(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザビームを照射することにより改質層が基板に形成されるデバイス製造プロセスでは効率的で信頼性の高い基板加工方法を提供する。【解決手段】レーザビームを、焦点が第１の面２ａから第２の面２ｂへ向けて第１の面から距離を隔てて、少なくとも各分割ラインに沿う複数の位置において基板に照射し、各分割ラインに沿って複数の改質領域２３を形成するステップと、改質領域を基板に形成した後に基板厚さを調整するために基板の第２の面を研削するステップとを含む。更に改質領域を形成した後、分割ラインに沿って延びる複数の溝を基板に形成するためにプラズマＰＬが基板に照射されるステップを含む。【選択図】図１８
2020025117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面（２ａ）と、該第１の面（２ａ）とは反対側の第２の面（２ｂ）と、を有する基板（２）を加工する方法であって、
前記基板（２）は、前記第１の面（２ａ）上に、複数のデバイス（２１）が複数の分割ライン（２２）によって区分されるデバイス領域（２０）を有し、
前記基板（２）は、前記第１の面（２ａ）から前記第２の面（２ｂ）へと向かう方向で１００μｍ以上の厚さを有し、
前記方法は、
前記第１の面（２ａ）の側から、１００μｍ以上の厚さを有する前記基板（２）にパルスレーザビーム（ＬＢ）を照射するステップであって、前記基板（２）が前記パルスレーザビーム（ＬＢ）を透過させる材料から作られ、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）は、該パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第１の面（２ａ）から前記第２の面（２ｂ）へと向かう方向で前記第１の面（２ａ）から距離を隔てて位置される状態で、少なくとも前記各分割ライン（２２）に沿う複数の位置において前記基板（２）に照射されて、前記各分割ライン（２２）に沿って前記基板（２）に複数の改質領域（２３）を形成する、ステップと、
前記改質領域（２３）を前記基板（２）に形成した後に前記基板の厚さを調整するために前記基板（２）の前記第２の面（２ｂ）を研削するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
パルスレーザビーム（ＬＢ）を前記第１の面（２ａ）の側から前記基板（２）に照射する前及び／又は後に、前記第２の面（２ｂ）の側から、１００μｍ以上の厚さを有する前記基板（２）に前記パルスレーザビーム（ＬＢ）を照射するステップを更に含み、
前記パルスレーザビーム（ＬＢ）は、該パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第２の面（２ｂ）から前記第１の面（２ａ）へと向かう方向で前記第２の面（２ｂ）から距離を隔てて位置される状態で、少なくとも前記各分割ライン（２２）に沿う複数の位置において前記基板（２）に照射されて、前記各分割ライン（２２）に沿って前記基板（２）に複数の改質領域（２３）を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板（２）の前記第２の面（２ｂ）を研削した後に、研削された前記第２の面（２ｂ）の側から前記基板（２）にパルスレーザビーム（ＬＢ）を照射するステップを更に含み、
前記パルスレーザビーム（ＬＢ）は、該パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が研削された前記第２の面（２ｂ）から前記第１の面（２ａ）へと向かう方向で研削された前記第２の面（２ｂ）から距離を隔てて位置される状態で、少なくとも前記各分割ライン（２２）に沿う複数の位置において前記基板（２）に照射されて、前記各分割ライン（２２）に沿って前記基板（２）に複数の改質領域（２３）を形成する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記基板（２）の前記第２の面（２ｂ）を研削した後に、研削された前記第２の面（２ｂ）を研磨及び／又はエッチングするステップを更に含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記基板（２）の前記第２の面（２ｂ）を研削した後に、少なくとも研削された前記第２の面（２ｂ）にプラズマ（ＰＬ）を照射するステップを更に含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記プラズマ（ＰＬ）は、前記基板（２）が前記分割ライン（２２）に沿って分割されるように、少なくとも研削された前記第２の面（２ｂ）に照射される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
１又は複数の前記パルスレーザビーム（ＬＢ）が照射される前記各分割ライン（２２）に沿う複数の位置のそれぞれにおいて、複数の改質領域（２３）が形成され、
前記複数の改質領域（２３）は、前記第１の面（２ａ）から前記第２の面（２ｂ）へと向かう方向に沿って互いに隣り合って配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の改質領域（２３）が形成される前記各分割ライン（２２）に沿う複数の位置のそれぞれにおいて、前記第２の面（２ｂ）から前記第１の面（２ａ）へと向かう方向で最も上側にある改質領域（２３）と前記第１の面（２ａ）との間の距離が５μｍ〜１００μｍの範囲であり、且つ／または、前記第２の面（２ｂ）から前記第１の面（２ａ）へと向かう方向で最も下側にある改質領域（２３）と前記第２の面（２ｂ）との間の距離が５μｍ〜１００μｍの範囲である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記パルスレーザビーム（ＬＢ）を前記第１の面（２ａ）の側から前記基板（２）に照射する前及び／又は後に、プラズマ耐性コーティング（９０）を前記第１の面（２ａ）に施すステップを更に含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記基板（２）の前記第２の面（２ｂ）を研削した後に、
前記分割ライン（２２）に沿って前記基板（２）を分割するステップと、
分割された前記基板（２）の少なくとも前記第１の面（２ａ）にプラズマ（ＰＬ）を照射するステップと、
を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記改質領域（２３）がアモルファス領域（２３２）又は亀裂が形成される領域を含み、或いは、前記改質領域（２３）がアモルファス領域又は亀裂が形成される領域である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
第１の面（２ａ）と、該第１の面（２ａ）とは反対側の第２の面（２ｂ）と、を有する基板（２）を加工する方法であって、
前記基板（２）は、前記第１の面（２ａ）上に、複数のデバイス（２１）が複数の分割ライン（２２）によって区分されるデバイス領域（２０）を有し、
前記方法は、
前記第１の面（２ａ）の側から又は前記第２の面（２ｂ）の側から前記基板（２）にパルスレーザビーム（ＬＢ）を照射するステップであって、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）は、少なくとも前記各分割ライン（２２）に沿う複数の位置で前記基板（２）に照射されて、前記各分割ライン（２２）に沿って前記基板（２）に複数の改質領域（２３）及び／又は複数のホール領域を形成する、ステップと、
前記改質領域（２３）及び／又は前記ホール領域を前記基板（２）に形成した後に、プラズマ（ＰＬ）を前記基板（２）に照射して、前記複数の改質領域（２３）及び／又は前記複数のホール領域が形成された前記分割ライン（２２）に沿って延びる複数の溝（８０）を前記基板（２）に形成するステップと
を含む方法。
【請求項１３】
前記１の面（２ａ）の側から前記パルスレーザビーム（ＬＢ）が前記基板（２）に照射され、
前記パルスレーザビーム（ＬＢ）は、該パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第１の面（２ａ）上に位置する状態で、又は、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第１の面（２ａ）から前記第２の面（２ｂ）へと向かう方向で前記第１の面（２ａ）から距離を隔てて位置する状態で、又は、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第１の面（２ａ）から前記第２の面（２ｂ）へと向かう方向とは反対の方向で前記第１の面（２ａ）から距離を隔てて位置する状態で、前記基板（２）に照射される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記２の面（２ｂ）の側から前記パルスレーザビーム（ＬＢ）が前記基板（２）に照射され、
前記パルスレーザビーム（ＬＢ）は、該パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第２の面（２ｂ）上に位置する状態で、又は、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第２の面（２ｂ）から前記第１の面（２ａ）へと向かう方向で前記第２の面（２ｂ）から距離を隔てて位置する状態で、又は、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第２の面（２ｂ）から前記第１の面（２ａ）へと向かう方向とは反対の方向で前記第２の面（２ｂ）から距離を隔てて位置する状態で、前記基板（２）に照射される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記パルスレーザビーム（ＬＢ）及び前記プラズマ（ＰＬ）は、前記基板（２）の同じ側から又は前記基板（２）の反対側から、前記基板（２）に照射される、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記改質領域（２３）がアモルファス領域（２３２）又は亀裂が形成される領域を含む、又は、前記改質領域（２３）がアモルファス領域又は亀裂が形成される領域であり、及び／又は、
前記ホール領域のそれぞれは、改質領域と、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）がそこから照射される前記基板（２）の表面の側に開口する前記改質領域内の空間と、から構成される、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記プラズマ（ＰＬ）を前記基板（２）に照射することによって前記基板（２）に形成される溝（８０）が前記基板（２ｂ）の全体の厚さに沿って延び、それにより、前記基板（２）は、前記プラズマ（ＰＬ）を前記基板（２）に印加することによって前記分割ライン（２２）に沿って分割される、請求項１２から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記パルスレーザビーム（ＬＢ）が照射される前記各分割ライン（２２）に沿う複数の位置のそれぞれには、複数の改質領域（２３）が形成され、
