TW202319166A - 加工方法 - Google Patents

加工方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202319166A
TW202319166A TW111141814A TW111141814A TW202319166A TW 202319166 A TW202319166 A TW 202319166A TW 111141814 A TW111141814 A TW 111141814A TW 111141814 A TW111141814 A TW 111141814A TW 202319166 A TW202319166 A TW 202319166A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wafer
separation layer
along
grinding
crystal
Prior art date
Application number
TW111141814A
Other languages
English (en)
Inventor
伊賀勇人
Original Assignee
日商迪思科股份有限公司
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 日商迪思科股份有限公司 filed Critical 日商迪思科股份有限公司
Publication of TW202319166A publication Critical patent/TW202319166A/zh

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
    • 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
    • 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
    • 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
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0005—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing
    • B28D5/0011—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing with preliminary treatment, e.g. weakening by scoring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
    • 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
    • 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
    • H01L21/70—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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Dicing (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

[課題]減少分割起點形成後之晶圓的磨削量。 [解決手段]提供一種加工方法，是對單晶矽晶圓進行加工，前述單晶矽晶圓具有形成為分別露出有包含在結晶面{100}之特定的結晶面之第1面以及第2面，在第1面，於被設定成格子狀之複數條分割預定線所區劃出的各區域中形成有器件，前述加工方法具備以下步驟：分割起點形成步驟，沿著各分割預定線形成分割起點；分離層形成步驟，沿著與第2面的結晶面平行、且和結晶方位＜100＞之間形成之銳角的角度為5°以下之第1方向，使聚光點與單晶矽晶圓相對地移動，而沿著第2面的結晶面來形成分離層；及分離步驟，將單晶矽晶圓分離成第1面側晶圓與第2面側晶圓，前述第1面側晶圓包含形成於第1面側之複數個器件，前述第2面側晶圓位於第2面側且不包含器件。

Description

加工方法
本發明是有關於一種對單晶矽晶圓進行加工之加工方法，前述單晶矽晶圓具有形成為分別露出有包含在結晶面{100}之特定的結晶面之第1面與第2面，前述第2面位於和第1面相反側，在第1面，於被設定成格子狀之複數條分割預定線所區劃出的複數個區域的每一個區域中形成有器件。
為了製造半導體器件晶片，可使用例如以單晶矽所形成之晶圓。具體而言，首先是在晶圓的正面將複數條分割預定線設定成格子狀，並在以複數條分割預定線所區劃出的矩形狀的各區域中形成IC(積體電路，Integrated Circuit)等的器件。
接著，藉由沿著各分割預定線施行切削加工或雷射加工，而在各分割預定線形成分割晶圓時的分割起點後，藉由磨削晶圓的背面側，來將晶圓分割成複數個器件晶片(參照例如專利文獻1及2)。
但是，在磨削背面側時，由於例如磨削前之晶圓的厚度是藉由磨削而去除一半以上，因此磨削磨石的消耗量相對較大，而不符經濟效益。除此之外，由於會形成為磨削裝置因為在磨削時大量地產生之磨削屑而變髒，因此必須頻繁地清掃磨削裝置。也有頻繁的清掃對作業人員而言很煩瑣之問題。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開平11-40520號公報 專利文獻2：日本特開2006-12902號公報
發明欲解決之課題
本發明是有鑒於所述之問題點而作成的發明，目的在於在將晶圓分割成複數個器件晶片時，讓分割起點形成後之晶圓的磨削量減少。 用以解決課題之手段
根據本發明的一個態樣，可提供一種加工方法，是對單晶矽晶圓進行加工，前述單晶矽晶圓具有形成為分別露出有包含在結晶面{100}之特定的結晶面之第1面與第2面，前述第2面位於和該第1面相反側，在該第1面，於被設定成格子狀之複數條分割預定線所區劃出的複數個區域的每一個區域中形成有器件，前述加工方法具備以下步驟： 分割起點形成步驟，沿著各分割預定線，在至少和器件晶片的成品厚度對應之深度，形成用於分割該單晶矽晶圓之分割起點； 分離層形成步驟，將具有穿透該單晶矽晶圓之波長的脈衝狀的雷射光束的聚光點定位在該單晶矽晶圓的內部，並且沿著與該第2面的結晶面平行、且和結晶方位＜100＞之間形成之銳角的角度為5°以下之第1方向，使該聚光點與該單晶矽晶圓相對地移動，而沿著該第2面的結晶面，在對應於比該分割起點更靠近第2面側之深度形成分離層；及 分離步驟，在該分割起點形成步驟以及該分離層形成步驟之後，以該分離層為起點，將該單晶矽晶圓分離成第1面側晶圓與第2面側晶圓，前述第1面側晶圓包含已形成於該第1面側之複數個器件，前述第2面側晶圓位於該第2面側且不包含器件， 該分離層形成步驟具有以下步驟： 改質區域形成步驟，藉由沿著該第1方向使該雷射光束的該聚光點與該單晶矽晶圓相對地移動，而形成改質區域；及 分度進給步驟，使該聚光點與該單晶矽晶圓在第2方向上相對地分度進給，前述第2方向是平行於該第2面的結晶面且和該第1方向正交之方向， 該分離層包含該改質區域、與以該改質區域為起點而伸展之龜裂。
較佳的是，加工方法更具備磨削步驟，前述磨削步驟是在該分離步驟之後，對該第1面側晶圓之位於和該第1面為相反側的第3面側進行磨削，並且將該第1面側晶圓分割成複數個器件晶片。 發明效果
在本發明的一個態樣之加工方法中，是在分割起點形成步驟中，在和器件晶片的成品厚度對應之深度上形成分割起點，並且在分離層形成步驟中，在對應於比分割起點更靠近第2面側之深度形成分離層。
