專(zhuān)利名稱(chēng)：加工對(duì)象物研磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將加工對(duì)象物研磨成規(guī)定的厚度的加工對(duì)象物研磨方法。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的加工對(duì)象物研磨方法，已知是通過(guò)對(duì)板狀的加工對(duì)象物的內(nèi)部照射激 光，從而將加工對(duì)象物的外緣部除去，并在除去外緣部之后對(duì)加工對(duì)象物的主面進(jìn)行研磨 (例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。在這樣的加工對(duì)象物研磨方法中，謀求防止在加工對(duì)象物的外緣 產(chǎn)生刀痕(knife edge)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2006-108532號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問(wèn)題然而，在上述那樣的加工對(duì)象物研磨方法中，在對(duì)加工對(duì)象物進(jìn)行研磨時(shí)，若在 加工對(duì)象物的外緣部產(chǎn)生割裂，則該割裂會(huì)向內(nèi)側(cè)伸展，進(jìn)而產(chǎn)生加工對(duì)象物裂開(kāi)的問(wèn) 題。在被研磨的加工對(duì)象物厚度較薄的情況下，由于在加工對(duì)象物的外緣部容易產(chǎn)生凹口 (chipping)(缺口)，因而這個(gè)問(wèn)題會(huì)更為嚴(yán)重。再者，由于加工對(duì)象物的厚度，也存在為了 除去外緣部而耗費(fèi)很長(zhǎng)的激光加工處理時(shí)間的問(wèn)題。因此，本發(fā)明以提供一種能夠可靠地對(duì)加工對(duì)象物進(jìn)行研磨的加工對(duì)象物研磨方 法為目的。解決問(wèn)題的方法為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所涉及的加工對(duì)象物研磨方法的特征在于，是用于將 板狀的加工對(duì)象物研磨成規(guī)定的厚度的加工對(duì)象物研磨方法，包含通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加 工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光，從而沿著改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)，在加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域的 工序，其中，該改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)從加工對(duì)象物的外緣向規(guī)定的距離的內(nèi)側(cè)并沿著外緣而被 設(shè)定；以及對(duì)加工對(duì)象物的主面進(jìn)行研磨的工序。在該加工對(duì)象物研磨方法中，沿著從加工對(duì)象物的外緣向規(guī)定的距離的內(nèi)側(cè)并沿 著外緣而設(shè)定的改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)，在加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域。利用該改質(zhì)區(qū)域或者從 改質(zhì)區(qū)域延伸的割裂，能夠抑制起因于加工對(duì)象物的研磨而在外緣部產(chǎn)生的割裂向內(nèi)側(cè)伸 展。其結(jié)果，能夠可靠地研磨加工對(duì)象物。在此，“割裂”包括龜裂、裂縫、裂口等(以下相 同)。另外，優(yōu)選，研磨加工對(duì)象物的主面的工序在實(shí)施了形成改質(zhì)區(qū)域的工序之后被 實(shí)施。在該情況下，即使在加工對(duì)象物的研磨中在其外緣部產(chǎn)生割裂，利用改質(zhì)區(qū)域或者從 改質(zhì)區(qū)域延伸的割裂，也能夠抑制割裂向內(nèi)側(cè)伸展。此時(shí)，在形成改質(zhì)區(qū)域的工序中，優(yōu)選，在加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域，使得僅有 從改質(zhì)區(qū)域延伸的割裂殘留于研磨后的加工對(duì)象物。在該情況下，由于在切削后的加工對(duì) 象物中未殘留有改質(zhì)區(qū)域，因而能夠減少粉塵產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明，可以可靠地研磨加工對(duì)象物。


圖1是形成改質(zhì)區(qū)域所使用的激光加工裝置的大致結(jié)構(gòu)圖。圖2是作為改質(zhì)區(qū)域的形成對(duì)象的加工對(duì)象物的平面圖。圖3是沿著圖2的加工對(duì)象物的III-III線(xiàn)的截面圖。圖4是激光加工后的加工對(duì)象物的平面圖。圖5是沿著圖4的加工對(duì)象物的V-V線(xiàn)的截面圖。圖6是沿著圖4的加工對(duì)象物的VI-VI線(xiàn)的截面圖。圖7是表示激光加工后的硅片的切斷面的照片的圖。圖8是表示激光的波長(zhǎng)和硅基板的內(nèi)部的透過(guò)率之間的關(guān)系的圖表。圖9是表示激光的峰值功率密度和裂痕點(diǎn)的大小之間的關(guān)系的圖表。圖10是作為第1實(shí)施方式所涉及的加工對(duì)象物研磨方法的對(duì)象的加工對(duì)象物的 平面圖。圖11是用于說(shuō)明第1實(shí)施方式所涉及的加工對(duì)象物研磨方法的沿著圖10的 XI-XI線(xiàn)的大致截面圖。