前記複数の改質領域（２３）は、前記基板（２ｂ）の厚さ方向に沿って互いに隣り合って配置される、請求項１２から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の改質領域（２３）及び／又は前記複数のホール領域を前記各分割ライン（２２）に沿って前記基板（２）に形成することにより、複数の開口部が前記各分割ライン（２２）に沿って前記基板（２）に形成され、
前記各開口部は、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）がそこから照射される前記基板（２）の表面の側に開口し、又は、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）がそこから照射される前記基板（２）の表面の側とは反対の前記基板（２）の表面の側に開口する、請求項１２から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記プラズマ（ＰＬ）は、前記各分割ライン（２２）に沿って前記基板（２）に形成される前記開口部が開口する前記基板（２）の表面の側に照射される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記改質領域（２３）及び／又は前記ホール領域を前記基板（２）に形成する前及び／又は後に前記基板の厚さを調整するために前記基板（２）の前記第２の面（２ｂ）を研削するステップを更に含む、請求項１２から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記基板（２）の前記第２の面（２ｂ）を研削する前記ステップは、前記改質領域（２３）及び／又は前記ホール領域を前記基板（２）に形成した後、並びに、前記プラズマ（ＰＬ）を前記基板（２）に照射する前及び／又は後に行われる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記プラズマ（ＰＬ）を前記基板（２）に照射することによって前記基板（２）に形成される前記溝（８０）は、前記基板（２）の厚さの一部のみに沿って延び、
前記基板（２）の前記第２の面（２ｂ）を研削する前記ステップは、前記プラズマ（ＰＬ）を前記基板（２）に照射した後に行われ、
前記基板（２）は、前記基板（２）の前記第２の面（２ｂ）を研削することによって前記分割ライン（２２）に沿って分割される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記基板（２）は、単結晶基板又はガラス基板又は化合物基板又は多結晶基板である、請求項１から２３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面とを有する基板を加工する方法に関し、基板は、第１の面上に、複数のデバイスが複数の分割ラインによって区分されるデバイス領域を有する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造プロセスでは、複数の交差する分割ライン（「ストリート」とも称される）がシリコン（Ｓｉ）ウエハなどの略円板形状の半導体ウエハの前面に形成され、それにより、ＩＣ及びＬＳＩなどの複数のデバイスがそれぞれ形成される複数の領域を区分する。デバイスは、半導体ウエハの前面上のデバイス領域に形成される。
【０００３】
半導体ウエハは、分割ラインに沿って分離され、例えば切断されて、デバイスが形成される別個の領域に分けられ、それにより、個々のデバイスがチップ又はダイとして得られる。
【０００４】
この手法は、例えば、単結晶基板、ガラス基板、化合物基板、又は、多結晶基板などの基板から個々の半導体デバイス、パワーデバイス、医療デバイス、電気部品、又は、ＭＥＭＳデバイスを得るために採用され、基板は、これらのデバイスが形成されるデバイス領域を伴う。
【０００５】
半導体ウエハなどの基板上に配置され得るデバイスの数を最大にする、すなわち、デバイスのパッキング密度を最大にすることが望まれる場合には、それに応じて分割ラインの幅を減らさなければならない。一部の基板において、分割ライン幅は、例えばＲＦＩＤチップ又はラインセンサを製造する場合には、２０μｍ以下となる場合がある。
【０００６】
分割ラインに沿って半導体ウエハなどの基板を分割する方法として、基板を通じたビームの透過を可能にする波長を有するパルスレーザビームを、該パルスレーザビームの焦点が基板の内側の分割対象領域に位置される状態で、分割ラインに沿って基板に照射するレーザ加工方法が提案されてきた。このようにして、強度が低下した改質層が各分割ラインに沿って基板の内側に連続的に形成される。その後、破断工具を用いて各分割ラインに沿って基板に外力を加えることにより、基板をチップ又はダイとしての個々のデバイスに分割する。そのような方法が特開平３−４０８８０５号公報に開示される。レーザビームの照射によって基板の内側に改質層が形成されて該改質層が基板を分割するための始点として使用される更なる方法が特開２０１１−１７１３８２号公報及び特開２０１３−０５５１２０号公報に教示される。
【０００７】
分割ラインに沿って半導体ウエハなどの基板を分割する他の方法として、ビームの焦点が基板の前面から基板の裏面へ向かう方向で距離を隔てて位置される状態で基板にパルスレーザビームを照射して、単結晶基板などの基板に複数のホール領域を形成することが提案されてきた。各ホール領域は、アモルファス領域と、基板の前面に開口するアモルファス領域内の空間とから構成される。その後、破断工具を用いて各分割ラインに沿って基板に外力が加えられることにより、基板をチップ又はダイとしての個々のデバイスに分割する。
【０００８】
また、基板を分割する更なる他の方法として、基板材料によってそれが吸収されるような波長を有するパルスレーザビームを基板がレーザアブレーションによって切断されるように分割ラインに沿って基板に照射するレーザ加工方法が提案されてきた。
【０００９】
前述の製造プロセスは、しばしば、基板厚さを調整するための研削ステップを含む。研削ステップは、デバイス領域が形成される基板前面とは反対側の基板の裏面から行われる。
【００１０】
特に、電子機器の小型化を達成するためには、半導体デバイス、パワーデバイス、医療デバイス、電気部品、ＭＥＭＳデバイス、又は、光学デバイスなどのデバイスのサイズが減少されなければならない。したがって、デバイスが形成されて成る基板は、前述の研削ステップにおいて、低μｍ範囲の厚さまで研削される。
【００１１】
しかしながら、既知のデバイス製造プロセスでは、基板を通じたビームの透過を可能にする波長を有するパルスレーザビームが、該パルスレーザビームの焦点が基板の内側に位置される状態で、分割ラインに沿って基板の裏面に照射されるときに問題が生じる場合がある。この場合、基板を透過したレーザビームは、基板の前面上のデバイス領域に形成されるデバイスに少なくとも部分的に入射し、したがって、デバイスに損傷をもたらす場合がある。
【００１２】
また、基板を研削して厚さを減少させてしまった後にそのようなパルスレーザビームが例えば低μｍ範囲で基板の前面に照射されると、基板の内側の改質層の形成により引き起こされる基板拡張に起因して基板が変形される場合がある。特に、基板は、歪められる、すなわち、上方又は下方へと曲げられる場合がある。したがって、基板を分割ラインに沿って直線的に分割するとともに、基板の厚さ方向でレーザビームの焦点の位置を正確に制御することが困難になる又は完全に実現不可能になる。
【００１３】
これらの問題は、狭い分割ライン、例えば２０μｍ以下の幅を有する分割ラインを伴う基板の場合に特に顕著である。
【００１４】
また、基板にレーザビームを照射することにより改質層又はホール領域が基板に形成される既知のデバイス製造プロセスでは、基板を分割するプロセスで得られたチップ又はダイのダイ強度が低下される場合がある。特に、レーザビームの照射は、結果として生じるチップ又はダイの側壁に応力をもたらし、それにより、ダイ強度を低下させる場合がある。
【００１５】
前述の問題は、基板から得られたチップ又はダイの完全性に悪影響を及ぼし、デバイス品質の著しい低下をもたらす可能性がある。
【００１６】
そのため、高品質のチップ又はダイを得ることができるようにする効率的で信頼性の高い基板加工方法の必要性が依然として存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平３−４０８８０５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７１３８２号公報
【特許文献３】特開２０１３−０５５１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明の目的は、高品質のチップ又はダイを得ることができるようにする効率的で信頼性の高い基板加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この目的は、請求項１の技術的特徴を有する基板加工方法、及び、請求項１２の技術的特徴を有する基板加工方法によって達成される。本発明の好ましい実施形態が従属請求項から得られる。
【００２０】
本発明は、第１の態様によれば、第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面とを有する基板を加工する方法を提供する。基板は、第１の面上に、複数のデバイスが複数の分割ラインにより区分されるデバイス領域を有する。基板は、第１の面から第２の面へと向かう方向で１００μｍ以上の厚さを有する。方法は、１００μｍ以上の厚さを有する基板に第１の面の側からパルスレーザビームを照射するステップを含む。基板は、パルスレーザビームを透過する材料から作られる。パルスレーザビームは、パルスレーザビームの焦点が第１の面から第２の面へと向かう方向で第１の面から距離を隔てて位置される状態で、少なくとも各分割ラインに沿う複数の位置において基板に照射されて、各分割ラインに沿って基板に複数の改質領域を形成する。方法は、基板に改質領域を形成した後に基板厚さを調整するために基板の第２の面を研削するステップを更に含む。
【００２１】
パルスレーザビームは、少なくとも各分割ラインに沿う、すなわち、各分割ラインの延在方向に沿う複数の位置で基板に照射される。
【００２２】
基板は、パルスレーザビームを透過する材料から作られる。したがって、複数の改質領域が、基板を通じたレーザビームの透過を可能にする波長を有するパルスレーザビームの照射によって基板に形成される。
【００２３】
例えば、基板がシリコン（Ｓｉ）基板である場合、パルスレーザビームは１．０μｍ以上の波長を有してもよい。
【００２４】
パルスレーザビームは、例えば、１ｎｓ〜７００ｎｓの範囲、特に１ｎｓ〜３００ｎｓの範囲のパルス幅を有してもよい。
【００２５】