此外，在分離步驟中，以分離層為起點來將單晶矽晶圓分離成第1面側晶圓與第2面側晶圓，前述第1面側晶圓包含已形成於第1面側之複數個器件，前述第2面側晶圓位於第2面側且不包含器件。
由於只要對第1面側晶圓的分離層側進行磨削，即可以將第1面側晶圓分割成複數個器件晶片，因此相較於從單晶矽晶圓的第2面來磨削單晶矽晶圓而將單晶矽晶圓分割成複數個器件晶片的情況，可以減少單晶矽晶圓的磨削量。
用以實施發明之形態
參照附圖，說明本發明的實施形態。圖1是顯示晶圓11的立體圖，圖2是顯示晶圓11的平面圖。再者，本說明書的晶圓11意指單晶矽晶圓。在圖2中也顯示有晶圓11的結晶方位。
晶圓11是圓板狀，並具有大致圓形的正面(第1面)11a以及背面(第2面)11b。背面11b在晶圓11的厚度方向上位於和正面11a為相反之側。
晶圓11的直徑是例如約300mm(12吋)，且從正面11a至背面11b的厚度為約775μm。但是，晶圓11的直徑以及厚度並非受限於此例之構成。
晶圓11形成為在正面11a以及背面11b的每一面露出有包含於結晶面{100}之特定的結晶面。例如，如圖2所示，在背面11b露出有結晶面(100)，且在正面11a也露出有結晶面(100)。
亦即，背面11b以及正面11a的各垂直線(正交於各面之結晶軸)是沿著結晶方位[100]。再者，由於晶圓11的製造時的加工誤差等，背面11b以及正面11a的每一面亦可成為從包含於結晶面{100}之特定的結晶面稍微傾斜之面。
具體而言，背面11b以及正面11a的每一面亦可為和結晶面(100)之間所形成之銳角的角度為1°以下之面。亦即，正交於背面11b以及正面11a之結晶軸亦可沿著和結晶方位[100]之間所形成之銳角的角度為1°以下的方向。
在本說明書中，所謂的正面11a以及背面11b形成為分別露出有包含於結晶面{100}之特定的結晶面，除了正面11a以及背面11b就是包含於結晶面{100}之特定的結晶面之情形以外，還包含正面11a以及背面11b為從特定的結晶面稍微傾斜之面之情形。
所謂的從特定的結晶面稍微傾斜意指：例如正面11a以及背面11b與結晶面(100)之間所形成之銳角的角度為1°以下。順道一提，於晶圓11的外周部形成有表示晶圓11的結晶方位之凹口13。
從凹口13往背面11b的中心A(或正面11a的中心)前進之方向會成為包含於結晶方位＜110＞之特定的結晶方位。如圖2所示，在本實施形態中，從凹口13往中心A前進之方向為結晶方位[011]。
如圖1所示，在正面11a呈格子狀地設定有複數條分割預定線(切割道)15。在以複數條分割預定線15所區劃出的複數個區域的每一個區域中，形成有IC(積體電路，Integrated Circuit)等的器件17。
其次，說明藉由沿著各分割預定線15加工晶圓11，而將晶圓11分割成複數個器件晶片35之晶圓11之加工方法(亦即，器件晶片35之製造方法)。
圖3是第1實施形態之加工方法的流程圖。若說明該加工方法的概要，首先是以後述之工作夾台26(參照圖4)來保持晶圓11(保持步驟S10)。之後，利用雷射加工裝置2(參照圖4)在晶圓11的正面11a側形成分割起點23(參照圖7)(分割起點形成步驟S20)。
接著，使用雷射加工裝置2在晶圓11的內部形成分離層25(參照圖9至圖12)(分離層形成步驟S30)。之後，以分離層25為起點，將晶圓11分離成具有器件17之正面側晶圓(第1面側晶圓)31、與不具有器件17之背面側晶圓(第2面側晶圓)33(參照圖14(A)、圖14(B))(分離步驟S40)。
接著，藉由對具有器件17之正面側晶圓(第1面側晶圓)31當中位於和正面11a為相反側之分離面(第3面)31a側進行磨削(參照圖15)，而將正面側晶圓31分割成複數個器件晶片35(磨削步驟S50)(參照圖16)。
圖4是雷射加工裝置2的立體圖。再者，於圖4分別顯示之X軸方向(左右方向)、Y軸方向(前後方向)與Z軸方向(上下方向、鉛直方向)相互正交。
雷射加工裝置2具有支撐各構成要素之基台4。在基台4的上表面設置有X軸Y軸移動機構6。X軸Y軸移動機構6具有固定在基台4的上表面，且沿著Y軸方向而配置之一對Y軸導軌8。
在一對Y軸導軌8的上表面側，以可沿著一對Y軸導軌8滑動之態樣安裝有Y軸移動板10。在Y軸移動板10的下表面側設有滾珠螺桿。
滾珠螺桿具有固定在Y軸移動板10的下表面之螺帽部(未圖示)。在螺帽部中，以可利用滾珠(未圖示)來旋轉的方式連結有螺桿軸12。螺桿軸12是沿著Y軸方向配置在一對Y軸導軌8之間。
於螺桿軸12的一端部連結有用於使螺桿軸12旋轉之馬達14。當使馬達14動作時，Y軸移動板10即沿著Y軸方向移動。一對Y軸導軌8、Y軸移動板10、螺桿軸12、螺帽部、馬達14等會構成Y軸移動機構。
在Y軸移動板10的上表面固定有一對X軸導軌16。一對X軸導軌16是沿著X軸方向而配置。在一對X軸導軌16的上表面側，以可沿著一對X軸導軌16滑動的態樣安裝有X軸移動板18。
在X軸移動板18的下表面側設置有滾珠螺桿。滾珠螺桿具有固定在X軸移動板18的下表面之螺帽部(未圖示)。在螺帽部中，以可利用滾珠(未圖示)來旋轉的方式連結有螺桿軸20。
螺桿軸20是沿著X軸方向配置在一對X軸導軌16之間。於螺桿軸20的一端部連結有用於使螺桿軸20旋轉之馬達22。當使馬達22動作時，X軸移動板18即沿著X軸方向移動。
一對X軸導軌16、X軸移動板18、螺桿軸20、螺帽部、馬達22等會構成X軸移動機構。在X軸移動板18的上表面側設置有圓柱狀的工作台基台24。工作台基台24具有馬達等的旋轉驅動源(未圖示)。
於工作台基台24的頂部配置有圓板狀的工作夾台26。旋轉驅動源可以使工作夾台26以通過其保持面26a的中心且平行於Z軸方向之直線作為旋轉軸，在預定的角度範圍旋轉。工作夾台26具有以非多孔質的金屬所形成之圓板狀的框體。
在框體的中央部形成有圓板狀的凹部(未圖示)。在此凹部固定有以陶瓷所形成之圓板狀的多孔質板。在框體形成有預定的流路(未圖示)。可透過預定的流路而由噴射器等之吸引源(未圖示)對多孔質板的上表面傳達負壓。
框體的環狀的上表面與多孔質板的圓形的上表面成為大致面齊平，且作為用於吸引保持晶圓11之大致平坦的保持面26a而發揮功能。晶圓11在已被保持面26a吸引保持的狀態下，仍可藉由X軸Y軸移動機構6而沿著X軸以及Y軸方向的任一方向移動。
在工作夾台26的外周部，沿著工作夾台26的圓周方向呈大致等間隔地設置有複數個(在本實施形態中為4個)夾具單元26b。各夾具單元26b會夾持後述之晶圓單元21的框架19b(參照圖16)。
在位於X軸Y軸移動機構6的後方之基台4的預定的區域上，設置有支撐構造30。在支撐構造30之沿著Y-Z平面的一個側面設置有Z軸移動機構32。Z軸移動機構32具有一對Z軸導軌34。
一對Z軸導軌34是固定在支撐構造30的一個側面，且沿著Z軸方向而配置。在一對Z軸導軌34，以可沿著一對Z軸導軌34滑動的態樣安裝有Z軸移動板36。
在Z軸移動板36的背面側設置有滾珠螺桿(未圖示)。滾珠螺桿具有固定在Z軸移動板36的背面之螺帽部(未圖示)。在螺帽部中，以可利用滾珠來旋轉的方式連結有螺桿軸(未圖示)。
螺桿軸是沿著Z軸方向配置在一對Z軸導軌34之間。於螺桿軸的上端部連結有用於使螺桿軸旋轉之馬達38。當使馬達38動作時，Z軸移動板36即沿著Z軸方向移動。
在Z軸移動板36的正面側固定有支撐具40。支撐具40支撐雷射光束照射單元42的一部分。圖5是雷射光束照射單元42的示意圖。再者，在圖5中，是以功能方塊來表示雷射光束照射單元42的構成要素的一部分。
雷射光束照射單元42具有對基台4固定之雷射振盪器44。雷射振盪器44是例如具有Nd：YVO 4等來作為雷射介質，且射出具有可穿透晶圓11(亦即單晶矽)之波長(例如1342nm)的脈衝狀的雷射光束L A。
