차하는 Z방향에 대한 집광 스폿(C1)의 위치를 제1 Z위치(Z1)에 설정하면서, X방향으로 연장되는 라인(Aa1)을 따라서 집광 스폿(C1)을 상대 이동시키는 것에 의해, 개질 영역(제1 개질 영역)(12a) 및 개질 영역(12a)으로부터 연장되는 균열(제1 균열)(13a)을 대상물(11)에 형성하는 제1 형성 공정을 실시한다. 제1 형성 공정에서는, 제1 면(11a)을 따름과 아울러 X방향에 교차하는 Y방향에 대한 집광 스폿(C1)의 위치를 제1 Y위치(Y1)에 설정한다.
또, 레이저 가공 공정에서는, Z방향에 대한 레이저광(L2)의 집광 스폿(C2)의 위치를, 제1 형성 공정에서의 집광 스폿(C1)의 제1 Z위치(Z1)보다도 제1 면(11a)(입사면)측의 제2 Z위치(Z2)에 설정하면서, 라인(Aa1)을 따라서 집광 스폿(C2)을 X방향으로 상대 이동시키는 것에 의해, 개질 영역(12b)(제2 개질 영역) 및 개질 영역(12b)으로부터 연장되는 균열(제2 균열)(13b)을 형성하는 제2 형성 공정을 실시한다. 제2 형성 공정에서는, Y방향에 대한 집광 스폿(C2)의 위치를, 집광 스폿(C1)의 제1 Y위치(Y1)로부터 시프트된 제2 Y위치(Y2)에 설정한다. 또, 제2 형성 공정에서는, Y방향 및 Z방향을 포함하는 YZ면(E) 내에서의 집광 스폿(C2)의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿(C2)의 중심보다도 제1 면(11a)측에 있어서 해당 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광(L2)을 변조시킨다. 이것에 의해, YZ면(E) 내에 있어서 해당 시프트의 방향으로 경사지도록 균열(13b)이 형성된다. 또한, Y방향에 대한 집광 스폿(C1)과 집광 스폿(C2)과의 거리 Sy(시프트량)는, Y방향으로 서로 이웃하는 2개의 라인(Aa1, Aa2)의 Y방향의 간격보다도 작다.
또한, 여기에서는, 제1 형성 공정에서도, 제2 형성 공정과 마찬가지로, Y방향 및 Z방향을 포함하는 YZ면(E) 내에서의 집광 스폿(C1)의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿(C1)의 중심보다도 제1 면(11a)측에 있어서 해당 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광(L1)을 변조시킨다. 이상에 의해, 균열(13a)과 균열(13b)이 연결되어, 개질 영역(12a, 12b)에 걸쳐서 비스듬하게 연장되는 균열(13)이 형성된다. 균열(13)은 대상물(11)의 제1 면(11a) 및/또는 제2 면(11b)에 도달해도 되고 도달하지 않아도 된다(요구되는 가공의 양태에 따라 적절히 설정될 수 있다).
이들 제1 형성 공정 및 제2 형성 공정을 포함하는 레이저 가공 공정은, 예를 들면, 레이저 가공 장치(1)의 제어부(6)가 레이저 가공 장치(1)의 각부를 제어하는 것에 의해 행할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(1)에서는, 제어부(6)가 공간 광 변조기(7) 및 구동부(4, 5)를 제어하는 것에 의해서, Z방향에 대한 집광 스폿(C1)의 위치를 제1 Z위치(Z1)에 설정하면서, X방향으로 연장되는 라인(Aa1)을 따라서 집광 스폿(C1)을 상대 이동시키는 것에 의해, 개질 영역(12a) 및 균열(13a)을 대상물(11)에 형성하는 제1 형성 처리와, Z방향에 대한 집광 스폿(C2)의 위치를 제1 Z위치(Z1)보다도 제1 면(11a)측의 제2 Z위치(Z2)에 설정하면서, 라인(Aa1)을 따라서 집광 스폿(C2)을 상대 이동시키는 것에 의해, 개질 영역(12b) 및 균열(13b)을 형성하는 제2 형성 처리를 실시하게 된다.
또, 제1 형성 처리에서는, 제어부(6)는 Y방향에 대한 집광 스폿(C1)의 위치를 제1 Y위치(Y1)에 설정한다. 제2 형성 처리에서는, 제어부(6)는 Y방향에 대한 집광 스폿(C2)의 위치를 제1 Y위치(Y1)로부터 시프트된 제2 Y위치(Y2)에 설정함과 아울러, 공간 광 변조기(7)에 표시시키는 변조 패턴의 제어에 의해서, YZ면(E) 내에서의 집광 스폿(C2)의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿(C2)의 중심보다도 제1 면(11a)측에 있어서 해당 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광(L2)을 변조시킨다. 제어부(6)는 제1 형성 처리에서도, 제2 형성 처리와 마찬가지로, YZ면(E) 내에서의 집광 스폿(C1)의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿(C1)의 중심보다도 제1 면(11a)측에 있어서 해당 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광(L1)을 변조시킨다. 또한, 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 변조 패턴은, 상술한 바와 같다.
즉, 여기서의 변조 패턴은, 레이저광(L)에 대해서 코마 수차를 부여하기 위한 코마 수차 패턴을 포함하고, 적어도 제2 형성 처리에서는, 제어부(6)는 코마 수차 패턴에 의한 코마 수차의 크기를 제어하는 것에 의해, 집광 스폿(C2)의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제1 패턴 제어를 행할 수 있다. 상술한 것처럼, 레이저광(L)에 대해서 코마 수차를 부여하는 것은, 구면 수차 보정 패턴의 오프렛과 동일한 의미이다.
따라서, 여기서의 변조 패턴은, 레이저광(L)의 구면 수차를 보정하기 위한 구면 수차 보정 패턴(Ps)을 포함하고, 적어도 제2 형성 처리에서는, 제어부(6)는 집광 렌즈(33)의 입사 동면(33a)의 중심에 대해 구면 수차 보정 패턴(Ps)의 중심(Pc)을 Y방향으로 오프셋시키는 것에 의해, 집광 스폿(C2)의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제2 패턴 제어를 행해도 된다.
혹은, 제2 형성 처리에서는, 제어부(6)는 X방향을 따른 축선(Ax)에 대해서 비대칭인 변조 패턴을 공간 광 변조기(7)에 표시시키는 것에 의해, 집광 스폿(C2)의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제3 패턴 제어를 행해도 된다. 축선(Ax)에 대해서 비대칭인 변조 패턴으로서는, 그레이팅 패턴(Ga)을 포함하는 변조 패턴(PG1~PG4)이어도 되고, 타원 패턴(Es, Ew)을 포함하는 변조 패턴(PE)이어도 된다(혹은 모두를 포함하는 것이어도 된다).
즉, 여기서의 변조 패턴은, XY면 내에 있어서의 집광 스폿(C)의 빔 형상을, X방향을 긴 쪽으로 하는 타원 형상으로 하기 위한 타원 패턴(Es, Ew)을 포함하고, 제2 형성 처리에서는, 제어부(6)는 타원 패턴(Es, Ew)의 강도가, X방향을 따른 축선(Ax)에 대해서 비대칭이 되도록, 변조 패턴(PE)을 공간 광 변조기(7)에 표시시키는 것에 의해서, 집광 스폿(C2)의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제4 패턴 제어를 행해도 된다.
나아가서는, 제어부(6)는 제2 형성 처리에 있어서, YZ면(E) 내에서 해당 시프트의 방향을 따라서 배열된 복수의 집광점(CI)을 형성하기 위한 변조 패턴(예를 들면 상기의 액시콘 렌즈 패턴(PA))을 공간 광 변조기(7)에 표시시키는 것에 의해, 복수의 집광점(CI)을 포함하는 집광 스폿(C2)의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제5 패턴 제어를 행해도 된다. 상기의 각종 패턴은 임의로 조합되어 중첩되어도 된다. 즉, 제어부(6)는 제1 패턴 제어~제5 패턴 제어를 임의로 조합해서 실행할 수 있다.
또한, 제1 형성 공정(제1 형성 처리)과 제2 형성 공정(제2 형성 처리)은, 동시에 실시되어도 되고(다초점 가공), 차례로 실시되어도 된다(싱글 패스 가공). 즉, 제어부(6)는 하나의 라인(A)(예를 들면 라인(Aa1))에 대해서, 제1 형성 처리를 실시한 후에, 제2 형성 처리를 실시해도 된다. 혹은, 제어부(6)는 레이저광(L)을 레이저광(L1, L2)으로 분기시키기 위한 분기 패턴을 포함하는 변조 패턴을 공간 광 변조기(7)에 표시시키는 것에 의해, 대상물(11)에 설정된 하나의 라인(A)(예를 들면 라인(Aa1))에 대해서 제1 형성 처리와 제2 형성 처리를 동시에 실시해도 된다.
본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에서는, 이상의 레이저 가공 공정을 모든 라인(A)에 대해서 실시한다. 이것에 의해, 모든 라인(A)을 따라서 개질 영역(12) 및 균열(13)이 형성된다. 그 후, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에서는, 대상물(11)의 일부를 분리시키는 것에 의해, 대상물(11)로부터 반도체 부재(50)를 형성하는 분리 공정을 실시한다.
보다 구체적으로는, 분리 공정에서는, 균열(13)을 경계로 하여 대상물(11)의 일부를 분리시키는 것에 의해, 도 22의 (a)에 나타내지는 것처럼, 적어도 균열(13b)에 의해서 규정되는 경사면인 측면(50s)을 포함하는 반도체 부재(50)를 형성한다. 여기에서는, 대상물(11)을 라인(A)을 따라서 균열(13)을 경계로 하여 절단하는 것에 의해, 복수의 반도체 부재(50)를 형성한다. 측면(50s)은, 반도체 부재(50)의 외측면으로서, 제1 면(11a)의 일부인 반도체 부재(50)의 제1 면(50a)과, 제2 면(11b)의 일부인 반도체 부재(50)의 제2 면(50b)을 접속하는 면이며, 제1 면(50a) 및 제2 면(50b)의 법선에 대해서 경사져 있다.
이상에 의해, 반도체 부재(50)가 얻어진다(도 22의 (a) 참조). 이상의 반도체 부재의 제조 방법은, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법을 포함한다. 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법은, 상술한 레이저 가공 공정을 포함한다.
또한, 도 22의 (b)에 나타내지는 것처럼, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에 의해서 얻어진 복수의 반도체 부재(50)를, 하나의 반도체 부재(50)의 제1 면(50a)과 다른 반도체 부재(50)의 제2 면(50b)이 대향하도록 적층하여, 적층형의 반도체 소자(50A)를 구성할 수 있다. 여기에서는, 제1 면(50a)의 면적이 제2 면(50b)의 면적보다도 크다. 따라서, 반도체 소자(50A)에서는, 하나의 반도체 부재(50)의 제1 면(50a)에 대해서, 다른 반도체 부재(50)의 제2 면(50b)에 의해서 덮여 있지 않은(제2 면(50b)으로부터 노출된) 영역이 형성된다. 따라서, 그 제1 면(50a)에 있어서의 제2 면(50b)에 의해서 덮여 있지 않은 영역을 와이어 본딩의 와이어(W)의 설치 개소로서 이용하는 것에 의해, 예를 들면 관통 전극과 같은 내부 구조를 이용하지 않고, 반도체 부재(50)끼리를 전기적으로 접속하는 것이 가능하다.