本発明の方法において、パルスレーザビームは、少なくとも分割ラインに沿う複数の位置で基板に照射される。そのため、改質領域は各分割ラインに沿う複数の位置に形成される。
【００２６】
本発明の加工方法によれば、パルスレーザビームは、少なくとも各分割ラインに沿う複数の位置で第１の面の側から基板に照射されて、各分割ラインに沿って基板に複数の改質領域を形成する。これらの改質領域を形成することにより、改質領域が形成される基板の領域における基板の強度が低下される。そのため、複数の改質領域が形成されてしまった分割ラインに沿う基板の分割は非常に容易になる。そのような基板分割プロセスでは、基板のデバイス領域に設けられた個々のデバイスがチップ又はダイとして得られる。
【００２７】
続いて、基板に改質領域を形成した後、基板厚さを調整するために基板の第２の面が研削される。例えば、基板厚さは、基板を分割することによって得られるべきチップ又はダイの最終的な厚さに合わせて調整されてもよい。
【００２８】
本発明の加工方法では、基板の第１の面の側から、すなわち、前面からパルスレーザビームが基板に照射される。そのため、基板を通じたビームの透過に起因して基板の第２の面の側から、すなわち、裏面からレーザビームが照射されるときに生じ得るような、デバイス領域に形成されるデバイスへのレーザビームの入射を確実に回避することができ、したがって、レーザによるデバイスの損傷を防止できる。レーザビームの少なくとも一部は、基板を通じて基板の裏面へと透過する場合があるが、そのようなレーザ透過は、基板から得られるべきチップ又はダイの品質に影響を与えない。これは、デバイスが基板の前面に配置されているからである。
【００２９】
更に、基板が１００μｍ以上の厚さを有する状態で、基板が研削される前に、すなわち、基板が薄くされる前に、パルスレーザビームが基板の前面に照射される。したがって、基板における改質領域の形成によって引き起こされる基板拡張に起因する基板の変形が確実に防止される。１００μｍ以上の厚さを有する基板にレーザビームを照射することにより、そのような変形に対する基板の十分な安定性が得られる。特に、効率的に基板が歪まない、すなわち、効率的に基板が上方又は下方に曲がらないようにすることができる。基板拡張に起因する分割ラインの任意の湾曲又は屈曲が回避される。したがって、本発明の方法は、基板を分割ラインに沿って直線的に分割できるようにするとともに、基板の厚さ方向でレーザビームの焦点の位置を正確に制御できるようにする。
【００３０】
そのため、本発明は、高品質のチップ又はダイを得ることができるようにする効率的で信頼性の高い基板加工方法を提供する。
【００３１】
基板は、第１の面から第２の面に向かう方向で、１５０μｍ以上、好ましくは２００μｍ以上、より好ましくは３００μｍ以上、更に好ましくは４００μｍ以上、より一層好ましくは５００μｍ、更に一層好ましくは６００μｍ以上の厚さを有してもよい。パルスレーザビームは、１５０μｍ以上、好ましくは２００μｍ以上、より好ましくは３００μｍ以上、更に好ましくは４００μｍ以上、より一層好ましくは５００μｍ、更に一層好ましくは６００μｍ以上の厚さを有する基板に照射されてもよい。
【００３２】
先に詳述したように、既知の基板加工方法の問題は、狭い分割ラインを有する基板の場合に特に顕著である。そのため、本発明の方法は、そのような基板のために特に有利に使用され得る。例えば、本発明の方法によって加工されるべき基板は、２０μｍ以下、好ましくは１８μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下、更に好ましくは１２μｍ以下の幅の分割ラインを有してもよい。
【００３３】
本発明の方法においてパルスレーザビームを基板の前面から基板に照射する場合、パルスレーザビームの焦点は、第１の面から第２の面へと向かう方向で、第１の面から２０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは１２μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下の距離を隔てて位置されてもよい。このようにすると、レーザビームに起因してデバイス領域に形成されるデバイスの任意の損傷を特に確実に回避できる。特に、焦点の近傍では、レーザビームが比較的小さいビーム径を有する。焦点をそのように第１の面に近接して配置することにより、デバイス間の分割ラインを通過するビームの直径が小さくなるようにすることができ、それにより、ビームの一部がデバイスに入射することを確実に防止できる。この手法は、狭い分割ラインを有する基板を加工するのに特に有益である。
【００３４】
パルスレーザビームは、隣り合う位置が互いに重ならないように少なくとも各分割ラインに沿う複数の位置で基板に照射されてもよい。
【００３５】
パルスレーザビームは、隣り合う位置間の距離、すなわち、隣り合う位置の中心間の距離が３μｍ〜５０μｍ、好ましくは５μｍ〜４０μｍ、より好ましくは８μｍ〜３０μｍの範囲内であるように少なくとも各分割ラインに沿う複数の位置で基板に照射されてもよい。複数の改質領域は、各分割ラインの延在方向で隣り合う改質領域の中心間の距離が３μｍ〜５０μｍ、好ましくは５μｍ〜４０μｍ、より好ましくは８μｍ〜３０μｍの範囲であるように基板に形成されてもよい。特に好ましくは、各分割ラインの延在方向で隣り合う改質領域の中心間の距離は８μｍ〜１０μｍの範囲である。
【００３６】
改質領域は、各分割ラインの延在方向に等距離で離間されてもよい。或いは、隣り合う又は隣接する改質領域の一部又は全部は、各分割ラインの延在方向で互いに異なる距離を有してもよい。
【００３７】
改質領域の直径は、基板の第１の面から第２の面へと向かう方向に沿ってほぼ一定であってもよい。
【００３８】
改質領域は、１μｍ〜３０μｍ、好ましくは２μｍ〜２０μｍ、より好ましくは３μｍ〜１０μｍの範囲の直径を有してもよい。
【００３９】
特に好ましくは、改質領域は、２μｍ〜３μｍの範囲の直径を有してもよい。
【００４０】
複数の改質領域は、隣り合う又は隣接する改質領域が互いに重なり合わないように基板に形成されてもよい。このようにすると、特にその後の研削ステップにおいて、基板の効率的な更なるハンドリング及び／又は加工を可能にするのに十分な強度又はロバスト性の度合いを基板が維持することが特に確実に確保され得る。
【００４１】
好ましくは、各分割ラインの幅方向及び／又は各分割ラインの延在方向における隣り合う又は隣接する改質領域の外縁間の距離は、少なくとも１μｍである。
【００４２】
複数の改質領域は、隣り合う又は隣接する改質領域が少なくとも部分的に互いに重なり合うように基板に形成されてもよい。幾つかの実施形態において、隣り合う又は隣接する改質領域は、基板の厚さ方向に沿う改質領域の延在部の一部に沿ってのみ互いに重なり合う。例えば、隣り合う又は隣接する改質領域は、基板の第１の面に近い基板の厚さ方向に沿う改質領域の延在部の一部に沿ってのみ互いに重なり合ってもよい。隣り合う又は隣接する改質領域は、基板の第２の面に近い基板の厚さ方向に沿う改質領域の延在部の一部に沿って互いに重なり合わないように構成されてもよい。
【００４３】
改質領域は、基板の厚さの一部のみに沿って延びるように形成されてもよい。改質領域の一部又は全部は、基板の厚さの５％以上６０％以下、好ましくは１０％以上４０％以下、より好ましくは１５％以上３０％以下に沿って延びるように形成されてもよい。
【００４４】
基板の厚さに沿う改質領域の延在量及び基板の厚さに沿う改質領域の位置は、例えば、パルスレーザビームの焦点を第１の面から第２の面へと向かう方向で第１の面から適切な距離を隔てて位置させることによって正確に制御され得る。
【００４５】
パルスレーザビームは、各分割ラインの幅方向に沿う複数の位置でも第１の面の側から基板に照射されてもよい。
【００４６】
各分割ラインの幅内に複数の改質領域が形成されてもよい。
【００４７】
隣り合う又は隣接する改質領域は、各分割ラインの幅方向に等距離で離間されてもよい。或いは、隣り合う又は隣接する改質領域の一部又は全部は、各分割ラインの幅方向で互いに異なる距離を有してもよい。改質領域は、各分割ラインの延在方向及び／又は幅方向でほぼランダムに配置されてもよい。
【００４８】
各分割ラインの幅方向で隣り合う改質領域間の距離、すなわち、隣り合う改質領域の中心間の距離は、３μｍ〜５０μｍ、好ましくは５μｍ〜４０μｍ、より好ましくは８μｍ〜３０μｍの範囲であってもよい。
【００４９】
パルスレーザビームは、各分割ラインの幅方向に沿う複数の位置でも照射されて、各分割ラインの幅内に複数列の改質領域を形成してもよく、各列は各分割ラインの延在方向に沿って延びる。列は、各分割ラインの幅方向で互いに隣り合って配置されてもよい。列は、各分割ラインの幅方向に等間隔で離間されてもよく、又は、隣り合う列の一部又は全部は、各分割ラインの幅方向で互いに異なる距離を有してもよい。
【００５０】
各分割ラインの幅方向で隣り合う改質領域の列間の距離、すなわち、隣り合う列の改質領域の中心間の距離は、３μｍ〜５０μｍ、好ましくは５μｍ〜４０μｍ、より好ましくは８μｍ〜３０μｍの範囲であってもよい。列の数は、２〜２０、好ましくは４〜１８、より好ましくは５〜１５、更に一層好ましくは８〜１２の範囲であってもよい。
【００５１】
先に詳述したように各分割ラインの幅方向で互いに隣り合って配置される複数列の改質領域を各分割ラインの幅内に形成することにより、例えば、基板に外力を加える破断プロセス、或いは、機械的切断プロセス、レーザ切断プロセス、又は、プラズマ切断プロセスなどの切断プロセスを使用することにより基板を分割するプロセスを更に容易にすることができる。
【００５２】
或いは、特に好ましい実施形態では、各分割ラインの幅内に一列の改質領域が形成されてもよい。この場合、本発明の方法は、特に迅速且つ効率的な態様で実施可能である。
【００５３】
本発明の方法は、パルスレーザビームを基板に対して第１の面の側から照射する前及び／又は後に、１００μｍ以上の厚さを有する基板に対して、第２の面の側から、すなわち、基板の裏面から、パルスレーザビームを照射するステップを更に含んでもよい。パルスレーザビームは、パルスレーザビームの焦点が第２の面から第１の面へと向かう方向で第２の面から距離を隔てて位置される状態で、少なくとも各分割ラインに沿う複数の位置において基板に照射されて、各分割ラインに沿って基板に複数の改質領域を形成してもよい。
【００５４】
特に、パルスレーザビームは、第１の面の側から基板にパルスレーザビームを照射する前に、第２の面の側から基板に照射されてもよい。
【００５５】
基板の裏面から照射されるパルスレーザビームは、基板の前面から照射されるものと同じパルスレーザビーム又は異なるパルスレーザビームであってもよい。
【００５６】
基板の裏面からパルスレーザビームを照射することによって形成される改質領域は、基板の前面からパルスレーザビームを照射することによって形成される改質領域とほぼ同じ態様で形成されてもよい。
【００５７】
レーザビームが照射される各分割ラインに沿う複数の位置は、基板の前面及び裏面からレーザビームを照射するための位置と同じ又は異なってもよい。好ましくは、位置は同じである。
