TW202331822A - 雷射加工方法 - Google Patents
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Abstract
雷射加工方法是具備：
將雷射光照射至對象物，沿著切斷線來將第1溝形成於對象物之工序；
將雷射光照射至對象物，沿著該切斷線來將對於第1溝而言第1溝的寬度方向的端部會重疊的第2溝形成於對象物之工序；
將包含第1溝及第2溝的複合溝形成於對象物之後，將雷射光照射至對象物，在對象物的內部沿著該切斷線來形成改質區域，且使龜裂從改質區域伸展之工序。
Description
本發明之一形態是關於雷射加工方法。
沿著切斷線來切斷對象物時，例如有沿著切斷線來除去對象物的表層側之開槽加工被實施的情況(例如參照專利文獻1，2)。如此的開槽加工是照射雷射光至對象物，藉此沿著切斷線在對象物形成溝。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-173475號公報
[專利文獻2]日本特開2017-011040號公報
(發明所欲解決的課題)
就上述般的技術而言，是有形成溝之後，將雷射光照射至對象物，在對象物的內部沿著切斷線來形成改質區域，且使龜裂從該改質區域伸展，藉此沿著切斷線來切斷對象物的情況。此情況，為了提升切斷後的對象物的產率(例如晶片產率)，期望窄化被形成於對象物的溝的寬度。但，若窄化溝的寬度，則龜裂容易伸展成從溝偏離，該龜裂大幅度偏離切斷線，恐有切斷品質惡化之虞。
於是，本發明之一形態是以提供一種可邊窄化被形成於對象物的溝的寬度，邊抑制從改質區域伸展的龜裂的偏離之雷射加工方法為目的。
(用以解決課題的手段)
本發明之一形態的雷射加工方法是具備：
將雷射光照射至對象物，沿著切斷線來將第1溝形成於對象物之工序；
將雷射光照射至對象物，沿著該切斷線來將對於第1溝而言第1溝的寬度方向的端部會重疊的第2溝形成於對象物之工序；
將包含第1溝及第2溝的複合溝形成於對象物之後，將雷射光照射至對象物，在對象物的內部沿著該切斷線來形成改質區域，且使龜裂從改質區域伸展之工序。
就此雷射加工方法而言，是在對象物形成包含端部會重疊的第1溝及第2溝之複合溝。藉此，邊抑制被形成於對象物的溝的寬度不會擴大，邊引誘龜裂的伸展成為朝向該等2個的第1溝及第2溝，相較於形成單一的溝的情況，可提高龜裂的引誘效果，可抑制龜裂伸展成從溝偏離。亦即，可邊窄化被形成於對象物的溝的寬度，邊抑制從改質區域伸展的龜裂的偏離。
本發明之一形態的雷射加工方法是亦可更具備：形成改質區域之後，在龜裂的端到達第1溝的內面或第2溝的內面之狀態下，藉由擴張被貼附於對象物的膠帶，沿著切斷線來切斷對象物之工序。此情況，可沿著切斷線來精度佳切斷對象物。
在本發明之一形態的雷射加工方法中，對象物是具有基板及基板上的機能元件層，複合溝是亦可在對象物的機能元件層側，被設為第1溝的底部及第2溝的底部的雙方會到達基板。此情況，可更提高第1溝及第2溝所致的龜裂的引誘效果。
在本發明之一形態的雷射加工方法中，對象物是具有基板及基板上的機能元件層，複合溝是在對象物的機能元件層側，被設為第1溝的底部及第2溝的底部的雙方不會到達基板。此情況，可淺化第1溝及第2溝的深度。
在本發明之一形態的雷射加工方法中，對象物是具有基板及基板上的機能元件層，複合溝是在對象物的機能元件層，被設為第1溝的底部及第2溝的底部的任一方會到達基板。此情況，可更提高第1溝及第2溝所致的龜裂的引誘效果。
本發明之一形態的雷射加工方法是亦可具備：在形成複合溝之前，在機能元件層上形成保護膜之工序。此情況，可藉由保護膜來有效地保護機能元件層。
在本發明之一形態的雷射加工方法中，與切斷線正交的剖面視，複合溝是亦可呈現W字形狀。此情況，邊窄化被形成於對象物的溝的寬度，邊抑制從改質區域伸展的龜裂的偏離之上述效果顯著。
本發明之一形態的雷射加工方法是亦可具備：在形成複合溝之前，將對象物研削而薄化之工序。此情況，可在複合溝的形成前藉由研削來薄化對象物。
本發明之一形態的雷射加工方法是亦可具備：形成改質區域之後，將對象物研削而薄化之工序。此情況，可在複合溝的形成後藉由研削來薄化對象物。
在本發明之一形態的雷射加工方法中，切斷線是被複數設定於對象物，形成改質區域的工序是亦可包含：在複合溝的寬度方向，改質區域的形成位置偏離複合溝的中心位置的偏差量比複合溝的溝寬的一半值更大時，將改質區域的形成位置修正為與該中心位置一致之工序。此情況，可利用複合溝的溝寬來修正改質區域的形成位置。
[發明的效果]
若根據本發明之一形態，則可提供一種可邊窄化被形成於對象物的溝的寬度，邊抑制從改質區域伸展的龜裂的偏離之雷射加工方法。
以下，參照圖面詳細說明有關本發明之一形態的實施形態。在各圖中相同或相當的部分是附上相同符號，省略重複的說明。
本實施形態是在晶圓(對象物)的內部形成改質區域。作為在晶圓的內部形成改質區域的裝置，可使用例如圖1所示的雷射加工裝置100。如圖1所示般，雷射加工裝置100是具備支撐部102、光源103、光軸調整部104、空間光調變器105、集光部106、光軸監視器部107、可視攝像部108A、紅外攝像部108B、移動機構109及管理單元150。雷射加工裝置100是藉由對晶圓20照射雷射光L0，在晶圓20形成改質區域11的裝置。在以下的說明中，將彼此正交的3方向分別稱為X方向、Y方向及Z方向。例如，X方向是第1水平方向，Y方向是與第1水平方向垂直的第2水平方向，Z方向是鉛直方向。
支撐部102是例如藉由吸附晶圓20來支撐晶圓20。支撐部102是可沿著X方向及Y方向的各者的方向來移動。支撐部102是能夠以沿著Z方向的旋轉軸作為中心旋轉。光源103是例如藉由脈衝振盪方式來射出雷射光L0。雷射光L0是對於晶圓20具有透過性。光軸調整部104是調整從光源103射出的雷射光L0的光軸。光軸調整部104是例如藉由可調整位置及角度的複數的反射鏡所構成。
空間光調變器105是被配置於雷射加工頭H內。空間光調變器105是調變從光源103射出的雷射光L0。空間光調變器105是反射型液晶(LCOS：Liquid Crystal on Silicon)的空間光調變器(SLM：Spatial Light Modulator)。在空間光調變器105中，藉由適當設定顯示於其顯示部(液晶層)的調變樣式，可調變雷射光L0。在本實施形態中，從光軸調整部104沿著Z方向來行進至下側的雷射光L0是射入至雷射加工頭H內，藉由反射鏡MM1來反射，射入至空間光調變器105。空間光調變器105是邊將如此射入的雷射光L0反射，邊調變。
