TW202035053A

TW202035053A - 雷射加工方法

Info

Publication number: TW202035053A
Application number: TW109110244A
Authority: TW
Inventors: 植木篤
Original assignee: 日商迪思科股份有限公司
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2020-10-01
Also published as: JP7235563B2; JP2020163430A; US11325205B2; DE102020203932A1; US20200306877A1

Abstract

[課題]在從晶圓的正面（下表面）起均一的高度形成改質層。[解決手段]即使晶圓的上表面高度變化，亦因應此變化而變更加工單元的聚光器的高度，藉此變更雷射光線的聚光點的高度位置。藉此，可將聚光點配置在離晶圓的下表面一定距離的位置而實施加工進給。藉此，可在從晶圓的下表面起均一的高度形成改質層。

Description

雷射加工方法

本發明係關於一種雷射加工方法。

在晶片的形成中，例如在藉由晶圓的分割預定線而劃分的區域中形成元件。之後，沿著分割預定線分割晶圓，藉此獲得多個晶片。並且，在分割晶圓之際，例如在晶圓的正面黏貼保護膠膜，從晶圓的背面射入雷射光線。在晶圓內部，將使雷射光線聚光的聚光點沿著分割預定線對於晶圓相對地進行加工進給，藉此沿著分割預定線而在晶圓的內部形成改質層。藉由對改質層賦予外力，可將晶圓分割成一個個晶片。 [習知技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2011－143488號公報 [專利文獻2]日本特開2011－151299號公報 [專利文獻3]日本特開2018－063148號公報 [專利文獻4]日本特開2010－048715號公報

[發明所欲解決的課題] 但是，若沿著改質層將晶圓分割成晶片，則有晶片的側邊難以成為直線之情形。這被認為係因為改質層未形成在從晶圓的正面起均一的高度上，故施加在改質層的外力難以變得均勻。

在為了形成改質層，而將聚光點定位在預定高度並進行加工進給之際，被認為是由於晶圓的厚度偏差、卡盤台的上表面高度偏差及／或膠膜的厚度偏差等因素，而改質層未形成在從晶圓的正面起均一的高度上。

因此，本發明之目的係提供一種雷射加工方法，其在從晶圓的正面或下表面起均一的高度形成改質層。

[解決課題的技術手段] 根據本發明的一實施方式，提供一種雷射加工方法，係將波長對板狀被加工物具有穿透性之雷射光線的聚光點定位在該被加工物的內部，並沿著分割預定線加工進給該被加工物，藉此在該被加工物的內部形成改質層；其具備：保持步驟，其藉由卡盤台保持該被加工物；上表面高度測量步驟，其測量該被加工物的上表面高度；厚度測量步驟，其在該上表面高度測量步驟中之該上表面高度的測量位置，測量該被加工物的厚度；下表面高度計算步驟，其基於所測量到之該上表面高度及該厚度，計算該被加工物的下表面高度；修正値計算步驟，其基於所計算出之該被加工物的下表面高度，設定在向上方向離該被加工物的下表面預定距離之第一高度位置，並計算從此第一高度位置起至該上表面為止的距離，將該距離除以在該被加工物的折射率加上預定係數的値，藉此以該聚光點會位於該第一高度位置之方式，計算用於將照射該雷射光線之聚光器的高度位置進行修正的修正値；以及改質層形成步驟，其一邊基於該修正値而修正該聚光器的高度位置，一邊實施該被加工物的加工進給，藉此在從該被加工物的下表面起一定的高度形成改質層。

