TW202418479A - 貼合晶圓的加工方法 - Google Patents

貼合晶圓的加工方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202418479A
TW202418479A TW112140498A TW112140498A TW202418479A TW 202418479 A TW202418479 A TW 202418479A TW 112140498 A TW112140498 A TW 112140498A TW 112140498 A TW112140498 A TW 112140498A TW 202418479 A TW202418479 A TW 202418479A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wafer
laser beams
grinding
modified layer
modified
Prior art date
Application number
TW112140498A
Other languages
English (en)
Inventor
伊賀勇人
平田和也
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 TW202418479A publication Critical patent/TW202418479A/zh

Links

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
    • 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
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • 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
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0004—Cutting, tearing or severing, e.g. bursting; Cutter details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0012—Mechanical treatment, e.g. roughening, deforming, stretching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B41/00—Arrangements for controlling or monitoring lamination processes; Safety arrangements
    • 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
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02013—Grinding, lapping
    • 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
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02016—Backside treatment
    • 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
    • H01L21/185—Joining of semiconductor bodies for junction formation
    • H01L21/187—Joining of semiconductor bodies for junction formation by direct bonding
    • 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
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • 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
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0012—Mechanical treatment, e.g. roughening, deforming, stretching
    • B32B2038/0016—Abrading
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2310/00—Treatment by energy or chemical effects
    • B32B2310/08—Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation
    • B32B2310/0806—Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B32B2310/0843—Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using laser

Landscapes

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

Abstract

[課題]提供一種貼合晶圓的加工方法，其可解決將貼合兩片晶圓之貼合晶圓的其中一片晶圓的倒角部除去會花費時間而生產性不佳之問題，以及會對另一片晶圓造成損傷之問題。[解決手段]一種貼合晶圓的加工方法，其包含：座標生成步驟，其生成接合層的最外周的座標；改質層形成步驟，其將對第一晶圓具有穿透性之波長的雷射光線的聚光點從第一晶圓的背面定位於去除倒角部之內部並照射，而形成多個改質層；以及研削步驟，其將第二晶圓側保持於卡盤台，將第一晶圓的背面研削並薄化。在改質層形成步驟中，基於接合層的最外周的座標，以從第一晶圓的徑向內側朝向外側緩緩接近接合層之方式並以從最上段的聚光點到達最下段的聚光點之方式下降階梯狀地設定多個雷射光線的聚光點，從藉由最下段的聚光點所形成之改質層延伸之裂痕到達在該座標生成步驟中所生成之接合層的最外周的座標。

Description

貼合晶圓的加工方法
本發明係關於一種貼合晶圓的加工方法。
在正面形成有藉由交叉之多條分割預定線所劃分之IC、LSI等多個元件之晶圓，係藉由切割裝置而被分割成一個個元件晶片，經分割之元件晶片被利用於行動電話、個人電腦等電子設備。
並且，為了使元件的積體度提升，有將形成圖案後的兩片晶圓貼合，且將其中一片晶圓的背面研削並薄化之情形。
然而，若將其中一片晶圓研削並薄化，則形成於晶圓的外周之倒角部會成為如刀口般的銳利的形狀，而有引發操作員的受傷、從該刀口產生之裂痕往晶圓的內部進展而損傷元件晶片之問題。
於是，已提案一種技術，其將切割刀片或研削磨石直接定位於研削並薄化之晶圓的外周而去除該倒角部，抑制刀口的產生（例如，參照專利文獻1、2）。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2010-225976號公報 [專利文獻2]日本特開2016-96295號公報
[發明所欲解決的課題] 但是，專利文獻1、2所公開之技術中，除了藉由研削刀片或研削磨石去除倒角部會花費相當長的時間而有生產性不佳之問題以外，還有對另一片晶圓造成損傷之問題。
因此，本發明的目的係提供一種貼合晶圓的加工方法，其可解決將貼合兩片晶圓之貼合晶圓的其中一片晶圓的倒角部除去會花費時間而生產性不佳之問題，以及對另一片晶圓造成損傷之問題。
[解決課題的技術手段] 根據本發明，提供一種貼合晶圓的加工方法，所述貼合晶圓係藉由接合層將第一晶圓的正面與第二晶圓的正面或背面貼合而形成，該第一晶圓在該正面具有形成有多個元件之元件區域與在外周端部形成有圍繞該元件區域之倒角部之外周剩餘區域，所述貼合晶圓的加工方法具備：座標生成步驟，其檢測該接合層的最外周而生成該接合層的最外周的座標；聚光點設定步驟，其將對該第一晶圓具有穿透性之波長的雷射光線分歧成多條雷射光線，並將經分歧之各雷射光線的聚光點設定於不同之位置；改質層形成步驟，其以第一卡盤台保持該第二晶圓側，將經分歧之該雷射光線的聚光點從該第一晶圓的背面相對於該倒角部而定位於徑向內側的該第一晶圓的內部並照射該雷射光線，在該第一晶圓的內部環狀地形成多個改質層；以及研削步驟，其在實施該改質層形成步驟之後，以第二卡盤台保持該第二晶圓側，將該第一晶圓的背面研削並薄化，並且，在該改質層形成步驟中，以從該第一晶圓的徑向內側朝向外側而接近該接合層之方式下降階梯狀地形成多個經分歧之雷射光線的聚光點，從藉由最下段的該聚光點所形成之該改質層延伸之裂痕到達在該座標生成步驟中所生成之該接合層的最外周的座標。
