TW202333212A - 晶圓之加工方法 - Google Patents

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cutting
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新津敬一郎
金永奭
渡部晃司
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]提供一種可以修復因為加工溝的形成所產生之損傷之加工方法。 [解決手段]藉由照射雷射光線使晶圓的第1加工溝以及第2加工溝的第1邊緣面部以及第2邊緣面部熔融。從而，可以將第1邊緣面部以及第2邊緣面部的表面平坦化，並且變得可修復第1邊緣面部及第2邊緣面部的損傷。其結果，可以提升分割晶圓而形成之晶片的抗折強度。

Description

晶圓之加工方法
本發明是有關於一種在晶圓形成加工溝的晶圓之加工方法。
有一種在晶圓形成加工溝之技術(參照專利文獻1)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2005-064231號公報
發明欲解決之課題
但是，若在晶圓形成加工溝，會有在晶圓產生裂隙或缺損等損傷之情形。 據此，本發明之目的在於提供一種可以修復因為加工溝的形成所產生之損傷的至少一部分之加工方法。 用以解決課題之手段
根據本發明，可提供一種晶圓之加工方法，是將在正面形成有交叉之複數條分割預定線之晶圓沿著該分割預定線來加工的晶圓之加工方法，前述晶圓之加工方法具備有以下步驟： 加工溝形成步驟，沿著該分割預定線形成加工溝；及 能量供給步驟，對該加工溝的溝底、側面與邊緣面的至少任一個部分供給能量來使其熔融，而修復因為該加工溝形成步驟所產生之損傷的至少一部分。 較佳的是，於晶圓積層有功能層，且該加工溝形成步驟包含以下步驟：形成至少去除該功能層之深度的一對加工預備溝；以及在該一對加工預備溝之間形成該加工溝。 較佳的是，在該加工溝形成步驟中，是藉由該加工溝將晶圓分割成複數個晶片，該能量供給步驟更包含側面露出步驟，前述側面露出步驟是將能量的供給對象之晶片相對地比其他的晶片更上推，而將該能量的供給對象之晶片的側面露出，並對已在該側面露出步驟中露出之側面供給該能量。 較佳的是，該能量供給步驟是照射雷射光線之步驟。較佳的是，該雷射光線的波長是對晶圓具有吸收性之波長。 較佳的是，在晶圓積層有功能層，且在該能量供給步驟中，對該加工溝的溝底、側面與邊緣面的至少任一者中的由該功能層所構成之部分供給該能量，而修復在由該功能層所構成之部分產生之損傷的至少一部分。 發明效果
在本加工方法中，是在加工溝形成步驟之後，實施能量供給步驟，來對加工溝的溝底、側面與邊緣面的至少任一個部分供給能量，使此部分(雷射照射部分)熔融並進行再結晶化。因為藉由熔融，可以將雷射照射部分平坦化，並且可以讓因為加工溝的形成而產生之裂隙及缺損等結合，所以變得可減輕雷射照射部分的損傷。亦即，可以修復損傷的至少一部分。其結果，可以提升分割晶圓而形成之晶片的抗折強度。
用以實施發明之形態
在本發明實施形態中，可使用如圖1所示之晶圓100來作為被加工物。晶圓100具有圓形狀，且在正面形成有朝第1方向延伸之複數條第1分割預定線103、以及朝正交於第1方向之第2方向延伸之複數條第2分割預定線104。在被這些第1分割預定線103以及第2分割預定線104所區劃出之各區域中，亦可形成有例如未圖示之器件。
在本實施形態中，如圖1所示，晶圓100是以框架單元110的狀態來進行操作處理。框架單元110是藉由以切割膠帶113使具有可容置晶圓100之開口112的環狀框架111、與已定位在環狀框架111的開口112之晶圓100一體化而形成。在本實施形態中，晶圓100是以如此的框架單元110的狀態，在圖2所示之加工系統1中被加工。
圖2所示之加工系統1是對晶圓100進行加工之系統，且具備有對晶圓100進行切削加工之第1切削裝置2、對晶圓100進行雷射加工之雷射加工裝置4、在其等之間搬送晶圓100之搬送裝置5、以及控制這些裝置之控制器7。
首先，針對第1切削裝置2之構成來說明。如圖3所示，第1切削裝置2具備有基台10，在此基台10上配設有加工進給機構14。加工進給機構14使包含保持工作台21之保持部20相對於切削機構45的第1切削刀片46沿著平行於保持工作台21的保持面22之加工進給方向(X軸方向)相對地移動。
加工進給機構14包含有在X軸方向上延伸之一對導軌15、載置於導軌15之X軸工作台16、和導軌15平行地延伸之滾珠螺桿17、以及使滾珠螺桿17旋轉之馬達18。
一對導軌15是平行於X軸方向地配置在基台10的上表面。X軸工作台16是在一對導軌15上以可沿著這些導軌15滑動的方式設置。於X軸工作台16上載置有保持部20。
滾珠螺桿17是螺合於已設置在X軸工作台16之螺帽部(未圖示)。馬達18是連結於滾珠螺桿17的一端部，並旋轉驅動滾珠螺桿17。藉由旋轉驅動滾珠螺桿17，X軸工作台16以及保持部20會沿著導軌15且沿著加工進給方向即X軸方向而移動。
保持部20具備有保持框架單元110的晶圓100(參照圖1)之保持工作台21、配置於保持工作台21的周圍之罩蓋板24、以及設置於保持工作台21的周圍之2個夾具部25。又，保持部20在罩蓋板24的下方具有支撐保持工作台21且使其在XY平面內旋轉之θ工作台23。