根據本發明的另一實施方式，提供一種雷射加工方法，係將波長對板狀被加工物具有穿透性之雷射光線的聚光點定位在該被加工物的內部，並沿著分割預定線加工進給該被加工物，藉此在該被加工物的內部形成改質層；其具備：保持步驟，其藉由卡盤台保持被加工物；基準上表面高度記憶步驟，其藉由上表面高度測量手段，測量在預定的基準加工進給位置中之該被加工物的上表面高度，並記憶作為基準上表面高度（H0）；基準厚度記憶步驟，其藉由厚度測量手段，測量在該基準加工進給位置中之該被加工物的厚度，並記憶作為基準厚度（T0）；基準聚光器高度計算步驟，其基於該基準上表面高度及該基準厚度，在該基準加工進給位置中，以該聚光點會位於在向上方向離該被加工物的下表面預定距離的第一高度位置之方式，求取照射該雷射光線之聚光器的高度以作為基準聚光器高度；測量步驟，其將該上表面高度測量手段及該厚度測量手段，藉由加工進給手段，一邊沿著該分割預定線對該被加工物進行相對的加工進給，一邊測量該被加工物的上表面高度（H）及厚度（T）；高度差計算步驟，其藉由從該測量步驟所測量到之被加工物的上表面高度（H）減去該基準上表面高度（H0）而計算高度差（ΔH）；厚度差計算步驟，其藉由從該測量步驟所測量到之該被加工物的厚度（T）減去該基準厚度（T0）而計算厚度差（ΔT）；調整値計算步驟，其使用該高度差（ΔH）、該厚度差（ΔT）以及參數（N），藉由以下的公式（1），以該聚光點會位於該第一高度位置之方式，計算用於將該聚光器的高度從該基準聚光器高度起在上下方向進行調整的調整値；以及改質層形成步驟，其一邊使沿著該分割預定線對該被加工物進行相對的加工進給之該聚光器的高度從該基準聚光器高度起在上下方向移動該調整値的量，一邊從該聚光器照射雷射光線，藉此在從該被加工物的下表面起一定的高度形成改質層。調整値＝該高度差（ΔH）－該厚度差（ΔT）×參數（N）…（1） N＝tan[arcsin｛（1／n）＊sinθf｝]／tanθf＋α n：被加工物的折射率 θf：聚光光線入射角 α：依據被加工物的材質而預先決定的値

較佳為，對於該分割預定線連續地實施該測量步驟、該高度差計算步驟、該厚度差計算步驟、該調整値計算步驟及該改質層形成步驟。

[發明功效] 根據本發明的雷射加工方法，即使被加工物的上表面高度變化，亦可因應此變化而變更聚光器的高度，亦即雷射光線的聚光點的高度。藉此，可將聚光點配置在離被加工物的下表面一定距離的位置，並在此形成改質層。

[第1實施方式] 如圖1所示，本實施方式之雷射加工裝置10具備：長方體狀的基台11及立設在基台11的一端之立壁部13。在基台11的上表面設置有使卡盤台43移動之卡盤台移動機構14。卡盤台移動機構14係將卡盤台43在X軸方向進行加工進給，且在Y軸方向進行分度進給。

卡盤台移動機構14具備：具備卡盤台43之卡盤台部40；將卡盤台43在分度進給方向進行移動之分度進給部20；以及將卡盤台43在加工進給方向進行移動之加工進給部30。

分度進給部20包含：在Y軸方向延伸之一對導軌23；載置在導軌23之Y軸工作台24；與導軌23平行延伸之滾珠螺桿25；以及使滾珠螺桿25旋轉之驅動馬達26。

一對導軌23係與Y軸方向平行地被配置在基台11的上表面。Y軸工作台24係沿著此等導軌23且能滑動地被設置在一對導軌23上。在Y軸工作台24上載置有加工進給部30及卡盤台部40。

滾珠螺桿25係與設置在Y軸工作台24的下表面側之螺帽部（未圖示）螺合。驅動馬達26係與滾珠螺桿25的一端部連結，並旋轉驅動滾珠螺桿25。藉由旋轉驅動滾珠螺桿25，Y軸工作台24、加工進給部30及卡盤台部40係沿著導軌23而在分度進給方向（Y軸方向）移動。

加工進給部30具備：在X軸方向延伸之一對導軌31；載置在導軌31上之X軸工作台32；與導軌31平行延伸之滾珠螺桿33；以及使滾珠螺桿33旋轉之驅動馬達35。一對導軌31係與X軸方向平行地被配置在Y軸工作台24的上表面。X軸工作台32係沿著此等導軌31且能滑動地被設置在一對導軌31上。在X軸工作台32上載置有卡盤台部40。

滾珠螺桿33係與設置在X軸工作台32的下表面側之螺帽部（未圖示）螺合。驅動馬達35係與滾珠螺桿33的一端部連結，並旋轉驅動滾珠螺桿33。藉由旋轉驅動滾珠螺桿33，X軸工作台32及卡盤台部40係沿著導軌31而在加工進給方向（X軸方向）移動。

卡盤台部40係用於保持概略圓形狀的晶圓1。如圖1所示，晶圓1係作為包含圓環框架F、黏著膠膜S及晶圓1的晶圓單元W而被保持在卡盤台部40。晶圓1具有格子狀的分割預定線M。在藉由分割預定線M所劃分的各區域中，形成有元件（未圖示）。沿著分割預定線M分割晶圓1，藉此可形成晶片。

