TW202410169A - 晶圓之加工方法 - Google Patents

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小林正和
高橋宏行
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]提供一種難以留下損傷之晶圓之加工方法。 [解決手段]在對晶圓的功能層照射雷射光線而形成第1加工溝之後，藉由電漿蝕刻將於功能層產生之第1損傷區域去除。藉此，可以良好地將因為雷射光線的照射而形成之損傷從功能層去除。從而，可以將晶圓被分割而形成之晶片的抗折強度提高。

Description

晶圓之加工方法
本發明是有關於一種具備功能層之晶圓之加工方法。
有在Si基板等之基材層的正面形成有氮化膜、氧化膜以及聚醯亞胺膜等之層間絕緣膜、或積層有器件、配線等之功能層的晶圓。在對像這樣的晶圓的功能層沿著分割預定線來形成加工溝時，若使用切削刀片，加工負荷會變高，而變得容易產生膜剝落。因此，如專利文獻1所記載，一般的作法是對功能層照射雷射光線來形成雷射加工溝。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2005-064231號公報 專利文獻2：日本特開2021-034635號公報
發明欲解決之課題
但是，照射雷射光線來加工功能層時，可能會因為熱的影響而導致在功能層產生損傷。
以往，針對Si等的基材層，開發有去除由雷射加工所造成之損傷的方法。但是，近年來，已清楚得知以下情形：功能層已逐漸變厚，至今為止尚未受到關注之功能層的損傷會對將晶圓分割成晶片時之晶片的抗折強度造成影響。
據此，本發明之目的在於提供一種難以留下損傷之晶圓之加工方法。 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，是對在基材層積層有功能層之晶圓進行加工的加工方法，前述晶圓之加工方法具備有以下步驟： 功能層加工步驟，對該功能層照射雷射光線，來形成第1加工溝；及 功能層損傷去除步驟，在該功能層加工步驟的實施後，對該第1加工溝的正面進行電漿蝕刻，來將因為該功能層加工步驟而形成之損傷去除。
較佳的是，該功能層是被保護膜被覆，且該功能層加工步驟藉由該雷射光線而將被覆該第1加工溝的邊緣之該保護膜去除，使該功能層露出。
較佳的是，晶圓之加工方法更具備有在該基材層形成第2加工溝之基材層加工步驟。
較佳的是，該基材層加工步驟包含有藉由對該基材層照射雷射光線來形成該第2加工溝之作法，且晶圓之加工方法更具備有基材層損傷去除步驟，前述基材層損傷去除步驟是在該基材層加工步驟的實施後，對已形成在該基材層之該第2加工溝的正面進行電漿蝕刻，來將因為該基材層加工步驟而形成之損傷去除。
較佳的是，該基材層加工步驟包含有藉由對該基材層照射雷射光線來形成該第2加工溝之作法，且晶圓之加工方法更具備有加工屑去除步驟，前述加工屑去除步驟是在該基材層加工步驟的實施後，且在該功能層損傷去除步驟的實施前，將比在該基材層加工步驟中所使用之雷射光線更弱的輸出之雷射光線，照射於該第1加工溝以及該第2加工溝的至少任一者，來讓已附著於這些溝之加工屑昇華而去除。 發明效果
根據本發明，在對晶圓的功能層照射雷射光線而形成第1加工溝之後，是藉由電漿蝕刻來將在功能層產生之損傷去除。藉此，可以良好地將藉由雷射光線的照射所形成之損傷從功能層去除。從而，可以將晶圓被分割而形成之晶片的抗折強度提高。
用以實施發明之形態
[第1實施形態] 在本實施形態中，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所區劃出的各區域中，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是以像這樣的框架單元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是加工晶圓100之系統，且具備有對晶圓100進行雷射加工之雷射加工裝置2、對晶圓100進行電漿蝕刻之電漿處理裝置4、洗淨晶圓100之洗淨裝置5、在其等之間搬送晶圓100之搬送裝置6、以及控制這些裝置之控制器7。
首先，針對雷射加工裝置2之構成作說明。如圖3所示，雷射加工裝置2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機構80在平行於保持面57之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機構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2的立壁部52的前表面設置有雷射光線照射機構80。
雷射光線照射機構80對已保持在保持工作台56之晶圓100照射雷射光線。雷射光線照射機構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、安裝於導軌86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的內部配設有雷射光線振盪器以及聚光透鏡等之雷射光線照射機構80的光學系統(未圖示)。雷射光線照射機構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。
