TW201917784A - 晶片製造方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供一種晶片製造方法，可不需使用擴張片就能夠分割板狀工件而製造出多個晶片。[解決手段]包含：第1雷射加工步驟，以對工件具有穿透性的波長的雷射光束的聚光點，定位於第1深度位置的方式，沿著分割預定線而僅在晶片區域照射雷射光束，進而沿著晶片區域的分割預定線形成第1改質層；第2雷射加工步驟，以對工件具有穿透性的波長的雷射光束的聚光點，定位於第2深度位置的方式，沿著分割預定線照射雷射光束，形成在外周剩餘區域端部重疊的第2改質層；以及分割步驟，對工件施加力而將工件分割為各個晶片，其中，在分割步驟中，是施加超音波震動而將工件分割為各個晶片。

Description

晶片製造方法
本發明關於一種分割板狀工件而製造出多個晶片的晶片製造方法。
習知有一種方法，為了將以晶圓為代表的板狀工件（被加工物）分割為多個晶片，而使具有穿透性的雷射光束聚光於工件內部，形成透過多光子吸收來改質的改質層（改質區域）（例如，參考專利文獻1）。由於改質層比其他區域還要脆弱，因此藉由沿著分割預定線（切割道）形成改質層之後對工件施加力，能夠以此改質層為起點將工件分割為多個晶片。
對形成有改質層的工件施加力的時候，例如，採用將具有伸張性的擴張片（擴張膠帶）黏貼於工件而進行擴張的方法（例如，參考專利文獻2）。在此方法中，通常，在照射雷射光束而在工件形成改質層前，會將擴張片黏貼於工件，然後，形成改質層之後將擴張片進行擴張而將工件分割為多個晶片。
[習知技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1] 日本特開2002-192370號公報 [專利文獻2] 日本特開2010-206136號公報
[發明所欲解決的課題] 然而，在如上所述將擴張片進行擴張的方法中，由於使用後的擴張片無法再次使用，因此晶片製造所需的費用也容易提高。尤其，黏著材難以殘留於晶片的高性能擴張片由於價格也高，因此使用如此擴張片時，晶片製造所需的費用也提高。
本發明為鑑於上述問題點所完成者，其目的在於提供一種晶片製造方法，可不使用擴張片就能夠分割板狀工件而製造出多個晶片。
[解決課題的技術手段] 根據本發明的一態樣，提供一種晶片製造方法，由具有晶片區域、及圍繞該晶片區域的外周剩餘區域的工件來製造多個晶片，該晶片區域是透過交叉的多條分割預定線劃分出成為該晶片的多個區域，且該方法具備：保持步驟，利用保持台直接保持工件；第1雷射加工步驟，在實施該保持步驟後，以對工件具有穿透性的波長的雷射光束的聚光點，定位於保持在該保持台的工件的內部第1深度位置的方式，沿著該分割預定線而僅在工件的該晶片區域照射雷射光束，進而沿著該晶片區域的該分割預定線形成第1改質層的同時，將該外周剩餘區域作為未形成有該第1改質層的補強部；第2雷射加工步驟，在實施該保持步驟後，以對工件具有穿透性的波長的雷射光束的聚光點，定位於保持在該保持台的工件的內部與該第1深度相異的第2深度位置的方式，沿著該分割預定線照射該雷射光束，進而沿著該分割預定線形成比該第1改質層還要長且在外周剩餘區域端部重疊的第2改質層；搬出步驟，在實施該第1雷射加工步驟及該第2雷射加工步驟後，自該保持台搬出工件；以及分割步驟，在實施該搬出步驟後，對工件施加力而將工件分割為各個該晶片，其中，在該分割步驟中，是施加超音波震動而將工件分割為各個該晶片。
在本發明的一態樣中，在實施該第1雷射加工步驟及該第2雷射加工步驟後、以及實施該分割步驟前可更進一步具備：補強部去除步驟，去除該補強部。此外，在本發明的一態樣中，該保持台的上表面是由柔軟材料構成，且在該保持步驟中，可利用該柔軟材料保持工件的正面側。
[發明功效] 在涉及本發明一態樣的晶片製造方法中，在利用保持台直接保持工件的狀態下，以聚光點定位於第1深度位置的方式，僅在工件的晶片區域照射雷射光束，進而沿著晶片區域的分割預定線形成第1改質層，此外，以聚光點定位於第2深度位置的方式照射雷射光束，進而沿著分割預定線形成比第1改質層還要長且在外周剩餘區域端部重疊的第2改質層後，由於是施加超音波振動而將工件分割為多個晶片，因此就不需要使用對工件施加力而分割為各個晶片用的擴張片。如此，根據涉及本發明一態樣的晶片製造方法，可不需使用擴張片就能夠分割板狀工件而製造出多個晶片。
此外，在涉及本發明一樣態的晶片製造方法中，僅在工件的晶片區域照射雷射光束而形成沿著分割預定線的第1改質層的同時，由於外周剩餘區域作為未形成有第1改質層的補強部，因此晶片區域透過此補強部進行補強。因此，不會有因搬送等的時候施加力而讓工件分割為各個晶片，使工件變得無法適當搬送的問題。
