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TWI760531B - 切斷加工方法（一） - Google Patents

切斷加工方法（一） Download PDF

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TWI760531B
TWI760531B TW107124812A TW107124812A TWI760531B TW I760531 B TWI760531 B TW I760531B TW 107124812 A TW107124812 A TW 107124812A TW 107124812 A TW107124812 A TW 107124812A TW I760531 B TWI760531 B TW I760531B
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cutting
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真鍋俊樹
妹尾武彥
泉浩一
莊所正
荻原孝文
坂本剛志
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日商岩谷產業股份有限公司
日商濱松赫德尼古斯股份有限公司
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Abstract

本發明關於一種切斷加工方法，具有於加工對象物形成改質區域之工序，以及於加工對象物形成改質區域後，沿切斷預定線來於加工對象物形成溝槽之工序。形成溝槽之工序中，會從加工對象物的表面朝內面來實施第1乾蝕刻處理。於第1乾蝕刻處理後，會將加工對象物置放在較第1乾蝕刻處理時要減壓之氛圍下來實施第1減壓處理。於第1減壓處理後，會從加工對象物的表面朝內面來實施2乾蝕刻處理。

Description

切斷加工方法(一)
本發明係關於一種切斷加工方法，特別是關於一種用以沿切斷預定線來切斷板狀加工對象物之切斷加工方法。
過去，已知有一種使聚光點對焦在板狀加工對象物來照射雷射光藉以形成改質區域後，對改質區域實施蝕刻處理之加工方法。此加工方法已記載於例如日本特開2004-359475號公報(專利文獻1)。此公報所記載之加工方法中，係使用濕蝕刻處理來作為對改質區域所實施之蝕刻處理。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2004-359475號公報
考慮了使用上述公報所記載之加工方法來切斷半導體基板等加工對象物之切斷加工方法。由作為加工對象物之半導體基板所形成晶粒的尺寸較小之情況，則相較濕蝕刻處理要能夠進行微細加工之乾蝕刻處理會較為適當。若使用一般的乾蝕刻處理來作為對改質區域所實施之蝕刻處理的情況，由於沿切斷預定線所形成之溝槽的寬度會變得狹窄，故蝕刻氣體會不易進入溝槽。於是，便有形成溝槽之速度較小的問題。
本發明係鑑於上述課題所發明者，其目的為提供一種可加快沿切斷預定線來形成溝槽的速度之切斷加工方法。
本發明之切斷加工方法係用以沿切斷預定線來切斷板狀加工對象物者。切斷加工方法具有：使聚光點對焦在加工對象物來照射雷射光，藉以沿切 斷預定線來於加工對象物形成改質區域之工序，以及於加工對象物形成改質區域後，沿切斷預定線來於加工對象物形成溝槽之工序。形成溝槽之工序中，會從加工對象物的表面朝內面來實施第1乾蝕刻處理。於第1乾蝕刻處理後，會將加工對象物置放在較第1乾蝕刻處理時要減壓之氛圍下來實施第1減壓處理。於第1減壓處理後，會從加工對象物的表面朝內面來實施2乾蝕刻處理。
依據本發明之切斷加工方法，便可加快沿切斷預定線來形成溝槽的速度。
1‧‧‧加工對象物
3‧‧‧表面
4‧‧‧內面
5‧‧‧切斷預定線
7‧‧‧改質區域
9‧‧‧溝槽
100‧‧‧雷射加工裝置
200‧‧‧蝕刻處理裝置
201‧‧‧腔室
202‧‧‧台座
203‧‧‧壓力計
204‧‧‧溫度計
205、207、208、211‧‧‧閥
206‧‧‧真空幫浦
209、212‧‧‧流量控制器
210‧‧‧第1氣體供應裝置
213‧‧‧第2氣體供應裝置
圖1為本發明之實施型態相關的切斷加工方法中之加工對象物的概略平面圖。
圖2為沿圖1的II-II線之剖面圖。
圖3為本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，改質區域的形成所使用之雷射加工裝置的概略結構圖。