卡盤台部40具有：保持晶圓1之卡盤台43；設置在卡盤台43的周圍之夾具部45；以及支撐卡盤台43之θ工作台47。

θ工作台47係能在XY平面內旋轉地設置在X軸工作台32的上表面。卡盤台43係用於吸附保持晶圓1的構件。卡盤台43係形成為圓板狀，且被設置在θ工作台47上。

在卡盤台43的上表面形成有包含多孔陶瓷材料的保持面。此保持面係與吸引源（未圖示）連通。在卡盤台43的周圍設置有包含支撐臂的四個夾具部45。四個夾具部45係藉由空氣致動器（未圖示）而被驅動，並藉此從四方夾持固定被保持在卡盤台43之晶圓1的周圍的圓環框架F。

雷射加工裝置10的立壁部13係立設在卡盤台移動機構14的後方。在立壁部13的前表面設置有用於將雷射單元12在Z軸方向移動的升降手段50。

升降手段50具備：在Z軸方向延伸之一對導軌51；載置於導軌51上之Z軸工作台52；與導軌51平行延伸之滾珠螺桿53；以及使滾珠螺桿53旋轉之驅動馬達55。一對導軌51係與Z軸方向平行地被配置在立壁部13的前表面。Z軸工作台52係沿著此等導軌51且能滑動地設置在一對導軌51上。Z軸工作台52上安裝有臂部15及雷射單元12。

臂部15係從Z軸工作台52往卡盤台移動機構14的方向突出。雷射單元12係以與卡盤台部40的卡盤台43對向之方式，被臂部15的前端支撐。

雷射單元12係用於將晶圓1進行雷射加工的裝置。雷射單元12具有：藉由雷射光線而加工保持在卡盤台43的晶圓1之加工手段18；以及，以夾住加工手段18之方式所設置的一對厚度測量手段16及一對上表面高度測量手段17。

厚度測量手段16係測量保持在卡盤台43之晶圓1的厚度。上表面高度測量手段17係測量保持在卡盤台43之晶圓1的上表面高度。此外，晶圓1的上表面高度意指例如從X軸工作台32或者基台11的上表面起至晶圓1的上表面為止的高度。並且，作為厚度測量手段16及上表面高度測量手段17，例如可分別使用利用專利文獻1～4所公開的技術之厚度測量器及高度測量器。

如圖2所示，雷射單元12係在晶圓單元W中之晶圓1的分割預定線M上，沿著X軸方向，對於晶圓1相對地移動。晶圓單元W係將黏貼在晶圓1的背面之切割膠膜（黏著膠膜）S的外周部黏貼在環狀框架（圓環框架）F而構成。

並且，如圖3所示，雷射單元12的加工手段18具備聚光器181及致動器182。聚光器181具備雷射振盪器及聚光透鏡，並使雷射光線聚光於被保持在卡盤台43的晶圓1的內部。致動器182係調整包含聚光透鏡的聚光器181對於被保持在卡盤台43的晶圓1之距離。

並且，如圖1所示，雷射加工裝置10具備控制雷射加工裝置10的各構成要素之控制手段（控制器）61，控制手段61具有用於記憶各種程式及資料的記憶部62。

接著，針對利用雷射加工裝置10之對於晶圓1的雷射加工動作進行說明。在雷射加工裝置10中，藉由控制手段61的控制，而將使波長對於板狀被加工物亦即晶圓1具有穿透性之雷射光線進行聚光的聚光點定位在晶圓1的內部，並沿著分割預定線M進行加工進給。藉此，在晶圓1的內部形成改質層。

詳細而言，首先，操作者將晶圓1載置在卡盤台部40的卡盤台43。控制手段61將卡盤台43的保持面（上表面）與吸引源連通，並使卡盤台43吸引保持晶圓1。進一步，控制手段61控制夾具部45，以從四方夾持固定晶圓1的周圍的圓環框架F（保持步驟）。

接著，控制手段61一邊對於晶圓1相對地移動雷射單元12，一邊對於晶圓1的分割預定線M照射雷射光線，而實施雷射加工。

此時，首先，控制手段61控制分度進給部20及卡盤台部40，將晶圓1中之一條分割預定線M設為與X軸平行，並將該分割預定線M的一端部配置在雷射單元12亦即厚度測量手段16、上表面高度測量手段17及加工手段18的正下方（對準）。此分割預定線M被由雷射光線加工。