其次，說明電漿處理裝置4之構成。如圖4所示，電漿處理裝置4具備有於內部具有處理空間之腔室(電漿處理腔室)10。腔室10是由例如導電性的金屬材料所形成，且已接地。
於腔室10的側壁的一部分設置有用於將晶圓100對內部搬出搬入之搬出入口11。於腔室10的側壁的外側設置有用於將搬出入口11關閉之滑動移動式的門12。
在門12設置有由氣缸等所構成之開閉單元(未圖示)。開閉單元是藉由例如使門12朝上下方向滑動移動，而將搬出入口11開閉。
在位於和搬出入口11為相反側之腔室10的側壁的底部側設置有排氣口13。於此排氣口13已透過排氣筒14而連接有排氣單元15。排氣單元15包含將流路的一端連接於排氣筒14之電磁閥等的排氣用閥16、與連接於排氣用閥16的流路的另一端之排氣泵17。在電漿處理裝置4中，在以經電漿化之氣體蝕刻晶圓100時，是使用排氣單元15來將腔室10內減壓至預定的壓力。
在腔室10內的處理空間設置有用於保持晶圓100之工作台基座20。工作台基座20具有以金屬等的導電性材料所形成之圓盤部21、與從圓盤部21的下表面中央朝下方延伸之柱部22。
在圓盤部21的上表面側設置有用於保持晶圓100之靜電夾頭(未圖示)。若在已將晶圓100載置於圓盤部21的狀態下，將電壓施加於靜電夾頭，會在靜電夾頭與晶圓100之間產生靜電力。藉此，圓盤部21可以保持晶圓100。
再者，在本實施形態中，晶圓100是以框架單元110的形態保持在圓盤部21(在圖4中是省略環狀框架111等的描繪)。因此，圓盤部21具有夾持固定框架單元110的環狀框架111之夾具部(未圖示)。再者，亦可將晶圓100以從框架單元110取下之狀態保持於圓盤部21。又，在圓盤部21，以和靜電夾頭的複數個電極為電氣隔離的態樣，設置有可施加高頻電壓之偏壓電極25。於偏壓電極25連接有高頻電壓施加單元26。
高頻電壓施加單元26包含例如可將高頻電壓施加於偏壓電極25之高頻電源27、與設置於偏壓電極25與高頻電源27之間的直流截斷用之阻隔電容器(blocking capacitor)28。
在工作台基座20的上方的腔室10的內部，設置有以金屬所形成之電漿擴散構件30。電漿擴散構件30具有網孔狀的區域，此網孔狀的區域是將腔室10內的處理空間區劃成上方側的第1區域10a與下方側的第2區域10b。
在電漿擴散構件30中的網孔狀的區域形成有在空間上連接第1區域10a與第2區域10b之複數個貫通開口。從而，電漿擴散構件30具有例如使已供給至第1區域10a之經電漿化(亦即自由基化、離子化等)之氣體分散並供給到第2區域10b之功能。
在腔室10的上壁設置有氣體導入口19。於氣體導入口19以從腔室10的上壁突出之態樣連接有大致圓筒狀的導入筒32。再者，導入筒32雖然是和腔室10的處理空間連接，但為位於腔室10的外部。導入筒32是由可供微波穿透之材質(藍寶石、晶體、陶瓷等)所形成。
在導入筒32的上方設置有氣體供給單元35。氣體供給單元35具有非活性氣體供給源351。非活性氣體供給源351具有氦(He)、氬(Ar)、氮(N 2)等之非活性氣體。
非活性氣體供給源351是透過設置於氣體供給單元35之第1閥361以及第1流量控制器(未圖示)等而連接於導入筒32。非活性氣體是例如作為用於搬運其他的氣體之載體氣體而被利用。不過，非活性氣體也可在使放電穩定之目的下利用。
氣體供給單元35更具有氟系氣體供給源352。氟系氣體供給源352具有六氟化硫(SF 6)、四氟甲烷(CF 4)、八氟環丁烷(C 4F 8)等之氟系氣體。
氟系氣體供給源352是透過設置於氣體供給單元35之第2閥362以及第2流量控制器(未圖示)等而連接於導入筒32。氟系氣體是例如為了蝕刻晶圓100而使用之氣體。
氣體供給單元35更包含具有氧氣(O 2)氣體之氧氣氣體供給源353。氧氣氣體供給源353是透過設置於氣體供給單元35之第3閥363以及第3流量控制器(未圖示)等而連接於導入筒32。
氧氣氣體是例如為了控制晶圓100的蝕刻率而使用。在含氟氣體分子被氧化的過程中，會因為生成有助於蝕刻的氟原子的活性種(氟自由基、氟離子等)，而有晶圓100的蝕刻率上升之情況。
可藉由調節第1、第2以及第3流量控制器，而從氣體供給單元35將複數個種類的氣體以預定的流量來供給至導入筒32。再者，氣體供給源的數量、氣體的種類、以及各種氣體的流量可因應於晶圓100的種類等來合宜變更。
在導入筒32的側部以包圍導入筒32之態樣設置有施用器(applicator)33，前述施用器33包含以金屬等之導電性材料所形成的殼體。施用器33的殼體包含例如用於將在磁控管等之高頻產生源所產生之微波朝導入筒32照射之導波管。
微波是頻率為300MHz以上且300GHz以下(例如2.45GHz)之電磁波。可藉由透過施用器33的導波管對在導入筒32中流動之複數個種類的氣體照射微波，而將從氣體供給單元35所供給之氣體電漿化。