較佳為，在該研削步驟中，藉由研削第一晶圓的背面而去除改質層，且藉由該裂痕而從第一晶圓去除倒角部。
[發明功效] 若根據本發明的貼合晶圓的加工方法，則相較於以往的倒角部的除去，除了縮短加工時間而提升生產性以外，亦解決對第二晶圓造成損傷之問題。再者，因從最下段的改質層伸出之裂痕不會進展至接合層的內側，故可不受接合層的影響並確實地去除第一晶圓的倒角部。
以下，針對本發明實施方式的貼合晶圓的加工方法，一邊參照隨附圖式，一邊詳細地進行說明。
在圖1中，表示適合實施本實施方式的貼合晶圓的加工方法的加工裝置1的整體立體圖。加工裝置1係對如圖示般的貼合晶圓W施加雷射加工之裝置。貼合晶圓W係將第一晶圓10與第二晶圓12貼合而層積之晶圓（之後詳細敘述）。加工裝置1具備：保持單元3，其包含卡盤台35，所述卡盤台35保持上述的貼合晶圓W並具備省略圖示之旋轉驅動機構；攝像單元6，其包含至少捕捉紅外線而拍攝圖像之紅外線攝影機；雷射光線照射單元7，其照射對構成貼合晶圓W之第一晶圓10具有穿透性之波長的雷射光線；X軸進給機構4a，其用於將卡盤台35與雷射光線照射單元7相對地在X軸方向進行加工進給；Y軸進給機構4b，其用於將卡盤台35與雷射光線照射單元7相對地在與X軸方向正交之Y軸方向進行加工進給；紅外線照射器8；顯示單元9；以及控制器100，其控制各運作部。此外，在上述之攝像單元6中，除了紅外線攝影機以外，亦配設有捕捉可見光線而進行拍攝之一般的攝影機。
加工裝置1配設於基台2上，且除了上述構成以外，還具備框體5，所述框體5係由立設於X軸進給機構4a、Y軸進給機構4b的側邊之垂直壁部5a以及從垂直壁部5a的上端部在水平方向延伸之水平壁部5b所組成。
保持單元3係包含上述的卡盤台35並保持貼合晶圓W之手段，且如圖1所示地具備：矩形狀的X軸方向可動板31，其在X軸方向移動自如地裝配於基台2；矩形狀的Y軸方向可動板32，其在Y軸方向移動自如地裝配於X軸方向可動板31；圓筒狀的支柱33，其固定於Y軸方向可動板32的上表面；以及矩形狀的蓋板34，其固定於支柱33的上端。卡盤台35係以通過形成於蓋板34上之長孔而往上方延伸之方式進行配設，並構成為能藉由容納於支柱33內之省略圖示之旋轉驅動機構旋轉。卡盤台35的保持面係由具有通氣性之多孔材料的吸附卡盤36所形成，並藉由通過支柱33之流路與未圖示之吸引手段連接。紅外線照射器8配設於與卡盤台35相鄰之蓋板34上亦即在通過卡盤台35的中心之X軸線上，且以從載置於卡盤台35之貼合晶圓W的側邊水平地照射紅外線G之方式進行配置。
X軸進給機構4a係透過滾珠螺桿43將馬達42的旋轉運動轉換成直線運動並傳遞至X軸方向可動板31，使X軸方向可動板31在基台2上沿著沿X軸方向配設之一對導軌2A、2A而在X軸方向移動。Y軸進給機構4b係透過滾珠螺桿44將馬達45的旋轉運動轉換成直線運動並傳遞至Y軸方向可動板32，使Y軸方向可動板32在X軸方向可動板31上沿著沿Y軸方向配設之一對導軌31a、31a而在Y軸方向移動。藉由具備此種構成，可使卡盤台35移動至加工裝置1上的任意的X座標、Y座標位置。
在框體5的水平壁部5b的內部容納有構成上述的雷射光線照射單元7之光學系統及攝像單元6。在水平壁部5b的前端部下表面側配設有構成該雷射光線照射單元7的一部分之聚光器71。攝像單元6係拍攝被保持於保持單元3之貼合晶圓W而檢測後述之接合層20的最外周17、貼合晶圓W的中心C之手段，並相對於上述的聚光器71配設於圖中箭頭X所示之X軸方向上相鄰之位置。
在圖2中，示出表示上述之雷射光線照射單元7的光學系統的概略之方塊圖。雷射光線照射單元7具備：雷射振盪器72，其射出雷射光線LB；衰減器73，其調整雷射振盪器72所射出之雷射光線LB的輸出；以及聚光點形成單元74，其將通過衰減器73之雷射光線LB進行分歧，並在被保持於卡盤台35之貼合晶圓W的內部下降階梯狀地形成多個聚光點。
