DE112008001389B4

DE112008001389B4 - Schneidbearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE112008001389B4
Application number: DE112008001389.6T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Sakamoto; Hideki Shimoi; Naoki Uchiyama
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2024-01-18
Anticipated expiration: 2028-05-24
Also published as: KR20100028014A; CN102623373B; KR101506355B1; CN101681822A; DE112008001389T5; US20100136766A1; JP5197586B2; CN101681822B; TWI501830B; WO2008146744A1; JPWO2008146744A1; US8603351B2; CN102623373A; TW200911440A

Abstract

Bearbeitungsverfahren zum Schneiden eines zu verarbeitenden planen Objekts (1) entlang einer Schnittlinie, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:Bestrahlen eines Objekts (1) mit Laserlicht, wobei ein Konvergenzpunkt (7) an dem Objekt vorgesehen wird, um einen modifizierten Bereich (M) in dem Objekt entlang der Schnittlinie auszubilden, wobei der modifizierte Bereich (M) derart in dem Objekt ausgebildet wird, dass ein Bruch (C) von dem modidifzierten Bereicht (M) ausgehend auftritt, wobei der modifizierte Bereich derart in dem Objekt ausgebildet wird, dass der modifizierte Bereich und der von dem modifizierten Bereich ausgehend auftretende Bruch nicht an einer Außenfläche des Objekts freilegt,anschließendes Ätzen des entlang der Schnittlinie ausgebildeten modifizierten Bereichs (M) mittels eines Ätzprozesses, der ein Ätzmittel verwedet, das eine höhrere Ätzrate für den modifizierten Bereich als für einen nicht-modifizieren aufweist, wobei eine Ätzflüssigkeit von einer Rückfläche (21) des Objekts her aufgetragen wird und einen Bereich (31) auf der Rückfläche wegäzt, woraufhin das Ätzen in dem Bruch (C) und dem modifizierten Bereich (M3) fortschreitet, wobei kein vollständiger Schnitt bis zu einer der Rückfläche (21) gegenüberliegenden Vorderfläche (3) des Objekts (1) vorgesehen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bearbeitungsverfahren zum Schneiden eines zu verarbeitenden planen Objekts entlang einer Schnittlinie.
Es ist ein herkömmliches Laserverarbeitungsverfahren bekannt, das ein zu verarbeitendes planes Objekt mit einem Laserlicht bestrahlt und dabei einen Konvergenzpunkt an dem Objekt vorgesehen, um einen modifizierten Bereich in dem Objekt entlang einer Schnittlinie für das Objekt auszubilden (siehe z.B. offen gelegte japanische Patentanmeldung JP 2004 343 008 A In diesem Schneidbearbeitungsverfahren wird eine externe mechanische Spannung auf das Objekt mit dem darin entlang der Schnittlinie ausgebildeten modifizierten Bereich ausgeübt, um das Objekt von dem als Ausgangspunkt dienenden modifizierten Bereich ausgehend zum Beispiel in eine Vielzahl von Chips zu schneiden.
Auch aus der US 5 185 295 A ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem ein Objekt mit Laserlicht bestrahlt wird. Ein modifizierter Bereich und ein Bruch liegen an den Außenflächen des Objekts frei. Dann wird entlang einer Schnittlinie geschätzt und zwar durch das ganze Substrat hindurch, wobei das Substrat in einzelne Halbleiterpellets getrennt wird.
Das Dokument US 2006 / 0 121 697 A1 beschreibt ebenfalls bereits ein Verfahren zum Trennen eines Objekts wobei ebenfalls ein modifizierter Bereich und ein Bruchbereich erzeugt wird. Daraufhin werden weitere Schichten auf dem Substrat abgeschieden, die dann entlang einer Schnittlinie geätzt werden, wobei jedoch die modifizierten Bereiche nicht geätzt werden. Schließlich wird die Rückseite des Substrats bearbeitet und in seiner Dicke reduziert, wodurch ein neuer Bruch erzeugt wird. Dieser Bruch erstreckt sich durch das komplette Substrat, sodass das Substrat dann mechanisch unterteilt werden kann.
Aus der JP 2005- 74 663 A ist bereits ein Verfahren bekannt um Durchgangsöffnungen auszubilden, d.h. Löcher. Das Dokument betrifft kein Bearbeitungsverfahren zum Schneiden eines zu verarbeitenden planen Objekts und beschreibt nicht die Ausbildung von Vertiefungen zum Trennen bzw. Schneiden von Objekten.
Wenn in einem Schneidbearbeitungsverfahren wie etwa dem oben genannten eine externe mechanische Spannung auf das Objekt ausgeübt wird, ist die auf jeden Chip einwirkende Kraft kleiner, wenn die Chipgröße kleiner ist, sodass das Objekt unter Umständen nicht zuverlässig geschnitten werden kann. Das Objekt kann auch durch ein Plasmaätzverfahren geschnitten werden. In diesem Fall dauert es jedoch lange, um ein zu verarbeitendes dickes Objekt zu ätzen. Wenn dabei die für das Ätzen verfügbare Zeit beschränkt ist, kann das Ätzen unter Umständen unvollständig beendet werden, sodass das Objekt nicht zuverlässig geschnitten wird.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Schneidbearbeitungsverfahren anzugeben, in dem ein zu verarbeitendes Objekt zuverlässig entlang einer Schnittlinie geschnitten werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Dieses Schneidbearbeitungsverfahren bildet einen modifizierten Bereich in einem zu verarbeitenden Objekt entlang einer Schnittlinie aus und unterwirft das Objekt einem Ätzprozess, um den modifizierten Bereich zu ätzen. Dadurch kann das Objekt für ein selektives und schnelles Schneiden entlang der Schnittlinie geätzt werden, indem in dem modifizierten Bereich eine höhere Ätzrate verwendet wird. Wenn also eine externe mechanische Spannung ausgeübt wird, um das Objekt zu schneiden, kann das Objekt zuverlässig entlang der Schnittlinie geschnitten werden, auch wenn die externe mechanische Spannung klein ist. Weil das Ätzen wie oben genannt schnell erfolgt, kann auch ein zu verarbeitendes dickes Objekt zuverlässig entlang der Schnittlinie geätzt werden.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren einen Schritt zum Befestigen des Objekts an einem Halteglied zum Halten des Objekts. Dadurch kann verhindert werden, dass das Objekt während der Bearbeitung verloren geht. Wenn das an dem Halteglied befestigte Objekt geätzt wird, wird vorzugsweise verhindert, dass der modifizierte Bereich und von dem modifizierten Bereich ausgehende Brüche, sofern vorhanden, die Berührungsfläche mit dem Halteglied erreichen (die Bildung des modifizierten Bereichs und von Brüchen wird vor der Berührungsfläche gestoppt). Wenn nämlich das Ätzmittel die Berührungsfläche über den modifizierten Bereich und über die Brüche erreicht, kann eine Ablösung des Objekts von dem Halteglied und eine Verunreinigung der Bauelementoberflächen verursacht werden.
Nachdem das Objekt dem Ätzprozess unterworfen wurde, kann das Halteglied gedehnt werden, um das Objekt entlang der Schnittlinie zu schneiden. Der modifizierte Bereich kann auch geätzt werden, um das Objekt entlang der Schnittlinie zu schneiden.
Vorzugsweise ist der modifizierte Bereich an einer vorbestimmten Position ausgebildet, sodass eine geätzte Schnittfläche des Objekts eine vorbestimmte Oberflächenform erhält. Das Ausbilden des modifizierten Bereichs an einer vorbestimmten Position in dem Objekt gestattet also, dass die geätzte Schnittfläche des Objekts eine gewünschte Oberflächenform wie etwa eine Oberfläche in der Form des Buchstaben „V“ oder eine Halbkreisform erhält, indem eine höhere Ätzrate in dem modifizierten Bereich verwendet wird, wodurch beispielsweise die Biegefestigkeit des Objekts auf einen gewünschten Wert gesetzt werden kann.
Erfindungsgemäß wird der modifizierte Bereich in dem Objekt derart ausgebildet, dass ein Bruch von dem modifizierten Bereich ausgeht. In diesem Fall kann der Bruch zum Beispiel genutzt werden, um mit dem Ätzmittel gefüllt zu werden, wodurch Fortschreiten des Ätzens gefördert wird und die Ätzgeschwindigkeit beschleunigt wird.
Wenn eine Kristallebene des Objekts eine (111)-Ebene ist, weist das Objekt eine Spaltebene in einer Richtung auf, die sich in der Dickenrichtung neigt, sodass sich die Schnittfläche allgemein in der Dickenrichtung neigt. Weil das Objekt wie oben genannt selektiv entlang der Schnittlinie geätzt wird, kann die vorliegende Erfindung das Objekt derart schneiden, dass die Schnittfläche parallel zu der Dickenrichtung ist, auch wenn die Kristallebene der Hauptebene des Objekts die (111)-Ebene ist.
Vorzugsweise werden in dem Schritt zum Ausbilden des modifizierten Bereichs eine Vielzahl von modifizierten Bereichen in der Dickenrichtung des Objekts ausgebildet und wird in dem Schritt zum Ätzen des modifizierten Bereichs der Ätzprozess derart ausgeführt, dass wenigstens einer aus der Vielzahl von modifizierten Bereichen als ein modifizierter Schnittbereich bleibt, der als Ausgangspunkt für das Schneiden verwendet werden kann. Das Objekt wird also von dem als Schnittausgangspunkt dienenden modifizierten Schnittbereich aus geschnitten, auch wenn das Objekt nicht vollständig durch das Ätzen geschnitten wird (da das Ätzen derart ausgeführt wird, dass eine Oberfläche nicht erreicht wird), sodass das Objekt einfach und mit einer vorteilhaften Präzision geschnitten werden kann.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht, dass ein zu verarbeitendes Objekt zuverlässig entlang einer Schnittlinie geschnitten wird.

1 ist ein schematisches Strukturdiagramm einer Laserverarbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine Ansicht, die ein zu verarbeitendes Objekt in der Ausführungsform zeigt.
3 ist eine Schnittansicht des Objekts entlang der Linie III-III von 1.
4 ist eine Draufsicht auf das Objekt nach einer Laserverarbeitung.
5 ist eine Schnittansicht des Objekts entlang der Linie V-V von 4.
6 ist eine Schnittansicht des Objekts entlang der Linie VI-VI von 4.
7 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Spitzenleistungsdichte des Laserlichts und der Risspunktgröße zeigt.
8 ist eine photographische Ansicht der Schnittfläche eines mit Laserlicht bestrahlten Silicium-Wafers.
9 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehungen zwischen der Laserlichtwellenlänge und der Durchlässigkeit in einem Siliciumsubstrat zeigt.
10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Ätzprozess mit einem Tauchätzen zeigt.
11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für einen Ätzprozess mit einem Schleuderätzen zeigt.
12 ist eine 11 fortsetzende Ansicht.
13 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel für den Ätzprozess von 11 zeigt.
14 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel für den Ätzprozess von 11 zeigt.
15 ist eine 14 fortsetzende Ansicht.
16 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel für den Ätzprozess von 11 zeigt.
17 ist eine 16 fortsetzende Ansicht.
18 ist eine Tabelle, die angibt, ob bestimmte Materialien für ein Halteglied geeignet sind oder nicht.
19 ist eine Tabelle, die angibt, ob bestimmte Materialien für ein Halteglied geeignet sind oder nicht.
20 ist eine Tabelle, die Beispiele für eine Ätzflüssigkeit angibt.
21 ist eine Tabelle, die angibt, ob die Ätzeffekte bei bestimmten Materialien besser oder schlechter sind.
22 ist eine Vorderansicht, die ein zu verarbeitendes Objekt zeigt.
23 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII von 22 und erläutert das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Beispiel. 24 ist eine 23 fortsetzende Ansicht.
25 ist eine 24 fortsetzende Ansicht.
26 ist eine 25 fortsetzende Ansicht.
27 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII von 22 und erläutert das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Beispiel 28 ist eine 27 fortsetzende Ansicht.
29 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII von 22 und erläutert das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Beispiel. 30 ist eine 29 fortsetzende Ansicht.
31 ist eine 30 fortsetzende Ansicht.
32 ist eine 31 fortsetzende Ansicht.
33 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII von 22 und erläutert das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Beispiel. 34 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII von 22 und erläutert das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung .
35 ist eine 34 fortsetzende Ansicht.
36 ist eine 35 fortsetzende Ansicht.
37 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII von 22 und erläutert das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
38 ist eine 37 fortsetzende Ansicht.
39 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII von 22 und erläutert das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Beispiel. 40 ist eine 39 fortsetzende Ansicht.
41 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII von 22 und erläutert das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einem weiteren nicht erfindungsgemäßen Beispiel 42 ist eine 41 fortsetzende Ansicht.
43 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII von 22 und erläutert das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. 44 ist eine 43 fortsetzende Ansicht.
45 ist eine 44 fortsetzende Ansicht.
46 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII von 22 und erläutert das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
47 ist eine 46 fortsetzende Ansicht.
48ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII von 22 und erläutert ein zu verarbeitendes Objekt in dem Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
49 ist eine photographische Ansicht der Vorderfläche eines zu verarbeitendes Objekts nach der Laserverarbeitung.
50 ist eine photographische Ansicht der Rückfläche des Objekts von Fig. 111.
51 ist eine photographische Ansicht einer Schnittfläche des Objekts von Fig. 111.