經電漿化之氣體是從氣體導入口19被供給到腔室10內的處理空間的第1區域10a，並進一步透過電漿擴散構件30而被供給到處理空間的第2區域10b。在此情況下，已保持在圓盤部21之晶圓100會被已在腔室10之外進行電漿化之氣體即第1電漿37蝕刻(遠程電漿蝕刻(remote plasma etching))。
不過，在不對從氣體供給單元35所供給之氣體照射微波(亦即施用器33為關閉狀態)的情況下，是從氣體導入口19將未電漿化之氣體供給到處理空間的第1區域10a。
在此情況下，可藉由使已連接於偏壓電極25之高頻電壓施加單元26動作，而將從氣體導入口19所供給之氣體在腔室10內電漿化。從而，在此情況下，已保持在圓盤部21之晶圓100會被已在腔室10內電漿化之氣體即第2電漿38蝕刻(直接電漿蝕刻(direct plasma etching))。 具有這種構成之電漿處理裝置已記載於例如專利文獻2。
其次，針對洗淨裝置5的構成來說明。如圖5所示，洗淨裝置5具有保持框架單元110之保持部40。保持部40具有保持晶圓100之旋轉工作台41、設置於旋轉工作台41的周圍之複數個夾具部42、以及支撐旋轉工作台41且使其在XY平面內旋轉之主軸43。
旋轉工作台41是用於保持晶圓100之構件，且具備有由多孔材所構成之保持面44。此保持面44可連通於未圖示之吸引源。旋轉工作台41是藉由此保持面44來吸引保持框架單元110中的晶圓100。複數個(例如4個)夾具部42會將已保持在旋轉工作台41之晶圓100的周圍的環狀框架111夾持固定。
洗淨裝置5更具備有對已保持在旋轉工作台41之晶圓100噴射洗淨水之洗淨水噴射裝置45。洗淨水噴射裝置45具備有可在旋轉工作台41的上方旋繞之水供給管46、安裝在水供給管46的前端之噴嘴48、以及配置在水供給管46的後端側之可旋轉的旋繞軸桿47。噴嘴48已連接到未圖示之洗淨水供給源。洗淨水為例如純水。
在洗淨裝置5中，是形成為水供給管46伴隨於旋繞軸桿47的旋轉(箭頭502)而被旋繞，藉此配設於水供給管46的前端之噴嘴48會在已保持在旋轉之旋轉工作台41的晶圓100之上，一邊噴射洗淨水W一邊移動。藉由這樣的洗淨水W的噴射，可將已保持在旋轉工作台41之晶圓100的整個面洗淨。
圖2所示之搬送裝置6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6可進行例如以下動作：將框架單元110對未圖示之容置部搬出以及搬入、以及在雷射加工裝置2、電漿處理裝置4以及洗淨裝置5之間搬送框架單元110。再者，亦可不使用搬送裝置6，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。
首先，針對晶圓100的構造來說明。如圖6所示，晶圓100是藉由從切割膠帶113側起，依接著薄膜即DAF(黏晶薄膜，Die Attach Film)121、晶圓100的本體即基材層122、以及功能層123這樣的順序來積層而形成。
基材層122可由例如矽構成。功能層123可為例如包含氮化膜、氧化膜、聚醯亞胺膜等之low-k膜(低介電膜)、器件及/或配線層等之層。在本實施形態中，在功能層123的上表面設有測試型樣即TEG(測試元件群，test elementary group)124。
像這樣，本實施形態之加工方法是對在基材層122積層有功能層123之晶圓100進行加工之方法。再者，晶圓100亦可不具有TEG124。又，晶圓100亦可固定於不具有DAF121之切割膠帶113。
[保護膜形成步驟(晶圓準備步驟)] 在本實施形態中，首先是藉由未圖示之保護膜形成裝置，而如圖7所示，在晶圓100中的功能層123的正面形成由水溶性樹脂所構成之保護膜130。藉此，功能層123會被保護膜130被覆。保護膜130具有例如保護功能層123免於受到加工中產生之碎屑影響的功能。
[功能層加工步驟] 已在晶圓100形成保護膜130之後，實施功能層加工步驟。在此步驟中，是對晶圓100的功能層123照射雷射光線來形成第1加工溝。加工溝形成步驟包含有以下之保持步驟以及雷射光線照射步驟。
[保持步驟] 在此步驟中，是藉由搬送裝置6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所示之雷射加工裝置2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。像這樣進行，而使包含晶圓100之框架單元110以保護膜130側成為向上的方式被保持部55保持。
[雷射光線照射步驟] 在此步驟中，是沿著複數條第1分割預定線103以及第2分割預定線104(參照圖1)對晶圓100的功能層123照射雷射光線來形成第1加工溝。
具體而言，首先是控制器7控制圖3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1分割預定線103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機構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分割預定線103配置在加工頭81的下方。又，控制器7會控制雷射光線照射機構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，如圖8所示，控制器7會控制雷射光線照射機構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401，並且控制X軸移動機構70(參照圖3)，而如箭頭501所示地使保持有框架單元110之保持部55在X軸方向上移動。藉此，從加工頭81所輸出之雷射光線401會沿著1條第1分割預定線103來照射。在此步驟中，從雷射光線照射機構80照射之雷射光線401的波長是對晶圓100的功能層123具有吸收性之波長。
