TW202414554A - 晶片的製造方法 - Google Patents

Abstract

[課題]提供一種能抑制晶片的品質降低的晶片的製造方法。[解決手段]一種晶片的製造方法，其將被加工物沿著分割預定線分割成多個晶片，並包含：改質區域形成步驟，其將對被加工物具有穿透性且在第一聚光點及第二聚光點聚光之雷射光束，在沿著分割預定線將第一聚光點及第二聚光點定位於被加工物的內部之狀態下，沿著分割預定線進行照射，藉此在被加工物的內部形成多個改質區域；以及分割步驟，其藉由對被加工物施加外力，而將改質區域作為分割起點，將被加工物沿著分割預定線分割成一個個晶片，並且，在改質區域形成步驟中，在第一聚光點所定位之區域形成改質區域，且在將第二聚光點定位成與形成於被加工物之其它改質區域重疊之狀態下照射雷射光束。

Description

晶片的製造方法

本發明係關於一種將被加工物分割成多個晶片之晶片的製造方法。

在元件晶片的製程中，使用在藉由互相交叉之多條分割預定線（切割道）所劃分之多個區域分別形成有元件之晶圓。藉由將此晶圓沿著分割預定線進行分割，而獲得具備元件之晶片（元件晶片）。元件晶片被組裝於行動電話、個人電腦等各式各樣的電子設備。

晶圓的分割係使用以環狀的切割刀片將晶圓進行切割之切割裝置。並且，近年來，亦正進行藉由雷射加工而分割晶圓之程序的開發。例如，已提案一種方法，其使對晶圓具有穿透性之雷射光束一邊在晶圓的內部聚光一邊沿著分割預定線進行掃描，藉此在晶圓的內部沿著分割預定線形成改質層（變質層）（參照專利文獻1）。

在改質層的形成步驟中，在晶圓的內部沿著分割預定線以預定的間隔形成多個改質區域，且龜裂（裂痕）從各改質區域伸展。然後，晶圓的形成有改質區域或裂痕之區域變得比其它區域更脆。因此，若對晶圓施加外力，則改質區域及龜裂會發揮作為分割起點的功能，將晶圓沿著分割預定線進行分割。

然而，在改質區域所產生之龜裂不規則地伸展，並不一定受限於沿著分割預定線形成。因此，在對形成有改質層之晶圓施加外力之際，有時會因隨機地形成之龜裂而將晶圓的斷裂誘導至非預期之方向。藉此，有未將晶圓沿著分割預定線適當地進行分割而晶片的品質降低之虞。

於是，已提案一種方法，其使雷射光束分歧而對晶圓進行照射，藉此同時形成兩個改質區域，且以使從各改質區域伸展之龜裂互相連結之方式形成改質層（參照專利文獻2）。若使用此方法，則將在改質區域所產生之龜裂誘導成沿著分割預定線伸展。藉此，變得容易將晶圓沿著分割預定線進行分割，而抑制晶片的品質降低。 [習知技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2004-179302號公報 [專利文獻2]日本特開2021-136253號公報

[發明所欲解決的課題] 如上述，在晶圓等被加工物形成改質層之際，藉由使在改質區域所產生之龜裂沿著分割預定線伸展，而變得容易將被加工物沿著分割預定線進行分割。然而，若在被加工物的厚度方向中之斷裂的誘導為不完全，則即使將被加工物沿著分割預定線進行分割，亦有時分割面（斷裂面、劈開面）會相對於被加工物的厚度方向呈傾斜，或者在分割面形成不規則的凹凸。其結果，藉由被加工物的分割所獲得之晶片會產生形狀崩塌、尺寸的誤差等，而成為晶片的品質降低的原因。

本發明係鑒於此問題所完成者，其目的在於提供一種能抑制晶片的品質降低的晶片的製造方法。

[解決課題的技術手段] 根據本發明的一態樣，提供一種晶片的製造方法，其將被加工物沿著分割預定線分割成多個晶片，並包含：改質區域形成步驟，其將對該被加工物具有穿透性且在第一聚光點及第二聚光點聚光之雷射光束，在沿著該分割預定線將該第一聚光點及該第二聚光點定位於該被加工物的內部之狀態下，沿著該分割預定線進行照射，藉此在該被加工物的內部形成多個改質區域；以及分割步驟，其藉由對該被加工物施加外力，而將該改質區域作為分割起點，將該被加工物沿著該分割預定線分割成一個個該晶片，並且，在該改質區域形成步驟中，在該第一聚光點所定位之區域形成該改質區域，且在將該第二聚光點定位成與形成於該被加工物之其它該改質區域重疊之狀態下照射該雷射光束。

[發明功效] 在本發明的一態樣之晶片的製造方法中，在藉由雷射光束的照射而在被加工物的內部形成多個改質區域之際，在第一聚光點所定位之區域形成改質區域，且在將第二聚光點定位成與形成於被加工物之其它改質區域重疊之狀態下照射雷射光束。藉此，在改質區域所產生之龜裂會沿著被加工物的厚度方向伸展。

若對如上述般形成有改質區域及龜裂之被加工物施加外力，則藉由沿著被加工物的厚度方向伸展之龜裂，而將被加工物的斷裂亦誘導至被加工物的厚度方向。藉此，分割面（斷裂面、劈開面）變得容易沿著被加工物的厚度方向形成為平面。其結果，變得難以產生晶片的形狀崩塌、尺寸的誤差等，而抑制晶片的品質降低。