52 ist eine photographische Ansicht, die den Zustand eines Halteglieds aus einem Polyolefin nach dem Eintauchen in eine Ätzflüssigkeit zeigt.
53 ist eine Tabelle, die Messergebnisse zu der Beständigkeit eines Halteglieds aus Polyolefin gegenüber der Ätzflüssigkeit enthält.
54 ist eine Tabelle, die Messergebnisse zu der Beständigkeit eines Halteglieds aus PET gegenüber der Ätzflüssigkeit enthält.
55 ist eine Tabelle, die Messergebnisse zu Beständigkeit von Haltegliedern gegenüber der Ätzflüssigkeit bei einer normalen Temperatur enthält.
56 ist eine Tabelle, die Messergebnisse zu der Beständigkeit von Haltegliedern gegenüber der Ätzflüssigkeit bei verschiedenen Temperaturen angibt.
57 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII von 22 und erläutert das Schneidbearbeitungsverfahren einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung 58 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXIII-XXIII von 22 und erläutert ein modifiziertes Beispiel von 57 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Liste der Bezugszeichen
1 ... zu verarbeitendes Objekt; 3 ... Vorderfläche (Außenfläche) des zu verarbeitenden Objekts; 5 ... Schnittlinie; 11 ... Silicium-Wafer (zu verarbeitendes Objekt); 11a ... Vorderfläche (Hauptebene) des Silicium-Wafers; 11b ... Rückfläche (Außenfläche oder Hauptebene) des Silicium-Wafers; 16, 22 ... Halteglied oder Dicing-Band; 21 ... Rückfläche (Außenfläche oder Hauptebene) des zu verarbeitendes Objekts; 41 ... Außenumfangsfläche (Außenfläche); C1 bis C7 ... Bruch; E ... Ätzflüssigkeit (Ätzmittel); L ... Laserlicht; M1 bis M5 ... modifizierter Bereich; M16 ... modifizierter Schnittbereich (modifizierter Bereich); P ... Konvergenzpunkt
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Mit Bezug auf die Zeichnungen werden identische oder äquivalente Teile durch gleiche Bezugszeichen angegeben, wobei hier auf wiederholte Beschreibungen dieser Teile verzichtet wird.
Die Schneidbearbeitungsverfahren gemäß den Ausführungsformen bestrahlen ein zu verarbeitendes Objekt mit einem Laserlicht, wobei ein Konvergenzpunkt an dem Objekt vorgesehen wird, um einen modifizierten Bereich in dem Objekt entlang einer Schnittlinie für das Objekt auszubilden. Dann wird das Objekt mit dem darin ausgebildeten modifizierten Bereich einem Ätzprozess unter Verwendung eines Ätzmittels (im Folgenden auch als „Ätzflüssigkeit“ bezeichnet) unterworfen, der eine höhere Ätzrate für den modifizierten Bereich als für den restlichen Bereich (den nicht-modifizierten Bereich) aufweist, um den modifizierten Bereich zu ätzen. Im Folgenden werden zuerst das Ausbilden des modifizierten Bereichs und der Ätzprozess in den Schneidbearbeitungsverfahren der einzelnen Ausführungsform jeweils für sich erläutert.
[Ausbilden des modifizierten Bereichs]
Im Folgenden wird das Ausbilden des modifizierten Bereichs in den Schneidbearbeitungsverfahren gemäß den Ausführungsformen mit Bezug auf 1 bis 9 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Laserverarbeitungsvorrichtung 100 eine Laserlichtquelle 101 zum pulsierenden Oszillieren eines Laserlichts (Verarbeitungslaserlichts) L, einen dichroitischen Spiegel 103, der derart angeordnet ist, dass er die Richtung der optischen Achse des Laserlichts L um 90° ändert, und eine Sammellinse 105 zum Sammeln des Laserlichts L. Die Laserverarbeitungsvorrichtung 100 umfasst einen Montagetisch 107 zum Montieren eines zu verarbeitenden Objekts 1, das mit dem durch die Sammellinse 105 konvergierten Laserlicht L bestrahlt wird, eine Bühne 111 zum Bewegen des Montagetischs 107 entlang der X-, Y- und Z-Achsen, eine Laserlichtquellen-Steuereinrichtung 102 zum Steuern der Laserlichtquelle 101, um die Ausgabepulsbreite und ähnliches des Laserlichts L einzustellen, und eine Bühnen-Steuereinrichtung 115 zum Steuern der Bewegung der Bühne 111.
In der Laserverarbeitungsvorrichtung 100 ändert das aus der Laserlichtquelle 101 emittierte Laserlicht L die Richtung ihrer optischen Achse um 90° mittels des dichroitischen Spiegels 103 und wird dann durch die Sammellinse 105 in das Objekt 1 auf dem Montagetisch 107 konvergiert. Gleichzeitig wird die Bühne 111 verschoben, sodass das Objekt 1 relativ zu dem Laserlicht L entlang einer Schnittlinie 5 bewegt wird. Folglich wird ein modifizierter Bereich in dem Objekt 1 entlang der Schnittlinie 5 ausgebildet. Dieser modifizierte Bereich wird im Folgenden ausführlicher erläutert.
Die Schnittlinie 5 zum Schneiden des planen Objekts 1 verläuft wie in 2 gezeigt. Die Schnittlinie 5 ist eine virtuelle Linie, die sich gerade erstreckt. Wenn ein modifizierter Bereich in dem Objekt 1 ausgebildet wird, wird das Laserlicht L relativ entlang der Schnittlinie 5 bewegt (d.h. in der Richtung des Pfeils A von 2), wobei ein Konvergenzpunkt P in dem Objekt 1 wie in 3 gezeigt vorgesehen wird. Dadurch wird ein modifizierter Bereich 7 in dem Objekt 1 entlang der Schnittlinie 5 wie in 4 bis 6 gezeigt gebildet.
Der Konvergenzpunkt P ist eine Position, an der das Laserlicht L konvergiert. Die Schnittlinie 5 kann auch gekrümmt und nicht gerade sein. Außerdem kann es sich auch um eine Linie handeln, die tatsächlich auf der vorderen Fläche 3 des Objekts 1 vorgesehen und nicht nur virtuell ist. Der modifizierte Bereich 7 kann kontinuierlich oder intermittierend ausgebildet sein. Es genügt, wenn der modifizierte Bereich 7 wenigstens in dem Objekt 1 ausgebildet ist. Es gibt Fälle, in denen Brüche von dem als Ausgangspunkt dienenden modifizierten Bereich ausgebildet sind, wobei die Brüche und der modifizierte Bereich an Außenflächen (an der Vorderfläche, der Rückfläche und der Außenumfangsfläche) des Objekts 1 freiliegen können.
In den Schneidbearbeitungsverfahren gemäß den Ausführungsformen wird das Laserlicht L insbesondere in Nachbarschaft zu dem Konvergenzpunkt in dem Objekt L absorbiert, aber auch durch dasselbe hindurchgelassen, sodass der modifizierte Bereich 7 in dem Objekt 1 ausgebildet wird (Laserverarbeitung mit interner Absorption). Die Vorderfläche 3 des Objekts absorbiert das Laserlicht L also kaum und schmilzt deshalb nicht. Wenn ein Loch oder eine Vertiefung durch das Schmelzen eines Teils der Vorderfläche 3 ausgebildet wird (Laserverarbeitung mit Oberflächenabsorption), schreitet der Verarbeitungsbereich allgemein allmählich von der Vorderfläche 3 zu der Rückfläche hin fort. Es wird also kein modifizierter Bereich mit einer erheblich erhöhten Ätzrate in Nachbarschaft zu dem entfernten Teil ausgebildet.
Der durch die Schneidbearbeitungsverfahren gemäß den Ausführungsformen ausgebildete modifizierte Bereich ist ein Bereich, dessen physikalische Eigenschaften wie etwa die Dichte, der Brechungsindex und die mechanische Stärke andere Zustände aufweisen als in der Umgebung. Beispiele für einen modifizierten Bereich sind (1) geschmolzene Bereiche, (2) gebrochene Bereiche oder Bereiche mit einem dielektrischen Durchschlag, (3) Bereiche mit einem geänderten Brechungsindex oder Mischungen aus denselben.
Der modifizierte Bereich in den Schneidbearbeitungsverfahren gemäß den Ausführungsformen kann durch eine lokale Absorption von Laserlicht oder einen als Mehrphotonen-Absorption bezeichneten Vorgang ausgebildet werden. Ein Material wird transparent, wenn seine Absorptionsbandlücke E_G größer als die Photonenenergie hv ist, sodass unter der Bedingung hv > E_G eine Absorption in dem Material auftritt. Aber auch in einem optisch transparenten Zustand erzeugt das Material eine Absorption unter der Bedingung nhv > E_G (wobei n = 2, 3, 4, ...), wenn die Dichte des Laserlichts sehr hoch wird. Dies wird als Mehrphotonen-Absorption bezeichnet. Das Ausbilden eines durch eine Mehrphotonen-Absorption geschmolzenen Bereichs wird zum Beispiel in „Silicon Processing Characteristic Evaluation by Picosecond Pulse Laser" in Preprints of the National Meetings of Japan Welding Society, Vol. 66 (April 2000), auf den Seiten 72-73 beschrieben.
Weiterhin können modifizierte Bereiche, die unter Verwendung eines Laserlichts mit ultrakurzen Pulsen mit einer Pulsbreite von einigen Picosekunden bis hin zu einigen Femtosekunden ausgebildet werden, wie in D. Du, X. Liu, G. Korn, J. Squier und G. Mourou in „Laser Induced Breakdown by Impact Ionization in SiO₂ with Pulse Widths from 7 nx to 150 fs“ in Appl. Phys. Lett. 64(23) vom 6. Juni 1994 beschrieben verwendet werden.
(1) Der modifizierte Bereich enthält einen geschmolzenen Bereich
Ein zu verarbeitendes Objekt (z.B. ein Halbleitermaterial wie etwa Silicium) wird mit dem Laserlicht L bestrahlt, wobei ein Konvergenzpunkt in dem Objekt mit einer Feldintensität von wenigstens 1 × 10⁸ (W/cm²) an dem Konvergenzpunkt und mit einer Pulsbreite von 1 µs oder weniger vorgesehen wird. Das Laserlicht L wird also in Nachbarschaft zu dem Konvergenzpunkt absorbiert, sodass das Innere des Objekts lokal erwärmt wird, wobei diese Wärme einen geschmolzenen Bereich in dem Objekt erzeugt.
Der geschmolzene Bereich umfasst Bereiche, die geschmolzen wurden und dann wieder verfestigt sind, Bereiche, die sich weiterhin in dem geschmolzenen Zustand befinden, und Bereiche, die sich gerade aus dem geschmolzenen Zustand heraus wieder verfestigen. In jedem Fall wurde die Phase oder die Kristallstruktur des Bereichs verändert. Der geschmolzene Bereich kann also auch als ein Bereich verstanden werden, in dem sich eine bestimmte Struktur zu einer anderen Struktur verändert, wobei es sich um monokristalline, amorphe oder polykristalline Strukturen handeln kann. Zum Beispiel kann der Bereich von einer monokristallinen Struktur zu der amorphen Struktur wechseln, kann der Bereich von der monokristallinen Struktur zu der polykristallinen Struktur wechseln oder kann der Bereich von der monokristallinen Struktur zu einem Zustand mit amorphen und polykristallinen Strukturen wechseln. Wenn das zu verarbeitende Objekt beispielsweise eine monokristalline Siliciumstruktur aufweist, weist der geschmolzene Bereich eine amorphe Siliciumstruktur auf.
7 ist eine photographische Ansicht (teilweise im Querschnitt) eines Silicium-Wafers (Halbleitersubstrats), das mit einem Laserlicht bestrahlt wurde. Wie in 7 gezeigt, ist ein geschmolzener Bereich 13 in einem Silicium-Wafer 11 ausgebildet.
Im Folgenden wird erläutert, wie der geschmolzene Bereich 13 innerhalb eines für die Wellenlänge des einfallenden Laserlichts transparenten Material ausgebildet wird. 8 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Laserlichtwellenlänge und der Durchlässigkeit in dem Siliciumsubstrat zeigt. Dabei sind die entsprechenden reflektierten Komponenten an der Vorder- und Rückfläche des Siliciumsubstrats nicht gezeigt, um nur die interne Durchlässigkeit zu zeigen. Die entsprechenden Beziehungen gelten für Falle, in denen die Dicke t des Siliciumsubstrats gleich 50 µm, 100 µm, 200 µm, 500 µm und 1000 µm ist.
Zum Beispiel wird das Laserlicht L bei der Nd:YAG-Laserwellenlänge von 1064 nm zu wenigstens 80% durch das Siliciumsubstrat durchgelassen, wenn das Siliciumsubstrat eine Dicke von 500 µm oder weniger aufweist. Weil der Silicium-Wafer 11 in 7 eine Dicke von 350 µm aufweist, wird der geschmolzene Bereich 13 durch eine Mehrphotonen-Absorption in der Nähe der Mitte des Silicium-Wafers 11 ausgebildet, d.h. an einem Teil mit einem Abstand von 175 µm zu der Vorderfläche. Die Durchlässigkeit beträgt in diesem Fall 90% oder mehr in Bezug auf einen Silicium-Wafer mit einer Dicke von 200 µm, wobei das Laserlicht L nur geringfügig in dem Silicium-Wafer 11 absorbiert und im wesentlichen durchgelassen wird. Wenn das Laserlicht L jedoch in dem Silicium-Wafer unter einer Bedingung von 1 × 10⁸ (W/cm²) mit einer Pulsbreite von 1 µs oder weniger konvergiert wird, wird das Laserlicht L lokal an dem Konvergenzpunkt und in dessen Nachbarschaft absorbiert, sodass der geschmolzene Bereich 13 in dem Silicium-Wafer 11 ausgebildet wird.