雷射光束L A在其輸出經衰減器(減弱器(attenuator))46調整後，前進到分歧單元48。本實施形態的分歧單元48具有LCOS-SLM(矽基液晶-空間光調變器，Liquid Crystal on Silicon-Spatial Light Modulator)。
分歧單元48具有將雷射光束L A分歧之功能。例如，分歧單元48將雷射光束L A分歧成：從照射頭52所射出之雷射光束L A形成沿著Y軸方向大致等間隔地排列之複數個聚光點。
再者，在圖5中，雖然顯示以分歧單元48將雷射光束L A分歧成形成5個聚光點P 1到P 5的例子，但是亦可將雷射光束L A分歧成形成2個以上(較佳的是2個以上且16個以下)之預定數量的聚光點。
再者，分歧單元48也具有不使雷射光束L A分歧而單純地穿透之功能。藉由控制分歧單元48的動作，可以選擇雷射光束L A之分歧的有無。
順道一提，分歧單元48亦可具有繞射光柵來取代LCOS-SLM。由於繞射光柵會將雷射光束L A分歧，以形成預定數量的聚光點，因此在不將雷射光束L A分歧的情況下，只要將繞射光柵從雷射光束L A的光路去除即可。
經過分歧單元48之雷射光束L A會被鏡子50反射而被導向照射頭52。在照射頭52容置有將雷射光束L A聚光之聚光透鏡(未圖示)等。
照射頭52在雷射加工時配置成和保持面26a相面對，且將雷射光束L A往保持面26a射出。再者，照射頭52設置在長邊部沿著Y軸方向而配置之圓柱狀的殼體54的前端部(參照圖4)。
殼體54為：其後端側的一部分被支撐具40固定。此外，在位於照射頭52附近之殼體54的側面，以可和保持面26a相面對的態樣固定有拍攝單元56。
拍攝單元56是具有例如接物透鏡、LED(發光二極體，Light Emitting Diode)等之光源、CCD(電荷耦合器件，Charge-Coupled Device)影像感測器或CMOS(互補式金屬氧化物半導體，Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)影像感測器等之拍攝元件的可見光相機單元。
在可見光相機單元的情況下，是使用例如Si(矽)製的光電二極體來作為拍攝元件。再者，拍攝單元56亦可為具有LED等光源與拍攝元件之紅外線相機單元。
在紅外線相機單元的情況下，可使用例如InGaAs(砷化鎵銦)製的光電二極體來作為拍攝元件。若使用紅外線相機單元，即使在正面11a側被保持面26a所吸引保持的情況下，仍然可以從背面11b側穿透晶圓11來拍攝正面11a的分割預定線15。
照射頭52、殼體54、拍攝單元56等可藉由Z軸移動機構32而一體地沿著Z軸方向移動。在基台4上設置有覆蓋上述之構成要素的罩蓋(未圖示)。
在此罩蓋的前表面設置有觸控面板58。觸控面板58是作為輸入裝置以及顯示裝置而發揮功能，前述輸入裝置是靜電容量方式的觸控感測器等，前述顯示裝置是液晶顯示器等。作業人員可以透過觸控面板58來對雷射加工裝置2設定加工條件，也可以觀看藉由拍攝單元56所得到之晶圓11的圖像。
其次，沿著圖3所示之各步驟來說明晶圓11之加工方法。首先，在保持步驟S10之前，形成晶圓單元21，前述晶圓單元21是透過直徑比晶圓11更大的保護膠帶19a而以環狀的框架19b支撐晶圓11之單元(參照圖7)。
更具體來說，是將晶圓11的正面11a側貼附在保護膠帶19a的中央部，並將具有比晶圓11更大的直徑的開口、金屬製且呈環狀之框架19b的一面貼附於保護膠帶19a的外周部，藉此形成晶圓單元21。
在本實施形態中，雖然是以此晶圓單元21的形態來加工晶圓11，但亦可不使用框架19b而是以將和晶圓11大致相同直徑的保護膠帶19a貼附於正面11a側的狀態，來從保持步驟S10進行到磨削步驟S50。
在保持步驟S10中，是以保持面26a吸引保持正面11a側，並以各夾具單元26b夾持框架19b。此時，背面11b側朝上方露出。接著，藉由對晶圓11進行雷射加工，來沿著各分割預定線15形成作為分割起點23而發揮功能之改質區域23a(分割起點形成步驟S20)。
改質區域23a是晶圓11的結晶性因產生多光子吸收而被擾亂之區域，且機械強度已相較於未照射有雷射光束L A之區域降低。
於改質區域23a的形成時，雖然會附帶地形成從改質區域23a朝正面11a側以及背面11b側延伸之龜裂23b，但在本說明書中，使用雷射光束L A而形成之分割起點23是指改質區域23a。
在分割起點形成步驟S20中，首先是利用拍攝單元56來檢測1條分割預定線15與X軸方向的偏離。之後，使工作夾台26繞著預定的旋轉軸旋轉，以讓1條分割預定線15與X軸方向成為大致平行。
並且，在不使雷射光束L A分歧的情形下，將雷射光束L A的1個聚光點定位在和器件晶片35的成品厚度11c對應之從背面11b起算的深度11d與背面11b之間。例如，在成品厚度11c為50μm的情況下，可將聚光點設定在自正面11a起算70μm的位置。
之後，藉由使工作夾台26在X軸方向上移動，而至少在深度11d，從1條分割預定線15的一端到另一端形成改質區域23a。
圖6是顯示分割起點形成步驟S20的立體圖，圖7是顯示分割起點形成步驟S20的局部剖面側視圖。不過，在圖7中，為了方便說明，是將相鄰的改質區域23a之間的距離誇大而顯示得較大。
再者，在圖6中，為了方便而將保護膠帶19a以及框架19b省略，在圖7中，為了方便而將框架19b省略。雷射加工條件是設定成如例如以下。
雷射光束之波長 ：1342nm 平均輸出                                ：0.5W以上且1W以下之預定值 脈衝之重複頻率                   ：60kHz以上且90kHz以下之預定值 加工進給速度                       ：600mm/秒以上且800mm/秒以下之預定值 道次數                                    ：1以上且3以下之預定數量
道次數是指從1條分割預定線15的一端到另一端對晶圓11照射雷射光束L A之次數。將道次數設為2以上的情況下，是進一步在和深度11d不同的深度位置形成改質區域23a。
再者，在分割起點形成步驟S20中，亦可在使雷射光束L A分歧成在晶圓11的深度方向的不同的位置聚光之狀態下進行雷射加工，亦可在使雷射光束L A分歧成沿著Y軸方向排列的狀態下進行雷射加工。
在將雷射光束L A從1條分割預定線15的一端照射至另一端後，將工作夾台26朝Y軸方向分度進給預定的距離(分度移動)。之後，從在Y軸方向上相鄰於加工完畢之分割預定線15之其他分割預定線15的一端到另一端形成改質區域23a。
如此進行，而沿著沿一個方向之全部的分割預定線15形成改質區域23a後，使工作夾台26旋轉90°。然後，沿著沿和一個方向正交之其他的方向之全部的分割預定線15來形成改質區域23a。
如此，至少在深度11d與背面11b之間，沿著各分割預定線15形成用於分割晶圓11之分割起點23(亦即改質區域23a)。
在分割起點形成步驟S20之後，接著使用雷射加工裝置2，在對應於比分割起點23更靠近背面11b側之預定的深度，形成沿著正面11a以及背面11b的結晶面(100)之分離層25(分離層形成步驟S30)。
圖8是顯示分離層形成步驟S30的立體圖，圖9是顯示分離層形成步驟S30的局部剖面側視圖。再者，在圖8中，為了方便而將保護膠帶19a以及框架19b省略，在圖9中，為了方便而將框架19b省略。
又，在圖9中，在晶圓11的厚度方向上，於形成有改質區域23a以及龜裂23b之深度範圍附加有點。在分離層形成步驟S30中，首先是利用拍攝單元56，檢測從凹口13朝背面11b的中心A前進之方向(在本實施形態中為結晶方位[011])。
