TWI566285B - Wafer processing method and laser processing device - Google Patents

Description

晶圓之加工方法及雷射加工裝置 發明領域

本發明係有關將晶圓沿切割道分割為各個元件之晶圓之加工方法及雷射加工裝置，前述晶圓係於表面由形成格子狀之切割道劃分為複數區域並於區域中形成有元件者。

發明背景

半導體元件製造程序中，略圓板狀之半導體晶圓表面由排列成格子狀且稱為切割道之分割預定線劃分成複數區域，並於該劃分出來之區域中形成IC、LSI等元件。繼之，將半導體晶圓沿切割道切斷，分割形成有元件之區域，製成各個元件。又，於藍寶石基板或碳化矽基板表面積層氮化鎵系化合物半導體等形成之光元件晶圓，同樣沿切割道切斷分割為各個發光二極體、雷射二極體等光元件，廣泛運用於電性機器中。

沿切割道分割晶圓之方法，可嘗試雷射加工方法，係使用對晶圓具穿透性之脈衝雷射光線，於應分割區域之內部定位聚光點照射脈衝雷射光線。利用該雷射加工方法之分割方法，係由晶圓之背面側於內部定位聚光點， 沿切割道照射對晶圓具穿透性波長之脈衝雷射光線，並於晶圓內部沿切割道連續形成改質層，藉由該改質層之形成使切割道之強度降低，再沿切割道施以外力，將晶圓分割成各個元件。(參照專利文獻1為例。)

習知技術文獻 專利文獻

【專利文獻1】日本專利公報特許第2001-96764號

發明概要

且，於形成在晶圓表面之元件之電極通達晶圓背面之所謂TSV之晶圓上，因使電極由晶圓背面突出，因而有蝕刻晶圓背面之情形。若然蝕刻晶圓背面，則背面形成Ra0.02~0.1μm範圍內之粗度，因此一旦由背面側照射對晶圓具穿透性波長之雷射光線，則有雷射光線之穿透有部分受阻，無法形成適當改質層之問題。

本發明係有鑑於上述事實產生者，其主要之技術課題在於提供一種即使晶圓之背面粗糙，亦可由背面側照射對晶圓具穿透性波長之雷射光線，於內部形成適當改質層之晶圓加工方法及雷射加工裝置。

為解決上述主要之技術課題，依據本發明提供一種晶圓之加工方法，係於表面由形成格子狀之切割道劃分 為複數區域且區域中形成有元件之晶圓之內部，沿切割道形成改質層，該加工方法含有下列程序：表面粗糙度圖作成程序，係測量晶圓背面之與切割道相對應區域之表面粗糙度，作成表面粗糙度圖；及改質層形成程序，係由晶圓背面側沿切割道照射對晶圓具穿透性波長之雷射光線，於晶圓內部沿切割道形成改質層；該改質層形成程序，係參照該表面粗糙度圖與對應表面粗糙度預先設定之雷射光線適當輸出圖，控制照射之雷射光線之輸出。

又，依據本發明並提供一種雷射加工裝置，係具備一用以保持被加工物之夾盤台、一用以對該夾盤台所保持之晶圓照射雷射光線之雷射光線照射手段、一用以將該夾盤台與該雷射光線照射手段沿加工進給方向(X軸方向)相對進行加工進給之加工進給手段、一用以將該夾盤台與該雷射光線照射手段沿與加工進給方向(X軸方向)成正交之分度進給方向相對進行分度進給之分度進給手段、一用以檢測該夾盤台之X軸方向位置之X軸方向位置檢測手段、一用以檢測該夾盤台之Y軸方向位置之Y軸方向位置檢測手段、及一基於該X軸方向位置檢測手段與該Y軸方向位置檢測手段檢測出之信號控制輸出調整手段，控制配備於該雷射光線照射手段而用以調整照射之雷射光線之輸出之控制手段；該控制手段具備記憶體，係用以儲存依據被加工物經 雷射光線照射側之入射面中加工區域之表面粗糙度數據作成之表面粗糙度圖、及對應該表面粗糙度圖與表面粗糙度預先設定之雷射光線適當輸出圖，且由被加工物之入射面側於加工區域內部定位聚光點照射對被加工物具穿透性波長之雷射光線，於被加工物內部形成改質層時，參照該表面粗糙度圖與該適當輸出圖控制該輸出調整手段以控制照射之雷射光線之輸出。