【００５８】
分割ラインが１００μｍ以上の厚さを有する状態で、基板が研削される前に、すなわち、基板が薄くされる前に、パルスレーザビームが基板の裏面に照射される。そのため、基板を透過するレーザ光の量が大幅に減少され、それにより、デバイス領域に形成されるデバイスの任意の損傷を最小限に抑えることができる。
【００５９】
先に詳述したように、基板の前面からレーザビームを照射する際に焦点を第１の面の近傍に配置することにより、特に狭い分割ラインを有する基板を加工するときに、ビームの一部がデバイスに入射することを特に確実に防止できる。この場合、基板の裏面からパルスレーザビームを照射することによっても、第１の面から更に離れた基板の領域に改質領域を形成することができる。このように、改質領域の形成によって基板をその厚さ全体にわたってより均一に脆弱化することができ、それにより、基板を分割するプロセスが更に容易になる。
【００６０】
本発明の方法は、基板の第２の面を研削した後に、研削された第２の面の側からパルスレーザビームを基板に照射するステップを更に含んでもよい。パルスレーザビームは、パルスレーザビームの焦点が研削された第２の面から第１の面へと向かう方向で研削された第２の面から距離を隔てて位置される状態で、少なくとも各分割ラインに沿う複数の位置において基板に照射されて、各分割ラインに沿って基板に複数の改質領域を形成してもよい。
【００６１】
このようにすると、基板を分割するプロセスを更に容易にすることができる。
【００６２】
好ましくは、基板の研削された第２の面の側から照射されるパルスレーザビームは、基板の第１の面の側から照射されるパルスレーザビームよりも低いパワーを有する。特に、基板の研削された第２の面の側から照射されるパルスレーザビームは、例えば、約０．３〜約３．０Ｗの範囲のパワーを有してもよい。基板の第１の面の側から照射されるパルスレーザビームは、例えば、約０．３〜約８．０Ｗの範囲のパワーを有してもよい。
【００６３】
本発明の方法は、基板の第２の面を研削した後に、研削された第２の面を研磨及び／又はエッチング、例えばドライエッチング及び／又はウェットエッチングするステップを更に含んでもよい。
【００６４】
ドライ研磨又は化学機械研磨（ＣＭＰ）などの研磨、及び／又は、プラズマエッチングなどのエッチングによって、基板にもたらされる研削された第２の面の応力を除去することができ、それにより、基板を分割した後に得られるチップ又はダイのダイ強度が更に高められる。
【００６５】
特に好ましくは、パルスレーザビームは、研削された第２の面を研磨した後、研削された第２の面の側から基板に照射される。研磨プロセスは、特に焦点位置に関して特に高い精度でレーザ照射を制御できるように特に滑らかで均一な表面をもたらす。
【００６６】
本発明の方法は、基板の第２の面を研削した後に、少なくとも研削された第２の面にプラズマを照射するステップを更に含んでもよい。
【００６７】
例えば、プラズマは、前述したように、プラズマエッチングによって、基板にもたらされた応力を除去するために基板の研削された第２の面に照射されてもよい。
【００６８】
更に、プラズマは、基板が例えばプラズマダイシングによって分割ラインに沿って分割されるように研削された第２の面に照射されてもよい。この場合、プラズマ照射ステップにおいて基板が完全に分割される。
【００６９】
プラズマを基板に照射することにより基板を別個のダイ又はチップに分割することによって、ダイ又はチップ間に狭い切り口又は切断溝を形成することができる。特に、このようにして得られる切り口又は切断溝は、従来のブレードダイシングプロセスによって得られるそれよりもかなり狭い。したがって、単一の基板から得ることができるダイ又はチップの数を大幅に増加させることができる。
【００７０】
更に、結果として得られるダイ又はチップの側壁をプラズマ照射ステップにおいてプラズマエッチングすることができる。分割プロセスでは、ダイ又はチップに機械的なダイシング応力が与えられない。したがって、ダイ又はチップのダイ強度が更に高められる。
【００７１】
また、特に、小さなダイサイズの場合、プラズマ分割プロセスは、従来のブレード又はレーザダイシング手法よりもかなり高速であり、したがって、加工方法の効率を更に向上される。例えば、プラズマ分割プロセスにより、全ての分割ラインを単一パスでエッチングすることができる。
【００７２】
そのようなプラズマ分割プロセスは、本発明の第２の態様に関連して以下で更に詳述されるように、本発明の方法で特に有利に適用され得る。基板に改質領域を形成して基板を脆弱化させることにより、プラズマは、分割ラインに沿って基板材料を特に迅速且つ効率的な態様で除去することができ、それにより、基板分割プロセスが更に容易になる。
【００７３】
特に、アモルファス領域又は亀裂が形成される領域などの改質領域では、非改質領域と比較してプラズマによって基板材料をより迅速に除去することができる。更に、改質領域は、プラズマが基板に進入できるようにし、それにより、プラズマ分割プロセスを更に加速することができる。
【００７４】
先に詳述したように、基板を分割ラインに沿って複数のチップ又はダイに分割するステップは、プラズマを基板に照射するステップを含んでもよい。基板は、プラズマを基板に照射することによって、分割ラインに沿って複数のチップ又はダイへと分割されてもよい。
【００７５】
プラズマは、プラズマチャンバ、プラズマ源、プラズマトーチ、又は、プラズマノズルなどのプラズマ照射手段を用いて基板に照射されてもよい。プラズマチャンバを用いることが特に好ましい。
【００７６】
幾つかの実施形態において、プラズマは、例えばプラズマチャンバ内のプラズマ雰囲気によって、又は、例えばプラズマトーチ又はプラズマノズルを使用してプラズマビームによって、基板に対して直接に、すなわち、マスクを使用せずに照射されてもよい。プラズマ雰囲気によるプラズマの照射が特に好ましい。
【００７７】
他の実施形態において、方法は、プラズマを基板に照射する前に基板の研削された第２の面上にマスクを形成するステップを更に含んでもよい。
【００７８】
マスクは、分割ラインの反対側にある基板の研削された第２の面の領域を覆わないままにするように形成されてもよい。マスクは、基板の研削された第２の面の全体を実質的に覆うが分割ラインの反対側にある研削された第２の面の領域のみを覆わないままにするように形成されてもよい。
【００７９】
基板の研削された第２の面上にマスクを形成するステップは、レジスト層などのカバー層を基板のこの表面に施して例えば光リソグラフィ又は電子ビームリソグラフィによってカバー層をパターニングするステップを含んでもよい。例えば、カバー層は、フォトリソグラフィ又はレーザビームを使用するリソグラフィによってパターニングされてもよい。或いは、カバー層は、他の既知の方法でパターニングされてもよい。
【００８０】
プラズマは、マスクが形成されてしまった基板に照射されてもよい。例えば、マスクがその上に形成された基板がプラズマチャンバ内に配置されてプラズマ雰囲気に暴露され又は晒されてもよい。この場合、プラズマは、マスクによって覆われない基板の領域、例えば分割ラインの反対側にある基板の研削された第２の面の領域でのみ基板材料と反応する。プラズマは、プラズマエッチングによってこれらの領域の基板材料を除去し、それにより、基板を分割ラインに沿って個々のダイ又はチップに分割する。
【００８１】
その後、分離されたダイ又はチップからマスクが除去されてもよい。
【００８２】
本発明の方法では、１又は複数のパルスレーザビームが照射される各分割ラインに沿う複数の位置のそれぞれにおいて複数の改質領域が形成され、複数の改質領域は、第１の面から第２の面へと向かう方向に沿って、すなわち、基板の厚さ方向に沿って互いに隣り合って配置される。
【００８３】
例えば、複数の改質領域は、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上、又は、６つ以上の改質領域であってもよい。
【００８４】
このように複数の改質領域を互いに隣り合って配置することにより、改質領域の複数の層を形成することができ、この場合、複数の層は、基板の厚さ方向に沿って積層される。そのような改質領域の層の積層は、基板の厚さの３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、又は、９０％以上にわたって延びることができる。
【００８５】
複数の改質領域が形成される各分割ラインに沿う複数の位置のそれぞれにおいて、第２の面から第１の面へと向かう方向で最も上側にある改質領域と第１の面との間の距離は、５μｍ〜１００μｍ、好ましくは１０μｍ〜５０μｍの範囲であってもよく、及び／又は、第２の面から第１の面へと向かう方向で最も下側にある改質領域と第２の面との間の距離は、５μｍ〜１００μｍ、好ましくは１０μｍ〜５０μｍの範囲であってもよい。
【００８６】
基板の第１の面及び／又は第２の面でそのような距離を設けることにより、結果として得られるチップ又はダイのダイ強度を更に向上させることができる。
【００８７】
本発明の方法は、パルスレーザビームを第１の面の側から基板に照射する前及び／又は後に、プラズマ耐性コーティングを第１の面に施すステップを更に含んでもよい。例えば、プラズマ耐性コーティングは、水溶性コーティング又は異なるタイプのコーティングであってもよい。
【００８８】
プラズマ耐性コーティングは、プラズマ照射によるその後の応力除去及び／又は分割ステップにおいてデバイス領域に形成されるデバイスに対して確実な保護を与える。
【００８９】
第１の面の側から基板にパルスレーザビームを照射する前にプラズマ耐性コーティングが第１の面に施される場合には、パルスレーザビームを透過するプラズマ耐性コーティングを使用することが好ましい。
【００９０】
本発明の方法は、基板の第２の面を研削した後に、基板を分割ラインに沿って分割するステップを更に含んでもよい。先に詳述したように、基板を分割するプロセスは、例えば、破断プロセスを採用することによって、例えば拡張テープを使用して基板に外力を加えることによって、或いは、機械的な切断若しくはダイシングプロセス、レーザ切断若しくはダイシングプロセス、又はプラズマ切断若しくはダイシングプロセスなどの切断若しくはダイシングプロセスを採用することによって様々な方法で行われてもよい。また、これらのプロセスのうちの２つ以上の組み合わせが使用されてもよい。
【００９１】
更に、基板は、以下で更に詳しく説明されるように、研削プロセスで分割されてもよい。
【００９２】
方法は、少なくとも分割された基板の第１の面にプラズマを照射するステップを更に含んでもよい。このようにすると、基板にもたらされる応力を除去することができ、それにより、基板を分割した後に得られるチップ又はダイのダイ強度を更に高めることができる。プラズマの照射前にプラズマ耐性コーティングを第１の面に施すことにより、チップ又はダイのデバイスがプラズマにより損傷されることから確実に保護されるようにすることができる。
【００９３】
続いて、プラズマの照射後、プラズマ耐性コーティングがチップ又はダイから除去されてもよい。
【００９４】