接著，如圖8所示，使工作夾台26繞著預定的旋轉軸旋轉成：從凹口13朝背面11b的中心A前進之方向(結晶方位[011])與X軸方向所形成之銳角的角度為45°。
藉此，將晶圓11的方向調整成平行於結晶面(100)，而且晶圓11的結晶方位＜100＞當中的1個即結晶方位[010]成為和X軸方向平行。
然後，將雷射光束L A的聚光點P 1到P 5在晶圓11的內部定位在比分割起點23更靠近背面11b側的預定的深度。聚光點P 1至P 5是設定在例如以背面11b作為起點，從晶圓11的一半的厚度之位置到預定的厚度之位置的預定位置(總厚度為775μm時，是在以背面11b作為起點，從387.5μm至600μm之預定位置)。
在本實施形態中，藉由將聚光點P 1到P 5定位在比分割起點23(改質區域23a)更靠近背面11b側，可以防止雷射光束L A因為分割起點23而散射之情形。
之後，在晶圓11的Y軸方向的一端部附近，沿著X軸方向從晶圓11的外周部的一端到另一端，使聚光點P 1至P 5與晶圓11相對地移動，藉此沿著結晶方位[010](第1方向)來照射雷射光束LA(參照圖8的線25c 1)。雷射加工條件是設定成如例如以下。
雷射光束之波長 ：1342nm 在1個聚光點之平均輸出     ：0.5W 脈衝之重複頻率                   ：60kHz 加工進給速度                       ：360mm/秒 道次數                                    ：1以上且3以下之預定數量
藉此，如圖10所示，沿著聚光點P 1至P 5的每一個的移動方向形成改質區域25a(改質區域形成步驟S32)。也就是說，可在大致相同的Z軸方向的深度位置上，形成沿著Y軸方向排列且沿著X軸方向延伸之複數個改質區域25a。
圖10是顯示分離層形成步驟S30中的改質區域形成步驟S32的圖。再者，在圖10中是顯示在1次的改質區域形成步驟S32中所形成之分離層25的寬度B以及厚度C。
在改質區域形成步驟S32中，龜裂25b會從複數個改質區域25a的每一個沿著預定的結晶面伸展。其結果，可在晶圓11的內部形成分離層25，前述分離層25包含複數個改質區域25a、及以複數個改質區域25a的每一個為起點而伸展之龜裂25b。
在此，說明單晶矽中的龜裂25b的形成。一般而言，單晶矽在結晶面{111}中最容易劈開，而在結晶面{110}中是第2容易劈開。
因此，若沿著晶圓11的結晶方位＜110＞形成改質區域25a，會產生許多從此改質區域25a沿著結晶面{111}伸展之龜裂25b。
例如，假設沿著從凹口13前往中心A的方向(結晶方位[011])形成改質區域25a，會產生許多從此改質區域25a沿著結晶面{111}伸展之龜裂25b。
另一方面，於沿著結晶方位＜100＞之直線狀的區域中，在平面視角下，若以沿著和此該直線狀的區域延伸的方向正交之方向排列的方式形成複數個改質區域25a，會產生許多從此複數個改質區域25a的每一個區域沿著結晶面{N10}(N為除了0以外之10以下的自然數)當中和該直線狀的改質區域25a所延伸之方向平行之結晶面伸展之龜裂25b。
例如，如上述，在平面視角下，若在沿著結晶方位[010](X軸方向)之直線狀的區域，以沿著和此直線狀的區域延伸的方向正交之方向(Y軸方向)排列的方式形成複數個改質區域25a，從此複數個改質區域25a的每一個區域沿著結晶面{N10}(N為除了0以外之10以下的自然數)當中和結晶方位[010]平行之結晶面伸展之龜裂25b會變多。
具體而言，在像這樣地形成複數個改質區域25a的情況下，龜裂25b會變得容易在以下述的數式1以及數式2表示之結晶面上伸展。 [數式1]
Figure 02_image001
[數式2]
Figure 02_image003
順道一提，結晶面(100)與結晶面{N10}當中和結晶方位[010]平行之結晶面所形成之銳角的角度是大於0°且在45°以下。相對於此，結晶面(100)與結晶面{111}所構成之銳角的角度為約54.7°。
因此，在沿著結晶方位[010]照射雷射光束L A的情況(前者的情況)下，相較於沿著結晶方位[011]照射雷射光束L A的情況(後者的情況)，會較容易讓分離層25變得寬度較寬、且變薄。
因此，圖10所示之分離層25(包含改質區域25a以及龜裂25b)中的寬度B以及厚度C的比之數值(B/C)，為前者的情況會變得比後者的情況更大。
沿著結晶方位[010](第1方向)，從晶圓11的外周部的一端到另一端照射雷射光束L A後，將聚光點P 1到P 5與晶圓11相對地分度進給(分度進給步驟S34)。
在分度進給步驟S34中，是沿著平行於結晶面(100)，且和結晶方位[010](第1方向、X軸方向)正交之結晶方位[001](第2方向、Y軸方向)，將工作夾台26分度進給預定的進給量。
進給量可設為例如上述之分離層25的寬度B以上。在分離層25的寬度B為250μm以上且280μm以下之預定的長度的情況下，進給量可設定為例如520μm以上且530μm以下之預定值。
接著，再次進行改質區域形成步驟S32(參照圖8的線25c 2)。圖11是顯示在第1次以及第2次的改質區域形成步驟S32中所形成的分離層25之晶圓11的局部的剖面圖。
在第2次的改質區域形成步驟S32中，會形成以下之分離層25(分離層25-2)：和在第1次的改質區域形成步驟S32中所形成之分離層25(分離層25-1)大致平行，且在和分離層25-1大致相同的深度位置，並且在Y軸方向上和分離層25-1分開。
如此進行，並重複改質區域形成步驟S32以及分度進給步驟S34，以將各自從X軸方向的一端延伸至另一端部之複數個分離層25-1、25-2等從Y軸方向上的一端部形成至另一端部。藉此，可涵蓋預定深度中的晶圓11的大致整個面來形成分離層25。
已從Y軸方向的一端部到另一端部形成分離層25後，以分離層25為起點來將晶圓11分離成包含複數個器件17之正面側晶圓31、與位於背面11b側且不包含器件17之背面側晶圓33(分離步驟S40)。
在分離步驟S40中是使用分離裝置60(參照圖12)。分離裝置60具有圓板狀的工作夾台62。在工作夾台62的上表面形成有預定的深度的環狀的溝(未圖示)，且在此溝的底面形成有開口。
由於位於溝的底面之開口已透過預定的流路而連通於真空泵等的吸引源(未圖示)，因此當使吸引源動作時，負壓會透過開口以及溝而傳達至工作夾台62的上表面。
因此，工作夾台62的上表面是作為隔著保護膠帶19a吸引保持晶圓11之保持面62a而發揮功能。在工作夾台62的下部設有馬達等的旋轉驅動源(未圖示)，前述旋轉驅動源用於使工作夾台62繞著通過保持面62a的中心且和鉛直方向大致平行的旋轉軸62b而旋轉。
在工作夾台62的附近設置有楔形部64。楔形部64具有比較銳利的一端部64a。一端部64a是配置成朝向保持面62a的徑方向的內側。再者，亦可使用針、銷等的銳利的尖頭體來取代楔形部64。
又，如圖14(A)所示，在保持面62a的上方設置有吸引單元66。吸引單元66具有圓柱狀的箱體68。在箱體68的上部連結有例如滾珠螺桿式的升降機構(未圖示)。藉由使此升降機構動作，會讓吸引單元66升降。
在箱體68的下端部固定有直徑比晶圓11更大的圓板狀的吸引部70。在吸引部70的下表面分別形成有圓形的複數個吸引口(未圖示)。各吸引口已透過形成於吸引部70的內部的流路而連通於真空泵等的吸引源(未圖示)。
若使吸引源動作，即可將負壓傳達至吸引口。藉此，吸引部70的下表面作為吸引保持晶圓11之保持面70a而發揮功能。其次，參照圖12至圖14(B)，針對分離步驟S40進行說明。
首先，將晶圓單元21以背面11b朝上方露出的方式載置在保持面62a上。接著，以保持面62a隔著保護膠帶19a來吸引保持正面11a側。並且，將楔形部64的一端部64a定位在和分離層25對應之高度位置。