또, 도 23의 (a)에 나타내지는 것처럼, 예를 들면 기판(51) 상에, 복수의 반도체 부재(50)를, 제1 면(50a)이 동일 방향을 향하도록 배열하여 설치하는 것에 의해(타일링(tiling)에 의해), 반도체 소자(50B)를 구성할 수 있다. 이 경우에는, 인접하는 반도체 부재(50)의 측면(50s)끼리가 경사에 따라 서로 이간(離間)되게 되므로, 반도체 부재(50)를 형성할 때에 측면(50s)에 돌기가 생겼을 경우라도, 인접하는 반도체 부재(50)의 사이에서 그 돌기의 간섭을 피할 수 있어, 복수의 반도체 부재(50)를 밀접하게 배치할 수 있다.
또, 도 23의 (b)에 나타내지는 것처럼, 분리 공정에 있어서, 대상물(11)로부터 일부(55)를 분리시키는 것에 의해, 잔존한 다른 일부로서 반도체 부재(50C)를 형성해도 된다. 보다 구체적으로는, 분리 공정에서는, 대상물(11)의 에칭을 행하는 것에 의해, 균열(13) 및 개질 영역(12)을 따라서 에칭을 진행시켜, 대상물(11)로부터 일부(55)를 제거할 수 있다. 이것에 의해, 균열(13)에 의해서 규정되는 내측면인 측면(50s)을 포함하는 반도체 부재(50C)가 얻어진다.
또한, 도 23의 (c)에 나타내지는 것처럼, 모따기 가공된 반도체 부재(50D)를 형성할 수도 있다. 이 경우, 일례로서, 레이저 가공 공정에 있어서, 개질 영역(12b) 및 균열(13b)보다도 제1 면(11a)측에 다른 개질 영역을 형성하는 것에 의해, 해당 다른 개질 영역으로부터 Z방향을 따라서 연장되는 수직 균열을 균열(13)에 연결되도록 형성한다. 그리고, 분리 공정에 있어서, 균열(13) 및 수직 균열을 경계로 하여 대상물(11)로부터 일부를 분리하는 것에 의해서, 균열(13)에 의해서 규정되는 경사면인 측면(50s)과, 수직 균열에 의해서 규정되는 수직면인 측면(50r)을 포함하는 반도체 부재(50D)가 얻어진다. 반도체 부재(50D)는 측면(50r)과 제1 면(50a)과의 사이를 경사진 측면(50s)이 접속하는 것에 의해, 모따기된 형상이 된다. 이것에 의해, 깨짐 방지가 도모된다.
이상 설명한 것처럼, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법(레이저 가공 방법), 및 레이저 가공 장치(1)에서는, 제1 Z위치(Z1)에 있어서, X방향으로 연장되는 라인(Aa1)을 따라서 레이저광(L1)의 집광 스폿(C1)이 상대 이동되는 것에 의해, 개질 영역(12a) 및 균열(13a)이 형성된다. 또, 제1 Z위치(Z1)보다도 제1 면(11a)측의 제2 Z위치(Z2)에 있어서, 라인(Aa1)을 따라서 레이저광(L2)의 집광 스폿(C2)이 상대 이동되는 것에 의해, 개질 영역(12b) 및 균열(13b)이 형성된다. 집광 스폿(C1)은 개질 영역(12a) 및 균열(13a)의 형성 시에는 Y방향에 대해 제1 Y위치(Y1)로 되고, 개질 영역(12b) 및 균열(13b)의 형성 시에는 Y방향에 대해 제1 Y위치(Y1)로부터 시프트된 제2 Y위치(Y2)로 된다.
또한, 개질 영역(12b) 및 균열(13b)의 형성 시에는, YZ면(E) 내에서의 집광 스폿(C2)의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿(C2)의 중심보다도 제1 면(11a)측에 있어서 집광 스폿(C2)의 시프트 방향으로 경사지는 경사 형상으로 된다. 본 발명자의 지견에 의하면, 이와 같이, 집광 스폿(C2)을 Y방향으로 시프트시키고, 또한 집광 스폿(C2)의 빔 형상을 제어하는 것에 의해, 적어도 균열(13b)을 YZ면(E) 내에 있어서 해당 시프트 방향으로 경사진 비스듬한 균열로 할 수 있다. 즉, 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(1)에서는, 제어부(6)는 제1 형성 처리에 있어서, YZ면(E) 내에서의 집광 스폿(C1)의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿(C1)의 중심보다도 제1 면(11a)측에 있어서 시프트 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광(L)을 변조시키는 것에 의해, YZ면(E) 내에 있어서 시프트 방향으로 경사지도록 균열(13a)을 형성한다. 이 때문에, 개질 영역(12a) 및 개질 영역(12b)에 걸쳐서 비스듬하게 연장되는 균열(13)을 확실히 형성할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(1)에서는, 변조 패턴은, 레이저광(L)에 대해서 양의 코마 수차를 부여하기 위한 코마 수차 패턴을 포함해도 된다. 이 경우, 제어부(6)는 제2 형성 처리에 있어서, 코마 수차 패턴에 의한 코마 수차의 크기를 제어하는 것에 의해, 집광 스폿(C)의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제1 패턴 제어를 행해도 된다. 본 발명자의 지견에 의하면, 이 경우, YZ면(E) 내에 있어서의 집광 스폿(C)의 빔 형상이 호 모양으로 형성된다. 즉, 이 경우에는, 집광 스폿(C)의 빔 형상이, 집광 스폿(C)의 중심(Ca)보다도 제1 면(11a)측에서 시프트 방향으로 경사짐과 아울러, 집광 스폿(C)의 중심(Ca)보다도 제2 면(11b)측에서 시프트 방향과 반대 방향으로 경사진다. 이 경우라도, 시프트 방향으로 경사지는 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(1)에서는, 변조 패턴은 레이저광(L)의 구면 수차를 보정하기 위한 구면 수차 보정 패턴(Ps)을 포함해도 된다. 이 경우, 제어부(6)는 제2 형성 처리에 있어서, 집광 렌즈(33)의 입사 동면(33a)의 중심에 대해 구면 수차 보정 패턴(Ps)의 중심(Pc)을 Y방향으로 오프셋시키는 것에 의해, 집광 스폿(C)의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제2 패턴 제어를 행해도 된다. 본 발명자의 지견에 의하면, 이 경우에도, 코마 수차 패턴을 이용했을 경우와 마찬가지로, YZ면(E) 내에 있어서의 집광 스폿(C)의 빔 형상을 호 모양으로 형성할 수 있어, 시프트 방향으로 경사지는 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(1)에서는, 제어부(6)는 제2 형성 처리에 있어서, X방향을 따른 축선(Ax)에 대해서 비대칭인 변조 패턴을 공간 광 변조기(7)에 표시시키는 것에 의해, 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제3 패턴 제어를 행해도 된다. 본 발명자의 지견에 의하면, 이 경우, YZ면(E) 내에 있어서의 집광 스폿(C)의 빔 형상의 전체를, 시프트 방향으로 경사시킬 수 있다. 이 경우라도, 시프트 방향으로 경사지는 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(1)에서는, 변조 패턴은 X방향 및 Y방향을 포함하는 XY면 내에 있어서의 집광 스폿(C)의 빔 형상을, X방향을 긴 쪽으로 하는 타원 형상으로 하기 위한 타원 패턴(Es, Ew)을 포함해도 된다. 이 경우, 제어부(6)는 제2 형성 처리에 있어서, 타원 패턴(Es, Ew)의 강도가, X방향을 따른 축선(Ax)에 대해서 비대칭이 되도록, 변조 패턴을 공간 광 변조기(7)에 표시시키는 것에 의해서, 집광 스폿(C)의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제4 패턴 제어를 행해도 된다. 본 발명자의 지견에 의하면, 이 경우에도, YZ면(E) 내에 있어서의 집광 스폿(C)의 빔 형상을 호 모양으로 형성할 수 있어, 시프트 방향으로 경사지는 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(1)에서는, 제어부(6)는 제2 형성 처리에 있어서, YZ면(E) 내에서 시프트의 방향을 따라서 배열된 복수의 집광점(CI)을 형성하기 위한 변조 패턴을 공간 광 변조기(7)에 표시시키는 것에 의해, 복수의 집광점(CI)을 포함하는 집광 스폿(C)의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 제5 패턴 제어를 행해도 된다. 본 발명자의 지견에 의하면, 이 경우에도, 시프트 방향으로 경사지는 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(1)에서는, 제어부(6)는 X방향을 따라서 대상물(11)에 설정된 하나의 라인(Aa1)에 대해서, 제1 형성 처리를 실시한 후에, 제2 형성 처리를 실시해도 된다. 이와 같이, 제1 형성 처리와 제2 형성 처리를 별도로 행하는 경우라도, 비스듬한 균열을 형성할 수 있다. 나아가서는, 레이저 가공 장치(1)에서는, 제어부(6)는 레이저광(L)을 분기시키기 위한 분기 패턴을 포함하는 변조 패턴을 공간 광 변조기(7)에 표시시키는 것에 의해, 대상물(11)에 설정된 하나의 라인(Aa1)에 대해서 제1 형성 처리와 제2 형성 처리를 동시에 실시해도 된다. 이와 같이, 제1 형성 처리와 제2 형성 처리를 동시에 실시하는 경우라도, 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
［제2 실시 형태］
이어서, 제2 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법, 및 레이저 가공 장치에 대해 설명한다. 먼저, 개략에 대해 설명한다. 도 24는 제2 실시 형태에 따른 대상물을 나타내는 도면이다. 도 24의 (a)는 평면도이고, 도 24의 (b)는 도 24의 (a)의 XXIb－XXIb선을 따른 단면도이다. 도 24에 나타내지는 대상물(11)은, 예를 들면 반도체를 포함한다. 대상물(11)은, 일례로서 반도체 웨이퍼(예를 들면 실리콘 웨이퍼)이다. 대상물(11)은 제1 면(11a)과 제1 면(11a)의 반대측의 제2 면(11b)을 포함한다. 또, 대상물(11)은 제1 면(11a)을 포함하는 제1 영역(11A)과, 제2 면(11b)을 포함하는 제2 영역(1B)을 포함한다.
또한, 도면 중의 라인(G)은 제1 영역(11A)과 제2 영역(1B)의 경계를 나타내는 가상적인 선이다. 제1 영역(11A)은 제1 면(11a)을 따른 연삭 예정 영역이다. 여기에서는, 대상물(11)(제2 영역(1B))로부터 원형의 반도체 부재(60)를 잘라낸다. 그 때문에, 대상물(11)에는, Z방향에서 보아 원 형상으로 연장되는 복수의 라인(Ac)이 절단 예정 라인으로서 설정되어 있다. 라인(Ac)은 예를 들면 가상적인 선이다.