可藉由像這樣的雷射光線401的照射，而如圖9(a)所示，在晶圓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。在此步驟中，第1加工溝114會形成為切斷功能層123並到達基材層122之深度。
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會控制Y軸移動機構60，而將其他的第1分割預定線103配置到加工頭81的下方。然後，控制器7會沿著此第1分割預定線103照射雷射光線401來形成第1加工溝114。如此進行，控制器7會沿著晶圓100中的全部的第1分割預定線103照射雷射光線401來形成第1加工溝114。
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分割預定線104成為平行於X軸方向。
之後，控制器7會和沿著第1分割預定線103之雷射照射同樣地控制Y軸移動機構60、X軸移動機構70以及雷射光線照射機構80，而沿著全部的第2分割預定線104照射雷射光線401，來形成圖9(a)所示之第1加工溝114。
再者，在此步驟中，是以藉由雷射光線的熱來去除覆蓋第1加工溝114的邊緣(上表面)之保護膜130的方式，來照射雷射光線401。藉此，如圖9(a)所示，可以在第1加工溝114的正面形成功能層123的露出區域139。像這樣，功能層加工步驟是以如下方式來實施：藉由雷射光線401將被覆第1加工溝114的邊緣之保護膜130去除，而使功能層123露出。此方式可藉由例如調整雷射光線401的輸出來實現。
又，在此步驟中，如圖9(a)所示，會因為雷射光線的熱，而在功能層123產生受到損傷之區域即第1損傷區域140。因為由雷射光線所形成之熱會上升，所以第1損傷區域140容易在正面附近產生。不過，根據晶圓100不同，也有第1損傷區域140在第1加工溝114的周邊整體地形成之情況。
再者，在本實施形態中，如上述，是在第1加工溝114的正面形成有功能層123的露出區域139。因此，已於功能層123產生之第1損傷區域140會露出。
[功能層損傷去除步驟] 在此步驟中，是將在功能層加工步驟中於功能層123產生之第1損傷區域140去除。亦即，在功能層加工步驟的實施後，對第1加工溝114的正面進行電漿蝕刻，來去除因為功能層加工步驟而形成之損傷即第1損傷區域140。
具體而言，首先是藉由搬送裝置6或作業人員，將包含晶圓100之框架單元110搬送至圖4所示之電漿處理裝置4。並且，將框架單元110以晶圓100的保護膜130側成為向上的方式來載置在工作台基座20的圓盤部21上。
之後，關閉門12，且控制器7讓電壓施加於圓盤部21的靜電夾頭。藉此，可將包含晶圓100之框架單元110保持在圓盤部21。之後，控制器7藉由排氣單元15將腔室10內的處理空間減壓至預定的壓力(例如50Pa)。
接著，控制器7會控制氣體供給單元35，而從氣體供給單元35對腔室10的處理空間供給預定的蝕刻氣體。此蝕刻氣體是包含CF 4、氬、C 4F 8以及氧氣的至少任一者之氣體，且為可產生適合於去除功能層123的第1損傷區域140之電漿的蝕刻氣體(第1蝕刻氣體)。
此外，控制器7會使高頻電壓施加單元26動作，而將第1蝕刻氣體電漿化。藉此，晶圓100會被第2電漿38電漿蝕刻(直接電漿蝕刻)。
藉此，晶圓100的功能層123中的第1加工溝114的正面會被電漿蝕刻，而如圖9(b)所示，將形成於功能層123之第1損傷區域140去除。再者，第1加工溝114的正面包含第1加工溝114的側面以及上表面。
再者，此時，控制器7亦可使用施用器33以及電漿擴散構件30來將第1蝕刻氣體電漿化，藉此實施由第1電漿37所進行之遠程電漿蝕刻，來取代直接電漿蝕刻。
[基材層加工步驟] 在此步驟中，是在晶圓100的基材層122形成第2加工溝。基材層加工步驟和功能層加工步驟同樣地包含有以下之保持步驟以及雷射光線照射步驟。
[保持步驟] 在此步驟中，是和上述之功能層加工步驟的保持步驟同樣，藉由搬送裝置6或作業人員，將包含晶圓100之框架單元110載置到圖3所示之雷射加工裝置2中的保持部55的保持工作台56。然後，藉由控制器7的控制，而藉由保持部55以晶圓100的保護膜130側成為向上的方式來保持框架單元110。
[雷射光線照射步驟] 在此步驟中，是沿著第1加工溝114對晶圓100的基材層122照射雷射光線，而形成如圖9(c)所示之第2加工溝115。
於晶圓100的功能層123呈格子狀地形成有複數條第1加工溝114。和上述之功能層加工步驟的雷射光線照射步驟同樣，控制器7會控制θ工作台59、Z軸移動機構85、Y軸移動機構60、X軸移動機構70以及雷射光線照射機構80，來沿著全部的第1加工溝114照射雷射光線，而形成圖9(c)所示之第2加工溝115。