本發明之晶圓之加工方法，係包含一測量晶圓背面之與切割道相對應之區域之表面粗糙度，作成表面粗糙度圖之表面粗糙度作成程序、及一由晶圓背面側沿切割道照射對晶圓具穿透性波長之雷射光線，於晶圓內部沿切割道形成改質層之改質層形成程序；改質層形成程序，係參照表面粗糙度圖與對應表面粗糙度預先設定之雷射光線適當輸出圖控制照射之雷射光線之輸出，因此即使晶圓背面粗化，仍可於晶圓內部沿切割道形成適當改質層。

又，本發明之雷射加工裝置具備記憶體，係儲存依據被加工物經雷射光線照射側之入射面中加工區域之表面粗糙度數據作成之表面粗糙度圖、及對應該表面粗糙度圖與表面粗糙度預先設定之雷射光線適當輸出圖，且由被加工物之入射面側於加工區域內部定位聚光點照射對被加工物具穿透性波長之雷射光線，於被加工物內部形成改質層時，參照表面粗糙度圖與適當輸出圖控制輸出調整手段以控制照射之雷射光線之輸出，因此被加工物經雷射光線 照射側之入射面即使粗化，仍可於被加工物之加工區域內部形成適當改質層。

1‧‧‧雷射加工裝置

2‧‧‧靜止基台

3‧‧‧夾盤台機構

4‧‧‧雷射光線照射單元支持機構

5‧‧‧雷射光線照射單元

6‧‧‧攝像手段

8‧‧‧控制手段

10‧‧‧半導體晶圓

10a‧‧‧表面

10b‧‧‧背面

31‧‧‧導軌

32‧‧‧第1滑動塊

33‧‧‧第2滑動塊

34‧‧‧圓筒構件

35‧‧‧覆蓋台

36‧‧‧夾盤台

37‧‧‧加工進給手段

38‧‧‧第1分度進給手段

41‧‧‧導軌

42‧‧‧可動支持基台

43‧‧‧第2分度進給手段

51‧‧‧單元固定座

52‧‧‧雷射光線照射手段

53‧‧‧聚光點位置調整手段

81‧‧‧中央處理裝置

82‧‧‧唯讀記憶體

83‧‧‧可讀寫隨機存取記憶體

84‧‧‧計數器

85‧‧‧輸入介面

86‧‧‧輸出介面

101(a~n)、102(a~n)‧‧‧切割道

103‧‧‧元件

104‧‧‧凸塊(電極)