本発明の方法で形成される改質領域は、パルスレーザビームの照射によって改質されてしまった基板の領域である。例えば、改質領域は、基板材料の構造がパルスレーザビームの照射によって改質されてしまった基板の領域であってもよい。
【００９５】
改質領域は、アモルファス領域又は亀裂が形成される領域を含んでもよく、或いは、アモルファス領域又は亀裂が形成される領域であってもよい。特に好ましい実施形態では、改質領域がアモルファス領域を含む又はアモルファス領域である。
【００９６】
各改質領域は、基板材料の内側に空間、例えばキャビティを含んでもよく、空間は、アモルファス領域又は亀裂が形成される領域によって取り囲まれる。
【００９７】
各改質領域は、基板材料の内側の空間、例えばキャビティと、この空間を取り囲むアモルファス領域又は亀裂が形成される領域とから構成されてもよい。
【００９８】
改質領域が、亀裂が形成される、すなわち、亀裂が形成されてしまった領域を含む又は該領域である場合、亀裂は微小亀裂であってもよい。亀裂は、μｍの範囲の寸法、例えば長さ及び／又は幅を有してもよい。例えば、亀裂は、５μｍ〜１００μｍの範囲の幅及び／又は１００μｍ〜１０００μｍの範囲の長さを有してもよい。
【００９９】
基板は、単結晶基板又はガラス基板又は化合物基板又は多結晶基板であってもよい。
【０１００】
基板は、単結晶基板又は化合物基板又は多結晶基板であってもよく、改質領域はアモルファス領域を含んでもよく又はアモルファス領域であってもよい。基板がガラス基板であってもよく、また、改質領域は、亀裂、特に微小亀裂が形成される領域を含んでもよく又は該領域であってもよい。
【０１０１】
基板は、例えば、半導体基板、ガラス基板、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板、アルミナセラミック基板などのセラミック基板、石英基板、ジルコニア基板、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）基板、ポリカーボネート基板、光学結晶材料基板等であってもよい。特に好ましくは、基板は、半導体ウエハなどの半導体基板である。
【０１０２】
特に、基板は、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板、リン化ガリウム（ＧａＰ）基板、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）基板、インジウムリン（ＩｎＰ）基板、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板、窒化ケイ素（ＳｉＮ）基板、タンタル酸リチウム（ＬＴ）基板、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）基板、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板、酸化シリコン（ＳｉＯ２）基板等であってもよい。
【０１０３】
基板は、単一の材料、又は、異なる材料、例えば、前述した材料のうちの２つ以上の組み合わせから形成されてもよい。
【０１０４】
パルスレーザビームは集束レンズを使用して合焦されてもよい。集束レンズの開口数（ＮＡ）は、集束レンズの開口数を基板の屈折率（ｎ）で割ることによって得られる値が０．２〜０．８５の範囲内にあるように設定されてもよい。このようにすると、改質領域を特に信頼できる効率的な方法で形成することができる。
【０１０５】
本発明は、第２の態様によれば、第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面とを有する基板を加工する方法を更に提供する。基板は、第１の面上に、複数のデバイスが複数の分割ラインにより区分されるデバイス領域を有する。方法は、第１の面の側又は第２の面の側からパルスレーザビームを基板に照射するステップを含む。パルスレーザビームは、少なくとも各分割ラインに沿う複数の位置で基板に照射されて、各分割ラインに沿って基板に複数の改質領域及び／又は複数のホール領域を形成する。方法は、改質領域及び／又はホール領域を基板に形成した後、プラズマを基板に照射して、複数の改質領域及び／又は複数のホール領域が形成されてしまった分割ラインに沿って延びる基板に複数の溝又は切り口を形成するステップを更に含む。
【０１０６】
基板は、先に詳しく説明された組成、特性、特徴、及び、形態を有してもよい。
【０１０７】
例えば、基板は、単結晶基板又はガラス基板又は化合物基板又は多結晶基板であってもよい。
【０１０８】
特に好ましくは、基板は、半導体ウエハなどの半導体基板である。
【０１０９】
第２の態様の方法によって加工されるべき基板の厚さは、第１の態様の方法によって加工されるべき基板の厚さと同じであってもよいが、特に限定されない。第２の態様の方法は、任意の厚さを有する基板に適用されてもよい。
【０１１０】
更に、基板材料は、パルスレーザビームを透過する材料に限定されない。
【０１１１】
第２の態様の方法において、改質領域は、第１の態様の方法とほぼ同じ態様で又は異なる態様で形成されてもよい。改質領域は、先に詳しく説明された組成、配置、特性、特徴、及び、形態を有してもよい。
【０１１２】
第２の態様の方法において、プラズマは、第１の態様の方法の場合と同じ態様で、すなわち、同じ又は同様の手段を使用して、或いは、異なる態様で基板に照射されてもよい。
【０１１３】
特に好ましくは、プラズマは、例えばプラズマチャンバ内で基板をプラズマ雰囲気に暴露する又は晒すことによって基板に照射されてもよい。この方法は、プラズマトーチ又はプラズマノズルなどの複雑な工具が不要であり、基板に電位を印加する必要がないため、特に簡単で効率的な手法を成す。
【０１１４】
プラズマは、分割ラインに沿って延びる複数の溝を基板に形成するように、すなわち、溝が形成されてしまった分割ラインの延在方向に沿って各溝が延びるように基板に照射される。
【０１１５】
パルスレーザビームの照射によって基板に改質領域及び／又はホール領域を形成して基板を脆弱化させることにより、プラズマは、分割ラインに沿って基板材料を特に迅速且つ効率的な態様で除去することができ、それにより、複数の溝を効率的に且つ確実に形成することができる。
【０１１６】
特に、改質領域及び／又はホール領域では、特に改質領域及び／又はホール領域が、例えばアモルファス領域又は亀裂が形成される領域を含む場合に、非改質領域及びホール領域が形成されない基板の領域と比べて基板材料をプラズマによってより迅速に除去することができる。更に、改質領域及び／又はホール領域は、プラズマが基板に進入できるようにし、それにより、溝の形成を更に加速することができる。
【０１１７】
更に、プラズマを基板に照射することによって、改質領域及び／又はホール領域の形成によって損傷される基板の領域が、溝を形成するときに少なくとも部分的に除去され、したがって、基板を分割することによりもたらされるチップ又はダイの品質が向上される。また、プラズマを基板に照射することにより、パルスレーザビームの照射によって基板にもたらされる応力を除去することができ、それにより、基板分割後に得られるチップ又はダイのダイ強度を更に高めることができる。
【０１１８】
そのため、本発明の第２の態様は、高品質のチップ又はダイを得ることができるようにする効率的で信頼性の高い基板加工方法を提供する。
【０１１９】
溝は、基板の厚さ全体に沿って延びるように基板に形成されてもよい。この場合、基板は、プラズマ照射プロセスによって分割ラインに沿ってチップ又はダイに分割される。
【０１２０】
或いは、溝は、基板の厚さの一部のみに沿って延びるように基板に形成されてもよい。例えば、溝は、基板の厚さの２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、又は、９０％以上に沿って延びるように形成されてもよい。
【０１２１】
この場合、基板を分割する、すなわち、完全に分割するプロセスは、例えば、破断プロセスを採用することによって、例えば拡張テープを使用して基板に外力を加えることによって、或いは、機械的な切断若しくはダイシングプロセスなどの切断若しくはダイシングプロセス、又は、レーザ切断若しくはダイシングプロセスを採用することによって行われてもよい。また、これらのプロセスのうちの２つ以上の組み合わせが使用されてもよい。
【０１２２】
更に、基板は、その第２の面を研削することによって分割されてもよい。
【０１２３】
溝は、溝の幅方向で、すなわち、溝の延在方向に対して垂直な方向で、分割ラインの幅の９０％以下、８０％以下、７０％以上、６０％以下、５０％以下、４０％以下、３０％以下、２０％以下、又は、１０％以下にわたって延びるように基板に形成されてもよい。
【０１２４】
改質領域は、本発明の第１の態様に関して先に詳しく説明した組成、配置、特性、特徴、及び、形態を有してもよい。
【０１２５】
複数のホール領域は、各分割ラインの延在方向で隣り合うホール領域の中心間の距離が３μｍ〜５０μｍ、好ましくは５μｍ〜４０μｍ、より好ましくは８μｍ〜３０μｍの範囲であるように基板に形成されてもよい。特に、少なくとも１つの分割ラインの延在方向で隣り合うホール領域の中心間の距離は８μｍ〜１０μｍの範囲であってもよい。
【０１２６】
ホール領域は、各分割ラインの延在方向に等距離で離間されてもよい。或いは、隣り合う又は隣接するホール領域の一部又は全部は、各分割ラインの延在方向で互いに異なる距離を有してもよい。
【０１２７】
ホール領域の直径は、基板の厚さ方向に沿ってほぼ一定であってもよい。
【０１２８】
ホール領域は、１μｍ〜３０μｍ、好ましくは２μｍ〜２０μｍ、より好ましくは３μｍ〜１０μｍの範囲の直径を有してもよい。
【０１２９】
特に好ましくは、ホール領域は、２μｍ〜３μｍの範囲の直径を有してもよい。
【０１３０】
複数のホール領域は、隣り合う又は隣接するホール領域が互いに重なり合わないように基板に形成されてもよい。このようにすると、例えばその後の研削及び／又は分割ステップにおいて、基板の効率的な更なるハンドリング及び／又は加工を可能にするのに十分な強度又はロバスト性の度合いを基板が維持することが特に確実に確保され得る。
【０１３１】
各分割ラインの幅方向及び／又は各分割ラインの延在方向における隣り合う又は隣接するホ−ル領域の外縁間の距離は、少なくとも１μｍであってもよい。
【０１３２】
複数のホール領域は、隣り合う又は隣接するホール領域が少なくとも部分的に互いに重なり合うように基板に形成されてもよい。このようにすると、プラズマ照射によって基板に溝を形成するプロセスをより一層効率的にすることができる。
【０１３３】
幾つかの実施形態において、隣り合う又は隣接するホール領域は、基板の厚さに沿うホール領域の延在部の一部に沿ってのみ互いに重なり合う。例えば、隣り合う又は隣接するホール領域は、ホール領域が開口する基板の表面により近い基板の厚さに沿うホール領域の延在部の一部に沿ってのみ互いに重なり合ってもよい。隣り合う又は隣接するホール領域は、ホール領域が開口する基板の表面とは反対側の基板の表面により近い基板の厚さに沿うホ−ル領域の延在部の一部に沿って互いに重なり合わないように構成されてもよい。
【０１３４】
