激光加工装置及激光加工方法与流程

1.本发明的一形态是关于激光加工装置及激光加工方法。


背景技术：

2.含有透过分割道来配置成彼此邻接的多个功能元件的晶圆，有着绝缘膜(low-k膜等)及金属构造物(金属桩、金属垫等)形成在分割道的表层的情况。在这种情况，若沿着通过分割道的线在晶圆的内部形成改质区域，从改质区域使龟裂伸展由此将晶圆芯片化成各个功能元件的话，会在沿着分割道的部分发生膜剥离等导致芯片的质量劣化。于是，在将晶圆给芯片化成各个功能元件时，存在实施开槽加工来对分割道照射激光由此去除分割道的表层的情况(例如参照专利文献1、2)。[现有技术文献][专利文献]
[0003]
[专利文献1]日本特开2007-173475号公报[专利文献2]日本特开2017-011040号公报


技术实现要素：

[发明所要解决的问题]
[0004]
在此，分割道的表层的构造，通常并不均匀，含有比较难以进行激光加工(加工阈值较高)的区域与加工阈值较低的区域。例如，若以可确实去除加工阈值较高的区域的金属构造物等的条件来对分割道照射激光的话，存在于加工阈值较低的区域发生热损伤的担忧。这种热损伤，会成为使芯片的质量劣化的原因。另一方面，若以可确实抑制加工阈值较低的区域的热损伤的条件来对分割道照射激光的话，存在加工阈值较高的区域的金属构造物的一部分残存的担忧。该情况时，有必要对加工阈值较高的区域照射多次激光等，使得加工的产率恶化。
[0005]
于是，本发明的一形态，是以提供激光加工装置及激光加工方法为目的，可在晶圆抑制热损伤的发生，并有效率地加工晶圆。[解决问题的技术手段]
[0006]
本发明的一形态的激光加工装置，具备：支撑部，其支撑晶圆，该晶圆含有配置成经由分割道彼此相邻的多个功能元件；照射部，其对分割道照射激光；以及控制部，其基于关于分割道的信息，控制照射部，以对分割道的第1区域及第2区域同时实施激光的照射，并使激光在第2区域去除分割道的表层的功率比在第1区域去除表层的功率大，关于分割道的信息，含有表示第1区域的激光加工的难度的加工阈值比第2区域的加工阈值低的信息。
[0007]
本发明的一形态的激光加工装置，在去除分割道的表层的开槽加工中，控制照射部，对第1区域及第2区域同时实施激光的照射，并使去除加工阈值较高的第2区域的表层的功率比去除加工阈值较低的第1区域的表层的功率大。如上述那样，当在分割道存在加工阈值彼此不同的区域的情况，存在例如配合加工阈值较高的区域来照射激光的话会对加工阈
值较低的区域造成热损伤的担忧。另一方面，例如配合加工阈值较低的区域来照射激光的话，由于加工阈值较高的区域的表层无法被充分去除，故有必要实施多次激光的照射等，使得加工的产率恶化。关于此点，在本发明的一形态的激光加工装置，是基于关于各区域的加工阈值的信息，针对加工阈值较高的第2区域，使去除分割道的表层的功率比第1区域大，并对第1区域及第2区域同时实施激光的照射。如上述那样，并非配合任一边的加工阈值来以全区域共通的条件照射激光，而是对应各区域的加工阈值来使加工阈值越高的区域的去除表层的功率越大的方式，以区域各自的条件且同时地对各区域照射激光，由此同时实现不对加工阈值较低的区域造成热损伤的强度的激光照射、以及不必对加工阈值较高的区域反复加工的强度的激光照射。如上述那样，根据本发明的一形态的激光加工装置，可在晶圆抑制热损伤的发生，并有效率地加工晶圆。
[0008]
控制部，也可将激光的聚光点配置成第2区域的每特定范围内的激光的聚光点的数量比第1区域的每特定范围内的激光的聚光点的数量多，由此使激光在第2区域去除表层的功率比在第1区域去除表层的功率大。根据这种构造，不必调整激光本身的强度，只用照射位置(聚光点)的配置就可容易地调整各区域的激光去除表层的功率。
[0009]
控制部，也可使照射在第2区域的激光的强度比照射在第1区域的激光的强度高，由此使激光在第2区域去除表层的功率比在第1区域去除表层的功率大。根据这种构造，不会使聚光点的配置复杂化，只用激光的强度调整就可容易地调整各区域的激光去除表层的功率。
[0010]
控制部，也可以激光沿着分割道在第1方向相对移动的方式，控制支撑部及照射部的至少任一者，控制部，是在与第1方向交叉的分割道的宽度方向即第2方向上的不同位置且在第1方向上不互相重叠的位置，配置激光的多个聚光点。多个聚光点虽要配置成密集一定程度，但在分割道的宽度方向(第2方向)以直线状配置激光的多个聚光点的情况，会因为光的干涉效果，导致第2方向的激光的强度分布变得不均匀。在此点，由于多个聚光点是在第1方向上配置在不互相重叠的位置(即，没有在第2方向配置成直线状)，由此使得上述的光的干涉效果的影响变小，可得到与在第2方向具有均匀照射轮廓的激光相同的加工结果。
[0011]
上述的激光加工装置，也可进一步具备取得分割道的图像数据的拍摄部，控制部，基于图像数据，确定第1区域及第2区域。如上述那样，基于所拍摄的图像数据，确定晶圆的分割道的第1区域及第2区域，由此适当确定分割道的各区域，可适当地实施与区域对应的激光照射。