集光部106是被安裝於雷射加工頭H的底壁。集光部106是將藉由空間光調變器105來調變的雷射光L0集光於藉由支撐部102所支撐的晶圓20。在本實施形態中，藉由空間光調變器105所反射的雷射光L0是藉由分光鏡MM2來反射，射入至集光部106。集光部106是將如此的射入的雷射光L0集光於晶圓20。集光部106是藉由集光透鏡單元161經由驅動機構162來安裝於雷射加工頭H的底壁而構成。驅動機構162是例如藉由壓電元件的驅動力來使集光透鏡單元161沿著Z方向而移動。
另外，在雷射加工頭H內，在空間光調變器105與集光部106之間是配置有結像光學系(圖示省略)。結像光學系是構成空間光調變器105的反射面與集光部106的入射瞳孔面會處於結像關係的兩側遠心光學系。藉此，在空間光調變器105的反射面的雷射光L0的像(藉由空間光調變器105所調變的雷射光L0的像)會被轉像(結像)至集光部106的入射瞳孔面。在雷射加工頭H的底壁是一對的測距感測器S1，S2會被安裝成在X方向位於集光透鏡單元161的兩側。各測距感測器S1，S2是對於晶圓20的雷射光入射面射出測距用的光(例如雷射光)，檢測出在雷射光入射面反射的測距用的光，藉此取得雷射光入射面的變位資料。
光軸監視器部107是被配置於雷射加工頭H內。光軸監視器部107是檢測出透過分光鏡MM2的雷射光L0的一部分。光軸監視器部107的檢測結果是例如顯示射入至集光透鏡單元161的雷射光L0的光軸與集光透鏡單元161的光軸的關係。可視攝像部108A是射出可視光V0，取得可視光V0所致的晶圓20的像作為畫像。可視攝像部108A是被配置於雷射加工頭H內。紅外攝像部108B是射出紅外光，取得紅外光所致的晶圓20的像作為紅外線畫像。紅外攝像部108B是被安裝於雷射加工頭H的側壁。
移動機構109是包含使雷射加工頭H及支撐部102的至少任一個移動於X方向、Y方向及Z方向的機構。移動機構109是以雷射光L0的集光點C能夠移動於X方向、Y方向及Z方向的方式，藉由馬達等的眾所周知的驅動裝置的驅動力來驅動雷射加工頭H及支撐部102的至少任一個。移動機構109是包含使支撐部102旋轉的機構。移動機構109是藉由馬達等的眾所周知的驅動裝置的驅動力來旋轉驅動支撐部102。
管理單元150是具有控制部151、使用者介面152及記憶部153。控制部151是控制雷射加工裝置100的各部的動作。控制部151是被構成為包含處理器、記憶體、存儲器及通訊裝置等的電腦裝置。在控制部151中，處理器會實行被至記憶體等的軟體(程式)，控制記憶體及存儲器的資料的讀出及寫入以及通訊裝置的通訊。使用者介面152是進行各種資料的顯示及輸入。使用者介面152是構成具有圖形基礎(graphic base)的操作體系之GUI(Graphical User Interface)。
使用者介面152是例如包含觸控面板、鍵盤、滑鼠、麥克風、平板型終端裝置、監視器等的至少任一者。使用者介面152是例如可藉由碰觸輸入、鍵盤輸入、滑鼠操作、聲音輸入等來受理各種的輸入。使用者介面152是可在其顯示畫面上顯示各種的資訊。使用者介面152是相當於受理輸入的輸入受理部及可根據受理的輸入來顯示設定畫面的顯示部。記憶部153是例如硬碟等，記憶各種資料。
如以上般構成的雷射加工裝置100是若雷射光L0被集光於晶圓20的內部，則雷射光L會在對應於雷射光L0的集光點(至少集光區域的一部分)C的部分被吸收，在晶圓20的內部形成改質區域11。改質區域11是密度、折射率、機械性強度及其他的物理的特性會與周圍的非改質區域不同的區域。改質區域11是例如有溶融處理區域、龜裂區域、絕緣破壊區域、折射率變化區域等。改質區域11是包含複數的改質點11s及從複數的改質點11s伸展的龜裂。
說明有關沿著用以切斷晶圓20的切斷線15，在晶圓20的內部形成改質區域11時的雷射加工裝置100的動作，作為一例。
首先，雷射加工裝置100是以被設定於晶圓20的切斷線15會成為平行於X方向的方式使支撐部102旋轉。雷射加工裝置100是根據藉由紅外攝像部108B所取得的畫像(例如晶圓20所具有的機能元件層的像)，以雷射光L0的集光點C從Z方向看時會位於切斷線15上的方式，使支撐部102沿著X方向及Y方向的各者的方向移動。雷射加工裝置100是根據藉由可視攝像部108A所取得的畫像(例如晶圓20的雷射光入射面的像)，以雷射光L0的集光點C會位於雷射光入射面上的方式，使雷射加工頭H(亦即集光部106)沿著Z方向移動(高度設定(height set))。雷射加工裝置100是以該位置作為基準，以雷射光L0的集光點C會位於離雷射光入射面預定深度的方式，使雷射加工頭H沿著Z方向移動。
接著，雷射加工裝置100是使雷射光L0從光源103射出，且以雷射光L0的集光點C會沿著切斷線15來相對地移動的方式，沿著X方向來使支撐部102移動。此時，雷射加工裝置100是根據藉由1對的測距感測器S1，S2之中的位於雷射光L0的加工行進方向的前側的一方所取得的雷射光入射面的變位資料，以雷射光L0的集光點C會位於離雷射光入射面預定深度之方式，使集光部106的驅動機構162動作。
藉由以上，沿著切斷線15，且離晶圓20的雷射光入射面一定深度，形成1列的改質區域11。若藉由脈衝振盪方式來從光源103射出雷射光L0，則複數的改質點11s會被形成為沿著X方向來排列成1列。1個的改質點11s是藉由1脈衝的雷射光L0的照射來形成。1列的改質區域11是排列成1列的複數的改質點11s的集合。相鄰的改質點11s是依據雷射光L0的脈衝間距(集光點C對於晶圓20的相對性的移動速度除以雷射光L0的重複頻率後的值)，有互相連接的情況，也有互相分離的情況。
在本實施形態是進行：以晶圓20的切割道的表層會被除去的方式，沿著切斷線15來對切割道照射雷射光，而沿著切斷線15在晶圓20形成溝之開槽加工。作為實施開槽加工的裝置，可使用例如圖2所示的雷射加工裝置1。
如圖2所示般，雷射加工裝置1是具備支撐部2、照射部3、攝像部4及控制部5。支撐部2是支撐晶圓20。支撐部2是例如藉由吸附晶圓20，以包含切割道的晶圓20的表面會與照射部3及攝像部4相向的方式保持晶圓20。例如，支撐部2是可沿著X方向及Y方向的各者的方向來移動，能以和Z方向平行的軸線為中心線旋轉。
照射部3是將雷射光L照射至藉由支撐部2所支撐的晶圓20的切割道。照射部3是包含雷射光源31、整形光學系32、分光鏡33及集光部34。雷射光源31是射出雷射光L。整形光學系32是調整從雷射光源31射出的雷射光L。整形光學系32是包含調變雷射光L的相位之空間光調變器132。