保持工作台21是對圖1所示之晶圓100進行保持之構件，且形成為圓板狀。保持工作台21具備有由多孔材所構成之保持面22。保持面22可連通於未圖示之吸引源。保持工作台21是藉由此保持面22來吸引保持框架單元110中的晶圓100。
已設置於保持工作台21的周圍之2個夾具部25會夾持固定保持工作台21所保持之晶圓100的周圍的環狀框架111。
在基台10上的後方側(-X方向側)以跨越加工進給機構14的方式豎立設置有門型支柱11。在門型支柱11的前表面(+X軸方向側之面)設置有使切削機構45移動之切削機構移動機構13。
切削機構移動機構13是將切削機構45朝Y軸方向分度進給，並且朝Z軸方向切入進給。切削機構移動機構13具備有在分度進給方向(Y軸方向)上移動切削機構45之分度進給機構30、以及在切入進給方向(Z軸方向)上移動切削機構45之切入進給機構40。
分度進給機構30是配設在門型支柱11的前表面。分度進給機構30是藉由使切入進給機構40以及切削機構45沿著Y軸方向往返移動，而調整切削機構45在Y軸方向上的位置。
分度進給機構30包含有在Y軸方向上延伸之一對導軌31、載置於導軌31之Y軸工作台34、和導軌31平行地延伸之滾珠螺桿32、以及使滾珠螺桿32旋轉之馬達33。
一對導軌31是平行於Y軸方向地配置在門型支柱11的前表面。Y軸工作台34是在一對導軌31上以可沿著這些導軌31滑動的方式設置。在Y軸工作台34上安裝有切入進給機構40以及切削機構45。
滾珠螺桿32是螺合於已設置於Y軸工作台34之螺帽部(未圖示)。馬達33是連結於滾珠螺桿32的一端部，並旋轉驅動滾珠螺桿32。藉由旋轉驅動滾珠螺桿32，Y軸工作台34、切入進給機構40以及切削機構45會沿著導軌31在分度進給方向即Y軸方向上移動。
切入進給機構40使切削機構45沿著Z軸方向(上下方向)往返移動。Z軸方向是正交於X軸方向以及Y軸方向，並且相對於保持工作台21的保持面22正交之方向。
切入進給機構40包含有在Z軸方向上延伸之一對導軌41、載置於導軌41之支撐構件42、和導軌41平行地延伸之滾珠螺桿43、以及使滾珠螺桿43旋轉之馬達44。
一對導軌41是平行於Z軸方向地配置在Y軸工作台34。支撐構件42具備有拍攝機構48，且是在一對導軌41上以可沿著這些導軌41滑動的方式設置。在支撐構件42的下端部安裝有切削機構45。
滾珠螺桿43是螺合於設置在支撐構件42的背面側之螺帽部(未圖示)。馬達44是連結於滾珠螺桿43的一端部，並旋轉驅動滾珠螺桿43。藉由旋轉驅動滾珠螺桿43，使支撐構件42以及切削機構45沿著導軌41在切入進給方向即Z軸方向上移動。
切削機構45是對已保持在保持工作台21之晶圓100進行切削之機構，且可旋轉地支撐有切削晶圓100之第1切削刀片46。
切削機構45除了第1切削刀片46之外，還具備有裝設第1切削刀片46並進行旋轉之主軸、可旋轉地支撐主軸之殼體、以及旋轉驅動主軸之馬達等(全部皆未圖示)。在切削機構45中，是藉由第1切削刀片46來實施對晶圓100的切削加工，前述第1切削刀片46是藉由馬達而和主軸一起高速旋轉。
其次，說明雷射加工裝置4之構成。如圖4所示，雷射加工裝置4具備有長方體狀的基台51、以及豎立設置於基台51的一端之立壁部52。
在基台51的上表面具備有：具備有保持工作台56之保持部55、使保持工作台56在分度進給方向即Y軸方向上移動之Y軸移動機構60、以及使保持工作台56在加工進給方向即X軸方向上移動之X軸移動機構70。保持工作台56具備有用於保持晶圓100之保持面57。
Y軸移動機構60使保持工作台56相對於雷射光線照射單元80在平行於保持面57的Y軸方向上移動。Y軸移動機構60包含有在Y軸方向上延伸之一對導軌63、載置於導軌63之Y軸工作台64、和導軌63平行地延伸之滾珠螺桿65、以及使滾珠螺桿65旋轉之驅動馬達66。
一對導軌63是平行於Y軸方向地配置在基台51的上表面。Y軸工作台64是在一對導軌63上以可沿著這些導軌63滑動的方式設置。在Y軸工作台64上載置有X軸移動機構70以及保持部55。
滾珠螺桿65是螺合於已設置在Y軸工作台64之螺帽部(未圖示)。驅動馬達66是連結於滾珠螺桿65的一端部，並將滾珠螺桿65旋轉驅動。藉由旋轉驅動滾珠螺桿65，Y軸工作台64、X軸移動機構70以及保持部55即沿著導軌63在Y軸方向上移動。
X軸移動機構70使保持工作台56相對於雷射光線照射單元80在平行於保持面57的X軸方向上移動。X軸移動機構70具備有在X軸方向上延伸之一對導軌71、載置於導軌71上之X軸工作台72、和導軌71平行地延伸之滾珠螺桿73、以及使滾珠螺桿73旋轉之驅動馬達75。
一對導軌71是平行於X軸方向地配置在Y軸工作台64的上表面。X軸工作台72是在一對導軌71上以可沿著這些導軌71滑動的方式設置。於X軸工作台72上載置有保持部55。
滾珠螺桿73是螺合於已設置在X軸工作台72之螺帽部(未圖示)。驅動馬達75是連結於滾珠螺桿73的一端部，並將滾珠螺桿73旋轉驅動。藉由旋轉驅動滾珠螺桿73，X軸工作台72以及保持部55即沿著導軌71在加工進給方向(X軸方向)上移動。
保持部55是為了保持晶圓100而使用。在本實施形態中，晶圓100是作為圖1所示之框架單元110而保持在保持部55。