參考隨附圖式，說明涉及本發明一態樣的實施方式。涉及本實施方式的晶片製造方法包含保持步驟（參考圖3（A））、第1雷射加工步驟（參考圖3（B）、圖4（A）及圖4（B））、第2雷射加工步驟（參考圖3（B）、圖4（A）及圖4（B））、搬出步驟、補強部去除步驟（參考圖5（A）及圖5（B））、以及分割步驟（參考圖6（A）及圖6（B））。
在保持步驟中，利用卡盤台（保持台）直接保持具有晶片區域、及圍繞晶片區域的外周剩餘區域的工件（被加工物），該晶片區域是透過分割預定線劃分出多個區域。在第1雷射加工步驟中，照射對工件具有穿透性的波長的雷射光束，沿著晶片區域的分割預定線形成第1改質層的同時，外周剩餘區域作為未形成有第1改質層的補強部。
在第2雷射加工步驟中，照射對工件具有穿透性的雷射光束，沿著分割預定線形成比第1改質層還要長且在外周剩餘區域端部重疊的第2改質層。在搬出步驟中，自卡盤台搬出工件。在補強部去除步驟中，自工件去除補強部。在分割步驟中，施加超音波震動而將工件分割為多個晶片。以下，詳細說明涉及本實施方式的晶片製造方法。
圖1為示意性表示本實施方式中使用的工件（被加工物）11的構成例的立體圖。如圖1所示，工件11為例如由矽（Si）、砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）、氮化鎵（GaN）、碳化矽（SiC）等的半導體，藍寶石（Al2 O3 ）、鈉玻璃、硼矽酸玻璃、石英玻璃等的介電體（絕緣體），或者鉭鋰酸（LiTaO3 ）、鈮鋰酸（LiNbO3 ）等的強介電體（強介電體結晶）組成的圓盤狀晶圓（基板）。
工件11的正面11a側是利用交叉的多條分割預定線（切割道）13劃分出成為晶片的多個區域15。再者，以下，將包含全部成為晶片的多個區域15的大致圓形區域稱作晶片區域11c，圍繞晶片區域11c的環狀區域稱作外周剩餘區域11d。
晶片區域11c內的各區域15中，根據需要，形成有IC（Integrated Circuit，積體電路）、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統）、LED（Light Emitting Diode，發光二極體）、LD（Laser Diode，雷射二極體）、光二極體（Photodiode）、SAW（Surface Acoustic Wave，表面聲波）濾波器、BAW（Bulk Acoustic Wave，體聲波）濾波器等的元件。
沿著分割預定線13分割此工件11，藉此得到多個晶片。具體地，在工件11為矽晶圓的情況下，例如，可得到起記憶體或感測器等的作用的晶片。在工件11為砷化鎵基板或磷化銦基板、氮化鎵基板的情況下，例如，可得到起發光元件或受光元件等的作用的晶片。
在工件11為碳化矽基板的情況下，例如，可得到起功率元件等的作用的晶片。在工件11為藍寶石基板的情況下，例如，可得到起發光元件等的作用的晶片。在工件11為由鈉玻璃或硼矽酸玻璃、石英玻璃等組成的玻璃基板的情況下，例如，可得到起光學零件或覆蓋構件（蓋玻璃）的作用的晶片。
在工件11為由鉭鋰酸、或鈮鋰酸等的強介電體組成的強介電體基板（強介電體結晶基板）的情況下，例如，可得到起過濾器或致動器等的作用的晶片。再者，並未對工件11的材質、形狀、構造、大小、及厚度等作限制。同樣地，也未對在成為晶片的區域15中形成的元件的種類、數量、形狀、構造、大小、及配置等作限制。在成為晶片的區域15中，也可不形成元件。
在涉及本實施方式的晶片製造方法中，使用圓盤狀的矽晶圓作為工件11，製造出多個晶片。具體地，首先進行保持步驟，利用卡盤台直接保持此工件11。圖2為示意性表示本實施方式中使用的雷射加工裝置的構成例的立體圖。
如圖2所示，雷射加工裝置2具備搭載各構成要件的基台4。在基台4的上表面設有水平移動機構8，使吸引、保持工件11用的卡盤台（保持台）6在X軸方向（加工進給方向）及Y軸方向（分度進給方向）移動。水平移動機構8具備一對X軸導軌10，固定於基台4的上表面且與X軸方向大致平行。
在X軸導軌10以可滑動的方式安裝X軸移動台12。在X軸移動台12的背面側（下表面側）設有螺帽部（未圖示），且在此螺帽部和與X軸導軌10大致平行的X軸滾珠螺桿14螺合。
在X軸滾珠螺桿14的一端部與X軸脈衝馬達16連結。透過利用X軸脈衝馬達16而使X軸滾珠螺桿14旋轉，X軸移動台12沿著X軸導軌10在X軸方向移動。在鄰接X軸導軌10的位置設置X軸尺標18，用於在X軸方向檢測X軸移動台12的位置。