如圖2所示，本實施方式的聚光點形成單元74例如具備第一1／2波長板75a、第一分束器76a、第二1／2波長板75b、第二分束器76b、第三1／2波長板75c、第三分束器76c、第一擴束器77a、第二擴束器77b、第三擴束器77c、第一反射鏡78a、第二反射鏡78b、第三反射鏡78c、第四反射鏡78d及第四分束器79。
從上述之雷射振盪器72射出並通過衰減器73之雷射光線LB係透過第一1／2波長板75a被引導至第一分束器76a，且藉由適當調整該第一1／2波長板75a的旋轉角度，相對於上述之雷射光線LB為1／4的光量之第一分歧雷射光線LB1（s偏光）從第一分束器76a分歧，並被引導至第一擴束器77a。並且，未被第一分束器76a分歧之殘餘的雷射光線（p偏光）係透過第二1／2波長板75b而被引導至第二分束器76b，且藉由適當調整第二1／2波長板75b的旋轉角度，相對於上述之雷射光線LB為1／4的光量之第二分歧雷射光線LB2（s偏光）從第二分束器76b分歧，並被引導至第二擴束器77b。再者，未被第二分束器76b分歧之殘餘的雷射光線（p偏光）係透過第三1／2波長板75c被引導至第三分束器76c，且藉由適當調整第三1／2波長板75c的旋轉角度，相對於上述之雷射光線LB為1／4的光量之第三分歧雷射光線LB3（s偏光）從第三分束器76c分歧，並被引導至第三擴束器77c。未被第三分束器76c分歧之殘餘的雷射光線（p偏光）成為相對於上述之雷射光線LB為1／4的光量之第四分歧雷射光線LB4（p偏光），並被引導至第四反射鏡78d。如上述般，第一～第四分歧雷射光線LB1～LB4係相對於上述之雷射光線LB分別以1／4的光量進行分歧。
因第一分歧雷射光線LB1為s偏光，故藉由第一擴束器77a調整光束徑之後，被第一反射鏡78a反射而引導至第四分束器79並反射，從而被引導至聚光器71的聚光透鏡71a。並且，第二分歧雷射光線LB2亦s偏光，且藉由第二擴束器77b調整光束徑之後，被第二反射鏡78b反射而引導至第四分束器79並反射，從而被引導至聚光器71的聚光透鏡71a。再者，第三分歧雷射光線LB3亦s偏光，且藉由第三擴束器77c調整光束徑之後，被第三反射鏡78c反射而引導至第四分束器79並反射，從而引導至聚光器71的聚光透鏡71a。然後，被第四反射鏡78d反射之第四分歧雷射光線LB4係p偏光，並直線進入第四分束器79而被引導至聚光器71的聚光透鏡71a。藉由第一～第三擴束器77a～77c將各光束徑的大小適當調整成LB1＞LB2＞LB3＞LB4，且藉由適當調整第一～第四反射鏡78a～78d的角度，而將與第一～第四分歧雷射光線LB1～LB4對應之聚光點P1～P4如圖2所示地形成於上下方向及水平方向不同之位置，並從聚光點P4朝向聚光點P1而朝向圖中左側形成為下降階梯狀。
此外，在上述之聚光點形成單元74中，為了方便說明，將已通過衰減器73之雷射光線LB分歧成第一～第四分歧雷射光線LB1～LB4（分歧數四）而形成四個聚光點。但是，本發明並不受限於此，能以藉由適當增設1／2波長板、分束器、擴束器、反射鏡等而進一步設定成形成更多的分歧雷射光線（例如八分歧），且可將因應分歧數之例如八個聚光點形成為下降階梯狀。
控制器100係藉由電腦所構成，並具備：中央運算處理裝置（CPU），其遵循控制程式進行運算處理；唯讀記憶體（ROM），其儲存控制程式等；能讀寫的隨機存取記憶體（RAM），其用於暫時性地儲存檢測出之檢測值、運算結果等；輸入介面；以及輸出介面（省略關於詳細的圖示）。在控制器100配設有座標記憶部102，所述座標記憶部102記憶應加工貼合晶圓W的外周、貼合晶圓W的中心、後述之接合層20的最外周17的座標，以及與照射雷射光線LB之加工位置對應之座標等，並且，連接有X軸進給機構4a、Y軸進給機構4b、攝像單元6、雷射光線照射單元7、紅外線照射器8、顯示單元9、上述之卡盤台35的旋轉驅動機構等，基於記憶於座標記憶部102之資訊而控制各運作部。
本實施方式的加工裝置1大致具備如同上述的構成，以下針對本實施方式的貼合晶圓的加工方法進行說明。
