TWI834663B - 被加工物之加工方法 - Google Patents

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吉川敏行
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]提供一種可抑制照射雷射束而將板狀的被加工物進行加工時發生加工不良的被加工物之加工方法。 [解決手段]本發明之被加工物之加工方法係將包含以等間隔設定的N條(N為3以上的自然數)分割預定線的板狀的被加工物進行加工的被加工物之加工方法，其係包含：第1加工步驟，其係對存在於以2n ×D(D係相鄰2條該第1分割預定線的距離、n係滿足2n ＜N的最大自然數)表示離位於被加工物的最外側的分割預定線的距離的第1位置的分割預定線，照射雷射束，而在被加工物形成加工痕；及第k+1加工步驟，其係對選自存在於以2n-k ×D×m(m為自然數)表示離第k位置(k為n以下的自然數)的距離的第k+1位置的該第1分割預定線的該分割預定線，照射該雷射束，而在該被加工物形成加工痕。

Description

被加工物之加工方法
本發明係關於將板狀的被加工物沿著分割預定線進行加工之被加工物的加工方法。
被組入在各種電子機器的元件晶片係將作為基材的晶圓的表面以被稱為切割道(street)的分割預定線區劃成複數區域，在各區域形成積體電路等元件，藉由將該晶圓沿著分割預定線進行分割而得。在晶圓的分割係使用例如使環狀切削刀旋轉而切入至對象的切削裝置。
在使用該切削裝置的晶圓的切削加工中，藉由旋轉的切削刀，晶圓被機械式削取。因此，例如，若在由切削刀的其中一側的側面(表面)與另一側的側面(背面)的各個作用於晶圓的負荷有偏置時，在晶圓容易發生缺口或裂痕等加工不良。此外，若如上所示之負荷偏置變大，亦有切削刀破損的情形。
因此，提出一種在使切削刀切入晶圓的順序下工夫，減小作用於切削刀與晶圓之間的負荷偏置的方法(參照例如專利文獻1)。在該方法中，以藉由分割所產生的2個小片的面積為大概相等的順序，使切削刀切入晶圓的分割預定線，藉此減小作用於切削刀與晶圓之間的負荷的偏置。
亦已知一種取代上述切削裝置，而使用可照射對晶圓顯現吸收性的波長的雷射束的雷射加工裝置來將晶圓分割的方法(參照例如專利文獻2)。在使用該雷射加工裝置的方法中，沿著晶圓的分割預定線照射作脈衝振盪的雷射束，藉此形成將晶圓分割的加工痕(溝槽)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平4-245663號公報 [專利文獻2]日本特開平10-305420號公報
(發明所欲解決之課題)
但是，在以使用雷射加工裝置的上述方法對晶圓進行加工的情形下，亦有在晶圓發生缺口或裂痕等加工不良的情形。
本發明係鑑於該問題而完成者，其目的在提供一種可抑制照射雷射束而對板狀的被加工物進行加工時發生加工不良的被加工物之加工方法。 (解決課題之手段)
藉由本發明之一態樣，提供一種被加工物之加工方法，其係將藉由以等間隔設定的N條(N為3以上的自然數)分割預定線而被區劃成複數區域的板狀的被加工物，沿著該分割預定線照射雷射束，藉此進行加工的被加工物之加工方法，其係包含：第1加工步驟，其係對存在於以2n ×D(D係相鄰2條該分割預定線的距離、n係滿足2n ＜N的最大自然數)表示離位於該被加工物的最外側的該分割預定線的距離的第1位置的該分割預定線，照射該雷射束，而在該被加工物形成加工痕；及第k+1加工步驟，其係在該第1加工步驟之後，對選自存在於以2n-k ×D×m(m為自然數)表示離第k位置(k為n以下的自然數)的距離的第k+1位置的該分割預定線的該分割預定線，照射該雷射束，而在該被加工物形成加工痕，針對1至n的k，依序進行該第k+1加工步驟，在該第k+1加工步驟中，係選擇在i為k以下的自然數的全部該第i加工步驟中未被照射該雷射束的該分割預定線。