在X軸移動台12的正面（上表面）固定有與Y軸方向大致平行的一對Y軸導軌20。在Y軸導軌20以可滑動的方式安裝Y軸移動台22。在Y軸移動台22的背面側（下表面側）設有螺帽部（未圖示），且在此螺帽部和與Y軸導軌20大致平行的Y軸滾珠螺桿24螺合。
在Y軸滾珠螺桿24的一端部與Y軸脈衝馬達26連結。透過利用Y軸脈衝馬達26而使Y軸滾珠螺桿24旋轉，Y軸移動台22沿著Y軸導軌20在Y軸方向移動。在鄰接Y軸導軌20的位置設置Y軸尺標28，用於在Y軸方向檢測Y軸移動台22的位置。
在Y軸移動台22的正面側（上表面側）設有支撐台30，且在此支撐台30的上部配置卡盤台6。卡盤台6的正面（上表面）成為吸引、保持上述工件11的背面11b側（或正面11a側）的保持面6a。保持面6a例如由氧化鋁等硬度高的多孔材質構成。但是，保持面6a也可由以聚乙烯或環氧樹脂等樹脂為代表的柔軟材料構成。
此保持面6a透過形成於卡盤台6內部的吸引路6b（參考圖3（A）等）及閥件32（參考圖3（A）等）等連接至吸引源34（參考圖3（A）等）。在卡盤台6的下方設有旋轉驅動源（未圖示），且卡盤台6透過此旋轉驅動源在與Z軸方向大致平行的旋轉軸的周圍旋轉。
在水平移動機構8的後方設有柱狀的支撐構造36。在支撐構造36的上部固定有在Y軸方向延伸的支撐臂38，且在此支撐臂38的前端部設有雷射照射單元40，脈衝振盪對工件11具有穿透性的波長（難以吸收的波長）的雷射光束17（參考圖3（B）），並將其照射在卡盤台6上的工件11。
在鄰接雷射照射單元40的位置設有拍攝工件11的正面11a側或背面11b側的相機42。利用相機42拍攝工件11等形成的圖像，例如是在調整工件11與雷射照射單元40之間的位置等時候使用。
卡盤台6、水平移動機構8、雷射照射單元40、及相機42等的構成要件連接至控制單元（未圖式）。控制單元控制各構成要件，以使工件11被適當加工。
圖3（A）為用於說明保持步驟的剖面圖。再者，在圖3（A）中，一部分的構成要件以功能方塊來表示。在保持步驟中，如圖3（A）所示，例如，使工件11的背面11b與卡盤台6的保持面6a接觸。接著，開啟閥件32使吸引源34的負壓作用於保持面6a。
藉此，工件11是在正面11a側朝上方露出的狀態下被吸引、保持在卡盤台6。再者，在本實施方式中，如圖3（A）所示，利用卡盤台6直接保持工件11的背面11b側。即，在本實施方式中，不需要對工件11黏貼擴張片。
在保持步驟之後，進行第1雷射加工步驟及第2雷射加工步驟，照射對工件11具有穿透性的波長的雷射光束17，形成沿著分割預定線13的改質層。再者，在本實施方式中，說明在第1雷射加工步驟之後進行第2雷射加工步驟的情況。
圖3（B）為用於說明第1雷射加工步驟及第2雷射加工步驟的剖面圖，圖4（A）為示意性表示沿著全部分割預定線13形成改質層後的工件11的狀態，圖4（B）為示意性表示沿著各分割預定線13形成改質層的剖面圖。再者，在圖3（B）中，一部分的構成要件以功能方塊來表示。
在第1雷射加工步驟中，首先使卡盤台6旋轉，例如，將當作對象的分割預定線13的延伸方向相對X軸方向平行。其次，使卡盤台6移動，將雷射照射單元40的位置對位在當作對象的分割預定線13的延長線上。接著，如圖3（B）所示，使卡盤台6在X軸方向（亦即，對象的分割預定線13的延伸方向）移動。
然後，在雷射單元40到達在當作對象的分割預定線13上、晶片11c與外周剩餘區域11d之間2處存在的邊界其一側正上方的時間點時，自此雷射照射單元40開始雷射光束17的照射。在本實施方式中，如圖3（B）所示，自配置於工件11上方的雷射照射單元40朝向工件11的表面11a照射雷射光束17。
此雷射光束17的照射，持續到雷射照射單元40到達在當作對象的分割預定線13上、晶片區域11c與外周剩餘區域11d之間2處存在的邊界其另一側正上方為止。即，在此，是沿著對象的分割預定線13而僅在晶片區域11c內照射雷射光束17。
此外，此雷射光束17是以聚光點定位於工件11內部的由表面11a（或背面11b）算起的第1深度位置的方式進行照射。如此，使對工件11具有穿透性的波長的雷射光束17聚光在工件11的內部，藉此能夠在聚光點及其附近透過多光子吸收來改質工件11的一部分，形成成為分割起點的改質層19（第1改質層19a）（第1改質層形成步驟）。
在本實施方式的第1雷射加工步驟中，由於是沿著對象的分割預定線13而僅在晶片區域11c內照射雷射光束17，因此沿著對象的分割預定線13而僅在晶片區域11c內形成改質層19（第1改質層19a）。亦即，如圖4（B）所示，在第1雷射加工步驟中，不在外周剩餘區域11d形成改質層19（第1改質層19a）。
