TWI657497B - 晶圓之加工方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題為提供晶圓之加工方法，其可將在具有傾斜角之單結晶基板的表面上形成有複數個器件的晶圓沿著分割預定線確實地分割。解決手段為在具有傾斜角之單結晶基板表面以複數條分割預定線劃分，且在該複數條分割預定線所劃分之複數個區域中形成有器件的晶圓之加工方法，其包含：數值孔徑設定步驟，以使聚光脈衝雷射光線的聚光透鏡之數值孔徑(NA)除以單結晶基板的折射率(N)之值為0.05~0.2的範圍來設定聚光透鏡之數值孔徑(NA)；屏護通孔形成步驟，將脈衝雷射光線之聚光點自單結晶基板的背面定位到所期望的位置以沿著分割預定線照射脈衝雷射光線，而從已定位於單結晶基板上之聚光點沿分割預定線形成由細孔與屏護該細孔之非晶質所構成的屏護通孔；以及晶圓分割步驟，對已實施過該屏護通孔步驟之晶圓賦予外力，而沿著已形成有屏護通孔之分割預定線將晶圓分割成一個個器件。

Description

晶圓之加工方法 發明領域
本發明是有關於一種將在表面上使複數條分割預定線形成為格子狀並且在以該複數條分割預定線所劃分出的複數個區域中各自形成有器件之晶圓，沿著分割預定線分割的晶圓之加工方法。
發明背景
在半導體器件製程中，是在大致呈圓板狀之半導體晶圓的表面上以排列成格子狀之分割預定線而劃分出複數個區域，並在此劃分之區域中形成IC、LSI、液晶驅動器、快閃記憶體等器件。並且，藉由沿著分割預定線將晶圓切斷以將形成有器件的區域分割而製造出一個個器件。
作為沿著上述之晶圓的分割預定線分割的方法，正在嘗試的有使用對晶圓具有穿透性之波長的脈衝雷射光線，將聚光點對準於用來分割之區域內部而照射脈衝雷射光線的雷射加工方法。使用了這種雷射加工方法的分割方法，是從晶圓的其中一面側將聚光點定位於內部來照射對晶圓具有穿透性之波長的脈衝雷射光線，而在晶圓的內部沿著分割預定線連續地形成變質層(改質層)，再藉由沿著因 為形成此變質層而強度已降低之分割預定線施加外力，以將晶圓破斷而分割的技術，並形成為可將分割預定線的寬度變窄(參照例如專利文獻1)。
然而，在分割預定線的表面披覆有金屬膜、氟矽酸鹽玻璃膜、矽氧化物膜類鈍化膜(SiO2，SiON)、聚醯亞胺(PI)類高分子化合物膜、氟類高分子化合物膜、氟化非晶形碳類化合物膜之晶圓中，雖然可以藉由將聚光點定位於內部而照射對晶圓基板照射具有穿透性之波長的脈衝雷射光線，並在晶圓內部沿分割預定線形成變質層(改質層)，來分割晶圓基板，但是會有披覆於分割預定線的表面之膜無法分割的問題。
為了解決上述之問題，已有下列加工方法的方案被提出：藉由從晶圓的表面側沿著分割預定線照射對於膜具有吸收性之波長的雷射光線而沿分割預定線將膜分斷，之後從晶圓的背面側將對基板具有穿透性之波長的雷射光於基板內部定位聚光點而沿著分割預定線照射，以在基板內部沿著分割預定線形成變質層(改質層)(參照例如專利文獻2)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特許第3408805號公報
專利文獻2：日本專利特許第5495511號公報
發明概要
然而，成為SAW器件「表面聲波(SAW：Surface Acoustic Wave)」之基板的LiN、LiTaO3之上表面會相對於c面具有些微的傾斜角，當使用上述專利文獻1中所揭示之技術在基板內部形成變質層(改質層)時，會以追隨c面的方式生成變質層(改質層)與裂痕，而產生無法將晶圓分割成一個個器件的問題。此種問題，在以具有傾斜角之SiC、Ga2O3、AlN、SiO2、Si等單結晶基板作為原料之晶圓上也可能產生。