[0012]
本发明的一形态的激光加工方法，具备：第1工序，其准备含有多个功能元件的晶圆，该多个功能元件是配置成经由分割道彼此相邻；以及第2工序，其在第1工序之后，基于关于分割道的信息，以在第2区域去除分割道的表层的功率比在第1区域去除表层的功率大的方式，同时对分割道的第1区域及第2区域照射激光，关于分割道的信息，含有表示第1区域的激光加工的难度的加工阈值比第2区域的加工阈值低的信息。根据这种激光加工方法，可与上述激光加工装置同样地，在晶圆抑制热损伤的发生，并有效率地加工晶圆。
[0013]
上述的激光加工方法，也可进一步具备第3工序，其在第1工序之后且在第2工序之前，取得分割道的图像数据，基于该图像数据确定第1区域及第2区域。根据这种激光加工方法，可适当确定分割道的各区域，来适当地实施与区域对应的激光照射。
[0014]
上述的激光加工方法，也可进一步具备第4工序，其在第1工序之后，沿着通过分割
道的线在晶圆的内部形成改质区域。根据这种激光加工方法，使从改质区域伸展的龟裂沿着线到达分割道，由此可将晶圆芯片化成各个功能元件。[发明的效果]
[0015]
根据本发明的一形态，可在晶圆抑制热损伤的发生，并有效率地加工晶圆。
附图说明
[0016]
图1为一实施方式的激光加工装置的构造图。图2为以图1所示的激光加工装置来加工的晶圆的俯视图。图3为图2所示的晶圆的一部分的剖面图。图4为图2所示的分割道的一部分的俯视图。图5为一实施方式的激光加工方法的流程图。图6为用于说明一实施方式的激光加工方法的晶圆的一部分的剖面图。图7为用于说明一实施方式的激光加工方法的晶圆的一部分的剖面图。图8为针对激光照射的形态来说明的图。图9为针对激光照射的形态来说明的图。图10为针对激光照射的形态来说明的图。图11为针对激光照射的形态来说明的图。图12为针对激光照射的形态来说明的图。图13为针对激光照射的形态来说明的图。图14为针对激光照射的形态来说明的图。图15为针对激光照射的形态来说明的图。图16为针对光的干涉效果来说明的图。图17为针对激光照射的形态来说明的图。图18为针对激光照射的形态来说明的图。图19为一实施方式的激光加工方法的流程图。
具体实施方式
[0017]
以下，针对本实施方式，参照附图来详细说明。另外，各图中，对相同或相当的部分附上相同符号，省略重复的说明。[激光加工装置的构造]
[0018]
如图1所示那样，激光加工装置1，具备：支撑部2、照射部3、拍摄部4、控制部5。激光加工装置1，是用于实施开槽加工的装置，该开槽加工是对晶圆20的分割道(详细待留后述)照射激光l由此去除晶圆20的分割道的表层。在以下的说明，是将彼此正交的3方向，分别称为x方向、y方向及z方向。作为一例，x方向是第1水平方向，y方向是与第1水平方向垂直的第2水平方向，z方向是铅直方向。
[0019]
支撑部2，支撑晶圆20。支撑部2，例如将贴在晶圆20的薄膜(图示省略)予以吸附，由此将晶圆20保持成使含有分割道的晶圆20的表面与照射部3及拍摄部4相对向。作为一例，支撑部2，可沿着x方向及y方向各自的方向移动，可以平行于z方向的轴线作为中心线进行旋转。
[0020]
照射部3，是对被支撑部2所支撑的晶圆20的分割道来照射激光l。照射部3，含有：光源31、整形光学系统32、空间光调制器38、成像光学系统39、镜子33a、聚光部34a、光源35、分束器36、透镜34b、镜子33b、拍摄元件37。
[0021]
光源31，射出激光l。整形光学系统32，调整从光源31射出的激光l。作为一例，整形光学系统32，含有：调整激光l的输出的衰减器、以及将激光l的径予以扩大的扩束器的至少一者。空间光调制器38，调制激光l的相位。空间光调制器38，对应于显示在液晶层的调制图形来调制激光l。调制图形，是指赋予调制的全息图形。空间光调制器38，例如为反射型液晶(lcos：liquid crystal on silicon)的空间光调制器(slm：spatial light modulator)。成像光学系统39，是将以空间光调制器38所调制过的激光l予以成像。成像光学系统39，例如，构成使空间光调制器38的调制面与聚光部34a的射入瞳面成为成像关系的两侧远心光学系统。镜子33a，将透过成像光学系统39的激光l反射而射入至聚光部34a。聚光部34a，将被镜子33a反射的激光l，聚光在被支撑部2所支撑的晶圆20的分割道。
[0022]
光源35，射出可见光。分束器36，将从光源35射出的可见光的一部分反射而射入透镜34b，剩下的则穿透过去。射入至透镜34b的可见光，会透过透镜34b、镜子33a、聚光部34a，而被照射于被支撑部2所支撑的晶圆20的分割道。拍摄元件37，检测出：被晶圆20的分割道反射而透过聚光部34a、镜子33a、透镜34b、及分束器36且被镜子33b给反射的可见光。在激光加工装置1，控制部5基于拍摄元件37的检测结果，例如以激光l的聚光点位于晶圆20的分割道的方式，沿着z方向使聚光部34a移动。