保持部55具有保持晶圓100之保持工作台56、設置於保持工作台56的周圍之4個夾具部58、以及支撐保持工作台56並使其在XY平面內旋轉之θ工作台59。
保持工作台56是用於保持晶圓100之構件，且形成為圓板狀。保持工作台56具備有由多孔材所構成之保持面57。此保持面57可連通於未圖示之吸引源。保持工作台56是藉由此保持面57來吸引保持框架單元110中的晶圓100。
設置在保持工作台56的周圍之4個夾具部58，從四方將已被保持工作台56保持之晶圓100的周圍的環狀框架111夾持固定。
在雷射加工裝置4的立壁部52的前表面設置有雷射光線照射單元80。
雷射光線照射單元80對已保持在保持工作台56之晶圓100照射雷射光線。雷射光線照射單元80具有對晶圓100照射雷射光線之加工頭(聚光器)81、拍攝晶圓100之相機82、支撐加工頭81以及相機82之臂部83、以及使臂部83在Z軸方向上移動之Z軸移動機構85。
Z軸移動機構85具備有在Z軸方向上延伸之一對導軌86、載置於導軌86上之Z軸工作台89、和導軌86平行地延伸之滾珠螺桿87、以及使滾珠螺桿87旋轉之驅動馬達88。
一對導軌86是平行於Z軸方向地配置在立壁部52的前表面。Z軸工作台89是在一對導軌86上以可沿著這些導軌86滑動的方式設置。在Z軸工作台89上安裝有臂部83。
滾珠螺桿87是螺合於已設置在Z軸工作台89之螺帽部(未圖示)。驅動馬達88是連結於滾珠螺桿87的一端部，並將滾珠螺桿87旋轉驅動。藉由旋轉驅動滾珠螺桿87，Z軸工作台89以及臂部83即沿著導軌86在Z軸方向上移動。
臂部83是以朝-Y方向突出的方式安裝於Z軸工作台89。加工頭81是以和保持部55的保持工作台56相向的方式支撐在臂部83的前端。
在臂部83以及加工頭81的內部配設有雷射振盪器以及聚光透鏡等的雷射光線照射單元80的光學系統(未圖示)。雷射光線照射單元80構成為將使用這些光學系統而生成之雷射光線從加工頭81的下端朝向已保持在保持工作台56之晶圓100照射。在本實施形態中，從雷射光線照射單元80照射之雷射光線的波長是對被加工物即晶圓100具有吸收性之波長。
圖2所示之搬送裝置5可藉由例如機械手等的保持構件(未圖示)來保持包含晶圓100之框架單元110。搬送裝置5可進行例如：將框架單元110對未圖示之容置部搬出及搬入、以及在第1切削裝置2與雷射加工裝置4之間搬送框架單元110。再者，亦可不使用搬送裝置5，而是讓作業人員實施框架單元110的搬送。
控制器7具備有依照控制程式進行運算處理之CPU、以及記憶體等之記憶媒體等。控制器7是控制加工系統1的各構件來實施晶圓100的加工。
以下，說明藉由控制器7所控制之加工系統1中的晶圓100之加工方法。本實施形態之加工方法是沿著這些分割預定線103、104來加工形成有複數條分割預定線103、104之晶圓100之方法。
[加工溝形成步驟] 首先，說明加工溝形成步驟。在此步驟中，是使用第1切削裝置2來沿著圖1所示之第1分割預定線103以及第2分割預定線104在晶圓100形成加工溝。加工溝形成步驟包含有以下之保持步驟以及切削步驟。
[保持步驟] 在此步驟中，是藉由搬送裝置5或作業人員，將圖1所示之框架單元110的晶圓100隔著切割膠帶113載置於圖3所示之第1切削裝置2中的保持部20的保持工作台21。此外，可藉由保持部20的夾具部25來支撐框架單元110的環狀框架111。在此狀態下，控制器7藉由使保持工作台21的保持面22連通於未圖示之吸引源，而藉由保持面22來吸引保持晶圓100。如此進行，可藉由保持部20保持包含晶圓100之框架單元110。
[切削步驟] 在此步驟中，是沿著朝第1方向形成之複數條第1分割預定線103以及朝第2方向形成之複數條第2分割預定線104(參照圖1)來切削晶圓100。
具體而言，首先是控制器7控制圖3所示之保持部20的θ工作台23，使保持工作台21旋轉，以使已保持在保持工作台21的保持面22之晶圓100的第1分割預定線103成為平行於X軸方向。之後，控制器7控制加工進給機構14，而將保持部20配置在切削機構45的下方之預定的切削開始位置。
此外，控制器7控制分度進給機構30，來將第1切削刀片46的Y軸方向上的位置對齊於晶圓100中的1條第1分割預定線103。
之後，控制器7一邊使第1切削刀片46高速旋轉，一邊控制切入進給機構40，使切削機構45的第1切削刀片46下降到會將已吸引保持在保持面22之晶圓100切斷(全切)之預定的切削高度。
在此狀態下，控制器7會控制加工進給機構14，而使保持有框架單元110之保持部20在X軸方向上移動。藉此，旋轉之第1切削刀片46會沿著1條第1分割預定線103來切削晶圓100。其結果，如圖5(a)所示，於晶圓100形成沿著第1分割預定線103之加工溝(切削溝)即第1加工溝114。在此情況下，第1加工溝114會形成為切斷晶圓100並到達切割膠帶113之深度。
之後，控制器7控制切入進給機構40，讓第1切削刀片46遠離晶圓100並配置在其上方。進一步地，控制器7會控制加工進給機構14，使保持部20返回到切削開始位置。並且，控制器7會控制分度進給機構30，而將第1切削刀片46的Y軸方向上的位置，對齊於晶圓100中的下一條可被切削之其他的第1分割預定線103，並沿著此第1分割預定線103來切削晶圓100。如此進行，切削機構45會沿著晶圓100中的全部的第1分割預定線103來切削晶圓100。