本發明即是有鑒於上述事實而作成的發明，其主要之技術課題在於提供一種晶圓之加工方法，其可將在具有傾斜角之單結晶基板的表面上形成有複數個器件的晶圓沿著分割預定線確實地分割。
為了解決上述之主要技術課題，根據本發明所提供的晶圓之加工方法，是在具有傾斜角之單結晶基板的表面上以複數條分割預定線劃分，且在以該複數條分割預定線所劃分出的複數個區域中各自形成有器件的晶圓之加工方法，其特徵在於包含以下步驟：數值孔徑設定步驟，以使聚光脈衝雷射光線的聚光透鏡之數值孔徑(NA)除以單結晶基板的折射率(N)之值為0.05~0.2的範圍來設定聚光透鏡之數值孔徑(NA)；屏護通孔形成步驟，將脈衝雷射光線之聚光點自單結晶基板的背面定位到所期望的位置，以從單結晶基板之背 面側沿分割預定線照射脈衝雷射光線，而從已定位於單結晶基板上之聚光點沿分割預定線形成由細孔與屏護該細孔之非晶質所構成的屏護通孔；以及晶圓分割步驟，對已實施過該屏護通孔形成步驟之晶圓賦予外力，而沿著已形成有屏護通孔之分割預定線將晶圓分割成一個個器件。
較佳的是，在已實施上述屏護通孔形成步驟後，且於實施上述晶圓分割步驟之前，實施晶圓支撐步驟，其為於晶圓的背面貼附切割膠帶，並以環狀框架支撐該切割膠帶的外周部。
較佳的是，在構成晶圓之單結晶基板的表面上所形成之複數條分割預定線的表面被覆有膜，且在實施上述晶圓分割步驟之前，會實施膜分斷步驟，其為藉由將對膜具有吸收性之波長的雷射光線沿著分割預定線照射於膜上，以沿著分割預定線將膜分斷。
根據本發明之雷射加工方法，以使聚光脈衝雷射光線的聚光透鏡之數值孔徑(NA)除以具有傾斜角之單結晶基板的折射率(N)之值為0.05~0.2的範圍來設定聚光透鏡之數值孔徑(NA)，並將脈衝雷射光線之聚光點自具有傾斜角之單結晶基板的背面定位到所期望的位置而沿分割預定線照射脈衝雷射光線，並從已定位於具有傾斜角之單結晶基板上的聚光點形成由細孔與屏護該細孔之非晶質所構成的屏護通孔，所以即使構成晶圓之單結晶基板為具有傾斜角 之單結晶基板，還是可自單結晶基板的背面延伸到表面而形成屏護通孔。因此，不會有像上述專利文獻1所揭示之在基板的內部形成變質層(改質層)的技術一般以追随c面的方式生成變質層(改質層)與裂痕的情形，即使是具有傾斜角之單結晶基板，仍然可以從單結晶基板的背面延伸到表面來確實地形成屏護通孔，而可以確實地將晶圓分割成一個個器件。
2‧‧‧晶圓
21‧‧‧具有傾斜角之單結晶基板
21a‧‧‧表面
21b‧‧‧背面
22‧‧‧分割預定線
23‧‧‧器件
24‧‧‧膜
240‧‧‧雷射加工溝
25‧‧‧屏護通孔
251‧‧‧細孔
252‧‧‧非晶質
3‧‧‧用於實施膜分斷步驟之雷射加工裝置
31、51‧‧‧雷射加工裝置之工作夾台
32、52‧‧‧雷射光線照射手段
321、521‧‧‧套殼
322、522‧‧‧聚光器
33、53‧‧‧攝像手段
4‧‧‧保護膠帶
5‧‧‧用於實施屏護通孔形成步驟之雷射加工裝置
522a‧‧‧聚光透鏡
6‧‧‧分割裝置
61‧‧‧框架保持手段
611‧‧‧框架保持構件
611a‧‧‧載置面
612‧‧‧夾具
62‧‧‧膠帶擴張手段
621‧‧‧擴張圓筒
622‧‧‧支撐凸緣
623‧‧‧支撐手段
623a‧‧‧氣缸
623b‧‧‧活塞桿
63‧‧‧拾取式夾頭
α、β‧‧‧角度
F‧‧‧環狀框架
LB‧‧‧脈衝雷射光線
P‧‧‧聚光點
T‧‧‧切割膠帶
X、X1、Y‧‧‧箭頭
圖1(a)、(b)為晶圓之立體圖以及將主要部位放大而顯示的剖面圖。
圖2為用以實施膜分斷步驟之雷射加工裝置的主要部位立體圖。
圖3(a)~(c)為膜分斷步驟之說明圖。
圖4(a)、(b)為保護膠帶貼附步驟的說明圖。