圖4為本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，成為改質區域的形成對象之加工對象物的概略平面圖。
圖5為沿圖4的V-V線之剖面圖。
圖6為本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，雷射加工後之加工對象物的概略平面圖。
圖7為沿圖6的VII-VII線之剖面圖。
圖8為沿圖6的VIII-VIII線之剖面圖。
圖9為本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，形成有改質區域後之加工對象物的概略平面圖。
圖10為沿圖9的X-X線之剖面圖。
圖11為本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，溝槽的形成所使用之蝕刻處理裝置的概略結構圖。
圖12為本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，形成有溝槽後之加工對象物的概略平面圖。
圖13為沿圖12的XIII-XIII線之剖面圖。
圖14為圖10之區域A的剖面放大圖。
圖15係用以說明對圖10的區域A所實施之第1乾蝕刻處理的剖面放大圖。
圖16係用以說明對圖10的區域A所實施之第1減壓處理的剖面放大圖。
圖17係用以說明對圖10的區域A所實施之第2乾蝕刻處理的剖面放大圖。
圖18係用以說明對圖10的區域A所實施之第2減壓處理的剖面放大圖。
圖19係用以說明對圖10的區域A所實施之第3乾蝕刻處理的剖面放大圖。
圖20為分割後之加工對象物的概略平面圖。
圖21為沿圖20的XXI-XXI線之剖面圖。
圖22係用以說明本發明之實施型態相關的切斷加工方法之流程圖。
圖23為本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，雷射加工後的加工對象物中之TEG形成區域的概略剖面圖。
圖24係用以說明對圖23的TEG形成區域所實施之第1乾蝕刻處理的剖面放大圖。
以下，針對本發明之實施型態相關的切斷加工方法，參閱圖式來加以說明。此外，只要是未特別說明，則針對相同的要素係賦予相同的符號而未重複其說明。
參閱圖1及圖2來準備本發明之實施型態相關之切斷加工方法的加工對象物1。如圖1及圖2所示，加工對象物1為例如半導體基板。以下，便就加工對象物1為半導體基板的情況來加以說明。
作為加工對象物1之半導體基板係構成為略圓板狀。加工對象物(半導體基板)1的外周係設置有定向平面2。加工對象物(半導體基板)1為例如矽 (Si)晶圓等。
加工對象物(半導體基板)1的表面3係設置有複數功能元件(圖中未顯示)。亦即，加工對象物(半導體基板)1係包含有基板本體，以及配置於基板本體的表面之複數功能元件。功能元件為例如藉由結晶成長所形成之半導體動作層、光電二極體等感光元件、雷射二極體等發光元件、或作為電路所形成之電路元件等。複數功能元件係陣列狀地設置在平行於半導體基板的定向平面2之方向及垂直於半導體基板的定向平面2之方向。
接著，參閱圖3~圖10，針對本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，改質區域的形成來加以說明。首先，針對改質區域的形成所使用之雷射加工裝置100來加以說明。
如圖3所示，雷射加工裝置100具有：雷射光源101，會使雷射光(加工用雷射光)L脈衝振盪；雙向色鏡103，係配置為會將雷射光L的光軸方向改變90°；以及聚光用透鏡105，係用以將雷射光L聚光。又，雷射加工裝置100具有：支撐台107，係用以支撐藉由聚光用透鏡105而被聚光之雷射光L所照射的加工對象物(半導體基板)1；台座111，係用以使支撐台107移動於X、Y、Z軸方向；雷射光源控制部102，會控制用以調節雷射光L的輸出或脈衝寬幅等之雷射光源101；以及台座控制部115，會控制台座111的移動。
此雷射加工裝置100中，從雷射光源101所射出之雷射光L係藉由雙向色鏡103來將其光軸方向改變90°，並藉由聚光用透鏡105來聚光在支撐台107上所載置之加工對象物(半導體基板)1的內部。與此同時，移動台座111來使加工對象物(半導體基板)1相對於雷射光L而沿切斷預定線來相對移動。藉此，便會沿切斷預定線5而於加工對象物(半導體基板)1形成有成為切斷的起點之改質區域。以下，便針對此改質區域來詳細地說明。