以本實施方式實施之加工方法的被加工物例如係圖3（a）、（b）所示之貼合晶圓W。貼合晶圓W例如直徑為300mm，且為將第一晶圓10與第二晶圓12貼合之貼合晶圓。第一晶圓10例如係在矽基板的內部形成氧化膜層之SOI晶圓，且如同圖示在正面10a形成有藉由交叉之多條分割預定線L所劃分之多個元件D。第一晶圓10的正面10a具備：靠近中心的元件區域10A，其形成有上述多個元件D；以及外周剩餘區域10B，其圍繞該元件區域10A，在外周剩餘區域10B的外周端部形成有曲面狀地形成之環狀的倒角部10C。再者，在外周剩餘區域10B的外周形成有表示第一晶圓10的晶體方向之缺口10d。此外，在圖3（a）中，雖記載有劃分元件區域10A與外周剩餘區域10B之劃分線16，但劃分線16係方便說明所記載之物，並非實際附在第一晶圓10的正面10a。
本實施方式的第二晶圓12係與第一晶圓10同樣地具備表示晶體方向之缺口12d，因具備與第一晶圓10大致同樣的構成，故省略其餘的詳細說明。從圖3（a）及圖3（b）所理解，貼合晶圓W係反轉第一晶圓10而將正面10a朝向下方，並透過由適當的接著劑所得之接合層20將第一晶圓10的正面10a及第二晶圓12的正面12a貼合而形成。此時，如圖示，藉由使第一晶圓10的缺口10d與第二晶圓12的缺口12d一致，而使晶體方向一致而層積兩晶圓。此外，藉由本發明的貼合晶圓的加工方法而加工之貼合晶圓W並不受限於將上述之第一晶圓10的正面10a與第二晶圓12的正面12a接合而層積之貼合晶圓W，亦可為將第一晶圓10的正面10a與第二晶圓12的背面12b接合之貼合晶圓。
實施本實施方式的貼合晶圓的加工方法之際，將上述的貼合晶圓W搬送至基於圖1說明之加工裝置1，將第一晶圓10側朝向上方、第二晶圓12側朝向下方而載置於卡盤台35，運作上述之吸引手段進行吸引保持。接著，運作X軸進給機構4a、Y軸進給機構4b，將貼合晶圓W定位於攝像單元6的正下方，實施生成接合層20的最外周的座標之座標生成步驟。針對該座標生成步驟，一邊參照圖4、5，一邊更具體地進行說明。
實施本實施方式的座標生成步驟之際，運作上述之X軸進給機構4a，而如圖4（a）所示，將貼合晶圓W的外周區域定位於攝像單元6的正下方。如上述，在卡盤台35的X軸方向上相鄰之蓋板34上配設有紅外線照射器8。在紅外線照射器8中照射紅外線G之前端部81被調整至被保持於卡盤台35之貼合晶圓W的形成有接合層20之高度，從貼合晶圓W的側邊水平地照射紅外線G。該紅外線G雖穿透構成貼合晶圓W之第一及第二晶圓10、12的矽基板，但會在藉由接著劑所形成之接合層20的最外周17反射。其狀態被定位於上方之攝像單元6拍攝，而如圖4（b）所示地在顯示單元9顯示表示最外周17的位置之光的反射，並藉由控制器100檢測出最外周17。如此從側邊對貼合晶圓W照射紅外線G，藉由攝像單元6檢測接合層20的最外周17，且使上述之卡盤台35往圖4（a）中以箭頭R1所示之方向旋轉。藉此，生成在貼合晶圓W的接合層20的整周中之最外周17的以X座標Y座標所規定之座標（座標生成步驟）。然後，將上述之貼合晶圓W的接合層20的最外周17的座標與藉由攝像單元6另外檢測出之中心C的座標（x 0，y 0）、缺口10d的座標等記憶於控制器100的座標記憶部102。
在此，如圖5所示，基於記憶於控制器100的座標記憶部102之貼合晶圓W的接合層20的最外周17的座標與貼合晶圓W的中心C的座標，定位上述之雷射光線LB1～LB4的聚光點P1～P4並設定形成改質層之加工位置18的XY座標。該加工位置18係以沿著接合層20的最外周17之方式進行設定，更具體而言，以下述方式進行設定：以在貼合晶圓W的外周從內側朝向外側緩緩地接近接合層20之方式，且如圖6（b）、（c）所示，從最上段的聚光點P4至最下段的聚光點P1下降階梯狀地形成多個雷射光線LB1～LB4的聚光點P1～P4，在藉由該聚光點P1～P4而形成改質層S1～S4之際，從藉由最下段的聚光點P1所形成之改質層S1延伸之裂痕11到達第一晶圓10的正面10a側之際，到達在座標生成步驟中所生成之接合層20的最外周17的座標。如此設定之該加工位置18的座標記憶於控制器100的座標記憶部102。此外，因接合層20的最外周17形成於從貼合晶圓W的外周端大致0.5mm的內側，故加工位置18的座標被設定於從貼合晶圓W的中心C起約149.5mm的圓周上。