圖5為用以實施屏護通孔形成步驟之雷射加工裝置的主要部位立體圖。
圖6(a)~(e)為屏護通孔形成步驟之說明圖。
圖7為顯示聚光透鏡之數值孔徑(NA)、構成晶圓之單結晶基板的折射率(N)、與將數值孔徑(NA)除以折射率(N)之值(S=NA/N)的關係之圖。
圖8(a)、(b)為104131598晶圓支撐步驟的說明圖。
圖9為用以實施晶圓分割步驟之分割裝置的立體圖。
圖10(a)~(c)為晶圓分割步驟之說明圖。
用以實施發明之形態
以下，就本發明的晶圓之加工方法，參照附加之圖式，作更詳細之說明。
圖1(a)所示為以本發明的晶圓之加工方法所加工之晶圓的立體圖，圖1(b)所示為將圖1(a)所示之晶圓的主要部位放大的剖面圖。圖1(a)及圖1(b)中所示之晶圓2，是在例如厚度為1000μm之具有傾斜角之單結晶基板(LiN基板、LiTaO3基板)21的表面21a上以形成為格子狀的複數條分割預定線22劃分出複數個區域，且在此劃分出的區域中形成有液晶驅動器、快閃記憶體、半導體雷射等器件23。在此晶圓2中，是如圖1(b)所示，在包含分割預定線22及器件23之表面21a上，披覆有由金屬膜、氟矽酸鹽玻璃膜、矽氧化物膜類鈍化膜(SiO2、SiON)、聚醯亞胺(PI)類高分子化合物膜、氟類高分子化合物膜、或氟化非晶形碳類化合物膜等所構成之膜24。
針對將上述之晶圓2分割成具有器件23之一個個器件晶片的晶圓之加工方法進行說明。首先，實施膜分斷步驟，其為從晶圓的表面側沿著分割預定線22對膜24照射對構成晶圓2之基板21的表面21a上所被覆之膜24具有吸收性之波長的雷射光線，而沿著分割預定線22將膜24分斷。此膜分斷步驟是使用圖2所示之雷射加工裝置3來實施。圖2所示之雷射加工裝置3具備有保持被加工物之工作夾台31、對保持於該工作夾台31上之被加工物照射雷射光線之雷射光線照射手段32、及拍攝保持於工作夾台31上之被加工物 的攝像手段33。工作夾台31是構成為吸引保持被加工物，且形成為可藉由圖未示之加工進給機構使其在圖2中於箭頭X所示之加工進給方向上移動，並且可藉由圖未示之分度進給機構使其在圖2中於箭頭Y所示之分度進給方向上移動。
上述雷射光線照射手段32包含有實質上為水平地配置之圓筒狀的套殼321。該套殼321內配置有未圖示之脈衝雷射光線振盪手段，該脈衝雷射光線振盪手段具備有由YAG雷射振盪器或YVO4雷射振盪器所構成之脈衝雷射振盪器和重複頻率設定手段。在上述套殼321的前端部裝設有用以將從脈衝雷射光線振盪手段所振盪產生之脈衝雷射光線聚光的聚光器322。
裝設在構成上述雷射光線照射手段32之套殼321的前端部的攝像手段33，除了以可見光拍攝之一般的攝像元件(CCD)外，還可由以下所構成：對被加工物照射紅外線的紅外線照明手段、捕捉由該紅外線照明手段所照射之紅外線的光學系統、以及將與該光學系統所捕捉到之紅外線相對應的電氣信號輸出的攝像元件(紅外線CCD)等。此攝像手段33會將所拍攝到之影像信號傳送到圖未示之控制手段去。
有關使用上述之雷射加工裝置3而實施之膜分斷步驟，將參照圖2及圖3來說明。
膜分斷步驟，首先將晶圓2的背面21b側載置在上述之圖2所示之雷射加工裝置3的工作夾台31上。然後，藉由作 動圖未示之吸引手段，將晶圓2保持於工作夾台31上(晶圓保持步驟)。由此，已保持在工作夾台31上之晶圓2會成為表面21a在上側。