110‧‧‧改質層

321‧‧‧被導向溝

322‧‧‧導軌

331‧‧‧被導向溝

361‧‧‧吸附夾盤

362‧‧‧夾具

371‧‧‧公螺桿

372‧‧‧脈衝馬達

373‧‧‧軸承塊

374‧‧‧X軸方向位置檢測手段

374a‧‧‧線性標度尺

374b‧‧‧讀頭

381‧‧‧公螺桿

382‧‧‧脈衝馬達

383‧‧‧軸承塊

384‧‧‧Y軸方向位置檢測手段

384a‧‧‧線性標度尺

384b‧‧‧讀頭

421‧‧‧移動支持部

422‧‧‧裝設部

423‧‧‧導軌

431‧‧‧公螺桿

432‧‧‧脈衝馬達

511‧‧‧被導向溝

521‧‧‧套管

522‧‧‧脈衝雷射光線振盪手段

522a‧‧‧脈衝雷射光線振盪器

522b‧‧‧重複頻率設定手段

523‧‧‧輸出調整手段

524‧‧‧聚光器

524a‧‧‧方向轉換鏡

524b‧‧‧聚光透鏡

532‧‧‧脈衝馬達

F‧‧‧環狀框體

T‧‧‧切割膠帶

P‧‧‧聚光點

W‧‧‧被加工物

圖1係依本發明構成之雷射加工裝置之透視圖。

圖2係用以構成圖1所示之雷射加工裝置之雷射光線照射手段之方塊結構圖。

圖3係圖1所示之雷射加工裝置配備之控制手段之方塊結構圖。

圖4(a)~(b)係依本發明之晶圓加工方法加工製成之半導體晶圓之透視圖及主要部分擴大顯示之截面圖。

圖5係顯示將圖4所示之半導體晶圓黏著於裝設在環狀框體中之切割膠帶上之狀態下之透視圖。

圖6(a)~(b)係本發明之晶圓加工方法中表面粗糙度圖作成程序之說明圖。

圖7(a)~(b)係本發明之晶圓加工方法中表面粗糙度圖作成程序之說明圖。

圖8係顯示圖1所示雷射加工裝置配備之控制手段之記憶體中貯存之適當輸出圖之說明圖。

圖9(a)~(c)係本發明之晶圓加工方法中改質層形成程序之說明圖。

用以實施發明之形態

以下參照附圖，詳細說明本發明之晶圓之加工方法及雷射加工裝置之最佳實施形態。

圖1所示者係依本發明構成之雷射加工裝置之透視圖。圖1所示之雷射加工裝置1，係具備有一靜止基台2、一配置於該靜止基台2上可沿箭頭X所示之加工進給方向(X軸方向)移動並用以保持被加工物之夾盤台機構3、一配置於靜止基台2上可沿與X軸方向成正交之箭頭Y所示分度進給方向(Y軸方向)移動之雷射光線照射單元支持機構4、及一配置於該雷射光線照射單元支持機構4上可沿箭頭Z所示之聚光點位置調整方向(Z軸方向)移動之雷射光線照射單元5。

上述夾盤台機構3係具備有一對於靜止基台2上沿X軸方向平行配置之導軌31、31、配置於該等導軌31、31上可沿X軸方向移動之第一滑動塊32、配置於該第1滑動塊32上可沿Y軸方向移動之第2滑動塊33、以圓筒構件34支持於該第2滑動塊33上之覆蓋台35、及作為被加工物保持手段之夾盤台36。該夾盤台36具有一由多孔質材料形成之吸付夾盤361，係藉由一未予圖示之吸附手段將被加工物例如圓盤狀半導體晶圓保持於吸附夾盤361上。如前述構造之夾盤台36係由配置於圓筒構件34內未予圖示之脈衝馬達驅動旋轉。另，夾盤台36中配置有用以固定後述之環狀框體之夾具362。

上述第1滑動塊32於其下面設有用以與前述一對導軌31、31嵌合之一對被導向溝321、321，並於上面設有一對沿Y軸方向平行形成之導軌322、322。如前述構造之第1滑動塊32藉由被導向溝321、321與一對導軌31、31嵌合， 可沿一對導軌31、31於X軸方向上移動。圖示之實施形態之夾盤台機構3，並具備有一用以使第1滑動塊32沿一對導軌31、31於X軸方向上移動之加工進給手段37。該加工進給手段37係包含有一平行配置於前述一對導軌31與31間之公螺桿371、及一用以旋轉驅動該公螺桿371之脈衝馬達372等驅動源。公螺桿371係一端由固定於前述靜止基台2之軸承塊373支持呈旋轉自如之狀態，另一端則與前述脈衝馬達372之輸出軸傳動連結。另，公螺桿371係與突出設於第1滑動塊32之中央部下面但未予圖示之母螺塊中所形成之貫通母螺孔相螺合。因此，可藉由脈衝馬達372驅動公螺桿371正轉及反轉，使第一滑動塊32沿導軌31、31於X軸方向上移動。