不過，一端部64a之高度位置只要在分離層25附近即可，亦可不一定是和分離層25完全相同的高度位置。再者，可將楔形部64的方向調整成可施加相對於晶圓11的側面大致垂直的外力。
之後，一邊使工作夾台62與楔形部64沿著工作夾台62的圓周方向相對地旋轉，一邊讓作業人員將楔形部64的一端部64a朝晶圓11的外周側面推入，藉此對晶圓11賦與外力。
圖12是顯示在分離步驟S40中對晶圓11賦與外力之情形的圖。再者，在圖12中，為了方便而將保護膠帶19a以及框架19b省略。
藉由外力的賦與，分離層25的龜裂25b會伸展，且龜裂25b彼此會相連(參照圖13)。圖13是顯示龜裂25b彼此相連之狀態的分離層25之晶圓11的局部的剖面圖。
接著，使吸引單元66下降，來讓保持面70a接觸於背面11b。並且，在以保持面70a吸引保持背面11b側之後，使吸引單元66上升(參照圖14(A))。晶圓11會以分離層25作為起點而分離成正面側晶圓31與背面側晶圓33(分離步驟S40)(參照圖14(B))。
圖14(A)是顯示分離步驟S40的局部剖面側視圖，圖14(B)是顯示分離步驟S40後的正面側晶圓31以及背面側晶圓33的局部剖面側視圖。再者，在圖14(A)以及圖14(B)中，為了方便而將保護膠帶19a以及框架19b省略。
順道一提，在分離步驟S40中，亦可藉由對晶圓11賦與超音波振動，而沿著正面11a或背面11b讓龜裂25b彼此相連，來取代使用楔形部64等對晶圓11賦與外力之作法。
例如，對正面11a側已被吸引保持之晶圓11，使具有超音波振動器之圓板狀的振動構件(未圖示)接近於背面11b側。然後，以預定的流量將純水等之液體從噴嘴(未圖示)供給至背面11b側，並且透過液體來從振動構件對晶圓11賦與超音波振動。
在分離步驟S40之後，對位於和正面側晶圓31的正面11a為相反之側的分離面(第3面)31a側進行磨削(磨削步驟S50)。在磨削步驟S50中是使用磨削裝置72(參照圖15)。
磨削裝置72具有圓板狀的工作夾台74。工作夾台74具有以非多孔質之陶瓷所形成之圓板狀的框體。在框體的中央部形成有圓板狀的凹部(未圖示)。
在此凹部固定有以陶瓷所形成之圓板狀的多孔質板。在框體形成有預定的流路(未圖示)。可透過預定的流路，由噴射器等之吸引源(未圖示)對多孔質板的上表面傳達負壓。
多孔質板的上表面是中央部比外周部稍微突出之圓錐狀。多孔質板的圓形的上表面與框體的環狀的上表面成為大致面齊平，且作為用於吸引保持晶圓11之大致平坦的保持面而發揮功能。
在工作夾台74的下部設置有可旋轉地支撐工作夾台74之圓環且平板狀的工作台基座(未圖示)。又，在工作台基座的下部設置有調整工作夾台74的傾斜度之傾斜度調整機構(未圖示)。
此外，在工作夾台74的下部連結有旋轉軸74a(在圖15中是以一點鏈線來表示)。在旋轉軸74a透過皮帶輪、皮帶等而連結有馬達等的旋轉驅動源(未圖示)。若使旋轉驅動源動作，工作夾台74即以繞著旋轉軸74a的方式旋轉。
在工作夾台74的上方配置有磨削單元76。磨削單元76具有長邊部大致平行於鉛直方向地配置之圓筒狀的主軸殼體(未圖示)。
在主軸殼體連結有使磨削單元76沿著預定方向(例如鉛直方向)移動之滾珠螺桿式的加工進給機構(未圖示)。又，在主軸殼體，以可旋轉的方式容置有圓柱狀的主軸78的一部分。
在主軸78的上端部的附近設置有馬達等的旋轉驅動源。在主軸78的下端部固定有圓板狀的安裝座80。於安裝座80的下表面側裝設有圓環狀的磨削輪82。
磨削輪82具有以鋁合金所形成之基台84。基台84的上表面側配置成接觸於安裝座80。在基台84的下表面側，沿著基台84的圓周方向以大致等間隔的方式配置有複數個磨削磨石86。
各個磨削磨石86具有例如金屬、陶瓷、樹脂等的結合材、與鑽石、cBN(立方氮化硼，cubic Boron Nitride)等的磨粒。平均粒徑比較大的磨粒可使用於粗磨削磨石，平均粒徑比較小的磨粒可使用於精磨削磨石。
當使主軸78旋轉時，可藉由複數個磨削磨石86的下表面的軌跡來形成圓環狀的磨削面。磨削面會成為和主軸78的長度方向正交之平面。圖15是顯示磨削步驟S50的圖。再者，在圖15中，為了方便而將保護膠帶19a以及框架19b省略。
在磨削步驟S50中，首先是以工作夾台74的保持面隔著保護膠帶19a來吸引保持正面側晶圓31的正面11a側。接著，使工作台基座傾斜成工作夾台74的保持面的一部分變得和磨削輪82的磨削面大致平行。
在此狀態下，以旋轉軸74a為中心使工作夾台74以預定的旋轉速度(例如200rpm)旋轉，並使磨削輪82以預定的旋轉速度(例如3000rpm)旋轉。
此外，一邊從磨削液供給噴嘴(未圖示)將純水等之磨削液供給至磨削面與分離面31a之接觸區域，一邊以預定的加工進給速度(例如1.0μm/秒)讓磨削單元76朝下方移動(亦即加工進給)。
藉由磨削面接觸於分離面31a側，分離面31a側即被磨削。對分離面31a側進行磨削並進行平坦化直到磨削面到達上述之分割起點23為止，並且將正面側晶圓31分割成複數個器件晶片35(參照圖16)。圖16是顯示複數個器件晶片35的立體圖。
在本實施形態之磨削步驟S50中，是在以具有粗磨削磨石來作為磨削磨石86之一個磨削單元76(亦即粗磨削單元)對分離面31a側進行粗磨削後，以具有精磨削磨石來作為磨削磨石86之其他磨削單元76(亦即精磨削單元)對分離面31a側進行精磨削。
只要磨削正面側晶圓31的分離層25側(亦即分離面31a側)，即可以將正面側晶圓31分割成複數個器件晶片35。此外，亦可在精磨削之後，使用研磨單元(未圖示)來研磨分離面31a側。
研磨單元具有主軸78、與裝設在主軸78的下端部之研磨墊。相較於不進行研磨的情況，藉由除了粗磨削以及精磨削以外還進行研磨，可以提升器件晶片35的抗折強度。
在本實施形態中，由於分離層25形成在比背面11b更靠近正面11a側，因此可以讓晶圓11的磨削量比從背面11b磨削晶圓11的情況更加減少。除此之外，還可以將背面側晶圓33再利用作為新的單晶矽晶圓。
順道一提，假設是在分離層形成步驟S30之後進行分割起點形成步驟S20的情況下，則成為以下作法：於背面11b側形成分離層25後，在正面11a側形成分割起點23。
在此情況下，為了避免雷射光束L A因為背面11b側的分離層25而散射之情形，首先是在分離層形成步驟S30中以保持面26a吸引保持正面11a側而在背面11b側形成分離層25。
並且，在接著的分割起點形成步驟S20中，必須以保持面26a吸引保持背面11b側，而在比分離層25更靠近正面11a側形成分割起點23。因此，必須在分離層形成步驟S30之後，且在分割起點形成步驟S20之前，從正面11a側將保護膠帶19a剝離，並使晶圓11翻轉。
相對於此，在本實施形態中，由於是在分割起點形成步驟S20之後進行分離層形成步驟S30，因此具有如下之優點：可以將保護膠帶19a直接利用到磨削步驟S50來進行加工。
順道一提，在上述之加工方法中，藉由在沿著結晶方位[010]之直線狀的區域照射經分歧之雷射光束L A，而在平面視角下，以沿著和此直線狀的區域延伸的方向正交之方向排列的方式形成複數個改質區域25a。
在此情況下，從複數個改質區域25a的每一個區域沿著結晶面{N10}(N為除了0以外之10以下的自然數)當中和單晶矽的結晶方位[010]平行之結晶面伸展之龜裂25b會變多。
藉此，在上述之加工方法中，相較於沿著晶圓11的結晶方位[011]來照射雷射光束L A之情況，可以讓分離層25變得寬度較寬、且較薄。其結果會涉及：和從晶圓11製造器件晶片35時，在雷射加工所需要之時間的縮短、以及以磨削等方式去除之單晶矽的量的減少。
再者，上述之晶圓11之加工方法是本發明的一個態樣，本發明並不限定於上述之方法。例如，晶圓11並不限定於圖1以及圖2等所示之構成。