如上所述，已吸引保持有晶圓2之工作夾台31，是藉由圖未示之加工進給機構來定位到攝像手段33的正下方。當將工作夾台31定位到攝像手段33的正下方時，即可實行藉由攝像手段33及圖未示之控制手段檢測晶圓2之用來雷射加工的加工區域之校準作業。亦即，攝像手段33及圖未示之控制手段會實行用於進行晶圓2之在第1方向上形成的分割預定線22、和沿著分割預定線22照射雷射光線之雷射光線照射手段32的聚光器322之對位的型樣匹配(pattern matching)等影像處理，而完成雷射光線照射位置的校準。又，對於形成於晶圓2之在相對於上述第1方向為直交的方向上延伸的分割預定線22，也是同樣地完成雷射光線照射位置之校準(校準步驟)。再者，在校準步驟中，即使在包含晶圓2之分割預定線22及器件23的表面21a上所被覆的膜24並非是透明的情況，因為攝像手段33如上述地具備有由紅外線照明手段、可捕捉紅外線之光學系統、以及將對應於紅外線之電氣信號輸出的攝像元件(紅外線CCD)等所構成之攝像手段，所以可穿透膜24而拍攝分割預定線22。
如以上地進行以檢測保持在工作夾台31上之晶圓2上所形成的分割預定線22，並進行雷射光線照射位置之校準後，就能如圖3(a)所示，將工作夾台31移動至照射雷射 光線之雷射光線照射手段32的聚光器322所在的雷射光線照射區域，並將預定之分割預定線22定位於聚光器322的正下方。此時，如圖3(a)所示，是將半導體晶圓2定位成使分割預定線22的一端(圖3(a)中的左端)位於聚光器322的正下方。接著，一邊從雷射光線照射手段32之聚光器322照射對晶圓2之膜24照射具有吸收性之波長的脈衝雷射光線，一邊使工作夾台31以預定之加工進給速度於圖3(a)中朝箭頭X1所示之方向移動。並且，如圖3(b)所示，當分割預定線22的另一端(在圖3(b)中為右端)到達聚光器322的正下方位置後，即停止脈衝雷射光線的照射，並且停止工作夾台31的移動。在此膜分斷步驟中，是將脈衝雷射光線之聚光點P對準披覆於晶圓2的表面之膜24的表面(上表面)附近。
藉由實施上述之膜分斷步驟，如圖3(c)所示，在膜24上會形成沿著分割預定線22而到達基板21之雷射加工溝240。其結果，披覆於分割預定線22上之膜24會因雷射加工溝240而沿著分割預定線22被分斷。
再者，上述膜分斷步驟是以例如以下之加工條件來進行。
光源：YAG脈衝雷射
波長：355nm
平均輸出：1W
重複頻率：50kHz
聚光點點徑：φ 10μm
加工進給速度：100mm/秒
如以上進行而沿著在晶圓2之第1方向上延伸的所有分割預定線22都實行了上述之膜分斷步驟後，即可將工作夾台31轉動90度，並沿著在相對於上述第1方向為直交的方向上延伸的各分割預定線22實行上述之膜分斷步驟。
已實行上述之膜分斷步驟之後，為了保護形成於晶圓2的表面之器件23，可如圖4(a)及(b)所示，在晶圓2之表面21a上貼附以氯乙烯等所構成之保護膠帶4(保護膠帶貼附步驟)。
其次，實施屏護通孔形成步驟，其為將脈衝雷射光線之聚光點自單結晶基板21之背面定位到所期望的位置，而從單結晶基板21之背面側沿著分割預定線22照射脈衝雷射光線，以從已定位於單結晶基板21上之聚光點沿著分割預定線22形成由細孔與屏護該細孔之非晶質所構成的屏護通孔。此屏護通孔形成步驟，是使用圖5所示之雷射加工裝置5來實施。圖5所示之雷射加工裝置5具備有保持被加工物之工作夾台51、對保持於該工作夾台51上之被加工物照射雷射光線之雷射光線照射手段52、及拍攝保持於工作夾台51上之被加工物的攝像手段53。工作夾台51是構成為可吸引保持被加工物，且形成為可藉由圖未示之加工進給手段使其在圖5中於箭頭X所示之加工進給方向上移動，並且可藉由圖未示之分度進給手段使其在圖5中於箭頭Y所示之分度進給方向上移動。