以下，參照隨附圖式，說明本發明的一態樣之實施方式。首先，針對能用於本實施方式之晶片的製造方法的被加工物的構成例進行說明。圖1（A）係表示被加工物11之立體圖。

例如，被加工物11係以單晶矽等半導體材料而成之圓盤狀的晶圓，並具備互相大致平行的正面（第一面）11a及背面（第二面）11b。被加工物11係藉由以互相交叉之方式格子狀地排列之多條分割預定線（切割道）13而被劃分成多個矩形狀的區域。

在藉由分割預定線13所劃分之多個區域的正面11a側分別形成有IC（Integrated Circuit，積體電路）、LSI（Large Scale Integration，大型積體電路）、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統）元件等元件15。若將被加工物11沿著分割預定線13進行分割，則獲得分別具備元件15之多個晶片（元件晶片）。

此外，被加工物11的材質、形狀、構造、大小等並無限制。例如，被加工物11亦可為以矽以外的半導體（GaAs、SiC、InP、GaN等）、藍寶石、玻璃、陶瓷、樹脂、金屬等而成之基板。並且，元件15的種類、數量、形狀、構造、大小、配置等亦無限制，被加工物11亦可未形成有元件15。

在本實施方式中，對被加工物11施行雷射加工而分割被加工物11。具體而言，藉由對被加工物11照射雷射光束，而在被加工物11的內部沿著分割預定線13形成改質層（變質層）。被加工物11的形成有改質層之區域變得比其他區域更脆。因此，若對被加工物11施加外力，則將改質層作為分割起點（分割的契機）並將被加工物11沿著分割預定線13進行分割。

圖1（B）係表示固定有保護構件17之被加工物11之立體圖。在對被加工物11施行雷射加工之際，保護構件17被固定於被加工物11。例如，在從被加工物11的背面11b側照射雷射光束之情形中，保護構件17被固定於被加工物11的正面11a側。藉此，多個元件15被保護構件17覆蓋並保護。

例如，保護構件17係具有可撓性之薄片。具體而言，可將膠膜使用作為保護構件17，所述膠膜具有被形成為圓形之膜狀的基材與設於基材上之黏著層（糊層）。基材係以聚烯烴、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯等樹脂而成，黏著層係以環氧系、丙烯酸系或橡膠系的接著劑等而成。並且，黏著層亦可為藉由紫外線的照射而硬化之紫外線硬化型的樹脂。

接著，針對本實施方式之晶片的製造方法的具體例進行說明。圖2係表示晶片的製造方法之流程圖。在本實施方式之晶片的製造方法中，在被加工物11的內部形成多個改質區域（改質區域形成步驟S1），之後，藉由對被加工物11施加外力而將被加工物11分割成一個個晶片（分割步驟S2）。

圖3係表示雷射加工裝置2之局部剖面前視圖。在改質區域形成步驟S1中，使用對被加工物11施加雷射加工之雷射加工裝置2。此外，在圖3中，X軸方向（加工進給方向、第一水平方向）與Y軸方向（分度進給方向、第二水平方向）係互相垂直的方向。並且，Z軸方向（高度方向、鉛直方向、上下方向）係與X軸方向及Y軸方向垂直的方向。

雷射加工裝置2具備保持被加工物11之卡盤台（保持台）4。卡盤台4的上表面係與水平面（XY平面）大致平行的平坦面，並構成保持被加工物11之保持面4a。保持面4a係透過形成於卡盤台4的內部之流路（未圖示）、閥（未圖示）等而與噴射器等吸引源（未圖示）連接。

在卡盤台4連結有移動單元（未圖示）及旋轉驅動源（未圖示）。移動單元例如係藉由滾珠螺桿式的移動機構所構成，並使卡盤台4沿著X軸方向及Y軸方向移動。旋轉驅動源係藉由馬達等所構成，並使卡盤台4繞著與Z軸方向大致平行的旋轉軸旋轉。

並且，雷射加工裝置2具備雷射照射單元6。雷射照射單元6具備配置於卡盤台4的上方之雷射加工頭8。藉由從雷射加工頭8朝向卡盤台4所照射之雷射光束10，而加工被加工物11。

雷射照射單元6被構成為雷射光束10在至少兩個以上的聚光點（聚光位置）聚光。圖3中，作為一例，表示在兩個聚光點（聚光位置）10a、10b聚光之雷射光束10。此外，在圖3中，為了便於說明，雖示意性地圖示雷射光束10在點狀的聚光點10a、10b聚光之狀況，但聚光點10a、10b亦可為分別具有預定的光點直徑之細微的圓形的區域。

圖4係表示雷射照射單元6之示意圖。雷射照射單元6具備：YAG雷射、YVO ₄雷射、YLF雷射等的雷射振盪器12；以及光學系統14，其將從雷射振盪器12射出之脈衝振盪的雷射光束10導往被加工物11。例如，光學系統14具備：反射鏡16，其使雷射光束10反射；雷射分歧部18，其使雷射光束10分歧；以及聚光透鏡20，其使雷射光束10在預定的位置聚光。

雷射分歧部18的構成只要能使雷射光束10分歧則無限制。例如，作為雷射分歧部18，使用LCOS－SLM（Liquid Crystal On Silicon-Spatial Light Modulator，液晶覆矽－空間光調變器）、繞射光學元件（DOE：Diffractive Optical Element）等。並且，雷射分歧部18亦可具備將雷射光束10分歧成P偏光的雷射光束與S偏光的脈衝雷射光束之偏光分光器。