如圖4所示，板狀加工對象物(半導體基板)1係設定有用以切斷加工對象物(半導體基板)1之切斷預定線5。切斷預定線5為直線狀地延伸之假想線。於加工對象物1的內部形成改質區域之情況，如圖5所示，係使聚光點P聚焦在加工對象物(半導體基板)1的內部之狀態下，沿切斷預定線5(即圖4之箭頭A方向)來使雷射光L相對移動。藉此，便會如圖6~圖8所示般地，沿切斷預定線5而於加工對象物(半導體基板)1的內部形成有改質區域7，則沿切斷預定線5所形成之改質區域7便會成為切斷起點區域8。
此外，所謂聚光點P為雷射光L所聚光之部位。又，切斷預定線5不限於直線狀而亦可為曲線狀，且不限於假想線而亦可為實際畫在加工對象物1的表面3之線。又，改質區域7會有連續地形成之情況，或是斷續地形成之情況。又，改質區域7只要至少形成於加工對象物1的內部即可。又，會有以改質區域7為起點而形成有龜裂之情況，龜裂及改質區域7亦可露出於加工對象物1的外表面(表面、內面或外周面)。
改質區域7係指密度、折射率、機械性強度或其他的物理特性會成為與周圍相異的狀態之區域。例如，有熔融處理區域、裂縫區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域等，亦有混合該等之區域。
再次參閱圖3，將加工對象物(半導體基板)1固定在雷射加工裝置100的支撐台107上。然後，以加工對象物(半導體基板)1的表面3作為雷射光入射面來使聚光點P聚焦在加工對象物(半導體基板)1的內部而照射雷射光L，並藉由支撐台107的移動來通過相鄰的功能元件間般，而沿格子狀所設定之切斷預定線5來使聚光點P做掃描。又，在切斷預定線5上，沿加工對象物(半導體基板)1的厚度方向來使聚光點P做掃描。
藉此，如圖9所示，則加工對象物(半導體基板)1上便會格子狀地形成有改質區域7。又，如圖10所示，加工對象物(半導體基板)1的內部係從加工對象物(半導體基板)1的表面3側朝內面4側而形成有改質區域7。亦即，加工對象物(半導體基板)1的厚度方向上會形成有改質區域7。
亦可以加工對象物(半導體基板)1之表面側之改質區域7的形成狀態與內面側之改質區域7的形成狀態會成為大致相同之方式來形成改質區域7。此情況下，在加工對象物(半導體基板)1的厚度方向上，從加工對象物(半導體基板)1的中央至表面3之改質區域7的形成狀態，與從該中央至內面4之改質區域7的形成狀態便會成為大致相同。亦即，改質區域7係在加工對象物(半導體基板)1的厚度方向上，相對於該中央而對稱地形成。
接著，參閱圖11~圖19，針對本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，溝槽9的形成來加以說明。首先，針對溝槽9的形成所使用之蝕刻處 理裝置200來加以說明。
如圖11所示，蝕刻處理裝置200係具有腔室201、台座202、壓力計203、溫度計204、閥205、真空幫浦206、閥207、閥208、流量控制器209、第1氣體供應裝置210、閥211、流量控制器212及第2氣體供應裝置213。
蝕刻處理裝置200中，腔室201係構成為會收納形成有改質區域7之加工對象物(半導體基板)1。加工對象物(半導體基板)1會被載置於腔室201內所配置之台座202。台座202係構成為可調整溫度。藉由台座202上載置有加工對象物(半導體基板)1之狀態下來加熱台座202，則加工對象物(半導體基板)1便會被加熱為與台座202相同溫度。
腔室201係連接有用以測量腔室201內的壓力之壓力計203。台座202係連接有用以依據台座202的溫度來測量加工對象物1的溫度之溫度計204。溫度計204係連接於台座202，藉由測量台座202的溫度，來測量被加熱至與台座202相同溫度之加工對象物(半導體基板)1的溫度。腔室201係透過閥205且藉由配管而連接有真空幫浦206。真空幫浦206為例如渦輪分子幫浦、機械助推幫浦等。
腔室201係透過閥207、閥208、流量控制器209且藉由配管而連接有第1氣體供應裝置210。第1氣體供應裝置210係構成為可供應第1蝕刻氣體。又，腔室201係透過閥207、閥211、流量控制器212且藉由配管而連接有第2氣體供應裝置213。第2氣體供應裝置213係構成為可供應第2蝕刻氣體。第2蝕刻氣體可為與第1蝕刻氣體相同的蝕刻氣體，或是不同的蝕刻氣體。閥205、閥207、閥208、閥211為例如電子調整閥等。流量控制器209、212為例如質量流量計等。
此外，圖11中，蝕刻處理裝置200除了第1氣體供應裝置210以外係具有第2氣體供應裝置213，但亦可僅具有第1氣體供應裝置210。亦即，蝕刻處理裝置200亦可僅具有1個氣體供應裝置。又，蝕刻處理裝置200亦可具有3個以上氣體供應裝置。