在本發明之一態樣中，該被加工物亦可為GaAs晶圓。 (發明之效果)
在本發明之一態樣之被加工物之加工方法中，在被加工物形成加工痕而分成一定程度大小的區域之後，對位於已形成的2個加工痕的中間的第1分割預定線照射雷射束而形成新的加工痕，因此被已形成的2個加工痕所夾的區域係藉由新形成的加工痕而被分成具有相同程度的體積的2個小區域。
因此，即使因已存在的加工痕而妨礙在照射雷射束時所產生的熱傳導，亦可在2個小區域使熱傳導成相同。亦即，在2個小區域的其中一方與另一方，不易產生因加工時的熱所造成的溫度差，因此可抑制發生因偏置的熱傳導而起的加工不良。如上所示，藉由本發明之一態樣，提供一種可抑制照射雷射束而對板狀的被加工物進行加工時發生加工不良的被加工物之加工方法。
照射雷射束而在板狀的被加工物形成溝槽等加工痕時，例如若由邊端依序對該被加工物進行加工，在被加工物容易發生缺口或裂痕等加工不良。該現象係被推測若以因照射雷射束所形成的加工痕為交界而被區分的2個區域的其中一方為十分小時，在該2個區域之間，因產生因照射雷射束時所發生的熱所致之較大溫度差而起。
亦即，若可在以加工痕為交界而被區分的2個區域，使照射雷射束時所發生的熱相同地進行傳導，被認為可解決該問題。因此，在本發明中，在被加工物形成複數加工痕而區分成一定程度大小的區域之後，對位於已形成的2個加工痕的中間的分割預定線照射雷射束而形成新的加工痕。
藉此，被已存在的2個加工痕所夾的區域係藉由新形成的加工痕而被區分成具有相同程度的體積的2個小區域，因此即使因已存在的2個加工痕而妨礙照射雷射束時所產生的熱傳導，亦可在2個小區域使熱傳導為相同。
以下參照所附圖示，說明本發明之一態樣之實施形態。圖1係顯示以本實施形態之被加工物之加工方法所被加工的板狀的被加工物11等的構成例的斜視圖。如圖1所示，被加工物11係例如由GaAs(砷化鎵)所成的圓盤狀的GaAs晶圓。
該被加工物11的表面11a側係藉由：與第1方向(A方向)呈平行的直線狀複數第1分割預定線13a、及以與第1方向交叉的第2方向(Ｂ方向)呈平行的直線狀複數第2分割預定線13b，而被區劃成複數小區域。亦即，第1分割預定線13a與第2分割預定線13係彼此交叉。
在各小區域係設有IC(Integrated Circuit，積體電路)等元件15。其中，在圖1中係顯示第1方向與第2方向呈大概垂直的被加工物11，但是第1方向與第2方向若至少呈交叉即可。亦即，第1方向與第2方向若非平行即可。
此外，被加工物11的材質、形狀、構造、大小等並無限制。例如，亦可將其他由半導體、陶瓷、樹脂、金屬等材料所成的基板等作為被加工物11。同樣地，在元件15的種類、數量、形狀、構造、大小、配置等亦無限制。在被加工物11亦可未形成有元件15。
在該被加工物11的背面11b側係黏貼直徑大於被加工物11的切割用膠帶17。膠帶17的外周部分係被黏貼在具有大概圓形的開口19a的環狀框架19。亦即，被加工物11係透過膠帶17而被支持在框架19。
