激光加工装置、及激光加工方法与流程

本公开的一方面涉及激光加工装置、及激光加工方法。

背景技术：

1、在专利文献1中，记载有激光加工装置，其具备：保持工件的保持机构、对保持机构所保持的工件照射激光的激光照射机构。专利文献1所记载的激光加工装置，使具有聚光透镜的激光照射机构相对于基台固定，通过保持机构来实施沿着与聚光透镜的光轴垂直的方向的工件的移动。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本专利第5456510号公报

5、专利文献2：日本特开2020-069530号公报

技术实现思路

1、发明想要解决的问题

2、但是，在例如半导体元件的制造工序中，有实施从半导体晶圆将其外缘部分作为不要部分来去除的修整加工的情况。。但是，为了从对象物去除该外缘部分，具有在对象物的外缘的内侧沿着延伸成环状的线，使激光的聚光点相对地移动，从而沿着该线形成改性区域时，已知外缘部分被除去而形成的对象物的修整面的质量因场所而降低的担忧。

3、另一方面，根据本发明者的见解，在修整加工时，从对象物的激光的入射面侧，使龟裂从改性区域伸展至其相反侧的面的情况，不是使龟裂沿着对象物的厚度方向而在铅垂方向伸展，而是要求使龟裂在厚度方向上倾斜地向斜向伸展。这是因为，例如在使龟裂沿着厚度方向伸展的情况，要抑制其到达沿着厚度方向配置在对象物的正下方的其他对象物(例如贴合在作为对象物的晶圆的其他晶圆)的情况。即，本发明者对于上述技术领域有新的见解，即要求能够抑制外缘部分被除去的对象物的修整面的质量降低，并且形成斜向龟裂。

4、于是，本公开的一方面，其目的在于，提供能够在抑制外缘部分被除去的对象物的修整面的质量降低并且形成斜向龟裂的激光加工装置及激光加工方法。

5、解决问题的技术手段

6、本发明者，为了解决上述课题而进行深入研究，从而得到以下见解。即，首先，对象物，是以(100)面为主面，且具有与一个(110)面正交的第1结晶方位、和另一个(110)面正交的第2结晶方位的晶圆的情况，以接近第1结晶方位及第2结晶方位中与加工行进方向(聚光点的相对移动的方向)之间的角度较大的一方的方式，来成形相对于加工行进方向倾斜的光束形状，从而可抑制外侧面的质量的降低(例如参照上述的专利文献2)。

7、更具体而言，从改性区域延伸的龟裂，被例如第1结晶方位牵引的情况，使光束形状成为长条状，并使其长边方向的朝向不成为加工行进方向的朝向，而是相对于加工行进方向倾斜成接近与第1结晶方位侧为相反侧的第2结晶方位。由此，认为能对于结晶方位(结晶轴)所致的龟裂伸展力，使光束形状成为长条状来发挥抵消龟裂伸展力的作用，而使龟裂高精度地沿着加工行进方向延伸。

8、另外，从改性区域延伸的龟裂，被例如第2结晶方位牵引的情况，使光束形状成为长条状，并使其长边方向的朝向不成为加工行进方向的朝向，而是相对于加工行进方向倾斜成接近与第2结晶方位侧为相反侧的第1结晶方位。由此，认为能对于结晶方位所致的龟裂伸展力，使光束形状成为长条状来发挥抵消龟裂伸展力的作用，而使龟裂高精度地沿着加工行进方向bd延伸。这些的结果，认为能抑制修整面的质量降低。

9、另一方面，本发明者，基于上述见解进行进一步的研究，而发现即使是基于加工行进方向与结晶结构来如上述那样设定光束形状的长边方向的朝向的情况下，因光束形状的长边方向的朝向与斜向龟裂的倾斜方向之间的关系，有进一步抑制修整面的质量降低的余地。即，光束形状的长边方向的朝向与斜向龟裂的倾斜方向，相对于加工行进方向为同侧的情况，修整面的质量会相对良好，另一方面，光束形状的长边方向的朝向与斜向龟裂的倾斜方向，相对于加工行进方向彼此在相反侧的情况，修整面的质量会有相对不良的情况。