圖12是圖11的后續(xù)圖。圖13是表示研磨后的加工對(duì)象物的背面?zhèn)鹊钠矫鎴D。圖14是用于說(shuō)明第2實(shí)施方式所涉及的加工對(duì)象物研磨方法的對(duì)應(yīng)于圖11的大 致截面圖。圖15是用于說(shuō)明第3實(shí)施方式所涉及的加工對(duì)象物研磨方法的對(duì)應(yīng)于圖11的大 致截面圖。圖16是圖15的后續(xù)圖。圖17是用于說(shuō)明第4實(shí)施方式所涉及的加工對(duì)象物研磨方法的對(duì)應(yīng)于圖11的大 致截面圖。圖18是用于說(shuō)明第5實(shí)施方式所涉及的加工對(duì)象物研磨方法的對(duì)應(yīng)于圖11的大 致截面圖。圖19是用于說(shuō)明實(shí)施方式所涉及的加工對(duì)象物研磨方法的其它例的對(duì)應(yīng)于圖11 的概大致截面圖。符號(hào)的說(shuō)明l、la、lb、lc、ld、le 加工對(duì)象物5 改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)
7 改質(zhì)區(qū)域21:背面(主面)Cl C5 從改質(zhì)區(qū)域延伸的龜裂E 外緣L 激光P 聚光點(diǎn)
具體實(shí)施例方式以下，針對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。在此，在各圖中， 對(duì)于相同或相當(dāng)?shù)牟糠仲x予相同的符號(hào)，省略重復(fù)的說(shuō)明。在本實(shí)施方式所涉及的加工對(duì)象物研磨方法中，通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)板狀的加工對(duì) 象物的內(nèi)部并照射激光，從而沿著從加工對(duì)象物的外緣向規(guī)定的距離的內(nèi)側(cè)并沿著外緣而 設(shè)定的改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)，在加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域。因此，首先，針對(duì)該改質(zhì)區(qū)域的形 成，參照?qǐng)D1 圖9進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，激光加工裝置100具備使激光L脈沖振蕩等的激光光源101、配置 成使激光L的光軸的方向改變90°的分色鏡(dichroicmirror) 103、用于使激光L聚光的 聚光用透鏡105。另外，激光加工裝置100具備用于支承被由聚光用透鏡105聚光了的激 光L照射的加工對(duì)象物1的支承臺(tái)107、用于使支承臺(tái)107沿著X、Y、Z軸方向以及繞Z軸 旋轉(zhuǎn)的9方向(以下，僅稱(chēng)為“ 0方向”)移動(dòng)的可動(dòng)臺(tái)111、為了調(diào)節(jié)激光L的輸出和脈 沖寬度等而控制激光光源101的激光光源控制部102、用于控制可動(dòng)臺(tái)111的移動(dòng)的可動(dòng)臺(tái) 控制部115。在該激光加工裝置100中，從激光光源101射出的激光L通過(guò)分色鏡103而使其 光軸的方向改變90°，并通過(guò)聚光用透鏡105而被聚光于被載置在支承臺(tái)107上的加工對(duì) 象物1的內(nèi)部。與此同時(shí)，使可動(dòng)臺(tái)111移動(dòng)，從而使加工對(duì)象物1相對(duì)于激光L而沿著改 質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5相對(duì)移動(dòng)。由此，沿著改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5在加工對(duì)象物1中形成作為切斷 的起點(diǎn)的改質(zhì)區(qū)域。以下，對(duì)該改質(zhì)區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。如圖2所示，在板狀的加工對(duì)象物1設(shè)定有作為用于在加工對(duì)象物1中形成改質(zhì) 區(qū)域的預(yù)定線(xiàn)的改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5。改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5是延伸為直線(xiàn)狀的假想線(xiàn)。在加工 對(duì)象物1的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域的情況下，如圖3所示，在使聚光點(diǎn)P對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物1的內(nèi) 部的狀態(tài)下，使激光L沿著改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5 (即沿著圖2的箭頭A方向)相對(duì)地移動(dòng)。由 此，如圖4 圖6所示，改質(zhì)區(qū)域7沿著改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5而被形成于加工對(duì)象物1的內(nèi)部。在此，所謂聚光點(diǎn)P是指激光L聚光的地方。另外，改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5不限于直線(xiàn) 狀，可以是曲線(xiàn)狀，并且不限于假想線(xiàn)，可以是在加工對(duì)象物1的表面3上實(shí)際引出的線(xiàn)。另 外，改質(zhì)區(qū)域7可以被連續(xù)地形成，也可以被間斷地形成。