在上述第1雷射加工步驟之後進行第2雷射加工步驟，沿著相同分割預定線13而在與第1深度相異的深度位置形成改質層19。再者。在第1雷射加工步驟結束的階段中，由於雷射單元40存在於當作對象的分割預定線13的延長線上，因此不需要將此雷射照射單元40對準調整至分割預定線13。
在第2雷射加工步驟中，首先使卡盤台6在X軸方向（對象的分割預定線13的延伸方向）移動。其次，在雷射照射單元40到達設定於工件11的外周剩餘區域11d的照射開始點正上方的時間點時，自此雷射照射單元40開始雷射光束17的照射。
在本實施方式中，與第1雷射加工步驟同樣地，自配置於工件11上方的雷射照射單元40朝向工件11的表面11a照射雷射光束17。此雷射光束17的照射，持續到雷射照射單元40通過工件11的晶片區域11c上而到達設定於外周剩餘區域11d的照射結束點正上方為止。
即，在此，是沿著對象的分割預定線13而在外周剩餘區域11d的一部分及晶片區域11c照射雷射光束17。此外，此雷射光束17是以聚光點定位於工件11內部的由表面11a（或背面11b）算起的第2深度（與第1深度相異的深度）位置的方式進行照射。
藉此，能夠沿著分割預定線13而在第2深度位置形成比第1雷射加工步驟中形成的改質層19（第1改質層19a）還要長且在外周剩餘區域11d端部重疊的改質層19（第2改質層19b）（第2改質層形成步驟）。在第2深度位置形成改質層19（第2改質層19b）後，以同樣的程序在與第1深度及第2深度相異的第3深度位置形成改質層19（第3改質層19c）（第3改質層形成步驟）。在第3深度位置形成改質層19時，可變更照射開始點及照射結束點的位置。
再者，在本實施方式中，雖然在第1雷射加工步驟中沿著1條分割預定線13形成1層改質層19（第1改質層19a），且在第2雷射加工步驟中沿著相同1條分割預定線13形成2層改質層19（第2改質層19b及第3改質層19c），但對於沿著1條分割預定線13形成的改質層19，其數量及位置等並沒有特別限制。
例如，在第1雷射加工步驟中沿著1條分割預定線13形成的改質層19的數量可為2層以上。此外，在第2雷射加工步驟中沿著相同1條分割預定線13形成的改質層19的數量可為1層、或3層以上。亦即，至少能夠在第1雷射加工步驟中沿著1條分割預定線13形成1層以上的改質層19，並且能夠在第2雷射加工步驟中沿著1條分割預定線13形成1層以上的改質層19即可。
此外，改質層19較佳以裂痕到達正面11a（或背面11b）的條件來形成。當然，以裂痕到達正面11a及表面11b兩者的條件來形成改質層19亦可。藉此，使得能夠更適當地分割工件11。
在工件11為矽晶圓的情況下，例如，如以下條件來形成改質層19。 工件：矽晶圓 雷射光束的波長：1340nm 雷射光束的重複頻率：90kHz 雷射光束的輸出：0.1W～2W 卡盤台的移動速度（加工進給速度）：180mm/s～1000mm/s，代表性為500mm/s
在工件11為砷化鎵基板或磷化銦基板的情況下，例如，如以下條件來形成改質層19。 工件：砷化鎵基板、磷化銦基板 雷射光束的波長：1064nm 雷射光束的重複頻率：20kHz 雷射光束的輸出：0.1W～2W 卡盤台的移動速度（加工進給速度）：100mm/s～400mm/s，代表性為200mm/s
在工件11為藍寶石基板的情況下，例如，如以下條件來形成改質層19。 工件：藍寶石基板 雷射光束的波長：1045nm 雷射光束的重複頻率：100kHz 雷射光束的輸出：0.1W～2W 卡盤台的移動速度（加工進給速度）：400mm/s～800mm/s，代表性為500mm/s
在工件11為由鉭鋰酸或鈮鋰酸等的強介電體組成的強介電體基板的情況下，例如，如以下條件來形成改質層19。 工件：鉭鋰酸基板、鈮鋰酸基板 雷射光束的波長：532nm 雷射光束的重複頻率：15kHz 雷射光束的輸出：0.02W～0.2W 卡盤台的移動速度（加工進給速度）：270mm/s～420mm/s，代表性為300mm/s
在工件11為由鈉玻璃或硼矽酸玻璃、石英玻璃等組成的玻璃基板的情況下，例如，如以下條件來形成改質層19。 工件：鈉玻璃基板、硼矽酸玻璃基板、石英玻璃基板 雷射光束的波長：532nm 雷射光束的重複頻率：50kHz 雷射光束的輸出：0.1W～2W 卡盤台的移動速度（加工進給速度）：300mm/s～600mm/s，代表性為400mm/s