[0023]
拍摄部4，取得被支撑部2所支撑的晶圆20的分割道的图像数据。拍摄部4，含有：分束器42、透镜43b、聚光部43a、拍摄元件44。分束器42，将从光源35射出而透过分束器36的可见光反射而射入透镜43b。射入透镜43b的可见光，透过透镜43b及聚光部43a，而照射至由支撑部2支撑的晶圆20的分割道。拍摄元件44，检测出：由晶圆20的分割道反射而透过聚光部43a、透镜43b、及分束器42的可见光。
[0024]
控制部5，控制激光加工装置1的各部的动作。控制部5，含有：处理部51、储存部52、输入接收部53。处理部51，是含有处理器、内存、暂存部(storage)及通讯元件等的计算机装置。在处理部51，以处理器执行被读取至内存等的软件(程序)，进行内存及暂存部的数据的读取及写入，并控制通讯元件的通讯。储存部52，例如硬盘等，储存各种数据。输入接收部53，是接收来自作业员的各种数据的输入的界面部。作为一例，输入接收部53，是键盘、鼠标、gui(graphical user interface)的至少一种。[晶圆的构造]
[0025]
如图2及图3所示那样，晶圆20，含有：半导体基板21、功能元件22。半导体基板21，具有表面21a及背面21b。半导体基板21，例如为硅基板。在半导体基板21，设有显示结晶方位的缺口21c。在半导体基板21，也可取代缺口21c而设有定向平面。功能元件22，形成在半导体基板21的表面21a。功能元件22，含有多个功能元件22a。多个功能元件22a，沿着半导体基板21的表面21a二维配置。各功能元件22a，例如是光电二极管等的受光元件、激光二极管等的发光元件、内存等的电路元件等。各功能元件22a，也存在使多层堆栈而构成立体的情况。
[0026]
在晶圆20，形成有多个分割道23。多个分割道23，是在相邻的功能元件22a之间露出于外部的区域。也就是说，多个功能元件22a，配置成经由分割道23彼此相邻。作为一例，
多个分割道23，相对于排列成矩阵状的多个功能元件22a，以通过相邻的功能元件22a之间的方式延伸成格子状。如图4所示那样，在分割道23的表层，形成有绝缘膜24及多个金属构造物25、26。绝缘膜24，例如是low-k膜。各金属构造物25、26，例如是金属垫。金属构造物25与金属构造物26，例如是厚度、面积、材料的至少一种互相不同。
[0027]
如图2及图3所示那样，晶圆20，是预定沿着多条线15的各个而切断成各个功能元件22a(即芯片化成各个功能元件22a)。各线15，在从晶圆20的厚度方向来观看的情况，会通过各分割道23。作为一例，各线15，在从晶圆20的厚度方向来观看的情况，以通过各分割道23的中央的方式延伸。各线15，是通过激光加工装置1设定在晶圆20的虚拟的线。各线15，也可以是实际画在晶圆20的线。[激光加工装置的动作及激光加工方法]
[0028]
激光加工装置1，是对各分割道23照射激光l，由此实施去除各分割道23的表层的开槽加工。具体来说，使控制部5控制照射部3，对于由支撑部2支撑的晶圆20的各分割道23照射激光l，并使控制部5控制支撑部2，来使激光l沿着各分割道23相对移动。此时，控制部5，基于关于分割道23的信息来控制照射部3，而使在分割道23的第2区域去除分割道23的表层的功率比在分割道23的第1区域去除分割道23的表层的功率大，且，对第1区域及第2区域同时实施激光l的照射。此处的“关于分割道23的信息”，是指“显示第1区域的激光加工难度的加工阈值，比第2区域的加工阈值低的信息”。这种加工阈值的差异，是因为分割道23的表层的构造不同所导致的。即，在分割道23，含有：比较容易进行激光加工的区域(第1区域)、比较不容易进行激光加工的区域(第2区域)。
[0029]
如上述那样，并非对于分割道23来以全区域共通的条件照射激光l，而是对应各区域的加工阈值来使加工阈值较高的区域的去除表层的功率变大的方式，以区域各自的条件且同时地对各区域照射激光l，由此可同时实现不对加工阈值较低的区域造成热损伤的强度的激光照射、以及不必对加工阈值较高的区域反复加工的强度的激光照射。由此，可在晶圆20抑制热损伤的发生，并有效率地加工晶圆20。
[0030]
参照图5的流程图，针对使用激光加工装置1的激光加工方法来进行说明。另外，以进行以下说明的处理为前提，针对分割道23的各区域，确定表示加工困难度的加工阈值。具体来说，作为关于分割道23的信息，确定为第1区域的加工阈值比第2区域的加工阈值低。这种关于分割道23的信息也可通过以下方式确定，例如，事前准备测试用的晶圆，在该晶圆照射激光来形成改质区域，确定从改质区域伸展的龟裂状态。关于分割道23的信息，由激光加工装置1的控制部5的储存部52来储存。
[0031]