從雷射振盪器12射出之雷射光束10在反射鏡16反射而射入雷射分歧部18，並藉由雷射分歧部18而分歧成兩道雷射光束。之後，經分歧之雷射光束10係藉由聚光透鏡20而在聚光點10a、10b聚光。

並且，如圖3所示，雷射加工裝置2具備控制雷射加工裝置2之控制器（控制單元、控制部、控制裝置）22。控制器22係與構成雷射加工裝置2之構成要素（卡盤台4、雷射照射單元6等）連接，並藉由將控制訊號輸出至各構成要素而控制雷射加工裝置2的運行。例如，藉由控制器22而控制卡盤台4的位置、雷射光束10的照射條件。

控制器22係藉由電腦所構成，並包含：運算部，其進行雷射加工裝置2的運行所需要的運算；以及記憶部，其記憶雷射加工裝置2的運行所使用之各種的資訊（資料、程式等）。運算部係包含CPU（Central Processing Unit，中央處理單元）等處理器所構成。並且，記憶部係包含ROM（Read Only Memory，唯讀記憶體）、RAM（Random Access Memory，隨機存取記憶體）等記憶體所構成。

在改質區域形成步驟S1中，首先，以卡盤台4保持被加工物11。具體而言，被加工物11係以正面11a側（保護構件17側）與保持面4a面對且背面11b側（照射雷射光束10之面側）在上方露出之方式被配置於卡盤台4上。在此狀態下，若使吸引源的吸引力（負壓）作用於保持面4a，則被加工物11係透過保護構件17而被卡盤台4吸引保持。

接著，對被加工物11照射雷射光束10，在被加工物11的內部形成改質層。具體而言，首先，使卡盤台4旋轉，使預定的分割預定線13（參照圖1（A）及圖1（B））的長度方向與X軸方向對齊。並且，以使雷射光束10的聚光點10a、10b與預定的分割預定線13在Y軸方向的位置為一致之方式，調整卡盤台4在Y軸方向的位置。

然後，一邊從雷射照射單元6照射雷射光束10，一邊使卡盤台4沿著X軸方向移動（加工進給）。藉此，卡盤台4與雷射加工頭8沿著X軸方向相對地移動。其結果，在將聚光點10a、10b沿著分割預定線13定位於被加工物11的內部之狀態下，沿著分割預定線13照射雷射光束10。

此外，雷射光束10的照射條件被設定成被加工物11的已照射雷射光束10之區域會藉由多光子吸收而被改質（變質）。具體而言，雷射光束10的波長被設定成雷射光束10的至少一部分會穿透被加工物11。亦即，雷射光束10係對被加工物11具有穿透性且在聚光點10a、10b聚光之雷射光束。並且，雷射光束10的其他照射條件（平均輸出、脈衝寬度、重複頻率、光點直徑等）亦適當設定成會在被加工物11形成改質區域。

將對被加工物11照射雷射光束10之狀況表示於圖5（A）～圖5（C）。若以上述的照射條件對被加工物11照射雷射光束10，則被加工物11的內部係藉由多光子吸收而被改質（變質），形成改質區域（變質區域）19。

圖5（A）係表示照射第一次脈衝的雷射光束10之被加工物11的局部之剖面圖。若開始被加工物11的加工進給，首先，將雷射光束10的聚光點10a定位於被加工物11的內部。然後，形成從聚光點10a所定位之區域擴展之改質區域19。並且，在改質區域19產生龜裂（裂痕）21，龜裂21係從改質區域19放射狀地伸展。

此外，從被加工物11的背面11b側照射雷射光束10之情形（參照圖3），雷射光束10亦被照射至被加工物11的背面11b與聚光點10a之間的區域，促進在此區域中之改質。因此，在聚光點10a所產生之改質區域19容易朝向被加工物11的背面11b側（在圖5（A）中之上側）成長。

其結果，改質區域19被形成為縱長的形狀，所述縱長的形狀係在被加工物11的厚度方向（Z軸方向）之長度大於在與被加工物11的正面11a及背面11b平行的方向（XY平面方向）之長度。圖5（A）中示意性地圖示長球狀的改質區域19，所述長球狀的改質區域19被形成為長軸沿著被加工物11的厚度方向且短軸沿著與被加工物11的正面11a及背面11b平行的方向。

圖5（B）係表示照射第二次脈衝的雷射光束10之被加工物11的局部之剖面圖。若進行被加工物11的加工進給，則雷射光束10的聚光點10a、10b被定位於被加工物11的內部。然後，在將聚光點10a定位於被加工物11之中未形成有改質區域19之區域且將聚光點10b定位於因前一個脈衝而形成於被加工物11之改質區域19（圖5（B）的左邊的改質區域19）之狀態下，對聚光點10a、10b同時照射雷射光束10。

在聚光點10a所定位之區域及其附近，與第一次脈衝同樣地形成改質區域19。並且，若對定位於前一個所形成之改質區域19的內部之聚光點10b照射雷射光束10，則應力會集中於具有前端變細的形狀之改質區域19的上端部及下端部。其結果，龜裂21從改質區域19的上端部及下端部起沿著被加工物11的厚度方向（圖5（B）的上下方向）伸展。

如上述，將聚光點10b定位成與已形成於被加工物11之改質區域19重疊。更佳為，定位成下述兩位置互相重疊：在形成改質區域19之際的聚光點10a相對於被加工物11之位置；以及使龜裂21從所述改質區域19起沿著被加工物11的厚度方向伸展之際的聚光點10b相對於被加工物11之位置。