在此步驟中所照射之雷射光線的波長是對晶圓100的基材層122具有吸收性之波長。又，在此步驟中，第2加工溝115是形成為切斷基材層122以及DAF121之深度，亦即分割晶圓100之深度。從而，可藉由此步驟來分割晶圓100，而製造複數個晶片116。再者，DAF121亦可不藉由基材層加工步驟來分割，而是藉由在之後步驟中對切割膠帶113進行擴張來分割。又，在不具有DAF121的情況下，可將第2加工溝115形成為切入到切割膠帶113之深度，來分割晶圓100而製造複數個晶片116。
[保護膜洗淨步驟] 在此步驟中，是從晶圓100去除保護膜130。具體來說，是藉由搬送裝置6或作業人員將包含晶圓100之框架單元110搬送至圖5所示之洗淨裝置5，並以保護膜130側成為向上的方式來載置到保持部40的旋轉工作台41。
之後，控制器7會藉由保持部40的夾具部42來支撐框架單元110的環狀框架111，並且藉由旋轉工作台41來吸引保持晶圓100。
此外，控制器7一邊藉由主軸43使旋轉工作台41旋轉，一邊控制洗淨水噴射裝置45來對已保持在旋轉工作台41之晶圓100的整個面噴射洗淨水W。藉此，如圖9(d)所示，可從晶圓100去除由水溶性樹脂所構成之保護膜130。
如以上，在本實施形態中，是在對晶圓100的功能層123照射雷射光線而形成第1加工溝114後，藉由電漿蝕刻來將在功能層123產生之第1損傷區域140去除(功能層損傷去除步驟)。藉此，可以良好地將因為雷射光線的照射而形成之損傷從功能層123去除。從而，可以將晶圓100被分割而形成之晶片116的抗折強度提高。
再者，保護膜130會難以被電漿蝕刻。因此，若第1加工溝114的邊緣為被保護膜130被覆時，會難以去除損傷。有關於此，在本實施形態中，在功能層加工步驟中，是藉由雷射光線的加工熱來去除被覆第1加工溝114的邊緣之保護膜130，而使功能層123的第1損傷區域140露出。因此，可以藉由短時間的電漿蝕刻來去除第1損傷區域140。
再者，在本實施形態中，是在基材層加工步驟中，使用雷射加工裝置2而藉由雷射光線來形成第2加工溝115。有關於此，在基材層加工步驟中，亦可使用未圖示之切削裝置，並藉由旋轉之切削刀片來形成第2加工溝115，而分割晶圓100來製造晶片116，亦可藉由電漿加工來形成第2加工溝115。
又，在本實施形態中，是在基材層加工步驟中，將第2加工溝115形成為分割晶圓100之深度，而在此步驟中分割晶圓100來製造複數個晶片116。
有關於此，在基材層加工步驟中所形成之第2加工溝115亦可形成為未分割晶圓100之深度，例如未將DAF121切斷之深度。在此情況下，亦可在像這樣的較淺的第2加工溝115的形成後，藉由將切割膠帶113擴張(擴展)來分割晶圓100而製造晶片116。
又，亦可在形成像這樣的較淺的第2加工溝115的情況下，使用圖10所示之磨削裝置8來分割晶圓100而製造晶片116。磨削裝置8具備有將晶圓100吸引保持並旋轉之工作夾台95、以及藉由未圖示之升降機構而可在Z軸方向上升降之磨削機構90。
磨削機構90具備有主軸91、使主軸91旋轉之主軸馬達92、配置在主軸91的下端之安裝座93、與裝設於安裝座93之磨削輪94。磨削輪94具備有輪基台941、與大致直方體形狀之複數個磨削磨石940，前述磨削磨石940於輪基台941的下表面配置排列成環狀。
在使用磨削裝置8的情況下，可將形成有第2加工溝115之晶圓100例如從框架單元110取下，並以DAF121成為向上的方式，隔著保護膠帶105來吸引保持於工作夾台95。之後，控制器7一邊使磨削裝置8的主軸91以及工作夾台95旋轉(箭頭505、506)，一邊使磨削磨石940接觸於晶圓100的DAF121來磨削DAF121。藉此，第2加工溝115會朝上側露出，且晶圓100被分割而製造晶片116。
又，亦可在基材層加工步驟中，將對基材層122具有穿透性之波長的雷射光線在基材層122的內部定位聚光點來照射，之後藉由磨削裝置8來磨削晶圓100的DAF121側，藉此來分割晶圓100。
又，在基材層加工步驟為包含藉由對基材層122照射雷射光線來形成第2加工溝115之作法的情況下，亦即，在基材層加工步驟中藉由雷射光線來形成第2加工溝115的情況下，會有在已形成於基材層122之第2加工溝115的正面形成損傷區域之情況。在此情況下，亦可實施基材層損傷去除步驟。在此基材層損傷去除步驟中，是在基材層加工步驟的實施後，亦即在第2加工溝115的形成後，和功能層損傷去除步驟同樣地在電漿處理裝置4設置包含晶圓100之框架單元110，並對已形成於基材層122之第2加工溝115的正面進行電漿蝕刻，來去除因為基材層加工步驟而形成之損傷區域。藉由對基材層122也進行電漿蝕刻來去除損傷之作法，可進一步提高晶片116的抗折強度。
再者，在基材層損傷去除步驟中，作為蝕刻氣體，可使用可產生適合於去除基材層122的第1損傷區域140之電漿的蝕刻氣體(第2蝕刻氣體)。在基材層損傷去除步驟中，是使用例如包含氦氣、氟系氣體(例如SF 6)、氧氣之至少任一者的第2蝕刻氣體，來實施遠程電漿蝕刻。