在工件11為氮化鎵基板的情況下，例如，如以下條件來形成改質層19。 工件：氮化鎵基板 雷射光束的波長：532nm 雷射光束的重複頻率：25kHz 雷射光束的輸出：0.02W～0.2W 卡盤台的移動速度（加工進給速度）：90mm/s～600mm/s，代表性為150mm/s
在工件11為碳化矽基板的情況下，例如，如以下條件來形成改質層19。 工件：碳化矽基板 雷射光束的波長：532nm 雷射光束的重複頻率：25kHz 雷射光束的輸出：0.02W～0.2W，代表性為0.1W 卡盤台的移動速度（加工進給速度）：90mm/s～600mm/s，代表性地，在碳化矽基板的解理方向為90mm/s，在非解理方向為400mm/s
沿著對象的分割預定線13形成改質層19後，對殘餘全部的分割預定線13重複上述第1雷射加工步驟及第2雷射加工步驟。藉此，如圖4（A）所示，能夠沿著全部分割預定線13形成改質層19。
在本實施方式的第1雷射加工步驟中，由於是沿著分割預定線13而僅在晶片區域11c內形成改質層19（第1改質層19a），而沒有在外周剩餘區域11d形成改質層19（第1改質層19a），因此透過此外周剩餘區域11d來保持工件11的強度。藉此，不會有因搬送等的時候施加力而讓工件11分割為各個晶片的問題。如此，第1雷射加工步驟之後的外周剩餘區域11d起了用於補強晶片區域11c的補強部的作用。
此外，在本實施方式的第1雷射加工步驟中，由於沒有在外周剩餘區域11d形成改質層19（第1改質層19a），因此，例如即使在自改質層19伸長的裂痕到達正面11a及背面11b兩者，且工件11被完全分割的狀況下，各晶片也不會脫落、分散。一般，當改質層19形成於工件11時，則在此改質層19附近工件11會膨脹。在本實施方式中，使因改質層19形成而產生的膨脹力，在起補強部作用的環狀外周剩餘區域11d朝內側作用，藉此壓住各晶片，並防止脫落、分散。
在第1雷射加工步驟及第2雷射加工步驟之後，進行搬出步驟，自卡盤台6搬出工件11。具體地，例如利用能夠吸附、保持工件11的正面11a（或背面11b）整體的搬送單元（未圖式）來吸附工件11的正面11a整體之後，關閉閥件32而切斷吸引源34的負壓，將工件11搬出。再者，在本實施方式中，如上所述，由於外周剩餘區域11d起補強部的作用，因此不會有因搬送等的時候施加力而讓工件11分割為各個晶片，使工件11變得無法適當搬送的問題。
在搬出步驟之後，進行補強部去除步驟，自工件11去除補強部。圖5（A）及圖5（B）為用於說明補強部去除步驟的剖面圖。再者，在圖5（A）及圖5（B）中，一部分的構成要件以功能方塊來表示。補強部去除步驟例如是使用圖5（A）及圖5（B）表示的切割裝置52來進行。
切割裝置52具備卡盤台（保持台）54，用於吸引、保持工件11。此卡盤台54的上表面的一部分成為吸引、保持工件11的晶片區域11c的保持面54a。保持面54a透過形成於卡盤台54內部的吸引路54b及閥件56等連接至吸引源58。
在卡盤台54的上表面的另外一部分開口有吸引路54c的一端，用於吸引、保持工件11的外周剩餘區域11d（亦即，補強部）。吸引路54c的另一端側透過閥件60等連接至吸引源58。此卡盤台54連結至馬達等的旋轉驅動源（未圖式），在與鉛直方向大致平行的旋轉軸的周圍旋轉。
在卡盤台54的上方配置有切割單元62。切割單元62具備主軸64，成為相對保持面54a大致平行的旋轉軸。在主軸64的一端側安裝磨粒分散於結合材而組成的環狀切割刀片66。
在主軸64的另一端側連結有馬達等的旋轉驅動源（未圖式），安裝於主軸64的一端側的切割刀片66透過自此旋轉驅動源傳達的力來旋轉。切割單元62例如支撐於升降機構（未圖式），且切割刀片66透過此升降機構在鉛直方向移動。
再者，在卡盤台54的上表面，對應工件11的晶片區域11c與外周剩餘區域11d之間的邊界的位置處形成有切割刀片用退刀槽（未圖式），用於防止與切割刀片66的接觸。
在補強部去除步驟中，首先使工件11的背面11b與卡盤台54的保持面54a接觸。接著，開啟閥件56、60，使吸引源58的負壓作用於保持面54a等。藉此，工件11是在正面11a側朝上方露出的狀態下被吸引、保持在卡盤台54。再者，在本實施方式中，如圖5（A）所示，利用卡盤台54直接保持工件11的背面11b側。即，在此也不需要對工件11黏貼擴張片。
其次，使切割刀片66旋轉，切入工件11的晶片區域11c與外周剩餘區域11d之間的邊界。同時，如圖5（A）所示，使卡盤台54在與鉛直方向大致平行的旋轉軸的周圍旋轉。藉此，能夠沿著晶片區域11c與外周剩餘區域11d之間的邊界切斷工件11。
然後，關閉閥件60，並切斷對工件11的外周剩餘區域11d的吸引源58的負壓。接著，如圖5（B）所示，自卡盤台54去除外周剩餘區域11d。藉此，在卡盤台54上僅殘留工件11的晶片區域11c。