10、特别是，当将规定加工行进方向的线与第2结晶方位正交的点设为0°，将该线与第1结晶方位正交的点设为90°，将该线的0°和90°的中间的点设为45°时，在进行45°的点的加工时，当为光束形状的长边方向的朝向和斜向龟裂的倾斜方向相对于加工行进方向彼此成为相反侧的状态时，容易发生修整面的质量的降低。本公开的一方面是根据以上那样的见解而完成的。

11、即，本公开的一方面的激光加工装置，是用于对对象物照射激光来形成改性区域的激光加工装置，具备：支撑部，其用于支撑对象物；照射部，其用于朝向被支撑部支撑的对象物照射激光；移动部，其用于使激光的聚光区域相对于对象物相对移动；以及控制部，其用于控制移动部及照射部，对象物具有结晶结构，该结晶结构含有：(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与一个(110)面正交的第1结晶方位、和与另一个(110)面正交的第2结晶方位，并且对象物以(100)面成为激光的入射面的方式支撑于支撑部，在对象物，设定有从与入射面交叉的z方向观察时，包含圆弧状的第1区域、及具有与第1区域的边界的圆弧状的第2区域的圆环状的线，照射部具有：成形部，其以从z方向观察时，聚光区域具有长边方向的方式，成形激光，控制部实行：第1加工处理，其通过控制照射部及移动部，而沿着线中的第1区域使聚光区域相对移动，从而沿着第1区域在对象物形成改性区域，并从该改性区域朝向与对象物的入射面为相反侧的相反面，形成相对于z方向斜向延伸的斜向龟裂；以及第2加工处理，其通过控制照射部及移动部，而沿着线中的第2区域使聚光区域相对移动，从而沿着第2区域在对象物形成改性区域，并形成从该改性区域朝向相反面延伸的斜向龟裂，在第1加工处理及第2加工处理中，控制部通过控制成形部，从而将激光成形为：聚光区域的长边方向以接近第1结晶方位及第2结晶方位中的、与作为聚光区域的移动方向的加工行进方向之间的角度较大的一方的朝向相对于加工行进方向倾斜，并通过控制移动部，从而在第1加工处理和第2加工处理中使加工行进方向的顺逆成为相同，当将第2结晶方位与线正交的点设为0°，将第1结晶方位与线正交的点设为90°，将线的0°与90°的中间的点设为45°时，以在第1区域及第2区域中，从z方向观察，长边方向的倾斜的朝向相对于加工行进方向与斜向龟裂的延伸侧成为同侧的一方包含45°的点的方式，设定第1区域和第2区域的边界。

12、或是，本公开的一方面的激光加工方法，是用于对对象物照射激光来形成改性区域的激光加工方法，具备：第1加工工序，其沿着设定于对象物的线中的第1区域使激光的聚光区域相对移动，从而沿着第1区域在对象物形成改性区域，并从该改性区域朝向与对象物的激光的入射面为相反侧的相反面，形成相对于与入射面交叉的z方向斜向延伸的斜向龟裂；以及第2加工工序，其沿着线中的第2区域使聚光区域相对移动，从而沿着第2区域在对象物形成改性区域，并形成从该改性区域朝向相反面延伸的斜向龟裂，对象物具有结晶结构，该结晶结构含有：(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与一个(110)面正交的第1结晶方位、和与另一个(110)面正交的第2结晶方位，并且(100)面设为入射面，在对象物，设定有从z方向观察时，包含圆弧状的第1区域、及具有与第1区域的边界的圆弧状的第2区域的圆环状的线，在第1加工工序及第2加工工序中，将激光成形为：从z方向观察时聚光区域具有长边方向，且聚光区域的长边方向以接近第1结晶方位及第2结晶方位中的、与作为聚光区域的移动方向的加工行进方向之间的角度较大的一方的朝向相对于加工行进方向倾斜，并在第1加工工序和第2加工工序中使加工行进方向的顺逆成为相同，当将第2结晶方位与线正交的点设为0°，将第1结晶方位与线正交的点设为90°，将线的0°与90°的中间的点设为45°时，以在第1区域及第2区域中，从z方向观察，长边方向的倾斜的朝向相对于加工行进方向与斜向龟裂的延伸侧成为同一侧的一方包含45°的点的方式，设定第1区域和第2区域的边界。