대상물(11)은, 일례로서, 제1 면(11a)이 집광 렌즈(33)측을 향하도록 스테이지(2)에 지지된다. 본 실시 형태에서는, 이러한 대상물(11)에 대해서, 라인(Ac) 각각을 따라 레이저광(L)의 집광 스폿(C)을 상대 이동시키면서 레이저광(L)을 조사하여, 라인(A) 각각을 따라 개질 영역(12) 및 균열(13)을 형성한다. 이 때, 집광 스폿(C)은 X방향으로 상대 이동된다. 즉, 여기에서는, X방향을 가공 진행 방향으로 한다. 본 실시 형태에서는, 이 가공 진행 방향인 X방향에 교차(직교)하는 교차면(YZ면(E)) 내에 있어서, Z방향에 대해서 Y방향으로 경사진 균열(13)을 형성한다.
도 24의 (b)에서는, 소망하는 균열(13)이 연장되는 방향을 라인(D)로 나타내고 있다. YZ면(E) 내에 있어서 서로 이웃하는 라인(D)은, 제2 면(11b)으로부터 제1 면(11a)을 향함에 따라 서로 멀어지도록 경사져 있다. 환언하면, 본 실시 형태에서는, YZ면(E) 내에 있어서 Y방향으로 서로 이웃하는 균열(13)을, 제2 면(11b)으로부터 제1 면(11a)을 향함에 따라 서로 멀어지도록 비스듬하게 형성한다. 또한 환언하면, 본 실시 형태에서는, YZ면(E) 내에 있어서, 제2 면(11b)으로부터 제1 면(11a)을 향함에 따라 라인(Ac)의 중심을 통과하는(Z방향을 따른) 기준선(Az)으로부터 멀어지도록 Z방향에 대해서 경사지는 균열(13)을 형성한다.
또한, 균열의 경사 방향은 역이어도 된다. 즉, YZ면(E) 내에 있어서 서로 이웃하는 라인(D)이, 제2 면(11b)으로부터 제1 면(11a)을 향함에 따라 서로 가까워지도록 경사져 있어도 된다. 환언하면, YZ면(E) 내에 있어서 Y방향으로 서로 이웃하는 균열(13)을, 제2 면(11b)으로부터 제1 면(11a)을 향함에 따라 서로 가까워지도록 비스듬하게 형성해도 된다. 또한 환언하면, YZ면(E) 내에 있어서, 제2 면(11b)으로부터 제1 면(11a)을 향함에 따라 라인(Ac)의 중심을 통과하는(Z방향을 따른) 기준선(Az)에 가까워지도록 Z방향에 대해서 경사지는 균열(13)을 형성해도 된다. 이러한 경사 방향의 베리에이션은, 얻어지는 반도체 부재의 형상이나 용도나 분할 방법 등의 요구에 의해서 임의로 선택될 수 있다. 예를 들면, 후술하는 것처럼(도 26의 (c)에 나타내지는 것처럼), 얻어진 반도체 부재(60)를 제1 면(11a)(제1 면(60a))측으로부터 픽업하는 경우와, 제2 면(11b)(제2 면(60b))측으로부터 픽업하는 경우에서 적절하게 선택될 수 있다.
이어서, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법, 및 레이저 가공 장치를 구체적으로 설명한다. 이 방법에서는, 먼저, 상기와 같은 대상물(11)을 준비함과 아울러, 대상물(11)을, 제1 면(11a)이 집광 렌즈(33)측을 향하도록 스테이지(2)에 의해 지지한다. 그 상태에 있어서, 먼저, 1개의 라인(Ac)에 대해서, 대상물(11)에 레이저광(L)(레이저광(L1, L2))의 집광 스폿(C)(집광 스폿(C1, C2))을 형성함과 아울러, 라인(Ac)을 따라서 집광 스폿(C)을 대상물(11)에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 라인(Ac)을 따라서 대상물(11)에 개질 영역(12) 및 개질 영역(12)으로부터 연장되는 균열(13)을 형성하는 레이저 가공 공정을 실시한다.
보다 구체적으로는, 레이저 가공 공정에서는, 도 25에 나타내지는 것처럼, 대상물(11)에 있어서의 레이저광(L1)의 입사면인 제1 면(11a)에 교차하는 Z방향에 대한 집광 스폿(C1)의 위치를 제1 Z위치(Z1)에 설정하면서, 라인(Aa1)을 따라서 집광 스폿(C1)을 상대 이동시키는 것에 의해, 개질 영역(12a) 및 개질 영역(12a)으로부터 연장되는 균열(13a)을 대상물(11)에 형성하는 제1 형성 공정을 실시한다. 제1 Z위치(Z1)는 연삭 예정 영역인 제1 영역(11A)에 설정된다. 제1 형성 공정에서는, 제1 면(11a)을 따름과 아울러 X방향에 교차하는 Y방향에 대한 집광 스폿(C1)의 위치를 제1 Y위치(Y1)에 설정한다.
또, 레이저 가공 공정에서는, Z방향에 대한 레이저광(L2)의 집광 스폿(C2)의 위치를, 제1 형성 공정에서의 집광 스폿(C1)의 제1 Z위치(Z1)보다도 제1 면(11a)(입사면)측의 제2 Z위치(Z2)에 설정하면서, 라인(Ac)을 따라서 집광 스폿(C2)을 X방향으로 상대 이동시키는 것에 의해, 개질 영역(12b) 및 개질 영역(12b)으로부터 연장되는 균열(13b)을 형성하는 제2 형성 공정을 실시한다. 제2 Z위치(Z2)는 연삭 예정 영역인 제1 영역(11A)에 설정된다. 제2 형성 공정에서는, Y방향에 대한 집광 스폿(C2)의 위치를, 집광 스폿(C1)의 제1 Y위치(Y1)로부터 시프트된 제2 Y위치(Y2)에 설정한다. 또, 제2 형성 공정에서는, YZ면(E) 내에서의 집광 스폿(C2)의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿(C2)의 중심보다도 제1 면(11a)측에 있어서 해당 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광(L2)을 변조시킨다. 이것에 의해, YZ면(E) 내에 있어서 해당 시프트의 방향으로 경사지도록 균열(13b)이 형성된다.
또한, 여기에서는, 제1 형성 공정에서도, 제2 형성 공정과 마찬가지로, YZ면(E) 내에서의 집광 스폿(C1)의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿(C1)의 중심보다도 제1 면(11a)측에 있어서 해당 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광(L1)을 변조시킨다. 이상에 의해, 균열(13a)과 균열(13b)이 연결되어, 개질 영역(12a, 12b)에 걸쳐서 비스듬하게 연장되는 균열(13)이 형성된다. 도시의 예에서는, 균열(13)은 대상물(11)의 제1 면(11a) 및 제2 면(11b)에 도달하고 있지만, 도달하고 있지 않아도 된다.
이들 제1 형성 공정 및 제2 형성 공정을 포함하는 레이저 가공 공정은, 예를 들면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 레이저 가공 장치(1)의 제어부(6)가 레이저 가공 장치(1)의 각부를 제어하는 것에 의해 행할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(1)에서는, 제어부(6)가 공간 광 변조기(7) 및 구동부(4, 5)를 제어하는 것에 의해서, Z방향에 대한 집광 스폿(C1)의 위치를 제1 Z위치(Z1)에 설정하면서, 라인(Ac)을 따라서 집광 스폿(C1)을 상대 이동시키는 것에 의해, 개질 영역(12a) 및 균열(13a)을 대상물(11)에 형성하는 제1 형성 처리와, Z방향에 대한 집광 스폿(C2)의 위치를 제1 Z위치(Z1)보다도 제1 면(11a)측의 제2 Z위치(Z2)에 설정하면서, 라인(Ac)을 따라서 집광 스폿(C2)을 상대 이동시키는 것에 의해, 개질 영역(12b) 및 균열(13b)을 형성하는 제2 형성 처리를 실시하게 된다.
또, 제1 형성 처리에서는, 제어부(6)는 Y방향에 대한 집광 스폿(C1)의 위치를 제1 Y위치(Y1)에 설정한다. 제2 형성 처리에서는, 제어부(6)는 Y방향에 대한 집광 스폿(C2)의 위치를 제1 Y위치(Y1)로부터 시프트된 제2 Y위치(Y2)에 설정함과 아울러, 공간 광 변조기(7)에 표시시키는 변조 패턴의 제어에 의해서, YZ면(E) 내에서의 집광 스폿(C2)의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿(C2)의 중심보다도 제1 면(11a)측에 있어서 해당 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광(L2)을 변조시킨다. 여기에서는, 제어부(6)는, 마찬가지로, YZ면(E) 내에서의 집광 스폿(C1)의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿(C1)의 중심보다도 제1 면(11a)측에 있어서 해당 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광(L1)을 변조시킨다. 또한, 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 변조 패턴은, 상술한 바와 같다.
또한, 제1 형성 공정(제1 형성 처리)과 제2 형성 공정(제2 형성 처리)은, 동시에 실시되어도 되고(다초점 가공), 차례로 실시되어도 된다(싱글 패스 가공). 즉, 제어부(6)는 하나의 라인(Ac)에 대해서, 제1 형성 처리를 실시한 후에, 제2 형성 처리를 실시해도 된다. 혹은, 제어부(6)는 레이저광(L)을 레이저광(L1, L2)으로 분기시키기 위한 분기 패턴을 포함하는 변조 패턴을 공간 광 변조기(7)에 표시시키는 것에 의해, 대상물(11)에 설정된 하나의 라인(Ac)에 대해서 제1 형성 처리와 제2 형성 처리를 동시에 실시해도 된다.
또, 집광 스폿(C1, C2)을 X방향으로 상대 이동시키기 위해서는, 예를 들면, Z방향에서 보아 집광 스폿(C1, C2)이 라인(Ac) 상에 위치되어 있는 상태에 있어서, 제어부(6)가 구동부(4)를 제어하여 집광 스폿(C1, C2)이 원 형상의 라인(Ac)을 따라서 이동하도록 스테이지(2)를 2차원 모양으로 이동시키면 된다. 혹은, 집광 스폿(C1, C2)이 라인(Ac)을 따라서 이동하도록, 제어부(6)가 구동부(5)를 제어하는 것에 의해서 레이저 조사부(3)를 이동시켜도 되고, 제어부(6)가 스테이지(2)를 회전시키는 제어를 행해도 되고, 제어부(6)가 그것들을 조합한 제어를 행해도 된다.
이와 같이 집광 스폿(C1, C2)을 원 형상의 라인(Ac)을 따라서 상대 이동시켜 가공을 행하는 경우에는, XY면 내에 있어서, 집광 스폿(C1, C2)을 장척 모양으로 하면서, 그 길이 방향이 가공 진행 방향인 X방향에 대해서 경사지도록 집광 스폿(C1, C2)을 회전시키도록 제어할 수 있다. 일례로서, 집광 스폿(C1, C2)을, XY면 내에 있어서, 그 길이 방향과 X방향의 각도가, 제1 각도(+10°~+35°)가 되도록 회전할 수 있고, 또, 제2 각도(-35°~-10°)가 되도록 회전할 수 있다. 제1 각도로 할지 제2 각도로 할지는, 라인(Ac)과 대상물(11)의 결정 방위의 관계에 따라 선택될 수 있다. 이 경우에는, 공간 광 변조기(7)에서는, 상기와 같이 YZ면 내에서의 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 변조 패턴과, XY면 내에서의 빔 형상을 장척 모양으로 하기 위한 패턴이 중첩되게 된다.