上述雷射光線照射手段52包含有實質上為水平地配置之圓筒狀的套殼521。套殼521內配置有圖未示的脈 衝雷射光線振盪手段，該脈衝雷射光線振盪手段包括了脈衝雷射光線振盪器與重複頻率設定手段。在上述套殼521的前端部裝設有聚光器522，該聚光器522包括有用於將從脈衝雷射光線振盪手段所振盪產生之脈衝雷射光線予以聚光之聚光透鏡522a。此聚光器522的聚光透鏡522a，是將數值孔徑(NA)設定如下。亦即，聚光透鏡522a之數值孔徑(NA)是設定成使數值孔徑(NA)除以單結晶基板之折射率(N)之值在0.05~0.2的範圍(數值孔徑設定步驟)。再者，雷射光線照射手段52具備有用以調整藉由聚光器522之聚光透鏡522a所聚光的脈衝雷射光線之聚光點位置的聚光點位置調整手段(圖未示)。
裝設於構成上述雷射光線照射手段52之套殼521之前端部的攝像手段53，除了以可見光進行拍攝之一般的攝像元件(CCD)之外，還可以由用於對被加工物照射紅外線之紅外線照明手段、用於捕捉藉由該紅外線照明手段所照射之紅外線的光學系統、以及將對應於以該光學系統所捕捉到之紅外線的電氣信號輸出的攝像元件(紅外線CCD)等所構成，並將所拍攝到的影像信號傳送至圖未示的控制手段。
要使用上述之雷射加工裝置5來沿著已實施過上述之保護膠帶貼附步驟之晶圓2的分割預定線22施行雷射加工時，會實施將聚光透鏡與單結晶基板21相對地定位在聚光透鏡之光軸方向上的定位步驟，以將脈衝雷射光線之聚光點定位於構成晶圓2之單結晶基板21的厚度方向的所 期望之位置上。
首先，是將貼附有晶圓2之保護膠帶4側載置在上述之圖5所示之雷射加工裝置5的工作夾台51上。然後，藉由作動圖未示之吸引手段，以隔著保護膠帶4將晶圓2保持於工作夾台51上(晶圓保持步驟)。由此，被保持於工作夾台51上之晶圓2會成為單結晶基板21的背面21b在上側。如此進行而吸引保持有晶圓2之工作夾台51，可透過圖未示之加工進給手段定位到攝像手段53的正下方。
當將工作夾台51定位到攝像手段53的正下方時，即可實行藉由攝像手段53及圖未示之控制手段檢測晶圓2之用來雷射加工的加工區域之校準作業。亦即，攝像手段53及圖未示之控制手段會實行用於進行形成於晶圓2之第1方向上的分割預定線22、與沿分割預定線22照射雷射光線之雷射光線照射手段52之聚光器522的對位之型樣匹配等影像處理，而完成雷射光線照射位置之校準(校準步驟)。又，在晶圓2上，對於在與上述第1方向為直交的方向上所形成之分割預定線22，也是同樣地完成雷射光線照射位置之校準。此時，雖然晶圓2之形成有分割預定線22的單結晶基板21的表面21a是位於下側，但是因為攝像手段53如上述地具備有以紅外線照明手段、可捕捉紅外線的光學系統、以及輸出與紅外線相對應的電氣信號的攝像元件(紅外線CCD)等所構成之攝像手段，因此可從單結晶基板21之背面21b穿透而拍攝分割預定線22。
當實施了上述之校準步驟後，如圖6(a)所示，就 可將工作夾台51移動至照射雷射光線之雷射光線照射手段52之聚光器522所在的雷射光線照射區域，並將預定之分割預定線22定位於聚光器522的正下方。此時，如圖6(a)所示，是將晶圓2定位成使分割預定線22的一端(圖6(a)中的左端)位於聚光器522的正下方。然後，作動圖未示之聚光點位置調整手段而在光軸方向上移動聚光器522，以將由聚光器522之聚光透鏡522a所聚光之脈衝雷射光線LB的聚光點P定位到構成晶圓2之單結晶基板21的厚度方向的期望位置上(定位步驟)。再者，在本實施形態中，是將脈衝雷射光線之聚光點P從構成晶圓2之單結晶基板21中的脈衝雷射光線入射之上表面(背面21b側)開始來設定到所期望的位置(例如與背面21b距離5~10μm的位置)上。