13、在这些的装置及方法中，对象物具有结晶结构，该结晶结构含有：(100)面、一个(110)面、另一个(110)面、与一个(110)面正交的第1结晶方位、和与另一个(110)面正交的第2结晶方位。而且，在此，当沿着使激光的聚光区域相对移动的线中的第1区域在对象物形成改性区域的情况(第1加工处理、第1加工工序)、以及当沿着该线中的第2区域在对象物形成改性区域的情况(第2加工处理、第2加工工序)的各个，聚光区域的长边方向以接近第1结晶方位及第2结晶方位中的与加工行进方向之间的角度较大的一方的朝向相对于加工行进方向倾斜的方式，将激光成形。因此，如上述见解所示那样，可抑制修整面的质量降低。

14、另一方面，在这些装置及方法中，在第1加工处理及第2加工处理(第1加工工序及第2加工工序也是同样(以下相同))中，形成从改性区域朝向对象物的与入射面为相反侧的相反面且相对于z方向(与入射面交叉的方向)倾斜地延伸的斜向龟裂。因此，如上述见解所示那样，必须考虑该斜向龟裂的延伸方向和聚光区域的长边方向的朝向的关系。特别是，在进行45°的点的加工时，当为聚光区域的长边方向的朝向和斜向龟裂的倾斜方向相对于加工行进方向彼此成为相反侧的状态时，容易发生修整面的质量的降低。

15、针对这点，在这些装置及方法中，第1区域及第2区域之间的边界，以第1区域及第2区域中的长边方向的倾斜的朝向相对于加工行进方向与斜向龟裂延伸的侧成为同一侧的一方包含45°点的方式设定。换言之，第1区域及第2区域中，以聚光区域的长边方向的朝向和斜向龟裂的倾斜方向相对于加工行进方向彼此成为相反侧的状态进行加工的区域，不会到达线的45°的点。因此，可抑制质量降低。如此，根据这些装置及方法，能够抑制对象物的修整面的质量降低，并且形成斜向龟裂。

16、再者，在这些装置及方法中，在第1加工处理和第2加工处理，加工行进方向的顺逆成为相同。因此，与在第1加工处理和第2加工处理中切换加工行进方向的顺逆的情况相比，可减少激光的聚光区域的相对移动的加减速所需的时间。

17、在本公开的一方面的激光加工装置，也可以为，将第1区域及第2区域中的一方设定成比第1区域及第2区域中的另一方更长。如此，可将第1区域和第2区域的长度设定成不同。

18、在本公开的一方面的激光加工装置中，也可以为，对象物包含：沿着z方向从相反面侧依次排列的第1部分及第2部分，控制部，对于第1部分，将加工行进方向的顺逆设为相同且实行第1加工处理及第2加工处理，并对于第2部分，实行与第1加工处理及第2加工处理不同的其他加工处理，在其他加工处理，控制部，控制照射部及移动部，从而遍及线的全体地使加工行进方向的顺逆成为相同且沿着线使聚光区域相对移动，从而沿着线在对象物形成改性区域及从该改性区域沿着z方向延伸的龟裂。在该情况下，在形成沿着z方向的龟裂的第2部分，遍及线的全体地使加工行进方向的朝向成为相同而进行激光加工。因此，与在第2部分在线的第1区域和第2区域中将加工行进方向的顺逆切换的情况相比，可减少激光的聚光区域的相对移动的加减速所需的时间。

19、在本公开的一方面的激光加工装置中，也可以为，在其他加工处理中，控制部，控制成形部，从而将激光成形为：聚光区域的长边方向沿着加工行进方向。在该情况下，在形成沿着z方向的龟裂的第2部分，不需要以在线的第1区域的加工和第2区域的加工之间使聚光区域的长边方向和加工行进方向的关系变化的方式进行激光的成形，因此可使控制部的处理简略化。

20、在本公开的一方面的激光加工装置，也可以为，对象物包含：与其他构件接合的接合区域，在第1加工处理及第2加工处理中，控制部形成：以随着从入射面朝向相反面而从接合区域的内侧的位置朝向接合区域的外缘的方式倾斜的斜向龟裂。在该情况下，在以斜向龟裂为边界而将对象物的一部分从对象物除去，并留下对象物的残余部分的情况下，能避免对象物跨越与其他构件的接合区域而使对象物的残余部分向外侧延伸。