另外，改質(zhì)區(qū)域7可以至少被形 成于加工對(duì)象物1的內(nèi)部。另外，存在以改質(zhì)區(qū)域7為起點(diǎn)而形成有龜裂的情況，龜裂以及 改質(zhì)區(qū)域7可以露出于加工對(duì)象物1的外表面(表面、背面、或者是外周面)。在此，激光L在透過(guò)加工對(duì)象物1的同時(shí)，在加工對(duì)象物1的內(nèi)部的聚光點(diǎn)附近被 特別吸收，由此，在加工對(duì)象物1中形成改質(zhì)區(qū)域7(即內(nèi)部吸收型激光加工)。因而，由于 在加工對(duì)象物1的表面3激光L幾乎不被吸收，因此加工對(duì)象物1的表面3不會(huì)熔融。一 般而言，在通過(guò)從表面3被熔融而被除去從而形成有孔或槽等的除去部(表面吸收型激光 加工)的情況下，加工區(qū)域從表面3側(cè)逐漸地向背面?zhèn)冗M(jìn)展。然而，通過(guò)本實(shí)施方式所形成的改質(zhì)區(qū)域是指成為密度、折射率、機(jī)械強(qiáng)度或者其 它的物理特性與周?chē)煌臓顟B(tài)的區(qū)域。例如存在(1)熔融處理區(qū)域、(2)裂紋區(qū)域、絕緣 破壞區(qū)域、(3)折射率變化區(qū)域等，也存在混合存在有這些區(qū)域的區(qū)域。本實(shí)施方式中的改質(zhì)區(qū)域是通過(guò)激光的局部吸收或者多光子吸收等現(xiàn)象而被 形成的。所謂多光子吸收是指下述現(xiàn)象如果光子的能量hv比材料的吸收的能帶隙(bandgap) Eg小則成為光學(xué)透明，因此在材料中產(chǎn)生吸收的條件為hv > Eg,但是即使是光學(xué) 透明的，如果使激光L的強(qiáng)度足夠大，則在nhv > Eg的條件(η = 2、3、4、…)下在材料中 產(chǎn)生吸收。通過(guò)多光子吸收而形成熔融處理區(qū)域例如被記載于熔接學(xué)會(huì)全國(guó)大會(huì)演講概要 第66集(2000年4月)的第72 73頁(yè)的“由皮秒脈 沖激光而得到的硅的加工特性評(píng)價(jià)”中。另夕卜，也可以利用如“D.Du, X. Liu, G. Korn, J. Squier, and G. Mourou, ‘Laser Induced Breakdown by Impact Ionization in SiO2 with Pulse Widthsfrom 7ns to 150fs，，Appl Phys Lett64 (23), Jun. 6，1994”中所記載的那樣通過(guò)使用脈沖寬度為從幾皮 秒到飛秒(femto second)的超短脈沖激光從而形成的改質(zhì)區(qū)域。(1)改質(zhì)區(qū)域包含熔融處理區(qū)域的情況使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物(例如硅那樣的半導(dǎo)體材料)的內(nèi)部，并在聚光點(diǎn)的電 場(chǎng)強(qiáng)度為lX108(W/cm2)以上且脈沖寬度為Iys以下的條件下照射激光L。由此，在聚光 點(diǎn)附近激光L被吸收從而加工對(duì)象物的內(nèi)部被局部地加熱，通過(guò)該加熱而在加工對(duì)象物的 內(nèi)部形成熔融處理區(qū)域。所謂熔融處理區(qū)域是一旦熔融后再固化的區(qū)域、或是熔融狀態(tài)中的區(qū)域、或是從 熔融狀態(tài)再固化的狀態(tài)的區(qū)域，也能夠指相變化區(qū)域或是結(jié)晶構(gòu)造變化的區(qū)域。另外，所謂 熔融處理區(qū)域也能夠指在單結(jié)晶構(gòu)造、非晶質(zhì)構(gòu)造、多結(jié)晶構(gòu)造中、某一構(gòu)造變化成另一構(gòu) 造的區(qū)域。即例如指從單結(jié)晶構(gòu)造變化成非晶質(zhì)構(gòu)造的區(qū)域、從單結(jié)晶構(gòu)造變化成多結(jié)晶 構(gòu)造的區(qū)域、從單結(jié)晶構(gòu)造變化成包含非晶質(zhì)構(gòu)造及多結(jié)晶構(gòu)造的構(gòu)造的區(qū)域。在加工對(duì) 象物為單晶硅構(gòu)造的情況下，熔融處理區(qū)域是例如非晶硅構(gòu)造。圖7為表示激光所照射的硅片(半導(dǎo)體基板)的一部分中的剖面的照片的圖。如 圖7所示，在半導(dǎo)體基板11的內(nèi)部形成有熔融處理區(qū)域13。對(duì)于在相對(duì)入射的激光的波長(zhǎng)具有透過(guò)性的材料的內(nèi)部形成熔融處理區(qū)域13的 情況進(jìn)行說(shuō)明。圖8為表示激光的波長(zhǎng)與硅基板的內(nèi)部的透過(guò)率之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。在 此，去除了硅基板的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊母髯缘姆瓷涑煞?，僅表示內(nèi)部的透過(guò)率。對(duì)于硅基板 的厚度t分別為50μπι、100μπι、200μπι、500μπι、1000μπι表示上述關(guān)系。例如，在作為Nd:YAG激光的波長(zhǎng)的1064nm中，硅基板的厚度為500 μ m以下的情 況下，已知在硅基板的內(nèi)部80%以上的激光L透過(guò)。圖7所示的半導(dǎo)體基板11的厚度為 350 μ m,因此熔融處理區(qū)域13形成在半導(dǎo)體基板11的中心附近，即距離表面175 μ m的部 分。該情況下的透過(guò)率，參考厚度200 μ m的硅片，則為90%以上，因此激光L只有一些會(huì) 在半導(dǎo)體基板11的內(nèi)部被吸收，絕大部分會(huì)透過(guò)。但是，通過(guò)在lX108(W/cm2)以上且脈沖 寬度為1μ s以下的條件下使激光L聚光在硅片內(nèi)部，從而激光在聚光點(diǎn)及其附近被局部吸 收，在半導(dǎo)體基板11的內(nèi)部形成熔融處理區(qū)域13。