對準之後，控制手段61控制加工進給部30，將晶圓1沿著X軸方向進行加工進給。藉此，例如如圖4的箭號A所示，雷射單元12對被保持在卡盤台43的晶圓1相對地在＋X方向移動。

此時，控制手段61控制在加工手段18中之聚光器181（聚光透鏡183）的高度位置。亦即，如圖4所示，控制手段61控制較加工手段18靠近行進方向下游側（＋X方向側）的上表面高度測量手段17，以測量位於其正下方的晶圓1（分割預定線M）中之上表面高度H1（上表面高度測量步驟）。控制手段61基於所測量到之上表面高度H1，求取聚光器181的高度位置。然後，控制手段61使用致動器182（參照圖3），將聚光器181的實際高度位置設定成所求得的高度位置。

更進一步，控制手段61求取用於修正聚光器181的高度位置之修正値。亦即，控制手段61同樣地控制行進方向下游側（＋X方向側）的厚度測量手段16，以測量在上表面高度測量手段17的測量位置中之晶圓1的厚度T1（厚度測量步驟）。此外，此測量位置意指沿著分割預定線M的延伸方向亦即加工進給方向（X軸方向）的位置。以下，將沿著加工進給方向（X軸方向）的位置設為加工進給位置。

然後，控制手段61基於上表面高度測量步驟所測量到之晶圓1的上表面高度H1、與厚度測量步驟所測量到之晶圓1的厚度T1，計算晶圓1的下表面高度B1（下表面高度計算步驟）。

再者，控制手段61基於下表面高度計算步驟所計算出之晶圓1的下表面高度B1，設定在向上方向離晶圓1的下表面預定距離之第一高度位置P。

然後，控制手段61計算從此第一高度位置P起至晶圓1的上表面為止的距離V1。更進一步，控制手段61將此距離V1除以在晶圓1的折射率加上預定係數的値，藉此以聚光點C會位於從晶圓1的下表面起一定的第一高度位置P之方式，計算用於修正聚光器181（聚光透鏡183）的高度位置之修正値（修正値計算步驟）。此外，「在晶圓1的折射率加上預定係數的値」中之係數的要素，例如為聚光透鏡183的數值孔徑（NA）、聚光透鏡183的球面像差及雷射光線L的波長。若此等値變大，則雷射光線L的焦點距離變大。

之後，控制手段61使用加工手段18的致動器182（參照圖3），一邊基於所計算出的修正値來修正加工手段18的聚光器181（聚光透鏡183）的高度位置亦即雷射光線L的聚光點C的高度位置，一邊實施加工進給。藉此，可將聚光點配置在從晶圓1的下表面起一定的第一高度位置P，並在此形成改質層（改質層形成步驟）。

此外，在加工進給中，亦有因應加工進給位置的變化而晶圓1的上表面高度變化之情形，例如如圖4的右側所示，卡盤台43的上表面高度變高，因此晶圓1的上表面高度變高之情形。

在此情形中，控制手段61亦基於在此位置的上表面高度H1而設定聚光器181的高度位置。更進一步，控制手段61測量在此位置的晶圓1的厚度T2及晶圓1的上表面高度H2，並計算晶圓1的下表面高度B2，設定第一高度位置P。然後，控制手段61計算從此第一高度位置P起至晶圓1的上表面為止的距離V2，將此距離V2除以在晶圓1的折射率加上預定係數的値，藉此計算修正値。之後，控制手段61基於所計算出的修正値而修正加工手段18的聚光器181的高度位置，亦即雷射光線L的聚光點C的高度位置，並實施加工進給。例如，如圖4所示，在卡盤台的上表面高度改變但晶圓1及黏著膠膜S的厚度未改變之情形，V1與V2會大致相同。亦即，此情形中，聚光器181（聚光透鏡183）的高度位置僅依據晶圓的上表面高度H1的差異進行改變。

如以上，即使晶圓1的上表面高度變化，控制手段61亦可因應此變化而變更雷射光線L的聚光點C的高度位置。藉此，可將聚光點C配置在離晶圓1的下表面一定距離的第一高度位置P，並在此形成改質層。

如這般操作，控制手段61實施對於一條分割預定線M的雷射加工。之後，控制手段61控制分度進給部20而使晶圓1在Y方向移動，並實施對於下一條分割預定線M的雷射加工。

此外，晶圓1的上表面高度偏差，除了如上述般的卡盤台43的上表面高度偏差以外，亦會因黏著膠膜S的厚度偏差及晶圓1本身的厚度偏差而產生。在本實施方式中，即使有此種偏差，因為是在從晶圓1的下表面起一定的高度位置形成改質層，故仍可將分割晶圓1直線狀地分割。因此，可抑制分割時的晶片損壞。