又，在這種情況下，亦可進一步實施加工屑去除步驟。在此加工屑去除步驟中，是在使用了雷射加工裝置2中的雷射光線之基材層加工步驟的實施後，且在基材層損傷去除步驟的實施前，繼續使用雷射加工裝置2來將比在基材層加工步驟中所使用之雷射光線更弱的輸出之雷射光線，照射於第1加工溝114以及第2加工溝115的至少任一者，使已附著於這些溝之加工屑昇華而去除。藉此，可以容易地從第1加工溝114及/或第2加工溝115去除在基材層加工步驟中所產生之加工屑。從而，變得可良好地抑制基材層損傷去除步驟中的電漿蝕刻被加工屑阻礙之情形。
[第2實施形態] 在本實施形態中，是說明第1實施形態所示之加工方法的變形例。
在本實施形態之方法中，首先是實施和第1實施形態所示之構成同樣的保護膜形成步驟(晶圓準備步驟)，之後，實施以下所示之功能層加工步驟。
[功能層加工步驟] 在本實施形態中的功能層加工步驟中，控制器7是使用雷射加工裝置2，而如圖11(a)所示，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。藉此，在第1分割預定線103以及第2分割預定線104的兩側形成一對加工預備溝117。加工預備溝117是形成為切斷功能層123而到達基材層122之深度。
這樣的一對加工預備溝117，會成為在對功能層123進行加工時，防止功能層123的剝離之防波堤。亦即，加工預備溝117可以防止導致功能層123從晶圓100的正面剝離之情形。
又，藉由此加工，會在功能層123形成第1損傷區域140，並且在基材層122也形成第2損傷區域141。再者，在此加工中，也會形成已積層於功能層123的上表面之保護膜130被去除後之露出區域139。
此外，在本實施形態之功能層加工步驟中，控制器7是繼續使用雷射加工裝置2，並沿著第1分割預定線103以及第2分割預定線104來對一對加工預備溝117的中心照射雷射光線。藉此，如圖11(b)所示，沿著第1分割預定線103以及第2分割預定線104形成第1加工溝114。再者，在此步驟中所照射之雷射光線的波長是對功能層123具有吸收性之波長。
[基材層損傷去除步驟] 在此步驟中，是去除在功能層加工步驟中於基材層122產生之第2損傷區域141。亦即，在電漿處理裝置4設置包含晶圓100之框架單元110後，控制器7對第1加工溝114的正面進行電漿蝕刻。藉此，如圖11(c)所示，因為功能層加工步驟而形成之基材層122的第2損傷區域141會被去除。
在此基材層損傷去除步驟中，是如上述，而可使用可產生適合於去除基材層122的第2損傷區域141之電漿的第2蝕刻氣體。
[功能層損傷去除步驟] 在此步驟中，是將在功能層加工步驟中於功能層123產生之第1損傷區域140去除。亦即，控制器7是繼續使用電漿處理裝置4來對第1加工溝114的正面進行電漿蝕刻。藉此，如圖11(d)所示，因為功能層加工步驟而形成之功能層123的第1損傷區域140會被去除。
在此功能層損傷去除步驟中，是如上述，而可使用可產生適合於去除功能層123的第1損傷區域140之電漿的第1蝕刻氣體，包含例如CF 4、氬、C 4F 8、氧氣的至少任一者。在此步驟中，也是因為在基材層122形成有露出區域139，所以第1損傷區域140容易被蝕刻。
[基材層加工步驟] 在此步驟中，是在基材層122形成第2加工溝115。具體而言，控制器7是使用雷射加工裝置2並沿著晶圓100中的全部的第1加工溝114來照射雷射光線，而如圖11(e)所示地形成第2加工溝115。在此步驟中所照射之雷射光線的波長是對基材層122具有吸收性之波長。藉由此步驟，可例如分割晶圓100而製造複數個晶片116。在此步驟中，亦可使用未圖示之切削裝置，並藉由旋轉之切削刀片來形成第2加工溝115，亦可藉由電漿加工來形成第2加工溝115。
[保護膜洗淨步驟] 在基材層加工步驟之後，控制器7會使用洗淨裝置5來實施和第1實施形態所示之構成同樣的保護膜洗淨步驟，而如圖11(f)所示，從晶圓100去除保護膜130。
在本實施形態中，是在形成第1加工溝114後，藉由電漿蝕刻來去除於功能層123產生之第1損傷區域140以及於基材層122產生之第2損傷區域141。藉此，由於可以從功能層123以及基材層122良好地去除因為雷射光線的照射而形成之損傷，因此可以更加良好地將晶圓100被分割而形成之晶片116的抗折強度提高。
又，在本實施形態中，在功能層加工步驟之後，且在比基材層加工步驟更之前，實施有基材層損傷去除步驟以及功能層損傷去除步驟。有關於此，若在基材層加工步驟之後實施基材層損傷去除步驟或功能層損傷去除步驟，已附著在第1加工溝114以及第2加工溝115之基材層122的加工屑可能會阻礙在這些損傷去除步驟中的蝕刻。據此，如本實施形態，藉由在功能層加工步驟之後，且在比基材層加工步驟更之前，進行基材層損傷去除步驟以及功能層損傷去除步驟，可以在這些損傷去除步驟中在短時間內進行蝕刻，而良好地去除第1損傷區域140以及第2損傷區域141。
再者，基材層損傷去除步驟、功能層損傷去除步驟與基材層加工步驟之順序並不限定於此，而是可合宜調整的。