在此，在硅片中有時(shí)會(huì)以熔融處理區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn)產(chǎn)生龜裂。另外，有時(shí)會(huì)使龜裂包 含在熔融處理區(qū)域中而形成龜裂，在該情況下，該龜裂有時(shí)是遍及熔融處理區(qū)域中的整個(gè) 面而形成，有時(shí)是僅在一部分或多個(gè)部分上形成。再者，該龜裂有時(shí)會(huì)自然成長(zhǎng)，有時(shí)也會(huì) 因?yàn)閷?duì)硅片施加力而成長(zhǎng)。龜裂從熔融處理區(qū)域自然成長(zhǎng)的情況存在從熔融處理區(qū)域熔 融的狀態(tài)成長(zhǎng)的情況、以及在從熔融處理區(qū)域熔融的狀態(tài)再固化時(shí)成長(zhǎng)的情況中的任意一 個(gè)。在此，無(wú)論何種情況，熔融處理區(qū)域形成在硅片的內(nèi)部，在切斷面上，如圖7所示，在內(nèi)部形成有熔融處理區(qū)域。(2)改質(zhì)區(qū)域包含裂紋區(qū)域的情況向加工對(duì)象物(例如玻璃或是由LiTa03構(gòu)成的壓電材料)的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)，并 在聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為lX108(W/cm2)以上且脈沖寬度為IPs以下的條件下照射激光L。 該脈沖寬度的大小是激光L被吸收而在加工對(duì)象物的內(nèi)部形成裂紋區(qū)域的條件。由此，在 加工對(duì)象物的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生所謂光學(xué)損傷的現(xiàn)象。由于該光學(xué)損傷會(huì)在加工對(duì)象物的內(nèi)部引 起熱應(yīng)變，因此在加工對(duì)象物的內(nèi)部會(huì)形成包含一個(gè)或多個(gè)裂紋的裂紋區(qū)域。裂紋區(qū)域也 可稱(chēng)為絕緣破壞區(qū)域。圖9是表示電場(chǎng)強(qiáng)度與裂紋的大小之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。橫軸為峰值功率 密度，由于激光L為脈沖激光，因此電場(chǎng)強(qiáng)度以峰值功率密度來(lái)表示?？v軸表示由于1脈沖 的激光L而形成在加工對(duì)象物的內(nèi)部的裂紋部分(裂紋點(diǎn))的大小。裂紋點(diǎn)就是集中裂紋 區(qū)域。裂紋點(diǎn)的大小是裂紋點(diǎn)的形狀中長(zhǎng)度最長(zhǎng)的部分的大小。圖表中以黑色圓點(diǎn)表示的 數(shù)據(jù)是聚光用透鏡(C)的倍率為100倍、數(shù)值孔徑(NA)為0. 80的情況。另一方面，圖表中 以白色圓點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)是聚光用透鏡(C)的倍率為50倍、數(shù)值孔徑(NA)為0. 55的情況。 已知峰值功率密度從lOn^/cm2)左右就會(huì)開(kāi)始在加工對(duì)象物的內(nèi)部產(chǎn)生裂紋點(diǎn)，并且隨著 峰值功率密度越大，裂紋點(diǎn)也就越大。(3)改質(zhì)區(qū)域包含折射率變化區(qū)域的情況向加工對(duì)象物(例如玻璃)的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)聚光點(diǎn)，并且在聚光點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為 lX108(ff/cm2)以上且脈沖寬度為Ins以下的條件下照射激光L。這樣，在脈沖寬度極短的 狀態(tài)下，如果激光L在加工對(duì)象物的內(nèi)部被吸收，則該能量不會(huì)轉(zhuǎn)化成熱能，而是會(huì)在加工 對(duì)象物的內(nèi)部引起離子價(jià)數(shù)變化、結(jié)晶化或極化配向等的永遠(yuǎn)的構(gòu)造變化，并形成折射率 變化區(qū)域。在此，所謂改質(zhì)區(qū)域是包含熔融處理區(qū)域、絕緣破壞區(qū)域、折射率變化區(qū)域等或是 混合存在有這些區(qū)域的區(qū)域，是在該材料中改質(zhì)區(qū)域的密度相比于非改質(zhì)區(qū)域的密度發(fā)生 變化的區(qū)域，或是形成有晶格缺陷的區(qū)域。也能夠?qū)⑦@些統(tǒng)稱(chēng)為高密度轉(zhuǎn)移區(qū)域。另外，熔融處理區(qū)域或折射率變化區(qū)域、改質(zhì)區(qū)域的密度相比于非改質(zhì)區(qū)域的密 度發(fā)生變化的區(qū)域、形成有晶格缺陷的區(qū)域，進(jìn)而可能會(huì)在這些區(qū)域的內(nèi)部或在改質(zhì)區(qū)域 與非改質(zhì)區(qū)域的界面包含(內(nèi)包)龜裂(割裂、微裂紋)。所內(nèi)包的龜裂可能會(huì)遍及改質(zhì)區(qū) 域的整個(gè)面或是僅在一部分或多個(gè)部分形成。此外，優(yōu)選，考慮加工對(duì)象物的結(jié)晶構(gòu)造及其劈開(kāi)性等，并且如以下所述形成改質(zhì) 區(qū)域。即在由硅等的鉆石結(jié)構(gòu)的單結(jié)晶半導(dǎo)體構(gòu)成的基板的情況下，優(yōu)選，在沿著(111) 面(第1劈開(kāi)面)或(110)面(第2劈開(kāi)面)的方向上形成改質(zhì)區(qū)域。另外，由GaAs等的 閃鋅礦型結(jié)構(gòu)的III-V族化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的基板的情況下，優(yōu)選，在沿著(110)面的方向 上形成改質(zhì)區(qū)域。