Es können Brüche in dem Silicium-Wafer von dem als Ausgangspunkt dienenden geschmolzenen Bereich ausgehend auftreten. Die Brüche können aber auch in dem geschmolzenen Bereich enthalten sein. In diesem Fall können die Brüche über die gesamte Oberfläche des geschmolzenen Bereichs oder nur in einem oder mehreren Teilen desselben ausgebildet sein. Die Brüche können natürlich wachsen oder unter Einwirkung einer auf den Silicium-Wafer ausgeübten Kraft. Die natürlich von dem geschmolzenen Bereich wachsenden Brüche können in einem geschmolzenen Zustand des geschmolzenen Bereichs oder in einem wieder verfestigten Zustand des geschmolzenen Bereichs wachsen. In beiden Fällen ist der geschmolzene Bereich nur innerhalb des Silicium-Wafers und an der in 8 gezeigten Schnittfläche ausgebildet.
(2) Der modifizierte Bereich umfasst einen Bruchbereich
Ein zu verarbeitendes Objekt (z.B. Glas oder ein piezoelektrisches Material aus LiTaO₃) wird mit dem Laserlicht L bestrahlt, wobei ein Konvergenzpunkt in dem Objekt mit einer Feldintensität von wenigstens 1 x 10⁸ (W/cm²) und einer Pulsbreite von 1 µs oder weniger vorgesehen wird. Diese Größe der Pulsbreite stellt eine Bedingung dar, unter der das Laserlicht L in dem Objekt absorbiert wird, sodass ein Bruchbereich in demselben ausgebildet wird. Dabei wird eine optische Beschädigung durch eine Mehrphotonen-Absorption in dem Objekt verursacht. Diese optische Beschädigung führt zu einer Wärmeverzerrung in dem Objekt, wodurch ein Bruchbereich mit einem oder einer Vielzahl von Brüchen in dem Objekt erzeugt wird. Der Bruchbereich kann auch als ein Bereich mit einem dielektrischen Durchschlag bezeichnet werden.
9 ist ein Kurvendiagramm, das die Ergebnisse von Experimenten zu den Beziehungen zwischen der Feldintensität und der Bruchgröße zeigt. Die Abszisse gibt die Spitzenleistungsdichte an. Weil das Laserlicht L ein gepulstes Laserlicht ist, wird die Feldintensität durch die Spitzenleistungsdichte wiedergegeben. Die Ordinate gibt die Größe eines Bruchteils (Bruchpunkts) an, der durch einen Puls des Laserlichts L in dem Objekt gebildet wird. Mehrere Bruchpunkte bilden gemeinsam einen Bruchbereich. Die Bruchpunktgröße ist die Größe eines Teils mit einer maximalen Länge unter verschiedenen Formen von Bruchpunkten. Die durch schwarze Kreise wiedergegebenen Daten in dem Kurvendiagramm geben einen Fall wieder, in dem die Sammellinse (C) eine Vergrößerung von x100 und eine Blende (NA) von 0,80 aufweist. Weiterhin geben die durch weiße Kreise wiedergegebenen Daten einen Fall wieder, in dem die Sammellinse (C) eine Vergrößerung von x50 und eine Blende (NA) von 0,55 aufweist. Bruchpunkte treten in dem Objekt von der Spitzenleistungsdichte von ungefähr 10¹¹ (W/cm²) auf und werden umso größer, je höher die Spitzenleistungsdichte wird.
(3) Der modifizierte Bereich enthält einen Bereich mit verändertem Brechungsindex
Ein zu verarbeitendes Objekt (z.B. aus Glas) wird mit dem Laserlicht L bestrahlt, während ein Konvergenzpunkt in dem Objekt mit einer Feldintensität von wenigstens 1 × 10⁸ (W/cm²) und einer Pulsbreite von 1 ns oder weniger vorgesehen wird. Wenn das Laserlicht L in dem Objekt mit einer sehr kurzen Pulsbreite absorbiert wird, wird seine Energie nicht in Wärmeenergie umgesetzt, sodass also eine endgültige Strukturänderung wie etwa eine Ionenvalenz-Änderung, eine Kristallisierung oder eine Orientierungspolarisation in dem Objekt herbeigeführt wird, um einen Bereich mit einem geänderten Brechungsindex zu bilden.
Der modifizierte Bereich, der die geschmolzenen Bereiche, die Bereiche mit einem dielektrischen Durchschlag, die Bereiche mit einem geänderten Brechungsindex und die daraus gemischten Berieche umfasst, kann ein Bereich sein, in dem sich die Dichte des Materials in Vergleich zu einem nicht-modifizierten Bereich verändert hat, oder ein Bereich mit einem Gitterdefekt. Derartige Bereiche können als Übergangsbereiche mit einer hohen Dichte bezeichnet werden.
Die geschmolzenen Bereiche, die Bereiche mit einem geänderten Brechungsindex oder die Bereiche mit einem Gitterdefekt weisen erfindungsgemäß weiterhin einen Bruch (einen Schnitt oder einen Mikroriss) in oder an der Schnittstelle zwischen dem modifizierten und dem nicht-modifizierten Bereich umfassen. Der enthaltene Bruch kann sich über die gesamte Oberfläche des modifizierten Bereichs erstrecken oder nur in einem oder in einer Vielzahl von Teilen desselben vorhanden sein. Wenn derartige Brüche vorhanden sind, kann ein Ätzmittel durch die Brüche zu der gesamten Oberfläche oder in das Innere des modifizierten Bereichs eindringen, sodass das Ätzen nicht nur in der Dickenrichtung des modifizierten Bereichs, sondern auch in lateralen Richtungen durch die Dicke hindurch ausgeführt wird, wodurch die Ätzreaktionsfläche größer vorgesehen werden kann als wenn das Ätzen nur von der oberen Seite zu der unteren Seite in der Dickenrichtung fortschreitet, wie es bei einem gewöhnlichen Ätzen der Fall ist. Die vorliegende Erfindung bietet also den Vorteil einer höheren Ätzgeschwindigkeit.
Das Objekt kann mit einer vorteilhaften Präzision geschnitten werden, wenn der modifizierte Bereich wie im Folgenden beschrieben geschnitten wird, wobei die Kristallstruktur des Objekts, seine Spalteigenschaften und ähnliches berücksichtigt werden.
Bei einem Substrat aus einem monokristallinen Halbleiter mit einem Diamantaufbau etwa aus Silicium wird der modifizierte Bereich vorzugsweise in einer Richtung ausgebildet, die sich entlang einer (111)-Ebene (ersten Spaltebene) oder einer (110)-Ebene (zweiten Spaltebene) erstreckt. Wenn das Substrat aus einem Gruppe III-V-Verbindungshalbleiter mit einem Sphaleritaufbau wie etwa GaAs ausgebildet ist, wird der modifizierte Bereich vorzugsweise in einer Richtung ausgebildet, die sich entlang einer (110)-Ebene erstreckt. Bei einem Substrat mit einem Kristallaufbau eines hexagonalen Systems wie etwa einem Saphir (Al₂O₃) wird der modifizierte Bereich vorzugsweise in einer Richtung ausgebildet, die sich entlang einer (1120)-Ebene (A-Ebene) oder einer (1100)-Ebene (M-Ebene) erstreckt, wobei eine (0001)-Ebene (C-Ebene) als Hauptebene verwendet wird.
Wenn das Substrat eine Ausrichtungsebene in einer Richtung aufweist, in welcher der oben genannte modifizierte Bereich ausgebildet ist (zum Beispiel in einer Richtung entlang einer (111)-Ebene in einem monokristallinen Siliciumsubstrat), oder in einer dazu orthogonalen Richtung, kann der modifizierte Bereich einfach und genau mit Bezug auf die Ausrichtungsebene ausgebildet werden.
[Ätzprozess]
Der Ätzprozess in den Schneidbearbeitungsverfahren gemäß den Ausführungsformen wird im Folgenden mit Bezug auf 10 bis 21 erläutert.
Weil der modifizierte Bereich eine höhere Ätzrate aufweist, ätzt der Ätzprozess in den Ausführungsformen selektiv den modifizierten Bereich weg, der in dem Objekt entlang der Schnittlinie ausgebildet ist. Wenn das Objekt zum Beispiel ein Silicium-Wafer ist, weist der modifizierte Bereich eine Ätzrate von 300 µm/min oder mehr auf (ungefähr das 10-fache eines monokristallinen Si-Bereichs, sodass ein Ätzprozess zum Unterteilen eines Silicium-Wafers mit einer Dicke von 100 µm oder weniger in Chips innerhalb von einigen wenigen bis zu einigen zehn Sekunden abgeschlossen werden kann.
In dem Ätzprozess kann das Objekt in eine Ätzflüssigkeit eingetaucht werden (Tauchätzen) oder mit der Ätzflüssigkeit benetzt und dabei gedreht werden (Schleuderätzen).
Bei dem Tauchätzen wird das Objekt 1 mit den ausgebildeten modifizierten Bereichen 7 wie in 10(a) gezeigt zu Beginn in einem Flüssigkeitstank 17 angeordnet und an einem Halteglied 16 befestigt, das ein Bandmaterial wie etwa ein Halteband ist. Dann wird wie in 10(b) gezeigt eine Ätzflüssigkeit (z.B. eine KOH-Lösung) E in den Flüssigkeitstank 17 eingeführt, sodass das Objekt 1 in der Ätzflüssigkeit eingetaucht wird, wodurch die modifizierten Bereiche 7 in dem Objekt 1 selektiv geätzt werden, sodass das Objekt in eine Vielzahl von Chips unterteilt wird. Wie in 10(c) gezeigt, wird die Ätzflüssigkeit E dann aus dem Flüssigkeitstank 17 entfernt und wird das Objekt 1 anschließend gewaschen und getrocknet. Dann wird wie in 10(d) gezeigt das Halteglied 16 gedehnt, um den Abstand zwischen benachbarten Chips zu vergrößern.
Weil bei dem Tauchätzen die Ätzflüssigkeit E in dem Flüssigkeitstank vorgesehen wird, um das Objekt 1 zu ätzen, kann die Temperatur der Ätzflüssigkeit E einfach gesteuert werden, sodass der Ätzprozess nicht ungleichmäßig wird. Weiterhin ist der Aufbau des Flüssigkeitstanks 17 relativ einfach, sodass der Flüssigkeitstank 17 relativ einfach entworfen werden kann. Und weil das Ätzen mit einer gewöhnlichen KOH-Lösung durchgeführt wird, ist die Entsorgung der verbrauchten Flüssigkeit unproblematisch.
Ein dehnbares Bandglied kann wie oben genannt als dehnbares Halteglied 16 verwendet werden. Es können aber auch Glieder ohne Dehnungsfähigkeit verwendet werden können, wenn das Halteglied 16 nicht gedehnt werden muss. Der Chip kann durch ein spezielles Werkzeug gehalten werden, wobei aber auch ein Haltevorrichtung zum Halten des Objekts 1 verwendet werden kann. Der vorstehend beschriebene Ätzprozess bildet eine Vielzahl von Chips durch das Ätzen der modifizierten Bereiche 7 aus, wobei das Halteglied 16 dann gedehnt werden kann, sodass schließlich eine Veilzahl von Chips erhalten werden. Das Halteglied 16 ist vorzugsweise aus einem Material ausgebildet, das eine hervorragende Beständigkeit gegenüber Wärme und chemischen Substanzen aufweist. Hier wird ein Polyolefin verwendet (wie weiter unten ausführlicher erläutert). Vorzugsweise ist auch ein Dicing-Rahmen aus einem Material ausgebildet, das eine hervorragende Beständigkeit gegenüber chemischen Substanzen aufweist, wobei hier ein Silikonharz oder ähnliches verwendet wird. Dies gilt auch für die nachfolgend erläuterten Ätzprozesse.
Bei dem Schleuderätzen kann (i) die Ätzflüssigkeit von oben zu dem an dem Halteglied befestigten Objekt zugeführt werden, sodass eine Fläche (Bauelementfläche) mit einem daran ausgebildeten Bauelement dem Halteglied zugewandt ist, oder kann (ii) die Ätzflüssigkeit von oben zu dem an dem Halteglied befestigten Objekt zugeführt werden, wobei die Bauelementfläche oben ist.
(i) Die Bauelementfläche ist dem Halteglied zugewandt
Zuerst wird wie in 11(a) gezeigt das Objekt 1 mit den modifizierten Bereichen 7 an dem Halteglied 16, das ein Bandmaterial oder ähnliches ist, derart befestigt, dass die Bauelementfläche 3 mit einem daran ausgebildeten Bauelement dem Halteglied 16 zugewandt ist (die Rückfläche 21 des Objekts 1 oben ist). Dann wird wie in 11(b) gezeigt das Objekt mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht, während die Ätzflüssigkeit E von oben her zugeführt wird, sodass die gesamte Rückfläche 21 mit der Ätzflüssigkeit E benetzt wird.