如圖12及圖13所示，蝕刻處理裝置200中，係從加工對象物(半導體基板)1的表面3朝內面4來實施乾蝕刻處理。乾蝕刻處理為使用例如六氟化硫(SF6)、八氟環丁烷(C4F8)及氧(O2)的混合氣體之異向性乾蝕刻處理。藉此，則加工對象物(半導體基板)1的表面3便會被蝕刻。此時，加工對象物(半導體基板)1中，由於例如為多晶矽之改質區域7的蝕刻率係較例如為單晶矽之非改質區域的蝕刻率要來得高，故會沿切斷預定線5而於加工對象物(半導體基板)1的表面3形成有溝槽9。此外，乾蝕刻處理可在功能元件上形成有例如光阻之狀態下來實施。此光阻在乾蝕刻處理結束時便會被去除。
又，將加工對象物(半導體基板)1置放在較乾蝕刻處理時要減壓之氛圍下來實施減壓處理。減壓處理中，係藉由真空幫浦206的稼働來使腔室201內成為真空。亦即，減壓處理中，腔室201內會被抽真空。乾蝕刻處理所產生之反應完的潛在反應副生成物會透過真空幫浦206而通過配管被排出。
進一步地，參閱圖14~圖19，針對溝槽9的形成來詳細地說明。圖14~圖19係對應於圖10及圖13中以一點鏈線所圍繞的區域A。
如圖14所示，當加工對象物(半導體基板)1形成有改質區域7後，沿圖4所示之切斷預定線5來於加工對象物(半導體基板)1形成溝槽9。如圖15所示，係從加工對象物(半導體基板)1的表面3朝內面4來對加工對象物(半導體基板)1實施第1乾蝕刻處理。藉由第1乾蝕刻處理，則加工對象物(半導體基板)1的表面3便會被蝕刻。進一步地，從加工對象物(半導體基板)1的表面3朝內面4而至改質區域7的中途會形成有溝槽9。
如圖16所示，於第1乾蝕刻處理後實施第1減壓處理。第1減壓處理中，係將加工對象物(半導體基板)1置放在較第1乾蝕刻處理時要減壓之氛圍下。藉此，來將第1乾蝕刻處理時之反應完的潛在反應副生成物從圖11所示腔室201內去除。於是，因第1乾蝕刻處理所形成而殘留於溝槽9內之反應完的潛在反應副生成物便會從溝槽9內被去除。
如圖17所示，於第1減壓處理後，從加工對象物(半導體基板)1的表面3朝內面4來實施第2乾蝕刻處理。藉由第2乾蝕刻處理來蝕刻加工對象物(半導體基板)1的表面3。進一步地，從加工對象物(半導體基板)1的表面3朝內面4一直到改質區域7的最後來形成溝槽9。此外，第2乾蝕刻處理中，亦可使蝕刻處理的時間較第1乾蝕刻處理要來得長。又，第2乾蝕 刻處理中，亦可較第1乾蝕刻處理要為提高蝕刻處理的壓力。藉由上述該等方法，便可使蝕刻氣體充分地進入藉由第1乾蝕刻處理所形成之溝槽。
如圖18所示，於第2乾蝕刻處理後實施第2減壓處理。第2減壓處理中，係將加工對象物1置放在較第2乾蝕刻處理時要為減壓之氛圍下。藉此，則第2乾蝕刻處理時之反應完的潛在反應副生成物便會被去除。
如圖19所示，於第2減壓處理後，從加工對象物(半導體基板)1的表面3朝內面4來實施第3乾蝕刻處理。藉由第3乾蝕刻處理來蝕刻加工對象物(半導體基板)1的表面3。進一步地，從加工對象物1的表面3至內面4來形成溝槽9。如此般地，則加工對象物(半導體基板)1便會沿改質區域7被切斷。此外，亦可藉由第2乾蝕刻處理來從加工對象物(半導體基板)1的表面3至內面4般地形成溝槽9。又，圖12及圖13中，係顯示被切斷之加工對象物(半導體基板)1所構成的各晶粒間距離成為接近零之狀態。
接下來，參閱圖20及圖21，被切斷之加工對象物(半導體基板)1會被分割為各晶粒。亦即，各晶粒間距離會擴大。圖20及圖21中，係顯示各晶粒間距離被保持為固定以上之狀態。此外，各晶粒間距離只要為適合下一工序之距離即可。
又，上述中，雖已針對橫跨第1~第3乾蝕刻處理來實施3次乾蝕刻處理，且橫跨第1~第2減壓處理來實施2次減壓處理之情況加以說明，但本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，並未限定於該等次數。乾蝕刻處理的次數只要是複數(2次以上)即可，減壓處理的次數只要是單數(1次)及複數(2次以上)的任一者即可。
參閱圖22，作為實施4次以上乾蝕刻處理，且實施3次以上減壓處理之情況，則針對實施n次乾蝕刻處理且實施n-1次減壓處理之情況來加以說明。此處的n係指4以上的整數。
首先，進行形成改質區域之工序(步驟S1)。形成有改質區域後，會進行形成溝槽之工序(步驟S2)。形成溝槽之工序中，係依序實施第1乾蝕刻處理(步驟S21)、第1減壓處理(步驟S22)、第2乾蝕刻處理(步驟S23)、第2減壓處理(S24)及第3乾蝕刻處理(步驟S25)。之後，再依序實施第n-2減壓處理(步驟S26)、第n-1乾蝕刻處理(步驟S27)、第n-1減壓處理(步驟S28) 及第n乾蝕刻處理(步驟S29)。各減壓處理中，係將加工對象物置放在較各減壓處理前的乾蝕刻處理要減壓之氛圍下。當從加工對象物的表面至內面形成有溝槽後，便將加工對象物切斷(步驟S30)。