再者，在具有藍(lán)寶石(A1203)等的六方晶系的結(jié)晶構(gòu)造的基板的情況下， 優(yōu)選，以(0001)面(C面)為主面，在沿著(1120)面(A面)或(1100)面(M面)的方向上 形成改質(zhì)區(qū)域。另外，如果沿著為了形成上述改質(zhì)區(qū)域的方向(例如沿著單晶硅基板中的(111) 面的方向)或是沿著與為了形成改質(zhì)區(qū)域的方向垂直的方向在基板上形成定向平面(Orientation Flat)，則通過(guò)以該定向平面為基準(zhǔn)，可以容易且正確地在基板上形成改質(zhì) 區(qū)域。接著，對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的加工對(duì)象物研磨方法進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的加工對(duì)象物研磨方法例如是為了形成厚度為15μπι 25μπι(規(guī)定的厚度，以下稱(chēng)為“最終研磨厚度”)的極薄的半導(dǎo)體基板而對(duì)加工對(duì)象物進(jìn)行研磨方法。 如圖10所示，作為研磨加工的對(duì)象的加工對(duì)象物1例如呈由硅構(gòu)成的圓板狀。在此，加工 對(duì)象物1是通過(guò)將圓筒狀的硅錠(silicon ingot)切斷成片狀而形成的。該加工對(duì)象物1 從其外緣E向規(guī)定的距離的內(nèi)側(cè)而設(shè)定改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5。此外，為了便于說(shuō)明，加工對(duì)象 物1省略定向平面。另外，此處的“研磨”是指利用磨石、刀具、蝕刻液等對(duì)表面進(jìn)行機(jī)械、 化學(xué)、電化學(xué)地磨削而使其平滑，而且與研磨的意義相同。該改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5呈沿著加工對(duì)象物1的外緣E的圓環(huán)狀。如圖12(a)所示， 改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5被設(shè)定于加工對(duì)象物1的外緣部25和該外緣部25的內(nèi)側(cè)的有效區(qū)域 26之間的邊界。外緣部25是包含加工對(duì)象物1的呈曲面狀突出的側(cè)面而構(gòu)成的部分。該 外緣部25，在側(cè)視方向，截面呈弓形，其厚度隨著越向外側(cè)而越薄。此外，外緣部25，在側(cè)視 方向，截面也可以為半弓形或矩形，另外，也可以為其厚度隨著越向外側(cè)而越薄的平直的錐 狀。有效區(qū)域26是用于形成利用結(jié)晶成長(zhǎng)所形成的半導(dǎo)體動(dòng)作層、光電二極管等的 受光元件、激光二極管等的發(fā)光元件、或者作為電路而形成的電路元件等的功能元件22。在對(duì)以上所說(shuō)明的加工對(duì)象物1實(shí)施研磨加工的情況下，首先，如圖11(a)所示， 在加工對(duì)象物1的背面(主面)21上貼合膠帶31并保持，將該加工對(duì)象物1以表面3位于 上方的方式載置于可動(dòng)臺(tái)(圖中沒(méi)有表示)。作為此處的膠帶31，使用BG(BackGrind)膠 帶。此外，也可以用保持夾具或保持基板來(lái)保持加工對(duì)象物1并將其載置于可動(dòng)臺(tái)上。在此狀態(tài)下，使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物1內(nèi)部并從加工對(duì)象物1的表面3側(cè)照射 激光L，并使可動(dòng)臺(tái)相對(duì)于激光L沿著θ方向(圖中的箭頭R方向)相對(duì)旋轉(zhuǎn)。由此，如 圖11 (b)所示，沿著外周緣的改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5 (參照?qǐng)D10)，在加工對(duì)象物1的內(nèi)部形成改 質(zhì)區(qū)域7，并從改質(zhì)區(qū)域7的上端部以及下端部，產(chǎn)生沿著厚度方向延伸的龜裂(割裂)C1。 此外，該改質(zhì)區(qū)域7的內(nèi)部也可以包含龜裂。接著，如圖12(a)所示，在加工對(duì)象物1的表面3的有效區(qū)域26，以呈矩陣狀配設(shè) 多個(gè)功能元件22的方式形成多個(gè)功能元件22，之后，如圖12(b)所示，將加工對(duì)象物1上 下翻轉(zhuǎn)而使背面21位于上方。然后，如圖12(c)所示，用研磨磨石32 (磨床)對(duì)加工對(duì)象 物1的背面21進(jìn)行研磨，而使加工對(duì)象物1薄化成最終研磨厚度。在此，在研磨后的加工 對(duì)象物Ia中，僅殘留有龜裂Cl，且該龜裂Cl露出于背面21。即成為半切斷龜裂Cl露出于 背面21的狀態(tài)。在將加工對(duì)象物1薄化之后，沿著通過(guò)相鄰的功能元件22之間那樣的呈格子狀設(shè) 定的切斷預(yù)定線(xiàn)，形成用于切斷加工對(duì)象物1的切斷起點(diǎn)區(qū)域。在此，作為切斷起點(diǎn)區(qū)域， 使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物并照射激光，而形成與改質(zhì)區(qū)域7同樣的切斷用改質(zhì)區(qū)域。切斷 起點(diǎn)區(qū)域也可以是通過(guò)激光磨蝕(laser abrasion)、激光劃線(xiàn)(scribe)、或者是旋轉(zhuǎn)刀切 割(blade dicing)等所形成的溝槽等。然后，將加工對(duì)象物1貼合于擴(kuò)展膠帶，通過(guò)將該 擴(kuò)展膠帶擴(kuò)展，從而以切斷起點(diǎn)區(qū)域?yàn)槠瘘c(diǎn)將加工對(duì)象物1沿著切斷預(yù)定線(xiàn)分割(切斷)。