Während dann die Ätzflüssigkeit E in die modifizierten Bereiche 7 eindringt, werden diese selektiv geätzt, sodass das Objekt 1 in eine Vielzahl von Chips wie in 11(c) gezeigt unterteilt wird. Nach einem Waschen und Trocknen wird das Objekt 1 mit UV-Strahlen wie in 12(a) gezeigt bestrahlt, damit das Objekt 1 besser von dem Halteglied 16 gelöst werden kann (die Bondingstärke zwischen denselben reduziert wird). Nachdem das Halteglied 16 wie in 12(b) gezeigt gedehnt wurde, um den Abstand zwischen den benachbarten Chips zu vergrößern, werden die Chips wie in 12(c) gezeigt aufgegriffen.
Wenn das Objekt 1 mit einem DAF (Die Attachment Film) ausgebildet wird, werden ein DAF-Band 20 und ein Halteglied 22 auf der Rückfläche 21 des Objekts in dieser Reihenfolge wie in 13(a) gezeigt nach einer UV-Bestrahlung des Objekts 1 aufgebracht (übertragen). Dann wird das Objekt auf den Kopf gestellt und wird das Halteglied 16 abgezogen. Dann wird das Halteglied 22 wie in 13(c) gezeigt gedehnt, um den Abstand zwischen benachbarten Chips zu vergrößern und das DAF-Band 20 in einzelne Chips zu unterteilen. Danach werden wie in 13(d) gezeigt die Chips aufgegriffen.
(ii) Die Bauelementoberfläche ist oben
Zuerst wird wie in 14(a) gezeigt das Objekt 1 mit den modifizierten Bereichen 7 derart an dem Halteglied 16 montiert, dass die Bauelementfläche 3 oben ist (die Rückfläche 21 des Objekts 1 dem Halteglied 16 zugewandt ist). Das Bauelement 15 ist hier mit einem Schutzfilm (z.B. aus SiN) 23 ausgebildet, um es gegen die Ätzflüssigkeit E zu schützen.
Dann wird das Objekt 1 wie in 14(b) gezeigt mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht, während die Ätzflüssigkeit E von oben aufgetragen wird, sodass die gesamte Bauelementfläche 3 mit der Ätzflüssigkeit E benetzt wird. Während die aufgetragene Ätzflüssigkeit E in die modifizierten Bereiche 7 eindringt, werden diese selektiv geätzt, wodurch das Objekt 1 in eine Vielzahl von Chips wie in 14(c) gezeigt unterteilt wird. Nach einem Waschen und Trocknen wird das Objekt 1 mit UV-Strahlen wie in 15(a) gezeigt bestrahlt, damit das Objekt 1 besser von dem Halteglied 16 gelöst werden kann. Nachdem das Halteglied 16 wie in 15(b) gezeigt gedehnt wurde, um den Abstand zwischen benachbarten Chips zu vergrößern, werden die Chips wie in 15(c) gezeigt aufgegriffen.
Wenn das Objekt 1 mit einem DAF versehen ist, wird das Objekt 1 derart an dem Halteglied 16 befestigt, dass das DAF-Band 20 zwischen der Rückfläche 21 des Objekts 1 und dem Halteglied 16 wie in 16(a) gezeigt angeordnet ist. Dann wird wie in 16(b) gezeigt das Objekt 1 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht, während die Ätzflüssigkeit E von oben aufgetragen wird, sodass die gesamte Rückfläche 21 mit der Ätzflüssigkeit E benetzt wird. Die aufgetragene Ätzflüssigkeit E dringt ein und ätzt die modifizierten Bereiche 7 selektiv, wodurch das Objekt 1 wie in 16(c) in eine Vielzahl von Chips gezeigt unterteilt wird. Dann wird das Halteglied 16 wie in 17(a) gezeigt gedehnt, um den Abstand zwischen benachbarten Chips zu vergrößern und das DAF-Band 20 in einzelne Chips zu unterteilen. Danach werden die Chips wie in 17(b) gezeigt aufgegriffen.
Das Schleuderätzen ermöglicht einen selektiven Ätzprozess innerhalb einer kurzen Zeitspanne, indem die Ätzflüssigkeit E auf dem Objekt 1 aufgetragen wird. Weil der Ätzprozess mit der stets reinen Ätzflüssigkeit E ausgeführt wird, kann eine sekundäre Verunreinigung des Objekts 1 verhindert werden. Es kann ein Ätzmechanismus verwendet werden, der auch einen Waschschritt vorsieht. Weil das Ätzen mit einer gewöhnlichen KOH-Lösung durchgeführt werden kann, ist die Entsorgung der verbrauchten Ätzflüssigkeit unproblematisch.
Da die modifizierten Bereiche 7 einen Bruch enthalten, dringt die Ätzflüssigkeit aufgrund der Kapillarwirkung in einen Bruchbereich des Objekts 1 ein, sodass das Ätzen der modifizierten Bereiche mit einer höheren Ätzrate entlang einer Bruchfläche fortschreitet. Dadurch kann die Ätzgeschwindigkeit weiter erhöht werden. Wenn die modifizierten Bereiche 7 keinen Bruch enthalten, kann die Ätzflüssigkeit E nicht so gut eindringen. Dadurch wird die Ätzgeschwindigkeit vermindert.
Ein für den Ätzprozess in dieser Ausführungsform geeignetes Halteglied sollte vorzugsweise die folgenden drei Merkmale aufweisen. Das Halteglied sollte 1) eine Verminderung der Chiphaltefähigkeit unter Einwirkung der Ätzflüssigkeit minimieren, 2) nach dem Ätzen gedehnt werden können und 3) die Haftung zwischen dem Chip und dem Halteglied vermindern, wenn ein anderer Stimulus als die Temperatur von außen einwirkt, sodass die Chips einfacher von dem Halteglied gelöst werden können.
Beispiele für ein Halteglied, das beständig gegenüber alkalischen Ätzflüssigkeiten (wie zum Beispiel KOH) ist, sind etwa solche aus Vinylchlorid, Polyolefin und PET. Die Beständigkeit gegenüber derartigen Ätzflüssigkeiten hängt jedoch wie in den folgenden Beständigkeitsgrenzen angegeben von der Temperatur der Ätzflüssigkeiten und der Eintauchzeit ab.
Beständigkeitsgrenzen:

PET: Temperatur = 117° (KOH); Eintauchzeit = 60 Minuten
Polyolefin: Temperatur = 60°C; Eintauchzeit = 60 Minuten
Vinylchlorid: Temperatur = 40°C; Eintauchzeit = 60 Minuten

18 ist eine Tabelle, die angibt, ob bestimmte Materialien für das Halteglied geeignet sind, wenn das Objekt derart dem Ätzprozess unterworfen wird, dass die Bauelementfläche dem Halteglied zugewandt ist. Und 19 ist eine Tabelle, die angibt, ob bestimmte Materialien für das Halteglied geeignet sind, wenn das Objekt derart dem Ätzprozess unterworfen wird, dass die Bauelementfläche oben ist. In den Tabellen wird die Eignung der Materialien in Übereinstimmung mit den oben genannten Eigenschaften durch Kreuze, Dreiecke und Kreise und doppelte Kreise wiedergegeben, wobei diese Symbole eine jeweils bessere Eignung in dieser Reihenfolge angeben.
Wenn das Objekt derart dem Ätzprozess unterworfen wird, dass die Bauelementfläche dem Halteglied zugewandt ist, weist Vinylchlorid eine geringe Wärmebeständigkeit auf und ist somit wie durch das Kreuz in der Tabelle von 18 angegeben ungeeignet für ein Eintauchätzen. Polyolefin weist eine geringere Wärmebeständigkeit auf als PET und bleibt somit wie durch den Kreis in der Tabelle angegeben für ein Schleuderätzen geeignet. PET weist keine Dehnungsfähigkeit auf, sodass das geätzte Objekt auf ein dehnbares Halteglied übertragen werden sollte, das dann gedehnt wird. Weil PET jedoch eine hervorragende Beständigkeit gegenüber der Ätzflüssigkeit aufweist, ist die Verwendung von PET in dem Schleuderätzen wie durch den doppelten Kreis in der Tabelle angegeben sehr vorteilhaft.
Wenn ein Vinylchlorid in dem Schleuderätzen wie in 19 gezeigt verwendet wird, wobei das Objekt derart dem Ätzprozess unterworfen wird, dass die Bauelementfläche oben ist, kann das Halteglied nach dem Ätzprozess gedehnt werden und ist also keine Übertragung erforderlich. Die Wärmebeständigkeit ist jedoch geringer als bei den beiden anderen Materialien, sodass diese Möglichkeit wie durch das Dreieck in der Tabelle angegeben nur geringfügige Vorteile bietet. Die Verwendung eines Polyolefins in dem Schleuderätzen ist wie durch den doppelten Kreis in der Tabelle angegeben sehr vorteilhaft, weil das Halteglied gedehnt werden kann und also keine Übertragung erforderlich ist. Die Verwendung von PET in dem Schleuderätzen ist wie durch das Kreuz in der Tabelle angegeben unvorteilhaft, weil das Halteglied nicht gedehnt werden kann.
Bei dem Eintauchätzen von 18 und 19 ist die Wärmeeinwirkung auf das Halteglied so stark, dass nur wenige Materialien für das Halteglied geeignet sind. Bei dem Schleuderätzen dagegen ist die Wärmeeinwirkung auf das Halteglied schwächer, sodass die meisten Materialien bei einem Schleuderätzen besser für das Halteglied geeignet sind als bei einem Eintauchätzen. Deshalb ist das Eintauchätzen ein vorteilhaftes Verfahren zum Auftragen einer Ätzflüssigkeit und ist Polyolefin ein vorteilhaftes Material für das Halteglied.
20 ist eine Tabelle, die Beispiele von Ätzflüssigkeiten für verschiedene Substratmaterialien angibt. Die Ätzflüssigkeit wird bei einer Temperatur zwischen einem Normalwert und ungefähr 100°C verwendet und in Übereinstimmung mit der erforderlichen Ätzrate und ähnlichem auf eine geeignete Temperatur gesetzt. Wenn Si (anisotropisch) einem Ätzprozess mit KOH unterworfen wird, wird die Ätzflüssigkeit vorzugsweise auf ungefähr 60°C eingestellt.
21 ist eine Tabelle, die angibt, ob die Ätzeffekte bei verschiedenen Materialien besser oder schlechter sind. In dem Diagramm geben Kreuze, Dreiecke, Kreise und doppelte Kreise in dieser Reihenfolge jeweils bessere Ergebnisse an, wobei ein doppelter Kreis einen Fall angibt, in dem der Ätzprozess das Objekt vollständig durchschneidet, während ein Kreuz einen Fall angibt, in dem das Objekt durch die Ausübung einer externen mechanischen Spannung (für ein Brechen) nach dem Ätzprozess geschnitten wird. Ein reaktives Ionenätzen (RIE) ist eine als Trockenätzen klassifizierte Feinverarbeitungstechnik und gestattet ein Ätzen mit hoher Präzision, das für eine Feinverarbeitung geeignet ist, wobei es im Gegensatz zu herkömmlichen Trockenätztechniken ein anisotropisches Ätzen gestattet.
Unter den durch ein schwarzes Dreieck angegebenen Bedingungen können radiale Brüche auftreten, sodass die Schnittflächen unregelmäßig werden können. Wenn ein reaktives Ionenätzen (RIE) verwendet wird, ist die Bedingung für das Schneiden des Objekts mittels des Ätzprozesses (innerhalb des Rahmens der Tabelle) vorteilhaft, weil das Ätzen in Abhängigkeit von einem Maskenmuster für das Ätzen fortschreitet. Hinsichtlich der Taktzeit wird wie in 21 gezeigt vorzugsweise ein Nassätzen verwendet, weil dieses eine Stapelverarbeitung einer Vielzahl von Substraten gestattet, wodurch die Taktzeit im Vergleich zu einem Trockenätzen, bei dem jeweils nur ein Substrat verarbeitet werden kann, reduziert wird.
Das isotropische Ätzen kann auf relativ dünne zu verarbeitende Objekte (mit einer Dicke von zu Beispiel 19 bis 100 µm) angewendet werden und gestattet ein isotropisches Fortschreiten des Ätzens. Wenn dabei ein Bruch an einer Oberfläche freiliegt, dringt die Ätzflüssigkeit durch den Bruch in das Innere ein, sodass die gesamte Fläche eines modifizierten Bereichs in der Dickenrichtung als Ausgangspunkt für den modifizierten Bereich dient, sodass ein Chip mit einem halbkreisförmig geätzten Querschnitt entnommen werden kann. Dagegen kann das anisotropische Ätzen nicht nur auf relativ dünne zu verarbeitende Objekte, sondern auch auf dicke zu verarbeitende Objekte (zum Beispiel mit einer Dicke von 800 bis 100 µm) angewendet werden. Dabei kann das Ätzen entlang eines modifizierten Bereichs fortschreiten, wenn die Oberfläche des modifizierten Bereichs von der Ebenenausrichtung abweicht. Es kann also ein von der Kristallausrichtung unabhängiges Ätzen zusätzlich zu dem Ätzen der Oberflächenorientation in Entsprechung zu der Kristallrichtung durchgeführt werden.
Erstes nicht erfindungsgemäßes Beispiel
Im Folgenden wird ein Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einem ersten nicht erfindungsgemäßen Beispiel erläutert, das hilfreich zum Verständnis der Erfindung ist.