본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에서는, 이상의 레이저 가공 공정을 모든 라인(Ac)에 대해서 실시한다. 이것에 의해, 모든 라인(Ac)을 따라서 개질 영역(12) 및 균열(13)이 형성된다. 즉, 여기에서는, 레이저 가공 공정에서는, 복수의 라인(Ac) 각각을 따라 집광 스폿(C)을 상대 이동시키는 것에 의해, 복수의 라인(Ac) 각각을 따라 개질 영역(12) 및 균열(13)을 형성하게 된다.
그 후, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에서는, 대상물(11)의 일부를 분리시키는 것에 의해, 대상물(11)로부터 반도체 부재(60)를 형성하는 분리 공정을 실시한다. 보다 구체적으로는, 분리 공정 전에, 먼저, 도 26의 (a), (b)에 나타내지는 것처럼, 제1 면(11a)측으로부터 대상물(11)을 연삭하여 제1 영역(11A)을 제거하는 연삭 공정을 실시한다. 이것에 의해, 제1 영역(11A)과 함께 개질 영역(12) 및 균열(13)의 일부가 제거된다. 또, 제2 면(11b)과 반대측에 새로운 제1 면(11c)(잔존하는 제2 영역(1B)의 표면)이 형성된다. 즉, 여기에서는, 레이저 가공 공정과 분리 공정과의 사이에 있어서, Z방향을 따라서 대상물(11)을 연삭하는 것에 의해, 대상물(11)로부터 개질 영역(12)을 제거하는 연삭 공정이 실시된다.
그 후, 도 26의 (c)에 나타내지는 것처럼, 제2 면(11b)측으로부터 분리되는 일부(반도체 부재(60)에 상당하는 부분)에 힘을 가함과 아울러, 그 일부의 외측면(반도체 부재(60)의 외측면(60s)에 상당하는 면)을 지그에 의해 유지하면서, 해당 일부를 제2 영역(1B)으로부터 분리한다. 이것에 의해, 반도체 부재(60)가 형성된다. 또한, 반도체 부재(60)는 새로운 제1 면(11c)의 일부인 제1 면(60a)과, 제2 면(11b)의 일부인 제2 면(60b)을 포함한다. 외측면(60s)은 제1 면(60a)과 제2 면(60b)을 접속하는 면으로서, 균열(13)에 의해서 규정되는 경사면이다. 외측면(60s)은 제1 면(60a) 및 제2 면(60b)의 법선에 대해서 경사져 있다.
또한, 분리 공정 후에 연삭 공정을 실시해도 된다. 즉, 분리 공정 후에, Z방향을 따라서 반도체 부재(60)를 연삭하는 것에 의해, 반도체 부재(60)로부터 개질 영역(12)을 제거하는 연삭 공정을 실시해도 된다.
이상의 반도체 부재의 제조 방법은, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법을 포함한다. 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법은, 상술한 레이저 가공 공정을 포함한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 27의 (a)에 나타내지는 반도체 부재(60A)나, 도 27의 (b)에 나타내지는 반도체 부재(60B)와 같이, 반도체 부재(60)와 상이한 형상의 부재를 제조할 수도 있다. 이어서, 이러한 반도체 부재(60A, 60B)를 제조하는 경우의 일례에 대해 설명한다.
반도체 부재(60A)는 반도체 부재(60)와 마찬가지로, 제1 면(60a), 제2 면(60b), 및 외측면(60s)을 포함한다. 또한, 반도체 부재(60A)는 외측면(60r)을 포함한다. 외측면(60r)은 제1 면(60a) 및 제2 면(60b)의 법선에 대해서 평행하다. 외측면(60s)은 제2 면(60b)에 접속되어 있고, 외측면(60r)은 제1 면(60a)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 외측면(60s, 60r)은 제1 면(60a)과 제2 면(60b)을 접속하고 있다.
이러한 반도체 부재(60A)를 제조하는 경우, 도 28에 나타내지는 것처럼, 상술한 개질 영역(12) 및 균열(13)의 형성에 더하여, 대상물(11)에 대해서 개질 영역(14) 및 개질 영역(14)으로부터 Z방향을 따라서 연장되는 균열(15)을 더 형성하게 된다. 즉, 반도체 부재(60A)를 형성하는 경우, 레이저 가공 공정은 개질 영역(12) 및 균열(13)을 형성하기 위한 제1 가공 공정과, 개질 영역(14) 및 균열(15)을 형성하기 위한 제2 가공 공정을 포함하게 된다. 제1 가공 공정은, 상술한 바와 같다. 즉, 제1 가공 공정에서는, 라인(Ac)을 따라서 집광 스폿(C)을 대상물(11)에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 라인(Ac)을 따라서 대상물(11)에 개질 영역(12)을 형성함과 아울러, 개질 영역(12)으로부터 연장되는 균열(13)을 형성한다. 균열(13)은, YZ면(E) 내에 있어서 제1 면(11a)을 향함에 따라 라인(Ac)의 중심을 통과하는(Z방향을 따른) 기준선(Az)으로부터 멀어지도록 Z방향에 대해서 경사져 있다. 또한, 도시의 예에서는, 개질 영역(12)으로서, 개질 영역(12a)과 개질 영역(12b)과의 사이에 개재하는 다른 개질 영역(12c)을 더 형성하고 있다.
또한, 제2 가공 공정에서는, 라인(Ac)을 따라서 레이저광의 집광 스폿을 대상물(11)에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 균열(13)보다도 제1 면(11a)측에 개질 영역(14)을 형성함과 아울러, YZ면(E) 내에 있어서 개질 영역(14)으로부터 Z방향을 따라서 균열(13) 및 제1 면(11a)을 향해서 연장되는 균열(15)을 형성한다. 여기에서는, 균열(15)의 일단은 균열(13)에 이르고, 균열(15)의 타단은 제1 면(11a)에 이르고 있다. 또, 여기에서는, Z방향으로 늘어서는 2개의 개질 영역(14)을 형성하고 있다. 또한, 도 28의 (a)에서는, 소망하는 균열(15)이 연장되는 방향(여기에서는 Z방향)을 라인(K)으로 나타내고 있다.
이상과 같이 개질 영역(12, 14) 및 균열(13, 15)이 형성된 상태에 있어서, 연삭 공정 및 분리 공정을 실시하는 것에 의해, 균열(13, 15)을 경계로 하여 대상물(11)의 일부를 분리하여, 반도체 부재(60A)가 얻어진다. 균열(13)은 반도체 부재(60A)의 외측면(60s)을 규정하고, 균열(15)은 반도체 부재(60A)의 외측면(60r)을 규정한다. 또한, 제1 가공 공정에서는, YZ면(E) 내에 있어서 제1 면(11a)을 향함에 따라 라인(Ac)의 중심을 통과하는(Z방향을 따른) 기준선(Az)으로부터 가까워지도록 Z방향에 대해서 경사지는 균열(13)을 형성해도 된다.
도 27의 (b)에 나타내지는 반도체 부재(60B)는, 반도체 부재(60A)와 마찬가지로, 제1 면(60a), 제2 면(60b), 외측면(60s), 및 외측면(60r)을 포함한다. 또한, 반도체 부재(60B)는 외측면(60m)을 포함한다. 외측면(60m)은 제1 면(60a) 및 제2 면(60b)의 법선에 대해서 경사진 경사면이다. 외측면(60m)의 경사의 방향은, 외측면(60s)의 경사의 방향과 반대이다. 반도체 부재(60B)에서는, 외측면(60s)은 제2 면(60b)에 접속되어 있고, 외측면(60m)은 제1 면(60a)에 접속되어 있고, 외측면(60r)은 외측면(60s) 및 외측면(60m)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 외측면(60s, 60r, 60m)은 제1 면(60a)과 제2 면(60b)을 접속하고 있다.
이러한 반도체 부재(60B)를 제조하는 경우, 도 29에 나타내지는 것처럼, 상술한 개질 영역(12, 14) 및 균열(13, 15)의 형성에 더하여, 대상물(11)에 대해서 개질 영역(16) 및 개질 영역(16)으로부터 비스듬하게 연장되는 균열(17)을 더 형성하게 된다. 즉, 반도체 부재(60B)를 형성하는 경우, 레이저 가공 공정은 개질 영역(12) 및 균열(13)을 형성하기 위한 제1 가공 공정과, 개질 영역(14) 및 균열(15)을 형성하기 위한 제2 가공 공정에 더하여, 개질 영역(16) 및 균열(17)을 형성하기 위한 제3 가공 공정을 더 포함하게 된다.
제1 가공 공정 및 제2 가공 공정은 상술한 바와 같다. 한편, 제3 가공 공정에서는, 라인(Ac)을 따라서 레이저광의 집광 스폿을 대상물(11)에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 균열(13)과 균열(15)의 교점보다도 제1 면(11a)측에 개질 영역(16)을 형성함과 아울러, 개질 영역(16)으로부터 균열(15)을 향해서 연장되는 균열(17)을 형성한다. 균열(17)은, YZ면(E) 내에 있어서, 제1 면(11a)을 향함에 따라 기준선(Az)에 가까워지도록 Z방향에 대해서 경사져 있다. 이와 같이, YZ면(E) 내에서의 균열(17)의 경사의 방향은, 균열(13)의 경사의 방향과 반대이다. 여기에서는, 균열(17)의 일단은 균열(15)에 이르고, 균열(17)의 타단은 제1 면(11a)에 이르고 있다. 또, 여기에서는, YZ면(E) 내에 늘어서는 2개의 개질 영역(16)을 형성하고 있다. 또한, 도 29의 (a)에서는, 소망하는 균열(17)이 연장되는 방향을 라인(K)으로 나타내고 있다.
이상과 같이 개질 영역(12, 14, 16) 및 균열(13, 15, 17)이 형성된 상태에 있어서, 연삭 공정 및 분리 공정을 실시하는 것에 의해, 균열(13, 15, 17)을 경계로 하여 대상물(11)의 일부를 분리하여, 반도체 부재(60B)가 얻어진다. 균열(13)은 반도체 부재(60B)의 외측면(60s)을 규정하고, 균열(15)은 반도체 부재(60B)의 외측면(60r)을 규정하며, 균열(17)은 반도체 부재(60B)의 외측면(60m)을 규정한다.
또한, 대상물(11)에 있어서의 반도체 부재(60B)에 상당하는 일부는, Z방향에 대해 중심측이 상대적으로 대경(大經)이 되는 형상을 가지고 있다. 따라서, 분리 공정에서는, 대상물(11)의 형상을 유지한 채로 반도체 부재(60B)에 상당하는 일부를 대상물(11)로부터 빼내는 것이 곤란하다. 따라서, 이 경우에는, 분리 공정 전에, 대상물(11)을 복수의 부분으로 절단하기 위한 가공이 필요하다. 그 때문에, 도 30의 (a)에 나타내지는 것처럼, Z방향에서 보아, 각각의 라인(Ac)으로부터 대상물(11)의 바깥 가장자리에 이르도록 라인(As)이 설정되어 있다.