具體而言，在本發明中，亦可對外周部形成有定向平面之單晶矽晶圓進行加工。亦可對外周部未形成有凹口13以及定向平面之任一者的單晶矽晶圓進行加工。
又，在本發明所使用之雷射加工裝置的構造，並不限定於上述之雷射加工裝置2的構造。例如，本發明亦可使用設有水平移動機構之雷射加工裝置來實施，前述水平移動機構使雷射光束照射單元42的照射頭52等沿著X軸方向及/或Y軸方向移動。
亦即，在本發明中，只要可以使保持晶圓11之工作夾台26與射出雷射光束L A之照射頭52沿著X軸方向及Y軸方向的每一個方向相對地移動即可，對用於該移動之構造並不限定。
又，在本發明中，在分離層形成步驟S30中照射雷射光束L A之晶圓11的內部的直線狀的區域，並不限定於沿著結晶方位[010]之直線狀的區域。
例如，在本發明中，亦可對沿著結晶方位[001]之直線狀的區域照射雷射光束L A。再者，在此情況下，龜裂25b會變得容易在下述的數式3以及數式4所示之結晶面上伸展。
[數式3]
Figure 02_image005
[數式4]
Figure 02_image007
此外，在本發明中，亦可對在平面視角下沿著從結晶方位[010]或結晶方位[001]稍微傾斜之方向的直線狀的區域，照射雷射光束L A。參照圖17來說明此點。
圖17是顯示在對各自沿著不同的結晶方位之直線狀的區域照射雷射光束L A時，形成於晶圓11的內部之分離層25的寬度B(參照圖10)的圖表。
圖表之橫軸所顯示的是，在晶圓11的平面視角下，和結晶方位[011]正交之直線狀的區域(基準區域)所延伸之方向、與成為測定對象之直線狀的區域(測定區域)所延伸之方向所形成之角的角度。
亦即，沿著結晶方位[001]之直線狀的區域成為測定對象的情況下，此圖表的橫軸之值會成為45°(參照圖2的45°)。同樣地，沿著結晶方位[010]之直線狀區域為測定對象的情況下，此圖表的橫軸之值會成為135°(參照圖2的135°)。
圖17所示之圖表的縱軸是顯示將藉由對測定區域照射雷射光束L A而形成於測定區域之分離層25的寬度B，除以藉由對基準區域照射雷射光束LA而形成於基準區域之分離層25的寬度B時之值。
如圖17所示，在基準區域所延伸之方向與測定區域所延伸之方向所形成之角的角度為40°以上且50°以下、或130°以上且140°以下時，測定區域中的分離層25的寬度B會變得相對較寬。
亦即，不僅在對沿著結晶方位[001]或結晶方位[010]之直線狀的區域照射雷射光束L A時分離層25的寬度B會變得相對較寬，在對沿著和這些結晶方位之間所形成之銳角的角度為5°以下的方向之直線狀的區域照射雷射光束L A時，分離層25的寬度B也會變得相對較寬。
因此，在本發明中，亦可對平行於結晶面(100)，且沿著從結晶方位[001]或結晶方位[010]傾斜了5°以下之方向的直線狀的區域，照射雷射光束L A。
順道一提，在分離層形成步驟S30中，亦可重複進行改質區域形成步驟S32以及分度進給步驟S34，而於從晶圓11的內部的Y軸方向上的一端部至另一端部形成分離層25後，再次在晶圓11的內部的大致相同的深度位置上，從Y軸方向上的一端部至另一端部形成分離層25。
如此，藉由進行複數次的分離層形成步驟S30，相較於進行1次的分離層形成步驟S30的情況，包含於分離層25之改質區域25a以及龜裂25b的每一個的密度會增加。因此，在分離步驟S40中，正面側晶圓31與背面側晶圓33的分離會變容易。
又，相較於讓包含於分離層25之龜裂25b進一步伸展而進行1次分離層形成步驟S30之情況，在進行複數次分離層形成步驟S30之情況下，分離層25的寬度B(參照圖10)會變得較寬。
因此，相較於進行1次的分離層形成步驟S30之情況，在進行複數次的分離層形成步驟S30之情況下，可以將在分度進給步驟S34中的Y軸方向上的照射頭52與工作夾台26的相對的移動距離(分度移動)設得較長。
又，在分離層形成步驟S30中，亦可在改質區域形成步驟S32之後，且在分度進給步驟S34之前，再次實施改質區域形成步驟S32。亦即，亦可對已經形成有分離層25之直線狀的區域照射雷射光束L A，以再次形成分離層25。
在此情況下，也變得容易進行分離步驟S40中的正面側晶圓31與背面側晶圓33的分離，且可以將在分度進給步驟S34中的分度移動拉長。
其次，說明以切削加工進行分割起點形成步驟S20之第2以及第3實施形態。於切削加工中會使用圖18所示之切削裝置90。切削裝置90具有圓板狀的工作夾台92。
工作夾台92具有吸引保持晶圓11之保持面92a。再者，由於工作夾台92的形狀、構造、功能等和圖4所示之工作夾台26相同，因此省略詳細的說明。
在工作夾台92的底部連結有馬達等的旋轉驅動源(未圖示)，工作夾台92以及旋轉驅動源可在已支撐於X軸移動板(未圖示)的狀態下，藉由滾珠螺桿式的X軸移動機構(未圖示)而沿著X軸方向移動。
工作夾台92的上方配置有切削單元94。切削單元94具有長邊部沿著Y軸方向而配置之筒狀的主軸殼體96。主軸殼體96分別藉由滾珠螺桿式的Y軸移動機構以及Z軸移動機構(皆未圖示)，而可沿著Y軸以及Z軸方向移動。
又，在主軸殼體96的側部配置有和圖4的拍攝單元56同樣的拍攝單元(未圖示)。在主軸殼體96，以可旋轉的方式容置有圓柱狀的主軸98的一部分。
主軸98是長邊部沿著Y軸方向而配置。在主軸98的一端部的附近設置有馬達等的旋轉驅動源(未圖示)。主軸98的另一端部是從主軸殼體96突出，且在突出之前端部裝設有切削刀片100。
藉由切削加工所進行之分割起點形成步驟S20，可在例如保持步驟S10之後且分離層形成步驟S30之前進行(第2實施形態)。在進行切削加工的情況下，首先是形成晶圓單元41，前述晶圓單元41是背面11b側透過保護膠帶19a被框架19b(圖18中未圖示)支撐。
然後，以正面11a側朝上方露出的方式，以保持面92a隔著保護膠帶19a來吸引保持背面11b側。接著，將工作夾台92的方向調整成1條分割預定線15成為和X軸方向大致平行。
並且，在保持面92a的外側中，使切削刀片100以預定的旋轉速度旋轉，並且將切削刀片100的底部配置在從正面11a起算和成品厚度11c對應之深度位置。
在此狀態下，藉由以預定的加工進給速度將工作夾台92沿著X軸方向加工進給，而沿著1條分割預定線15形成切削溝11e，前述切削溝11e具有從正面11a起算和成品厚度11c對應之深度。此切削溝11e作為分割起點23而發揮功能。
圖18是顯示對正面11a側進行切削加工之情形的局部剖面側面圖。再者，切削溝11e雖然也被稱為半切溝，但並不一定具有剛好是晶圓11的厚度的一半之深度。
本實施形態的切削溝11e具有未到達背面11b之深度，且是相較於晶圓11的厚度更淺之溝。再者，在切削時，是以預定之流量將純水等的切削水(未圖示)供給至加工點附近。切削時的加工條件是設定成如例如以下。
主軸旋轉數  ：30,000rpm 加工進給速度                ：1.0mm/秒以上且20mm/秒以下之預定值 切削水的流量                ：0.5L/min以上且1.5L/min以下之預定值
沿著1條分割預定線15形成切削溝11e之後，對切削單元94進行分度進給，而沿著和形成有切削溝11e之分割預定線15相鄰之其他的分割預定線15同樣地形成切削溝11e。如此進行，而沿著沿一個方向之全部的分割預定線15形成切削溝11e。
之後，使工作夾台92旋轉90°。然後，沿著沿和一個方向正交的其他的方向之全部的分割預定線15同樣地形成切削溝11e。在分割起點形成步驟S20之後，形成在正面11a側貼附有保護膠帶19a之晶圓單元21。
並且，在分離層形成步驟S30中，將雷射光束L A的聚光點定位在比切削溝11e的底部更靠近背面11b側來形成分離層25。在分離層形成步驟S30中，是形成於正面11a側貼附有保護膠帶19a之晶圓單元21。