Wie in 22 und 23(a) gezeigt, umfasst das zu verarbeitende Objekt 1 einen Silicium-Wafer (Substrat) 11 mit einer Dicke von 300 µm und einem Durchmesser von 8 Zoll, eine Vielzahl von Funktionselementen 15 (Bauelemente), die auf einer Vorderfläche 11a des Silicium-Wafers 11 ausgebildet sind, einen Schutzfilm 24 aus zum Beispiel SiO₂, der die Funktionselemente 15 schützt, und einen Schutzfilm 25 aus zum Beispiel Sin, der gegenüber der Ätzflüssigkeit beständig ist und den Schutzfilm 24 bedeckt.
Die Kristallebene der Vorderfläche (Hauptebene) 11a des Silicium-Wafers 11 ist eine (111)-Ebene. Eine Vielzahl von Funktionselementen 15, die etwa durch Kristallwachstum gebildete Halbleiterbetriebsschichten, Licht empfangende Elemente wie etwa Photodioden, Licht emittierende Elemente wie etwa Laserdioden und Schaltelemente sind, sind in einer Matrix in den Richtungen parallel und senkrecht zu einer Ausrichtungsebene 6 des Silicium-Wafers 11 ausgebildet. Ein derartiges Objekt 1 wird entlang von Schnittlinien 5 geschnitten, die gitterartig zwischen benachbarten Funktionselementen vorgesehen sind, um Chips mit einer Chipgröße von zum Beispiel jeweils 0,5 mm x 0,5 mm vorzusehen.
Wenn das Objekt 1 verarbeitet wird, wird zuerst ein Dicing-Band (Halteglied) 16 an der Vorderfläche 3 des Objekts 1 befestigt und wird das Objekt 1 derart an dem Montagetisch montiert, dass die Rückfläche 21 (die Rückfläche 11b des Silicium-Wafers 11) wie in 23(a) gezeigt oben ist. Dann wird das Objekt 1 von der Rückseite 21 her mit Laserlicht bestrahlt, wobei ein Konvergenzpunkt an dem Objekt 1 vorgesehen wird, sodass ein modifizierter Bereich M1 mit einer stark erhöhten Ätzrate entlang der (sich in der vertikalen Richtung der Zeichnungsebene erstreckenden) Schnittlinie 5 wie in 23(b) gezeigt ausgebildet wird. Insbesondere wird das Objekt 1 mit dem modifizierten Bereich M1 versehen, der sich von der Vorderfläche 11a des Silicium-Wafers 11 zu der Rückfläche 11b erstreckt (und an der Vorderfläche 11a und der Rückfläche 11b freiliegt), aber den Schutzfilm 24 nicht erreicht. Dabei wird ein von dem modifizierten Bereich M1 ausgehender Bruch innerhalb des modifizierten Bereichs M1 vorgesehen. Ein derartiger Bruch wird auch in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen in gleicher Weise vorgesehen.
Dann wird wie in 24 gezeigt eine Ätzflüssigkeit von der Rückfläche 21 her aufgetragen, sodass das Ätzen entlang des modifizierten Bereichs M1 fortschreitet, wodurch der modifizierte Bereich M1 selektiv geätzt wird. Dann wird ein Dicing-Band 22 wie in 25(a) gezeigt auf die Rückfläche 21 übertragen, wobei das resultierende Produkt wie in 25(b) gezeigt auf den Kopf gestellt wird und anschließend das Dicing-Band 16 abgezogen wird.
Dann wird wie in 26(a) gezeigt das Dicing-Band 22 gedehnt (d.h. es wird eine externe mechanische Spannung entlang der Schnittlinie 5 ausgeübt), um das Objekt 1 in Chips 26, 26 zu unterteilen (zu schneiden) und die Chips 26, 26 voneinander zu trennen (Abstände zwischen den Chips sicherzustellen). Dann wird der Chip 26 wie in 26(b) gezeigt entnommen und zum Beispiel mittels eines Flip-Chip-Bondings montiert.
Wie zuvor beschrieben bildet das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem Beispiel den modifizierten Bereich M1 in dem Objekt 1 entlang der Schnittlinie 5 aus und unterwirft das Objekt 1 dann dem Ätzprozess, damit das Ätzen entlang des modifizierten Bereichs M1 fortschreiten kann, wodurch das Objekt 1 selektiv und schnell entlang der Schnittlinie 5 unter Verwendung einer hohen Ätzrate (300 µm/m) in dem modifizierten Bereich M1 geätzt werden kann.
Es ist ein herkömmliches Schneidbearbeitungsverfahren bekannt, in dem eine externe mechanische Spannung auf das Objekt 1 mit dem darin entlang der Schnittlinie 5 ausgebildeten modifizierten Bereich 1 ausgeübt wird, sodass das Objekt 1 entlang der Schnittlinie von dem als Ausgangspunkt dienenden modifizierten Bereich M1 ausgehend geschnitten wird. In diesem Fall ist die auf jeden Chip 26 wirkende Kraft jedoch umso kleiner, je kleiner die Größe des Chips 26 ist (z.B. 0,5 mm x 0,5 mm oder weniger), sodass die Chips nicht unter Umständen nicht unterteilt werden, obwohl eine Zugspannung (bei einer Dehnung des Bandes) oder eine Biegespannung (bei einem Brechen) auf das Objekt 1 ausgeübt wird.
Das Objekt 1 kann durch ein Plasmaätzverfahren geschnitten werden, wobei in diesem Fall jedoch ein Maskenmuter für das Ätzen ausgebildet werden muss. Auch bei dem in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung JP 2005- 74 663 A beschriebenen Verarbeitungsverfahren muss ein Maskenmuster vor dem Ätzen ausgebildet werden. Dadurch werden jedoch die Anzahl der erforderlichen Mannstunden, die Taktzeit und die Kosten erhöht, sodass diese Verfahren impraktikabel sind.
Die Ätzzeit wird von der Ätzrate bestimmt, wobei der Ätzprozess bei einem Plasmaätzverfahren lange dauern kann, wenn das Objekt 1 dick ist, sodass das Ätzen unter Umständen unvollständig bleibt und das Objekt 1 nicht zuverlässig geschnitten werden kann.
In dem als Beispiel gezeigten Schneidbearbeitungsverfahren schreitet das Ätzen entlang des modifizierten Bereichs M1 fort, der entlang der Schnittlinie 5 ausgebildet ist und die Ätzrate stark erhöht, sodass das Objekt 1 selektiv und schnell entlang der Schnittlinie geätzt werden kann, indem eine hohe Ätzrate in dem modifizierten Bereich M1 verwendet wird. Deshalb kann das Objekt auch dann zuverlässig entlang der Schnittlinie geschnitten werden, wenn der Chip 26 eine kleine Größe aufweist. Und außerdem kann auch ein dickes Objekt 1 zuverlässig entlang der Schnittlinie 5 geätzt werden.
Mit dem Schneidbearbeitungsverfahren können also auch extrem kleine Chips einfach geschnitten werden, auf die mittels der üblichen Laserverarbeitungstechniken ansonsten nur schwierig eine mechanische Spannung ausgeübt werden kann. Weil ein schnelles Ätzen möglich ist, kann die Abhängigkeit von der Dicke des Objekts, die bei einem Plasmaätzverfahren problematisch ist, überwunden werden. Und weil kein Maskenmuster ausgebildet werden muss, können die Kosten, die Mannstunden und die Taktzeit reduziert werden.
Weil der modifizierte Bereich M1 an der Schnittfläche durch das Ätzen im wesentlichen entfernt wird, kann das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem Beispiel eine sehr saubere Schnittfläche vorsehen, wodurch eine Spanbildung in folgenden Arbeitsschritten (Die-Bonding und Packaging) vermindert wird und die Biegefestigkeit des Chips 26 verbessert wird.
Das Objekt 1 wird wie oben genannt an den Dicing-Bändern 16, 22 befestigt, wodurch ein Verlust nach dem Schneiden vermieden wird. Weil die Chips 26, 26 voneinander getrennt werden, indem das Dicing-Band 26 wie oben genannt gedehnt wird, können die Chips 26 in späteren Schritten 26 einfacher entnommen werden. Dieser Effekt ist umso bemerkenswerter, je kleiner die Chipgröße ist.
In den meisten herkömmlichen Verfahren wird Glas mit Laserlicht bestrahlt, um einen modifizierten Teil zu bilden, wobei der modifizierte Teil dann geätzt wird, um ein Loch oder eine Vertiefung in dem Glas zu bilden, wobei nicht vorgesehen ist, dass ein Bruch von dem modifizierten Teil ausgeht. In diesem Beispiel dagegen wird der modifizierte Bereich M1 in dem Objekt 1 derart ausgebildet, dass er wie oben genannt einen Bruch erzeugt (beinhaltet). Deshalb dringt die Ätzflüssigkeit nicht nur über den Bruch ein, sodass das Ätzen in der Dickenrichtung des Objekts 1 (nachfolgend einfach als „Dickenrichtung“ bezeichnet) fortschreitet, sondern auch von dem modifizierten Bereich M1 nach links und rechts (in den Richtungen, die die Dickenrichtung und die Richtung der Schnittlinie schneiden) eindringt, wodurch das Ätzen beschleunigt wird. Das Fortschreiten des Ätzens kann also von der gesamten Fläche des modifizierten Bereichs M1 ausgehend gefördert werden, wodurch die Ätzgeschwindigkeit beschleunigt wird. Bekannte Beispiele für derartige Ätztechniken für Glas sind in den offen gelegten japanischen Patentanmeldungen JP 2006 -290 630 A und JP 2004- 351 494 A beschrieben.
Wie zuvor genannt, wird der modifizierte Bereich M1 derart in dem Objekt 1 ausgebildet, dass er an der Rückfläche (Außenfläche) freiliegt. Das heißt also, dass ein Ätzstartpunkt freiliegt. Deshalb dringt die Ätzflüssigkeit aggressiv von dem freiliegenden modifizierten Bereich M1 in das Objekt ein. Dadurch kenn ein Ätzen der Rückfläche 21 des Objekts 1 verhindert werden, wodurch Beschädigungen an der Rückfläche 21 des Objekts 1, die eine Ätzstartfläche ist, verhindert werden und die Ätzgeschwindigkeit erhöht wird.
Weil der modifizierte Bereich M1 derart ausgebildet ist, dass er sich wie oben genannt von der Vorderfläche 11a des Silicium-Wafers 11 zu der Rückfläche 11b erstreckt, kann die hohe Ätzrate des modifizierten Bereichs M1 über die gesamte Fläche des Objekts 1 in der Dickenrichtung genutzt werden, sodass eine Verarbeitung mit einer hohen Schnittflächenpräzision möglich ist.
Wenn die Kristallebene der Vorderfläche 11a des Silicium-Wafers 11 eine (111)-Ebene ist, weist der Silicium-Wafer 11 eine Spaltebene in einer zu der Dickenrichtung geneigten Richtung auf, sodass die Schnittfläche allgemein zu einer Neigung in der Dickenrichtung neigt. Im Gegensatz dazu ätzt das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem Beispiel das Objekt 1 entlang der Schnittlinie 5 und kann also das Objekt 1 derart schneiden, dass die Schnittfläche parallel zu der Dickenrichtung (gerade in der Dickenrichtung) ist, auch wenn die Kristallebene der Vorderfläche 11a des Silicium-Wafers 11 die (111)-Ebene ist.
Die vorstehenden Erläuterungen nehmen auf einen Fall Bezug, in dem das Objekt in zwei Chips 26, 26 geschnitten wird, wobei das Objekt aber auch in ähnlicher Weise in mehr Chips unterteilt werden kann (dies gilt auch für die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen).
Zweites Beispiel
Im Folgenden wird ein Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einem zweiten nicht erfindungsgemäßen Beispiel erläutert. Dabei wird auf eine wiederholte Beschreibung von identischen Komponenten wieim ersten Beispiel verzichtet, wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf die Unterschiede konzentriert.
Nachdem in dem Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem Beispiel der modifizierte Bereich M1 in dem Ätzprozess (siehe 24) geätzt wurde, wird das Dicing-Band 16 wie in 27(a) gezeigt gedehnt, um das Objekt 1 in die Chips 26, 26 zu unterteilen und die Chips 26, 26 voneinander zu trennen. Dann wird das Dicing-Band 22 wie in 27(b) gezeigt auf die Rückfläche 21 des Objekts 1 übertragen und wird das resultierende Produkt wie in 27(c) gezeigt auf den Kopf gestellt. Dann wird das Dicing-Band 16 abgezogen, wird das Dicing-Band 22 wie in 28(a) gezeigt gedehnt und wird der Chip 26 wie in 28(b) gezeigt entnommen.
Das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem beispiel bietet ähnliche Vorteile wie das zuvor beschriebeneerste Beispiel. Weil das Dicing-Band 22 gedehnt wird, nachdem das Objekt 1 durch das Dehnen des Dicing-Bands 16 in die Chips 26, 26 unterteilt wurde, kann das Objekt 1 hier zuverlässig in die Chips 26, 26 unterteilt werden.
Drittes Beispiel Im Folgenden wird ein Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einem dritten nicht erfindungsgemäßen Beispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei wird auf eine wiederholte Beschreibung von identischen Komponenten wie in der weiter oben beschriebenen ersten Beispiel verzichtet, wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf die Unterschiede konzentriert.