在補強部去除步驟之後，進行分割步驟，將工件11分割為各個晶片。具體地，施加超音波震動來分割工件11。圖6（A）及圖6（B）為用於說明分割步驟的剖面圖。再者，在圖6（A）及圖6（B）中，一部分的構成要件以功能方塊來表示。
分割步驟例如是使用圖6（A）及圖6（B）表示的分割裝置72而進行的。分割裝置72具備貯留純水等液體21的槽74。此槽74形成為大約能夠容納工件11（晶片區域11c）整體的大小，於其底部安裝有用於使超音波振動產生的超音波振動子76。
超音波振動子76例如包含：壓電材料層，由鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、鉭酸鋰、鈮酸鋰等壓電材料組成；以及夾持壓電材料的一對電極層。在電極層與交流電源78連接，用於提供預定頻率的交流電力，超音波振動子76則以與交流電源78供應的交流電力頻率對應的振動數進行振動。
在槽74的上方配置有用於保持工件11的保持單元80。保持單元80下表面側的一部分成為與工件11的正面11a側（或背面11b側）接觸的接觸面80a。接觸面80a較佳地例如由以聚乙烯或環氧樹脂等的樹脂為代表的柔軟材料構成。
藉此，變得容易防止形成於工件11的正面11a側的元件等的損壞。但是，並未對接觸面80a的材質等作特別限制。此外，在圍繞接觸面80a的位置設有向下突出的環狀突起80b。透過此突起80b，如後所述，能夠防止分割成各個晶片後的工件11飛散。
在保持單元80的內部設有吸引路80c，用於對與接觸面80a接觸的工件11傳遞負壓。吸引路80c的一端側透過閥件82等連接至吸引源84。吸引路80c的另一端側開口於接觸面80a，以能夠吸引與接觸面80a接觸的工件11的各區域15。亦即，在接觸面80a設有對應各區域15的多個開口部。
因此，使工件11與接觸面80a接觸之後，使吸引源84的負壓通過閥件82、吸引路80c等作用於多個開口部，藉此能夠適當吸引、保持工件11。如上所述，在本實施方式中，由於多個開口部設置在對應各區域15的位置，即使是分割為各個晶片後的工件11，也能夠適當吸引、保持。
在涉及本實施方式的分割步驟中，首先使保持單元80的接觸面80a與工件11的正面11a側接觸。其次，開啟閥件82，使吸引源84的負壓作用在多個開口部。藉此，工件11被保持單元80吸引、保持。然後，如圖6（A）所示，將保持單元80定位於槽74的上方。
接著，如圖6（B）所示，使保持單元80下降，並使工件11浸漬於貯留在槽74中的液體21。使保持單元80充分下降後，關閉閥件82以切斷吸引源84的負壓。其結果如圖6（B）所示，工件11自保持單元80卸下。
再者，保持單元80的下降量較佳為調整在槽74的底部與突起80b的下端之間的縫隙比工件11的厚度還要小的範圍。藉此，工件11的位置受突起80b控制，使得能夠防止分割為各個晶片後的工件11飛散。
其次，自交流電源78將交流電力供應至超音波振動子76，使超音波振動子76振動。藉此，自超音波振動子76產生的超音波振動透過槽74及液體21施加在工件11上。接著，透過此超音波振動的力，裂痕23自工件11的改質層19伸長，工件11沿著分割預定線13分割為多個晶片25。
施加在工件11的超音波振動的條件例如以下所述。 輸出：200W 頻率：20kHz、28kHz 施加時間：30秒～90秒
但是，超音波振動的條件可任意設定在能夠適當分割工件11的範圍。在工件11分割為多個晶片25後，使工件11的正面11a側與接觸面80a再次接觸，開啟閥件82，使吸引源84的負壓作用。藉此，能夠利用保持單元80吸引、保持分割為多個晶片25後的工件11並搬出至槽74的外部。
如以上所述，在涉及本實施方式的晶片製造方法中，在利用卡盤台（保持台）6直接保持工件（被加工物）11的狀態下，以聚光點定位於第1深度位置的方式，僅在工件11的晶片區域11c照射雷射光束17，進而沿著晶片區域11c的分割預定線13形成改質層19（第1改質層19a），此外，以聚光點定位於第2深度位置及第3深度位置的方式照射雷射光束17，進而沿著分割預定線13形成比形成於第1深度位置的改質層19還要長且在外周剩餘區域11d端部重疊的改質層19（第2改質層19b及第3改質層19c）後，由於是施加超音波振動而將工件11分割為各個晶片25，因此就不需要使用對工件11施加力而分割為各個晶片25用的擴張片。如此，若根據本實施方式的晶片製造方法，可不需使用擴張片就能夠分割板狀工件11的矽晶圓而製造出多個晶片25。