例如，在本實施形態中，控制器7亦可在使用雷射加工裝置2而如圖11(a)所示地在晶圓100形成加工預備溝117後，使用電漿處理裝置4來實施使用了第2蝕刻氣體之基材層損傷去除步驟，來對加工預備溝117的正面進行電漿蝕刻。
在此情況下，會從圖11(a)所示之狀態成為如圖12(a)所示之從基材層122去除第2損傷區域141後之狀態。
之後，控制器7是繼續使用電漿處理裝置4來實施使用了第1蝕刻氣體之功能層損傷去除步驟，來對加工預備溝117的正面進行電漿蝕刻。藉此，如圖12(b)所示，因為功能層加工步驟而形成之功能層123的第1損傷區域140會被去除。
其次，控制器7是使用雷射加工裝置2來實施功能層加工步驟，並沿著第1分割預定線103以及第2分割預定線104來對一對加工預備溝117的中心照射雷射光線。藉此，如圖12(c)所示，沿著第1分割預定線103以及第2分割預定線104形成第1加工溝114。之後，實施圖11(e)所示之基材層加工步驟、以及圖11(f)所示之保護膜洗淨步驟。
如此，由於即使藉由在第1加工溝114的形成前將第1損傷區域140以及第2損傷區域141去除之作法，也可以良好地去除這些損傷，因此變得可將晶圓100被分割而形成之晶片116的抗折強度提高。 [第3實施形態] 在本實施形態中，是說明第1實施形態所示之加工方法的其他的變形例。
[保護膜形成步驟/功能層加工步驟] 在本實施形態之方法中，首先是實施和第1實施形態所示之構成同樣的保護膜形成步驟(晶圓準備步驟)，之後，使用雷射加工裝置2來實施和第2實施形態所示之構成同樣的功能層加工步驟。藉此，如圖13(a)所示，在晶圓100中的第1分割預定線103以及第2分割預定線104的兩側，以成為切斷功能層123而到達基材層122之深度的方式形成一對加工預備溝117。又，藉由此加工，會在功能層123形成第1損傷區域140，並且在基材層122也形成第2損傷區域141。在本實施形態中，此加工預備溝117是作為第1加工溝而發揮功能。
[基材層加工步驟] 在此步驟中，是在基材層122形成第2加工溝115。具體而言，控制器7是繼續使用雷射加工裝置2來沿著晶圓100中的第1分割預定線103以及第2分割預定線104，對一對加工預備溝117的中心照射雷射光線。藉此，如圖13(b)所示，沿著第1分割預定線103以及第2分割預定線104形成第2加工溝115。在此步驟中所照射之雷射光線的波長是對功能層123以及基材層122具有吸收性之波長。
像這樣，基材層加工步驟包含藉由對基材層122照射雷射光線而形成第2加工溝115之作法。在此步驟中，第2加工溝115是形成為切斷功能層123、基材層122以及DAF121之深度，亦即將晶圓100分割之深度。從而，可藉由此步驟來分割晶圓100，而製造複數個晶片116。再者，DAF121亦可不藉由基材層加工步驟來分割，而是藉由在之後步驟中對切割膠帶113進行擴張來分割。又，在不具有DAF121的情況下，可將第2加工溝115形成為切入到切割膠帶113之深度，來分割晶圓100而製造複數個晶片116。又，藉由此步驟，如圖13(b)所示，加工屑301會附著在加工預備溝117以及第2加工溝115的正面。
[加工屑去除步驟] 在此加工屑去除步驟中，控制器7是在基材層加工步驟的實施後，且在功能層損傷去除步驟的實施前，繼續使用雷射加工裝置2來將比在基材層加工步驟中所使用之雷射光線更弱的輸出之雷射光線，照射於加工預備溝117(第1加工溝)以及第2加工溝115之至少任一者，使已附著於這些溝之加工屑昇華而去除。在本實施形態中，控制器7是藉由將比在基材層加工步驟中所照射之雷射光線更弱的輸出之雷射光線，照射於加工預備溝117以及第2加工溝115，使已附著於這些溝的加工屑301昇華而去除。藉此，如圖13(c)所示，可以從加工預備溝117以及第2加工溝115去除在基材層加工步驟中所產生之加工屑301。
[功能層損傷去除步驟] 其次，控制器7將在功能層加工步驟中於功能層123產生之第1損傷區域140去除。亦即，控制器7是使用電漿處理裝置4，並使用第1蝕刻氣體來對加工預備溝117以及第2加工溝115的正面進行電漿蝕刻。藉此，如圖13(d)所示，因為功能層加工步驟而形成之功能層123的第1損傷區域140會被去除。
[基材層損傷去除步驟] 其次，控制器7將在功能層加工步驟中於基材層122產生之第2損傷區域141去除。亦即，控制器7是繼續使用電漿處理裝置4，並使用第2蝕刻氣體來對加工預備溝117以及第2加工溝115的正面進行電漿蝕刻。藉此，如圖13(e)所示，基材層122之第2損傷區域141會被去除。之後，實施保護膜洗淨步驟，而從晶圓100去除保護膜130。
在本實施形態中，也是藉由電漿蝕刻來將於功能層123產生之第1損傷區域140以及於基材層122產生之第2損傷區域141去除。藉此，由於可以從功能層123以及基材層122良好地去除因為雷射光線的照射而形成之損傷，因此可以將晶圓100被分割而形成之晶片116的抗折強度提高。
又，在本實施形態中，是在基材層加工步驟之後，且在比功能層損傷去除步驟以及基材層損傷去除步驟更之前，實施加工屑去除步驟。藉此，可以從加工預備溝117以及第2加工溝115良好地去除在基材層加工步驟中所產生之加工屑301。從而，由於可以在功能層損傷去除步驟以及基材層損傷去除步驟中，抑制蝕刻被加工屑301阻礙之情形，因此變得可良好地去除功能層123的第1損傷區域140以及基材層122的第2損傷區域141。