라인(As)은 라인(Ac)과 접속되는 것에 의해서, Z방향에서 보았을 때에 대상물(11)이 라인(As)과 라인(Ac)에 의해서 복수의 부분에 구획되도록 설정되어 있다. 그리고, 분리 공정 전에, 라인(As)을 따라서 개질 영역 및 균열을 형성해 둔다. 이것에 의해, 분리 공정에서는, 라인(As)을 따라서 형성된 개질 영역 및 균열을 경계로 하여 대상물(11)이 절단되게 되어, 대상물(11)로부터 용이하게 반도체 부재(60B)를 분리하는 것이 가능해진다.
또한, 이상의 예에서는 연삭 공정을 실시하는 경우에 대해 설명했지만, 연삭 공정은 필수는 아니다. 예를 들면, YZ면 내에 있어서, 개질 영역(12, 14, 16)을 대상물(11)의 Z방향의 전체에 걸치도록 Z방향으로 배열하여 형성함과 아울러, 그들 개질 영역(12, 14, 16)에 걸치도록 균열(13, 15, 17)을 형성한다. 그리고, 외력을 인가하는 것에 의해, 개질 영역(12, 14, 16) 및 균열(13, 15, 17)을 경계로 하여 대상물(11)을 분할하여 반도체 부재(60B)를 취득한다. 얻어진 반도체 부재(60B)는, 외측면(60s, 60r, 60m)에 노출하는 개질 영역(개질 영역(12, 14, 16)의 일부)을 포함하게 된다. 이 경우에는, 반도체 부재(60B)에 대해서 에칭을 실시하는 것에 의해, 외측면(60s, 60r, 60m)에 노출하는 개질 영역을 제거해도 된다.
이상 설명한 것처럼, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법(레이저 가공 방법), 및 레이저 가공 장치(1)에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 집광 스폿(C2)을 Y방향으로 시프트시키고, 또한 집광 스폿(C2)의 빔 형상을 제어하는 것에 의해, 적어도 균열(13b)을 YZ면(E) 내에 있어서 해당 시프트 방향으로 경사진 비스듬한 균열로 할 수 있다. 즉, 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에서는, 원 형상으로 연장되는 라인(Ac)을 따라서 레이저광(L)의 집광 스폿(C)을 대상물(11)에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 해당 라인(Ac)을 따라서 대상물(11)에 개질 영역(12) 및 균열(13)을 형성한다. 이 때, 라인(Ac)에 교차하는 교차면(YZ면(E)) 내에 있어서, Z방향에 대해서 경사진 균열(13)을 형성한다. 그리고, 해당 균열(13)을 경계로 하여 대상물(11)의 일부를 분리시키는 것에 의해, 반도체 부재(60)를 형성한다. 이것에 의해, 균열(13)에 의해서 규정되는 경사면을 외측면(60s)으로서 포함하는 반도체 부재(60)가 얻어진다. 이 경사진 외측면(60s)은, 예를 들면, 반도체 부재(60)의 반송시에, 반도체 부재(60)의 표리면(表裏面)(제1 면(60a) 및 제2 면(60b))을 보호하면서(표리면에 닿지 않고) 반도체 부재(60)를 유지하기 위한 베벨로서 이용될 수 있다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에 의하면, 레이저 가공에 의해서 베벨을 가지는 반도체 부재(60)를 형성할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에서는, 대상물(11)에는, 복수의 라인(Ac)이 설정되어 있고, 레이저 가공 공정에서는, 복수의 라인(Ac) 각각을 따라 집광 스폿(C)을 상대 이동시키는 것에 의해, 복수의 라인(Ac) 각각을 따라 개질 영역(12) 및 균열(13)을 형성한다. 그리고, 분리 공정에서는, 복수의 라인(Ac) 각각을 따라 대상물(11)의 일부를 분리시키는 것에 의해, 대상물(11)로부터 복수의 반도체 부재(60)를 형성한다. 이와 같이, 1개의 대상물(11)로부터 복수의 반도체 부재(60)를 제조하는 경우에서도, 각각의 반도체 부재(60)에 베벨을 형성할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에서는, 레이저 가공 공정은, 라인(Ac)을 따라서 집광 스폿을 대상물(11)에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 균열(13)보다도 제1 면(11a)측에 개질 영역(14)을 형성함과 아울러, 개질 영역(14)으로부터 균열(13)을 향해서 연장되는 균열(15)을 형성하는 제2 가공 공정을 포함해도 된다. 또, 제1 가공 공정에서는 YZ면(E) 내에 있어서, 제1 면(11a)을 향함에 따라 라인(Ac)의 중심을 통과하는 기준선(Az)으로부터 멀어지도록 Z방향에 대해서 경사지는 균열(13)을 형성하고, 제2 가공 공정에서는, YZ면(E)에 있어서, Z방향을 따라서 연장되는 균열(15)을 형성해도 된다. 이 경우, 균열(13)에 의해서 규정되는 경사면(외측면(60s))과, 균열(15)에 의해서 규정되는 수직면(외측면(60r))을 포함하는 반도체 부재(60A)를 형성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에서는, 레이저 가공 공정은, 라인(Ac)을 따라서 집광 스폿을 대상물(11)에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 균열(13)과 균열(15)의 교점보다도 제1 면(11a)측에 개질 영역(16)을 형성함과 아울러, 개질 영역(16)으로부터 균열(15)을 향해서 연장되는 균열(17)을 형성하는 제3 가공 공정을 포함할 수 있다. 그리고, 제3 가공 공정에서는, YZ면(E) 내에 있어서, 제1 면(11a)을 향함에 따라 기준선(Az)에 가까워지도록 Z방향에 대해서 경사지는 균열(17)을 형성해도 된다. 이 경우, 균열(13)에 의해서 규정되는 경사면(외측면(60s))과, 균열(15)에 의해서 규정되는 수직면(외측면(60r))과, 균열(17)에 의해서 규정되는 다른 경사면(외측면(60m))을 포함하는 반도체 부재(60B)를 형성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에서는, 레이저 가공 공정은 라인(Ac)을 따라서 집광 스폿을 대상물(11)에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 균열(13)보다도 제1 면(11a)측에 개질 영역(14)을 형성함과 아울러, 개질 영역(14)으로부터 균열(13)을 향해서 연장되는 균열(15)을 형성하는 제2 가공 공정을 포함한다. 그리고, 제1 가공 공정에서는, YZ면(E) 내에 있어서, 제1 면(11a)을 향함에 따라 기준선(Az)에 가까워지도록 Z방향에 대해서 경사지는 균열(13)을 형성하고, 제2 가공 공정에서는, YZ면(E) 내에 있어서, Z방향을 따라서 연장되는 균열(15)을 형성해도 된다. 이 경우, 균열(13)에 의해서 규정되는 경사면(외측면(60s))과, 균열(15)에 의해서 규정되는 수직면(외측면(60r))을 외측면으로서 포함하는 반도체 부재(60A)를 형성할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에서는, 레이저 가공 공정과 분리 공정과의 사이에 있어서, Z방향을 따라서 대상물(11)을 연삭하는 것에 의해, 대상물(11)로부터 개질 영역(12) 등을 제거하는 연삭 공정을 더 구비해도 된다. 혹은, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에서는, 분리 공정 후에, Z방향을 따라서 반도체 부재(60)를 연삭하는 것에 의해, 반도체 부재(60)로부터 개질 영역(12) 등을 제거하는 연삭 공정을 더 구비해도 된다. 이 경우, 개질 영역(12)이 제거된 반도체 부재(60)를 얻을 수 있다.
또한, 도 30의 (b)에 나타내지는 것처럼, 대상물(11)에 대해서 단일의 (원 형상의) 라인(Ac)이 설정되어도 된다. 여기에서는, Z방향에서 보았을 때의 대상물(11)의 외형은 원 형상이다. 또, Z방향에서 보았을 때, 라인(Ac)은 대상물(11)의 외형보다도 소경(小經)이다. 또, 라인(Ac)은, Z방향에서 보아 대상물(11)의 외형과 동심이 되도록 대상물(11)에 설정되어 있다. 이 경우, 레이저 가공 공정에서는, 라인(Ac)을 따라서 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 라인(Ac)을 따라서 개질 영역(12, 14, 16) 및 균열(13, 15, 17)을 형성할 수 있다. 그리고, 분리 공정에서는, 라인(Ac)을 따라서 대상물(11)의 일부를 분리시키는 것에 의해, 대상물(11)로부터 1개의 반도체 부재(60)를 형성해도 된다. 이와 같이, 1개의 대상물(11)로부터 1개의 반도체 부재(60)를 제조하는 경우에서도, 그 반도체 부재(60)에 베벨을 형성할 수 있다.
［제3 실시 형태］
이어서, 제3 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법, 및 레이저 가공 장치에 대해 설명한다. 먼저, 개략에 대해 설명한다. 도 31은 제3 실시 형태에 따른 대상물을 나타내는 도면이다. 도 31의 (a)는 평면도이고, 도 31의 (b)는 도 31의 (a)의 XXXb－XXXb선을 따른 단면도이다. 도 31에 나타내지는 대상물(11)은, 예를 들면 반도체를 포함한다. 대상물(11)은, 일례로서 반도체 웨이퍼(예를 들면 실리콘 웨이퍼)이다. 대상물(11)은 제1 면(11a)과 제1 면(11a)의 반대측의 제2 면(11b)을 포함한다.
대상물(11)에는, 제1 면(11a) 및 제2 면(11b)에 평행한 복수의 라인(A)이 절단 예정 라인으로서 설정되어 있다. 라인(A)은 격자 모양으로 설정되어 있어도 되지만, 여기에서는, 서로 평행하게 일 방향으로 연장되는 복수의 라인(A)을 도시하고 있다. 라인(A)은, 예를 들면 가상적인 선이다. 대상물(11)은 제1 면(11a)을 포함하는 제1 영역(11A)과, 제2 면(11b)을 포함하는 제2 영역(1B)을 포함한다. 또한, 도면 중의 라인(G)은 제1 영역(11A)과 제2 영역(1B)의 경계를 나타내는 가상적인 선이다. 제1 영역(11A)은 연삭 예정 영역이다.
또, 대상물(11)은 제2 면(11b)에 형성된 반도체 구조부(N)를 포함한다. 반도체 구조부(N)는 라인(A)을 따라서 대상물(11)을 절단하는 것에 의해 얻어지는 개개의 반도체 부재를 반도체 소자로서 기능시키기 위한 구조를 가지고 있다. 따라서, 라인(A)은, 반도체 구조부(N)의 사이를 통과하도록 설정되어 있다. 대상물(11)은 제1 면(11a)이 집광 렌즈(33)측을 향하도록, 제2 면(11b)측에 있어서 유지 부재(T)에 유지되어 스테이지(2)에 지지된다. 유지 부재(T)는, 예를 들면 신축성을 가지는 테이프이다.