接下來，針對本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，乾蝕刻處理所使用之蝕刻氣體來詳細地說明。
第1乾蝕刻處理及第2乾蝕刻處理可分別使用鹵素系蝕刻氣體。又，第1~第n乾蝕刻處理亦可分別使用鹵素系蝕刻氣體。鹵素系蝕刻氣體可分別包含有三氟化氯(ClF3)、三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)、氟(F2)、氯(Cl2)、溴化氫(HBr)、四氟化碳(CF4)、八氟環丁烷(C4F8)、三氟甲烷(CHF3)及三氯化硼(BCl3)中至少任一者。亦即，鹵素系蝕刻氣體可為使用該等材料之單獨氣體及混合氣體的任一者。鹵素系蝕刻氣體可為例如八氟環丁烷(C4F8)與氧(O2)的混合氣體。
接下來，針對本發明之實施型態相關之切斷加工方法的作用效果來加以說明。
依據本發明之實施型態相關的切斷加工方法，當加工對象物(半導體基板)1形成有改質區域7後，會沿切斷預定線5來於加工對象物(半導體基板)1形成溝槽9。形成溝槽9之工序中，係利用改質區域7的蝕刻率會較非改質區域的蝕刻率要來得高之現象來實施第1乾蝕刻處理，藉此，便會沿切斷預定線5而於加工對象物(半導體基板)1形成有溝槽9。藉由於第1乾蝕刻處理後實施第1減壓處理，來將反應完的滯留反應副生成物排出。藉由於第1減壓處理後實施第2乾蝕刻處理，來使蝕刻氣體容易進入第1乾蝕刻處理中所形成的溝槽9。藉此，便可提高第2乾蝕刻處理的蝕刻速度。
亦即，若於形成有改質區域7後實施一般的乾蝕刻處理之情況，由於腔室內的壓力係被保持為固定，故蝕刻速度會因反應完的滯留反應副生成物而降低。相對於此，本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，由於因實施第1乾蝕刻處理所生成之反應完的滯留反應副生成物會藉由實施第1減壓處理而從溝槽9及腔室201內被排出，之後再實施第2乾蝕刻處理來使蝕刻氣體容易進入第1乾蝕刻處理中所形成的溝槽9，故可較實施一般的乾蝕刻處理之情況更加提高蝕刻速度。
依據本發明之實施型態相關的切斷加工方法，形成溝槽9之工序中，亦可藉由溝槽9會從加工對象物1的表面至內面般地形成，來沿切斷預定線5切斷加工對象物1。由於可提高蝕刻速度，故可迅速地切斷加工對象物1。
依據本發明之實施型態相關的切斷加工方法，形成溝槽9之工序中，藉由於第2乾蝕刻處理後實施第2減壓處理，則反應完的滯留反應副生成物便會被排出。藉由於第2減壓處理後實施第3乾蝕刻處理，則蝕刻氣體便會容易進入第2乾蝕刻處理中所形成的溝槽9。又，可藉由橫跨複數次地實施乾蝕刻處理、減壓處理及乾蝕刻處理的循環來形成溝槽9。因此，便可更加提高蝕刻速度。
依據本發明之實施型態相關的切斷加工方法，第1乾蝕刻處理及第2乾蝕刻處理可分別使用鹵素系蝕刻氣體。
依據本發明之實施型態相關的切斷加工方法，可分別使用三氟化氯(ClF3)、三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)、氟(F2)、氯(Cl2)、溴化氫(HBr)、四氟化碳(CF4)、八氟環丁烷(C4F8)、三氟甲烷(CHF3)及三氯化硼(BCl3)中至少任一者來作為鹵素系蝕刻氣體。
依據本發明之實施型態相關的切斷加工方法，於加工對象物1形成改質區域7之工序中，亦可以表面側之改質區域7的形成狀態與內面側之改質區域7的形成狀態會成為大致相同之方式來形成改質區域7。藉此，便可均等地從加工對象物1的表面側及內面側來蝕刻改質區域7。
接下來，針對本發明之實施型態相關之切斷加工方法中的各種變化例來加以說明。首先，針對本發明之實施型態相關之切斷加工方法中的第1變化例來加以說明。參閱圖23及圖24，作為第1變化例，會有在加工對象物(半導體基板)1的切斷預定線上形成有TEG(Test Element Group)10之情況。此情況下，會有使用鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)中至少任一者來作為TEG10的材料之情況。亦即，此情況下，加工對象物(半導體基板)1係包含有基板本體、功能元件(圖中未顯示)及TEG10。