圖示之實施形態之雷射加工裝置1係具備有用以檢測前述夾盤台36之加工進給量亦即X軸方向位置之X軸方向位置檢測手段374。X軸方向位置檢測手段374係由沿導軌31配置之線性標度尺374a、及配置於第1滑動塊32並與第1滑動塊32一起沿線性標度尺374a移動之讀頭374b組成。該X軸方向位置檢測手段374之讀頭374b，於圖示之實施形態中係於每1μm將1脈衝之脈衝信號傳送至後述控制手段。繼之後述控制手段計數輸入之脈衝信號，以檢測夾盤台36之加工進給量亦即X軸方向位置。另，使用脈衝馬達372作為前述加工進給手段37之驅動源者，亦可藉由計數用以將驅動信號輸出至脈衝馬達372之後述控制手段之驅動脈衝，檢測夾盤台36之加工進給量亦即X軸方向位置。又，使用伺服馬達作為前述加工進給手段37之驅動源者，藉由將用以檢 測伺服馬達旋轉數之旋轉編碼器所輸出之脈衝信號傳送至後述控制手段，由控制手段計數輸入之脈衝信號，亦可檢測夾盤台36之加工進給量亦即X軸方向位置。

前述第2滑動塊33於下面設有一對被導向溝331、331，係用以與設於前述第1滑動塊32上面之一對導軌322、322嵌合者，藉由將該等被導向槽331、331與一對導軌322、322嵌合，則可於Y軸方向上移動。圖示之實施形態之夾盤台機構3並具備有一第1分度進給手段38，係用以使第2滑動塊33沿設於第1滑動塊32之一對導軌322、322於Y軸方向上移動者。該第1分度進給手段38係包含有一平行配置於前述一對導軌322與322間之公螺桿381、及一用以旋轉驅動該公螺桿381之脈衝馬達382等驅動源。公螺桿381係一端由固定於前述第1滑動塊32上面之軸承塊383支持呈旋轉自如之狀態，另一端則與前述脈衝馬達382之輸出軸傳動連結。另，公螺桿381係與突出設於第2滑動塊33之中央部下面但未予圖示之母螺塊中所形成之貫通母螺孔相螺合。因此，可藉由脈衝馬達382驅動公螺桿381正轉及反轉，使第2滑動塊33沿導軌322、322於X軸方向上移動。

圖示之實施形態之雷射加工裝置係具備有用以檢測前述第2滑動塊33之分度加工進給量亦即Y軸方向位置之Y軸方向位置檢測手段384。該Y軸方向位置檢測手段384係由沿導軌322配置之線性標度尺384a、及配置於第2滑動塊33並與第2滑動塊33一起沿線性標度尺384a移動之讀頭384b組成。該Y軸方向位置檢測手段384之讀頭384b，於圖 示之實施形態中係於每1μm將1脈衝之脈衝信號傳送至後述控制手段。繼之後述控制手段計數輸入之脈衝信號，以檢測夾盤台36之分度進給量亦即Y軸方向位置。另，使用脈衝馬達382作為前述第1分度進給手段38之驅動源者，亦可藉由計數用以將驅動信號輸出至脈衝馬達382之後述控制手段之驅動脈衝，檢測夾盤台36之分度進給量亦即Y軸方向位置。又，使用伺服馬達作為前述第1分度進給手段38之驅動源者，藉由將用以檢測伺服馬達旋轉數之旋轉編碼器所輸出之脈衝信號傳送至後述控制手段，由控制手段計數輸入之脈衝信號，亦可檢測夾盤台36之分度進給量亦即Y軸方向位置。