21、在本公开的一方面的激光加工装置中，也可以为，在第1加工处理及第2加工处理中，控制部实行：第1形成处理，其将z方向的聚光区域的位置设定为第1z位置，并且沿着线使聚光区域相对移动，从而将作为改性区域的第1改性区域及从第1改性区域延伸的龟裂形成在对象物；以及第2形成处理，其将z方向的聚光区域的位置设定为比第1z位置更靠入射面侧的第2z位置，并且沿着线使聚光区域相对移动，从而形成作为改性区域的第2改性区域及从第2改性区域延伸的龟裂，在第1形成处理中，控制部，将与加工行进方向及z方向交叉的y方向的聚光区域的位置设定为第1y位置，在第2形成处理中，控制部，将y方向的聚光区域的位置设定为从第1y位置移位了的第2y位置，并通过成形部的控制，而将激光成形为：使包含y方向及z方向的yz面内的聚光区域的形状，成为至少在比聚光区域的中心更靠入射面侧向移位方向倾斜的倾斜形状，从而在yz面内向移位方向倾斜地形成斜向龟裂。如此，可适当形成相对于z方向倾斜的斜向龟裂。

22、在本公开的一方面的激光加工装置中，也可以为，成形部包含：根据调制图案调制激光，从而成形激光用的空间光调制器，照射部包含：用于将来自空间光调制器的激光朝向对象物聚光的聚光透镜，在第2形成处理，控制部，通过显示于空间光调制器的调制图案的控制，而将激光调制成使聚光区域的形状成为倾斜形状，从而成形激光。该情况下，可使用空间光调制器来容易地成形激光。

23、在本公开的一方面的激光加工装置中，也可以为，调制图案包含：用于对于激光赋予彗形像差的彗形像差图案，在第2形成处理，控制部，控制彗形像差图案的彗形像差的大小，从而进行使聚光区域的形状成为倾斜形状用的第1图案控制。根据本发明者的见解，该情况下，yz面内的聚光区域的形状，形成弧状。即，该情况下，聚光区域的形状，在比聚光区域的中心更靠入射面侧向移位方向倾斜，并在比聚光区域的中心更靠与入射面相反的侧向与移位方向相反的方向倾斜。即使是该情况，也可以形成向移位方向倾斜的斜向龟裂。

24、在本公开的一个方面的激光加工装置中，也可以为，调制图案包含：用于修正激光的球面像差的球面像差修正图案，在第2形成处理中，控制部，相对于聚光透镜的入射瞳面的中心，使球面像差修正图案的中心向y方向偏移，从而进行用于使聚光区域的形状成为倾斜形状的第2图案控制。根据本发明者的见解，在该情况也与利用彗形像差图案的情况同样地，可使yz面内的聚光区域的形状形成为弧状，可形成向移位方向倾斜的斜向龟裂。

25、在本公开的一个方面的激光加工装置中，也可以为，在第2形成处理中，控制部，将相对于沿着加工进行方向的轴线呈非对称的调制图案显示于空间光调制器，从而进行用于使聚光区域的形状成为倾斜形状的第3图案控制。根据本发明者的见解，在该情况下，可使yz面内的聚光区域的形状的整体向移位方向倾斜。在该情况下，也可以形成向偏移方向倾斜的斜向龟裂。

26、在本公开的一个方面的激光加工装置中，也可以为，调制图案，包含：椭圆图案，其用于使在y方向及包含与z方向交叉的x方向和y方向的xy面内的聚光区域的形状成为以x方向为长边的椭圆形状，在第2形成处理中，控制部，以椭圆图案的强度相对于沿着x方向的轴线成为非对称的方式，将调制图案显示于空间光调制器，从而进行用于使聚光区域的形状成为倾斜形状的第4图案控制。根据本发明者的见解，在该情况也可以将yz面内的聚光区域的形状形成为弧状，可形成向移位方向倾斜的斜向龟裂。

27、在本公开的一个方面的激光加工装置中，也可以为，在第2形成处理中，控制部将用于形成在yz面内沿着移位方向排列的多个激光的聚光点的调制图案显示于空间光调制器，从而进行用于使包含多个聚光点的聚光区域的形状成为倾斜形状的第5图案控制。根据本发明者的见解，在该情况也可以形成向移位方向倾斜的斜向龟裂。

28、发明的效果

29、根据本公开的一方面，可提供激光加工装置、及激光加工方法，其抑制外缘部分被去除的对象物的修整面的质量降低，并且形成斜向龟裂。