其中，在本實施形態中，為了將被加工物11由表面11a側進行加工，在背面11b側黏貼有膠帶17，但是若將被加工物11由背面11b側進行加工，若在表面11a側黏貼膠帶17即可。此外，若使用直接保持被加工物11的冶具平台，亦可在被加工物11未黏貼膠帶17。
圖2係顯示被加工物11被加工的樣子的斜視圖。在本實施形態之被加工物之加工方法中，例如使用圖2所示之雷射加工裝置2，將被加工物11加工。該雷射加工裝置2係具備有用以保持被加工物11的吸盤平台4。
在吸盤平台4的上面的一部分係露出例如由多孔質材所成的保持板(未圖示)。保持板的上面係形成為對X軸方向及Y軸方向大概平行，透過設在吸盤平台4的內部的吸引路(未圖示)等而與吸引源(未圖示)相連接。
在吸盤平台4的周圍設有用以固定環狀框架19的複數夾具(未圖示)。此外，在吸盤平台4的下部係連結有移動機構(未圖示)及旋轉機構(未圖示)。吸盤平台4係藉由該移動機構而以X軸方向(加工進給方向)及Y軸方向(分級進給方向)移動，且藉由旋轉機構，繞著與Z軸方向(鉛直方向)大概平行的旋轉軸旋轉。
在吸盤平台4的上方配置有雷射加工單元6。雷射加工單元6係將以雷射振盪器(未圖示)被脈衝振盪的雷射束21照射、聚光在預定位置。在本實施形態中所使用的雷射振盪器係構成為可將對被加工物11具吸收性的波長的雷射束21進行脈衝振盪，適於被加工物11的燒蝕加工。
在雷射加工單元6的側方配置有用以對被加工物11等進行攝像的攝影機(攝像單元)8。根據藉由該攝影機8所取得的畫像，調整例如被加工物11的第1分割預定線13a(或第2分割預定線13b)與X軸方向所成角度。
在本實施形態之被加工物之加工方法l中，首先，使被加工物11保持在該雷射加工裝置2的吸盤平台4(保持步驟)。具體而言，使被黏貼在被加工物11的背面11b側的膠帶17接觸吸盤平台4(保持板)的上面，藉此使其作用吸引源的負壓。同時，以夾具固定框架19。藉此，被加工物11係在表面11a側露出於上方的狀態下予以保持。
使被加工物11保持在吸盤平台4之後，照射雷射束21而將該被加工物11進行加工(加工步驟)。其中，在本實施形態中，係說明僅沿著第1分割預定線13a對被加工物11進行加工的順序，但是亦可以相同順序，另外沿著第2分割預定線13b對被加工物11進行加工。當然，亦可僅沿著第2分割預定線13b對被加工物11進行加工。
具體而言，首先，將N設為在被加工物11所設定的第1分割預定線13a的總條數、將D設為相鄰接的2條第1分割預定線13a的距離、將n設為滿足2n ＜N的最大的自然數，對存在於以2n ×D表示離位於被加工物11的最外側的第1分割預定線13a的距離的第1位置的第1分割預定線13a照射雷射束21而對被加工物11進行加工(第1加工步驟)。
其中，由於滿足2n ＜N的n為自然數，因此成為加工對象的第1分割預定線13a的總條數必須為3條以上。此外，複數第1分割預定線13a係必須設定為大概等間隔。亦即，在被加工物11係以大概等間隔設定N條(N為3以上的自然數)第1分割預定線13a。
另一方面，第2分割預定線13b的個數或配置等並無限制。當然，若以與本實施形態相同的順序，將被加工物11沿著第2分割預定線13b進行加工時，係以成為與第1分割預定線13a為同等的條件的方式設定第2分割預定線13b的條件。
圖3係顯示沿著存在於第1位置L1的分割預定線13a所被加工的被加工物11的平面圖。以下係將在被加工物11所設定的第1分割預定線13a的總條數形成為11條(亦即N＝11)來進行說明。此時，滿足2n ＜N的最大自然數n為3。因此，由位於被加工物11的最外側的第1分割預定線13a(基準位置L0)至第1位置L1的距離係如圖3所示，成為8×D。