空間光調變器132是具有在雷射光源31射出的雷射光L會射入的顯示部132A。空間光調變器132是按照使顯示於顯示部132A的調變樣式來調變雷射光L。在整形光學系32是亦可包含構成兩側遠心光學系的結像光學系，該兩側遠心光學系是空間光調變器的調變面與集光部34的入射瞳孔面會處於結像關係。整形光學系32是亦可更包含調整雷射光L的輸出的衰減器(attenuator)及擴大雷射光L的直徑的擴束器(beam expander)。
分光鏡33是將從整形光學系32射出的雷射光L反射而使射入至集光部34。集光部34是將藉由分光鏡33而反射的雷射光L(在空間光調變器132調變後的雷射光L)集光至被支撐部2支撐的晶圓20的切割道。
照射部3是更包含光源35、半反射鏡36及攝像元件37。光源35是射出可視光V1。半反射鏡36是將從光源35射出的可視光V1反射而射入至集光部34。分光鏡33是在半反射鏡36與集光部34之間使可視光V1透過。集光部34是將藉由半反射鏡36而反射的可視光V1集光至藉由支撐部2所支撐的晶圓20的切割道。攝像元件37是檢測出藉由晶圓20的切割道而被反射透過集光部34、分光鏡33及半反射鏡36的可視光V1。在雷射加工裝置1中，控制部5會根據攝像元件37的檢測結果，例如以雷射光L的集光點會位於晶圓20的切割道之方式，使集光部34沿著Z方向移動。
攝像部4是取得藉由支撐部2所支撐的晶圓20的切割道的畫像資料。攝像部4是觀察藉由雷射加工裝置100來形成改質區域11的晶圓20的內部之內部觀察攝影機。攝像部4是對於晶圓20射出紅外光，取得紅外光所致的晶圓20的像，作為畫像資料。攝像部4是可使用InGaAs攝影機。
控制部5是控制雷射加工裝置1的各部的動作。控制部5是包含處理部51、記憶部52及輸入受理部53。處理部51是包含處理器、記憶體、存儲器及通訊裝置等的電腦裝置。在處理部51是處理器會實行被寫入至記憶體等的軟體(程式)，控制記憶體及存儲器的資料的讀出及寫入以及通訊裝置的通訊。記憶部52例如硬碟等，記憶各種資料。輸入受理部53是從操作員受理各種資料的輸入的介面部。輸入受理部53是鍵盤、滑鼠、GUI(Graphical User Interface)的至少一個，作為一例。
雷射加工裝置1是實施開槽加工。在開槽加工中，控制部5會控制照射部3，使得雷射光L會沿著切斷線15來照射至藉由支撐部2所支撐的晶圓20的各切割道，控制部5會控制支撐部2，使得雷射光L會沿著切斷線15來相對地移動(詳細後述)。
如圖3及圖4所示般，晶圓20是具有半導體基板(基板)21及機能元件層22。晶圓20的厚度是例如775μm。半導體基板21是具有表面21a及背面21b。半導體基板21例如矽基板。在半導體基板21是設有顯示結晶方位的缺口(notch)21c。在半導體基板21是亦可取代缺口21c，而設置定向平面(orientation flat)。機能元件層22是被形成於半導體基板21的表面21a。機能元件層22是含有複數的機能元件22a。複數的機能元件22a是沿著半導體基板21的表面21a而二維配置。各機能元件22a是例如發光二極體等的受光元件、雷射二極體等的發光元件、記憶體等的電路元件等。各機能元件22a是亦有堆疊複數的層而三維構成的情況。
在晶圓20是形成有複數的切割道23。複數的切割道23是在相鄰的機能元件22a之間露出於外部的區域。亦即，複數的機能元件22a是被配置成隔著切割道23來彼此相鄰。例如，複數的切割道23是對於被配列成矩陣狀的複數的機能元件22a而言，以通過相鄰的機能元件22a之間的方式格子狀地延伸。如圖5所示般，在切割道23的表層是形成有絕緣膜24及複數的金屬構造物25，26。絕緣膜24是例如Low-k膜。各金屬構造物25，26是例如金屬墊。金屬構造物25與金屬構造物26是例如厚度、面積、材料的至少一個，彼此不同。
如圖3及圖4所示般，在晶圓20是設定有複數條切斷線15。晶圓20是被預定有沿著複數的切斷線15的各者來按每個機能元件22a切斷(亦即按每個機能元件22a來晶片化)者。從晶圓20的厚度方向看時，各切斷線15是通過各切割道23。例如，從晶圓20的厚度方向看時，各切斷線15是以通過各切割道23的中央之方式延伸。各切斷線15是藉由雷射加工裝置1，100來被設定於晶圓20的假想性的切斷線。各切斷線15是亦可為實際被劃於晶圓20的切斷線。
在本實施形態中，使顯示於空間光調變器132的顯示部132A的調變樣式是包含使雷射光L分歧成用以形成第1溝的複數(在此是2個)的第1分歧雷射光及用以形成第2溝的複數(在此是2個)的第2分歧雷射光之分歧樣式。如圖6所示般，本實施形態是在沿著切斷線15的X方向，從切斷線15的一方側朝向另一方側，2個的第1分歧雷射光的集光點SA1，SA2排列之後，2個的第2分歧雷射光的集光點SB1，SB2排列。在對應於形成的溝的寬度方向之Y方向，第1分歧雷射光的集光點SA1，SA2的位置是彼此相等。在Y方向，第2分歧雷射光的集光點SB1，SB2的位置是彼此相等。
將第1分歧雷射光的集光點SA1，SA2的各位置亦稱為第1加工點，將第2分歧雷射光的集光點SB1，SB2的各位置亦稱為第2加工點。在X方向，將相鄰的第1分歧雷射光的集光點SA2的位置與第2分歧雷射光的集光點SB1的位置之間的距離設為間隔d23。換言之，間隔d23是鄰接的第1加工點及第2加工點的X方向的距離。在對應於形成的溝的寬度方向的Y方向，將第1分歧雷射光的集光點SA1，SA2的位置與第2分歧雷射光的集光點SB1，SB2的位置之間的距離設為間隔Y1。
間隔d23是比間隔Y1更大。間隔d23是比雷射光L的脈衝間距更大。間隔d23是例如20μm以上。在沿著切斷線15的X方向，複數的第1分歧雷射光的集光點SA1，SA2的位置的間隔d12是比雷射光L的脈衝間距更大。間隔d12是比間隔d23更小。在X方向，複數的第2分歧雷射光的集光點SB1，SB2的位置的間隔d34是比雷射光L的脈衝間距更大。間隔d34是比間隔d23更小。分歧樣式是以集光點SA1，SA2，SB1，SB2會排列成沿著切斷線15的一維陣列狀(包含大略一維陣列狀，實質上一維陣列狀及大體上一維陣列狀，以下相同)之方式，使雷射光L分歧。
如圖8(b)所示般，藉由第1分歧雷射光LA所形成的第1溝M1及藉由第2分歧雷射光LB所形成的第2溝M2是構成複合溝MH。與切斷線15正交的剖面視，複合溝MH是呈現W字形狀的溝(W溝)。與切斷線15正交的剖面視，複合溝MH是在底側具有2個的谷部分及1個的山部分的形狀的溝。與切斷線15正交的剖面視，第1溝M1及第2溝M2的各者是呈現V字形狀的溝(V溝)。第2溝M2是對於第1溝M1而言Y方向的端部會重疊。換言之，第1溝M1與第2溝M2是其Y方向的端部會邊重疊邊延伸於X方向。第1溝M1與第2溝M2是被設為周緣部會接觸。第1溝M1與第2溝M2是同深度及同寬度的溝。