ホール領域の一部又は全部は、略円筒形状又はテーパ形状を有してもよい。
【０１３５】
ホール領域の一部又は全部は、長手方向の円筒軸が基板の厚さ方向に沿って配置される円筒の形状を実質的に有してもよい。この場合、ホール領域の直径は、基板の厚さ方向に沿ってほぼ一定である。
【０１３６】
ホール領域の一部又は全部がテーパ形状を有してもよく、この場合、ホール領域は、基板の厚さに沿うそれらの延在部に沿って先細る。ホール領域は、基板の第１の面から第２の面へ向かう方向に沿って又は基板の第２の面から第１の面へ向かう方向に沿って先細ってもよい。この場合、ホール領域の直径は、基板の第１の面から第２の面へと向かう方向で又は基板の第２の面から第１の面へと向かう方向で減少する。
【０１３７】
パルスレーザビームは、各分割ラインの幅方向に沿う複数の位置でも基板に照射されてもよい。
【０１３８】
各分割ラインの幅内に複数のホール領域が形成されてもよい。
【０１３９】
隣り合う又は隣接するホール領域は、各分割ラインの幅方向に等距離で離間されてもよい。或いは、隣り合う又は隣接するホール領域の一部又は全部は、各分割ラインの幅方向で互いに異なる距離を有してもよい。ホール領域は、各分割ラインの延在方向及び／又は幅方向でほぼランダムに配置されてもよい。
【０１４０】
各分割ラインの幅方向で隣り合うホール領域間の距離、すなわち、隣り合うホール領域の中心間の距離は、３μｍ〜５０μｍ、好ましくは５μｍ〜４０μｍ、より好ましくは８μｍ〜３０μｍの範囲であってもよい。
【０１４１】
パルスレーザビームは、各分割ラインの幅方向に沿う複数の位置でも照射されて、各分割ラインの幅内に複数列のホール領域を形成してもよく、各列は各分割ラインの延在方向に沿って延びる。列は、各分割ラインの幅方向で互いに隣り合って配置されてもよい。列は、各分割ラインの幅方向に等間隔で離間されてもよく、又は、隣り合う列の一部又は全部は、各分割ラインの幅方向で互いに異なる距離を有してもよい。
【０１４２】
各分割ラインの幅方向で隣り合うホール領域の列間の距離、すなわち、隣り合う列のホール領域の中心間の距離は、３μｍ〜５０μｍ、好ましくは５μｍ〜４０μｍ、より好ましくは８μｍ〜３０μｍの範囲であってもよい。列の数は、２〜２０、好ましくは４〜１８、より好ましくは５〜１５、更に一層好ましくは８〜１２の範囲であってもよい。
【０１４３】
先に詳述したように各分割ラインの幅方向で互いに隣り合って配置されるホール領域の複数の列を各分割ラインの幅内に形成することにより、プラズマ照射によって基板に溝を形成するステップを更に容易にすることができる。
【０１４４】
或いは、特に好ましい実施形態では、各分割ラインの幅内に一列のホール領域が形成されてもよい。この場合、本発明の方法は、特に迅速且つ効率的な態様で実施可能である。
【０１４５】
パルスレーザビームは、第１の面の側から基板に照射されてもよい。パルスレーザビームは、該パルスレーザビームの焦点が第１の面上に位置される状態で、又は、パルスレーザビームの焦点が第１の面から第２の面へと向かう方向で第１の面から距離を隔てて位置される、すなわち、基板の体積中に位置される状態で、又は、パルスレーザビームの焦点が第１の面から第２の面へと向かう方向とは反対の方向で第１の面から距離を隔てて位置される状態で、基板に照射されてもよい。この後者の場合、パルスレーザビームは、パルスレーザビームの焦点が第１の面から第２の面へと向かう方向で第１の面から距離を隔てて位置される状態で基板に照射されてもよい。したがって、パルスレーザビームの焦点は、基板の体積の外に位置される。
【０１４６】
パルスレーザビームは、第２の面の側から基板に照射されてもよい。パルスレーザビームは、該パルスレーザビームの焦点が第２の面上に位置される状態で、又は、パルスレーザビームの焦点が第２の面から第１の面へと向かう方向で第２の面から距離を隔てて位置される、すなわち、基板の体積中に位置される状態で、又は、パルスレーザビームの焦点が第２の面から第１の面へと向かう方向とは反対の方向で第２の面から距離を隔てて位置される状態で、基板に照射されてもよい。この後者の場合、パルスレーザビームは、パルスレーザビームの焦点が第２の面から第１の面から離れる方向で第２の面から距離を隔てて位置される状態で基板に照射されてもよい。したがって、パルスレーザビームの焦点は、基板の体積の外に位置される。
【０１４７】
レーザビームの照射により各分割ラインに沿って基板に複数の改質領域を形成するには、その焦点が基板の体積中に位置されるようにレーザビームを配置することが好ましい。この場合、基板は、パルスレーザビームを透過する材料から作られる。したがって、複数の改質領域が、基板を通じたレーザビームの透過を可能にする波長を有するパルスレーザビームの照射によって基板に形成される。
【０１４８】
レーザビームの照射により各分割ラインに沿って基板に複数のホール領域を形成するために、レーザビームは、その焦点が第１の面上、第２の面上、基板の体積中、又は、基板の体積外に位置されるように配置されてもよい。
【０１４９】
基板は、パルスレーザビームを透過する材料から作られてもよい。この場合、複数のホール領域は、基板を通じたレーザビームの透過を可能にする波長を有するパルスレーザビームの照射によって基板に形成される。
【０１５０】
基板は、パルスレーザビームを透過しない、すなわち、不透明な材料から形成されてもよい。複数のホール領域は、それが基板材料によって吸収されるような波長を有するパルスレーザビームの照射によって基板に形成されてもよい。この場合、レーザアブレーションによりホール領域が形成される。この手法は、ＳｉＣウエハなどの炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を加工するのに特に有効である。
【０１５１】
本発明の方法において、パルスレーザビーム及びプラズマは、基板の同じ側から又は基板の反対側から基板に照射されてもよい。例えば、パルスレーザビーム及びプラズマは、第１の面の側から又は第２の面の側から照射されてもよい。或いは、パルスレーザビームが第１の面の側から照射されてもよく、また、プラズマが第２の面の側から照射されもよく、逆もまた同様である。
【０１５２】
第１の態様の方法に関して先に詳述したように、改質領域がアモルファス領域又は亀裂が形成される領域を含んでもよく、或いは、改質領域がアモルファス領域又は亀裂が形成される領域であってもよい。
【０１５３】
各ホール領域は、改質領域と、パルスレーザビームがそこから照射される基板の表面の側に開口する改質領域内の空間とから構成されてもよい。
【０１５４】
各ホール領域の改質領域は、パルスレーザビームの照射によって改質されてしまった基板の領域である。例えば、改質領域は、基板材料の構造がパルスレーザビームの照射によって改質されてしまった基板の領域であってもよい。
【０１５５】
改質領域は、アモルファス領域又は亀裂が形成される領域を含んでもよく又は該領域であってもよい。特に好ましい実施形態では、改質領域がアモルファス領域を含む又はアモルファス領域である。
【０１５６】
改質領域が、亀裂が形成される、すなわち、亀裂が形成されてしまった領域である場合、亀裂は微小亀裂であってもよい。亀裂は、μｍの範囲の寸法、例えば長さ及び／又は幅を有してもよい。例えば、亀裂は、５μｍ〜１００μｍの範囲の幅及び／又は１００μｍ〜１０００μｍの範囲の長さを有してもよい。
【０１５７】
パルスレーザビームが照射される各分割ラインに沿う複数の位置のそれぞれには、複数の改質領域が形成されてもよく、複数の改質領域は、基板の厚さ方向に沿って互いに隣り合って配置される。
【０１５８】
例えば、複数の改質領域は、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上、又は、６つ以上の改質領域であってもよい。
【０１５９】
このように複数の改質領域を互いに隣り合って配置することにより、改質領域の複数の層を形成することができ、この場合、複数の層は、基板の厚さ方向に沿って積層される。そのような改質領域の層の積層は、基板の厚さの３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、又は、９０％以上にわたって延びることができる。
【０１６０】
このようにすると、プラズマを基板に照射することによって、基板に溝を形成するプロセスを更に容易にすることができる。
【０１６１】
本発明の方法では、複数の改質領域及び／又は複数のホール領域を各分割ラインに沿って基板に形成することにより、複数の開口部が各分割ラインに沿って基板に形成されてもよく、各開口部は、パルスレーザビームがそこから照射される基板の表面の側に開口し、又は、パルスレーザビームがそこから照射される基板の表面の側とは反対の基板の表面の側に開口する。
【０１６２】
例えば、基板にホール領域が形成されてもよく、このホール領域は、パルスレーザビームがそこから照射される基板の表面の側に開口する基板内の空間を含む。この場合、開口部はこれらの空間によってもたらされる。
【０１６３】
また、各分割ラインに沿って基板に複数の改質領域を形成することは、各分割ラインに沿って基板に複数の開口部をもたらすことを引き起こしてもよい。特に、基板に改質領域を形成することにより、改質領域の近傍の基板に応力又は歪みを誘発し、その結果、改質領域から特に基板の第１及び第２の面のうちの一方又は両方へ向けて延びる亀裂の形成をもたらしてもよい。これらの亀裂は、改質領域の一部を形成せず、むしろ改質領域によって生じる。具体的には、亀裂は、パルスレーザビームの照射によってもたらされる基板材料の構造的改質によって直接的に生成されない。
【０１６４】
このようにして形成される亀裂は、基板の第１及び第２の面の一方又は両方に達し、それにより、それぞれの基板表面又は複数の表面に１又は複数の開口部をもたらす。
【０１６５】
また、改質領域は、少なくとも分割ラインの延在方向にほぼ沿って延びる亀裂が改質領域によって生じるように形成されてもよい。この場合、改質領域は、それらがそれぞれの分割ラインの延在方向で互いに距離を隔てて配置されるが改質領域から延びる亀裂を通じて互いと接続されるように各分割ラインに沿って設けられてもよい。
【０１６６】
先に詳述したように、パルスレーザビームが照射される各分割ラインに沿う複数の位置のそれぞれには、複数の改質領域が形成されてもよく、複数の改質領域は、基板の厚さ方向に沿って互いに隣り合って配置される。これらの位置のそれぞれにおいて、改質領域は、それらが基板の厚さ方向で互いに距離を隔てて配置されるが改質領域から延びる亀裂を通じて互いと接続されるように設けられてもよい。
【０１６７】
改質領域によって生じる亀裂は、基板の厚さ方向でパルスレーザビームがそこから照射される基板の表面の側へと又はパルスレーザビームがそこから照射される基板の表面の側とは反対の基板の表面の側へと又はこれらの側の両方へと延在し、それにより、基板のそれぞれの側に開口する開口部が形成されてもよい。
【０１６８】
亀裂の形成及び伝播は、例えば、レーザビームの焦点の配置、レーザビームの波長、レーザビームのパワー、及び／又は、レーザビームのパルス長を適切に制御することによって制御されてもよい。例えば、基板の第１の面に到達する亀裂をもたらすために、焦点、ひいては亀裂が延びる改質領域を第１の面に近接して配置することが好ましい。