當沿著存在於第1位置L1的第1分割預定線13a照射雷射束21時，首先，使吸盤平台4移動，而將雷射加工單元6定位在存在於第1位置L1的第1分割預定線13a的延長線的上方。其中，若雷射加工裝置2的X軸方向與被加工物11的第1分割預定線13a未形成為平行，係使吸盤平台4旋轉，來調整第1分割預定線13a的方向。
之後，一邊由雷射加工單元6照射對被加工物11具吸收性的波長的雷射束21，一邊使吸盤平台4以X軸方向移動。藉此，可對存在於第1位置L1的第1分割預定線13a照射雷射束21而形成第1加工痕(溝槽)11c。其中，第1加工痕11c的深度不受限制。例如，亦可形成將被加工物11分斷(切斷)的深度的第1加工痕11c。
形成第1加工痕11c後，對存在於以2n-1 ×D ×m(m為自然數)表示離第1位置L1的距離的第2位置L2的第1分割預定線13a照射雷射束而將被加工物11進行加工(第2加工步驟)。
圖4係顯示沿著存在於第2位置L2的分割預定線13a所被加工的被加工物11的平面圖。如上所述，滿足2n ＜N的最大自然數n為3。因此，如圖4所示，由第1位置L1至第2位置L2的距離係成為4×D×m。其中，在圖4中係僅顯示作為代表的第2位置L2。
當沿著存在於第2位置L2的第1分割預定線13a照射雷射束21時，首先，使吸盤平台4移動，而將雷射加工單元6定位在成為對象的任何第1分割預定線13a的延長線的上方。接著，一邊由雷射加工單元6照射對被加工物11具吸收性的波長的雷射束21，一邊使吸盤平台4以X軸方向移動。
藉此，可對成為對象的任何第1分割預定線13a照射雷射束21而形成第2加工痕(溝槽)11d。其中，該第2加工痕11d的深度亦無限制。之後，反覆同樣的順序，對成為對象的全部第1分割預定線13a照射雷射束21而形成第2加工痕11d。
其中，在圖4中亦顯示被加工物11的外部的第2位置L2，但是當然在該第2位置L2亦可未照射雷射束21。另一方面，離第1位置L1的距離以4×D×2表示，對存在於與基準位置L0相重疊的第2位置L2的第1分割預定線13a照射雷射束21。
形成第2加工痕11之後，對存在於以2n-2 ×D×m (m為自然數)表示離第2位置L2的距離的第3位置L3的第1分割預定線13a之中均未形成有第1加工痕11c、第2加工痕11d之任一者的第1分割預定線13a(亦即，在第1加工步驟及第2加工步驟中未被照射雷射束的第1分割預定線13a)照射雷射束而將被加工物11進行加工(第3加工步驟)。
圖5係顯示沿著存在於第3位置L3的分割預定線13a所被加工的被加工物11的平面圖。如上所述，滿足2n ＜N的最大自然數n為3。因此，如圖5所示，由第2位置L2至第3位置L3的距離係成為2×D×m。其中，在圖5中係僅顯示作為代表的第3位置L3。
對沿著存在於第3位置L3的第1分割預定線13a之中均未形成有第1加工痕11c、第2加工痕11d之任一者的第1分割預定線13a照射雷射束21時，首先，使吸盤平台4移動，將雷射加工單元6定位在成為對象的任何第1分割預定線13a的延長線的上方。接著，一邊由雷射加工單元6照射對被加工物11具吸收性的波長的雷射束21，一邊使吸盤平台4以X軸方向移動。
藉此，可對成為對象的任何第1分割預定線13a照射雷射束21而形成第3加工痕(溝槽)11e。其中，該第3加工痕11e的深度亦無限制。之後，反覆同樣的順序，對成為對象的全部第1分割預定線13a照射雷射束21而形成第3加工痕11e。