控制手段61在對於一條分割預定線M的加工中，除了連續地實施改質層形成步驟，亦可相隔預定的時間間隔，間歇地實施上表面高度測量步驟、厚度測量步驟、下表面高度計算步驟及修正値計算步驟。

關於上表面高度測量步驟、厚度測量步驟、下表面高度計算步驟及修正値計算步驟，控制手段61可取代在全部分割預定線M的雷射加工之際實施該等步驟，而在每數條，例如每二線或者每三線實施該等步驟。此在藉由沿著分割預定線M分割晶圓1而得之晶片的尺寸小時特別有效。

控制手段61針對一條分割預定線M，可連續地實施上表面高度測量步驟、厚度測量步驟、下表面高度計算步驟、修正値計算步驟及改質層形成步驟。或者，控制手段61在對於一條分割預定線M的加工中，可先實施上表面高度測量步驟、厚度測量步驟、下表面高度計算步驟及修正値計算步驟，求取相應於加工進給位置之聚光器181的高度位置（基於晶圓1的上表面高度之位置）及修正値，並先將此等記憶。然後，控制手段61可在之後實施對於此分割預定線M的改質層形成步驟。控制手段61可在實施改質層形成步驟之際，使用預先求得的高度位置及修正値，設定加工手段18的聚光器181（聚光透鏡183）的高度位置，亦即雷射光線L的聚光點C的高度位置，而實施加工進給。

此情形，在改質層形成步驟以外的步驟，亦即上表面高度測量步驟、厚度測量步驟、下表面高度計算步驟及修正値計算步驟中的加工進給速度、與在改質層形成步驟中的加工進給速度可互相同等，亦可提高前者的速度。

改質層形成步驟中之加工進給速度，例如在200～1000mm／sec的範圍。在晶圓1的材質為砷化鎵（GaAs）之情形中，加工進給速度例如在200～300mm／sec的範圍。另一方面，在晶圓1的材質為矽（Si）之情形中，加工進給速度例如在600～1000mm／sec的範圍。

[第2實施方式] 在本實施方式中，針對在上述第一實施方式所示之雷射加工裝置10中的其他雷射加工的動作進行說明。於本實施方式，在雷射加工裝置10中，亦藉由控制手段61的控制，而將波長對板狀被加工物亦即晶圓1具有穿透性之雷射光線的聚光點定位在晶圓1的內部，並沿著分割預定線M進行加工進給。藉此，在晶圓1的內部形成改質層。

詳細而言，與第一實施方式同樣地，藉由卡盤台43保持晶圓1（保持步驟）。接著，控制手段61係在實施與第一實施方式同樣的對準後，如圖5所示，藉由上表面高度測量手段17而測量在預定的基準加工進給位置X0中之晶圓1的上表面高度以作為基準上表面高度H0，並記憶在記憶部62（基準上表面高度記憶步驟）。

之後，控制手段61係藉由厚度測量手段16而測量在基準加工進給位置X0中之晶圓1的厚度以作為基準厚度T0，並記憶在記憶部62（基準厚度記憶步驟）。

再者，控制手段61係基於基準上表面高度H0及基準厚度T0，在基準加工進給位置X0中，以聚光點C會位於在向上方向離晶圓1的下表面預定距離的第一高度位置P之方式，求取聚光器181的高度以作為基準聚光器高度E0（基準聚光器高度計算步驟）。

接著，控制手段61一邊對於晶圓1相對地移動雷射單元12，一邊對於晶圓1的分割預定線M照射雷射光線，而實施雷射加工。此時，控制手段61實施測量步驟、高度差計算步驟、厚度差計算步驟、調整値計算步驟及改質層形成步驟。

首先，控制手段61控制加工進給部30，並將晶圓1沿著X軸方向進行加工進給。藉此，例如如圖5的箭號A所示，雷射單元12對於保持在卡盤台43的晶圓1相對地在＋X方向移動。於此，在加工進給中，亦有因應加工進給位置的變化，而晶圓1的上表面高度從基準上表面高度變化之情形，例如如圖5的右側所示，在加工進給位置X1中，卡盤台43的上表面高度變高，因此晶圓1的上表面高度變高之情形。