若如上述般設定加工位置18，則藉由控制器100運作X軸進給機構4a及Y軸進給機構4b，而如圖6（a）所示，將貼合晶圓W的加工位置18定位於雷射光線照射單元7的聚光器71的正下方。接著，運作上述之雷射光線照射單元7而照射第一～第四分歧雷射光線LB1～LB4。如圖6（b）所示，以從第一晶圓10的內側朝向外側緩緩地接近接合層20之方式下降階梯狀地形成多個第一～第四分歧雷射光線LB1～LB4的聚光點P1～P4。此外，藉由上述之第一～第四分歧雷射光線LB1～LB4所形成之各聚光點P1～P4的間隔例如設定在於水平方向觀看為10µm，於上下方向觀看為1～10µm的範圍。
在本實施方式中，雖為了方便說明而以一條的環狀的虛線表示與接合層20的最外周17對應而設定之加工位置18，但如上述，本實施方式的加工裝置的雷射光線照射單元7下降階梯狀地形成多個聚光點P1～P4，因此實際上，將加工位置18的X座標Y座標設定成分別對應各聚光點P1～P4。
然後，使該卡盤台35往圖6（a）中以箭頭R2所示之方向旋轉且運作X軸進給機構4a、Y軸進給機構4b，而如圖6（c）所示，在沿著上述的加工位置18之內部以逐漸擴展之方式形成改質層S1～S4，且連結該改質層S1～S4之裂痕11係沿著加工位置18而形成。其結果，如上述，從藉由最下段的聚光點P1所形成之改質層S1延伸之裂痕11到達上述之座標生成步驟中所生成之接合層20的最外周17的座標。在本實施方式中使卡盤台35旋轉兩次，藉此對沿著加工位置18之同一處所照射兩次上述的第一～第四分歧雷射光線LB1～LB4。如以上般實施改質層形成步驟，藉此可避免第一～第四分歧雷射光線LB1～LB4在以曲面所形成之倒角部10C漫射，而高精度地形成改質層S1～S4而生成裂痕11。
實施上述之改層形成步驟的雷射加工之際的雷射加工條件係例如以下而設定。 波長                         ：1342nm 重複頻率                 ：60kHz 輸出                         ：2.4W 雷射光線的分歧數  ：4 卡盤台旋轉速度     ：107.3deg／s（周速度　280mm／s）
若如上述般實施改質層形成步驟，則將貼合晶圓W搬送至圖7（a）所示之研削裝置60（僅表示局部）。如圖示，研削裝置60具備研削單元62，所述研削單元62用於將被吸引保持於卡盤台61上之貼合晶圓W研削並薄化。研削單元62具備：旋轉主軸63，其藉由未圖示之旋轉驅動機構旋轉；輪安裝件64，其裝設於旋轉主軸63的下端；以及研削輪65，其安裝於輪安裝件64的下表面，並且，在研削輪65的下表面環狀地配設有多個研削磨石66。
若將已施行上述之改質層形成步驟之貼合晶圓W搬送至研削裝置60，並將第二晶圓12側載置於卡盤台61進行吸引保持，則一邊使研削單元62的旋轉主軸63往圖7（a）中以箭頭R3所示之方向例如以6000rpm旋轉，一邊使卡盤台61往以箭頭R4所示方向例如以300rpm旋轉。然後，一邊藉由未圖示之研削水供給手段將研削水供給至貼合晶圓W的第一晶圓10的背面10b上，一邊使研削磨石66接觸第一晶圓10的背面10b，將研削輪65往以箭頭R5所示之方向例如以1µm／秒的研削進給速度進行研削進給。此時，可一邊藉由未圖示之接觸式或非接觸式的測量量規測量貼合晶圓W的厚度一邊進行研削，而如圖7（b）所示，藉由將第一晶圓10的背面10b研削預定量，去除上述之改質層S1～S4，且藉由裂痕11，包含第一晶圓10的缺口10d之倒角部10C會飛散而被去除。若去除倒角部10C而完成研削貼合晶圓W之研削步驟，則停止研削單元62，經過省略說明之清洗、乾燥步驟等，完成本實施方式的貼合晶圓的加工方法。
如上述，藉由實施本實施方式之貼合晶圓的加工方法的改質層形成步驟，而以下降階梯狀設定多個聚光點P1～P4，並在構成貼合晶圓W之第一晶圓10的內部逐漸擴展地形成改質層S1～S4，裂痕11係以連結該改質層S1～S4間之方式進展，該裂痕11係朝向上述之接合層20而往斜下方延伸，且進展至藉由上述之座標生成步驟所生成之接合層20的最外周17的座標。藉由對此種貼合晶圓W實施上述的研削步驟，而施加破碎力並藉由裂痕11去除倒角部10C，因此相較於以往的倒角部的除去，除了加工時間縮短而生產性提升以外，亦解決對另一片晶圓（第二晶圓12）造成損傷之問題。再者，藉由上述之構成，從最下段的改質層S1延伸之裂痕11不進展至接合層20的內側，因此可不受接合層20的影響並確實地去除倒角部10C。