形成第3加工痕11e之後，對存在於以2n-3 ×D ×m(m為自然數)表示離第3位置L3的距離的第4位置L4的第1分割預定線13a之中均未形成有第1加工痕11c、第2加工痕11d、第3加工痕11e之任一者的第1分割預定線13a(亦即，在第1加工步驟、第2加工步驟、及第3加工步驟中未被照射雷射束的第1分割預定線13a)照射雷射束而將被加工物11進行加工(第4加工步驟)。
圖6係顯示沿著存在於第4位置L4的分割預定線13a所被加工的被加工物11的平面圖。如上所述，滿足2n ＜N的最大自然數n為3。因此，如圖6所示，由第3位置L3至第4位置L4的距離係成為1×D×m。其中，在圖6中係僅顯示作為代表的第4位置L4。
沿著存在於第4位置L4的第1分割預定線13a之中均未形成有第1加工痕11c、第2加工痕11d、第3加工痕11e之任一者的第1分割預定線13a照射雷射束21時，首先，使吸盤平台4移動，將雷射加工單元6定位在成為對象的任何第1分割預定線13a的延長線的上方。接著，一邊由雷射加工單元6照射對被加工物11具吸收性的波長的雷射束21，一邊使吸盤平台4以X軸方向移動。
藉此，可對成為對象的任何第1分割預定線13a照射雷射束21而形成第4加工痕(溝槽)11f。其中，該第4加工痕11f的深度亦無限制。之後，反覆同樣的順序，對成為對象的全部第1分割預定線13a照射雷射束21而形成第4加工痕11f。藉此，被加工物11沿著全部第1分割預定線13a被加工。
如以上所示，在本實施形態之被加工物之加工方法中，在被加工物11形成加工痕(第1加工痕11c、第2加工痕11d)而區分成一定程度大小的區域之後，對位於已形成的2個加工痕的中間的第1分割預定線13a照射雷射束21而形成新的加工痕(第3加工痕11e、第4加工痕11f)，因此被已形成的2個加工痕所夾的區域係藉由新形成的溝槽而被區分成具有相同程度的體積的2個小區域。
因此，即使因已存在的加工痕而妨礙照射雷射束21時所產生的熱傳導，亦可在2個小區域使熱傳導為相同。亦即，在2個小區域的其中一方與另一方不易發生因加工時的熱所造成的溫度差，因此可抑制發生因偏置的熱傳導而起的加工不良。
其中，本發明並非限制於上述實施形態的記載，可作各種變更來實施。例如，在上述實施形態中，主要說明第1分割預定線的總條數為11條的情形，惟若第1分割預定線的總條數為任意N條(N為3以上的自然數)時，係可以如下所示之順序，將被加工物11進行加工。
首先，對存在於以2n ×D(D係相鄰2條該第1分割預定線的距離、n係滿足2n ＜N的最大自然數)表示離位於被加工物的最外側的第1分割預定線的距離的第1位置的第1分割預定線照射雷射束而在被加工物形成加工痕(溝槽)(第1加工步驟)。其中，該第1加工步驟係與上述實施形態相同。
在第1加工步驟之後，對選自存在於以2n-k ×D ×m(m為自然數)表示離第k位置(k為n以下的自然數)的距離的第k+1位置的第1分割預定線的第1分割預定線照射雷射束而在被加工物形成加工痕(第k+1加工步驟)。
該第k+1加工步驟係針對1至n的k依序進行。此外，在第k+1加工步驟中，選擇在i為k以下的自然數亦即全部第i加工步驟中未被照射雷射束的分割預定線。具體而言，例如在第5加工步驟中，選擇在第1加工步驟、第2加工步驟、第3加工步驟、及第4加工步驟中未被照射雷射束的分割預定線13a。