即使在此情形，控制手段61亦能適當地調整聚光器181的高度。亦即，如圖5所示，控制手段61在加工進給位置X1中，控制較加工手段18靠近行進方向下游側（＋X方向側）的上表面高度測量手段17及厚度測量手段16，並測量位於其正下方的晶圓1（分割預定線M）中之上表面高度H1及厚度T1（測量步驟）。

接著，控制手段61藉由從該測量步驟所測量到之晶圓1的上表面高度H1減去基準上表面高度H0而計算高度差ΔH（高度差計算步驟）。再者，控制手段61藉由從測量步驟所測量到之晶圓1的厚度T1減去基準厚度T0而計算厚度差ΔT（厚度差計算步驟）。

然後，控制手段61使用高度差ΔH、厚度差ΔT及參數N，藉由以下的公式（1），以聚光點C會位於第一高度位置P之方式，計算用於將聚光器181的高度從基準聚光器高度E0起在上下方向進行調整的調整値（調整値計算步驟）。調整値＝高度差（ΔH）－厚度差（ΔT）×參數（N）…（1） N＝tan[arcsin｛（1／n）＊sinθf｝]／tanθf＋α n：晶圓1的折射率 θf：聚光光線入射角 α：依據晶圓1的材質所預先決定的値

如這般操作，控制手段61求取在沿著分割預定線M的加工進給位置中之聚光器181的高度的調整値。控制手段61使聚光器181從基準聚光器高度E0起在上下方向移動調整値的量，例如如圖5所示之方式，將聚光器181的高度位置設為聚光器高度位置E1。如此，控制手段61一邊調整聚光器181的高度一邊將加工手段18進行加工進給，並從聚光器181照射雷射光線L。藉此，在從晶圓1的下表面起一定的第一高度位置P形成改質層（改質層形成步驟）。

如上所述，同樣在第二實施方式所示的方法中，即使晶圓1的上表面高度變化，控制手段61亦可因應此變化而調整聚光器181的高度。藉此，可將聚光點C配置在離晶圓1的下表面一定距離的位置P，並在此形成改質層。

接著，針對上述式（1）中的參數（N）更詳細地進行說明。如圖7（a）及圖7（b）所示，例如根據聚光透鏡183的球面像差，通過聚光透鏡183的外側之雷射光線L的聚光位置係成為晶圓1內的深部位置。因此，在聚光透鏡183的球面像差大之情形，改質層會被形成在靠近晶圓1的下表面的位置。並且，在聚光透鏡183的數值孔徑（NA）大之情形中，雷射光線L因被聚光在晶圓1內的深部位置，故改質層亦有被形成在靠近晶圓1的下表面的位置之傾向。上述的參數（N）係相應於球面像差及數值孔徑（NA）的値。因此，參數（N）被認為存在用於在從晶圓1的下表面起約略一定的高度位置形成改質層的適當範圍。關於此，使用由矽所組成的晶圓1，進行了用於求取參數（N）的適當範圍的實驗。

此實驗所使用的晶圓1，如圖8所示，包含具有100μm之厚度的部分P1、與具有90μm之厚度的部分P2。並且，使用數值孔徑（NA）＝0.7者作為聚光器181的聚光透鏡183。

然後，使用第2實施方式所示之方法，對於在與圓環框架F及黏著膠膜S一體化的晶圓1中之100μm的厚度部分P1與90μm的厚度部分P2，形成改質層。並且，改質層的形成係一邊將聚光器181的高度（Defocus，散焦；DF）在－14～－22μm的範圍進行變更且將參數（N）的値在0.1～0.2的範圍進行變更，一邊進行多次。然後，測量從晶圓1的下表面起至改質層的下端為止的距離。將其結果表示於圖9。此外，DF係將藉由聚光器181而聚光之雷射光線的聚光點被定位於晶圓1的正面時之聚光器181的高度設為原點（零），並將接近晶圓的方向（下方向）設為－方向，將從晶圓遠離的方向（上方向）設為＋方向。在圖9所示之表的最上段揭示對應於各N的値之n＝3.7時的sinθf的値。並且，在圖9的第三段以下揭示相應於各N的値及聚光器181的高度之從晶圓1的下表面起至改質層的下端為止的距離（單位為μm）。

如圖9所示，在N＝0.10～0.17之情形中，在100μm的厚度部分P1（T＝100）中之從下表面起至改質層下端為止的距離、與在90μm的厚度部分P2（T＝90）中之從下表面起至改質層下端為止的距離之差係變得足夠的小。因此，此情形的參數（N）的適當範圍可說是N＝0.10～0.17。因此，在第二實施方式的方法中，調整値可使用以下的公式而求得。調整値＝高度差（ΔH）－厚度差（ΔT）×參數（N）…（1） N＝0.10～0.17