如图5所示那样，最初先准备晶圆20(图5所示的s01)(第1工序)。接着，在激光加工装置1，由支撑部2支撑晶圆20的状态下，由拍摄部4取得晶圆20的各分割道23的图像数据(图5所示的s02)。该图像数据，由激光加工装置1的控制部5的储存部52储存。接着，在激光加工装置1，对于晶圆20实施开槽加工(图5所示的s03)(第2工序)。
[0032]
具体来说，控制部5控制照射部3，以对由支撑部2支撑的晶圆20的各分割道23照射激光l，并使控制部5控制支撑部2，以使激光l沿着各分割道23相对移动。此时，控制部5，基于从拍摄部4取得的各分割道23的图像数据、以及预先取得的关于分割道23的信息来控制照射部3，以使在分割道23的第2区域去除分割道23的表层的功率比在分割道23的第1区域去除分割道23的表层的功率大，且，对第1区域及第2区域同时实施激光l的照射(详细如后
述)。
[0033]
在激光加工装置1，控制部5，基于从拍摄部4取得的各分割道23的图像数据，来预先确定各分割道23的第1区域及第2区域的位置信息(第3工序)(该位置信息由激光加工装置1的控制部5的储存部52储存)，并控制照射部3，以使在第2区域去除分割道23的表层的功率比在第1区域去除分割道23的表层的功率大，且，对第1区域及第2区域同时实施激光l的照射。
[0034]
接着，如图6所示那样，在激光加工装置(图标省略)，沿着各线15对晶圆20照射激光l0，由此沿着各线15在晶圆20的内部形成改质区域11(图5所示的s04)(第4工序)。改质区域11，是指密度、折射率、机械性强度、其他的物理特性与周围的非改质区域不同的区域。作为改质区域11，例如有，熔融处理区域、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域等。改质区域11，具有容易使龟裂从改质区域11延伸至激光l0的射入侧及其相反侧延伸的特性。
[0035]
接着，如图7所示那样，在扩张装置(图标省略)，使扩张薄膜12扩张，由此从沿着各线15形成在半导体基板21的内部的改质区域11使龟裂往晶圆20的厚度方向伸展，而使量产用的晶圆20芯片化为各个功能元件22a(图5所示的s05)。
[0036]
接着，针对控制部5的处理进行更详细的说明。控制部5，基于关于分割道23的信息(第1区域的加工阈值比第2区域的加工阈值低的信息)，对于分割道23的第1区域及第2区域同时实施激光的照射，并控制照射部3，使激光在第2区域去除分割道23的表层的功率比在第1区域去除分割道23的表层的功率大。
[0037]
控制部5，例如，是将激光的聚光点配置成第2区域的每特定范围内的激光的聚光点的数量比第1区域的每该特定范围内的激光的聚光点的数量多，由此使激光在第2区域去除分割道23的表层的功率比在第1区域去除分割道23的表层的功率大。控制部5，例如，调整显示在空间光调制器38的液晶层的调制图形(全息图形)，由此控制激光的聚光点的配置。
[0038]
图8及图9，是针对控制上述激光的聚光点的配置的情况的激光照射形态来进行说明的图。图8及图9中，(a)是表示晶圆20的分割道23的第1区域23x及第2区域23y的图，(b)是表示激光的照射位置(聚光点)的图，(c)是表示各区域的照射次数(聚光点的数量)的图。另外，以下说明的分割道23的“延伸方向”(第1方向)，是指图8等的左右方向，分割道23的“宽度方向”(第2方向)，是指图8等的上下方向。
[0039]
在图8所示的例，如图8的(a)所示那样，分割道23的宽度方向两端部侧，是由加工阈值较低的材料所构成的第1区域23x，分割道23的宽度方向中央部，是由加工阈值较高的材料所构成的第2区域23y。另外，第1区域23x的“加工阈值较低”，是表示与第2区域23y相比加工阈值较低的意思，第2区域23y的“加工阈值较高”，是表示与第1区域23x相比加工阈值较高的意思。对于这种分割道23，例如以图8的(b)所示那样的照射位置(聚光点)来照射激光。在图8的(b)所示的例，与第1区域23x对应的分割道23的宽度方向两端部处，在分割道23的延伸方向只有一个照射位置(聚光点)。且，在与第2区域23y对应的分割道23的宽度方向中央部，在每特定范围内的沿着分割道23的延伸方向的照射位置(聚光点)分别有三个。此处的特定范围，是指宽度方向的既定范围，在图8所示的例是第1区域23x的宽度方向的范围。即，在图8所示的例，第2区域23y中，以第1区域23x的宽度方向的范围(大小)来观看时，在各范围沿着分割道23的延伸方向的照射位置(聚光点)为三个。如图8的(c)所示那样，在图8的(b)所示的聚光点照射激光，并对于激光使晶圆20往分割道23的延伸方向移动的话，
会沿着分割道23的延伸方向反复进行激光照射，在第1区域23x的每特定范围内的激光的聚光点的数量为一个(1次照射)，在第2区域23y的每特定范围内的激光的聚光点的数量为三个(3次照射)。
[0040]