此外，在涉及本實施方式的晶片製造方法中，僅在工件11的晶片區域11c照射雷射光束17形成沿著分割預定線13的改質層19（第1改質層19a）的同時，由於外周剩餘區域11d作為未形成有改質層19的補強部，因此晶片區域11c透過此補強部進行補強。因此，不會有因搬送等的時候施加力而讓工件11分割為各個晶片25，使工件11變得無法適當搬送的問題。
再者，本發明不限制於上述實施方式等的記載，而能夠作各種變更並且實施。例如，在上述實施方式中，雖然是在第1雷射加工步驟之後進行第2雷射加工步驟，但也可在第2雷射加工步驟之後進行第1雷射加工步驟。進一步，也可替換形成第2改質層19b的第2改質層形成步驟、以及形成第3改質層19c的第3改質層形成步驟的順序。
此外，在上述實施方式中，在對1條對象的分割預定線13進行第1雷射加工步驟後，雖然對相同1條分割預定線13進行第2雷射加工步驟，但本發明並不限於此態樣。例如，在對多條分割預定線13進行形成第1改質層19a的第1雷射加工步驟（第1改質層形成步驟）後，也可對多條分割預定線13進行第2雷射加工步驟。
再者，在此情況下，進行對多條分割預定線13形成第2改質層19b的第2雷射加工步驟（第2改質層形成步驟）之後，可進行對多條分割預定線13形成第3改質層19c的第2雷射加工步驟（第3改質層形成步驟）。
更具體地，例如，首先進行第1改質層形成步驟，對平行於第1方向的全部分割預定線13形成第1改質層19a。其次，進行第2改質層形成步驟，對平行於第1方向的全部分割預定線13形成第2改質層19b。接著，進行第3改質層形成步驟，對平行於第1方向的全部分割預定線13形成第3改質層19c。
然後，進行第1改質層形成步驟，對平行於與第1方向相異的第2方向的全部分割預定線13形成第1改質層19a。其次，進行第2改質層形成步驟，對平行於第2方向的全部分割預定線13形成第2改質層19b。接著，進行第3改質層形成步驟，對平行於第2方向的全部分割預定線13形成第3改質層19c。
再者，在此情況下，也能夠在第2雷射加工步驟（第2改質層形成步驟及第3改質層形成步驟）之後進行第1雷射加工步驟（第1改質層形成步驟）。同樣地，也可替換形成第2改質層19b的第2改質層形成步驟、以及形成第3改質層19c的第3改質層形成步驟的順序。
此外，在上述實施方式中，雖然是利用卡盤台6保持工件11的背面11b，並自正面11a側照射雷射光束17，但也可利用卡盤台6直接保持工件11的正面11a側，並自背面11b側照射雷射光束17。
圖7為用於說明涉及變形例的保持步驟的剖面圖。在涉及此變形例的保持步驟中，如圖7所示，例如使用由多孔質狀片材（多孔片材）44構成上表面的卡盤台（保持台）6即可，該片材是由以聚乙烯或環氧樹脂等的樹脂為代表的柔軟材料組成。
在此卡盤台6，是利用片材44的上表面44a來吸引、保持工件11的正面11a側。藉此，能夠防止形成於正面11a側的元件等的損壞。此片材44為卡盤台6的一部分，並且與卡盤台6的主體等一同重複使用。
但是，卡盤台6的上表面由上述多孔質狀片材44構成並非必要，至少以不損傷形成於工件11的正面11a側的元件等程度的柔軟材料構成即可。此外，片材44較佳以對卡盤台6的本體能夠裝卸的方式構成，而能夠在損壞的情況等進行交換。
此外，在上述實施方式中，雖然是在搬出步驟之後、以及分割步驟之前進行補強部去除步驟，但例如也可在第1雷射加工步驟及第2雷射加工步驟之後、以及搬出步驟之前進行補強部去除步驟。
此外，也可省略補強部去除步驟。在上述實施方式的第2雷射加工步驟中，沿著分割預定線13形成在外周剩餘區域11d端部重疊的改質層19（第2改質層19b及第3改質層19c）。於是，相較於改質層19與外周剩餘區域11d沒有重疊的情況下，外周剩餘區域11d更容易分割。因此，即使沒有進行補強部去除步驟，也能夠在分割步驟將晶片區域11c與外周剩餘區域11d同時分割。
再者，在此情況下，例如可在第2雷射加工步驟調整形成改質層19的範圍，以讓工件11的外周邊緣到改質層19末端的距離為2mm～3mm程度。此外，例如可在分割步驟分割晶片區域11c之前，在補強部形成成為分割起點的溝槽。圖8（A）為用於說明涉及變形例的分割步驟的剖面圖，圖8（B）為示意性表示涉及變形例的分割步驟之後的工件11狀態的俯視圖。
在涉及變形例的分割步驟中，利用分割裝置72對工件11施加超音波振動前，使用上述切割裝置52形成成為分割起點的溝槽。具體地，如圖8（A）及圖8（B）所示，使切割刀片66切入外周剩餘區域11d（亦即，補強部），進而形成成為分割起點的溝槽11e。此溝槽11e例如較佳沿著分割預定線13形成。藉由形成如此的溝槽11e，使得能夠利用超音波振動將工件11依照每個外周剩餘區域11d進行分割。再者，在涉及變形例的分割步驟中，可省略切割裝置52具備的卡盤台54的吸引路54c或閥件60等。
