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公開番号2025038214
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-18
出願番号2024226382,2021037797
出願日2024-12-23,2021-03-09
発明の名称半導体デバイスの製造方法及びレーザ加工装置
出願人株式会社ディスコ
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H01L 21/301 20060101AFI20250311BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】有機膜の剥離を抑制することができるレーザ加工方法を提供すること。
【解決手段】レーザ加工方法は、基材上に機能層を有したウェーハにレーザ加工を施すレーザ加工方法であって、機能層に対して透過性を有した波長のパルスレーザビームを発振器で発生させ、機能層が加工される加工閾値以上のエネルギーのパルスレーザビームを、連続して機能層に照射されるパルスレーザビームの重なり率が90%以上100%未満になるように機能層に照射して機能層を黒色化させる黒色化ステップ1003と、黒色化ステップ1003を実施した後、黒色化した機能層にパルスレーザビームを照射して黒色化した機能層にパルスレーザビームを吸収させレーザ加工溝を形成する溝加工ステップ1004と、を備える。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
半導体デバイスの製造方法であって、
低誘電率絶縁体被膜を含む機能層を有し、交差する分割予定ラインで区画された領域にそれぞれデバイスが形成された半導体ウェーハの該機能層に対して透過性を有した波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿って照射して該機能層を黒色化させる黒色化ステップと、
該黒色化ステップを実施した後、該レーザビームを該分割予定ラインに沿って照射して黒色化した該機能層に該レーザビームを吸収させてレーザ加工溝を形成する溝加工ステップと、を備え、
該溝加工ステップを実施した後、該分割予定ラインに沿って分割し、複数のデバイスを形成する半導体デバイスの製造方法。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
該黒色化ステップにおいて、該機能層に照射されるレーザビームは、ガウシアン分布の裾野部分が垂直な分布に修正される、請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項３】
該黒色化ステップにおいて、該溝加工ステップよりも高い重なり率でかつ低いエネルギーの該レーザビームを照射して該機能層を黒色化し、該溝加工ステップにおいて、該黒色化ステップよりも低い重なり率でかつ高いエネルギーの該レーザビームを照射して、該レーザ加工溝を形成する、請求項１又は請求項２に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
低誘電率絶縁体被膜を含む機能層を有し、表面の交差する分割予定ラインで区画された領域にそれぞれデバイスが形成された半導体ウェーハを保持するチャックテーブルと、
レーザビームを該半導体ウェーハに照射して、該機能層に対して透過性を有した波長の該レーザビームを該分割予定ラインに沿って照射して該機能層を黒色化させる黒色化ステップと、該黒色化ステップを実施した後、該レーザビームを該分割予定ラインに沿って照射して黒色化した該機能層に該レーザビームを吸収させてレーザ加工溝を形成する溝加工ステップと、を実施するレーザビーム照射ユニットと、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
該レーザビーム照射ユニットが、該黒色化ステップにおいて、該機能層に照射されるレーザビームのガウシアン分布の裾野部分を垂直な分布に修正するエネルギー分布修正手段を備える、請求項４に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
該レーザビーム照射ユニットは、該黒色化ステップにおいて、該溝加工ステップよりも高い重なり率でかつ低いエネルギーの該レーザビームを照射して該機能層を黒色化し、該溝加工ステップにおいて、該黒色化ステップよりも低い重なり率でかつ高いエネルギーの該レーザビームを照射して、該レーザ加工溝を形成する、請求項４又は請求項５に記載のレーザ加工装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの製造方法及びレーザ加工装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの処理速度を高速化すべく、シリコンウェーハの上にポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物の低誘電率材料（いわゆる、Ｌｏｗ－ｋ材料）からなる層間絶縁膜を回路層と積層させて半導体デバイスを形成し、シリコンからなる基板の表面に有機膜を積層した半導体ウェーハが実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１２６０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｌｏｗ－ｋ材料は、雲母のように脆く、切削ブレードで切削すると剥離してしまう。そこで上記特許文献１に開示されているように、レーザアブレーション技術を利用してＬｏｗ－ｋ材料を含むデバイス層にレーザ加工溝を形成することが行われている。
【０００５】
半導体ウェーハのアブレーション加工には例えば３５５ｎｍや５３２ｎｍの波長のレーザビームが用いられているが、Ｌｏｗ－ｋ材料である層間絶縁膜はこれら紫外～可視光領域のレーザビームに対して透明であり照射されたレーザビームを吸収しないため、シリコンウェーハにレーザビームを集光することでシリコンウェーハとともにデバイス層を加工していた。
【０００６】
しかし、シリコンウェーハにレーザビームが集光されてシリコンウェーハが昇華するのに伴って有機膜が局所的に剥離してしまう等の問題があり、改善が切望されていた。
【０００７】
本発明の目的は、有機膜の剥離を抑制することができる半導体デバイスの製造方法及びレーザ加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の半導体デバイスの製造方法は、半導体デバイスの製造方法であって、低誘電率絶縁体被膜を含む機能層を有し、交差する分割予定ラインで区画された領域にそれぞれデバイスが形成された半導体ウェーハの該機能層に対して透過性を有した波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿って照射して該機能層を黒色化させる黒色化ステップと、該黒色化ステップを実施した後、該レーザビームを該分割予定ラインに沿って照射して黒色化した該機能層に該レーザビームを吸収させてレーザ加工溝を形成する溝加工ステップと、を備え、該溝加工ステップを実施した後、該分割予定ラインに沿って分割し、複数のデバイスを形成することを特徴とする。
【０００９】
前記半導体デバイスの製造方法では、該黒色化ステップにおいて、該機能層に照射されるレーザビームは、ガウシアン分布の裾野部分が垂直な分布に修正されても良い。
【００１０】
前記半導体デバイスの製造方法では、該黒色化ステップにおいて、該溝加工ステップよりも高い重なり率でかつ低いエネルギーの該レーザビームを照射して該機能層を黒色化し、該溝加工ステップにおいて、該黒色化ステップよりも低い重なり率でかつ高いエネルギーの該レーザビームを照射して、該レーザ加工溝を形成しても良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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