此外，在上述實施形態中，藉由照射對被加工物11具吸收性的波長的雷射束21，將被加工物11進行燒蝕加工，但是在該燒蝕加工所使用的雷射束的波長等並無特別的限制。例如，在使用對被加工物11具透過性的波長的雷射束的情形下，亦可使該雷射束充分聚光而產生多光子吸收，藉此將被加工物11進行燒蝕加工。
此外，在上述實施形態中，係說明僅沿著第1分割預定線13a將被加工物11進行加工的順序，但是亦可將第1分割預定線13a與第2分割預定線13b交替加工。此時，例如，可以在用以將第1分割預定線13a進行加工的第1加工步驟之後，進行用以將第2分割預定線13b進行加工的第1加工步驟，之後，進行用以將第1分割預定線13a進行加工的第2加工步驟等順序，將被加工物11進行加工。
此外，上述實施形態之構造、方法等只要未脫離本發明之目的的範圍，可適當變更來實施。
11‧‧‧被加工物 11a‧‧‧表面 11b‧‧‧背面 11c‧‧‧第1加工痕(溝槽) 11d‧‧‧第2加工痕(溝槽) 11e‧‧‧第3加工痕(溝槽) 11f‧‧‧第4加工痕(溝槽) 13a‧‧‧第1分割預定線 13b‧‧‧第2分割預定線 15‧‧‧元件 17‧‧‧膠帶 19‧‧‧框架 19a‧‧‧開口 21‧‧‧雷射束 D‧‧‧相鄰2條分割預定線的距離 L0‧‧‧基準位置 L1‧‧‧第1位置 L2‧‧‧第2位置 L3‧‧‧第3位置 L4‧‧‧第4位置 2‧‧‧雷射加工裝置 4‧‧‧吸盤平台 6‧‧‧雷射加工單元 8‧‧‧攝影機(攝像單元)
圖1係顯示被加工物等的構成例的斜視圖。 圖2係顯示被加工物被加工的樣子的斜視圖。 圖3係顯示沿著存在於第1位置的分割預定線所被加工的被加工物的平面圖。 圖4係顯示沿著存在於第2位置的分割預定線所被加工的被加工物的平面圖。 圖5係顯示沿著存在於第3位置的分割預定線所被加工的被加工物的平面圖。 圖6係顯示沿著存在於第4位置的分割預定線所被加工的被加工物的平面圖。
11‧‧‧被加工物
11c‧‧‧第1加工痕(溝槽)
11d‧‧‧第2加工痕(溝槽)
11e‧‧‧第3加工痕(溝槽)
11f‧‧‧第4加工痕(溝槽)
13a‧‧‧第1分割預定線
13b‧‧‧第2分割預定線
15‧‧‧元件
D‧‧‧相鄰2條分割預定線的距離
L0‧‧‧基準位置
L1‧‧‧第1位置
L2‧‧‧第2位置
L3‧‧‧第3位置
L4‧‧‧第4位置

Claims (2)

  1. 一種被加工物之加工方法，其係將藉由以等間隔設定的N條(N為3以上的自然數)分割預定線而被區劃成複數區域的板狀的被加工物，沿著該分割預定線照射雷射束，藉此進行加工的被加工物之加工方法，其特徵為： 包含： 第1加工步驟，其係對存在於以2n ×D(D係相鄰2條該分割預定線的距離、n係滿足2n ＜N的最大自然數)表示離位於該被加工物的最外側的該分割預定線的距離的第1位置的該分割預定線，照射該雷射束，而在該被加工物形成加工痕；及 第k+1加工步驟，其係在該第1加工步驟之後，對選自存在於以2n-k ×D×m(m為自然數)表示離第k位置(k為n以下的自然數)的距離的第k+1位置的該分割預定線的該分割預定線，照射該雷射束，而在該被加工物形成加工痕， 針對1至n的k，依序進行該第k+1加工步驟， 在該第k+1加工步驟中，係選擇在i為k以下的自然數的全部該第i加工步驟中未被照射該雷射束的該分割預定線。
  2. 如申請專利範圍第1項之被加工物之加工方法，其中，該被加工物係GaAs晶圓。
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