其次，控制器7會控制圖3所示之保持部20的θ工作台23，使保持工作台21旋轉，以使已保持在保持工作台21的保持面22之晶圓100的第2分割預定線104成為平行於X軸方向。
之後，控制器7和沿著第1分割預定線103之切削同樣地控制加工進給機構14、分度進給機構30、切入進給機構40以及切削機構45，而藉由第1切削刀片46在晶圓100如圖5(a)所示地形成沿著全部的第2分割預定線104之第2加工溝115。此第2加工溝115也具有和第1加工溝114同樣的深度。
藉此，可藉由第1加工溝114以及第2加工溝115來將晶圓100分割成複數個晶片116。
在切削步驟之後，框架單元110可被搬送裝置5或作業人員搬送至雷射加工裝置4。
[能量供給步驟] 其次，說明能量供給步驟。在此步驟中，是對在加工溝形成步驟中所形成之第1加工溝114以及第2加工溝115的溝底、側面與邊緣面的至少任一個部分，例如局部(部分)地供給能量來使其熔融，而將因為加工溝形成步驟所產生之損傷的至少一部分修復。此損傷(損傷層)是包含例如溝形成時所產生之裂隙、傷痕、以及缺損等之加工變質部分(加工變質層)。
在本實施形態中，是在能量供給步驟中，使用雷射加工裝置4來對第1加工溝114以及第2加工溝115的邊緣面照射雷射光線。能量供給步驟包含有以下之保持步驟以及雷射光線照射步驟。第1加工溝114以及第2加工溝115的邊緣面是圖5(a)所示之晶圓100的正面中的第1加工溝114以及第2加工溝115的開口的周邊部分(晶片116的端部)，且包含有沿著加工溝114/115延伸之第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121。再者，加工溝114、115的邊緣面也可以表現為例如加工溝114/115的側邊的上表面。
[保持步驟] 在此步驟中，是藉由搬送裝置5或作業人員，將圖1所示之框架單元110的晶圓100隔著切割膠帶113載置於圖4所示之雷射加工裝置4中的保持部55的保持工作台56。此外，可藉由保持部55的夾具部58來支撐框架單元110的環狀框架111。在此狀態下，控制器7藉由使保持工作台56的保持面57連通於未圖示之吸引源，而藉由保持面57來吸引保持晶圓100。如此進行，可藉由保持部55保持包含晶圓100之框架單元110。
[雷射光線照射步驟] 在此步驟中，是對第1加工溝114以及第2加工溝115的邊緣面照射雷射光線。具體而言，首先是控制器7控制圖4所示之保持部55的θ工作台59，使保持工作台56旋轉成使已保持在保持工作台56的保持面57之晶圓100的第1加工溝114成為平行於X軸方向。之後，控制器7會控制X軸移動機構70，而將保持部55配置於雷射光線照射單元80的加工頭81的下方之預定的照射開始位置。
此外，控制器7會控制Y軸移動機構60，而將晶圓100中的1條第1加工溝114的第1邊緣面部120(參照圖5(a))配置在加工頭81的下方。又，控制器7會控制雷射光線照射單元80的Z軸移動機構85，適當地調整加工頭81的高度。
在此狀態下，控制器7會控制雷射光線照射單元80的光學系統來生成雷射光線，而從加工頭81朝下方照射雷射光線，並且控制X軸移動機構70，使保持有框架單元110之保持部55在X軸方向上移動。藉此，如圖5(b)所示，從加工頭81所輸出之雷射光線401會沿著1條第1加工溝114的第1邊緣面部120來照射。
之後，控制器7會停止雷射光線401的照射，並且控制X軸移動機構70，使保持部55返回到照射開始位置。然後，控制器7控制Y軸移動機構60，而將第1加工溝114的第2邊緣面部121配置在加工頭81的下方，並沿著此第2邊緣面部121來照射雷射光線401。
如此進行，控制器7會沿著晶圓100中的全部的第1加工溝114的第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121來照射雷射光線401。
其次，控制器7會控制圖4所示之保持部55的θ工作台59，使保持工作台56旋轉，以使已保持在保持工作台56的保持面57之晶圓100的第2加工溝115成為平行於X軸方向。
之後，控制器7會和沿著第1加工溝114之雷射照射同樣地控制Y軸移動機構60、X軸移動機構70以及雷射光線照射單元80，而沿著全部的第2加工溝115的第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121照射雷射光線401。
如以上，在本實施形態中，是在加工溝形成步驟之後實施能量供給步驟，藉由對晶圓100的第1加工溝114以及第2加工溝115的第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121照射雷射光線401，而供給能量。藉此，第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121可被雷射光線401熔融。
又，在本實施形態中，因為是使用對晶圓100具有吸收性之波長的雷射光線401，所以不僅第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121的正面，連從正面到預定的厚度為止之部分(正面附近部分)也會被熔融。並且，可在雷射照射之後，將第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121的熔融區域冷卻來凝固。