此外，在加工對(duì)象物1的研磨中、研磨后或者擴(kuò)展膠帶擴(kuò)展時(shí)，也可以以改質(zhì)區(qū)域7為起點(diǎn) 沿著改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5 (參照?qǐng)D10)將加工對(duì)象物1切斷。然而，一直以來(lái)，在對(duì)加工對(duì)象物1進(jìn)行研磨而使加工對(duì)象物1薄化的情況下，在 厚度特別薄的外緣部25會(huì)產(chǎn)生凹口或龜裂，且龜裂會(huì)向內(nèi)側(cè)伸展。另外，在加工對(duì)象物1 的研磨中，由于因研磨而施加于加工對(duì)象物1的力，會(huì)在外緣部25產(chǎn)生凹口或龜裂，且龜裂 會(huì)向內(nèi)側(cè)伸展。即起因于加工對(duì)象物1的研磨而在外緣部25產(chǎn)生的龜裂，可能會(huì)朝向有效 區(qū)域26而向內(nèi)側(cè)伸展。針對(duì)這點(diǎn)，在本實(shí)施方式的加工對(duì)象物研磨方法中，沿著從加工對(duì)象物1的外緣E 向規(guī)定的距離的內(nèi)側(cè)而設(shè)定的改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5，在加工對(duì)象物1中形成改質(zhì)區(qū)域7。由 此，利用改質(zhì)區(qū)域7或者從改質(zhì)區(qū)域7延伸的龜裂C1，能夠抑制進(jìn)而隔斷在外緣部25所產(chǎn) 生的割裂朝向有效區(qū)域26而向內(nèi)側(cè)伸展，從而能夠可靠地研磨加工對(duì)象物。在研磨后的加 工對(duì)象物la厚度極薄的本實(shí)施方式中，由于在外緣部25特別容易產(chǎn)生凹口(缺口)，因而 該效果特別顯著。圖13(a)是表示通過(guò)本實(shí)施方式的加工對(duì)象物研磨方法進(jìn)行研磨后的加工對(duì)象 物的背面?zhèn)鹊钠矫鎴D，圖13(b)是沿著圖13(a)的b-b線(xiàn)的截面放大圖。如圖13所示，在 加工對(duì)象物la的外緣部25，在外緣部25產(chǎn)生凹口 27。另外，從凹口 27以及外緣部25延 伸出龜裂28。在此，從上面看時(shí)，龜裂28容易在龜裂C1所延伸的圓周方向上延伸。另外， 朝向加工對(duì)象物1內(nèi)側(cè)的龜裂28的進(jìn)展，會(huì)停止于龜裂C1。即改質(zhì)區(qū)域7以及從改質(zhì)區(qū)域 7延伸的龜裂C1，發(fā)揮作為使龜裂28不向內(nèi)側(cè)伸展的阻止層(stopper)的作用，成為防止 龜裂28從外緣部25向有效區(qū)域26延伸的預(yù)防線(xiàn)。另外，在本實(shí)施方式中，如上所述，加工對(duì)象物1的研磨是在形成改質(zhì)區(qū)域7之后 實(shí)施的。由此，即使在加工對(duì)象物1的研磨中在其外緣部25發(fā)生龜裂28，利用改質(zhì)區(qū)域7 以及從改質(zhì)區(qū)域7延伸的龜裂C1，也能夠抑制龜裂28向內(nèi)側(cè)伸展。另外，在本實(shí)施方式中，如上所述，在研磨后的加工對(duì)象物la僅殘留有龜裂C1。即 以在研磨后的加工對(duì)象物la僅殘留有從改質(zhì)區(qū)域7延伸的龜裂C1的方式，在加工對(duì)象物 1中形成改質(zhì)區(qū)域7。在此情況下，由于在研磨后的加工對(duì)象物la未殘留有改質(zhì)區(qū)域7，因 而能夠減少粉塵產(chǎn)生。另外，在本實(shí)施方式中，如上所述，改質(zhì)區(qū)域7形成在加工對(duì)象物1的外緣部25和 有效區(qū)域26之間的邊界。在此，在加工對(duì)象物1中，由于外緣部25的厚度比有效區(qū)域26 的厚度更薄，因而容易從外緣部25產(chǎn)生龜裂，因此，通過(guò)在外緣部25和有效區(qū)域26之間的 邊界形成改質(zhì)區(qū)域7，從而能夠可靠地抑制龜裂向內(nèi)側(cè)伸展。另外，也可以在外緣部25和有 效區(qū)域26之間的邊界的內(nèi)側(cè)形成改質(zhì)區(qū)域7，在該情況下，與上述同樣的，也能夠可靠地抑 制龜裂向內(nèi)側(cè)伸展。再者，也可以在外緣部25和有效區(qū)域26之間的邊界的外側(cè)形成改質(zhì) 區(qū)域7，在該情況下，能夠充分地有效利用有效區(qū)域。此外，雖然在加工對(duì)象物1中形成改質(zhì)區(qū)域7之后，在其表面3形成功能元件22， 但也可以在表面3形成功能元件22之后，形成改質(zhì)區(qū)域7，改質(zhì)區(qū)域7的形成和功能元件 22的形成的順序不同。關(guān)于這點(diǎn)，在以下的實(shí)施方式中也是同樣的。其次，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的加工對(duì)象物研磨方法進(jìn)行說(shuō)明。此外，在 本實(shí)施方式的說(shuō)明中，主要針對(duì)與上述第1實(shí)施方式不同的點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施方式的加工對(duì)象物研磨方法中，如圖14(a)所示，將從改質(zhì)區(qū)域7的上端 部以及下端部產(chǎn)生沿著厚度方向延伸的龜裂C2的加工對(duì)象物1，配置成背面21位于上方。 然后，如圖14(b)所示，用研磨磨石32來(lái)研磨加工對(duì)象物1的背面21，而使加工對(duì)象物1薄 化成最終研磨厚度。在此，在研磨后的加工對(duì)象物lb中，殘留有改質(zhì)區(qū)域7，改質(zhì)區(qū)域7以 及從該改質(zhì)區(qū)域7延伸的龜裂C2，成為未露出于表面3以及背面21的狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，也實(shí)現(xiàn)了與上述實(shí)施方式相同的效果，即可靠地研磨加工對(duì)象 物1。