此外，在上述之實施方式中，雖將構成雷射光線照射單元7之聚光點形成單元74藉由1／2波長板、分束器、擴束器及反射鏡等多個組合而實現，但本發明並不受限於此。例如，亦可配設空間光調變器（LCOS：Liquid Crystal On Silicon，液晶覆矽）以代替圖2所示之聚光點形成單元74，使從雷射振盪器72射出之雷射光線LB射入，將該雷射光線LB分歧成多條，以從第一晶圓10的徑向內側朝向外側緩緩地接近接合層20之方式下降階梯狀地形成多個經分歧之雷射光線的聚光點，將連結與多個該聚光點對應所形成之改質層而成之面形成為圓錐台的斜面形狀。
並且，在上述實施方式中，雖在殘留第一晶圓10的倒角部10C之狀態下將貼合晶圓W搬送至研削裝置60而實施研削步驟，藉由研削時的破碎力將形成於改質層S1～S4之裂痕11作為起點而去除倒角部10C，但本發明並不受限於此，亦可在搬入研削裝置60而實施研削步驟之前，藉由對第一晶圓10的外周施加外力，而藉由形成於改質層S1～S4之裂痕11去除倒角部10C。
1:加工裝置 2:基台 3:保持單元 34:蓋板 35:卡盤台 4a:X軸進給機構 4b:Y軸進給機構 5:框體 6:攝像單元 7:雷射光線照射單元 71:聚光器 72:雷射振盪器 73:衰減器 74:聚光點形成單元 75a:第一1／2波長板 75b:第二1／2波長板 75c:第三1／2波長板 76a:第一分束器 76b:第二分束器 76c:第三分束器 77a:第一擴束器 77b:第二擴束器 77c:第三擴束器 78a:第一反射鏡 78b:第二反射鏡 78c:第三反射鏡 78d:第四反射鏡 79:第四分束器 8:紅外線照射器 9:顯示單元 10:第一晶圓 10A:元件區域 10B:外周剩餘區域 10C:倒角部 10a:正面 10b:背面 10d:缺口 11:裂痕 12:第二晶圓 12a:正面 12b:背面 12d:缺口 16:劃分線 18:加工位置 20:接合層 60:研削裝置 61:卡盤台 62:研削單元 63:旋轉主軸 64:輪安裝件 65:研削輪 66:研削磨石 100:控制器 102:座標記憶部 D:元件 L:分割預定線 W:貼合晶圓
圖1係加工裝置的整體立體圖。 圖2係表示裝設於圖1所示之加工裝置之雷射光線照射單元的光學系統之方塊圖。 圖3（a）係被加工物亦即貼合晶圓的立體圖，圖3（b）係擴大圖3（a）所示之貼合晶圓的局部之側視圖。 圖4（a）係表示座標生成步驟的實施態樣之立體圖，圖4（b）係藉由座標生成步驟而拍攝之接合層被顯示於顯示單元之狀態之概念圖。 圖5係圖4中藉由攝像單元而拍攝之貼合晶圓的概念圖。 圖6（a）係表示改質層形成步驟的實施態樣之立體圖，圖6（b）係表示改質層形成步驟中形成多個聚光點之位置之概念圖，圖6（c）係表示改質層形成步驟中所形成之改質層及裂痕之概念圖。 圖7（a）係表示研削步驟的實施態樣之立體圖，圖7（b）係表示擴大藉由研削步驟而薄化之貼合晶圓的局部之側視圖。
35:卡盤台
7:雷射光線照射單元
71:聚光器
10:第一晶圓
10C:倒角部
10a:正面
10b:背面
10d:缺口
11:裂痕
12:第二晶圓
12a:正面
12b:背面
12d:缺口
17:最外周
18:加工位置
20:接合層
LB1~LB4:第一~第四分歧雷射光線
P1,P2,P3,P4:聚光點
R2:箭頭
S1,S2,S3,S4:改質層
W:貼合晶圓

Claims (2)

  1. 一種貼合晶圓的加工方法，該貼合晶圓係藉由接合層將第一晶圓的正面與第二晶圓的正面或背面貼合而形成，該第一晶圓在該正面具有形成有多個元件之元件區域與在外周端部形成有圍繞該元件區域之倒角部之外周剩餘區域，該貼合晶圓的加工方法具備： 座標生成步驟，其檢測該接合層的最外周而生成該接合層的最外周的座標； 聚光點設定步驟，其將對該第一晶圓具有穿透性之波長的雷射光線分歧成多條雷射光線，並將經分歧之各雷射光線的聚光點設定於不同之位置； 改質層形成步驟，其以第一卡盤台保持該第二晶圓側，將經分歧之該雷射光線的該聚光點從該第一晶圓的背面相對於該倒角部而定位於徑向內側的該第一晶圓的內部並照射該雷射光線，在該第一晶圓的內部環狀地形成多個改質層；以及 研削步驟，其在實施該改質層形成步驟之後，以第二卡盤台保持該第二晶圓側，將該第一晶圓的該背面研削並薄化， 在該改質層形成步驟中，以從該第一晶圓的徑向內側朝向外側而接近該接合層之方式下降階梯狀地形成多個經分歧之該雷射光線的該聚光點，從藉由最下段的該聚光點所形成之該改質層延伸之裂痕到達在該座標生成步驟中所生成之該接合層的最外周的座標。