Nachdem in dem Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem Beispieldas Objekt 1 mit dem an der Vorderfläche 3 befestigten Dicing-Band 16 an dem Montagetisch (siehe 23(a)) befestigt wurde, wird das Objekt durch die Rückfläche 21 mit einem Laserlicht bestrahlt, wobei ein Konvergenzpunkt an dem Objekt 1 vorgesehen wird, um einen modifizierten Bereich M2 in dem Objekt 1 entlang der Schnittlinie 5 wie in 29 gezeigt zu bilden. Insbesondere wird der modifizierte Bereich M2, der sich von der Vorderfläche 3 des Objekts 1 zu der Rückfläche 21 erstreckt (und an der Vorderfläche 3 und der Rückfläche 21 freiliegt) in dem Objekt 1 ausgebildet.
Dann wird wie in 30 gezeigt die Ätzflüssigkeit von der Rückfläche 21 her aufgetragen, sodass der Ätzprozess entlang des modifizierten Bereichs M2 fortschreitet, sodass der modifizierte Bereich M2 selektiv geätzt wird, wodurch das Objekt 1 in die Chips 26, 26 unterteilt wird. Dann wird das Dicing-Band 22 wie in 31(a) gezeigt auf die Rückfläche 21 des Objekts 1 übertragen und wird das resultierende Produkt wie in 31(b) gezeigt auf den Kopf gestellt. Danach wird das Dicing-Band 16 wie in 31(c) gezeigt abgezogen und wird der Chip 26 wie in 32 gezeigt entnommen.
Das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem Beispiel bietet ähnliche Vorteile wie das weiter oben beschriebene erste Beispiel.Weil der Chip 26 wie oben genannt entnommen wird, ohne dass das Dicing-Band 16 gedehnt wird, kann die Taktzeit reduziert werden und können extrem kleine Chips verarbeitet werden, auf die keine externe mechanische Spannung ausgeübt werden kann.
Viertes Beispiel
Im Folgenden wird ein Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einem vierten nicht erfindungsgemäßen Beispiel erläutert. Dabei wird auf eine wiederholte Beschreibung von identischen Komponenten wie in dem zuvor beschriebenen dritten Beispiel verzichtet, wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf die Unterschiede konzentriert.
In dem Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem Beispiel wird nach dem Abziehen des Dicing-Bands 16 (siehe 31(c)) das Dicing-Band 22 gedehnt und wird der Chip 26 entnommen.
Das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem Beispiel bietet ähnliche Vorteile wiedas dritte Beispiel . Weil das Dicing-Band 22 wie oben genannt gedehnt wird, nachdem das dem Ätzprozess unterworfene Objekt 1 durch das Dehnen des Dicing-Bands 16 in die Chips 26, 26 unterteilt wurde, kann das Objekt 1 in diesem Beispiel zuverlässig in die Chips 26, 26 unterteilt werden
Fünftes Beispiel
Im Folgenden wird ein Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einem fünften nicht erfindungsgemäßen Beispiel erläutert. Dabei wird auf eine wiederholte Beschreibung von identischen Komponenten wie in dem weiter oben beschriebenen dritten Beispielverzichtet, wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf die Unterschiede konzentriert.
Nachdem in dem Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem Beispiel der modifizierte Bereich M2 (siehe 29) geätzt wurde, wird das Dicing-Band 16 wie in 33(a) gezeigt gedehnt, um das Objekt 1 in die Chips 26, 26 zu unterteilen und die Chips 26, 26 voneinander zu trennen. Anschließend wird das Dicing-Band 22 wie in 33(b) gezeigt auf die Rückfläche 21 des Objekts 1 übertragen und wird das resultierende Produkt wie in 33(c) gezeigt auf den Kopf gestellt. Dann wird das Dicing-Band 16 abgezogen, wird das Dicing-Band 22 gedehnt und wird der Chip 26 entnommen.
Das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem Beispiel bietet ähnliche Vorteile wie das weiter oben beschriebene dritteBeispiel. Weil das Dicing-Band 16 nach dem Ätzprozess gedehnt wird und dann das Dicing-Band 22 wie oben genannt gedehnt wird, kann das Objekt 1 in diesem Beispiel zuverlässiger in die Chips 26, 26 unterteilt werden.
Erste erfindungsgemäße Ausführungsform
Im Folgenden wird ein Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei wird auf eine wiederholte Beschreibung von identischen Komponenten wie in dem weiter oben beschriebenen dritten Beispielverzichtet, wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf die Unterschiede konzentriert.
Nachdem in dem Schneidbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform das Objekt 1 mit dem an der Vorderfläche 3 befestigten Dicing-Band 16 an dem Montagetisch montiert wurde (siehe 23(a)), wird das Objekt 1 durch die Rückfläche 21 mit Laserlicht bestrahlt, wobei ein Kovergenzpunkt an dem Objekt 1 vorgesehen wird, um einen modifizierten Bereich M3 in dem Objekt 1 entlang der Schnittlinie 5 wie in 34 gezeigt zu bilden. Insbesondere wird der modifizierte Bereich M3 in dem Silicium-Wafer 11 (im wesentlichen in der Mitte desselben in der Dickenrichtung) ausgebildet, wobei Brüche C1, C2 in der Dickenrichtung von dem modifizierten Bereich M3 aus erzeugt werden. Die Brüche C1, C2 reichen jedoch jeweils nicht bis zu der Rückfläche 21 des Objekts 1 und der Vorderfläche 11a des Silicium-Wafers 11.
Dann wird die Ätzflüssigkeit von der Rückfläche 21 her aufgetragen, sodass ein Bereich 31 auf der Rückfläche 21 des Objekts 1 wie in 35 gezeigt weggeätzt wird. Dann schreitet das Ätzen in dem Bruch C1, in dem modifizierten Bereich M3 und in dem Bruch C2 in dieser Reihenfolge fort, wodurch die Brüche C1, C2 und der modifizierte Bereich M3 selektiv geätzt werden. Danach wird das Dicing-Band 22 wie in 36(a) gezeigt auf die geätzte Rückfläche 21 übertragen, wird das resultierende Produkt wie in 36(b) gezeigt auf den Kopf gestellt und wird das Dicing-Band 16 wie in 36(c) gezeigt abgezogen. Dann wird das Dicing-Band 22 gedehnt, um das Objekt 1 in die Chips 26, 26 zu unterteilen und die Chips 26, 26 voneinander zu trennen. Anschließend wird der Chip 26 entnommen.
Das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform bietet ähnliche Vorteile wie das weiter oben beschriebenenenerste Beispiel. Weil in dieser Ausführungsform die Brüche C1, C2 in der vertikalen Dickenrichtung wie oben beschrieben ausgebildet werden, kann das Objekt geschnitten werden, während veranlasst wird, dass die Ätzflüssigkeit durch die Brüche C1, C2 eindringt. Dadurch kann die Schnittgeschwindigkeit erhöht werden. Weil kein vollständiger Schnitt vorgesehen wird (weil der modifizierte Bereich und die Brüche nicht an der Vorderfläche 3 und der Rückfläche 21 des Objekts freiliegen), können die Dicing-Bänder 16, 22 einfach wieder befestigt werden.
Weil wie oben erwähnt in dieser Ausführungsform weder der modifizierte Bereich M3 noch die Brüche C1, C2 an der Rückfläche 21 des Objekts 1 freiliegen, kann eine Verstreuung von Si und anderen Materialien der Bauelementfläche in der Umgebung verhindert werden, sodass also eine Verunreinigung der Umgebung unterdrückt werden kann. Und weil der modifizierte Bereich M2 und die Brüche C1, C2 nicht an der Rückfläche 21 freiliegen, bricht das Objekt 1 mit dem modifizierten Bereich M3 nicht einfach und weist somit eine hervorragende Transportfähigkeit auf.
Indem die Länge in der Dickenrichtung des auszubildenden modifizierten Bereichs M3 kontrolliert wird, kann in dieser Ausführungsform die Ätztiefe in den Bereichen (wie etwa dem Bereich 31) neben dem modifizierten Bereich etwa in den lateralen Richtungen gesteuert werden.
Zweite erfindungsgemäße Ausführungsform
Im Folgenden wird ein Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei wird auf eine wiederholte Beschreibung von identischen Komponenten wie in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform verzichtet, wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf die Unterschiede konzentriert.
Nachdem in dem Schneidbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform der modifizierte Bereich M3 mit den Brüchen C1, C2 in dem Objekt 1 ausgebildet wurde (siehe 36), wird die Ätzflüssigkeit von der Rückfläche 21 her aufgetragen und wird der Bereich 31 auf der Rückfläche 21 des Objekts 1 wie in 37 gezeigt weggeätzt. Dann schreitet das Ätzen in dem Bruch C1 und in dem modifizierten Bereich M3 in dieser Reihenfolge fort, wodurch der Bruch C1 und der modifizierte Bereich M3 selektiv geätzt werden.
Dabei ist das Objekt 1 mit einer derartigen Ausrichtung angeordnet, dass die Vorderfläche 3 des Objekts 1 höher ist als die Rückfläche 21 (sich das Dicing-Band 16 oben befindet), und wird die Ätzflüssigkeit aufgetragen, indem sie von unten nach oben gespritzt wird, sodass der Bruch C2 nicht geätzt wird. Ein derartiges Verfahren zum Auftragen von Ätzflüssigkeit wird auch ausgeführt, wenn in den folgenden Ausführungsformen ein Bruch gelassen wird.
Dann wird das Dicing-Band 22 wie in 38(a) gezeigt auf die geätzte Rückfläche 21 übertragen, wird das resultierende Produkt wie in 38(b) gezeigt auf den Kopf gestellt und wird das Dicing-Band 16 wie in 38(c) gezeigt abgezogen. Dann wird das Dicing-Band 22 gedehnt, um das Objekt 1 in die Chips 26, 26 zu unterteilen und die Chips 26, 26 voneinander zu trennen, und wird der Chip 26 entnommen.
Das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform bietet ähnliche Vorteile wie die zuvor beschriebene erste Ausführungsform.
Weiteres Beispiel
Im Folgenden wird ein Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einer der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei wird auf eine wiederholte Beschreibung von identischen Komponenten wie in der weiter oben beschriebenen ersten Ausführungsform verzichtet, wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf die Unterschiede konzentriert.
Nachdem in dem Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem Beispiel der modifizierte Bereich M3 mit den Brüchen C1, C2 in dem Objekt 1 ausgebildet wurde (siehe 36), wird die Ätzflüssigkeit von der Außenumfangsfläche 41 des Objekts 1 her aufgetragen (siehe 22), sodass die Brüche C1, C2 und der modifizierte Bereich M3 selektiv wie in 39 gezeigt geätzt werden. Der entlang der Schnittlinie 5 ausgebildete modifizierte Bereich liegt an der Außenumfangsfläche 41 des Objekts 1, d.h. an einem Ende der Schnittlinie 5, frei, wobei das Ätzen unter Verwendung dieses freiliegenden modifizierten Bereichs ausgeführt wird.
Dann wird das Dicing-Band 22 wie in 40(a) gezeigt auf die geätzte Rückfläche 21 übertragen, wird das resultierende Produkt wie in 40(b) gezeigt auf den Kopf gestellt und wird das Dicing-Band 16 wie in 40(c) gezeigt abgezogen. Dann wird das Dicing-Band 22 gedehnt, um das Objekt 1 in die Chips 26, 26 zu unterteilen und die Chips 26, 26 voneinander zu trennen, und wird der Chip 26 entnommen.
Das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem Beispiel bietet ähnliche Vorteile wie die weiter oben beschriebene erste Ausführungsform. In dieser Ausführungsform wird der Ätzprozess wie oben genannt von der Außenumfangsfläche 41 des Objekts 1 her ausgeführt. Es wird also ein Ausgangspunkt für den Ätzprozess vorgesehen, sodass die Ätzflüssigkeit aggressiv in das Objekt eindringt. Dadurch kann verhindert werden, dass die Rückfläche 21 des Objekts 1 geätzt wird, können Beschädigungen an der Seite der Rückfläche 21 des Objekts 1 unterdrückt werden und kann die Ätzgeschwindigkeit erhöht werden.
Weiteres Beispiel
Im Folgenden wird ein Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einem weiteren nicht erfindungsgemäßen Beispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei wird auf eine wiederholte Beschreibung von identischen Komponenten wie in der weiter oben beschriebenen ersten Ausführungsform verzichtet, wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf die Unterschiede konzentriert.
Nachdem in dem Schneidbearbeitungsverfahren gemäß diesem Beispiel der modifizierte Bereich M3 mit den Brüchen C1, C2 in dem Objekt 1 ausgebildet wurde (siehe 36), wird die Ätzflüssigkeit von der Außenumfangsfläche 41 des Objekts 1 her aufgetragen, sodass der modifizierte Bereich M3 selektiv wie in 41 gezeigt geätzt wird. Dabei bleiben die Brüche C1, C2 ungeätzt.
Dann wird das Dicing-Band 22 wie in 42(a) auf die geätzte Rückfläche 21 gezeigt übertragen, wird das resultierende Produkt wie in 42(b) gezeigt auf den Kopf gestellt und wird das Dicing-Band 16 wie in 42(c) gezeigt abgezogen. Dann wird das Dicing-Band 22 gedehnt, um das Objekt 1 in die Chips 26, 26 zu unterteilen und die Chips 26, 26 voneinander zu trennen, und wird der Chip 26 entnommen.