另外，在本實(shí)施方式中，在研磨后的加工對(duì)象物lb中，由于改質(zhì)區(qū)域7未露出于表面 3以及背面21，因而能夠減少粉塵產(chǎn)生。其次，對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的加工對(duì)象物研磨方法進(jìn)行說(shuō)明。此外，在 本實(shí)施方式的說(shuō)明中，主要針對(duì)與上述第1實(shí)施方式不同的點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式的加工對(duì)象物研磨方法中，如圖15(a)所示，在加工對(duì)象物1的表面 3形成多個(gè)功能元件22并貼合膠帶31，將該加工對(duì)象物1以背面21位于上方的方式載置 于可動(dòng)臺(tái)上。然后，如圖15(b)所示，用研磨磨石32來(lái)研磨加工對(duì)象物1的背面21，而使加 工對(duì)象物1薄化成比最終研磨厚度厚的狀態(tài)。在此，使加工對(duì)象物1薄化成大致一半的厚 度。此外，優(yōu)選，此時(shí)的研磨后的背面21的表面粗糙度為可使后面照射的激光L透過(guò)的粗 糙度程度。在此狀態(tài)下，如圖15(c)所示，使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物1的內(nèi)部并從加工對(duì)象物 1的背面21側(cè)照射激光L，并使可動(dòng)臺(tái)沿著e方向(圖中的箭頭R方向)相對(duì)旋轉(zhuǎn)。由此， 如圖16(a)所示，沿著改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)5在加工對(duì)象物1的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域7，并從該改 質(zhì)區(qū)域7的上端部以及下端部，產(chǎn)生沿著厚度方向延伸的龜裂C3。然后，如圖16(b)所示，再次用研磨磨石32來(lái)研磨加工對(duì)象物1的背面21，而使加 工對(duì)象物1薄化成最終研磨厚度。在此，在研磨后的加工對(duì)象物lc中，僅殘留有龜裂C3，且 該龜裂C3成為露出于表面3以及背面21的狀態(tài)。即成為半切斷龜裂C3露出于表面3以 及背面21的狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，也實(shí)現(xiàn)了與上述實(shí)施方式相同的效果，即可靠地研磨加工對(duì)象 物1的效果。另外，在本實(shí)施方式中，如上所述，由于龜裂C3露出于表面3以及背面21兩 者，因而能夠進(jìn)一步抑制在加工對(duì)象物1的外緣部25所產(chǎn)生的龜裂向內(nèi)側(cè)伸展。其次，對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的加工對(duì)象物研磨方法進(jìn)行說(shuō)明。此外，在 本實(shí)施方式的說(shuō)明中，主要針對(duì)與上述第3實(shí)施方式不同的點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式的加工對(duì)象物研磨方法中，用研磨磨石32來(lái)研磨加工對(duì)象物1的背 面21，而使加工對(duì)象物1薄化成比最終研磨厚度厚的狀態(tài)，之后，如圖17 (a)所示，沿著改質(zhì) 區(qū)域形成線(xiàn)5，在加工對(duì)象物1的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域7，并從該改質(zhì)區(qū)域7的上端部以及下 端部，產(chǎn)生沿著厚度方向延伸的龜裂C4。然后，如圖17(b)所示，用研磨磨石32來(lái)研磨加工對(duì)象物1的背面21，而使加工對(duì) 象物1薄化成最終研磨厚度。在此，在研磨后的加工對(duì)象物Id中，殘留有改質(zhì)區(qū)域7，改質(zhì) 區(qū)域7以及從改質(zhì)區(qū)域7延伸的龜裂C2成為未露出于表面3以及背面21的狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，也實(shí)現(xiàn)了與上述實(shí)施方式相同的效果，即可靠地研磨加工對(duì)象 物1的效果。另外，在本實(shí)施方式中，在研磨后的加工對(duì)象物Id中，由于改質(zhì)區(qū)域7未露出 于表面3以及背面21，因而能夠減少粉塵產(chǎn)生。
其次，對(duì)本發(fā)明的第5實(shí)施方式所涉及的加工對(duì)象物研磨方法進(jìn)行說(shuō)明。此外，在 本實(shí)施方式的說(shuō)明中，主要針對(duì)與上述第3實(shí)施方式不同的點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式的加工對(duì)象物研磨方法中，用研磨磨石32來(lái)研磨加工對(duì)象物1的背 面21，而使加工對(duì)象物1薄化成比最終研磨厚度厚的狀態(tài)，之后，如圖18 (a)所示，沿著改質(zhì) 區(qū)域形成線(xiàn)5，在加工對(duì)象物1的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域7，并從該改質(zhì)區(qū)域7的上端部以及下 端部，產(chǎn)生沿著厚度方向延伸的龜裂C5。然后，如圖18(b)所示，用研磨磨石32來(lái)研磨加工對(duì)象物1的背面21，而使加工對(duì) 象物1薄化成最終研磨厚度。