圖5（C）係表示照射第三次脈衝的雷射光束10之被加工物11的局部之剖面圖。若進一步進行被加工物11的加工進給，則在將聚光點10a定位於被加工物11之中未形成有改質區域19之區域且將聚光點10b定位於因前一個脈衝而形成於被加工物11之改質區域19（圖5（C）的中央的改質區域19）之狀態下，對聚光點10a、10b同時照射雷射光束10。

在聚光點10a所定位之區域及其附近，與第一次脈衝及第二次脈衝同樣地形成改質區域19。並且，對定位於前一個所形成之改質區域19的內部之聚光點10b照射雷射光束10，龜裂21從改質區域19的上端部及下端部起沿著被加工物11的厚度方向伸展。

圖6係表示形成有改質層（變質層）23之被加工物11的局部之剖面圖。第四次脈衝以後的雷射光束10亦同樣地被照射至被加工物11。藉此，在被加工物11的內部，沿著分割預定線13（參照圖1（A）及圖1（B））以預定的間距形成多個改質區域19。其結果，在被加工物11的內部的預定的深度位置，沿著分割預定線13形成藉由多個改質區域19所構成之改質層23。

如上述，在改質區域形成步驟S1中，在聚光點10a所定位之區域形成改質區域19，且在將聚光點10b定位成與形成於被加工物11之其他改質區域19重疊之狀態下照射雷射光束10。藉此，在改質區域19所產生之龜裂21變得容易沿著被加工物11的厚度方向伸展。

改質區域19的間距可藉由調節聚光點10a、10b的間隔、加工進給速度、雷射光束10的重複頻率等而控制。此外，改質區域19的間距較佳被設定成從相鄰之兩個改質區域19伸展之龜裂21會互相連結。例如，改質區域19的間距（聚光點10a、10b的間隔）被設定成3μm以上且16μm以下，較佳為被設定成4μm以上且8μm以下。藉此，透過龜裂21而連結多個改質區域19，變得容易在被加工物11的內部沿著分割預定線13連續地形成改質層23。

此外，被照射至聚光點10a之雷射光束10（第一雷射光束）的照射條件與被照射至聚光點10b之雷射光束10（第二雷射光束）的照射條件可相同亦可不同。尤其，第二雷射光束只要發揮作為使龜裂21從已形成之改質區域19起沿著被加工物11的厚度方向伸展之觸發的功能即可，不一定需要以能形成新的改質區域19的條件進行照射。

因此，第二雷射光束的能量密度可低於第一雷射光束的能量密度。更具體而言，第二雷射光束的平均輸出可低於第一雷射光束的平均輸出。並且，在第二雷射光束的聚光點10b中之光點直徑可大於在第一雷射光束的聚光點10a中之光點直徑。第一雷射光束及第二雷射光束的光點直徑可藉由調節散焦量、聚光條件（像差等）而控制。

之後，重複同樣的程序，沿著其他分割預定線13形成改質層23。藉此，獲得沿著全部的分割預定線13格子狀地形成有改質層23之被加工物11。

被加工物11的形成有改質區域19或龜裂21之區域比被加工物11的其他區域更脆。因此，若對形成有改質層23之被加工物11施加外力，則被加工物11會將改質區域19及龜裂21作為起點而沿著分割預定線13斷裂。亦即，改質區域19及龜裂21發揮作為分割被加工物11之際的分割起點（分割的契機）的功能。

此外，亦可根據被加工物11的厚度、材質等而在被加工物11的厚度方向形成多層改質層23。例如，在被加工物11為厚度200μm以上的單晶矽晶圓之情形中，較佳為形成兩層以上的改質層23。

在形成多層改質層23之情形中，一邊變更聚光點10a、10b的高度位置，一邊沿著各分割預定線13分別各照射多次雷射光束10。例如，從被加工物11的正面11a側（下表面側）朝向背面11b側（上表面側，雷射光束10的照射面側）依序形成多層改質層23。

藉由在被加工物11形成多層改質層23，而即使為被加工物11厚之情形、被加工物11的韌性高之情形，亦變得容易沿著分割預定線13適當地分割被加工物11。此外，形成於被加工物11之改質層23的層數並無限制，係因應被加工物11的厚度、材質等而適當設定。

接著，藉由對被加工物11施加外力，而將改質區域19作為分割起點，將被加工物11沿著分割預定線13分割成一個個晶片（分割步驟S2）。可自由地選擇對被加工物11施加外力之方法。並且，對被加工物11施加外力可由操作員以人工作業進行，亦可利用專用的裝置實施。

例如，在分割步驟S2中，將擴張片25固定於被加工物11，並藉由將擴張片25進行擴張而對被加工物11施加外力。圖7係表示固定有擴張片25之被加工物11之立體圖。

擴張片25係能藉由外力的施加而擴張的薄片（具有擴張性之薄片）。例如，作為擴張片25，可使用膠膜，所述膠膜具有被形成為圓形之膜狀的基材與設於基材上之黏著層（糊層）。基材及黏著層的材料的例子係與保護構件17（參照圖1（B））同樣。但是，只要擴張片25具有擴張性且能固定於被加工物11，則擴張片25的構造、材質並無限制。

例如，將直徑大於被加工物11的圓形的擴張片25貼附於被加工物11的背面11b側。並且，將擴張片25的外周部貼附於環狀的框架27。框架27係以SUS（不鏽鋼）等金屬而成之環狀的構件，在框架27的中央部設有在厚度方向貫通框架27之圓形的開口27a。