此外，在上述實施方式的分割步驟中，雖然利用保持單元80吸引、保持工件11的正面11a側，但也可利用保持單元80吸引、保持工件11的背面11b側。
另外，涉及上述實施方式及變形例的構造、方法等，只要不脫離本發明目的的範圍即可適宜變更並作實施。
11‧‧‧工件（被加工物）
11a‧‧‧正面
11b‧‧‧背面
11c‧‧‧晶片區域
11d‧‧‧外周剩餘區域
13‧‧‧分割預定線（切割道）
15‧‧‧區域
17‧‧‧雷射光束
19‧‧‧改質層
19a‧‧‧第1改質層
19b‧‧‧第2改質層
19c‧‧‧第3改質層
21‧‧‧液體
23‧‧‧裂痕
25‧‧‧晶片
2‧‧‧雷射加工裝置
4‧‧‧基台
6‧‧‧卡盤台（保持台）
6a‧‧‧保持面
6b‧‧‧吸引路
8‧‧‧水平移動機構
10‧‧‧X軸導軌
12‧‧‧X軸移動台
14‧‧‧X軸滾珠螺桿
16‧‧‧X軸脈衝馬達
18‧‧‧X軸尺標
20‧‧‧Y軸導軌
22‧‧‧Y軸移動台
24‧‧‧Y軸滾珠螺桿
26‧‧‧Y軸脈衝馬達
28‧‧‧Y軸尺標
30‧‧‧支撐台
32‧‧‧閥件
34‧‧‧吸引源
36‧‧‧支撐構造
38‧‧‧支撐臂
40‧‧‧雷射照射單元
42‧‧‧相機
44‧‧‧片材（多孔片材）
44a‧‧‧上表面
52‧‧‧切割裝置
54‧‧‧卡盤台（保持台）
54a‧‧‧保持面
54b‧‧‧吸引路
54c‧‧‧吸引路
56‧‧‧閥件
58‧‧‧吸引源
60‧‧‧閥件
62‧‧‧切割單元
64‧‧‧主軸
66‧‧‧切割刀片
72‧‧‧分割裝置
74‧‧‧槽
76‧‧‧超音波振動子
78‧‧‧交流電源
80‧‧‧保持單元
80a‧‧‧保持面
80b‧‧‧突起
80c‧‧‧吸引路
82‧‧‧閥件
84‧‧‧吸引源
圖1為示意性表示工件的構成例的立體圖。 圖2為示意性表示雷射加工裝置的構成例的立體圖。 圖3的圖3（A）為用於說明保持步驟的剖面圖，圖3（B）為用於說明第1雷射加工步驟及第2雷射加工步驟的剖面圖。 圖4的圖4（A）為示意性表示沿著全部分割預定線形成改質層後的工件狀態的俯視圖，圖4（B）為示意性表示沿著各分割預定線形成的改質層狀態的剖面圖。 圖5的圖5（A）及圖5（B）為用於說明補強部去除步驟的剖面圖。 圖6的圖6（A）及圖6（B）為用於說明分割步驟的剖面圖。 圖7為用於說明涉及變形例的保持步驟的剖面圖。 圖8的圖8（A）為用於說明涉及變形例的分割步驟的剖面圖，圖8（B）為示意性表示涉及變形例的分割步驟之後的工件狀態的俯視圖。

Claims (3)

  1. 一種晶片製造方法，由具有晶片區域、及圍繞該晶片區域的外周剩餘區域的工件來製造多個晶片，該晶片區域是透過交叉的多條分割預定線劃分出成為該晶片的多個區域，且該方法具備： 保持步驟，利用保持台直接保持工件； 第1雷射加工步驟，在實施該保持步驟後，以對工件具有穿透性的波長的雷射光束的聚光點，定位於保持在該保持台的工件的內部第1深度位置的方式，沿著該分割預定線而僅在工件的該晶片區域照射雷射光束，進而沿著該晶片區域的該分割預定線形成第1改質層的同時，將該外周剩餘區域作為未形成有該第1改質層的補強部； 第2雷射加工步驟，在實施該保持步驟後，以對工件具有穿透性的波長的雷射光束的聚光點，定位於保持在該保持台的工件的內部與該第1深度相異的第2深度位置的方式，沿著該分割預定線照射該雷射光束，進而沿著該分割預定線形成比該第1改質層還要長且在外周剩餘區域端部重疊的第2改質層； 搬出步驟，在實施該第1雷射加工步驟及該第2雷射加工步驟後，自該保持台搬出工件；以及 分割步驟，在實施該搬出步驟後，對工件施加力而將工件分割為各個該晶片， 其中，在該分割步驟中，是施加超音波震動而將工件分割為各個該晶片。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之晶片製造方法，其中， 在實施該第1雷射加工步驟及該第2雷射加工步驟後、以及實施該分割步驟前更進一步具備：補強部去除步驟，去除該補強部。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之晶片製造方法，其中， 該保持台的上表面是由柔軟材料構成， 且在該保持步驟中，利用該柔軟材料保持工件的正面側。
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