複合溝MH是被設為在晶圓20的機能元件層22側，第1溝M1的底部及第2溝M2的底部的雙方會到達半導體基板21。第1溝M1的底部及第2溝M2的底部是至半導體基板21的機能元件層22側。在第1溝M1及第2溝M2重複的端部(複合溝MH的底側的山部分)是至機能元件層22的半導體基板21側。複合溝MH的最開口側的溝寬的開槽寬是例如設為12μm。開槽寬是可經由輸入受理部53(參照圖2)來適當輸入。開槽寬是比切割道23的寬度更窄。
另外，間隔d12及間隔d34是亦可彼此相等，或亦可相異。當脈衝間距為0.5μm時，間隔d12是10μm，間隔d23是20μm，間隔d34是10μm，間隔Y1是亦可為5μm，作為一例。間隔Y1是複合溝MH剖面視，可形成W字形狀的間隔，亦可比開槽寬更小。
其次，邊參照圖7～圖11邊說明有關使用了雷射加工裝置100及雷射加工裝置1的雷射加工方法。
首先，如圖7(a)所示般，準備晶圓20。在晶圓20的機能元件層22側的表面貼附研削用膠帶28。如圖7(b)所示般，在研削裝置中研削晶圓20的半導體基板21的背面21b側，將晶圓20薄化至所望的厚度為止(研削工序)。如圖7(c)所示般，卸下研削用膠帶28，在晶圓20的機能元件層22側的表面塗佈用以保護機能元件層22(機能元件22a)的保護膜29。
接著，如圖8(a)所示般，在雷射加工裝置1中，藉由支撐部2來吸附晶圓20而支撐之後，對於該晶圓20實施開槽加工。在開槽加工中，控制部5會控制照射部3，使得雷射光L會沿著切斷線15來照射至晶圓20的切割道23，控制部5會控制支撐部2，使得雷射光L會沿著切斷線15來相對性地移動。藉此，如圖8(b)所示般，晶圓20的切割道23的表層會被除去，形成包含第1溝M1及第2溝M2的複合溝MH。
具體而言，在開槽加工中，射出雷射光L，使射出的雷射光L射入至空間光調變器132(參照圖2)的顯示部132A(參照圖2)，依據顯示於顯示部132A的調變樣式來將雷射光L分歧成第1分歧雷射光LA及第2分歧雷射光LB，將第1分歧雷射光LA及第2分歧雷射光LB集光於晶圓20。在開槽加工中，例如，在Z方向，以第1分歧雷射光LA及第2分歧雷射光LB會集光於機能元件層22的表面之方式，移動集光部34(參照圖2)或藉由空間光調變器132來調變。藉由第1分歧雷射光LA的集光來形成第1溝M1，且藉由第2分歧雷射光LB的集光來形成第2溝M2。
如上述般，調變樣式是包括分歧樣式。分歧樣式是可根據經由輸入受理部53(參照圖2)而輸的開槽寬，在控制部5中適當地產生。例如分歧樣式是可利用眾所周知的各種的手法，藉由控制部5來自動產生，使得第1分歧雷射光LA及第2分歧雷射光LB的集光點SA1，SA2，SB1，SB2會位置成圖6所示的一維陣列狀，而實現該開槽寬的複合溝MH。
形成複合溝MH的加工條件是不被別加以限定，可根據眾所周知的各種的見解而設定。形成複合溝MH的加工條件是可經由輸入受理部53來適當地輸入。形成複合溝MH的加工條件是亦可例如設為以下的條件。以下的條件的例子是未使用突發脈衝，但例如為了抑制膜剝落，亦可使用突發脈衝(以下同樣)。
雷射光L的波長：515nm
雷射光L的脈衝寬：600fs
雷射光L的脈衝間距：0.5μm
加工能量(各集光點的總能量)：4.0μJ
掃描數：1pass
複合溝MH的底部的位置：離半導體基板21的表面21a，3μm
接著，如圖8(c)所示般，從支撐部2卸下晶圓20，例如使用藥液等來除去保護膜29。如圖9(a)所示般，在晶圓20的半導體基板21的背面21b貼附設有環框RF的透明切割用膠帶(膠帶)DC。透明切割用膠帶DC是亦被稱為擴張薄膜。
接著，如圖9(b)所示般，在雷射加工裝置100中，沿著切斷線15來對晶圓20照射雷射光L0，藉此沿著切斷線15在晶圓20的內部形成改質區域11。在此是在透明切割用膠帶DC被貼附於半導體基板21的背面21b的狀態下，藉由支撐部102來吸附晶圓20而支撐之後，經由透明切割用膠帶DC來將雷射光L0的集光點對準於半導體基板21的內部，以背面21b作為雷射光入射面，將雷射光L0照射至晶圓20。
雷射光L0是對於透明切割用膠帶DC及半導體基板21具有透過性。若雷射光L0被集光於半導體基板21的內部，則雷射光L0會在對應於雷射光L0的集光點的部分被吸收，在半導體基板21的內部形成改質區域11，且龜裂9會從改質區域11伸展。形成改質區域11的加工條件是不被特別加以限定，可根據眾所周知的各種的見解來設定。形成改質區域11的加工條件是可經由使用者介面152(參照圖1)來適當輸入。形成改質區域11的加工條件是亦可例如設為以下的條件。
雷射光L0的波長：1099nm
雷射光L0的脈衝寬：700nsec
雷射光L0的脈衝間距：6.5μm
加工能量：22μJ
掃描數：8pass
從改質區域11伸展至機能元件層22側的龜裂9是該伸展會被引誘成朝向複合溝MH的2個的第1溝M1及第2溝M2，其端會到達第1溝M1的內面或第2溝M2的內面。例如就圖10所示的例子而言，是實質上在Y方向無改質區域11偏離切斷線15的偏差，此情況，被引誘的龜裂9是到達第1溝M1的第2溝M2側的內面。或，例如圖11(a)所示的例子般，在Y方向有改質區域11偏離切斷線15的偏差時，被引誘的龜裂9是亦可到達第1溝M1的底部。或，例如圖11(b)所示的例子般，在Y方向有改質區域11偏離切斷線15的偏差時，被引誘的龜裂9是亦可到達第1溝M1的與第2溝側相反側的內面。或，例如圖11(c)所示的例子般，在Y方向有改質區域11偏離切斷線15的偏差時，被引誘的龜裂9是亦可到達第1溝M1的第2溝M2側的內面。
接著，如圖12所示般，在擴張裝置(圖示省略)中，藉由擴張被貼附的透明切割用膠帶DC，沿著各切斷線15從被形成於半導體基板21的內部的改質區域11來使龜裂伸展於晶圓20的厚度方向，切斷線15來切斷晶圓20。藉此，按每個機能元件22a來將晶圓20晶片化，取得複數的晶片T1。
在上述中，例如，亦可取代透明切割用膠帶DC，在機能元件層22側貼附保護膠帶，從半導體基板21的背面21b照射雷射光L0而形成改質區域11之後，在半導體基板21的背面21b側貼附透明切割用膠帶DC，剝下機能元件層22側的保護膠帶之後，將透明切割用膠帶DC擴張而分割。又，例如，亦可使用補強材料，在附有保護膜的狀態下進行雷射加工(開槽加工及改質區域11的形成)，然後，除去保護膜，貼附透明切割用膠帶DC，將透明切割用膠帶DC擴張而分割。
可是，如圖13所示般，沿著切斷線15在晶圓20形成單一的V溝M0時，在晶圓20中來自被形成於比V溝M0更Z方向的內側的改質區域11的龜裂9會容易伸展成偏離V溝M0。因此，該龜裂9會從切斷線15大幅度偏離。此情況，切斷晶圓20時的切斷品質會惡化。分割品質的惡化、撕碎的發生及破裂殘留的可能性會變高。