框架27的開口27a的直徑大於被加工物11的直徑。然後，在將被加工物11配置於框架27的開口27a的內側之狀態下，將擴張片25貼附於被加工物11及框架27。藉此，被加工物11係透過擴張片25而被框架27支撐。

接著，從被加工物11的正面11a側剝離保護構件17。藉此，被加工物11的正面11a側（元件15側）露出。之後，若將擴張片25進行拉伸並擴張，則對被固定於擴張片25之被加工物11施加外力。

擴張片25的擴張例如係使用專用的擴張裝置。圖8係表示擴張裝置（分割裝置）30之立體圖。擴張裝置30將擴張片25進行拉伸並擴張，而分割形成有改質層23之被加工物11。

擴張裝置30具備：圓筒狀的鼓輪32，其直徑大於被加工物11；以及框架保持單元34，其保持支撐被加工物11之框架27（參照圖7）。框架保持單元34具備支撐框架27之環狀的支撐台36。在支撐台36的中央部設有在厚度方向貫通支撐台36之圓形的開口36a。

鼓輪32被配置成與支撐台36的開口36a重疊，鼓輪32的上端部被支撐台36包圍。並且，支撐台36被配置成支撐台36的上表面的高度位置與鼓輪32的上端的高度位置為大致一致。

在支撐台36的外周部固定有多個夾具38。多個夾具38係沿著支撐台36的圓周方向大致等間隔地配置，且握持並固定支撐被加工物11之框架27（參照圖7）。將框架27配置於支撐台36之上，並以多個夾具38固定框架27，藉此框架27被框架保持單元34保持。

支撐台36被沿著鉛直方向（高度方向、上下方向）移動（升降）之多個桿體40支撐。在桿體40的下端部連接有使桿體40升降之氣缸42。多個氣缸42被環狀的底座44支撐。藉由以氣缸42使桿體40升降，而可控制支撐台36的高度位置。

圖9（A）係表示保持被加工物11之擴張裝置30之剖面圖。在分割步驟S2中，首先，使氣缸42運作，以使鼓輪32的上端的高度與支撐台36的上表面的高度為一致之方式調節支撐台36的高度。

接著，將已支撐被加工物11之狀態的框架27配置於支撐台36上。此時被加工物11被配置成與鼓輪32呈同心圓狀，且在俯視下被定位於鼓輪32的外周的內側。並且，以多個夾具38固定被配置於支撐台36上之框架27。藉此，被加工物11係透過擴張片25及框架27而被框架保持單元34保持。

圖9（B）係表示將擴張片25進行擴張之擴張裝置30之剖面圖。若將框架27固定於框架保持單元34，則氣缸42運作，拉下支撐台36。藉此，框架27往下側移動，被鼓輪32的上端支撐之擴張片25被往半徑方向外側拉伸並擴張。其結果，對被固定於擴張片25之被加工物11施加朝向被加工物11的半徑方向外側之外力。

若藉由擴張片25的擴張而對被加工物11施加外力，則被加工物11將改質區域19及龜裂21（參照圖5（A）～圖5（C））作為分割起點而沿著分割預定線13斷裂。其結果，製造分別具備元件15（參照圖7）之多個晶片（元件晶片）29。

如此進行，分割被加工物11而製造晶片29。之後，各晶片29例如被筒夾（未圖示）拾取，並被安裝至預定的基板（配線基板等）。此外，因藉由擴張片25的擴張而在相鄰之晶片29間形成間隙（參照圖9（B）），故可容易地僅拾取特定的晶片29。

如同以上，在本實施方式之晶片的製造方法中，在藉由雷射光束10的照射而在被加工物11的內部形成多個改質區域19之際，在聚光點10a所定位之區域形成改質區域19，且在將聚光點10b定位成與形成於被加工物11之其他改質區域19重疊之狀態下照射雷射光束10。藉此，在改質區域19所產生之龜裂21沿著被加工物11的厚度方向伸展。

若對如上述般形成有改質區域19及龜裂21之被加工物11施加外力，則藉由沿著被加工物11的厚度方向伸展之龜裂21，而將被加工物11的斷裂亦誘導至被加工物11的厚度方向。藉此，分割面（斷裂面、劈開面）變得容易沿著被加工物11的厚度方向形成為平面。其結果，變得難以產生晶片29的形狀崩塌、尺寸的誤差等，而抑制晶片29的品質降低。

此外，在上述實施方式中，在改質區域形成步驟S1中，已說明使用在兩個聚光點10a、10b聚光之雷射光束10而形成改質層23之例子。但是，用於形成改質層23之雷射光束的聚光點的數量亦可為三個以上。

例如，亦可使用在四個聚光點聚光之雷射光束。在此情形中，可在分別將兩個聚光點定位於被加工物11的內部的不同之深度位置之狀態下，對被加工物11照射雷射光束。藉此，可同時進行形成兩層改質層23。

圖10係表示照射在四個聚光點（聚光位置）50a、50b、50c、50d聚光之雷射光束50之雷射加工裝置2之局部剖面前視圖。如圖10所示，雷射照射單元6可使雷射光束50在聚光點50a、50b、50c、50d聚光。在此情形中，在雷射照射單元6的雷射分歧部18（參照圖4）具備將雷射光束50分歧成四道之光學元件（LCOS－SLM等）。