【０１６９】
プラズマは、各分割ラインに沿って基板に形成される開口部が開口する基板の表面の側に照射されてもよい。
【０１７０】
このようにすると、確実に且つ効率的にプラズマが開口部を通じて基板に進入できるようにすることができ、したがって、基板におけるプラズマ溝の形成が更に促進される。
【０１７１】
基板の厚さ方向で及び／又は分割ラインの延在方向で隣り合う又は隣接する改質領域が、該改質領域から延びる亀裂を通じて互いに接続されることが特に好ましい。このようにすると、プラズマの照射によって基板に溝を形成するプロセスをより一層効率的にすることができる。特に、基板の厚さ方向で隣り合う又は隣接する改質領域が、該改質領域から延びる亀裂を通じて互いに接続される場合には、確実にプラズマが基板内に深く入り込むことができるようにし得る。
【０１７２】
しかしながら、改質領域によって生じる亀裂が、プラズマが照射される基板の表面に至るまで延びる必要はない。例えば、プラズマは、亀裂を覆う基板材料の表面層を除去し、それにより、亀裂を基板の外側に露出させた後、露出した亀裂を通じて基板に進入してもよい。
【０１７３】
本発明の方法は、改質領域及び／又はホール領域を基板に形成する前及び／又は後に基板厚さを調整するために基板の第２の面を研削するステップを更に含んでもよい。
【０１７４】
基板の第２の面を研削するステップは、改質領域及び／又はホール領域を基板に形成した後、及びプラズマを基板に照射する前及び／又は後に行われてもよい。
【０１７５】
特に好ましくは、基板の第２の面は、基板に改質領域を形成した後で且つプラズマを基板に照射する前に研削される。このようにすると、改質領域から延びる亀裂の特に基板の厚さ方向の伝播を促進することができる。具体的には、研削プロセスにおいて基板に及ぼされる応力に起因して、改質領域の形成によりもたらされる亀裂は、例えば、基板の第１及び第２の面の一方又は両方に達するように更に伝搬してもよい。研削ステップはプラズマを基板に照射する前に行われるため、プラズマがこのように形成された開口部を通じて基板に入り込むことができるようにし得る。
【０１７６】
先に詳述したように、プラズマを基板に照射することによって基板に形成される溝は、基板の厚さの一部のみに沿って延びてもよい。プラズマを基板に照射した後に基板の第２の面を研削するステップが行われてもよく、また、基板は、基板の第２の面を研削することにより分割ラインに沿って分割されてもよい。
【０１７７】
特に、研削ステップは、プラズマ照射により形成される溝の深さに対応する厚さまで基板厚さを減少させるように行われてもよい。このようにして、プラズマ溝加工プロセスによって到達されなかった基板材料が研削ステップで除去され、それにより、研削プロセスによって基板が分割ラインに沿って分割される。
【０１７８】
研削ステップにおいて先に詳述した態様で基板を分割することにより、基板を特に信頼できる正確な効率的態様で加工することができる。具体的には、基板にプラズマを照射するステップは、研削前に、すなわち、基板の厚さの減少前に基板に対して行われる。そのため、プラズマ照射ステップにおけるウエハのハンドリングが容易になる。
【０１７９】
第１の想定し得る手法によれば、本発明の方法は、パルスレーザビームを第１の面の側から基板に照射するステップを含んでもよく、このステップは特に好ましい。レーザ照射ステップの後に、基板の第２の面を研削して基板の厚さを調整してもよい。続いて、第２の面を研削した後、分割ラインに沿って基板に複数の溝を形成するために、研削された第２の面の側から基板にプラズマが照射されてもよい。基板は、プラズマ照射ステップにおいて分割されてもよい。或いは、基板は、例えば、破断プロセスを採用し、例えば拡張テープを使用して基板に外力を加えることによって、或いは、機械的な切断若しくはダイシングプロセスなどの切断若しくはダイシングプロセス、又は、レーザ切断若しくはダイシングプロセスを採用することによって、その後の別個のステップで分割されてもよい。また、これらのプロセスのうちの２つ以上の組み合わせが使用されてもよい。
【０１８０】
この第１の手法は、狭い分割ライン、例えば２０μｍ以下の幅を有する分割ラインを伴う基板を加工するのに特に有益である。
【０１８１】
金属層、パルスレーザビームの照射に影響を及ぼす場合がある材料の層、例えば、パルスレーザビームを透過させない材料から形成される層、及び／又は、分割ラインに沿って基板を分割するプロセスに影響を及ぼす場合がある層を分割ライン上に有する基板に対して第１の手法が適用される場合、この手法は、パルスレーザビームを第１の面の側から基板に照射する前に付加的なレーザ溝加工ステップを行うことによって変更されてもよい。第１の面の側からも実行されるこのレーザ溝加工ステップでは、それぞれの層が分割ラインから少なくとも部分的に除去される。
【０１８２】
第２の想定し得る手法によれば、第１の手法又は変更された第１の手法は、基板の第１の面の側からではなく第２の面の側からパルスレーザビームを基板に照射することによって更に変更されてもよい。この第２の手法は、幅の広い分割ライン、例えば２０μｍを超える幅を有する分割ラインを伴う基板に特に有利に照射され得る。
【０１８３】
第２の想定し得る手法は、パルスレーザビーム照射ステップ及び研削ステップの順序を切り換えることによって変更されてもよく、それにより、基板の第２の面は、最初に、例えばレーザ溝加工ステップ後に研削され、その後に、パルスレーザビームの照射が続く。
【０１８４】
第３の想定し得る手法によれば、第１の手法又は変更された第１の手法は、パルスレーザビームを基板の第１の面の側から基板に照射した後、基板の第２の面を研削する前に、パルスレーザビームを基板の第２の面の側から基板に照射することによって更に変更されてもよい。この第３の手法は、比較的大きな厚さを有する基板を加工するのに特に有利である。そのような場合、基板の第２の面の側からもパルスレーザビームを基板に照射することにより、基板の厚さ全体にわたって改質領域及び／又はホール領域を特に効率的に形成することができる。
【０１８５】
第４の想定し得る手法によれば、本発明の方法は、パルスレーザビームを第１の面の側から基板に照射するステップを含んでもよい。レーザ照射ステップの後に、第１の面の側からプラズマを基板に照射して、分割ラインに沿って基板に複数の溝を形成してもよい。続いて、基板にプラズマを照射した後、基板厚さを調整するために基板の第２の面が研削されてもよい。基板は研削ステップで分割されてもよい。或いは、基板は、例えば、破断プロセスを採用し、例えば拡張テープを使用して基板に外力を加えることによって、或いは、機械的な切断若しくはダイシングプロセスなどの切断若しくはダイシングプロセス、又は、レーザ切断若しくはダイシングプロセス、又は、プラズマ切断若しくはダイシングプロセスを採用することによって、その後の別個のステップで分割されてもよい。また、これらのプロセスのうちの２つ以上の組み合わせが使用されてもよい。
【０１８６】
第４の手法は、例えばパルスレーザビームを第１の面の側から基板に照射する前に、プラズマ耐性コーティングを第１の面に施すステップを更に含んでもよい。
【０１８７】
金属層、パルスレーザビームの照射に影響を及ぼす場合がある材料の層、例えば、パルスレーザビームを透過させない材料から形成される層、及び／又は、分割ラインに沿って基板を分割するプロセスに影響を及ぼす場合がある層を分割ライン上に有する基板に対して第４の手法が適用される場合、この手法は、パルスレーザビームを第１の面の側から基板に照射する前に付加的なレーザ溝加工ステップを行うことによって変更されてもよい。第１の面の側からも実行されるこのレーザ溝加工ステップでは、それぞれの層が分割ラインから少なくとも部分的に除去される。例えば、レーザ溝加工ステップは、第１の面にプラズマ耐性コーティングを施す随意的なステップの後に実行されてもよい。
【０１８８】
この第４の手法は、狭い分割ラインを有する基板及びより広い分割ラインを有する基板に有利に適用することができる。したがって、加工されるべき基板の分割ラインの幅に関しては実質的に制限はない。
【０１８９】
第５の想定し得る手法によれば、第４の手法は、プラズマを第１の面の側から基板に照射した後、基板の第２の面を研削する前に、基板の第２の面の側からダイシングステップを行うことによって変更されてもよい。このダイシングステップは、例えば、ブレード又はソーダイシングステップ、レーザダイシングステップ、プラズマダイシングステップ、又は、これらのステップのうちの２つ以上の組み合わせなどの機械的なダイシングステップであってもよい。特に好ましくは、ダイシングステップは、ブレード又はソーダイシングステップなどの機械的なダイシングステップである。
【０１９０】
ダイシングステップでは、基板の第２の面の側から基板に溝又は切り口が形成される。これらの溝又は切り口は、それらがプラズマ照射ステップにおいて前面から形成される溝又は切り口の底に達するような深さで形成される。したがって、基板は、ダイシングステップにより分割ラインに沿って分割される。ダイシングステップにおいて基板の一部が損傷され、例えば欠ける場合には、その損傷された部分をその後の研削ステップで除去することができる。
【０１９１】
第５の手法は、ダイシングステップの前に研削ステップが実行されるように、ダイシングステップ及び研削ステップの順序を切り換えることによって変更されてもよい。
【０１９２】
第６の想定し得る手法によれば、第５の手法は、プラズマ照射ステップの後、ダイシングステップの前に、基板の第２の面の側から付加的な研削ステップ、すなわち、事前研削ステップを実行することによって変更されてもよい。この手法は、ダイシングステップがブレード又はソーダイシングステップなどの機械的なダイシングステップである場合に特に有利である。この場合、事前研削ステップにおいて基板の厚さを減少させることにより、事前研削が行われないプロセスと比較して幅の狭いブレード又は鋸などの機械的なダイシング手段を使用することができ、したがって、ダイシングステップを容易にすることができる。
【０１９３】
第７の想定し得る手法によれば、第４の手法は、加工ステップの順序を変更することによって、すなわち、パルスレーザビームを第１の面の側から基板に照射する前、及び、第１の面にプラズマ耐性コーティングを施してレーザ溝加工を施す随意的なステップの前に、最初に基板の第２の面を研削するステップを実行することによって変更されてもよい。
【０１９４】
以下、図面を参照して、本発明の非限定的な例について説明する。
【図面の簡単な説明】
【０１９５】
【図１】本発明の方法によって加工されるべき基板としての半導体デバイスウエハを示す斜視図である。
【図２】図１の半導体デバイスウエハが環状フレームにより支持される接着テープに貼り付けられた状態を示す斜視図である。
【図３】図１の半導体デバイスウエハにパルスレーザビームを照射するためのレーザ加工装置の一部の斜視図である。
【図４】図１の半導体デバイスウエハの内側に複数の改質領域を形成するステップを示すための側面図である。