藉由像這樣的熔融以及冷卻之製程，在本實施形態中，可以使雷射光線401的照射部分(雷射照射部分)即第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121的熔融區域結晶成長而形成晶種，且之後進行再結晶化。從而，可以將第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121的表面平坦化。此外，可以讓在第1加工溝114以及第2加工溝115的形成時，在第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121的表面及表面附近部分所產生之裂隙以及缺損等結合。因此，變得可減輕第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121的損傷。亦即，可以修復(或去除)損傷的至少一部分。其結果，可以提升分割晶圓100而形成之晶片116的抗折強度。
又，在能量供給步驟中，為了修復因為加工溝形成步驟而產生之損傷，是對第1加工溝114以及第2加工溝115的溝底、側面以及邊緣面的任一個部分局部(部分)地照射雷射光線。藉此，即使在晶圓100的正面形成有器件的情況下，也可以抑制雷射光線對器件造成不良影響之情形。又，由於可以藉由局部地照射雷射光線來縮短花費在能量供給步驟之時間，因此可以提升生產性。
再者，在加工溝的形成後，有藉由雷射光線的照射來將附著於加工溝之加工屑刮除之稱為雷射清潔(laser cleaning)之手法。有關於此，在雷射清潔中，是藉由對加工溝照射UV波長之雷射光線，使附著於加工溝的表面之加工屑吸收雷射光線來進行燒蝕，而去除此加工屑。亦即，雷射清潔是為了使附著於表面之加工屑昇華來去除而實施。
另一方面，在本實施形態中，藉由雷射光線401的照射，不僅使晶圓100中的第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121等的雷射照射部分的表面平坦化，還使形成於內部(表面附近部分)之裂隙等結合，而修復損傷。從而，雷射光線401宜不被雷射照射部分的表面過度吸收。因此，在本實施形態中，宜使用比在雷射清潔中所照射之波長更長之波長，例如500~1000nm的範圍之波長的雷射光線401，來熔融雷射照射部分的表面以及從表面起至預定的厚度為止之部分(表面附近部分)。正面附近部分是例如自表面起至0.5μm~1.5μm、或者0.5μm~4μm左右為止之厚度的部分。
再者，在上述之實施形態中，控制器7是在加工溝形成步驟中的切削步驟中，將切削機構45的第1切削刀片46的高度設定為將晶圓100切斷(全切)之高度，藉此形成將晶圓100切斷並到達切割膠帶113之深度的第1加工溝114以及第2加工溝115，而將晶圓100分割成複數個晶片116。有關於此，在加工溝形成步驟中的切削步驟中，亦可藉由將切削機構45的第1切削刀片46的高度設定得比將晶圓100切斷之高度更高，來對晶圓100進行半切。在此情況下，如圖6(a)所示，第1加工溝114以及第2加工溝115會形成為未到達切割膠帶113之深度。
又，在此情況下，較佳的是，不僅對第1加工溝114以及第2加工溝115的第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121照射雷射光線401，也對溝底122照射雷射光線401。 亦即，在此情況下，如圖6(b)所示，控制器7在能量供給步驟中的雷射光線照射步驟中，將從加工頭81輸出之雷射光線401沿著第1加工溝114(第2加工溝115)的溝底122來照射。之後，如圖6(c)所示，控制器7將雷射光線401沿著第1加工溝114(第2加工溝115)的第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121來照射。在此構成中，變得不僅可減輕第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121的損傷，還可減輕溝底122的損傷。
再者，較佳的是，控制器7使用例如Y軸移動機構60來合宜地調整雷射光線401中的Y軸方向的位置，以對溝底122的整個面照射雷射光線401。 又，也有要從上方將來自加工頭81的雷射光線401照射到溝底122的角落附近較困難之情況。在像這樣的情況下，亦可藉由使加工頭81傾斜、或藉由鏡子(未圖示)來變更從加工頭81輸出之雷射光線401的方向，而從斜向朝溝底122的角落附近照射雷射光線401。這樣的鏡子可例如配置在雷射光線照射單元80中的加工頭81的內部。
再者，在晶圓100的表面(器件面)，亦可如圖7(a)所示地積層有功能層105。功能層105可為例如積層了low-k膜(低介電膜)或器件、配線層等之構成。 在此構成中，較佳的是，在加工溝形成步驟中，去除功能層105並對晶圓100進行半切來形成未到達切割膠帶113之第1加工溝114以及第2加工溝115，且在能量供給步驟中，如圖7(b)所示地對該溝底122照射雷射光線401。