前述雷射光線照射單元支持機構4係具備有一對於靜止基台2上沿Y軸方向平行配置之導軌41、41、及配置於該等導軌41、41上可沿箭頭Y所示方向移動之可動支持基台42。該可動支持基台42係由配置於導軌41、41、上呈可移動狀態之移動支持部421、及安裝於該移動支持部421之裝設部422組成。裝設部422於一側面設有一對依Z軸方向平行延伸之導軌423、423。圖示之實施形態之雷射光線照射單元支持機構4並具備有一用以使可動支持基台42沿一對導軌41、41於Y軸方向上移動之第2分度進給收段43。該第2分度進給手段43係包含有一平行配置於前述一對導軌41、41間之公螺桿431、及一用以旋轉驅動該公螺桿431之脈衝馬達432等驅動源。公螺桿431係一端由固定於前述靜止基台2但未予圖示之軸承塊支持呈旋轉自如之狀態，另一端則 與前述脈衝馬達432之輸出軸傳動連結。另，公螺桿431係與突出設於用以構成可動支持基台42之移動支持部421中央部下面但未予圖示之母螺塊中所形成之母螺孔相螺合。因此，可藉由脈衝馬達432驅動公螺桿431正轉及反轉，使可動支持基台42沿導軌41、41於Y軸方向上移動。

圖示之實施形態之雷射光線照射單元5係具備有一單元固定座51、及一安裝於該單元固定座51之雷射光線照射手段52。單元固定座51設有一對被導向溝511、511，係可與設於前述裝設部422之一對導軌423、423滑動嵌合者，藉由將該等被導向溝511、511與前述導軌423、423嵌合，可支持單元固定座51於Z軸方向上移動。

圖示之實施形態之雷射光線照射單元5並具備有一用以使單元固定座51沿一對導軌423、423於Z軸方向上移動之聚光點位置調整手段53。聚光點位置調整手段53係包含有一配置於一對導軌423、423間之公螺桿(未予圖示)、及一用以旋轉驅動該公螺桿之脈衝馬達532等驅動源，藉由脈衝馬達532驅動未予圖示之公螺桿正轉及反轉，可使單元固定座51及雷射光線照射手段52沿導軌423、423於Z軸方向上移動。另，圖示之實施形態中係藉由驅動脈衝馬達532正轉，使雷射光線照射手段52朝上方移動，並藉由驅動脈衝馬達532反轉，使雷射光線照射手段52朝下方移動。

圖示之雷射光線照射手段52係包含一固定於前述單元固定座51上並沿實質上水平方向延伸之圓筒狀之套管521。關於該雷射光線照射手段52，參照圖2加以說明。

圖示之雷射光線照射手段52係具備有一配置於前述套管521內之脈衝雷射光線振盪手段522、一用以調整業經該脈衝雷射光線振盪手段522振盪之脈衝雷射光線之輸出之輸出調整手段523、及一將業經該輸出調整手段523調整輸出之脈衝雷射光線照射由上述夾盤台36之保持面保持之被加工物W之聚光器524。

前述脈衝雷射光線振盪手段522係由一用以振盪例如波長為1064nm之脈衝雷射光線之脈衝雷射光線振盪器522a、及一用以設定脈衝雷射光線振盪器522a所振盪之脈衝雷射光線之重複頻率之重複頻率設定手段522b構成。前述輸出調整手段523係用以將經由脈衝雷射光線振盪手段522振盪後之脈衝雷射光線之輸出調整為預定輸出。該等脈衝雷射光線振盪手段522之脈衝雷射光線振盪器522a、重複頻率設定手段522b及輸出調整手段523，係由未予圖示之後述控制手段控制。

前述聚光器524係具備有一用以將由脈衝雷射光線振盪手段522振盪並經輸出調整手段523調整輸出之脈衝雷射光線轉換方向朝向夾盤台36之保持面之方向轉換鏡524a、及一用以將業經該方向轉換鏡524a轉換方向之脈衝雷射光線聚集照射由夾盤台36保持之被加工物W之聚光透鏡524b。前述構造之聚光器524則如圖1所示裝設於套管521前端。

用以構成前述雷射光線照射手段52之套管521之前端部，配置有一用以藉雷射光線照射手段52檢測應予雷 射加工之加工區域之攝像手段6。該攝像手段6除以可見光攝像之一般攝像組件(CCD)外，並由用以對被加工物照射紅外線之紅外線照明手段、用以捕捉該紅外線照明手段所照射之紅外線之光學系統、及用以輸出可對應該光學系統所捕捉之紅外線之電性信號之攝像組件(紅外線CCD)等構成，所拍攝之影像信號則傳送至後述控制手段。