본 실시 형태에서는, 이러한 대상물(11)에 대해서, 라인(A) 각각을 따라 레이저광(L)의 집광 스폿(C)을 상대 이동시키면서 레이저광(L)을 조사하여, 라인(A) 각각을 따라 개질 영역(12) 및 균열(13)을 형성한다. 이 때, 집광 스폿(C)은, X방향으로 상대 이동된다. 즉, 여기에서는, X방향을 가공 진행 방향으로 한다. 본 실시 형태에서는, 이 가공 진행 방향인 X방향에 교차(직교)하는 교차면(YZ면(E)) 내에 있어서, Z방향에 대해서 Y방향으로 경사진 부분을 포함하는 균열(13)을 형성한다.
이어서, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법, 및 레이저 가공 장치를 구체적으로 설명한다. 도 32에 나타내지는 것처럼, 이 방법에서는, 먼저, 상기와 같은 대상물(11)을 준비함과 아울러, 대상물(11)을, 제1 면(11a)이 집광 렌즈(33)측을 향하도록, 또한, 라인(A)이 X방향을 따르도록, 스테이지(2)에 의해 지지한다. 그 상태에 있어서, 먼저, 1개의 라인(A)에 대해서, 대상물(11)에 레이저광(L)의 집광 스폿(C)(레이저광(L1, L2, L3)의 집광 스폿(C1, C2, C3))을 형성함과 아울러, 집광 스폿(C)을 대상물(11)에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 대상물(11)의 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 공정을 실시한다.
보다 구체적으로는, 레이저 가공 공정에서는, 대상물(11)에 있어서의 레이저광(L)의 입사면인 제1 면(11a)에 교차하는 Z방향에 대한 집광 스폿(C1)의 위치를 제1 Z위치(Z1)에 설정하면서, 제1 면(11a)에 따르는 X방향으로 연장되는 라인(A)을 따라서 집광 스폿(C1)을 상대 이동시키는 것에 의해, 개질 영역(제1 개질 영역)(12a) 및 개질 영역(12a)으로부터 연장되는 균열(제1 균열)(13a)을 대상물(11)에 형성함과 아울러, Z방향에 대한 집광 스폿(C3)의 위치를 제1 Z위치(Z3)에 설정하면서, 라인(A)을 따라서 집광 스폿(C3)를 상대 이동시키는 것에 의해, 개질 영역(제1 개질 영역)(12c) 및 개질 영역(12c)으로부터 연장되는 균열(제1 균열)(13c)을 대상물(11)에 형성하는 제1 형성 공정을 실시한다.
제1 Z위치(Z3)는 제1 Z위치(Z1)보다도 제1 면(11a)측의 위치이다. 또, 여기에서는, 제1 Z위치(Z1)가 제2 영역(1B)에 설정됨과 아울러, 제1 Z위치(Z3)가 연삭 예정 영역인 제1 영역(11A)에 설정된다. 다만, 제1 Z위치(Z1, Z3) 중 하나는, 그 모두를 제1 영역(11A)에 설정되어도 되고, 제2 영역(1B)에 설정되어도 되고, 대상물(11)의 연삭 후에 개질 영역(12a, 12c)을 잔존시킬지 여부에 대한 요구에 따라 임의로 설정될 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1 형성 공정에 있어서, Z방향의 위치가 서로 상이한 복수의 제1 Z위치(Z1, Z3) 각각에 집광 스폿(C1, C3)을 형성하고 상대 이동시키는 것에 의해, 라인(A)에 교차하는 교차면(YZ면(E)) 내에 있어서 Z방향으로 배열된 복수의 개질 영역(12a, 12c)을 형성함과 아울러, 복수의 개질 영역(12a, 12c)에 걸치도록 균열(13a, 13c)을 형성하게 된다. 또, 제1 형성 공정에서는, Y방향에 대한 집광 스폿(C1, C3)의 위치를 제1 Y위치(Y1)에 설정함과 아울러, YZ면(E) 내에 있어서 Z방향을 따르도록, 또한, 제2 면(11b)에 도달하도록 균열(13a, 13c)을 형성한다. 이들 균열(13a, 13c)은, 일례로서, 대상물(11)의 주요 벽개면을 따라서 있다.
이어서, 도 33에 나타내지는 것처럼, 레이저 형성 공정에서는, 제1 형성 공정 후에, 레이저광(L2)의 Z방향에 대한 집광 스폿(C2)의 위치를 제1 Z위치(Z3)보다도 제1 면(11a)측의 제2 Z위치(Z2)에 설정하면서, 라인(A)을 따라서 집광 스폿(C2)을 상대 이동시키는 것에 의해, 개질 영역(제2 개질 영역)(12b) 및 개질 영역(12b)으로부터 연장되는 균열(제2 균열)(13b)을 형성하는 제2 형성 공정을 실시한다. 여기에서는, 상기와 같이 제1 Z위치(Z3)가 연삭 예정 영역인 제1 영역(11A)에 설정되기 때문에, 제2 Z위치(Z2)도 제1 영역(11A)에 설정된다. 특히, 여기에서는, 균열(13b)이 제1 영역(11A) 내에 형성되도록 제2 Z위치(Z2)가 설정된다.
또, 제2 형성 공정에서는, Y방향에 대한 집광 스폿(C2)의 위치를, 집광 스폿(C1, C3)의 제1 Y위치(Y1)로부터 시프트된 제2 Y위치(Y2)에 설정하고, YZ면(E) 내에 있어서 Z방향에 대해서 경사지도록 균열(13b)을 형성한다. 보다 구체적으로는, 제2 형성 공정에서는, YZ면(E) 내에서의 집광 스폿(C2)의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿(C2)의 중심보다도 제1 면(11a)측에 있어서 해당 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광(L2)을 변조시키는 것에 의해, YZ면(E) 내에 있어서 해당 시프트의 방향으로 경사지도록 균열(13b)을 형성한다. 또한, 제2 형성 공정에서는, YZ면(E) 내에 있어서 대상물(11)의 벽개면에 대해서 경사지도록 균열(13b)을 형성한다.
이들 제1 형성 공정 및 제2 형성 공정을 포함하는 레이저 가공 공정은, 예를 들면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 레이저 가공 장치(1)의 제어부(6)가 레이저 가공 장치(1)의 각부를 제어하는 것에 의해 행할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 장치(1)에서는, 제어부(6)가 공간 광 변조기(7) 및 구동부(4, 5)를 제어하는 것에 의해서, Z방향에 대한 집광 스폿(C1, C3)의 위치를 제1 Z위치(Z1, Z3)에 설정하면서, 라인(A)을 따라서 집광 스폿(C1, C3)을 상대 이동시키는 것에 의해, 개질 영역(12a, 12c) 및 균열(13a, 13c)을 대상물(11)에 형성하는 제1 형성 처리와, Z방향에 대한 집광 스폿(C2)의 위치를 제1 Z위치(Z1, Z3)보다도 제1 면(11a)측의 제2 Z위치(Z2)에 설정하면서, 라인(A)을 따라서 집광 스폿(C2)을 상대 이동시키는 것에 의해, 개질 영역(12b) 및 균열(13b)을 형성하는 제2 형성 처리를 실시하게 된다.
또, 제1 형성 처리에서는, 제어부(6)는 Y방향에 대한 집광 스폿(C1, C3)의 위치를 제1 Y위치(Y1)에 설정한다. 제2 형성 처리에서는, 제어부(6)는 Y방향에 대한 집광 스폿(C2)의 위치를 제1 Y위치(Y1)로부터 시프트된 제2 Y위치(Y2)에 설정함과 아울러, 공간 광 변조기(7)에 표시시키는 변조 패턴의 제어에 의해서, YZ면(E) 내에서의 집광 스폿(C2)의 빔 형상이, 적어도 집광 스폿(C2)의 중심보다도 제1 면(11a)측에 있어서 해당 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 레이저광(L2)을 변조시킨다. 또한, 빔 형상을 경사 형상으로 하기 위한 변조 패턴은, 상술한 바와 같다. 또한, 제1 형성 공정(제1 형성 처리)에 있어서, 레이저광(L1)에 의한 개질 영역(12a) 및 균열(13a)의 형성과, 레이저광(L)3에 의한 개질 영역(12c) 및 균열(13c)의 형성은, 동시에 실시되어도 되고(다초점 가공), 차례로 실시되어도 된다(싱글 패스 가공).
또한, 레이저광(L)을 레이저광(L1, L2, L3)으로 분기시키기 위한 분기 패턴을 포함하는 변조 패턴을 공간 광 변조기(7)에 표시시키는 것에 의해, 대상물(11)에 설정된 하나의 라인(A)에 대해서, 제1 형성 공정(제1 형성 처리)과 제2 형성 공정(제2 형성 처리)을 동시에 실시해도 된다. 이 경우, 레이저광(L1, L2, L3) 중 레이저광(L2)만에 대해 코마 수차를 발생시키도록 변조 패턴을 합성하는 것에 의해, 집광 스폿(C1, C2, C3) 중 집광 스폿(C2)만을 경사 형상으로 하는 것이 가능하다.
본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에서는, 이상의 레이저 가공 공정을 모든 라인(A)에 대해서 실시한다. 이것에 의해, 도 34의 (a)에 나타내지는 것처럼, 모든 라인(A)을 따라서, 개질 영역(12) 및 균열(13)이 형성된다. 또한, 균열(13b)과 균열(13c)은, 서로 연결되어 있지 않아도 되고, 서로 연결되어 있어도 된다.
그 후, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법에서는, 도 34의 (b)에 나타내지는 것처럼, 제1 면(11a)측으로부터 대상물(11)을 연삭하여 제1 영역(11A)을 제거하는 것에 의해, 적어도 Z방향에 대해서 비스듬하게 연장되는 균열(13b)을 대상물(11)로부터 제거한다. 여기에서는, 균열(13b)에 더하여, 개질 영역(12b, 12c)도 제거된다.
이것에 의해, 잔존하는 제2 영역(1B)으로서의 반도체 부재(70)가 얻어진다. 반도체 부재(70)는 제2 면(11b)과, 제2 면(11b)의 반대측의 면으로서, 연삭에 의해 형성되는 새로운 제1 면(70a)을 포함한다. 반도체 부재(70)에는, 적어도 새로운 제1 면(70a)으로부터 제2 면(11b)에 걸치는 균열(13)이 형성되어 있다(여기에서는, 개질 영역(12a)이 잔존되어 있다). 따라서, 이 후의 공정에 있어서, 유지 부재(T)를 확장하는 것에 의해, 균열(13)을 경계로 하여 반도체 부재(70)를 복수의 다른 반도체 부재로 분리하는 것이 가능하다. 이상의 반도체 부재의 제조 방법은, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법을 포함한다. 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법은, 상술한 레이저 가공 공정을 포함한다.