  2. 如請求項1之貼合晶圓的加工方法，其中，在該研削步驟中，藉由研削該第一晶圓的該背面而去除該改質層，且藉由該裂痕而從該第一晶圓去除該倒角部。
TW112140498A 2022-10-28 2023-10-24 貼合晶圓的加工方法 TW202418479A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022173157A JP2024064517A (ja) 2022-10-28 2022-10-28 ウエーハの加工方法
JP2022-173157 2022-10-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202418479A true TW202418479A (zh) 2024-05-01

Family

ID=90732061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112140498A TW202418479A (zh) 2022-10-28 2023-10-24 貼合晶圓的加工方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240145248A1 (zh)
JP (1) JP2024064517A (zh)
KR (1) KR20240060455A (zh)
CN (1) CN117954307A (zh)
DE (1) DE102023210304A1 (zh)
TW (1) TW202418479A (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5307593B2 (ja) 2009-03-25 2013-10-02 株式会社ディスコ 積層ウェーハの分割方法
JP2016096295A (ja) 2014-11-17 2016-05-26 株式会社ディスコ ２層構造ウェーハの加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102023210304A1 (de) 2024-05-08
US20240145248A1 (en) 2024-05-02
KR20240060455A (ko) 2024-05-08
CN117954307A (zh) 2024-04-30
JP2024064517A (ja) 2024-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI708285B (zh) 被加工物的檢查方法、檢查裝置、雷射加工裝置、及擴張裝置
JP2015037172A (ja) ウェーハの加工方法
TWI775991B (zh) 晶圓加工方法
TW202418479A (zh) 貼合晶圓的加工方法
TWI831925B (zh) 晶圓之加工方法
TW202412095A (zh) 貼合晶圓的加工方法及加工裝置
TW202416371A (zh) 貼合晶圓的加工方法及加工裝置
JP7334065B2 (ja) チップの製造方法
TW202433552A (zh) 貼合晶圓的加工方法
TW202125604A (zh) 裝置晶片的製造方法
JP2024067757A (ja) ウエーハの加工方法
US20240304457A1 (en) Processing method of bonded wafer
US20240304448A1 (en) Processing method of bonded wafer
JP7358193B2 (ja) ウエーハの加工方法
TW202437376A (zh) 貼合晶圓之加工方法
TW202437365A (zh) 貼合晶圓之加工方法
TW202437345A (zh) 貼合晶圓之加工方法
JP2024124660A (ja) ウエーハの加工方法
TW202416370A (zh) 晶圓之加工方法及晶圓處理裝置
TW202137307A (zh) 晶圓之加工方法
TW202423622A (zh) 加工裝置
JP2021034477A (ja) レーザー加工方法