圖示之實施形態之雷射加工裝置1並具備一圖3所示之控制手段8。控制手段8係由電腦構成，具有一依控制程式進行演算處理之中央處理裝置(CPU)81、一用以貯存控制程式等之唯讀記憶體(ROM)82、一用以貯存後述控制圖或被加工物設計值之數據或演算結果等之可讀寫隨機存取記憶體(RAM)83、一計數器84、一輸入介面85及一輸出介面86。控制手段8之輸入介面85中輸入前述X軸方向位置檢測手段374、Y軸方向位置檢測手段384及攝像手段6等所檢測出之信號。繼之，由控制手段8之輸出介面86，對前述脈衝馬達372、脈衝馬達382、脈衝馬達432、脈衝馬達532、雷射光線照射手段52之脈衝雷射光線振盪器522a、重複頻率設定手段522b及輸出調整手段523等輸出控制信號。

其次，針對利用上述雷射加工裝置1實施之晶圓加工方法予以說明。

圖4(a)及(b)所示者係依本發明之晶圓加工方法加工製成之半導體晶圓之透視圖及主要部分擴大顯示之截面圖。圖4(a)及(b)所示之半導體晶圓10係由矽晶圓構成，表面10a由形成格子狀之切割道101與102劃分成複數區域並於區域 中形成有元件103。形成於半導體晶圓10之表面10a之複數個元件103中形成有複數個凸塊(電極)104，該等複數個凸塊(電極)104係呈由表面10a通達背面10b之狀態埋設。如此形成之半導體晶圓10，對背面10b施以蝕刻處理使複數個凸塊(電極)104由背面10b略微突出。經此蝕刻處理後半導體晶圓10之背面10b變粗，表面粗糙度為Ra0.02~0.1μm。

以下說明利用雷射加工裝置1於光元件晶圓10內部沿切割道101及102形成作為斷裂起點之改質層之加工方法。

首先，如圖5所示於裝設於環狀框體F之切割膠帶T表面黏著半導體晶圓10之表面10a(晶圓黏著程序)。因此，黏著於切割膠帶T表面之半導體晶圓10係呈背面10b位於上側之狀態。

前述晶圓黏著程序實施後，實施表面粗糙度圖作成程序，測量半導體晶圓10之背面10b中與切割道101相對應區域之表面粗糙度，作成表面粗糙度圖。該半導體晶圓10之背面10b中與切割道101及102相對應區域之表面粗糙度之測量，舉例言之可使用三豐株式會社(日文原文：株式会社)製造販售之評價型表面粗糙度測定機SURF TEST SV2100。

以下參照圖6及圖7說明表面粗糙度圖作成程序之一例。

首先，如圖6(a)所示，將半導體晶圓10設定成切割道101與X軸方向平行之狀態，並沿切割道101a至切割道101n測量 表面粗糙度。繼之如圖6(b)所示，設定各切割道101a至切割道101n與XY座標相對應之表面粗糙度，作成表面粗糙度圖(1)。

其次，將半導體晶圓10旋動90度後，如圖7(a)所示將半導體晶圓10設定成切割道102與X軸方向平行之狀態，並沿切割道102a至切割道102n測量表面粗糙度。繼之如圖7(b)所示，設定各切割道102a至切割道102n與XY座標相對應之表面粗糙度，作成表面粗糙度圖(2)。

按上述作成之圖6(b)所示表面粗糙度圖(1)及圖7(b)所示表面粗糙度圖(2)，係貯存於前述雷射加工裝置1配備之控制手段8之隨機存取記憶體(RAM)83中。又，隨機存取記憶體(RAM)83並貯存圖8所示之適當輸出圖，該圖係設定雷射光線之輸出達到可對應表面粗糙度形成適當改質層。圖8所示之適當輸出圖，係以縱軸表示表面粗糙度(μm)，以橫軸表示脈衝雷射光線之脈衝能(μJ)。該可對應表面粗糙度形成適當改質層之雷射光線之輸出，係由實驗求得。