이상 설명한 것처럼, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법(레이저 가공 방법), 및 레이저 가공 장치(1)에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 집광 스폿(C2)을 Y방향으로 시프트시키고, 또한 집광 스폿(C2)의 빔 형상을 제어하는 것에 의해, 적어도 균열(13b)을 YZ면(E) 내에 있어서 해당 시프트 방향으로 경사진 비스듬한 균열로 할 수 있다. 즉, 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법에서는, 제1 형성 공정에서, X방향에 따르는 라인(A)을 따라서 레이저광(L1, L3)의 집광 스폿(C1, C3)을 상대 이동시켜, 개질 영역(12a, 12c)을 대상물(11)에 형성함과 아울러, 개질 영역(12a, 12c)으로부터 연장되는 균열(13a, 13c)을 대상물(11)의 제2 면(11b)에 도달하도록 대상물(11)에 형성한다. 이 때, 집광 스폿(C1, C3)의 Z방향에 대한 위치를 제1 Z위치(Z1, Z3)로 한다. 또, 이 때, X방향에 교차하는 YZ면(E) 내에 있어서 Z방향을 따르도록 균열(13a, 13c)을 형성한다.
그 후, 제2 형성 공정에서, 레이저광(L2)의 집광 스폿(C2)의 Z방향의 위치를 제1 Z위치(Z1, Z3)보다도 제1 면(11a)측의 제2 Z위치(Z2)에 설정하면서, 라인(A)을 따라서 집광 스폿(C2)을 상대 이동시켜, 개질 영역(12b) 및 균열(13b)을 대상물(11)에 형성한다. 이 때, 집광 스폿(C2)의 Y방향의 위치를 제1 형성 공정과 비교하여 Y방향으로 시프트시켜, YZ면(E) 내에 있어서 Z방향에 대해서 경사지도록 균열(13b)을 형성한다. 본 발명자의 지견에 의하면, 이와 같이 하면, 균열(13c)이 Z방향을 따라서 제1 면(11a)측으로 신전(伸展)하려고 했을 때에, 균열(13b)에 접속되어 신전이 멈춰지는 것이다. 따라서, 이 방법에 의하면, 균열(13)의 신전을 억제할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법에서는, 대상물(11)은 제1 면(11a)을 포함하는 연삭 예정 영역(제1 영역(11A))이 설정되어 있고, 제1 형성 공정에서는, 제1 Z위치(Z1)를 연삭 예정 영역보다도 제2 면(11b)측에 설정한다. 그리고, 제2 형성 공정에서는, 균열(13b)이 연삭 예정 영역의 내부에 형성되도록 제2 Z위치(Z2)를 설정한다. 이 때문에, 연삭 예정 영역의 연삭에 의해서 균열(13b)이 제거되는 것에 의해, 경사진 균열의 영향이 저감된다.
또, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법에서는, 제2 형성 공정에서는, YZ면(E) 내에 있어서 대상물(11)의 벽개면에 대해서 경사지도록 균열(13b)을 형성한다. 이 경우, 보다 확실히 균열의 신전을 억제할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법에서는, 제1 형성 공정에서는, Z방향의 위치가 서로 상이한 복수의 제1 Z위치(Z1, Z3) 각각에 집광 스폿(C1, C3)을 형성하여 상대 이동시키는 것에 의해, YZ면(E) 내에 있어서 Z방향으로 배열된 복수의 개질 영역(12a, 12c)을 형성함과 아울러, 복수의 개질 영역(12a, 12c)에 걸치도록 균열(13a, 13c)을 형성한다. 이 때문에, Z방향에 의해 긴 균열(13a, 13c)을 형성하는 것에 의해, 보다 두꺼운 대상물(11)의 가공을 적합하게 행할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법에서는, 제1 형성 공정에서는, 제2 면(11b)에 도달하도록 균열(13a)을 형성해도 된다. 이와 같이, 균열(13a)이 제2 면(11b)에 도달하고 있는 경우에는, 의도하지 않은 균열이 신전하기 쉽기 때문에, 균열의 신전을 억제하는 것이 보다 유효하다.
또한, 본 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법에서는, 제1 형성 공정 및 제2 형성 공정은, 레이저광(L)을 분기시키는 것에 의해, 대상물(11)에 설정된 하나의 라인(A)에 대해서 동시에 실시되어도 된다. 이와 같이, 제1 형성 공정과 제2 형성 공정을 동시에 실시하는 경우라도, 비스듬한 균열을 형성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 반도체 부재의 제조 방법은, 반도체를 포함하는 대상물(11)로부터 반도체 부재(70)를 제조하는 반도체 부재의 제조 방법으로서, 상기의 레이저 가공 방법이 구비하는 레이저 가공 공정을 실시한 후에, 제1 면(11a)측으로부터 대상물(11)을 연삭하여 적어도 균열(13b)을 대상물(11)로부터 제거하는 것에 의해, 대상물(11)로부터 반도체 부재(70)를 형성한다. 이 제조 방법에서는, 상기의 레이저 가공 방법의 레이저 가공 공정이 실시된다. 따라서, 의도하지 않은 균열의 신전이 억제된다. 이 때문에, 레이저 가공 공정 후에 대상물을 연삭할 때에, 칩핑(chipping)의 발생이 억제된다. 또, 연삭을 행하는 장소로의 반송이 용이해진다.
또한, 상기의 예에서는, 제1 형성 공정에 있어서, 제2 면(11b)에 도달하도록 균열(13a)을 형성하는 경우에 대해 설명했다. 그렇지만, 균열(13a)은 제2 면(11b)에 도달하고 있지 않아도 된다. 이 경우, 제2 형성 공정에서 개질 영역(12b) 및 균열(13b)을 형성하는 것에 의해 균열(13a)이 제2 면(11b)측으로 신전하여 제2 면(11b)에 도달하는 경우도 있고, 연삭 공정에서 대상물(11)을 연삭하는 것에 의해 균열(13a)이 제2 면(11b)측으로 신전하여 제2 면(11b)에 도달하는 경우도 있다.
또, 상기의 예에서는, Z방향에 대해서 비스듬하게 연장되는 균열(13b)의 기점이 되는 개질 영역(12b)이, Z방향을 따라서 연장되는 균열(13a, 13c)의 기점이 되는 개질 영역(12a, 12c)보다도, 레이저광(L)의 입사면인 제1 면(11a)측에 위치하는 경우를 들었다. 그렇지만, 개질 영역(12b) 및 균열(13b)은, 개질 영역(12a, 12c) 및 균열(13a, 13c)보다도 제2 면(11b)측에 위치하고 있어도 된다. 즉, 제2 형성 공정에서는, 제2 Z위치(Z2)를, 제1 Z위치(Z1)보다도 제2 면(11b)측에 설정할 수도 있다. 이 경우, YZ면 내에서의 집광 스폿(C2)의 빔 형상이, 적어도 중심(Ca)보다도 제1 면(11a)측에 있어서, 집광 스폿(C2)의 제2 Y위치(Y2)로부터 집광 스폿(C1)의 제1 Y위치(Y1)를 향하는 방향으로 경사지도록 제어하는 것에 의해, Z방향에 대해서 해당 방향으로 경사진 균열(13b)을 형성할 수 있다.
이상의 실시 형태는, 본 개시의 일 측면의 일 측면을 설명한 것이다. 따라서, 본 개시의 일 측면은 상기 실시 형태로 한정되지 않고, 임의로 변경될 수 있다.
예를 들면, YZ면(E) 내에 있어서 Z방향으로 늘어서게 형성하는 개질 영역(12)의 수는, 대상물(11)의 두께나 균열(13)의 소망하는 신전량 등에 따라 임의로 설정될 수 있다.
또, 레이저광(L)을 변조하기 위한 변조 패턴은, 상기의 예로 한정되지 않고, 집광 스폿(C)의 빔 형상을 경사 형상으로 할 수 있는 임의의 것을 채용할 수 있다.
또, 상기 각 실시 형태는, 서로 임의로 조합해서, 혹은 일부를 서로 교환해서 적용될 수 있다. 예를 들면, 제2 실시 형태와 같이, 원 형상의 라인(Ac)을 따라서 개질 영역(12) 및 균열(13)을 형성하는 경우에, 제3 실시 형태와 같이 균열(13)의 신전을 억제하기 위한 구성을 채용해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 대상물(11)이 테이프 등의 유지 부재(T)를 매개로 하여 유지되는 예를 들었지만, 대상물(11)은, 예를 들면 실리콘 기판이나 유리 기판 등이 겹쳐 붙여져 유지되어도 된다. 대상물(11)의 일면에 회로 등이 형성되어 있는 경우에는, 그 회로면끼리를 접합할 수도 있다.
1…레이저 가공 장치, 4, 5…구동부(이동부), 6…제어부, 7…공간 광 변조기, 11…대상물, 11a…제1 면, 11b…제2 면, 12, 12a, 12b, 12c…개질 영역, 13, 13a, 13b, 13c…균열, C, C1, C2, C3…집광 스폿, L, L1, L2, L3…레이저광, 31…광원, 33…집광 렌즈.
[산업상의 이용 가능성]
대상물에 비스듬한 균열을 형성할 수 있는 레이저 가공 장치, 레이저 가공 방법, 및 반도체 부재의 제조 방법이 제공된다.