此外，在晶圓100設置有功能層105的情況下，在能量供給步驟中，亦可對第1加工溝114以及第2加工溝115的溝底、側面與邊緣面的至少任一者中的由功能層105所構成之部分供給能量，來修復在此部分所產生之損傷的至少一部分。亦即，在圖7(b)所示之例中，亦可對第1加工溝114以及第2加工溝115的由功能層105所構成之第1邊緣面部120以及第2邊緣面部121照射雷射光線401，來使功能層105熔融，而去除該損傷。
再者，根據晶圓100，也會有功能層105較厚的情況，例如功能層105比晶圓100的本體即基板更厚的情況。也有例如以下情況：基板的厚度為10μm左右，功能層的厚度為20~30μm。在像這樣功能層105較厚的情況下，在功能層105所產生之損傷會影響到晶圓100被晶片化時之晶片的抗折強度。
因此，在功能層105較厚的情況下，特別有效的是以下作法：對形成於功能層105之第1加工溝114以及第2加工溝115的邊緣面、側面以及溝底的至少任一者(亦即，加工溝114/115中的由功能層105所形成之部分的任一者)照射雷射光線401，使照射部分熔融並凝固，藉此修復損傷的一部分。 如此，在晶圓100設置有功能層105的情況下，亦可對加工溝114/115的溝底、側面與邊緣面的至少任一者中的由功能層105所構成之部分及/或由基板所構成之部分，照射雷射光線401來使其熔融，而將該損傷的一部分修復。
再者，加工溝114/115的溝底122為由功能層105所構成之情況，是指例如加工溝114/115僅由功能層105所構成之情況(加工溝114/115未到達基板之情況)。這種加工溝114/115是在例如不欲對基板照射雷射光線的情況下形成。又，對功能層105照射雷射光線時，宜將雷射光線401的輸出限制在雷射光線401的照射面的表層可被熔融之程度，以免功能層105因為雷射光線401的熱而產生新的損傷。
又，在晶圓100的正面積層有功能層105的情況下，亦可對晶圓100實施如以下之加工方法。在此情況下，如圖8所示，加工系統1除了圖2所示之第1切削裝置2、雷射加工裝置4、搬送裝置5以及控制器7之外，更具備有第2切削裝置3。此第2切削裝置3是在圖3所示之第1切削裝置2的構成中，具有比第1切削裝置2的第1切削刀片46更薄之第2切削刀片47。
在此加工方法中，是在加工溝形成步驟中，且在實施使用了第1切削裝置2之切削加工前，控制器7如圖9(a)所示，使用雷射加工裝置4從加工頭81對晶圓100中的第1分割預定線103以及第2分割預定線104的兩側照射雷射光線401。藉此，去除第1分割預定線103以及第2分割預定線104的兩側之功能層105，而形成一對加工預備溝117(加工溝形成步驟的功能層去除步驟)。此加工預備溝117的深度是至少去除功能層105的深度。又，一對加工預備溝117的間隔比之後形成之第1加工溝114以及第2加工溝115的寬度更大。
之後，包含晶圓100之框架單元110被搬送至第1切削裝置2。並且，控制器7使用第1切削裝置2的第1切削刀片46，在一對加工預備溝117之間進行切削。藉此，如圖9(b)所示，在晶圓100於一對加工預備溝117之間形成沿著第1分割預定線103之第1加工溝114、以及沿著第2分割預定線104之第2加工溝115(加工溝形成步驟的切削步驟)。在此情況下，第1加工溝114以及第2加工溝115形成為未到達切割膠帶113之深度。
之後，包含晶圓100之框架單元110被搬送至雷射加工裝置4。然後，如圖9(c)所示，控制器7藉由雷射加工裝置4的加工頭81對第1加工溝114以及第2加工溝115的溝底122照射雷射光線401，來修復溝底122的損傷(能量供給步驟)。又，在能量供給步驟中，亦可對一對加工預備溝117的溝底、邊緣面以及側面的至少任一者照射雷射光線401，來修復因為加工溝形成步驟的功能層去除步驟而在加工預備溝117的溝底、側面以及邊緣面(開口的周邊部分)產生之損傷。
其次，包含晶圓100之框架單元110被搬送至第2切削裝置3。並且，如圖9(d)所示，控制器7使用第2切削裝置3的第2切削刀片47來對第1加工溝114以及第2加工溝115的溝底122進行切削(全切)，以形成到達切割膠帶113之深度的分割溝118。藉此，將晶圓100分割成複數個晶片116(分割步驟)。
在此加工方法中，如圖9(b)所示，在加工溝形成步驟的切削步驟中，使第1切削裝置2的第1切削刀片46在已去除功能層105之加工預備溝117之間進行切削。因此，可以防止以下情形：不小心由於第1切削刀片46而從第1加工溝114以及第2加工溝115的兩側之晶圓100的正面將功能層105剝離。
又，在對第1加工溝114以及第2加工溝115的溝底122進行全切之前，對溝底122照射雷射光線401，來修復溝底122的損傷。因此，可以提高藉由全切所形成之晶片116的抗折強度。
再者，在實施圖9(a)~(d)所示之加工方法的情況下，亦可使用作為具有相對較厚之第1切削刀片46與相對較薄之第2切削刀片47的2種切削刀片之所謂的雙刃型切割機(dual dicer)之第1切削裝置2，來取代如圖8所示之使用2台的第1切削裝置2以及第2切削裝置3之作法。並且，第1切削裝置2亦可將圖9(b)所示之由第1切削刀片46所進行之第1加工溝114以及第2加工溝115的形成、與圖9(d)所示之由第2切削刀片47所進行之分割溝118的形成一起實施。
或者，加工系統1亦可藉由具有作為上述之雙刃型切割機的功能、及和雷射加工裝置4同樣的雷射加工功能之雙方的1個加工裝置，來實施圖9(a)~(d)所示之加工方法。