如圖10所示，雷射照射單元6在將聚光點50a、50b與聚光點50c、50d定位於被加工物11的內部的不同之深度位置之狀態下照射雷射光束50。具體而言，將聚光點50a、50b定位於被加工物11的內部的第一區域，並將聚光點50c、50d定位於比第一區域更位於被加工物11的背面11b側之第二區域。在此狀態下，若一邊從被加工物11的背面11b側照射雷射光束50，一邊使被加工物11與雷射光束50沿著X軸方向相對地移動（加工進給），則在被加工物11同時進行形成兩層改質層23。

圖11（A）及圖11（B）係表示照射在四個聚光點50a、50b、50c、50d聚光之雷射光束50之被加工物11的局部之剖面圖。例如，聚光點50a、50b、50c、50d係沿著分割預定線13（參照圖1（A））以預定的間隔排列。然後，將聚光點50a、50b定位於被加工物11的內部之中應形成第一層的改質層23（最下層的改質層23）之第一區域。並且，將聚光點50c、50d定位於被加工物11的內部之中應形成第二層的改質層23之第二區域。

被照射至聚光點50a、50b之雷射光束50的照射條件例如可設定成與被照射至圖5（A）～圖5（C）所示之聚光點10a、10b之雷射光束10的照射條件同樣。然後，在聚光點50a聚光之雷射光束50在第一區域形成改質區域19。並且，將在聚光點50b聚光之雷射光束50照射至已形成於第一區域之改質區域19的內部，使龜裂21從所述改質區域19起沿著被加工物11的厚度方向伸展。

被照射至聚光點50c、50d之雷射光束50的照射條件例如亦可設定成與被照射至圖5（A）～圖5（C）所示之聚光點10a、10b之雷射光束10的照射條件同樣。然後，在聚光點50c聚光之雷射光束50在第二區域形成改質區域19。並且，將在聚光點50d聚光之雷射光束50照射至已形成於第二區域之改質區域19的內部，使龜裂21從所述改質區域19起沿著被加工物11的厚度方向伸展。

此外，改質區域19的間距較佳為被設定成從相鄰之兩個改質區域19伸展之龜裂21會互相連結。例如，改質區域19的間距（聚光點50a、50b的間隔及聚光點50c、50d的間隔）被設定成3μm以上且16μm以下，較佳為被設定成4μm以上且8μm以下。

如上述，藉由將聚光點50a、50b與聚光點50c、50d定位於被加工物11的內部的不同之深度位置，而可同時進行形成兩層改質層23。藉此，在被加工物11形成多層改質層23之情形中，可謀求簡化步驟及縮短加工時間。

但是，亦可將聚光點50a、50b、50c、50d以預定的間隔定位於被加工物11的內部的相同的深度位置。在此情形中，加工進給速度被設定成一般（將兩個聚光點定位於相同的深度位置之情形）的兩倍。藉此，可同時形成兩個改質區域19，且使龜裂21從已形成之其他兩個改質區域19起沿著被加工物11的厚度方向同時伸展。

並且，改質層23的形成亦可使用在六個以上的聚光點聚光之雷射光束。在此情形中，可藉由分別將兩個聚光點定位於被加工物11的內部的不同之深度位置，而同時形成三層以上的改質層23。

再者，亦可將六個以上的聚光點以預定的間隔定位於被加工物11的內部的相同的深度位置。在此情形中，加工進給速度被設定成一般（將兩個聚光點定位於相同的深度位置之情形）的三倍以上。藉此，可同時形成三個改質區域19，且使龜裂21從已形成之其他三個改質區域19起沿著被加工物11的厚度方向同時伸展。

另外，上述實施方式之構造、方法等，只要在不背離本發明目的之範圍內，即可適當變更並實施。

（實施例） 接著，針對將藉由本發明之晶片的製造方法而製造之晶片進行評價之結果進行說明。在本評價中，將藉由利用以往的方法分割被加工物所獲得之晶片（比較例1及比較例2）與藉由利用本發明之方法分割被加工物所獲得之晶片（實施例）進行比較。

首先，作為被加工物，準備以直徑8英寸（200mm）、厚度250μm的單晶矽而成之晶圓W ₁、W ₂、W ₃。然後，以不同之條件分別對晶圓W ₁、W ₂、W ₃照射雷射光束而形成改質層之後，對晶圓W ₁、W ₂、W ₃施加外力，將晶圓W ₁、W ₂、W ₃分割成一個個晶片。

圖12（A）係表示比較例1之晶圓W ₁的局部之剖面圖。在比較例1中，藉由對晶圓W ₁照射在兩個聚光點La ₁、Lb ₁聚光之雷射光束L ₁，而在晶圓W ₁沿著分割預定線形成改質層23。

具體而言，將雷射光束L ₁在高度方向進行兩分歧，並將聚光點La ₁、Lb ₁定位於晶圓W ₁的內部的不同之深度位置。在此狀態下，一邊對晶圓W ₁照射雷射光束L ₁一邊進行加工進給，同時進行形成兩層改質層23。

在比較例1中之雷射光束L ₁的照射條件係如以下般設定。 波長                            ：1080nm 重複頻率                    ：100kHz 平均輸出（分歧後）：0.65W 加工進給速度             ：500mm／s

之後，變更在晶圓W ₁的厚度方向中之聚光點La ₁、Lb ₁的位置，將以同樣的程序在晶圓W ₁同時進行形成兩層改質層23之作業再重複兩次。藉此，在晶圓W ₁的內部從晶圓W ₁的下表面側朝向上表面側依序形成合計六層的改質層23。

此外，在形成第一層至第四層的改質層23時，將在晶圓W ₁的厚度方向中之聚光點La ₁、Lb ₁的距離設定成6μm。並且，在形成第五層及第六層的改質層23時，將在晶圓W ₁的厚度方向中之聚光點La ₁、Lb ₁的距離設定成5μm。