然後，將雷射光束L A的聚光點定位在比切削溝11e的底部更靠近背面11b側來形成分離層25。在分離層形成步驟S30之後，依序進行分離步驟S40以及磨削步驟S50。圖19(A)是第2實施形態之加工方法的流程圖。
相對於此，在第3實施形態中，是在保持步驟S10以及分離層形成步驟S30之後，進行由切削加工所進行之分割起點形成步驟S35。圖19(B)是第3實施形態之加工方法的流程圖。
再者，在第3實施形態之分割起點形成步驟S35中，是以切削溝11e的底部位於比分離層25更靠近正面11a側的方式來形成切削溝11e。亦即，分離層25是在對應於比分割起點23更靠近背面11b側之深度位置形成。
在第2以及第3實施形態之加工方法中，只要在分離步驟S40後的磨削步驟S50中對正面側晶圓31的分離層25側進行磨削，即可以將正面側晶圓31分割成複數個器件晶片35。從而，相較於從晶圓11的背面11b磨削晶圓11的情況，可以減少晶圓11的磨削量。
接著，說明以燒蝕加工來進行分割起點形成步驟S20之第4以及第5實施形態。在燒蝕加工中是使用圖20所示之雷射加工裝置102。
雖然雷射加工裝置102和圖4所記載之雷射加工裝置2相比較，具有和雷射光束照射單元42不同的雷射光束照射單元104，但除了雷射光束照射單元104以外，與雷射加工裝置2大致相同。
雷射光束照射單元104具有固定在基台4之雷射振盪器44。雷射振盪器44具有以Nd：YAG或Nd：YVO 4所形成之桿狀的雷射介質。
從雷射振盪器44所射出之脈衝狀的雷射光束，是經過波長轉換部(未圖示)、衰減器46等而從照射頭52往保持面26a照射。波長轉換部具有例如產生雷射光束的高諧波之非線性光學結晶。
波長轉換部將從雷射振盪器44射出之基本波長的脈衝狀的雷射光束轉換成具有可被晶圓11吸收之波長的脈衝狀的雷射光束L B。例如，波長轉換部將基本波長1064nm轉換成第3高諧波(例如355nm)。在燒蝕加工中的加工條件是設定成如例如以下。
雷射光束之波長 ：355nm 平均輸出                                ：0.3W以上且4.0W以下之預定值 脈衝之重複頻率                   ：10kHz以上且200kHz以下之預定值 加工進給速度                       ：1.0mm/秒以上且1000mm/秒以下之預定值 道次數                                    ：1以上且10以下之預定數量
再者，雷射光束照射單元104不具有分歧單元48。雷射光束L B並未被分歧，且聚光點會成為1點。藉由燒蝕加工所進行之分割起點形成步驟S20，可在例如保持步驟S10之後且分離層形成步驟S30之前進行(第4實施形態)。
在進行燒蝕加工的情況下，首先是形成晶圓單元41，前述晶圓單元41是背面11b側透過保護膠帶19a被框架19b(在圖20中未圖示)支撐。然後，在正面11a側形成大致均勻的厚度的水溶性樹脂膜(未圖示)。
接著，以正面11a側位於上方的方式，隔著保護膠帶19a以保持面26a來吸引保持背面11b側。接著，將工作夾台26的方向調整成1條分割預定線15成為和X軸方向大致平行。
並且，藉由將雷射光束L B的聚光點定位在和正面11a大致相同的高度，並且以預定的加工進給速度將工作夾台26沿著X軸方向加工進給，而沿著1條分割預定線15形成加工溝11f，前述加工溝11f具有從正面11a起算和成品厚度11c對應之深度。此加工溝11f作為分割起點23而發揮功能。
圖20是顯示對正面11a側施行燒蝕加工之情形的局部剖面側視圖。在沿著1條分割預定線15形成加工溝11f之後，將工作夾台26分度進給，而沿著和形成有加工溝11f之分割預定線15相鄰之其他的分割預定線15同樣地形成加工溝11f。
如此進行，而沿著沿一個方向之全部的分割預定線15形成加工溝11f。之後，使工作夾台92旋轉90°。然後，沿著沿和一個方向正交的其他的方向之全部的分割預定線15同樣地形成加工溝11f。
接著，藉由旋轉洗淨去除正面11a側的水溶性樹脂膜，藉此去除燒蝕加工時附著於水溶性樹脂膜之加工屑(碎屑)。之後，藉由使正面11a側乾燥，而結束分割起點形成步驟S20。
在分割起點形成步驟S20之後，形成在正面11a側貼附有保護膠帶19a之晶圓單元21。並且，在分離層形成步驟S30中，將雷射光束L A的聚光點定位在比加工溝11f的底部更靠近背面11b側來形成分離層25。
之後，依序進行分離步驟S40以及磨削步驟S50。圖21(A)是第4實施形態之加工方法的流程圖。相對於此，在第5實施形態中，是在保持步驟S10以及分離層形成步驟S30之後，進行藉由燒蝕加工所進行之分割起點形成步驟S35。
再者，在第5實施形態之分割起點形成步驟S35中，是以加工溝11f的底部位於比分離層25更靠近正面11a側的方式來形成加工溝11f。亦即，分離層25是在對應於比分割起點23更靠近背面11b側之深度位置形成。
圖21(B)是第5實施形態之加工方法的流程圖。在第4以及第5實施形態之加工方法中，只要在分離步驟S40後的磨削步驟S50中對正面側晶圓31的分離層25側進行磨削，即可以將正面側晶圓31分割成複數個器件晶片35。
從而，相較於從晶圓11的背面11b磨削晶圓11的情況，可以減少晶圓11的磨削量。另外，上述實施形態之構造、方法等，只要在不脫離本發明之目的之範圍內，均可合宜變更來實施。
2,102:雷射加工裝置 4,84:基台 6:X軸Y軸移動機構 8:Y軸導軌 10:Y軸移動板 11:晶圓(單晶矽晶圓) 11a:正面(第1面) 11b:背面(第2面) 11c:成品厚度 11d:深度 11e:切削溝 11f:加工溝 12,20:螺桿軸 13:凹口 14,22,38:馬達 15:分割預定線 16:X軸導軌 17:器件 18:X軸移動板 19a:保護膠帶 19b:框架 21,41:晶圓單元 24:工作台基台 23:分割起點 23a,25a:改質區域 23b,25b:龜裂 25,25-1,25-2:分離層 25c 1,25c 2:線 26,62,74,92:工作夾台 26a,62a,70a,92a:保持面 26b:夾具單元 30:支撐構造 32:Z軸移動機構 34:Z軸導軌 31:正面側晶圓(第1面側晶圓) 31a:分離面(第3面) 33:背面側晶圓(第2面側晶圓) 35:器件晶片 36:Z軸移動板 40:支撐具 42,104:雷射光束照射單元 44:雷射振盪器 46:衰減器 48:分歧單元 50:鏡子 52:照射頭 54:殼體 56:拍攝單元 58:觸控面板 60:分離裝置 62b,74a:旋轉軸 64:楔形部 64a:一端部 66:吸引單元 68:箱體 70:吸引部 72:磨削裝置 76:磨削單元 78,98:主軸 80:安裝座 82:磨削輪 86:磨削磨石 90:切削裝置 94:切削單元 96:主軸殼體 100:切削刀片 A:中心 B:寬度 C:厚度 L A,L B:雷射光束 P 1,P 2,P 3,P 4,P 5:聚光點 S10:保持步驟 S20,S35:分割起點形成步驟 S30:分離層形成步驟 S32:改質區域形成步驟 S34:分度進給步驟 S40:分離步驟 S50:磨削步驟 X,Y,Z:方向