在图9所示的例，如图9的(a)所示那样，分割道23的宽度方向两端部侧，是由加工阈值较高的材料所构成的第2区域23y，分割道23的宽度方向中央部，是由加工阈值较低的材料所构成的第1区域23x。对于这种分割道23，例如以图9的(b)所示那样的照射位置(聚光点)来照射激光。在图9的(b)所示的例，在与第2区域23y对应的分割道23的宽度方向两端部，沿着分割道23的延伸方向的照射位置(聚光点)为四个。且，在与第1区域23x对应的分割道23的宽度方向中央部，在每特定范围内的沿着分割道23的延伸方向的照射位置(聚光点)只有一个。此处的特定范围，是指宽度方向的既定范围，在图9所示的例是第2区域23y的宽度方向的范围。即，在图9所示的例，第1区域23x中，以第2区域23y的宽度方向的范围(大小)来观看时，在各范围沿着分割道23的延伸方向的照射位置(聚光点)只有一个。如图9的(c)所示那样，在图9的(b)所示的聚光点照射激光，并对于激光使晶圆20往分割道23的延伸方向移动的话，会沿着分割道23的延伸方向反复进行激光照射，在第1区域23x的每特定范围内的激光的聚光点的数量为一个(1次照射)，在第2区域23y的每特定范围内的激光的聚光点的数量为四个(4次照射)。
[0041]
图10及图11，是针对控制激光的聚光点的配置的情况的照射位置设计例来进行说明的图。图10及图11中，(a)是激光照射配置的设计例，(b)是激光聚光位置的图形，(c)是空间光调制器38所显示的调制图形(全息图形)。图10举例出，分割道23的宽度方向两端部侧是第2区域23y且每特定范围内的聚光点为五个，分割道23的宽度方向中央部为第1区域23x且每特定范围内的聚光点为两个。图11举例出，分割道23的宽度方向两端部侧是第1区域23x且每特定范围内的聚光点为一个，分割道23的宽度方向中央部为第2区域23y且每特定范围内的聚光点为三个。
[0042]
在图10所示的例，例如成为图10的(a)所示那样的激光照射配置。如图10的(a)所示那样，例如，第1方向的聚光点的两端部间的距离为76.8μm，第2方向的聚光点的两端部间的距离为57.6μm。然后，作为实现图10的(b)所示的激光聚光位置的图形的全息图形，生成图10的(c)所示的全息图形。在图11所示的例，例如成为图11的(a)所示那样的激光照射配置。如图11的(a)所示那样，例如，第1方向的聚光点的两端部间的距离为96μm，第2方向的聚光点的两端部间的距离为57.6μm。然后，作为实现图11的(b)所示的激光聚光位置的图形的全息图形，生成图11的(c)所示的全息图形。
[0043]
且，控制部5，例如，也可使照射在第2区域的激光的强度比照射在第1区域的激光的强度高，由此使激光在第2区域去除分割道23的表层的功率比在第1区域去除分割道23的表层的功率大。控制部5，例如，调整显示在空间光调制器38的液晶层的调制图形(全息图形)，由此控制激光的强度。
[0044]
图12及图13，是针对控制上述激光的强度的情况的激光照射形态来进行说明的图。图12及图13中，(a)是表示晶圆20的分割道23的第1区域23x及第2区域23y的图，(b)是表示激光的照射强度的图。
[0045]
在图12所示的例，如图12的(a)所示那样，分割道23的宽度方向两端部侧，是由加工阈值较低的材料所构成的第1区域23x，分割道23的宽度方向中央部，是由加工阈值较高
的材料所构成的第2区域23y。对于这种分割道23，例如图12的(b)所示那样，将激光照射成为：在使照射于第2区域23y的激光的强度为1.0的情况时，使照射于第1区域23x的激光的强度为0.3。
[0046]
在图13所示的例，如图13的(a)所示那样，分割道23的宽度方向两端部侧，是由加工阈值较高的材料所构成的第2区域23y，分割道23的宽度方向中央部，是由加工阈值较低的材料所构成的第1区域23x。对于这种分割道23，例如图13的(b)所示那样，将激光照射成为：在使照射于第2区域23y的激光的强度为1.0的情况时，使照射于第1区域23x的激光的强度为0.3。
[0047]
图14及图15，是针对控制激光的强度的情况的照射位置设计例来进行说明的图。图14及图15中，(a)是激光照射配置的设计例，(b)是激光聚光位置的图形，(c)是空间光调制器38所显示的调制图形(全息图形)。图14举例出，分割道23的宽度方向两端部侧为第1区域23x且激光的相对强度为0.3，分割道23的宽度方向中央部为第2区域23y且激光的相对强度为1.0。图15举例出，分割道23的宽度方向两端部侧为第2区域23y且激光的相对强度为1.0，分割道23的宽度方向中央部为第1区域23x且激光的相对强度为0.3。
[0048]