又，在上述之實施形態中，如圖2或圖8所示，加工系統1為了在晶圓100形成第1加工溝114以及第2加工溝115而具備有第1切削裝置2。有關於此，加工系統1亦可具備有用於形成第1加工溝114以及第2加工溝115之有別於雷射加工裝置4之溝形成用的雷射加工裝置，來取代第1切削裝置2。
溝形成用的雷射加工裝置具有例如和圖4所示之雷射加工裝置4同樣的構成。不過，在用於形成第1加工溝114以及第2加工溝115之雷射光線、與用於修復晶圓100之損傷的雷射光線上，波長以及輸出等會互相不同。因此，溝形成用的雷射加工裝置是構成為照射為了形成第1加工溝114以及第2加工溝115所適合之雷射光線。
或者，在加工系統1中，亦可構成為：雷射加工裝置4具備有二種雷射振盪器，且可以一邊切換一邊照射為了形成第1加工溝114以及第2加工溝115所適合之雷射光線、與為了修復晶圓100的損傷所適合之雷射光線。在此情況下，加工系統1可以藉由1台雷射加工裝置4來實施上述之加工溝形成步驟與能量供給步驟。
又，在上述之實施形態中，是在能量供給步驟中，對第1加工溝114以及第2加工溝115的邊緣面(第1邊緣面部120、第2邊緣面部121)及/或溝底122照射雷射光線401。有關於此，亦可對第1加工溝114以及第2加工溝115的側面照射雷射光線401。
在此情況下，例如圖4所示之雷射加工裝置4的保持部55是如圖10所示，具有保持機構90來取代保持工作台56。
保持機構90在保持台91的周圍具備有夾持固定晶圓100的周圍的環狀框架111之夾具部58。又，保持機構90具有固定於保持台91上之滾珠螺桿式的移動機構93、以及已支撐在移動機構93之上推構件92。
移動機構93可如圖10以及圖11中藉由箭頭501所示地使上推構件92沿著Y軸方向移動，並且使其朝上下方向移動。如圖11所示，上推構件92是比晶圓100的直徑更長之大致板狀的構件，且以隔著切割膠帶113和晶圓100相接的方式，在晶圓100的直徑方向上延伸。上推構件92中的和晶圓100相接之部分的寬度，呈和藉由第1加工溝114以及第2加工溝115來分割晶圓100而得到之晶片116的寬度相同程度。
在此構成中，是在加工溝形成步驟中，如圖5(a)所示，形成將晶圓100分割成複數個晶片116之第1加工溝114以及第2加工溝115。
並且，在能量供給步驟中，是藉由圖10所示之雷射加工裝置4中的保持部55的夾具部58，來支撐框架單元110的環狀框架111(保持步驟)。
並且，如圖10所示，控制器7會調整Y軸移動機構60(參照圖4)以及θ工作台59，以使從加工頭81所輸出之雷射光線401，朝沿著在X軸方向上延伸之1條第1加工溝114之1行晶片116照射。此外，控制器7將加工頭81的傾斜度調整成：從加工頭81所輸出之雷射光線401，從斜向來相對於晶圓100的正面照射。再者，亦可藉由配置在加工頭81的內部之鏡子(未圖示)使雷射光線401傾斜，來取代調整加工頭81的傾斜度之作法。
在此狀態下，控制器7會控制保持機構90，將上推構件92定位到照射雷射光線401之一行晶片116(能量的供給對象之晶片116)的下方，並藉由上推構件92將這些晶片116相對地比其他的晶片116更上推。藉此，如圖12所示，控制器7會使照射雷射光線401之晶片116的4個側面當中的平行於X軸方向之2個側面的1個即第1側面123，以相向於加工頭81的方式露出(側面露出步驟)。再者，晶片116的側面是對應於第1加工溝114以及第2加工溝115的側面之側面。
在此狀態下，控制器7會從加工頭81照射雷射光線401，並且藉由X軸移動機構70(參照圖4)使保持部55在X軸方向上移動。藉此，對已被上推之一行晶片116中的露出之第1側面123依序照射來自加工頭81之雷射光線401，來供給能量。再者，控制器7宜合宜地調整雷射光線401的傾斜度，以將雷射光線401照射於第1側面123的整個面。
之後，控制器7會藉由Y軸移動機構60(參照圖4)來改變照射雷射光線401之晶片116的行，並且控制移動機構93而藉由上推構件92將這些晶片116上推，來對其第1側面123照射雷射光線401。如此進行，控制器7會對晶圓100中的全部的晶片116的第1側面123照射雷射光線401。
其次，控制器7藉由θ工作台59(參照圖10)使包含晶圓100之框架單元110的方向旋轉180度，而如圖13所示，對和晶片116的第1側面123相向之第2側面124照射雷射光線401。
如此進行，控制器7會藉由θ工作台59改變框架單元110的方向，並且對晶圓100中的全部的晶片116的4個側面照射雷射光線401。藉此，可以使晶片116的全部的側面熔融，而修復其損傷的至少一部分。
又，如上述，雷射光線照射單元80會輸出對晶圓100具有吸收性之波長的雷射光線。例如，在晶圓100為矽晶圓的情況下，從雷射光線照射單元80輸出之雷射光線的波長是對矽具有吸收性之波長即500~1000nm的範圍之波長。
圖14是顯示從雷射光線照射單元80輸出之雷射光線的波長、與使用各雷射光線而實施之能量供給步驟的結果(加工結果)之關係的表的圖。如此表所示，在波長為500~1000nm的範圍之波長的情況下，可將矽晶圓即晶圓100的雷射照射部分良好地熔融。