如上述地實施了定位步驟後，即可實施屏護通孔形成步驟，其為作動雷射光線照射手段52而從聚光器522照射脈衝雷射光線LB，以使其從已定位於構成晶圓2之單結晶基板21上的聚光點P附近(上表面(背面21b))朝向下表面(表面21a)來形成細孔與屏護該細孔之非晶質而形成屏護通孔。亦即，一邊從聚光器522照射對構成晶圓2之單結晶基板21具有穿透性之波長的脈衝雷射光線LB，一邊使工作夾台51以預定之進給速度在圖6(a)中朝箭頭X1所示之方向移動(屏護通孔形成步驟)。然後，如圖6(b)所示，當分割預定線22的另一端(在圖6(b)中為右端)到達雷射光線照射手段52之聚光器522的照射位置時，即停止脈衝雷射光線的照射，並且停止工作夾台51的移動。
藉由實施上述之屏護通孔形成步驟，可在構成晶圓2之單結晶基板21的內部，如圖6(c)的放大剖面圖所示地從脈衝雷射光線LB之聚光點P附近(上表面(背面21b))朝向下表面(表面21a)來使細孔251與形成於該細孔251周圍之非晶質252成長，並沿著分割預定線22以預定之間隔(在本實施形態中為16μm的間隔(加工進給速度：800mm/秒)/(重複頻率：50kHz))形成非晶質的屏護通孔25。此屏護通孔25，如圖6(d)及(e)所示，是由形成於中心之直徑為φ 1μm左右之細孔251和形成於該細孔251周圍之直徑為φ 16μm之非晶質252所構成，在本實施形態中，是成為使相互相鄰之非晶質252彼此形成為連接的形態。再者，即使構成晶圓2之單結晶基板21是具有傾斜角的單結晶基板，在上述之屏護通孔形成步驟中所形成之非晶質的屏護通孔25還是可以從單結晶基板21的上表面(背面21b)延伸到下表面(表面21a)而形成，並且即使單結晶基板21的厚度較厚，也只要照射1次脈衝雷射光線即可，因此可使生產性變得極為良好。
如上述地沿著預定之分割預定線22實施上述屏護通孔形成步驟後，就可以使工作夾台51在以箭頭Y所示的方向上分度移動相當於形成於晶圓2上之分割預定線22的間隔(分度步驟)，並執行上述屏護通孔形成步驟。像這樣進行而沿著形成在第1方向上之所有分割預定線22都實施了上述屏護通孔形成步驟後，就可以使工作夾台51轉動90度，以沿著在相對於上述第1方向上所形成之分割預定線22為直交的方向上延伸之分割預定線22實行上述屏護通孔形成 步驟。
在上述的屏護通孔形成步驟中，為了要形成良好的屏護通孔25，重要的是如上述地將聚光透鏡522a之數值孔徑(NA)，設定成使數值孔徑(NA)除以單結晶基板之折射率(N)之值(S)在0.05~0.2的範圍。
此處，針對數值孔徑(NA)、折射率(N)、和將數值孔徑(NA)除以折射率(N)之值(S=NA/N)的關係，參照圖7進行說明。圖7中，入射到聚光透鏡522a之脈衝雷射光線LB是以相對於聚光透鏡522a之光軸形成角度(α)而被聚光。此時，sin α為聚光透鏡522a之數值孔徑(NA)(NA=sin θ)。當將藉由聚光透鏡522a而聚光之脈衝雷射光線LB照射至構成晶圓2之單結晶基板21上時，因為單結晶基板21密度比空氣大，所以脈衝雷射光線LB會從角度(α)折射成角度(β)。此時，相對於聚光透鏡522a之光軸的角度(β)會因為單結晶基板21的折射率(N)而改變。因為折射率(N)是(N=sin α/sin β)，所以將數值孔徑(NA)除以單結晶基板之折射率(N)之值(S=NA/N)會成為sin β。因此，將sin β設定在0.05~0.2的範圍(0.05≦sin β≦0.2)是很重要的。
以下，根據本案發明人們所實施的實驗來說明將聚光透鏡522a的數值孔徑(NA)除以單結晶基板之折射率(N)之值(S=NA/N)設定在0.05~0.2的範圍之理由。
【實驗1-1】
將厚度為1000μm的LiN基板(折射率：2.2)以下列的加工條件來形成屏護通孔，並判定屏護通孔之良窳。
加工條件
光源：YAG脈衝雷射
波長：1030nm
重複頻率：50kHz
脈衝寬度：10ps
平均輸出：3W
光點直徑：10μm