因此，便會有加工對象物1的材料包含有矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)中至少任一者之情況。此情況，形成溝槽9之工序中，可 使用無電漿的三氟化氯(ClF3)氣體來作為鹵素系蝕刻氣體，且以10Pa以上但90kPa(abs)以下之壓力及材料之各氟化物的沸點以上但未達200℃之溫度來實施第1乾蝕刻處理及第2乾蝕刻處理。再次參閱圖11，此壓力為腔室201內的壓力。此溫度為加工對象物1的溫度。
當壓力未達10Pa的情況，由於會因蝕刻的反應速度變慢而造成蝕刻速度變慢，故便使壓力為10Pa以上。又，由於使用真空幫浦206來讓壓力未達10Pa很費時，故便使壓力為10Pa以上。又，即使壓力未達10Pa，由於從溝槽9所排出之反應完的潛在反應副生成物量係與壓力為10Pa之情況而無大致變化，故便使壓力為10Pa以上。又，由於可非渦輪分子幫浦而是使用機械助推幫浦來讓壓力達10Pa，故便使壓力為10Pa以上。又，由於真空裝置中會難以將壓力提高為90kPa以上，故便使壓力為90kPa以下。無電漿的三氟化氯(ClF3)氣體中，可橫跨10Pa以上但90kPa(abs)以下之壓力範圍來進行蝕刻。因此，便使壓力的範圍為10Pa以上但90kPa(abs)以下。三氟化氯(ClF3)氣體可蝕刻矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)。因此，便使用矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)來作為加工對象物1的材料。由於藉由為加工對象物1的材料之各氟化物的沸點以上，便可確保各材料中的蝕刻速度，故是使溫度為材料之各氟化物的沸點以上。由於切割加工對象物1所形成之元件時的最高溫度為200℃，故是使溫度為未達200℃。
本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，第1變化例中，加工對象物1的材料可包含有矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)中至少任一者。此情況，形成溝槽9之工序中，可使用無電漿的三氟化氯(ClF3)氣體來作為鹵素系蝕刻氣體，且以10Pa以上但90kPa(abs)以下之壓力及材料之各氟化物的沸點以上但未達200℃之溫度來實施第1乾蝕刻處理及第2乾蝕刻處理。藉此，便可蝕刻包含有矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)中至少任一者之加工對象物1。
接著，針對本發明之實施型態相關的切斷加工方法中之第2變化例來加以說明。作為第2變化例，會有在加工對象物的切斷預定線上形成有絕緣膜之情況。此情況下，會有使用二氧化矽(SiO2)、氮氧化矽(SiON)及氮化 矽(SiNx)中至少任一者來作為絕緣膜的材料之情況。此外，SiNx之構成SiN化合物的原子數比(組成)會以如化學式存在的Si3N4為中心，而於組成比(x)具有某一範圍。x的值可為例如1.0以上但1.5以下。此情況下，加工對象物(半導體基板)係包含有基板本體、功能元件及絕緣膜。
因此，便會有加工對象物的材料包含有二氧化矽(SiO2)、氮氧化矽(SiON)及氮化矽(SiNx)中至少任一者之情況。此情況下，形成溝槽之工序中，亦可以在鹵素系蝕刻氣體中添加有無水氟化氫(HF)之狀態來實施第1乾蝕刻處理及第2乾蝕刻處理。鹵素系蝕刻氣體中添加有無水氟化氫(HF)之蝕刻氣體可蝕刻二氧化矽(SiO2)、氮氧化矽(SiON)及氮化矽(SiNx)。因此，便使蝕刻氣體成為鹵素系蝕刻氣體中添加有無水氟化氫(HF)之狀態。
本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，第2變化例中，加工對象物的材料可包含有二氧化矽(SiO2)、氮氧化矽(SiON)及氮化矽(SiNx)中至少任一者。此情況下，形成溝槽之工序中，亦可以在鹵素系蝕刻氣體中添加有無水氟化氫(HF)之狀態來實施第1乾蝕刻處理及第2乾蝕刻處理。藉此，便可蝕刻包含有二氧化矽(SiO2)、氮氧化矽(SiON)及氮化矽(SiNx)中至少任一者之加工對象物1。
此外，上述本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，第1變化例及第2變化例中以無電漿來進行複數乾蝕刻處理中，可使氣體分子的體積密度相較於各乾蝕刻處理前的減壓處理而在10倍以上但10000倍以下之範圍內做變化。