此點，本實施形態是在晶圓20形成包含端部會重疊的第1溝M1及第2溝M2之複合溝MH。藉此，可邊抑制開槽寬不會擴大，邊引誘龜裂9的伸展朝向該等2個的第1溝M1及第2溝M2，相較於單一的V溝M0的情況，可提高龜裂9的引誘效果，可抑制龜裂9伸展成偏離。亦即，可邊窄化開槽寬，邊抑制從改質區域11伸展的龜裂9的偏離。可將龜裂9的偏離收於開槽寬內。分割品質的提升成為可能，可確實地實現全數的晶片分割。可窄化切割道23的寬度。
本實施形態是更具備：形成改質區域11之後，在龜裂9的端到達第1溝M1的內面或第2溝M2的內面之狀態下，將被貼附於晶圓20的透明切割用膠帶DC擴張，藉此沿著切斷線15來切斷晶圓20之工序。此情況，可沿著切斷線15來精度佳切斷晶圓20。
在本實施形態中，晶圓20是具有半導體基板21及機能元件層22。複合溝MH是在晶圓20的機能元件層22側，被設為第1溝M1的底部及第2溝M2的底部的雙方會到達半導體基板21。此情況，可更提高第1溝M1及第2溝M2所致的龜裂9的引誘效果。
本實施形態是具備在形成複合溝MH之前，在機能元件層22上形成保護膜29的工序。此情況，可藉由保護膜29來有效地保護機能元件層22。在本實施形態中，與切斷線15正交的剖面視，複合溝MH是呈現W字形狀。此情況，邊窄化開槽寬邊抑制龜裂9的偏離之上述效果會變顯著。本實施形態是具備在形成複合溝MH之前，將晶圓20研削而薄化的工序。此情況，可在複合溝MH的形成前藉由研削來將晶圓20薄化。
在此，本實施形態的雷射加工裝置1及雷射加工方法是在X方向，相鄰的第1加工點與第2加工點(第1分歧雷射光的集光點SA2的位置與第2分歧雷射光的集光點SB1的位置)的間隔d23會比Y方向的第1加工位置與第2加工位置的間隔Y1更大。由此情形，可使第1加工點與第2加工點分離至彼此的影響難出現為止。所謂影響是例如與先行的加工點的干擾及在熱影響殘留的狀態下加工之類的影響。並且，可使第1加工點與第2加工點分離至該影響實質上消失為止。其結果，可在晶圓20確實地形成第1溝M1及第2溝M2的各者作為獨立的溝。可將第1溝M1及第2溝M2確實地形成為各個的底部會被明確地形成。因此，在使雷射光L分歧成複數的分歧雷射光而照射至晶圓20的雷射加工裝置1及雷射加工方法中，可沿著切斷線15來將第1溝M1及第2溝M2良好地形成於晶圓20。
在本實施形態中，第2溝M2是對於第1溝M1而言第1溝M1的寬度方向的端部會重疊。可在晶圓20形成包含第1溝M1及第2溝M2的複合溝MH。如此的複合溝MH是可有效地引誘例如從被形成於晶圓20的內部的改質區域11伸展的龜裂9。
在本實施形態中，X方向的間隔d23是比雷射光L的脈衝間距更大。此情況，可抑制第1加工位置與第2加工位置的間隔過窄而彼此的影響顯著，可在晶圓20良好地形成第1溝M1及第2溝M2。
在本實施形態中，在X方向複數的第1加工位置的間隔d12是比雷射光L的脈衝間距更大。此情況，可抑制複數的第1加工位置的間隔d12過窄而彼此的影響顯著，可良好地形成第1溝M1。
在本實施形態中，在X方向，複數的第1加工位置的間隔d12是比間隔d23更小。此情況，可將複數的第1加工位置的間隔設定於彼此影響的範圍，使得能夠抑制在形成的第1溝M1的周邊發生的熱影響等的HAZ(Heat-Affected-Zone)。
在本實施形態中，在X方向複數的第2加工位置的間隔d34是比雷射光L的脈衝間距更大。此情況，可抑制複數的第2加工位置的間隔過窄而彼此的影響顯著，可良好地形成第2溝M2。
在本實施形態中，在X方向，複數的第2加工位置的間隔d34是比間隔d23更小。此情況，可將複數的第2加工位置的間隔設定於彼此影響的範圍，使得能夠抑制在形成的第2溝M2的周邊發生的熱影響等的HAZ。
在本實施形態中，分歧樣式是使雷射光L分歧成2個的第1分歧雷射光LA及2個的第2分歧雷射光LB。此情況，可降低在各集光點SA1，SA2，SB1，SB2的能量，可抑制HAZ。
在本實施形態中，分歧樣式是使雷射光L分歧成各集光點SA1，SA2，SB1，SB2會排列成沿著切斷線15的一維陣列狀。藉此，可在晶圓20形成寬度窄的複合溝MH。並且，可提升晶圓20的抗折強度。
即使在Y方向無改質區域11的位置偏離切斷線15的位置之偏差，在形成單一的V溝M0時，從改質區域11延伸的龜裂9蛇行的結果，有狀態不佳發生的可能性。此點，在本實施形態中，由於形成作為W溝的複合溝MH，因此可抑制該狀態不佳。
另外，在本實施形態中，分歧樣式是亦可使雷射光L分歧成用以形成第1溝M1的3個的第1分歧雷射光LA及用以形成第2溝M2的3個的第2分歧雷射光LB。此情況，例如圖14所示般，從切斷線15的一方側朝向另一方側，在沿著切斷線15的X方向，3個的第1分歧雷射光的集光點SA1，SA2，SA3排列後，3個的第2分歧雷射光的集光點SB1，SB2，SB3排列。在對應於形成的溝的寬度方向的Y方向，第1分歧雷射光的集光點SA1，SA2，SA3的位置是彼此相等。在Y方向，第2分歧雷射光的集光點SB1，SB2，SB3的位置是彼此相等。若根據如此的分歧樣式，則可更降低在各集光點SA1，SA2，SA3，SB1，SB2，SB3的能量，可更抑制HAZ。
在本實施形態中，使顯示於空間光調變器132的顯示部132A的分歧樣式是亦可使雷射光L分歧成用以形成第1溝M1的1個或複數(在此是2個)的第1分歧雷射光LA及用以形成第2溝M2的1個或複數(在此是2個)的第2分歧雷射光LB以及用以形成第3溝M3的1個或複數(在此是2個)的第3分歧雷射光。此情況，例如圖15(a)所示般，從切斷線15的一方側朝向另一方側，在沿著切斷線15的X方向，2個的第1分歧雷射光的集光點SA1，SA2排列，2個的第2分歧雷射光的集光點SB1，SB2排列之後，2個的第3分歧雷射光的集光點SC1，SC2排列。在對應於形成的溝的寬度方向之Y方向，第3分歧雷射光的集光點SC1，SC2的位置是彼此相等。
在X方向，將相鄰的第2分歧雷射光的集光點SB2的位置與第3分歧雷射光的集光點SC1的位置之間的距離設為間隔d45。間隔d45是與間隔d23相等。在Y方向，將第2分歧雷射光的集光點SB1，SB2的位置與第3分歧雷射光的集光點SC1，SC2的位置之間的距離設為間隔Y2。間隔Y2是與間隔Y1相等。間隔d45是比間隔Y1更大。間隔d45是比雷射光L的脈衝間距更大。在沿著切斷線15的X方向，複數的第3分歧雷射光的集光點SC1，SC2的位置的間隔d56是比雷射光L的脈衝間距更大。間隔d56是比間隔d23更小。分歧樣式是以集光點SA1，SA2，SB1，SB2，SC1，SC2會排列成沿著切斷線15的一維陣列狀之方式使雷射光L分歧。此情況，如圖15(b)所示般，可形成寬廣的複合溝MH1。