1…레이저 가공 장치 4, 5…구동부(이동부)
6…제어부 7…공간 광 변조기
11…대상물 11a…제1 면
11b…제2 면 12, 12a, 12b, 12c…개질 영역
13, 13a, 13b, 13c…균열 C, C1, C2, C3…집광 스폿
L, L1, L2, L3…레이저광 31…광원
33…집광 렌즈

Claims (11)

  1. 레이저광을 출력하는 광원과,
    상기 광원으로부터 출력된 상기 레이저광을 변조 패턴에 따라 변조하여 출력하기 위한 공간 광 변조기와,
    상기 공간 광 변조기로부터 출력된 상기 레이저광을 대상물에 집광하여 상기 대상물에 집광 스폿을 형성하기 위한 집광 렌즈와,
    상기 집광 스폿을 상기 대상물에 대해서 상대 이동시키기 위한 이동부와,
    적어도 상기 공간 광 변조기 및 상기 이동부를 제어하는 것에 의해서, 상기 대상물에 있어서의 상기 레이저광의 입사면에 교차하는 Z방향에 대한 상기 집광 스폿의 위치를 제1 Z위치에 설정하면서, 상기 입사면을 따르는 X방향으로 연장되는 라인을 따라서 상기 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 제1 개질 영역 및 상기 제1 개질 영역으로부터 연장되는 제1 균열을 상기 대상물에 형성하는 제1 형성 처리와, 상기 Z방향에 대한 상기 집광 스폿의 위치를 상기 제1 Z위치보다도 상기 입사면측의 제2 Z위치에 설정하면서, 상기 라인을 따라서 상기 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 제2 개질 영역 및 상기 제2 개질 영역으로부터 연장되는 제2 균열을 형성하는 제2 형성 처리를 실시하는 제어부를 구비하고,
    상기 제1 형성 처리에서는, 상기 제어부는, 상기 입사면을 따름과 아울러 상기 X방향에 교차하는 Y방향에 대한 상기 집광 스폿의 위치를 제1 Y위치에 설정하고,
    상기 제2 형성 처리에서는, 상기 제어부는 상기 Y방향에 대한 상기 집광 스폿의 위치를 상기 제1 Y위치로부터 시프트된 제2 Y위치에 설정함과 아울러, 상기 공간 광 변조기에 표시시키는 상기 변조 패턴의 제어에 의해서, 상기 Y방향 및 상기 Z방향을 포함하는 YZ면 내에서의 상기 집광 스폿의 빔 형상이, 적어도 상기 집광 스폿의 중심보다도 상기 입사면측에 있어서 상기 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 상기 레이저광을 변조시키는 것에 의해, 상기 YZ면 내에 있어서 상기 시프트의 방향으로 경사지도록 상기 제2 균열을 형성하는, 레이저 가공 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 형성 처리에서는, 상기 제어부는 상기 YZ면 내에서의 상기 집광 스폿의 빔 형상이, 적어도 상기 집광 스폿의 중심보다도 상기 입사면측에 있어서 상기 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 상기 레이저광을 변조시키는 것에 의해, 상기 YZ면 내에 있어서 상기 시프트의 방향으로 경사지도록 상기 제1 균열을 형성하는, 레이저 가공 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 변조 패턴은, 상기 레이저광에 대해서 코마 수차를 부여하기 위한 코마 수차 패턴을 포함하고,
    상기 제2 형성 처리에서는, 상기 제어부는 상기 코마 수차 패턴에 의한 상기 코마 수차의 크기를 제어하는 것에 의해, 상기 빔 형상을 상기 경사 형상으로 하기 위한 제1 패턴 제어를 행하는, 레이저 가공 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변조 패턴은, 상기 레이저광의 구면 수차를 보정하기 위한 구면 수차 보정 패턴을 포함하고,
    상기 제2 형성 처리에서는, 상기 제어부는 상기 집광 렌즈의 입사 동면의 중심에 대해 상기 구면 수차 보정 패턴의 중심을 상기 Y방향으로 오프셋시키는 것에 의해, 상기 빔 형상을 상기 경사 형상으로 하기 위한 제2 패턴 제어를 행하는, 레이저 가공 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 형성 처리에서는, 상기 제어부는, 상기 X방향을 따른 축선에 대해서 비대칭인 상기 변조 패턴을 상기 공간 광 변조기에 표시시키는 것에 의해, 상기 빔 형상을 상기 경사 형상으로 하기 위한 제3 패턴 제어를 행하는, 레이저 가공 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변조 패턴은, 상기 X방향 및 상기 Y방향을 포함하는 XY면 내에 있어서의 상기 집광 스폿의 빔 형상을, 상기 X방향을 긴 쪽으로 하는 타원 형상으로 하기 위한 타원 패턴을 포함하고,
    상기 제2 형성 처리에서는, 상기 제어부는 상기 타원 패턴의 강도가, 상기 X방향을 따른 축선에 대해서 비대칭이 되도록, 상기 변조 패턴을 상기 공간 광 변조기에 표시시키는 것에 의해서, 상기 빔 형상을 상기 경사 형상으로 하기 위한 제4 패턴 제어를 행하는, 레이저 가공 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제2 형성 처리에 있어서, 상기 YZ면 내에서 상기 시프트의 방향을 따라서 배열된 복수의 상기 레이저광의 집광점을 형성하기 위한 상기 변조 패턴을 상기 공간 광 변조기에 표시시키는 것에 의해, 복수의 상기 집광점을 포함하는 상기 집광 스폿의 상기 빔 형상을 상기 경사 형상으로 하기 위한 제5 패턴 제어를 행하는, 레이저 가공 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 X방향을 따라서 상기 대상물에 설정된 하나의 상기 라인에 대해서, 상기 제1 형성 처리를 실시한 후에, 상기 제2 형성 처리를 실시하는, 레이저 가공 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 레이저광을 분기시키기 위한 분기 패턴을 포함하는 상기 변조 패턴을 상기 공간 광 변조기에 표시시키는 것에 의해, 상기 대상물에 설정된 하나의 상기 라인에 대해서 상기 제1 형성 처리와 상기 제2 형성 처리를 동시에 실시하는, 레이저 가공 장치.
  10. 대상물에 레이저광을 집광하여 상기 레이저광의 집광 스폿을 형성함과 아울러, 상기 집광 스폿을 상기 대상물에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 상기 대상물의 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 공정을 구비하고,
    상기 레이저 가공 공정은,
    상기 대상물에 있어서의 상기 레이저광의 입사면에 교차하는 Z방향에 대한 상기 집광 스폿의 위치를 제1 Z위치에 설정하면서, 상기 입사면을 따르는 X방향으로 연장되는 라인을 따라서 상기 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 제1 개질 영역 및 상기 제1 개질 영역으로부터 연장되는 제1 균열을 상기 대상물에 형성하는 제1 형성 공정과,
    상기 Z방향에 대한 상기 집광 스폿의 위치를 상기 제1 Z위치보다도 상기 입사면측의 제2 Z위치에 설정하면서, 상기 라인을 따라서 상기 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 제2 개질 영역 및 상기 제2 개질 영역으로부터 연장되는 제2 균열을 형성하는 제2 형성 공정을 포함하고,
    상기 제1 형성 공정에서는, 상기 입사면을 따름과 아울러 상기 X방향에 교차하는 Y방향에 대한 상기 집광 스폿의 위치를 제1 Y위치에 설정하고,
    상기 제2 형성 공정에서는, 상기 Y방향에 대한 상기 집광 스폿의 위치를 상기 제1 Y위치로부터 시프트된 제2 Y위치에 설정함과 아울러, 상기 Y방향 및 상기 Z방향을 포함하는 YZ면 내에서의 상기 집광 스폿의 빔 형상이, 적어도 상기 집광 스폿의 중심보다도 상기 입사면측에 있어서 상기 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 상기 레이저광을 변조시키는 것에 의해, 상기 YZ면 내에 있어서 상기 시프트의 방향으로 경사지도록 상기 제2 균열을 형성하는, 레이저 가공 방법.
  11. 반도체를 포함하는 대상물에 레이저광을 집광하여 상기 레이저광의 집광 스폿을 형성함과 아울러, 상기 집광 스폿을 상기 대상물에 대해서 상대 이동시키는 것에 의해, 상기 대상물의 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 공정과,
    상기 레이저 가공 공정 후에, 상기 대상물의 일부를 분리시키는 것에 의해, 상기 대상물로부터 반도체 부재를 형성하는 분리 공정을 구비하고,
    상기 레이저 가공 공정은,
    상기 대상물에 있어서의 상기 레이저광의 입사면에 교차하는 Z방향에 대한 상기 집광 스폿의 위치를 제1 Z위치에 설정하면서, 상기 입사면을 따르는 X방향으로 연장되는 라인을 따라서 상기 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 제1 개질 영역 및 상기 제1 개질 영역으로부터 연장되는 제1 균열을 상기 대상물에 형성하는 제1 형성 공정과,
    상기 Z방향에 대한 상기 집광 스폿의 위치를 상기 제1 Z위치보다도 상기 입사면측의 제2 Z위치에 설정하면서, 상기 라인을 따라서 상기 집광 스폿을 상대 이동시키는 것에 의해, 제2 개질 영역 및 상기 제2 개질 영역으로부터 연장되는 제2 균열을 형성하는 제2 형성 공정을 포함하고,
    상기 제1 형성 공정에서는, 상기 입사면을 따름과 아울러 상기 X방향에 교차하는 Y방향에 대한 상기 집광 스폿의 위치를 제1 Y위치에 설정하고,
    상기 제2 형성 공정에서는, 상기 Y방향에 대한 상기 집광 스폿의 위치를 상기 제1 Y위치로부터 시프트된 제2 Y위치에 설정함과 아울러, 상기 Y방향 및 상기 Z방향을 포함하는 YZ면 내에서의 상기 집광 스폿의 빔 형상이, 적어도 상기 집광 스폿의 중심보다도 상기 입사면측에 있어서 상기 시프트의 방향으로 경사지는 경사 형상이 되도록 상기 레이저광을 변조시키는 것에 의해, 상기 YZ면 내에 있어서 상기 시프트의 방향으로 경사지도록 상기 제2 균열을 형성하고,
    상기 분리 공정에서는, 상기 제1 균열 및 상기 제2 균열을 경계로 하여 상기 대상물의 상기 일부를 분리시키는 것에 의해, 상기 제2 균열에 의해서 규정되는 경사면인 측면을 포함하는 상기 반도체 부재를 형성하는, 반도체 부재의 제조 방법.
KR1020237000693A 2020-07-15 2021-03-29 레이저 가공 장치, 레이저 가공 방법, 및 반도체 부재의 제조 방법 KR20230037546A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2020-121652 2020-07-15
JP2020121652 2020-07-15
PCT/JP2021/013398 WO2022014104A1 (ja) 2020-07-15 2021-03-29 レーザ加工装置、レーザ加工方法、及び、半導体部材の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230037546A true KR20230037546A (ko) 2023-03-16

Family

ID=79554699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237000693A KR20230037546A (ko) 2020-07-15 2021-03-29 레이저 가공 장치, 레이저 가공 방법, 및 반도체 부재의 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230219172A1 (ko)
JP (1) JPWO2022014104A1 (ko)
KR (1) KR20230037546A (ko)
CN (1) CN115916449A (ko)
DE (1) DE112021003795T5 (ko)
TW (1) TW202205399A (ko)
WO (1) WO2022014104A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5743123B2 (ko) 1977-06-13 1982-09-13

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5775265B2 (ja) * 2009-08-03 2015-09-09 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体装置の製造方法
KR102000031B1 (ko) * 2010-07-26 2019-07-15 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 레이저 가공 방법
JP2013089714A (ja) * 2011-10-17 2013-05-13 Disco Abrasive Syst Ltd チップ形成方法
JP5995563B2 (ja) * 2012-07-11 2016-09-21 株式会社ディスコ 光デバイスの加工方法
JP5743123B1 (ja) 2014-03-14 2015-07-01 株式会社東京精密 レーザーダイシング装置及びダイシング方法
WO2020090905A1 (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP7120904B2 (ja) * 2018-10-30 2022-08-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5743123B2 (ko) 1977-06-13 1982-09-13

Also Published As

Publication number Publication date
TW202205399A (zh) 2022-02-01
CN115916449A (zh) 2023-04-04
JPWO2022014104A1 (ko) 2022-01-20
US20230219172A1 (en) 2023-07-13
DE112021003795T5 (de) 2023-05-04
WO2022014104A1 (ja) 2022-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102303178B1 (ko) 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법
JP6272145B2 (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
KR20230038463A (ko) 레이저 가공 방법, 및 반도체 부재의 제조 방법
KR20220103771A (ko) 레이저 가공 장치
KR20230037546A (ko) 레이저 가공 장치, 레이저 가공 방법, 및 반도체 부재의 제조 방법
KR20230038464A (ko) 반도체 부재의 제조 방법
WO2022014107A1 (ja) レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法
WO2022014105A1 (ja) レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法
WO2023277006A1 (ja) レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法
KR20230065160A (ko) 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법
TW202322951A (zh) 雷射加工裝置和雷射加工方法
JP2024040900A (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
KR20240013095A (ko) 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법