接著，針對本發明之實施型態相關的切斷加工方法中之第3變化例來加以說明。作為第3變化例，會有在加工對象物的切斷預定線上形成有TEG及絕緣膜之情況。此情況下，會有使用鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)中至少任一者來作為TEG的材料，且使用二氧化矽(SiO2)、氮氧化矽(SiON)及氮化矽(SiNx)中至少任一者來作為絕緣膜的材料之情況。
因此，便會有在加工對象物的材料包含有矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)、二氧化矽(SiO2)、氮氧化矽(SiON)及氮化矽(SiNx)中至少任一者之情況。此情況下，形成溝槽之工序中，可使用電漿的四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、三氟甲烷(CHF3)、氟化氫(HF)及氧(O2)中至少任一者來作為 蝕刻氣體，且以10Pa以上但0.8kPa(abs)以下之壓力及未達200℃之溫度來實施第1乾蝕刻處理及第2乾蝕刻處理。此壓力為腔室內的壓力。此溫度為加工對象物的溫度。
電漿的四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、三氟甲烷(CHF3)、氟化氫(HF)、氧(O2)可蝕刻矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)、二氧化矽(SiO2)、氮氧化矽(SiON)及氮化矽(SiNx)。因此，便使用矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)、二氧化矽(SiO2)、氮氧化矽(SiON)及氮化矽(SiNx)來作為加工對象物的材料。由於遠端電漿在最高輸出中之壓力為0.8KPa，故便使壓力為0.8kPa(abs)以下。
本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，第3變化例中，加工對象物的材料可包含有矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)、二氧化矽(SiO2)、氮氧化矽(SiON)及氮化矽(SiNx)中至少任一者。此情況下，形成溝槽之工序可使用電漿的四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、三氟甲烷(CHF3)、氟化氫(HF)及氧(O2)中至少任一者來作為蝕刻氣體，且以10Pa以上但0.8kPa(abs)以下之壓力及未達200℃之溫度來實施第1乾蝕刻處理及第2乾蝕刻處理。藉此，便可蝕刻包含有矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)、二氧化矽(SiO2)、氮氧化矽(SiON)及氮化矽(SiNx)中至少任一者之加工對象物。
接著，針對本發明之實施型態相關的切斷加工方法中之第4變化例來加以說明。作為第4變化例，會有在加工對象物的切斷預定線上形成有鋁膜及TEG之情況。此情況下，會有使用鋁(Al)來作為鋁膜的材料，且使用鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)中至少任一者來作為TEG的材料之情況。
因此，便會有在加工對象物的材料包含有鋁(Al)、矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)中至少任一者之情況。此情況下，形成溝槽之工序可使用電漿的氯(Cl2)、溴化氫(HBr)、氯化氫(HCl)及三氯化硼(BCl3)中至少任一者來作為蝕刻氣體，且以10Pa以上但0.8kPa(abs)以下之壓力及未達200℃之溫度來實施第1乾蝕刻處理及第2乾蝕刻處理。此壓力為腔室內的壓力。此溫度為加工對象物的溫度。
電漿的氯(Cl2)、溴化氫(HBr)、氯化氫(HCl)、三氯化硼(BCl3)可蝕刻鋁(Al)、矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)。因此，便使用鋁(Al)、矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)來作為加工對象物的材料。