將上述圖6(b)所示表面粗糙度圖(1)及圖7(b)所示表面粗糙度圖(2)與圖8所示適當輸出圖貯存於前述雷射加工裝置1配備之控制手段8之隨機存取記憶體(RAM)83後，將半導體晶圓10之切割膠帶T側載置於雷射加工裝置1之夾盤台36上。繼之，啟動未予圖示之吸引手段，隔著切割膠帶T將半導體晶圓10吸引保持於夾盤台36上(晶圓保持程序)。因此，保持於夾盤台36上之半導體晶圓10，係呈背面 10b位於上側之狀態。

如上述業已吸引保持住半導體晶圓10之夾盤台36，藉由加工進給手段37定位於攝像手段6之正下方。夾盤台36一定位於攝像手段6之正下方，即藉由攝像手段6及控制手段8實施校準作業，檢測光元件晶圓10之應予雷射加工之加工區域。即，攝像手段6及控制手段8實施型樣批配等影像處理，以使半導體晶圓10上沿預定方向形成之切割道101對齊用以沿切割道101照射雷射光線之雷射光線照射手段52之聚光器524，完成雷射光線照射位置之校準(校準程序)。此外，對於形成於半導體晶圓10上沿相對前述預定方向成正交之方向延伸之切割道102，同樣實施校準程序。此時，半導體晶圓10之形成有切割道101及102之表面10a係位於下側，但攝像手段6如上述係由紅外線照明手段與用以捕捉紅外線之光學系統及用以輸出與紅外線相對應之電性信號之攝像組件(紅外線CCD)等構成，故可由背面10b穿透拍攝切割道101及102。

如上述實施校準程序後，如圖9(a)所示將夾盤台36移動至雷射光線照射手段52之聚光器524所在之雷射光線照射區域，並將預定之切割道101一端(圖9(a)中為左端)定位於雷射光線照射手段52之聚光器524正下方。繼之，將聚光器524所照射之脈衝雷射光線之聚光點P對準半導體晶圓10之厚度方向中間部。為將聚光器524所照射之脈衝雷射光線之聚光點P定位於半導體晶圓10之預定位置，可採用如日本專利公開公報特開2009-63446號所載之方法，利用保 持於夾盤台之被加工物高度位置檢測裝置檢測保持於夾盤台36之半導體晶圓10之上面之高度位置，並以測得之半導體晶圓10之上面之高度位置為基準啟動聚光點位置調整手段53，將脈衝雷射光線之聚光點P定位於預定位置。其次，由雷射光線照射手段52之聚光器524照射對半導體晶圓10具穿透性波長之脈衝雷射光線，同時使夾盤台36依圖9(a)中箭頭X1所示之加工進給方向以預定加工進給速度移動。接著如圖9(b)所示，若切割道101之另一端(圖9(b)中為右端)到達雷射光線照射手段52之聚光器524之照射位置，則停止照射脈衝雷射光線，同時停止夾盤台36之移動(改質層形成程序)。該改質層形成程序中，控制手段8係參照隨機存取記憶體(RAM)83所貯存之前述圖6(b)所示表面粗糙度圖(1)及圖8所示適當輸出圖，求出對應半導體晶圓10之背面10b中與切割道101相對應區域按XY座標測得之表面粗糙度所設定之雷射光線適當輸出(脈衝能)。隨後，控制手段8控制輸出調整手段523，使業經脈衝雷射光線振盪手段522振盪之脈衝雷射光線之輸出達到適當輸出(脈衝能)。如此一來，即使半導體晶圓10之背面10b之表面粗糙度於Ra0.02~0.1μm之範圍內，仍可對半導體晶圓10如圖9(b)及(c)所示沿切割道101於內部形成適當改質層110。

前述改質層形成程序之加工條件，可設定如下。

光源：半導體激發固體雷射(Nd：YAG)