加工進給速度：800mm/秒
如以上地，在LiN基板(折射率：2.2)上，藉由將聚光脈衝雷射光線之聚光透鏡522a的數值孔徑(NA)設定成使數值孔徑(NA)除以LiN基板之折射率(N)之值(S=NA/N)在 0.05~0.2範圍，可形成屏護通孔。因此，在LiN基板中，將聚光脈衝雷射光線之聚光透鏡522a的數值孔徑(NA)設定在0.1~0.45是很重要的。
【實驗1-2】
將厚度為1000μm的LiTaO3基板(折射率：2.1)以下列的加工條件來形成屏護通孔，並判定屏護通孔之良窳。
加工條件
光源：YAG脈衝雷射
波長：1030nm
重複頻率：50kHz
脈衝寬度：10ps
平均輸出：3W
光點直徑：10μm
加工進給速度：800mm/秒
如以上地，在LiTaO3基板(折射率：2.1)上，藉由將聚光脈衝雷射光線之聚光透鏡522a的數值孔徑(NA)除以LiTaO3基板之折射率(N)的值(S=NA/N)設定在0.05~0.2之範圍，可形成屏護通孔。因此，在LiTaO3基板中，將聚光脈衝雷射光線之聚光透鏡522a的數值孔徑(NA)設定在0.1~0.4是很重要的。
【實驗1-3】
將厚度為1000μm的SiC基板(折射率：2.63)以下列的加工條件來形成屏護通孔，並判定屏護通孔之良窳。
加工條件
光源：YAG脈衝雷射
波長：1030nm
重複頻率：50kHz
脈衝寬度：10ps
平均輸出：3W
光點直徑：10μm
加工進給速度：800mm/秒
如以上地，在SiC基板(折射率：2.63)上，藉由將聚光脈衝雷射光線之聚光透鏡522a的數值孔徑(NA)除以SiC基板之折射率(N)的值(S=NA/N)設定在0.05~0.2之範圍，可形成屏護通孔。因此，在SiC基板中，將聚光脈衝雷射光線之聚光透鏡522a的數值孔徑(NA)設定在0.15~0.55是很重要的。
從上述之實驗1-1、實驗1-2、實驗1-3，可以確認到藉由將聚光脈衝雷射光線之聚光透鏡522a的數值孔徑(NA)除以單結晶基板之折射率(N)的值(S=NA/N)設定在0.05~0.2之範圍，可確實地形成屏護通孔。
已實施過上述之屏護通孔形成步驟後，即可實施晶圓支撐步驟，其為在晶圓2的背面貼附切割膠帶，並以環狀框架支撐該切割膠帶之外周部。亦即，可如圖8(a)及(b)所示，將構成已實施過上述屏護通孔形成步驟的晶圓2之單結晶基板21的背面21b貼附在已裝設於環狀框架F的切割膠 帶T上。再者，在圖8(a)及(b)所示之實施形態中，雖然顯示了將構成晶圓2之單結晶基板21的背面21b貼附於已裝設在環狀框架F上之切割膠帶T上之例，但是也可以在將切割膠帶T貼附到構成晶圓2之單結晶基板21的背面21b時，同時將切割膠帶T的外周部裝設到環狀框架F上。
已實施過上述晶圓支撐步驟後，可實施晶圓分割步驟，其為對晶圓2賦予外力，將晶圓2沿著形成有屏護通孔25之分割預定線分割成各自具有器件23的一個個器件晶片。晶圓分割步驟，是利用圖9所示之分割裝置6來實施。圖9所示之分割裝置6具備有保持上述環狀框架F的框架保持手段61、將保持於該框架保持手段61之環狀框架F上所裝設之晶圓2予以擴張的膠帶擴張手段62、以及拾取式夾頭63。框架保持手段61是由環狀的框架保持構件611、和配置於該框架保持構件611的外周之作為固定手段的複數個夾具612所構成。框架保持構件611的上表面形成有載置環狀框架F之載置面611a，而可將環狀框架F載置於此載置面611a上。並且，被載置於載置面611a上之環狀框架F是透過夾具612而被固定於框架保持構件611上。如此所構成之框架保持手段61，是藉由膠帶擴張手段62而被支撐成可朝上下方向作進退。