Das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform bietet ähnliche Vorteile wie die weiter oben beschriebene sechste Ausführungsform. Außerdem wird der Ätzprozess in dieser Ausführungsform wie oben genannt von der Außenumfangsfläche 41 des Objekts 1 her ausgeführt, um einen Ausgangspunkt für den Ätzprozess vorzusehen und zu veranlassen, dass die Ätzflüssigkeit aggressiv in das Objekt eindringt. Dadurch kann ein Ätzen der Rückfläche 21 des Objekts 1 verhindert werden, können Beschädigungen an der Rückfläche 21 des Objekts 1 unterdrückt werden und kann die Ätzgeschwindigkeit erhöht werden.
Dritte erfindungsgemäße Ausführungsform
Im Folgenden wird ein Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei wird auf eine wiederholte Beschreibung von identischen Komponenten wie in der weiter oben beschriebenen ersten Ausführungsform verzichtet, wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf die Unterschiede konzentriert.
Nachdem in dem Schneidbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform das Objekt 1 mit dem an der Vorderfläche 3 befestigten Dicing-Band 16 an dem Montagetisch montiert wurde (siehe 23(a)), wird das Objekt 1 durch die Rückfläche 21 mit Laserlicht bestrahlt, wobei ein Konvergenzpunkt an dem Objekt 1 vorgesehen wird, um einen modifizierten Bereich M4 in dem Objekt 1 entlang der Schnittlinie 5 wie in 43 gezeigt auszubilden. Insbesondere wird der modifizierte Bereich M4 in dem Silicium-Wafer 11 (im wesentlichen in der Mitte desselben in der Dickenrichtung) ausgebildet, und wird ein Bruch C3, der sich in der Dickenrichtung erstreckt und an der Vorderfläche 11a des Silicium-Wafers 11 freiliegt, von dem modifizierten Bereich M4 ausgehend erzeugt.
Dann wird die Ätzflüssigkeit von der Rückfläche 21 des Objekts 1 her aufgetragen, sodass der Bereich 31 auf der Rückfläche 21 des Objekts 1 wie in 44 gezeigt weggeätzt wird. Dann schreitet das Ätzen in dem modifizierten Bereich M4 und in dem Bruch C3 in dieser Reihenfolge fort, wodurch der modifizierte Bereich M4 und der Bruch C3 selektiv geätzt werden. Danach wird das Dicing-Band 22 wie in 45(a) gezeigt auf die geätzte Rückfläche 21 übertragen, wird das resultierende Produkt wie in 45(b) gezeigt auf den Kopf gestellt, wird das Dicing-Band 16 wie in 45(c) gezeigt abgezogen und wird der Chip 26 entnommen.
Das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform bietet ähnliche Vorteile wie die weiter oben beschriebene erste Ausführungsform. Weil wie oben genannt in dieser Ausführungsform der an der Vorderfläche 11a des Silicium-Wafers 11 freiliegende Bruch C3 vorgesehen ist, kann das Objekt geschnitten werden, während veranlasst wird, dass die Ätzflüssigkeit durch den Bruch C3 eindringt. Dadurch kann die Schnittgeschwindigkeit erhöht werden.
Weil in dieser Ausführungsform der modifizierte Bereich M4 und der Bruch C3 wie oben genannt nicht an der Rückfläche 21 des Objekts 1 freiliegen, kann ein Verstreuen von Si und anderen Materialien der Bauelementfläche in der Umgebung verhindert werden, wodurch eine Verunreinigung der Umgebung unterdrückt werden kann. Und weil der modifizierte Bereich M4 und der Bruch C3 nicht an der Rückfläche 21 freiliegen, bricht das Objekt 1 mit dem modifizierten Bereich M4 nicht einfach und weist somit eine hervorragende Transportfähigkeit auf.
Indem die Länge in der Dickenrichtung des auszubildenden modifizierten Bereichs M4 kontrolliert wird, kann die Ätztiefe in den Bereichen neben dem modifizierten Bereich etwa in den lateralen Richtungen gesteuert werden.
Und weil der Chip 26 wie oben genannt entnommen wird, ohne dass das Dicing-Band 16 gedehnt wird, kann in dieser Ausführungsform die Taktzeit reduziert werden und können extrem kleine Chips verarbeitet werden, auf die keine externe mechanische Spannung ausgeübt werden kann.
Vierte erfindungsgemäße Ausführungsform
Im Folgenden wird ein Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einer viertenAusführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei wird auf eine wiederholte Beschreibung von identischen Komponenten wie in der zuvor beschriebenen dritten Ausführungsform verzichtet, wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf die Unterschiede konzentriert.
Nachdem in dem Schneidbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform das Dicing-Band 16 von der Rückfläche 21 des Objekts 1 abgezogen wurde (siehe 45(c)), wird das Dicing-Band 22 gedehnt, um das Objekt 1 in die Chips 26, 26 zu unterteilen und die Chips 26, 26 voneinander zu trennen, und wird der Chip 26 entnommen.
Das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform bietet ähnliche Vorteile wie die weiter oben beschriebene dritte Ausführungsform. Weil in dieser Ausführungsform wie oben genannt das Objekt 1 nicht nur durch den Ätzprozess, sondern auch durch das Dehnen des Dicing-Bands 22 in die Chips 26, 26 unterteilt wird, kann das Objekt 1 zuverlässig in die Chips 26, 26 unterteilt werden.
Fünfte erfindungsgemäße Ausführungsform
Im Folgenden wird ein Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei wird auf eine wiederholte Beschreibung von identischen Komponenten wie in der weiter beschriebenen dritten Ausführungsform verzichtet, wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf die Unterschiede konzentriert.
Nachdem in dem Schneidbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform der modifizierte Bereich M4 mit dem Bruch C3 in dem Objekt 1 ausgebildet wurde (siehe 43), wird die Ätzflüssigkeit von der Rückfläche 21 her aufgetragen, sodass der Bereich 31 auf der Rückfläche 21 des Objekts 1 wie in 46 gezeigt weggeätzt wird. Dann schreitet das Ätzen entlang des modifizierten Bereichs M4 fort, wodurch der modifizierte Bereich M4 selektiv geätzt wird. Dabei bleibt der Bruch C3 ungeätzt.
Danach wird das Dicing-Band 22 wie in 47(a) gezeigt auf die geätzte Rückfläche 21 übertragen, wird das resultierende Produkt wie in 47(b) gezeigt auf den Kopf gestellt und wird das Dicing-Band 16 wie in 47(c) gezeigt abgezogen. Dann wird das Dicing-Band 22 gedehnt, um das Objekt 1 in die Chips 26, 26 zu unterteilen und die Chips 26, 26 voneinander zu trennen, und wird der Chip 26 entnommen.
Das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform bietet ähnliche Vorteile wie die weiter oben beschriebene dritte Ausführungsform. Weil in dieser Ausführungsform das Objekt 1 wie oben genannt nicht nur durch den Ätzprozess, sondern auch durch das Dehnen des Dicing-Bands 22 in die Chips 26, 26 unterteilt wird, kann das Objekt 1 zuverlässig in die Chips 26, 26 unterteilt werden.
Sechstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird ein Schneidbearbeitungsverfahren gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei wird auf eine wiederholte Beschreibung von identischen Komponenten wie in der weiter oben beschriebenen ersten Ausführungsform verzichtet, wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf die Unterschiede konzentriert.
Nachdem in dem Schneidbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform das Objekt 1 mit dem an der Vorderfläche 3 befestigten Dicing-Band 16 an dem Montagetisch montiert wurde (siehe 23(a)), wird das Objekt 1 durch die Rückfläche 21 mit Laserlicht bestrahlt, wobei ein Konvergenzpunkt an dem Objekt 1 vorgesehen wird, um eine Vielzahl von modifizierten Bereichen (hier: M3 und M16) in der Dickenrichtung in dem Objekt 1 entlang der Schnittlinie 5 wie in 57(a) gezeigt auszubilden.
Insbesondere wenn der modifizierte Bereich M3 in dem Objekt 1 ausgebildet wird, wird der modifizierte Bereich M16 parallel zu dem modifizierten Bereich M3 auf der Bauelementfläche 3 ausgebildet. Die Brüche C1, C2, die sich in der Dickenrichtung erstrecken, werden von dem modifizierten Bereich M3 ausgehend erzeugt, während die Brüche C6, C7, die sich in der Dickenrichtung erstrecken, von dem modifizierten Bereich M16 ausgehend erzeugt werden. Hier sind die Brüche C2, C6 miteinander verbunden.
Anschließend wird wie in 57(b) gezeigt eine Maske 35 zum Beispiel aus Sin, das gegenüber der Ätzflüssigkeit beständig ist, auf der Rückfläche 21 ausgebildet. Die Maske 35 ist mit einer Öffnung 33 versehen, deren Öffnungsfläche der Ätzbreite entspricht.
Dann wird die Ätzflüssigkeit auf die Rückfläche 21 des Objekts 1 durch die Öffnung 33 der Maske 35 aufgetragen, sodass der Bereich 31 an der Rückfläche 21 des Objekts 1 weggeätzt wird. Das Ätzen schreitet in dem Bruch C1, in dem modifizierten Bereich M3 und in dem Bruch C2 in dieser Reihenfolge fort, wodurch die Brüche C1, C2 und der modifizierte Bereich M3 selektiv geätzt werden. Dabei wird die Ätzzeit kontrolliert, wird das Objekt gewaschen usw., sodass das Ätzen stoppt, bevor die Bauelementfläche 3 erreicht wird, und der modifizierte Bereich M16 gelassen wird.
Dann wird die Maske 35 abgezogen, wird das Dicing-Band 22 auf die Rückfläche 21 übertragen, wird das resultierende Produkt auf den Kopf gestellt und wird das Dicig-Band 16 abgezogen. Dann wird das Dicing-Band 22 wie in 19(c) gezeigt gedehnt, um das Objekt 1 in die Chips 26, 26 von dem als Schnittausgangspunkt dienenden modifizierten Bereich M16 ausgehend zu unterteilen und die Chips 26, 26 voneinander zu trennen (d.h. den modifizierten Bereich M16 als modifizierten Schnittbereich zu verwenden, der zu einem Ausgangspunkt für das Schneiden wird). Die Maske 35 kann dann abgezogen werden, wobei das Objekt aber auch in die Chips unterteilt werden kann, während die Maske 35 gelassen wird.
Das Schneidbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform bietet ähnliche Vorteile wie die weiter oben beschriebene ersten Ausführungsform. Insbesondere weil das Objekt 1 derart geätzt wird, das die Bauelementfläche 3 erhalten wird, kann verhindert werden, dass die Ätzflüssigkeit die Bauelemente 15 beeinträchtigt. Es können also in dieser Ausführungsform Chips 26 mit einer hervorragenden Qualität erhalten werden.
Wenn das Ätzen derart ausgeführt wird, dass die Bauelementfläche 3 nicht erreicht wird (d.h. das Objekt 1 nicht vollständig durch das Ätzen geschnitten wird), wird das Objekt 1 gewöhnlich geschnitten, in dem Brüche von einem vorderen Endteil 31a des durch das Ätzen entfernten Bereichs 31 erzeugt werden. Weil die Entwicklungsrichtung der Brüche von dem vorderen Endteil 31a schwer zu kontrollieren ist, wird das Objekt 1 in diesem Fall unter Umständen nicht genau geschnitten.
Während also die modifizierten Bereiche M3, M16 parallel zueinander in der Dickenrichtung in dem Objekt 1 ausgebildet werden, wird der Ätzprozess in dieser Ausführungsform derart ausgeführt, dass der modifizierte Schnittbereich M16 erhalten wird. Also auch wenn das Ätzen die Bauelementfläche 3 nicht erreicht, wird das Objekt 1 von dem als Schnittausgangspunkt dienenden modifizierten Schnittbereich M16 ausgehend geschnitten, sodass das Objekt 1 also einfach und genau geschnitten werden kann. In dieser Ausführungsform können also Chips 26 mit einer hervorragenden Qualität erhalten werden, indem verhindert wird, dass die Ätzflüssigkeit die Bauelemente 15 beeinträchtigt, und indem das Objekt 1 einfach und genau geschnitten wird.
Wenn das Objekt 1 durch das Ätzen vollständig geschnitten wird, kann die Ätzflüssigkeit die Schnittfläche zwischen dem Bauelement 15 und dem Silicium-Wafer 11 je nach dem Bauelement 15 beeinträchtigen. Im Gegensatz dazu kann diese Ausführungsform eine Beeinträchtigung der Schnittfläche reduzieren, weil das Objekt1 derart geätzt wird, dass die Bauelementfläche 3 erhalten wird.
In dieser Ausführungsform wird die Rückfläche 21 des Objekts 1 wie oben genannt durch die Öffnung 33 der Maske 35 der Ätzflüssigkeit ausgesetzt. Dadurch wird verhindert, dass die Rückfläche 21 derart geätzt wird, das die Ätztiefe (d.h. die Distanz von der Rückfläche 21 zu dem vorderen Endteil 31a des Bereichs 31) variiert. Es kann also eine gleichmäßige Ätztiefe erzielt werden. Deshalb kann das Objekt 1 stabil geschnitten werden, sodass Chips 26 mit einer besseren Qualität erhalten werden können.