此外，雷射光線L的聚光光線入射角θf係因應在雷射光線L中之各光束的位置而具有一定程度的幅寬。在本實施方式中，關於要採用雷射光線L中的哪個光束的聚光光線入射角，係例如交由操作者決定。

並且，在本實施方式中，用於實施基準厚度記憶步驟、基準上表面高度記憶步驟及基準聚光器高度計算步驟的基準點，較佳為每條分割預定線M設定至少一點。在已設定多個基準點之情形中，可獲得每個基準點的基準厚度、基準上表面高度及基準聚光器高度，計算此等的平均値而使用作為基準厚度、基準上表面高度及基準聚光器高度。

並且，控制手段61在對於1條分割預定線M的加工中，除了連續地實施改質層形成步驟，亦可相隔預定的時間間隔，間歇地實施測量步驟、高度差計算步驟、厚度差計算步驟及調整値計算步驟。

並且，關於測量步驟、高度差計算步驟、厚度差計算步驟及調整値計算步驟，控制手段61可取代在全部分割預定線M的雷射加工之際實施該等步驟，而在每數條，例如每二線或者每三線實施該等步驟。此在藉由沿著分割預定線M分割晶圓1而得之晶片的尺寸小時特別有效。

並且，控制手段61可針對一條分割預定線M連續地實施測量步驟、高度差計算步驟、厚度差計算步驟、調整値計算步驟及質層形成步驟。

或者，控制手段61可在對於1條分割預定線M的加工中，先實施測量步驟、高度差計算步驟、厚度差計算步驟及調整値計算步驟，求取相應於加工進給位置之聚光器181的高度位置的調整値，並先將其記憶。然後，控制手段61可在之後實施對於此分割預定線M的改質層形成步驟。控制手段61可在實施改質層形成步驟之際，使用預前求得的調整値，變更加工手段18的聚光器181（聚光透鏡183）的高度位置，亦即雷射光線L的聚光點C的高度位置，而實施加工進給。

此情形，與第一實施方式同樣地，在改質層形成步驟以外的步驟，亦即測量步驟、高度差計算步驟、厚度差計算步驟及調整値計算步驟中之加工進給速度與在改質層形成步驟中之加工進給速度可互相同等，亦可提高前者的速度。

並且，在圖1所示之雷射加工裝置10中，雷射單元12以夾住加工手段18之方式具備一對厚度測量手段16及一對上表面高度測量手段17。藉此，即使在雷射單元12對於晶圓1相對地在＋X方向及－X方向的任一者移動之情形，亦可在加工手段18的下游側配置厚度測量手段16及上表面高度測量手段17。因此，控制手段61即使在雷射單元12於任一方向移動之情形，亦可使用配置在加工手段18的下游側之厚度測量手段16及上表面高度測量手段17，測量晶圓1的厚度及上表面高度。

並且，在圖1所示之雷射加工裝置10中，雷射單元12具備一對厚度測量手段16及一對上表面高度測量手段17。作為取代，雷射單元12亦可具備一個厚度測量手段16及一個上表面高度測量手段17。

並且，在圖1所示之雷射加工裝置10中，厚度測量手段16與上表面高度測量手段17被構成為不同的構件。不受限於此，亦可在雷射單元12設置具有厚度測量手段16及上表面高度測量手段17的功能的構件，亦即，能測量晶圓1的厚度與上表面高度的一個構件，以取代厚度測量手段16及上表面高度測量手段17。

1:晶圓 F:圓環框架 S:黏著膠膜 W:晶圓單元 10:雷射加工裝置 11:基台 13:立壁部 14:卡盤台移動機構 15:臂部 20:分度進給部 30:加工進給部 50:升降手段 43:卡盤台 61:控制手段 62:記憶部 12:雷射單元 16:厚度測量手段 17:上表面高度測量手段 18:加工手段 181:聚光器 182:致動器 183:聚光透鏡

圖1係表示本實施方式之雷射加工裝置的構成之立體圖。圖2係表示在晶圓單元中之分割預定線與雷射單元之立體圖。圖3係表示雷射單元的構成之立體圖。圖4係表示圖1所示之雷射加工裝置中之雷射加工的動作之示意圖。圖5係表示圖1所示之雷射加工裝置中之其他雷射加工的動作之示意圖。圖6係表示雷射光線中之聚光光線入射角之示意圖。圖7中，圖7（a）及圖7（b）係表示穿透聚光透鏡之雷射光線的聚光位置之示意圖。圖8係表示用於求取參數（N）的適當範圍之實驗狀況之剖面圖。圖9係表示記載實驗結果的表之圖。