在此，在研磨后的加工對(duì)象物le中，僅殘留有龜裂C5，且該龜 裂C5露出于背面21。即成為半切斷龜裂C5露出于背面21的狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，也實(shí)現(xiàn)了與上述實(shí)施方式相同的效果，即可靠地研磨加工對(duì)象 物1的效果。本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式。例如，在上述實(shí)施方式中，雖然在加工對(duì)象物1貼 合膠帶31，但也可以為可保持加工對(duì)象物1的膠帶以外的保持具，如圖19所示，也可以貼合 被環(huán)狀的切割框架33保持的切割膠帶34。在該情況下，作為在將加工對(duì)象物1分割時(shí)進(jìn)行 擴(kuò)展的擴(kuò)展膠帶，能夠利用切割膠帶34。另外，在上述實(shí)施方式中，在加工對(duì)象物1中形成改質(zhì)區(qū)域7之后，將加工對(duì)象物1 研磨成最終研磨厚度，但與此相反地，也可以在將加工對(duì)象物1研磨成最終研磨厚度之后， 在加工對(duì)象物1中形成改質(zhì)區(qū)域7。然而，在研磨前形成改質(zhì)區(qū)域7，由于能夠在研磨后的 處理等的時(shí)候使從外緣部25產(chǎn)生的龜裂28停止，因而更加優(yōu)選。另外，在上述實(shí)施方式中，改質(zhì)區(qū)域7雖然包含龜裂C1 C5，但也可以?xún)H有改質(zhì)區(qū) 域(熔融處理區(qū)域)。在沿著切斷預(yù)定線(xiàn)在加工對(duì)象物1的內(nèi)部形成作為切斷的起點(diǎn)的改 質(zhì)區(qū)域并將加工對(duì)象物1切斷成小片狀的方法(隱形切割方法，stealth dicing method)、 或者如激光劃線(xiàn)那樣形成溝槽并對(duì)加工對(duì)象物1施加應(yīng)力而將其切斷成小片狀的方法中， 存在有龜裂，會(huì)在擴(kuò)展切割膠帶時(shí)容易對(duì)加工對(duì)象物1施加應(yīng)力并使加工對(duì)象物1的切斷 變得容易，并且使外緣部25的切斷也變得容易。另外，上述實(shí)施方式雖然在由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的加工對(duì)象物1中形成包含熔融處 理區(qū)域的改質(zhì)區(qū)域7，但也可以在由玻璃或壓電材料等的其它材料所構(gòu)成的加工對(duì)象物的 內(nèi)部形成裂紋區(qū)域或折射率變化區(qū)域等的其它的改質(zhì)區(qū)域。另外，上述實(shí)施方式中的龜裂 也可以是裂縫以及裂口等的割裂。此外，在本發(fā)明中，在沿著外緣(外周圓)E形成改質(zhì)區(qū)域7的研磨后的加工對(duì)象 物1中，能夠利用由上述的隱形切割方式或激光劃線(xiàn)得到的切斷方式、由激光得到的完全 切斷方式、以及旋轉(zhuǎn)刀切割等的切斷方法。根據(jù)本發(fā)明，可以可靠地研磨加工對(duì)象物。
權(quán)利要求
一種加工對(duì)象物研磨方法，其特征在于，是用于將板狀的加工對(duì)象物研磨成規(guī)定的厚度的加工對(duì)象物研磨方法，所述加工對(duì)象物研磨方法包含，形成改質(zhì)區(qū)域的工序，通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)所述加工對(duì)象物的內(nèi)部并照射激光，從而沿著改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)，在所述加工對(duì)象物中形成改質(zhì)區(qū)域，其中，該改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)從所述加工對(duì)象物的外緣向規(guī)定的距離的內(nèi)側(cè)并沿著所述外緣而設(shè)定；以及對(duì)所述加工對(duì)象物的主面進(jìn)行研磨的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的加工對(duì)象物研磨方法，其特征在于，對(duì)所述加工對(duì)象物的所述主面進(jìn)行研磨的工序在形成所述改質(zhì)區(qū)域的工序之后被實(shí)施。
3.如權(quán)利要求2所述的加工對(duì)象物研磨方法，其特征在于，在形成所述改質(zhì)區(qū)域的工序中，以?xún)H有從所述改質(zhì)區(qū)域延伸的割裂殘留于研磨后的所 述加工對(duì)象物中的方式，在所述加工對(duì)象物中形成所述改質(zhì)區(qū)域。
全文摘要
提供能夠可靠地研磨加工對(duì)象物的加工對(duì)象物研磨方法。通過(guò)使聚光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)加工對(duì)象物(1)的內(nèi)部并照射激光，從而沿著從加工對(duì)象物(1)的外緣向規(guī)定的距離的內(nèi)側(cè)并沿著外緣而設(shè)定的改質(zhì)區(qū)域形成線(xiàn)，在加工對(duì)象物(1)形成改質(zhì)區(qū)域(7)，對(duì)加工對(duì)象物(1)的背面(21)進(jìn)行研磨。其結(jié)果，利用該改質(zhì)區(qū)域(7)或從改質(zhì)區(qū)域(7)延伸的龜裂(C1)，能夠抑制起因于加工對(duì)象物(1)的研磨而在外緣部(25)產(chǎn)生的龜裂向內(nèi)側(cè)伸展，從而可以防止加工對(duì)象物(1)的割裂。
文檔編號(hào)H01L21/301GK101878092SQ20088011828
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者內(nèi)山直己 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社