藉由第1分歧雷射光LA所形成的第1溝M1、藉由第2分歧雷射光LB所形成的第2溝M2及藉由第3分歧雷射光所形成的第3溝M3是構成複合溝MH1。與切斷線15正交的剖面視，複合溝MH1是在底側具有3個的谷部分及2個的山部分的形狀的溝。與切斷線15正交的剖面視，第1溝M1、第2溝M2及第3溝M3的各者為V溝。第2溝M2是對於第1溝M1而言Y方向的端部會重疊。換言之，第1溝M1與第2溝M2是其Y方向的端部會邊重疊邊延伸於X方向。第1溝M1與第2溝M2是被設為周緣部會接觸。第3溝M3是對於第2溝M2而言Y方向的端部會重疊。換言之，第2溝M2與第3溝M3是其Y方向的端部會邊重邊延伸於X方向。第2溝M2與第3溝M3是被設為周緣部會接觸。第1溝M1、第2溝M2及第3溝M3是同深度及同寬度的溝。
複合溝MH1是在晶圓20的機能元件層22側，被設為第1溝M1的底部、第2溝M2的底部及第3溝M3的底部的全部會到達半導體基板21。第1溝M1的底部及第2溝M2的底部是至半導體基板21的機能元件層22側。在第1溝M1、第2溝M2及第3溝M3中重複的端部(複合溝MH1的底側的2個的山部分)是至機能元件層22的半導體基板21側。
附帶說明，在本實施形態中，如圖16(a)所示般，亦可在晶圓20的機能元件層22側設有複合溝MH2。複合溝MH2是藉由第1溝M1及第2溝M2所構成的W溝。第2溝M2是對於第1溝M1而言Y方向的端部會重疊。複合溝MH2是被設為第1溝M1的底部及第2溝M2的底部的雙方會到達半導體基板21。在第1溝M1及第2溝M2中重複的端部(複合溝MH2的底側的山部分)是至機能元件層22的表面側。複合溝MH2的第1溝M1與第2溝M2是相較於複合溝MH(參照圖8(b))，彼此的底部會分離於Y方向。在如此的複合溝MH2中也具有與複合溝MH同樣的效果。
在本實施形態中，如圖16(b)所示般，亦可在晶圓20的機能元件層22側設有複合溝MH3。複合溝MH3是藉由第1溝M1及第2溝M2來構成的W溝。第2溝M2是對於第1溝M1而言Y方向的端部會重疊。第1溝M1是深度比第2溝M2更深的溝。複合溝MH3是被設為第1溝M1的底部會到達半導體基板21且第2溝M2的底部不會到達半導體基板21。亦即，被設為第1溝M1的底部及第2溝M2的底部的任一方會到達半導體基板21。在第1溝M1及第2溝M2中重複的端部(複合溝MH3的底側的山部分)是至機能元件層22的半導體基板21側。在如此的複合溝MH3中也可取得與複合溝MH同樣的效果。可更提高第1溝M1及第2溝M2所致的龜裂9的引誘效果。
在本實施形態中，如圖16(c)所示般，亦可在晶圓20的機能元件層22側設有複合溝MH4。複合溝MH4是藉由第1溝M1及第2溝M2所構成的W溝。第2溝M2是對於第1溝M1而言Y方向的端部會重疊。第1溝M1是深度比第2溝M2更深的溝。複合溝MH4是被設為第1溝M1的底部會到達半導體基板21且第2溝M2的底部不會到達半導體基板21。亦即，被設為第1溝M1的底部及第2溝M2的底部的任一方會到達半導體基板21。在第1溝M1及第2溝M2中重複的端部(複合溝MH4的底側的山部分)是至機能元件層22的表面側。複合溝MH4的第1溝M1與第2溝M2是相較於複合溝MH3(參照圖16(b))，彼此的底部會分離於Y方向。在如此的複合溝MH4中也具有與複合溝MH同樣的效果。可更提高第1溝M1及第2溝M2所致的龜裂9的引誘效果。
在本實施形態中，如圖17(a)所示般，亦可在晶圓20的機能元件層22側設有複合溝MH5。複合溝MH5是藉由第1溝M1及第2溝M2來構成的W溝。第2溝M2是對於第1溝M1而言Y方向的端部會重疊。第1溝M1與第2溝M2是同深度及同寬度的溝。複合溝MH2是被設為第1溝M1的底部及第2溝M2的底部的雙方不會到達半導體基板21。在如此的複合溝MH5中也可取得與複合溝MH同樣的效果。可淺化第1溝M1及第2溝M2的深度。
在本實施形態中，如圖17(b)所示般，亦可在晶圓20的機能元件層22側設有複合溝MH6。複合溝MH6是藉由第1溝M1及第2溝M2來構成的W溝。第2溝M2是對於第1溝M1而言Y方向的端部會重疊。第1溝M1與第2溝M2是同深度及同寬度的溝。複合溝MH6是被設為第1溝M1的底部及第2溝M2的底部的雙方不會到達半導體基板21。在第1溝M1及第2溝M2中重複的端部(複合溝MH6的底側的山部分)是至機能元件層22的表面側。複合溝MH6的第1溝M1與第2溝M2是相較於複合溝MH5(參照圖17(a))，彼此的底部會分離於Y方向。在如此的複合溝MH6中也可取得與複合溝MH同樣的效果。可更提高第1溝M1及第2溝M2所致的龜裂9的引誘效果。
圖18是表示評價形成複合溝MH時的龜裂9的偏離的試驗結果的圖。在圖中，挖掘量是在複合溝MH的底部的位置，從半導體基板21的表面21a進入至半導體基板21的量。移動(shift)量是在複合溝MH的寬度方向，對應於被形成的改質區域11與複合溝MH的中心的偏差量。「〇」是意思龜裂9的端被引誘成到達第1溝M1的內面或第2溝M2的內面。「偏離」是意思龜裂9從複合溝MH偏離，龜裂9的端不到達第1溝M1的內面或第2溝M2的內面。就圖中的試驗而言，開槽寬是12μm。如圖18所示般，可知若根據複合溝MH，則即使被形成的改質區域11對於複合溝MH而言在寬度方向偏離時，只要為一定範圍，便可取得龜裂9的引誘效果。又，可知挖掘量越大，對於移動量而言越可有效果地發揮龜裂9的引誘效果。
本實施形態的開槽加工是在空間光調變器132的顯示部132A顯示分歧樣式，而藉由使雷射光L分歧而成的第1分歧雷射光LA及第2分歧雷射光LB來同時形成第1溝M1及第2溝M2，但不被限定於此。開槽加工是只要包含：對晶圓20照射雷射光L，沿著切斷線15來將第1溝M1形成於晶圓20的工序、及對晶圓20照射雷射光L，沿著該切斷線15來將第2溝M2形成於晶圓20的工序即可。
例如圖19(a)所示般，經由集光部34來將雷射光L集光於機能元件層22，藉此除去晶圓20的機能元件層22側的表層，形成第1溝M1。然後，亦可如圖19(b)所示般，使集光部34及支撐部2(參照圖2)的至少任一個在Y方向(第1溝M1的寬度方向)預定量移動，經由集光部34來將雷射光L集光於機能元件層22，藉此除去晶圓20的機能元件層22側的表層，形成第2溝M2。
又，例如圖20(a)所示般，經由集光部34來將雷射光L集光於機能元件層22，藉此除去晶圓20的機能元件層22側的表層，形成第1溝M1。然後，亦可使在Y方向(第1溝M1的寬度方向)將雷射光L的集光點錯開預定量的移動樣式(shift pattern)顯示於空間光調變器132的顯示部132A，如圖20(b)所示般，經由集光部34來將雷射光L集光於機能元件層22，除去晶圓20的機能元件層22側的表層，形成第2溝M2。