圖1是晶圓的立體圖。 圖2是晶圓的平面圖。 圖3是加工方法的流程圖。 圖4是雷射加工裝置的立體圖。 圖5是雷射光束照射單元的示意圖。 圖6是顯示分割起點形成步驟的立體圖。 圖7是顯示分割起點形成步驟的局部剖面側視圖。 圖8是顯示分離層形成步驟的立體圖。 圖9是顯示分離層形成步驟的局部剖面側視圖。 圖10是顯示分離層形成步驟中的改質區域形成步驟的圖。 圖11是顯示在第1次以及第2次的改質區域形成步驟中所形成的分離層之晶圓的局部的剖面圖。 圖12是顯示在分離步驟中對晶圓賦與外力之情形的圖。 圖13是顯示龜裂彼此相連之狀態的分離層之晶圓的局部的剖面圖。 圖14(A)是顯示分離步驟的局部剖面側視圖，圖14(B)是顯示分離步驟後的正面側晶圓以及背面側晶圓的局部剖面側視圖。 圖15是顯示磨削步驟的圖。 圖16是顯示複數個器件晶片的立體圖。 圖17是顯示在對各自沿著不同的結晶方位之直線狀的區域照射雷射光束時，形成於晶圓的內部之分離層的寬度的圖表。 圖18是顯示對正面側進行切削加工之情形的局部剖面側視圖。 圖19(A)是第2實施形態之加工方法的流程圖，圖19(B)是第3實施形態之加工方法的流程圖。 圖20是顯示在正面側施行燒蝕加工之情形的局部剖面側視圖。 圖21(A)是第4實施形態之加工方法的流程圖，圖21(B)是第5實施形態之加工方法的流程圖。
S10:保持步驟
S20:分割起點形成步驟
S30:分離層形成步驟
S40:分離步驟
S50:磨削步驟

Claims (2)

  1. 一種加工方法，是對單晶矽晶圓進行加工，前述單晶矽晶圓具有形成為分別露出有包含在結晶面{100}之特定的結晶面之第1面與第2面，前述第2面位於和該第1面相反側，在該第1面，於被設定成格子狀之複數條分割預定線所區劃出的複數個區域的每一個區域中形成有器件，前述加工方法的特徵在於： 具備以下步驟： 分割起點形成步驟，沿著各分割預定線，在至少和器件晶片的成品厚度對應之深度，形成用於分割該單晶矽晶圓之分割起點； 分離層形成步驟，將具有穿透該單晶矽晶圓之波長的脈衝狀的雷射光束的聚光點定位在該單晶矽晶圓的內部，並且沿著與該第2面的結晶面平行、且和結晶方位＜100＞之間形成之銳角的角度為5°以下之第1方向，使該聚光點與該單晶矽晶圓相對地移動，而沿著該第2面的結晶面，在對應於比該分割起點更靠近該第2面側之深度形成分離層；及 分離步驟，在該分割起點形成步驟以及該分離層形成步驟之後，以該分離層為起點，將該單晶矽晶圓分離成第1面側晶圓與第2面側晶圓，前述第1面側晶圓包含已形成於該第1面側之複數個器件，前述第2面側晶圓位於該第2面側且不包含器件， 該分離層形成步驟具有以下步驟： 改質區域形成步驟，藉由沿著該第1方向使該雷射光束的該聚光點與該單晶矽晶圓相對地移動，而形成改質區域；及 分度進給步驟，使該聚光點與該單晶矽晶圓在第2方向上相對地分度進給，前述第2方向是平行於該第2面的結晶面且和該第1方向正交之方向， 該分離層包含該改質區域、與以該改質區域為起點而伸展之龜裂。
  2. 如請求項1之加工方法，其更具備磨削步驟，前述磨削步驟是在該分離步驟之後，對該第1面側晶圓之位於和該第1面為相反側的第3面側進行磨削，並且將該第1面側晶圓分割成複數個器件晶片。
TW111141814A 2021-11-11 2022-11-02 加工方法 TW202319166A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-183906 2021-11-11
JP2021183906A JP2023071253A (ja) 2021-11-11 2021-11-11 加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202319166A true TW202319166A (zh) 2023-05-16

Family

ID=86053038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111141814A TW202319166A (zh) 2021-11-11 2022-11-02 加工方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230142363A1 (zh)
JP (1) JP2023071253A (zh)
KR (1) KR20230068998A (zh)
CN (1) CN116100143A (zh)
DE (1) DE102022211652A1 (zh)
TW (1) TW202319166A (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1140520A (ja) 1997-07-23 1999-02-12 Toshiba Corp ウェーハの分割方法及び半導体装置の製造方法
JP4733934B2 (ja) 2004-06-22 2011-07-27 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
KR20060012902A (ko) 2004-08-05 2006-02-09 주식회사 대우일렉트로닉스 Ｔｖ 프로그램 시청 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022211652A1 (de) 2023-05-11
CN116100143A (zh) 2023-05-12
JP2023071253A (ja) 2023-05-23
KR20230068998A (ko) 2023-05-18
US20230142363A1 (en) 2023-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102384101B1 (ko) 웨이퍼의 박화 방법
KR102419485B1 (ko) 웨이퍼의 박화 방법
TWI684216B (zh) 晶圓的加工方法
TWI694511B (zh) 晶圓的加工方法
KR102450902B1 (ko) SiC 웨이퍼의 생성 방법
US10755946B2 (en) Method for producing a wafer from a hexagonal single crystal ingot by applying a laser beam to form a first production history, an exfoliation layer, and a second production history
TWI630968B (zh) Processing method of single crystal substrate
KR102084269B1 (ko) 레이저 가공 장치 및 보호막 피복 방법
JP2020027872A (ja) 光デバイスウェーハの加工方法
JP2011171451A (ja) 砥石工具による加工方法および加工装置
TW202319166A (zh) 加工方法
TW202003141A (zh) 倒角加工方法
TW202125612A (zh) 工件之研削方法
US20240149392A1 (en) Holding jig, manufacturing method of holding jig, and grinding method of workpiece
US20240105513A1 (en) Wafer processing method and device chip manufacturing method
JP7081993B2 (ja) 被加工物の加工方法
JP7290843B2 (ja) 亀裂進展装置及び亀裂進展方法
JP2018088438A (ja) ウェーハの加工方法
TW202220047A (zh) 晶圓的生成方法
TW202410172A (zh) 晶圓的分割方法
TW202320971A (zh) 修整環及被加工物之磨削方法
JP2023116542A (ja) 亀裂進展装置及び亀裂進展方法
JP2020032486A (ja) 被加工物の研削方法
JP2018190833A (ja) ウェーハの加工方法