1:晶圓

12:雷射單元

16:厚度測量手段

17:上表面高度測量手段

18:加工手段

43:加工手段

181:聚光器

183:聚光透鏡

A:箭號

B1:下表面高度

B2:下表面高度

C:聚光點

H1:上表面高度

H2:上表面高度

L:雷射光線

P:第一高度位置

S:黏著膠膜

T1:厚度

T2:厚度

V1:距離

V2:距離

Claims

一種雷射加工方法，係將波長對板狀被加工物具有穿透性之雷射光線的聚光點定位在該被加工物的內部，並沿著分割預定線加工進給該被加工物，藉此在該被加工物的內部形成改質層；其具備：保持步驟，其藉由卡盤台保持該被加工物；上表面高度測量步驟，其測量該被加工物的上表面高度；厚度測量步驟，其在該上表面高度測量步驟中之該上表面高度的測量位置，測量該被加工物的厚度；下表面高度計算步驟，其基於所測量到之該上表面高度及該厚度，計算該被加工物的下表面高度；修正値計算步驟，其基於所計算出之該被加工物的下表面高度，設定在向上方向離該被加工物的下表面預定距離之第一高度位置，並計算從此第一高度位置起至該上表面為止的距離，將該距離除以在該被加工物的折射率加上預定係數的値，藉此以該聚光點會位於該第一高度位置之方式，計算用於將照射該雷射光線之聚光器的高度位置進行修正的修正値；以及改質層形成步驟，其一邊基於該修正値而修正該聚光器的高度位置，一邊實施該被加工物的加工進給，藉此在從該被加工物的下表面起一定的高度形成改質層。
一種雷射加工方法，係將波長對板狀被加工物具有穿透性之雷射光線的聚光點定位在該被加工物的內部，並沿著分割預定線加工進給該被加工物，藉此在該被加工物的內部形成改質層；其具備：保持步驟，其藉由卡盤台保持被加工物；基準上表面高度記憶步驟，其藉由上表面高度測量手段，測量在預定的基準加工進給位置中之該被加工物的上表面高度，並記憶作為基準上表面高度（H0）；基準厚度記憶步驟，其藉由厚度測量手段，測量在該基準加工進給位置中之該被加工物的厚度，並記憶作為基準厚度（T0）；基準聚光器高度計算步驟，其基於該基準上表面高度及該基準厚度，在該基準加工進給位置中，以該聚光點會位於在向上方向離該被加工物的下表面預定距離的第一高度位置之方式，求取照射該雷射光線之聚光器的高度以作為基準聚光器高度；測量步驟，其將該上表面高度測量手段及該厚度測量手段，藉由加工進給手段，一邊沿著該分割預定線對該被加工物進行相對的加工進給，一邊測量該被加工物的上表面高度（H）及厚度（T）；高度差計算步驟，其藉由從該測量步驟所測量到之被加工物的上表面高度（H）減去該基準上表面高度（H0）而計算高度差（ΔH）；厚度差計算步驟，其藉由從該測量步驟所測量到之該被加工物的厚度（T）減去該基準厚度（T0）而計算厚度差（ΔT）；調整値計算步驟，其使用該高度差（ΔH）、該厚度差（ΔT）以及參數（N），藉由以下的公式（1），以該聚光點會位於該第一高度位置之方式，計算用於將該聚光器的高度從該基準聚光器高度起在上下方向進行調整的調整値；以及改質層形成步驟，其一邊使沿著該分割預定線對該被加工物進行相對的加工進給之該聚光器的高度從該基準聚光器高度起在上下方向移動該調整値的量，一邊從該聚光器照射雷射光線，藉此在從該被加工物的下表面起一定的高度形成改質層；調整値＝該高度差（ΔH）－該厚度差（ΔT）×參數（N）…（1） N＝tan[arcsin｛（1／n）＊sinθf｝]／tanθf＋α n：被加工物的折射率 θf：聚光光線入射角 α：依據被加工物的材質而預先決定的値。
如請求項2之雷射加工方法，其中，對於該一條分割預定線連續地實施該測量步驟、該高度差計算步驟、該厚度差計算步驟、該調整値計算步驟及該改質層形成步驟。