在本實施形態中，形成改質區域11的工序是亦可包含：在複合溝MH的寬度方向，當改質區域11的形成位置偏離複合溝MH的中心位置的偏差量(以下亦稱為「寬度方向偏差量」)比開槽寬的一半值更大時，將改質區域11的形成位置修正為與該中心位置一致之工序。例如亦可包含圖21所示的以下的工序，作為一例。
在形成改質區域11的工序中，首先，在對應於複合溝MH的寬度方向的Y方向，使改質區域11的形成位置(預定改質區域11的形成的位置)與基準加工位置的複合溝MH的中心位置一致(步驟S11)。複合溝MH的中心位置是可根據例如藉由紅外攝像部108B(參照圖1)所攝像的畫像來掌握。接著，如上述般沿著切斷線15來形成改質區域11(步驟S12)。
沿著延伸於X方向的切斷線15的全部而改質區域11的形成完了時(在步驟S13，YES)，結束處理，當作雷射加工完了，移行至後段的工序。另一方面，沿著延伸於X方向的切斷線15的全部而改質區域11的形成未完了時(在步驟S13，NO)，將改質區域11的形成位置予以在Y方向僅預定距離(對應於鄰接的2條的該切斷線15間的距離)，使雷射加工頭H及支撐部102(參照圖1)的至少任一個移動於Y方向(步驟S14)。
判定改質區域11的寬度方向偏差量是否比開槽寬的一半值(1/2的值)更大(步驟S15)。改質區域11的寬度方向偏差量是例如可根據藉由紅外攝像部108B(參照圖1)所攝像的畫像來掌握。在上述步驟S15，YES時，實行Y方向的改質區域11的形成位置的修正(步驟S16)。上述步驟S16是在Y方向，以改質區域11的形成位置會與複合溝MH的中心位置一致之方式，將雷射加工頭H及支撐部102(參照圖1)的至少任一個的位置調整於Y方向。在上述步驟S15，NO時或上述步驟S16之後，回到上述步驟S12的處理。若根據以上般的變形例的雷射加工方法，則可利用開槽寬來修正改質區域11的形成位置。
[變形例]
本發明之一形態是不被限定於上述實施形態。
在上述實施形態是將進行開槽加工的雷射加工裝置1及在晶圓20的內部形成改質區域11的雷射加工裝置100設為各別的裝置，但不被限定於此。例如，亦可以搬送臂來連結開槽加工用的裝置與改質區域11形成用的裝置而設為一體。亦可如圖22所示的雷射加工裝置200般，將平台202設為共通，搭載對應於開槽加工用的加工裝置的光學系210A及對應於改質區域11形成用的加工裝置的光學系210B，作為一例。另外，如此的雷射加工裝置200是具備使平台(支撐部)202移動的移動機構205及使光學系210A，210B移動的移動機構206。
有關使用雷射加工裝置100及雷射加工裝置1的雷射加工方法是不被限定於上述的方法，亦可例如為其次的方法。亦即，首先，如圖23(a)所示般，準備晶圓20。在晶圓20的機能元件層22側的表面塗佈保護膜29。接著，如圖23(b)所示般，在雷射加工裝置1中，藉由支撐部2來吸附晶圓20而支撐之後，對於該晶圓20實施開槽加工。在開槽加工中，控制部5會控制照射部3，使得雷射光L會沿著切斷線15而被照射至晶圓20的切割道23，控制部5會控制支撐部2，使得雷射光L會沿著切斷線15而相對地移動。藉此，晶圓20的切割道23的表層會被除去，而形成複合溝MH。
接著，如圖23(c)所示般，從支撐部2卸下晶圓20，例如使用藥液等來除去保護膜29。如圖24(a)所示般，在晶圓20的機能元件層22側的表面貼附研削用膠帶28。在雷射加工裝置100中，沿著切斷線15來對晶圓20照設雷射光L0，藉此沿著切斷線15在晶圓20的內部形成改質區域11。在此是藉由支撐部102來吸附晶圓20而支撐之後，將雷射光L0的集光點對準於半導體基板21的內部，改變該集光點的Z方向的位置來重複複數次從背面21b照射雷射光L0至晶圓20的掃描。藉此，在半導體基板21的內部在Z方向形成複數列的改質區域11，且龜裂9會從改質區域11伸展。
接著，如圖24(b)所示般，在研削裝置中，將晶圓20的半導體基板21的背面21b側研削，使晶圓20薄化至改質區域11被除去的所望的厚度為止。如圖24(c)所示般，在晶圓20的半導體基板21的背面21b貼附設有環框RF的透明切割用膠帶DC。然後，如圖25所示般，在擴張裝置(圖示省略)中，被藉由將被貼附的透明切割用膠帶DC擴張，沿著各切斷線15來使龜裂9伸展於晶圓20的厚度方向，沿著切斷線15來切斷晶圓20。藉此，按每個機能元件22a將晶圓20晶片化，取得複數的晶片T1。在如此的變形例的雷射加工方法中，可在複合溝MH的形成後藉由研削來將晶圓20薄化。
在上述實施形態及上述變形例中，攝像部4是亦可具備利用可視光來取得晶圓20的切割道的畫像資料之攝影機。在上述實施形態及上述變形例中，利用攝取切斷後的切割道23的至少表層的畫像或利用了紅外線的透視畫像，作成控制切割道23的各區域的雷射光L的照射條件(雷射ON/OFF控制、雷射功率)的資訊，可根據該資訊來控制開槽加工。在上述實施形態及上述變形例中，亦可藉由對於切割道23之複數的雷射光L的掃描，除去切割道23的表層。在上述實施形態及上述變形例中，以雷射光L0會沿著各切斷線15來相對地移動的方式，亦可只控制支撐部102，亦可只控制雷射加工頭H，或亦可控制支撐部102及雷射加工頭H的雙方。在上述實施形態及上述變形例中，以雷射光L會沿著各切割道23來相對地移動的方式，亦可只控制支撐部2，亦可只控制照射部3，或亦可控制支撐部2及照射部3的雙方。
在上述實施形態及上述變形例中，將雷射光L分歧而成的複數的分歧雷射光的各集光點的能量是亦可為均等，或亦可改變分歧比率來賦予強弱。在上述實施形態及上述變形例中，在Y方向，將第1分歧雷射光的集光點SA1，SA2，SA3的位置設為相同，但亦可在該等的至少任一個比間隔Y1更窄的範圍移動於Y方向。在Y方向，將第2分歧雷射光的集光點SB1，SB2，SB3的位置設為相同，但亦可在該等的至少任一個比間隔Y1更窄的範圍移動於Y方向。在Y方向，將第3分歧雷射光的集光點SC1，SC2的位置設為相同，但亦可在該等的至少任一個比間隔Y1或間隔Y2更窄的範圍移動於Y方向。間隔Y1是亦可與間隔Y2相等或亦可相異。
在上述實施形態及上述變形例中，第1溝M1的底部及第2溝M2的底部的雙方亦可位於半導體基板21的表面21a。在上述實施形態及上述變形例中，以分歧樣式使雷射光L分歧的分歧數是不被限定，只要是複數即可。在上述實施形態及上述變形例中，在改質區域11的形成時，龜裂9的端亦可到達第1溝M1的內面或第2溝M2的內面，在形成改質區域11之後的工序中，龜裂9的端亦可到達第1溝M1的內面或第2溝M2的內面。在上述實施形態及上述變形例中，所謂「龜裂9的端到達第1溝M1的內面或第2溝M2的內面」是例如若在後段的工序以將晶圓20晶片化為目的進行加工，則也包括在切斷線15的一部分，龜裂9的端未到達第1溝M1的內面或第2溝M2的內面的情況。