波長：1064nm

重複頻率：80kHz

平均輸出：0.1~0.7W

脈衝能：1.25~8.75μJ

聚光點直徑：Φ1μm

加工進給速度：100mm/秒

如上所述，沿半導體晶圓10中依預定方向延伸之全部切割道101施以前述改質層形成程序後，使夾盤台36旋動90度，再沿一相對前述預定方向成正交之方向形成之各切割道102實施前述改質層形成程序。沿該切割道102實施改質層形成程序時，控制手段8係參照隨機存取記憶體(RAM)83所貯存之前述圖7(b)所示表面粗糙度圖(1)及圖8所示適當輸出圖，求出對應半導體晶圓10之背面10b中與切割道102相對應區域按XY座標測得之表面粗糙度所設定之雷射光線適當輸出(脈衝能)，並控制輸出調整手段523，使業經脈衝雷射光線振盪手段522振盪之脈衝雷射光線之輸出達到適當輸出(脈衝能)。如此一來，即使半導體晶圓10之背面10b之表面粗糙度於Ra0.02~0.1μm之範圍內，仍可對半導體晶圓10沿切割道102於內部形成適當改質層。

將業經前述改質層形成程序之半導體晶圓10，送往用以沿內部形成有改質層110之切割道101及102進行分割之分割程序。

以上係依據圖示之實施形態說明本發明，但本發明並非僅以實施形態為限，於本發明之技術思想範圍內可做各種變更。舉例言之，實施形態係針對不具表面粗糙度測定機之雷射加工裝置進行說明，但亦可將雷射加工裝置 作成可將攝像手段6傳來之影像資訊傳達表面粗糙度測定機後自行測定表面粗糙度之形式。

10‧‧‧半導體晶圓

10b‧‧‧背面

36‧‧‧夾盤台

52‧‧‧雷射光線照射手段

101‧‧‧切割道

110‧‧‧改質層

524‧‧‧聚光器

P‧‧‧聚光點

T‧‧‧切割膠帶

Claims (2)

1. 一種晶圓之加工方法，係於表面由形成格子狀之切割道劃分為複數個區域且該區域中形成有元件之晶圓之內部，沿切割道形成改質層，該加工方法含有下列程序：表面粗糙度圖作成程序，係測量晶圓背面之與切割道相對應區域之表面粗糙度，作成表面粗糙度圖；及改質層形成程序，係由晶圓背面側沿切割道照射對晶圓具穿透性的波長之雷射光線，於晶圓內部沿切割道形成改質層；該改質層形成程序，係參照該表面粗糙度圖與對應表面粗糙度所預先設定之雷射光線適當輸出圖，控制照射於晶圓之雷射光線之輸出。
2. 一種雷射加工裝置，係具備一用以保持被加工物之夾盤台、一用以對該夾盤台所保持之晶圓照射雷射光線之雷射光線照射手段、一用以將該夾盤台與該雷射光線照射手段沿加工進給方向(X軸方向)相對進行加工進給之加工進給手段、一用以將該夾盤台與該雷射光線照射手段沿與加工進給方向(X軸方向)成正交之分度進給方向相對進行分度進給之分度進給手段、一用以檢測該夾盤台之X軸方向位置之X軸方向位置檢測手段、一用以檢測該夾盤台之Y軸方向位置之Y軸方向位置檢測手段、及一基於該X軸方向位置檢測手段與該Y軸方向位置檢測手段檢測出之信號控制輸出調整手段之控制手段，該輸 出調整手段配備於該雷射光線照射手段而用以調整照射出之雷射光線之輸出；該控制手段具備記憶體，係用以儲存依據被加工物被雷射光線照射側之入射面中的加工區域之表面粗糙度數據作成之表面粗糙度圖、及對應該表面粗糙度圖與表面粗糙度預先設定之雷射光線的適當輸出圖，且由被加工物之入射面側於加工區域內部定位聚光點來照射對被加工物具穿透性波長之雷射光線，於被加工物之內部形成改質層時，參照該表面粗糙度圖與該適當輸出圖來控制該輸出調整手段以控制照射於被加工物之雷射光線之輸出。