本發明之實施型態相關的切斷加工方法中之第4變化例中，加工對象物的材料係包含有鋁(Al)、矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)中至少任一者。形成溝槽之工序可使用電漿的氯(Cl2)、溴化氫(HBr)、氯化氫(HCl)及三氯化硼(BCl3)中至少任一者來作為蝕刻氣體，且以10Pa以上但0.8kPa(abs)以下之壓力及未達200℃之溫度來實施第1乾蝕刻處理及第2乾蝕刻處理。藉此，便可蝕刻包含有鋁(Al)、矽(Si)、鎢(W)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)及鉬(Mo)中至少任一者之加工對象物。
此外，上述本發明之實施型態相關的切斷加工方法中，第3變化例及第4變化例中以電漿放電來進行複數乾蝕刻處理中，亦可使壓力的變化相較於各乾蝕刻處理前的減壓處理而在10%以上但100%以下的範圍之範圍內做變化。
又，以放電用壓力控制閥來區隔氣體放電空間與基板設置空間之下游電漿處理的情況下，亦可使氣體放電空間的壓力保持為固定，而使基板設置空間的壓力在放電壓力的1/10以上但1/10000以下之範圍內做變化。
本說明書所揭示之實施型態應被認為所有的要點僅為例示而非限制性目的。本發明之範圍並非上述說明而是藉由申請專利範圍來加以表示，且係意指包含有與申請專利範圍均等的意思及範圍內的所有變更。
1‧‧‧加工對象物
3‧‧‧表面
4‧‧‧內面
9‧‧‧溝槽
A‧‧‧區域

Claims (10)

  1. 一種切斷加工方法，係用以沿切斷預定線來切斷板狀加工對象物之切斷加工方法，具有以下工序：使聚光點對焦在該加工對象物來照射雷射光，藉以沿該切斷預定線來於該加工對象物形成改質區域之工序；以及於該加工對象物形成該改質區域後，沿該切斷預定線來於該加工對象物形成溝槽之工序；該形成溝槽之工序中：從該加工對象物的表面朝內面來實施第1乾蝕刻處理；於該第1乾蝕刻處理後，將該加工對象物置放在較該第1乾蝕刻處理時要減壓之氛圍下來實施第1減壓處理；於該第1減壓處理後，從該加工對象物的該表面朝該內面來實施第2乾蝕刻處理。
  2. 如申請專利範圍第1項之切斷加工方法，其中該形成溝槽之工序中，該溝槽係形成為從該加工對象物的該表面至該內面，藉以沿該切斷預定線來切斷該加工對象物。
  3. 如申請專利範圍第1項之切斷加工方法，其中該形成溝槽之工序中：於該第2乾蝕刻處理後，將該加工對象物置放在較該第2乾蝕刻處理時要減壓之氛圍下來實施第2減壓處理；於該第2減壓處理後，從該加工對象物的該表面朝該內面來實施第3乾蝕刻處理。
  4. 如申請專利範圍第1項之切斷加工方法，其中該形成溝槽之工序中，該第1乾蝕刻處理及該第2乾蝕刻處理係分別使用鹵素系蝕刻氣體。
  5. 如申請專利範圍第4項之切斷加工方法，其中該鹵素系蝕刻氣體係分別包含有三氟化氯、三氟化氮、六氟化硫、氟、氯、溴化氫、四氟化碳、八氟環丁烷、三氟甲烷及三氯化硼中至少任一者。
  6. 如申請專利範圍第5項之切斷加工方法，其中該加工對象物的材料係包含有矽、鎢、鈦、氮化鈦及鉬中至少任一者； 該形成溝槽之工序中，係使用無電漿的三氟化氯氣體來作為該鹵素系蝕刻氣體，且以10Pa以上但90kPa(abs)以下之壓力，以及上述材料之各氟化物的沸點以上但未達200℃之溫度，來實施該第1乾蝕刻處理及該第2乾蝕刻處理。
  7. 如申請專利範圍第6項之切斷加工方法，其中該加工對象物的材料係包含有二氧化矽、氮氧化矽及氮化矽中至少任一者；該形成溝槽之工序中，係在該鹵素系蝕刻氣體添加有無水氟化氫之狀態下來實施該第1乾蝕刻處理及該第2乾蝕刻處理。
  8. 如申請專利範圍第1項之切斷加工方法，其中該加工對象物的材料係包含有矽、鎢、鈦、氮化鈦及鉬、二氧化矽、氮氧化矽及氮化矽中至少任一者；該形成溝槽之工序係使用電漿的四氟化碳、六氟化硫、三氟甲烷、氟化氫及氧中至少任一者來作為蝕刻氣體，且以10Pa以上但0.8kPa(abs)以下之壓力及未達200℃之溫度來實施該第1乾蝕刻處理及該第2乾蝕刻處理。
  9. 如申請專利範圍第1項之切斷加工方法，其中該加工對象物的材料係包含有鋁、矽、鎢、鈦、氮化鈦及鉬中至少任一者；該形成溝槽之工序係使用電漿的氯、溴化氫、氯化氫及三氯化硼中至少任一者來作為蝕刻氣體，且以10Pa以上但0.8kPa(abs)以下之壓力及未達200℃之溫度來實施該第1乾蝕刻處理及該第2乾蝕刻處理。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之切斷加工方法，其中於該加工對象物形成該改質區域之工序中，係以該表面側之該改質區域的形成狀態與該內面側之該改質區域的形成狀態會成為大致相同之方式來形成該改質區域。
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