圖12（B）係表示比較例2之晶圓W ₁的局部之剖面圖。在比較例2中，藉由對晶圓W ₂照射在四個聚光點La ₂、Lb ₂、Lc ₂、Ld ₂聚光之雷射光束L ₂，而在晶圓W ₂沿著分割預定線形成改質層23。

具體而言，將雷射光束L ₂分歧成四道，將聚光點La ₂、Lb ₂、Lc ₂、Ld ₂沿著分割預定線以5μm間隔排列，且將聚光點La ₂、Lb ₂與聚光點Lc ₂、Ld ₂定位於晶圓W ₂的內部的不同之深度位置。在此狀態下，一邊對晶圓W ₂照射雷射光束L ₂一邊進行加工進給，形成兩層改質層23。

此外，在比較例2中，以將聚光點La ₂、Lb ₂、Lc ₂、Ld ₂分別定位於晶圓W ₂的未形成有改質區域19之區域之方式，調節雷射光束L ₂的重複頻率及加工進給速度。亦即，藉由在聚光點La ₂、Lb ₂、Lc ₂、Ld ₂所定位之區域同時形成四個改質區域19，而同時進行形成兩層改質層23。

在比較例2中之雷射光束L ₂的照射條件係如以下般設定。 波長                            ：1080nm 重複頻率                    ：100kHz 平均輸出（分歧後）：0.7W 加工進給速度             ：1000mm／s

之後，變更在晶圓W ₂的厚度方向中之聚光點La ₂、Lb ₂、Lc ₂、Ld ₂的位置，將以同樣的程序在晶圓W ₂同時進行形成兩層改質層23之作業再重複兩次。藉此，在晶圓W ₂的內部從晶圓W ₂的下表面側朝向上表面側依序形成合計六層的改質層23。

此外，在形成第一層至第四層的改質層23時，將在晶圓W ₂的厚度方向中之聚光點La ₂、Lb ₂與聚光點Lc ₂、Ld ₂的距離設定成6μm。並且，在形成第五層及第六層的改質層23時，將在晶圓W ₂的厚度方向中之聚光點La ₂、Lb ₂與聚光點Lc ₂、Ld ₂的距離設定成5μm。

圖12（C）係表示實施例之晶圓W ₃的局部之剖面圖。在實施例中，藉由對晶圓W ₃照射在四個聚光點La ₃、Lb ₃、Lc ₃、Ld ₃聚光之雷射光束L ₃，而在晶圓W ₃沿著分割預定線形成改質層23。

具體而言，將雷射光束L ₃分歧成四道，將聚光點La ₃、Lb ₃、Lc ₃、Ld ₃沿著分割預定線以5μm間隔排列，且將聚光點La ₃、Lb ₃、Lc ₃、Ld ₃定位於晶圓W ₃的厚度方向中不同之位置（深度）。在此狀態下，一邊對晶圓W ₃照射雷射光束L ₃一邊進行加工進給，形成兩層改質層23。

此外，在實施例中，以在聚光點La ₃、Lc ₃所定位之區域同時形成兩個改質區域19且將聚光點Lb ₃、Ld ₃定位於已形成於晶圓W ₃之其他改質區域19的內部之方式，調節雷射光束L ₃的重複頻率及加工進給速度。具體而言，將加工進給速度設定成比較例2的1／2。亦即，在實施例中之改質層23的形成係與圖11（A）及圖11（B）所示之改質層23的形成方法同樣。

在實施例中之雷射光束L ₃的照射條件係如以下般設定。 波長                            ：1080nm 重複頻率                    ：100kHz 平均輸出（分歧後）：0.7W 加工進給速度             ：500mm／s

之後，變更在晶圓W ₃的厚度方向中之聚光點La ₃、Lb ₃、Lc ₃、Ld ₃的位置，將以同樣的程序在晶圓W ₃同時進行形成兩層改質層23之作業再重複兩次。藉此，在晶圓W ₃的內部從晶圓W ₃的下表面側朝向上表面側依序形成合計六層的改質層23。

此外，在形成第一層至第四層的改質層23時，將在晶圓W ₃的厚度方向中之聚光點La ₃、Lb ₃與聚光點Lc ₃、Ld ₃的距離設定成6μm。並且，在形成第五層及第六層的改質層23時，將在晶圓W ₃的厚度方向中之聚光點La ₃、Lb ₃與聚光點Lc ₃、Ld ₃的距離設定成5μm。

之後，藉由對形成有六層改質層23之晶圓W ₁、W ₂、W ₃施加外力（參照圖9（A）及圖9（B）），而將改質層23作為分割起點，分別將晶圓W ₁、W ₂、W ₃沿著分割預定線進行分割。藉此，獲得比較例1之晶片C ₁（藉由晶圓W ₁的分割所獲得之晶片）、比較例2之晶片C ₂（藉由晶圓W ₂的分割所獲得之晶片）、實施例之晶片C ₃（藉由晶圓W ₃的分割所獲得之晶片）。然後，以顯微鏡觀察晶片C ₁、C ₂、C ₃的側面（分割面、斷裂面、劈開面）。