在图14所示的例，例如成为图14的(a)所示那样的激光照射配置。如图14的(a)所示那样，例如，第1方向的聚光点的两端部间的距离为57.6μm，第2方向的聚光点的两端部间的距离为57.6μm。然后，作为实现图14的(b)所示的激光聚光位置的图形的全息图形，生成图14的(c)所示的全息图形。在图15所示的例，例如成为图15的(a)所示那样的激光照射配置。如图15的(a)所示那样，例如，第1方向的聚光点的两端部间的距离为57.6μm，第2方向的聚光点的两端部间的距离为57.6μm。然后，作为实现图15的(b)所示的激光聚光位置的图形的全息图形，生成图15的(c)所示的全息图形。
[0049]
且，控制部5，也可以激光沿着分割道23在第1方向(分割道23的延伸方向)相对移动的方式控制支撑部2，并且在第2方向(分割道23的宽度方向)的彼此不同的位置且在第1方向不互相重叠的位置，配置激光的多个聚光点。
[0050]
图16，是说明光的干涉效果的图。图16中，黑点是表示同时照射的激光的设计上的聚光点，黑点旁边的曲线图是表示实际观测到的光的强度分布的一例。对分割道23进行开槽加工的情况，要求对于分割道23的宽度方向(第2方向)进行均匀的加工。但是，如图16所示那样，在分割道23的宽度方向(第2方向)直线状地同时形成多个激光的情况时，多个激光会因彼此互相干涉的光的干涉效果，而使得强度分布与单一照射的情况的光的强度分布不同，导致强度分布不均匀。
[0051]
图17，是针对把多个激光的聚光点往上面错开配置的情况的激光照射形态进行说明的图。图17中，黑点表示激光的聚光点，左右方向表示分割道23的延伸方向(第1方向)，上下方向表示分割道23的宽度方向(第2方向)。作为回避上述的光的干涉效果所致的光的强度分布不均的方法，是如图17的(a)所示那样，考虑到将多个激光的聚光点配置在第2方向的彼此不同的位置且在第1方向不互相重叠的位置。如此一来，多个激光的聚光点会往上面错开来配置，由此不会受到上述光的干涉效果的影响。且，如图17的(a)所示那样，使激光沿着分割道23来在第1方向相对移动，由此使加工痕与没有将聚光点在面上错开配置(在第2方向并排配置聚光点)的情况相同，故可得到与均匀照射(高顶帽曲线图)轮廓同等的加工结果。另外，如图17的(b)所示那样，针对多个激光的聚光点，配置在第1方向不互相重叠的
位置且在第2方向互相重叠的位置(一部分重叠的位置)，由此高密度地配置聚光点(加工点)，可不受到干涉效果，可将实质地得到的第2方向的加工点的间隔任意地设置成狭窄。
[0052]
且，控制部5，也可在开槽加工中对应晶圆构造来使激光聚光点的排列(激光照射图形)动态变化。控制部5，在开槽加工中，基于由拍摄部4所取得的各分割道23的图像数据来特定晶圆构造，并控制照射部3使激光聚光点的排列与特定的晶圆构造对应。
[0053]
在图18所示的例，作为晶圆20的分割道23的构造，示出构造w1、w2、w3、w4。在构造w1，分割道23的宽度方向两端部侧，是由加工阈值较低的材料所构成的第1区域23x，分割道23的宽度方向中央部，是由加工阈值较高的材料所构成的第2区域23y。在构造w2，分割道23的宽度方向两端部侧为第2区域23y，分割道23的宽度方向中央部为第1区域23x。在构造w3，是全区域为相同加工阈值(例如第1区域23x)。在构造w4，分割道23的宽度方向两端部侧及宽度方向中央部为第1区域23x，被第1区域23x夹住的位置为第2区域23y。
[0054]
该情况时，控制部5，在开槽加工中，通过从拍摄部4取得的分割道23的图像数据确定是构造w1的情况时，参照储存部52(内存)，通过激光照射图形c1来进行激光照射。激光照射图形c1，在分割道23的宽度方向两端部的分割道23的延伸方向只有一个照射位置(聚光点)，在分割道23的宽度方向中央部的每特定范围内的沿着分割道23的延伸方向的照射位置(聚光点)有三个。控制部5，在开槽加工中，通过从拍摄部4取得的分割道23的图像数据确定是构造w2的情况时，参照储存部52(内存)，通过激光照射图形c2来进行激光照射。激光照射图形c2，在分割道23的宽度方向两端部的沿着分割道23的延伸方向的照射位置(聚光点)有四个，在分割道23的宽度方向中央部的每特定范围内的沿着分割道23的延伸方向的照射位置(聚光点)只有一个。控制部5，在开槽加工中，通过从拍摄部4取得的分割道23的图像数据确定是构造w3的情况时，参照储存部52(内存)，通过激光照射图形c3进行激光照射。在激光照射图形c3，激光的多个聚光点是配置在第2方向(分割道23的宽度方向)的彼此不同的位置且在第1方向不互相重叠的位置。控制部5，在开槽加工中，通过从拍摄部4取得的分割道23的图像数据确定是构造w4的情况时，参照储存部52(内存)，通过激光照射图形c4来进行激光照射。在激光照射图形c4，照射至第2区域23y的激光的强度比照射至第1区域23x的激光的强度高。
[0055]
图19，是在开槽加工中对应于晶圆构造使激光聚光点的排列(激光照射图形)动态变化的情况的激光加工方法的流程图。如图19所示那样，在该激光加工方法，首先，使晶圆20的分割道23的加工开始位置设定在事前观察位置(步骤s101)。事前观察位置，是关于以拍摄部4拍摄的可见光所照射的位置。