膠帶擴張手段62具備有配置在上述環狀的框架保持構件611內側之擴張圓筒621。此擴張圓筒621具有比環狀框架F之內徑小，且比被裝設於該環狀框架F之切割膠帶T上所貼附的晶圓2的外徑大之內徑及外徑。又，擴張圓筒621， 於下端設有支撐凸緣622。膠帶擴張手段62具備有可將上述環狀的框架保持構件611朝上下方向進退的支撐手段623。此支撐手段623是由配置於上述支撐凸緣622上之複數個氣缸623a所構成，並將其活塞桿623b連結在上述環狀的框架保持構件611的下表面。像這樣由複數個氣缸623a所構成之支撐手段623，使環狀的框架保持構件611可在如圖10(a)所示地使載置面611a與擴張圓筒621的上端成為大致相同高度的基準位置，和如圖10(b)所示地距離擴張圓筒621的上端預定量下方的擴張位置之間於上下方向上移動。
參照圖10，針對利用如以上所構成之分割裝置6而實施的晶圓分割步驟進行說明。亦即，將裝設有貼附著晶圓2之切割膠帶T的環狀框架F，如圖10(a)所示地載置於構成框架保持手段61之框架保持構件611的載置面611a上，並藉由夾具612而固定在框架保持構件611上(框架保持步驟)。此時，是將框架保持構件611定位在圖10(a)所示之基準位置上。接著，作動構成膠帶擴張手段62之作為支撐手段623的複數個氣缸623a，以使環狀的框架保持構件611下降到圖10(b)所示之擴張位置上。因此，由於被固定在框架保持構件611之載置面611a上的環狀框架F也會下降，因此會如圖10(b)所示，裝設在環狀框架F上的切割膠帶T會接觸於擴張圓筒621的上端緣而使其得以被擴張(膠帶擴張步驟)。其結果，在貼附於切割膠帶T上之晶圓2上會因為拉伸力放射狀地作用，而沿著連續形成上述之屏護通孔25且強度已降低的分割預定線22被分割成各自具有器件23之一個個器 件晶片，並且在器件晶片之間形成間隔S。
接著，如圖10(c)所示，作動拾取式夾頭63以將器件23吸附、從切割膠帶T剝離並拾取、搬送到圖未示的托盤上或晶粒接合(die bonding)步驟中。再者，在拾取步驟中，由於可如上述地將貼附於切割膠帶T上之各自具有器件23的器件晶片間的間隙S加寬，所以不會有與相鄰的器件晶片接觸的情形，而可以容易地拾取。

Claims (2)

  1. 一種晶圓之加工方法，是在具有傾斜角之單結晶基板的表面上以複數條分割預定線劃分，且在以該複數條分割預定線所劃分出的複數個區域中各自形成有器件的晶圓之加工方法，其特徵在於具備：數值孔徑設定步驟，以使聚光脈衝雷射光線的聚光透鏡之數值孔徑(NA)除以單結晶基板的折射率(N)之值為0.05~0.2的範圍來設定聚光透鏡之數值孔徑(NA)；屏護通孔形成步驟，將脈衝雷射光線之聚光點自單結晶基板的背面定位到所期望的位置，以從單結晶基板之背面側沿分割預定線照射脈衝雷射光線，而從已定位於單結晶基板上之聚光點沿分割預定線形成由細孔與屏護該細孔之非晶質所構成的屏護通孔；以及晶圓分割步驟，對已實施過該屏護通孔形成步驟之晶圓賦予外力，而沿著已形成有屏護通孔之分割預定線將晶圓分割成一個個器件晶片，在構成晶圓之單結晶基板的表面上所形成之複數條分割預定線的表面被覆有膜，且還具備有在實施該晶圓分割步驟之前，藉由將對該膜具有吸收性之波長的雷射光線沿著分割預定線照射於該膜上，以沿著分割預定線將該膜分斷的膜分斷步驟，前述單結晶基板是LiN基板、LiTaO3基板、SiC基板中的任一者。
  2. 如請求項1之晶圓之加工方法，其還具備有在已實施該屏護通孔形成步驟後，且於實施該晶圓分割步驟前，於晶圓的背面貼附切割膠帶，並以環狀框架支撐該切割膠帶的外周部之晶圓支撐步驟。
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