圖13（A）係表示比較例1之晶片C ₁的側面之影像圖，圖13（B）係表示比較例2之晶片C ₂的側面之影像圖，圖13（C）係表示實施例之晶片C ₃的側面之影像圖。此外，晶片C ₁、C ₂、C ₃的影像中的較黑地顯示之部分係相對於晶片C ₁、C ₂、C ₃的厚度方向（影像的上下方向）為非平行，且相當於測量光不規則地反射而無法明確地拍攝之區域。具體而言，在影像中較黑地顯示殘留於晶片C ₁、C ₂、C ₃之改質區域及龜裂、在晶圓W ₁、W ₂、W ₃的斷裂時所形成且殘留於晶片C ₁、C ₂、C ₃之凹凸等。

在圖13（A）所示之晶片C ₁的側面中，觀察到多個改質層與從改質層伸展之龜裂。並且，確認到涵蓋晶片C ₁的側面的寬廣範圍形成有不規則的凹凸。推測其原因在於，龜裂從改質層不規則地伸展，且未沿著改質層適當地誘導晶圓W ₁的分割。

在圖13（B）所示之晶片C ₂的側面中，在形成有改質層之區域未觀察到顯眼的凹凸。推測其原因在於，藉由同時形成兩個改質區域（參照圖12（B）），而變得容易形成使相鄰之改質區域連結之龜裂，並沿著改質層適當地誘導晶圓W ₂的分割。

然而，在未形成有改質層之區域（改質層之間）觀察到粗的帶狀的凹凸。推測其原因在於，雖會促進在改質層的形成方向（影像的左右方向）中之龜裂的伸展，但在晶片C ₂的厚度方向（影像的上下方向）中並未控制龜裂的伸展，而在未形成有改質層之區域產生不規則的斷裂。

在圖13（C）所示之晶片C ₃的側面中，不僅在形成有改質區域之區域，且在未形成有改質層之區域亦未觀察到顯眼的凹凸。推測其原因在於，若以本實施例之方法形成改質層，則會促進從改質層起沿著晶圓W ₃的厚度方向伸展之龜裂的形成（參照圖11（A）及圖11（B）），而適當地輔助在晶圓W ₃的厚度方向中之斷裂。

由上述的評價結果確認到，若使用本發明之晶片的製造方法，則晶圓W ₃變得容易沿著厚度方向斷裂，並減少晶片C ₃的側面的凹凸，因此有效地抑制晶片C ₃的品質降低。

11:被加工物 11a:正面（第一面） 11b:背面（第二面） 13:分割預定線（切割道） 15:元件 17:保護構件 19:改質區域（變質區域） 21:龜裂（裂痕） 23:改質層（變質層） 25:擴張片 27:框架 27a:開口 29:晶片（元件晶片） 2:雷射加工裝置 4:卡盤台（保持台） 4a:保持面 6:雷射照射單元 8:雷射加工頭 10:雷射光束 10a,10b:聚光點（聚光位置） 12:雷射振盪器 14:光學系統 16:反射鏡 18:雷射分歧部 20:聚光透鏡 22:控制器（控制單元、控制部、控制裝置） 30:擴張裝置（分割裝置） 32:鼓輪 34:框架保持單元 36:支撐台 36a:開口 38:夾具 40:桿體 42:氣缸 44:底座 50:雷射光束 50a,50b,50c,50d:聚光點（聚光位置）

圖1（A）係表示被加工物之立體圖，圖1（B）係表示固定有保護構件之被加工物之立體圖。 圖2係表示晶片的製造方法之流程圖。 圖3係表示雷射加工裝置之局部剖面前視圖。 圖4係表示雷射照射單元之示意圖。 圖5（A）係表示照射第一次脈衝的雷射光束之被加工物的局部之剖面圖，圖5（B）係表示照射第二次脈衝的雷射光束之被加工物的局部之剖面圖，圖5（C）係表示照射第三次脈衝的雷射光束之被加工物的局部之剖面圖。 圖6係表示形成有改質層之被加工物的局部之剖面圖。 圖7係表示固定有擴張片之被加工物之立體圖。 圖8係表示擴張裝置之立體圖。 圖9（A）係表示保持被加工物之擴張裝置之剖面圖，圖9（B）係表示將擴張片進行擴張之擴張裝置之剖面圖。 圖10係表示照射在四個聚光點聚光之雷射光束之雷射加工裝置之局部剖面前視圖。 圖11（A）及圖11（B）係表示照射在四個聚光點聚光之雷射光束之被加工物的局部之剖面圖。 圖12（A）係表示比較例1之晶圓的局部之剖面圖，圖12（B）係表示比較例2之晶圓的局部之剖面圖，圖12（C）係表示實施例之晶圓的局部之剖面圖。 圖13（A）係表示比較例1之晶片的側面之影像圖，圖13（B）係表示比較例2之晶片的側面之影像圖，圖13（C）係表示實施例之晶片的側面之影像圖。

S1:改質區域形成步驟

S2:分割步驟

Claims (1)

1. 一種晶片的製造方法，其將被加工物沿著分割預定線分割成多個晶片，且特徵在於，包含： 改質區域形成步驟，其將對該被加工物具有穿透性且在第一聚光點及第二聚光點聚光之雷射光束，在沿著該分割預定線將該第一聚光點及該第二聚光點定位於該被加工物的內部之狀態下，沿著該分割預定線進行照射，藉此在該被加工物的內部形成多個改質區域；以及 分割步驟，其藉由對該被加工物施加外力，而將該改質區域作為分割起點，將該被加工物沿著該分割預定線分割成一個個該晶片， 在該改質區域形成步驟中，在該第一聚光點所定位之區域形成該改質區域，且在將該第二聚光點定位成與形成於該被加工物之其它該改質區域重疊之狀態下照射該雷射光束。