[0056]
接着，计算事前观察用光路与加工用光路的时间差δt＝l/vs(步骤s102)。l是事前观察用光路与加工用光路之间的分离距离。vs是晶圆20的移动速度。事前观察用光路是关于以拍摄部4拍摄的可见光的光路，加工用光路是关于以照射部3激光照射的光路。通过导出时间差δt，而在拍摄后可确定在哪个时间点变更成与拍摄结果对应的激光照射图形。
[0057]
接着，使载置有晶圆20的支撑部2(平台)开始移动(步骤s103)。接着，通过拍摄部4的拍摄元件44，来拍摄晶圆20的分割道23的构造图像(材料构造图像)(步骤s104)，判定是否检测到晶圆20的分割道23的终端构造(步骤s105)。在检测到的情况下，停止激光照射(步骤s108)，处理结束。
[0058]
另一方面，没有检测到终端构造的情况时，确定与分割道23的构造对应的激光照
射图形，在上述δt后，使与特定的构造对应的照射图形(全息图)显示在空间光调制器38(步骤s106)。然后，开始激光照射(步骤s107)，再次实施步骤s104的处理。
[0059]
另外，控制部5，例如，也可将一部分区域的聚光点的对焦位置错开，由此控制功率密度(激光照射强度)，调整分割道23的各区域的去除表层的功率。
[0060]
实施方式中所说明的激光加工处理的各参数的一例如下。波长：515nm、脉波宽度：600fs、重复频率：20khz、脉波能量：2.5μj、计算机全息图的分辨率：1.6μm/pixel、对物透镜：na0.26、10倍。[作用效果]
[0061]
本实施方式的激光加工装置1，具备：支撑部2，其支撑晶圆20，该晶圆20含有配置成经由分割道23彼此相邻的多个功能元件22；照射部3，其对分割道23照射激光；以及控制部5，其基于关于分割道23的信息来控制照射部3，以对分割道23的第1区域及第2区域同时实施激光的照射，并使激光在第2区域去除分割道23的表层的功率比在第1区域去除表层的功率大，关于分割道23的信息，含有表示第1区域的激光加工的难度的加工阈值比第2区域的加工阈值低的信息。
[0062]
在本实施方式的激光加工装置1，在去除分割道23的表层的开槽加工中，控制照射部3，以对第1区域及第2区域同时实施激光的照射，并使去除加工阈值较高的第2区域的表层的功率比去除加工阈值较低的第1区域的表层的功率大。如上述那样，当在分割道23存在加工阈值彼此不同的区域的情况，存在例如配合加工阈值较高的区域来照射激光的话会对加工阈值较低的区域造成热损伤的担忧。另一方面，例如配合加工阈值较低的区域来照射激光的话，由于加工阈值较高的区域的表层无法被充分去除，故有必要实施多次激光的照射等，使得加工的产率恶化。关于此点，在本实施方式的激光加工装置1，基于关于各区域的加工阈值的信息，针对加工阈值较高的第2区域，使去除分割道23的表层的功率比第1区域大，并对第1区域及第2区域同时实施激光的照射。如上述那样，并非配合任一边的加工阈值来以全区域共通的条件照射激光，而是对应各区域的加工阈值来使加工阈值较高的区域的去除表层的功率变大的方式，以区域各自的条件且同时地对各区域照射激光，由此同时实现不对加工阈值较低的区域造成热损伤的强度的激光照射、以及不必对加工阈值较高的区域反复加工的强度的激光照射。如上述那样，根据本实施方式的激光加工装置1，可在晶圆20抑制热损伤的发生，并有效率地加工晶圆20。
[0063]
控制部5，也可将激光的聚光点配置成第2区域的每特定范围内的激光的聚光点的数量比第1区域的每特定范围内的激光的聚光点的数量多，由此使激光在第2区域去除表层的功率比在第1区域去除表层的功率大。根据这种构造，不必调整激光本身的强度，只用照射位置(聚光点)的配置就可容易地调整各区域的激光去除表层的功率。
[0064]
控制部5，也可使照射在第2区域的激光的强度比照射在第1区域的激光的强度高，由此使激光在第2区域去除表层的功率比在第1区域去除表层的功率大。根据这种构造，不会使聚光点的配置复杂化，只用激光的强度调整就可容易地调整各区域的激光去除表层的功率。
[0065]
控制部5，也可以激光沿着分割道23在第1方向相对移动的方式，控制支撑部2及照射部3的至少任一者，控制部5，是在与第1方向交叉的分割道23的宽度方向亦即第2方向上的不同位置且在第1方向上不互相重叠的位置，配置激光的多个聚光点。多个聚光点虽要配
置成密集一定程度，但在分割道23的宽度方向(第2方向)以直线状配置激光的多个聚光点的情况，会因为光的干涉效果，导致第2方向的激光的强度分布变得不均匀。在此点，由于多个聚光点是在第1方向上配置在不互相重叠的位置(即，没有在第2方向配置成直线状)，由此使得上述的光的干涉效果的影响变小，可得到与在第2方向具有均匀照射轮廓的激光相同的加工结果。
[0066]