Die Brüche C6, C7 werden in dieser Ausführungsform von dem modifizierten Bereich M16 ausgehend erzeugt, wobei aber auch nur einer der Brüche erzeugt werden kann. Weiterhin ist in 58 ein Fall gezeigt, in dem keiner der Brüche C6, C7 erzeugt wird. Ein nicht-modifizierter Bereich N, der sich näher an der Rückfläche 21 befindet als der modifizierte Schnittbereich M16 weist eine Ätzrate auf, die niedriger als diejenige des modifizierten Bereichs ist, und dient damit als Ätzstopper, der das Ätzen verlangsamt, wenn der Bruch C6 nicht erzeugt wird. In diesem Fall dringt die Ätzflüssigkeit nicht durch den Bruch C6 in den modifizierten Schnittbereich M16 ein (siehe 57). Wenn also der Bruch C6 nicht erzeugt wird, kann ein Fortschreiten des Ätzens einfach gestoppt werden, um den modifizierten Bereich M16 zu erhalten.
In dieser Ausführungsform wird der modifizierte Bereich M3 ausgebildet und geätzt, wobei der zu ätzende modifizierte Bereich jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es können verschiedene modifizierte Bereiche geätzt werden, solange das Objekt 1 derart geätzt wird, dass die Bauelementfläche 3 erhalten wird.
In dieser Ausführungsform werden die modifizierten Bereiche M3, M16 parallel zueinander in der Dickenrichtung ausgebildet und werden die Ätzprozesse derart ausgeführt, dass der modifizierte Schnittbereich 16 erhalten wird, wobei aber auch drei oder mehr modifizierte Bereiche in der Dickenrichtung ausgebildet werden können und die Ätzprozesse derart ausgeführt werden können, dass wenigstens einer der modifizierten Bereiche als modifizierter Schnittbereich bleibt.
Vorstehend wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diese beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.
Zum Beispiel wird in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen das Dicing-Band 16 an der Vorderfläche 3 des Objekts 1 befestigt, wird das Objekt 1 derart an dem Montagetisch montiert, dass die Rückfläche 21 nach oben gewandt ist, und wird das Objekt 1 von der Rückfläche 21 her mit Laserlicht bestrahlt (Rückbestrahlung), wobei aber auch die folgenden Lösungen möglich sind. Wie in 48(a) gezeigt, kann das Dicing-Band 16 an der Rückfläche 21 des Objekts 1 befestigt werden und kann das Objekt 1 derart an dem Montagetisch montiert werden, dass die Vorderfläche 3 nach oben gewandt ist und von der Vorderseite 3 (der gezeigten oberen Seite) her mit Laserlicht bestrahlt wird (Vorderbestrahlung) .
Wie in 48(b) gezeigt, kann das Dicing-Band 16 an der Vorderfläche 3 des Objekts befestigt werden und kann das Objekt 1 derart an dem Montagetisch montiert werden, dass die Vorderfläche 3 (das Dicing-Band 16) nach oben gewandt ist und von der Vorderfläche 3 her durch das Dicing-Band 16 mit Laserlicht bestrahlt wird. Wie in 48(c) gezeigt, kann das Dicing-Band 16 an der Rückfläche 21 des Objekts 1 befestigt werden und kann das Objekt 1 derart an dem Montagetisch montiert werden, dass die Rückfläche 21 nach oben gewandt ist und von der Rückfläche 21 her durch das Dicing-Band 16 mit Laserlicht bestrahlt wird.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Schutzfilm 25 vorgesehen, um die Bauelemente 15 vor der Ätzflüssigkeit zu schützen, wobei aber auch auf diesen Schutzfilm verzichtet werden kann, wenn die Bauelemente 15 nicht geschützt zu werden brauchen.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden die modifizierten bereiche derart ausgebildet, dass eine geätzte Schnittfläche des Objekts 1 parallel zu der Dickenrichtung ist, wobei die Laserbedingungen des Laserlichts, die Positionen für die auszubildenden modifizierten Bereiche usw. zum Beispiel derart eingestellt werden können, dass diese Schnittfläche eine vorbestimmte Flächenform erhält. Wenn in diesem Fall ein modifizierter Bereich an einer vorbestimmten Position in dem Objekt ausgebildet wird, kann die geätzte Schnittfläche des Objekts eine gewünschte Oberflächenform wie etwa eine V-Form oder eine halbkreisförmige Form erhalten, indem in dem modifizierten Bereich eine hohe Ätzrate verwendet wird. Dadurch kann zum Beispiel die Biegefestigkeit des Objekts auf einen gewünschten Wert gesetzt werden. Wenn ein modifizierter Bereich derart ausgebildet wird, dass insbesondere der mittlere Teil einer Schnittfläche in der Dickenrichtung geätzt wird, kann zum Beispiel eine vertiefte Schnittfläche in der Mitte in der Dickenrichtung (aus der Richtung entlang der Schnittlinie von der Seite gesehen) erhalten werden. Dadurch wird die Biegefestigkeit der Chips verbessert.
Wenn ein modifizierter Bereich derart ausgebildet wird, dass insbesondere ein Endteil in der Dickenrichtung einer Schnittfläche geätzt wird, kann eine Schnittfläche mit einem abgeschnittenen Endteil in der Dickenrichtung erhalten werden. Auf diese Weise kann auf eine separat auszuführende Nachbearbeitung wie etwa eine Abkantung verzichtet werden.
Beispiele
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben.
Beispiel 1
Es wurde ein Silicium-Bare-Wafer (Vorderfläche: Spiegel; Rückfläche: BG) mit einer Dicke von 300 µm und einem Widerstand von 1 Ω*cm oder mehr vorbereitet, und ein PET-Band (des UV-Typs) wurde an der Rückfläche des Silicium-Bare-Wafers befestigt. Der Silicium-Bare-Wafer wurde dann von der Vorderfläche her mit Laserlicht bestrahlt, um sieben Reihen von modifizierten Bereichen in der Dickenrichtung entlang von Schnittlinien (7 Durchgänge) auszubilden. Dabei wurde ein Halbschnitt auf dem Silicium-Bare-Wafer ausgebildet (wurde ein Bruch an der Vorderfläche freigelegt). Dann wurde der Silicium-Bare-Wafer einem Ätzprozess unterworfen, um das Objekt in eine Vielzahl von Chips zu unterteilen (zu schneiden). Ein KOH mit einer Temperatur von 70°C und einer Konzentration von 32 Gewichtsprozent wurde als Ätzflüssigkeit verwendet, und die Ätzzeit betrug ungefähr 10 Minuten.
Dadurch wurde das Objekt in eine Vielzahl von Chips mit einem Schnittverhältnis von 100% wie in 49(a) und 492(a) gezeigt unterteilt. Wie in 49(b) und 50(b) gezeigt, war die Ätztiefe (der Abstand zwischen benachbarten Chips) derart, dass die Ätzbreite L1 auf der Vorderfläche 20 µm (16 bis 20 µm) betrug, während die Ätzbreite L2 auf der Rückseite 12 µm betrug. Es konnte keine Spanbildung festgestellt werden (die Verarbeitung erfolgte also spanlos). Auf diese Weise konnte der vorteilhafte Effekt eines zuverlässigen Schneidens des Objekts 1 entlang der Schnittlinie 5 bestätigt werden.
Wie in 51 gezeigt, lag die maximale Unregelmäßigkeit der Schnittfläche bei 4 µm und wurden die modifizierten Bereiche vollständig weggeätzt. Außerdem konnte festgestellt werden, dass in den modifizierten Bereichen zurückgebliebene Si-Teile und ähnliches vollständig entfernt wurden. Die Schnittfläche wies einen Endteil an der Rückfläche auf, der um 4 µm (in den Figuren durch L3 wiedergegeben) von dem Endteil an der Vorderfläche vorstand und eine dünne V-Rille aufwies. Dies ist ein Hinweis darauf, dass das Ätzen in der Richtung des Pfeils Q von der Vorderfläche her (in den Figuren von oben) fortschritt.
Beispiel 2
Dann wurde die Beständigkeit der Halteglieder gegenüber der Ätzflüssigkeit in Bezug auf die einzelnen Materialien der Halteglieder geprüft. Insbesondere wurden entsprechende zu bearbeitende Objekte mit daran befestigten Haltegliedern für eine vorbestimmte Zeit in KOH eingetaucht und wurden die Zustände der Halteglieder beobachtet und bewertet. Die Konzentration der Ätzflüssigkeit lag bei 32 Gewichtsprozent. 52 bis 56 zeigen die Ergebnisse.
52 ist eine photographische Ansicht, die den Zustand eines Halteglieds aus Polyolefin nach dem Eintauchen in der Ätzflüssigkeit zeigt. 53 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse der Beständigkeitsprüfung für ein Halteglied aus Polyolefin gegenüber der Ätzflüssigkeit enthält. Und 54 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse einer Beständigkeitsprüfung eines Halteglieds aus PET gegenüber der Ätzflüssigkeit enthält. Wie in 52 und 53 gezeigt, wies das Halteglied aus Polyolefin eine Wellung auf und haben sich periphere Teile des Halteglieds von dem Objekt gelöst, wobei das Halteglied aber in den anderen nicht-peripheren Teilen ausreichend genutzt werden konnte. Wie in 52 gezeigt, trat die Ablösung vor allen an einem Endteil (an dem in den Figuren unteren Endteil) auf, was darauf hinweist, dass die thermische Verformung des Materials eine anisotropische Eigenschaft aufwies. Wie in 54 gezeigt, weist das Halteglied aus PET eine hervorragende Beständigkeit bei einem Ätzen bis zu 30 Sekunden auf. Die nutzbaren Bereiche der Ätzflüssigkeitstemperatur und der Ätzzeit für das Halteglieden gehen deutlich aus den Ergebnissen hervor. Das Halteglied aus einem EVA-Material konnte bei einer Ätzflüssigkeitstemperatur von 67°C und einer Ätzzeit von 30 Sekunden nicht genutzt werden.
55 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse einer Bewertung der Beständigkeit der Halteglieder in Bezug auf die Ätzflüssigkeit bei einer normalen Temperatur enthält. Und Fig. 118 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse einer Bewertung der Beständigkeit der Halteglieder in Bezug auf die Ätzflüssigkeit bei verschiedenen Temperaturen enthält. Wie in 55 gezeigt, war kein Unterschied in den Haltegliedern (Bändern) aus den verschiedenen Materialien festzustellen (die Wellung- und Ablösungseigenschaften waren vorteilhaft) und waren alle Materialien für ein Halteglied geeignet (positive Bewertung). Die Halteglieder stellten die Haftung in vollem Umfang sicher, und nach dem Ätzprozess konnten hydrophile Eigenschaften an den Silicium-Flächen festgestellt werden. Wie aus der Tabelle von 56 hervorgeht, sind ein Dicing-Band aus Polyolefin und ein BG-Band aus PET als Halteglieder zu bevorzugen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann ein zu verarbeitendes Objekt zuverlässig entlang einer Schnittlinie schneiden.

Claims

Bearbeitungsverfahren zum Schneiden eines zu verarbeitenden planen Objekts (1) entlang einer Schnittlinie, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bestrahlen eines Objekts (1) mit Laserlicht, wobei ein Konvergenzpunkt (7) an dem Objekt vorgesehen wird, um einen modifizierten Bereich (M) in dem Objekt entlang der Schnittlinie auszubilden, wobei der modifizierte Bereich (M) derart in dem Objekt ausgebildet wird, dass ein Bruch (C) von dem modidifzierten Bereicht (M) ausgehend auftritt, wobei der modifizierte Bereich derart in dem Objekt ausgebildet wird, dass der modifizierte Bereich und der von dem modifizierten Bereich ausgehend auftretende Bruch nicht an einer Außenfläche des Objekts freilegt, anschließendes Ätzen des entlang der Schnittlinie ausgebildeten modifizierten Bereichs (M) mittels eines Ätzprozesses, der ein Ätzmittel verwedet, das eine höhrere Ätzrate für den modifizierten Bereich als für einen nicht-modifizieren aufweist, wobei eine Ätzflüssigkeit von einer Rückfläche (21) des Objekts her aufgetragen wird und einen Bereich (31) auf der Rückfläche wegäzt, woraufhin das Ätzen in dem Bruch (C) und dem modifizierten Bereich (M3) fortschreitet, wobei kein vollständiger Schnitt bis zu einer der Rückfläche (21) gegenüberliegenden Vorderfläche (3) des Objekts (1) vorgesehen wird.
Schneidbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, das weiterhin einen Schritt zum Befestigen des Objekts an einem Halteglied (22) zum Halten des Objekts (1) umfasst.
Schneidbearbeitungsverfahren nach Anspruch 2, wobei, nachdem das Objekt dem Ätzprozess unterworfen wurde, das Halteglied (22) gedehnt wurde, um das Objekt (1) entlang der Schnittlinie zu schneiden.
Schneidbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der modifizierte Bereich (M) geätzt wird, um das Objekt entlang der Schnittlinie zu schneiden.
Schneidbearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der modifizierte Bereich (M) an einer vorbestimmten Position derart ausgebildet wird, dass eine geätzte Schnittfläche des Objekts eine vorbestimmte Flächenform erhält.
Schneidbearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Kristallebene einer Hauptebene des Objekts eine (111)-Ebene ist.
Schneidbearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, wobei in dem Schritt zum Ausbilden des modifizierten Bereichs (M) eine Vielzahl von modifizierten Bereichten in einer Dickenrichtung des Objekts ausgebildet werden, und wobei der Schritt zum Ätzen des modifizierten Bereichs (M) den Ätzprozess derart ausführt, dass wenigstens einer aus der Vielzahl von modifizierten Bereichten als ein modifizierter Schnittbereich bleibt, um als Ausgangspunkt für das Schneiden zu dienen.