另一方面，在波長為355nm以下的情況下，要將矽晶圓即晶圓100的雷射照射部分充分地熔融是困難的。又，在波長為1064nm的情況下，也會因為雷射光線穿透了晶圓100，所以要將雷射照射部分良好地熔融仍然是困難的。
再者，在本實施形態中，作為被加工物之晶圓100的材料宜為矽(Si)、鍺(Ge)以及砷化鎵(GaAs)等之進行液相成長之材料。進行液相成長之材料容易因雷射光線之照射而熔融。因此，可以藉由雷射光線的照射來良好地修復晶圓100的損傷。
再者，在能量供給步驟中，只要可以對第1加工溝114以及第2加工溝115的至少一部分供給能量，來修復在第1加工溝114以及第2加工溝115的形成時所產生之損傷的至少一部分，以免對形成於晶圓100之器件產生不良影響即可。從而，在能量供給步驟中，以任何形態來供給能量皆可。例如，亦可以藉由照射電漿或離子束等取代雷射光線的照射，來修復損傷。
1:加工系統 2:第1切削裝置 3:第2切削裝置 4:雷射加工裝置 5:搬送裝置 7:控制器 10,51:基台 11:門型支柱 13:切削機構移動機構 14:加工進給機構 15,31,41,63,71,86:導軌 16,72:X軸工作台 17,32,43,65,73,87:滾珠螺桿 18,33,44:馬達 20,55:保持部 21,56:保持工作台 22,57:保持面 23,59:θ工作台 24:罩蓋板 25,58:夾具部 30:分度進給機構 34,64:Y軸工作台 40:切入進給機構 42:支撐構件 45:切削機構 46:第1切削刀片 47:第2切削刀片 48:拍攝機構 52:立壁部 60:Y軸移動機構 66,75,88:驅動馬達 70:X軸移動機構 80:雷射光線照射單元 81:加工頭 82:相機 83:臂部 85:Z軸移動機構 89:Z軸工作台 90:保持機構 91:保持台 92:上推構件 93:移動機構 100:晶圓 103:第1分割預定線 104:第2分割預定線 105:功能層 110:框架單元 111:環狀框架 112:開口 113:切割膠帶 114:第1加工溝 115:第2加工溝 116:晶片 117:加工預備溝 118:分割溝 120:第1邊緣面部 121:第2邊緣面部 122:溝底 123:第1側面 124:第2側面 401:雷射光線 501:箭頭 X,+X,-X,+Y,-Y,Z,+Z,-Z:方向
圖1是顯示包含晶圓之框架單元的立體圖。 圖2是顯示加工系統的構成的方塊圖。 圖3是顯示第1切削裝置之構成的立體圖。 圖4是顯示雷射加工裝置之構成的立體圖。 圖5(a)是顯示加工溝形成步驟之例的剖面圖，圖5(b)是顯示能量供給步驟之例的剖面圖。 圖6(a)是顯示加工溝形成步驟之其他例的剖面圖，圖6(b)是顯示能量供給步驟之其他例的剖面圖，圖6(c)是顯示能量供給步驟之另外的其他例的剖面圖。 圖7(a)是顯示加工溝形成步驟之另外的其他例的剖面圖，圖7(b)是顯示能量供給步驟之另外的其他例的剖面圖。 圖8是顯示加工系統之其他的構成的方塊圖。 圖9(a)是顯示功能層去除步驟的剖面圖，圖9(b)是顯示加工溝形成步驟之另外的其他例的剖面圖，圖9(c)是顯示能量供給步驟之另外的其他例的剖面圖，圖9(d)是顯示分割步驟之例的剖面圖。 圖10是顯示雷射加工裝置中的保持部之其他例的剖面圖。 圖11是顯示上推構件的平面圖。 圖12是顯示能量供給步驟之其他例的剖面圖。 圖13是顯示能量供給步驟之其他例的剖面圖。 圖14是顯示從雷射振盪器所射出之雷射光線的波長、與使用各雷射光線而實施之熔融步驟的結果之關係的表。
81:加工頭
100:晶圓
113:切割膠帶
114:第1加工溝
115:第2加工溝
116:晶片
120:第1邊緣面部
121:第2邊緣面部
401:雷射光線

Claims (7)

  1. 一種晶圓之加工方法，是將在正面形成有交叉之複數條分割預定線之晶圓沿著該分割預定線來加工，前述晶圓之加工方法具備有以下步驟： 加工溝形成步驟，沿著該分割預定線形成加工溝；及 能量供給步驟，對該加工溝的溝底、側面與邊緣面的至少任一個部分供給能量來使其熔融，而修復因為該加工溝形成步驟所產生之損傷的至少一部分。
  2. 如請求項1之晶圓之加工方法，其中在該晶圓積層有功能層， 該加工溝形成步驟包含以下步驟： 形成至少去除該功能層之深度的一對加工預備溝；以及 在該一對加工預備溝之間形成該加工溝。
  3. 如請求項1之晶圓之加工方法，其中在該加工溝形成步驟中，是藉由該加工溝將該晶圓分割成複數個晶片， 該能量供給步驟更具備側面露出步驟，前述側面露出步驟是將能量的供給對象之晶片相對地比其他的晶片更上推，而將該能量的供給對象之晶片的側面露出，並對已在該側面露出步驟中露出之側面供給該能量。
  4. 如請求項1之晶圓之加工方法，其中該能量供給步驟是照射雷射光線之步驟。
  5. 如請求項4之晶圓之加工方法，其中該雷射光線的波長是對該晶圓具有吸收性之波長。
  6. 如請求項4之晶圓之加工方法，其中該雷射光線的波長是500nm~1000nm的範圍之波長。
  7. 如請求項1之晶圓之加工方法，其中在該晶圓積層有功能層， 該能量供給步驟是對該加工溝的溝底、側面與邊緣面的至少任一者中的由該功能層所構成之部分供給該能量，而修復在由該功能層所構成之部分產生之損傷的至少一部分。
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