1:雷射加工裝置
2:支撐部
9:龜裂
11:改質區域
15:切斷線
20:晶圓(對象物)
21:半導體基板(基板)
22:機能元件層
29:保護膜
31:雷射光源
34:集光部
100:雷射加工裝置
132:空間光調變器
132A:顯示部
200:雷射加工裝置
202:平台(支撐部)
d12:間隔
d23:間隔
d34:間隔
d45:間隔
d56:間隔
DC:透明切割用膠帶(膠帶)
L:雷射光
L0:雷射光
LA:第1分歧雷射光
LB:第2分歧雷射光
M1:第1溝(溝)
M2:第2溝(溝)
M3:第3溝(溝)
MH,MH1,MH2,MH3,MH4,MH5,MH6:複合溝
SA1,SA2,SA3:第1分歧雷射光的集光點
SB1,SB2,SB3:第2分歧雷射光的集光點
SC1,SC2:第3分歧雷射光的集光點
Y1,Y2:間隔
[圖1]是在晶圓的內部形成改質區域的雷射加工裝置的構成圖。
[圖2]是實施開槽加工的雷射加工裝置的構成圖。
[圖3]是成為加工對象的晶圓的平面圖。
[圖4]是圖3所示的晶圓的一部分的剖面圖。
[圖5]是圖3所示的切割道的一部分的平面圖。
[圖6]是從Z方向看第1分歧雷射光的各集光點的位置及第2分歧雷射光的各集光點的位置時的例子的圖。
[圖7](a)是用以說明一實施形態的雷射加工方法的晶圓的剖面圖，(b)是表示圖7(a)的後續的晶圓的剖面圖，(c)是表示圖7(b)的後續的晶圓的剖面圖。
[圖8](a)是表示圖7(c)的後續的晶圓的剖面圖，(b)是表示圖8(a)的後續的晶圓的剖面圖，(c)是表示圖8(b)的後續的晶圓的剖面圖。
[圖9](a)是表示圖8(c)的後續的晶圓的剖面圖，(b)是表示圖9(a)的後續的晶圓的剖面圖。
[圖10]是擴大圖9(b)的晶圓的一部分的剖面圖。
[圖11](a)是變形例的晶圓的對應於圖10的剖面圖，(b)是其他的變形例的晶圓的對應於圖10的剖面圖，(c)是另外其他的變形例的晶圓的對應於圖10的剖面圖。
[圖12]是表示圖9(b)的後續的晶圓的剖面圖。
[圖13]是以往例的晶圓的對應於圖10的剖面圖。
[圖14]是從Z方向看第1分歧雷射光的各集光點的位置及第2分歧雷射光的各集光點的位置時的其他的例的圖。
[圖15](a)是從Z方向看第1分歧雷射光的各集光點的位置、第2分歧雷射光的各集光點的位置及第3分歧雷射光的各集光點的位置時的例子的圖，(b)是表示變形例的複合溝的晶圓的剖面圖。
[圖16](a)是表示變形例的複合溝的晶圓的剖面圖，(b)是表示變形例的複合溝的晶圓的剖面圖，(c)是表示變形例的複合溝的晶圓的剖面圖。
[圖17](a)是表示變形例的複合溝的晶圓的剖面圖，(b)是表示變形例的複合溝的晶圓的剖面圖。
[圖18]是表示評價形成複合溝時的龜裂的偏離的試驗結果的圖。
[圖19](a)是表示形成複合溝的方法的其他的例子的晶圓的剖面圖，(b)是表示圖19(a)的後續的晶圓的剖面圖。
[圖20](a)是表示形成複合溝的方法的進一步其他的例子的晶圓的剖面圖，(b)是表示圖20(a)的後續的晶圓的剖面圖。
[圖21]是說明包含修正改質區域的形成位置的工序的雷射加工的例子的流程圖。
[圖22]是表示搭載開槽加工用的光學系及改質區域形成用的光學系的雷射加工裝置的立體圖。
[圖23](a)是用以說明變形例的雷射加工方法的晶圓的剖面圖，(b)是表示圖23(a)的後續的晶圓的剖面圖，(c)是表示圖23(b)的後續的晶圓的剖面圖。
[圖24](a)是表示圖23(c)的後續的晶圓的剖面圖，(b)是表示圖24(a)的後續的晶圓的剖面圖，(c)是表示圖24(b)的後續的晶圓的剖面圖。
[圖25]是表示圖24(c)的後續的晶圓的剖面圖。
2:支撐部
15:切斷線
20:晶圓(對象物)
21:半導體基板(基板)
22:機能元件層
23:切割道
29:保護膜
L:雷射光
LA:第1分歧雷射光
LB:第2分歧雷射光
M1:第1溝(溝)
M2:第2溝(溝)
MH:複合溝
Claims (10)
- 一種雷射加工方法，其特徵為具備： 將雷射光照射至對象物，沿著切斷線來將第1溝形成於前述對象物之工序； 將雷射光照射至前述對象物，沿著該切斷線來將對於前述第1溝而言前述第1溝的寬度方向的端部會重疊的第2溝形成於前述對象物之工序； 將包含前述第1溝及前述第2溝的複合溝形成於前述對象物之後，將雷射光照射至前述對象物，在前述對象物的內部沿著該切斷線來形成改質區域，且使龜裂從前述改質區域伸展之工序。
- 如請求項1記載的雷射加工方法，其中，更具備：形成前述改質區域之後，在前述龜裂的端到達前述第1溝的內面或前述第2溝的內面之狀態下，藉由擴張被貼附於前述對象物的膠帶，沿著前述切斷線來切斷前述對象物之工序。
- 如請求項1或2記載的雷射加工方法，其中，前述對象物是具有基板及前述基板上的機能元件層， 前述複合溝是在前述對象物的前述機能元件層側，被設為前述第1溝的底部及前述第2溝的底部的雙方會到達前述基板。
- 如請求項1或2記載的雷射加工方法，其中，前述對象物是具有基板及前述基板上的機能元件層， 前述複合溝是在前述對象物的前述機能元件層側，被設為前述第1溝的底部及前述第2溝的底部的雙方不會到達前述基板。
- 如請求項1或2記載的雷射加工方法，其中，前述對象物是具有基板及前述基板上的機能元件層， 前述複合溝是在前述對象物的前述機能元件層，被設為前述第1溝的底部及前述第2溝的底部的任一方會到達前述基板。
- 如請求項3～5的任一項記載的雷射加工方法，其中，具備：在形成前述複合溝之前，在前述機能元件層上形成保護膜之工序。
- 如請求項1～6的任一項記載的雷射加工方法，其中，與前述切斷線正交的剖面視，前述複合溝是呈現W字形狀。
- 如請求項1～7的任一項記載的雷射加工方法，其中，具備：在形成前述複合溝之前，將前述對象物研削而薄化之工序。
- 如請求項1～7的任一項記載的雷射加工方法，其中，具備：形成前述改質區域之後，將前述對象物研削而薄化之工序。
- 如請求項1～9的任一項記載的雷射加工方法，其中，前述切斷線是被複數設定於前述對象物， 形成前述改質區域的工序是包含：在前述複合溝的寬度方向，前述改質區域的形成位置偏離前述複合溝的中心位置的偏差量比前述複合溝的溝寬的一半值更大時，將前述改質區域的形成位置修正為與該中心位置一致之工序。
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