又，在本實施形態中，是在使用了雷射加工裝置2之功能層加工步驟之後，接續實施同樣地使用了雷射加工裝置2之基材層加工步驟以及加工屑去除步驟，且於之後實施使用了電漿處理裝置4之功能層損傷去除步驟及基材層損傷去除步驟。因此，由於可以將使用雷射加工裝置2之步驟及使用電漿處理裝置4之步驟集中在一起來實施，因此可以減少在雷射加工裝置2與電漿處理裝置4之間搬送包含晶圓100之框架單元110的次數。從而，變得可縮短加工時間。
1:加工系統 2:雷射加工裝置 4:電漿處理裝置 5:洗淨裝置 6:搬送裝置 7:控制器 8:磨削裝置 10:腔室 10a:第1區域 10b:第2區域 11:搬出入口 12:門 13:排氣口 14:排氣筒 15:排氣單元 16:排氣用閥 17:排氣泵 19:氣體導入口 20:工作台基座 21:圓盤部 22:柱部 25:偏壓電極 26:高頻電壓施加單元 27:高頻電源 28:阻隔電容器 30:電漿擴散構件 32:導入筒 33:施用器 35:氣體供給單元 37:第1電漿 38:第2電漿 40,55:保持部 41:旋轉工作台 42,58:夾具部 43,91:主軸 44,57:保持面 45:洗淨水噴射裝置 46:水供給管 47:旋繞軸桿 48:噴嘴 51:基台 52:立壁部 56:保持工作台 59:θ工作台 60:Y軸移動機構 63,71,86:導軌 64:Y軸工作台 65,73,87:滾珠螺桿 66,75,88:驅動馬達 70:X軸移動機構 72:X軸工作台 80:雷射光線照射機構 81:加工頭 82:相機 83:臂部 85:Z軸移動機構 89:Z軸工作台 90:磨削機構 92:主軸馬達 93:安裝座 94:磨削輪 95:工作夾台 100:晶圓 103:第1分割預定線 104:第2分割預定線 105:保護膠帶 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 121:DAF 122:基材層 123:功能層 124:TEG 130:保護膜 139:露出區域 140:第1損傷區域 141:第2損傷區域 301:加工屑 351:非活性氣體供給源 352:氟系氣體供給源 353:氧氣氣體供給源 361:第1閥 362:第2閥 363:第3閥 401:雷射光線 501,502,505,506:箭頭 940:磨削磨石 941:輪基台 W:洗淨水 +X,-X,+Y,-Y,+Z,-Z:方向
圖1是顯示包含晶圓之框架單元的立體圖。 圖2是顯示加工系統之構成的方塊圖。 圖3是顯示雷射加工裝置之構成的立體圖。 圖4是顯示電漿處理裝置之構成的剖面圖。 圖5是顯示洗淨裝置之構成的局部剖面側視圖。 圖6是顯示晶圓之構造的剖面圖。 圖7是顯示保護膜形成步驟的剖面圖。 圖8是顯示由雷射加工裝置所進行之雷射照射的剖面圖。 圖9之(a)~(d)是顯示第1實施形態之加工方法的剖面圖。 圖10是顯示磨削裝置之構成的側視圖。 圖11之(a)~(f)是顯示第2實施形態之加工方法的剖面圖。 圖12之(a)~(c)是顯示第2實施形態之其他的加工方法的剖面圖。 圖13之(a)~(e)是顯示第3實施形態之加工方法的剖面圖。
100:晶圓
103:第1分割預定線
104:第2分割預定線
113:切割膠帶
114:第1加工溝
115:第2加工溝
116:晶片
121:DAF
122:基材層
123:功能層
130:保護膜
139:露出區域
140:第1損傷區域

Claims (5)

  1. 一種晶圓之加工方法，是對在基材層積層有功能層之晶圓進行加工的加工方法，前述晶圓之加工方法具備有以下步驟： 功能層加工步驟，對該功能層照射雷射光線，來形成第1加工溝；及 功能層損傷去除步驟，在該功能層加工步驟的實施後，對該第1加工溝的正面進行電漿蝕刻，來將因為該功能層加工步驟而形成之損傷去除。
  2. 如請求項1之晶圓之加工方法，其中該功能層是被保護膜被覆， 該功能層加工步驟是實施成：藉由該雷射光線的照射而將被覆該第1加工溝的邊緣之該保護膜去除，使該功能層露出。
  3. 如請求項1或2之晶圓之加工方法，其更具備有在該基材層形成第2加工溝之基材層加工步驟。
  4. 如請求項3之晶圓之加工方法，其中該基材層加工步驟包含藉由對該基材層照射雷射光線來形成該第2加工溝之作法， 且晶圓之加工方法更具備有基材層損傷去除步驟，前述基材層損傷去除步驟是在該基材層加工步驟的實施後，對已形成在該基材層之該第2加工溝的正面進行電漿蝕刻，來將因為該基材層加工步驟而形成之損傷去除。
  5. 如請求項3之晶圓之加工方法，其中該基材層加工步驟包含藉由對該基材層照射雷射光線來形成該第2加工溝之作法， 且晶圓之加工方法更具備有加工屑去除步驟，前述加工屑去除步驟是在該基材層加工步驟的實施後，且在該功能層損傷去除步驟的實施前，將比在該基材層加工步驟中所使用之雷射光線更弱的輸出之雷射光線，照射於該第1加工溝以及該第2加工溝的至少任一者，來讓已附著於這些溝之加工屑昇華而去除。
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