激光加工装置1，也可进一步具备取得分割道23的图像数据的拍摄部4，控制部5，基于图像数据，确定第1区域及第2区域。如上述那样，基于所拍摄的图像数据，确定晶圆20的分割道23的第1区域及第2区域，由此可适当确定分割道23的各区域，适当地实施与区域对应的激光照射。
[0067]
本实施方式的激光加工方法，具备：第1工序，其准备含有多个功能元件22的晶圆20，该多个功能元件22配置成经由分割道23彼此相邻；以及第2工序，其在第1工序之后，基于关于分割道23的信息，以在第2区域去除分割道23的表层的功率比在第1区域去除表层的功率大的方式，同时对分割道23的第1区域及第2区域照射激光，关于分割道23的信息，含有表示第1区域的激光加工的难度的加工阈值比第2区域的加工阈值低的信息。根据这种激光加工方法，可在晶圆20抑制热损伤的发生，并有效率地加工晶圆20。
[0068]
上述的激光加工方法，也可进一步具备第3工序，其在第1工序之后且在第2工序之前，取得分割道23的图像数据，基于该图像数据确定第1区域及第2区域。根据这种激光加工方法，可适当确定分割道23的各区域，来适当地实施与区域对应的激光照射。
[0069]
上述的激光加工方法，也可进一步具备第4工序，其在第1工序之后，沿着通过分割道23的线15来在晶圆20的内部形成改质区域。根据这种激光加工方法，使从改质区域伸展的龟裂沿着线15到达分割道23，由此可将晶圆20芯片化成各个功能元件。[符号说明]
[0070]1…
激光加工装置、2
…
支撑部、3
…
照射部、4
…
拍摄部、5
…
控制部、11
…
改质区域、20
…
晶圆、22
…
功能元件、23
…
分割道、23x
…
第1区域、23y
…
第2区域。

技术特征：
1.一种激光加工装置，具备：支撑部，其支撑晶圆，该晶圆含有配置成经由分割道彼此相邻的多个功能元件；照射部，其对所述分割道照射激光；以及控制部，其基于关于所述分割道的信息来控制所述照射部，以对所述分割道的第1区域及第2区域同时实施激光的照射，并使激光在所述第2区域去除所述分割道的表层的功率比在所述第1区域去除所述表层的功率大，关于所述分割道的所述信息，含有表示所述第1区域的激光加工的难度的加工阈值比所述第2区域的所述加工阈值低的信息。2.如权利要求1所述的激光加工装置，其中，所述控制部，将激光的聚光点配置成所述第2区域的每特定范围内的激光的聚光点的数量比所述第1区域的每所述特定范围内的激光的聚光点的数量多，由此使激光在所述第2区域去除所述表层的功率比在所述第1区域去除所述表层的功率大。3.如权利要求1或2所述的激光加工装置，其中，所述控制部，使照射在所述第2区域的激光的强度比照射在所述第1区域的激光的强度高，由此使激光在所述第2区域去除所述表层的功率比在所述第1区域去除所述表层的功率大。4.如权利要求1至3中任一项所述的激光加工装置，其中，所述控制部，以激光沿着所述分割道在第1方向相对移动的方式，控制所述支撑部及所述照射部的至少一者，所述控制部，在第2方向上的彼此不同位置且在所述第1方向上不互相重叠的位置，配置激光的多个聚光点，所述第2方向为与所述第1方向交叉的所述分割道的宽度方向。5.如权利要求1至4中任一项所述的激光加工装置，其中，进一步具备取得所述分割道的图像数据的拍摄部，所述控制部，基于所述图像数据，确定所述第1区域及所述第2区域。6.一种激光加工方法，具备：第1工序，其准备含有多个功能元件的晶圆，该多个功能元件配置成经由分割道彼此相邻；以及第2工序，其在所述第1工序之后，基于关于所述分割道的信息，以在第2区域去除所述分割道的表层的功率比在第1区域去除所述表层的功率大的方式，同时对所述分割道的所述第1区域及所述第2区域照射激光，关于所述分割道的所述信息，含有表示所述第1区域的激光加工的难度的加工阈值比所述第2区域的所述加工阈值低的信息。7.如权利要求6所述的激光加工方法，其中，进一步具备第3工序，其在所述第1工序之后且所述第2工序之前，取得所述分割道的图像数据，基于该图像数据确定所述第1区域及所述第2区域。8.如权利要求6或7所述的激光加工方法，其中，进一步具备第4工序，其在所述第1工序之后，沿着通过所述分割道的线在所述晶圆的内部形成改质区域。

技术总结
激光加工装置，具备：支撑部，其支撑晶圆，该晶圆含有配置成经由分割道彼此相邻的多个功能元件；照射部，其对分割道照射激光；以及控制部，其基于关于分割道的信息，控制照射部，以对分割道的第1区域及第2区域同时实施激光的照射，并使激光在第2区域去除分割道的表层的功率比在第1区域去除表层的功率大，关于分割道的信息，含有表示第1区域的激光加工的难度的加工阈值比第2区域的加工阈值低的信息。的加工阈值比第2区域的加工阈值低的信息。的加工阈值比第2区域的加工阈值低的信息。


技术研发人员：杉本阳 坂本刚志 荻原孝文 内山直己 栗田隆史 吉村凉
受保护的技术使用者：浜松光子学株式会社
技术研发日：2021.12.20
技术公布日：2023/8/24