【図５】本発明の方法の第１の実施形態にしたがって図１の半導体デバイスウエハの前面にパルスレーザビームを照射するステップを示す断面図である。
【図６】本発明の方法の第１の実施形態にしたがって半導体デバイスウエハの前面に保護シートを貼り付けるステップの結果を示す断面図である。
【図７】本発明の方法の第１の実施形態にしたがって半導体デバイスウエハの裏面を研削するステップの結果を示す断面図である。
【図８】本発明の方法の第１の実施形態にしたがって半導体デバイスウエハの研削された裏面にパルスレーザビームを照射するステップを示す断面図である。
【図９】本発明の方法の第１の実施形態にしたがって半導体デバイスウエハの研削された裏面にプラズマを照射するステップを示す断面図である。
【図１０】本発明の方法の第１の実施形態にしたがって半導体デバイスウエハを接着テープに貼り付けるステップの結果を示す断面図である。
【図１１】本発明の方法の第１の実施形態にしたがって保護シートを除去して接着テープを径方向に拡張させるステップの結果を示す断面図である。
【図１２】本発明の方法の第１の実施形態にしたがって分割された半導体デバイスウエハの前面にプラズマを照射するステップを示す断面図である。
【図１３】研削ステップを行う研削装置を示す斜視図である。
【図１４（ａ）】図１の半導体デバイスウエハの内側の改質領域の形成を示す断面図である。
【図１４（ｂ）】図１の半導体デバイスウエハの内側の改質領域の形成を示す断面図である。
【図１４（ｃ）】図１の半導体デバイスウエハの内側の改質領域の形成を示す断面図である。
【図１４（ｄ）】図１の半導体デバイスウエハの内側の改質領域の形成を示す断面図である。
【図１４（ｅ）】図１の半導体デバイスウエハの内側の改質領域の形成を示す断面図である。
【図１５】本発明の方法の第２の実施形態にしたがって図１の半導体デバイスウエハの前面にプラズマ耐性コーティングを施すステップの結果を示す断面図である。
【図１６】本発明の方法の第２の実施形態にしたがってプラズマ耐性コーティングを部分的に除去するためのレーザ溝加工のステップを示す断面図である。
【図１７】本発明の方法の第２の実施形態にしたがって半導体デバイスウエハの前面にパルスレーザビームを照射するステップを示す断面図である。
【図１８】本発明の方法の第２の実施形態にしたがって半導体デバイスウエハの前面にプラズマを照射するステップを示す断面図である。
【図１９】図１８に示されるプラズマ照射ステップの結果を示す断面図である。
【図２０】本発明の方法の第２の実施形態にしたがってプラズマ耐性コーティングを完全に除去するステップの結果を示す断面図である。
【図２１】本発明の方法の第２の実施形態にしたがって半導体デバイスウエハの裏面を研削するステップの結果を示す断面図である。
【図２２】本発明の方法の一実施形態にしたがった図１の半導体デバイスウエハにおける改質領域の配置を示す概略平面図である。
【図２３】本発明の方法の一実施形態にしたがった図１の半導体デバイスウエハにおける改質領域の配置を示す断面図である。
【図２４】本発明の方法の一実施形態にしたがった図１の半導体デバイスウエハにおける改質領域の配置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０１９６】
ここで、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について説明する。好ましい実施形態は、基板の一例としての半導体デバイスウエハを加工する方法に関する。
【０１９７】
半導体デバイスウエハは、研削前の厚さが１００μｍ以上、好ましくは２００μｍ〜１５００μｍの範囲、より好ましくは７００μｍ〜１０００μｍの範囲である。
【０１９８】
図１は、本発明の加工方法によって加工されるべき基板としての半導体デバイスウエハ２の斜視図である。半導体デバイスウエハ２は単結晶基板である。
【０１９９】
他の実施形態において、本発明の加工方法によって加工されるべき基板は、ガラス基板、又は、化合物半導体基板などの化合物基板、例えばＧａＡｓ基板、又は、セラミック基板などの多結晶基板であってもよい。
【０２００】
図１に示される半導体デバイスウエハ２は、厚さが例えば４００μｍのシリコン（Ｓｉ）基板から実質的に構成される。シリコン基板の前面２ａ上、すなわち、第１の面上のデバイス領域２０には、ＩＣ及びＬＳＩなどの複数の半導体デバイス２１が形成される。半導体デバイス２１は、シリコン基板の前面２ａ上にグリッド配置又はマトリクス配置で設けられる。半導体デバイス２１は、シリコン基板の前面２ａ上、すなわち、半導体デバイスウエハ２の前面２ａ上に形成される複数の交差分割ライン２２によって分離される。
【０２０１】
また、半導体デバイスウエハ２は、前面２ａとは反対側の裏面２ｂ、すなわち、第２の面を有する。
【０２０２】
デバイス領域２０には、例えば図５に概略的に示されるように、半導体デバイスウエハ２の平面から突出する複数の突起１４が形成される。突起１４は、例えば、分離されたチップ又はダイの状態を成すデバイス領域２０の半導体デバイス２１との電気的な接触をもたらすためのバンプであってもよい。半導体デバイスウエハ２の厚さ方向における突起１４の高さは、例えば、２０〜２００μｍの範囲であってもよい。
【０２０３】
以下、図２〜図１４を参照して、基板としての半導体デバイスウエハ２を加工するための本発明の方法の第１の実施形態について説明する。
【０２０４】
まず最初に、半導体デバイスウエハ２が環状フレームにより支持される接着テープに貼り付けられるようにウエハ支持ステップが行われる。具体的には、図２に示されるように、接着テープ３０がその外周部で環状フレーム３により支持され、接着テープ３０によって環状フレーム３の内側開口部が閉じられる。接着テープ３０には、半導体デバイスウエハ２の裏面２ｂ、すなわち、第２の面が貼り付けられる。したがって、図２に示されるように、接着テープ３０に貼り付けられる半導体デバイスウエハ２の前面２ａが上方に向けられる。
【０２０５】
先に詳述したウエハ支持ステップは随意的なステップである。或いは、接着テープ３０などの接着テープを伴うことなく、また、環状フレーム３などのフレームを伴うことなく、ウエハ２が取り扱われてもよい。例えば、ウエハ２は、非接触パッド又はベルヌーイ（Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ）ハンドリングパッドを使用することによってデバイス領域２０に触れることなく所定位置に配置されてもよい。このようにすると、方法を更に簡略化できる。図３〜図５に示されて以下で詳しく説明されるステップは、接着テープ及びフレームによる支持を伴うことなく実行されてもよい。
【０２０６】
図３は、前述したウエハ支持ステップを実施した後に半導体デバイスウエハ２に分割ライン２２に沿ってレーザ加工を行うためのレーザ加工装置４の一部を示す。図３に示されるように、レーザ加工装置４は、被加工物、特に半導体デバイスウエハ２を保持するためのチャックテーブル４１と、チャックテーブル４１上に保持される被加工物にレーザビームを照射するためのレーザビーム照射手段４２と、チャックテーブル４１上に保持される被加工物を撮像する撮像手段４３とを含む。チャックテーブル４１は、その上で被加工物を吸着保持するための保持面としての上面を有する。チャックテーブル４１は、送り手段（図示せず）によって図３に矢印Ｘで示される送り方向に移動可能である。更に、チャックテーブル４１は、割り出し手段（図示せず）によって図３に矢印Ｙで示される割り出し方向に移動可能である。
【０２０７】
レーザビーム照射手段４２は、略水平方向に延びる円筒状のケーシング４２１を含む。ケーシング４２１は、パルスレーザ発振器と繰り返し周波数設定手段とを含むパルスレーザビーム発振手段（図示せず）を収容する。更に、レーザビーム照射手段４２は、ケーシング４２１の前端に装着される合焦手段４２２を含む。合焦手段４２２は、パルスレーザビーム発振手段により発振されるパルスレーザビームを合焦させるための集束レンズ４２２ａを含む。
【０２０８】
合焦手段４２２の集束レンズ４２２ａの開口数（ＮＡ）は、集束レンズ４２２ａの開口数を単結晶基板の屈折率（ｎ）で割ることによって得られる値が０．２〜０．８５の範囲内にあるように設定されてもよい。
【０２０９】
レーザビーム照射手段４２は、合焦手段４２２の集束レンズ４２２ａにより合焦されるべきパルスレーザビームの焦点位置を調整するための焦点位置調整手段（図示せず）を更に含む。
【０２１０】
撮像手段４３は、レーザビーム照射手段４２のケーシング４２１の前端部に装着される。撮像手段４３は、可視光を使用することによって被加工物を撮像するためのＣＣＤなどの通常の撮像デバイス（図示せず）と、赤外光を被加工物に照射するための赤外光照射手段（図示せず）と、赤外光照射手段によって被加工物に照射される赤外光を捕捉するための光学系（図示せず）と、光学系により捕捉される赤外光に対応する電気信号を出力するための赤外ＣＣＤなどの赤外撮像デバイス（図示せず）とを含む。撮像手段４３から出力される画像信号は制御手段（図示せず）に送信される。
【０２１１】
レーザ加工装置４を使用することによって半導体デバイスウエハ２の分割ライン２２に沿ってレーザ加工を行う際、パルスレーザビームの焦点が半導体デバイスウエハ２の厚さに沿う方向の所望位置に位置される、すなわち、前面２ａ、すなわち、第１の面から、前面２ａから裏面２ｂ、すなわち、第２の面へと向かう方向で所望の距離を隔てて位置されるように、合焦手段４２２の集束レンズ４２２ａと、単結晶基板、すなわち、半導体デバイスウエハ２とが集束レンズ４２２ａの光軸に沿う方向で互いに対して位置決めされるような態様で位置決めステップが行われる。
【０２１２】
本発明のこの実施形態に係る加工方法を実施する際、接着テープ３０に貼り付けられた半導体デバイスウエハ２は、まず最初に、接着テープ３０がチャックテーブル４１の上面と接触している状態（図３参照）で、図３に示されるレーザ加工装置４のチャックテーブル４１上に配置される。その後、半導体デバイスウエハ２を接着テープ３０を介してチャックテーブル４１上に吸着保持するために吸着手段（図示せず）が作動される（ウエハ保持ステップ）。したがって、チャックテーブル４１上に保持された半導体デバイスウエハ２の前面２ａが上方に向けられる。図示の明確化のため接着テープ３０を支持する環状フレーム３が図３に示されないが、環状フレーム３は、この実施形態ではチャックテーブル４１に設けられるクランプ等のフレーム保持手段によって保持される。その後、半導体デバイスウエハ２を吸着保持するチャックテーブル４１は、送り手段を動作させることによって撮像手段４３の真下の位置へ移動される。
【０２１３】
チャックテーブル４１が撮像手段４３の真下に位置される状態で、レーザ加工されるべき半導体デバイスウエハ２の対象領域を検出するために撮像手段４３と制御手段（図示せず）とによってアライメント動作が行われる。具体的には、撮像手段４３及び制御手段は、半導体デバイスウエハ２上の第１の方向に延びる分割ライン２２とレーザビーム照射手段４２の合焦手段４２２とを位置合わせするためにパターンマッチングなどの画像処理を行う。このようにして、レーザビームの照射位置の位置合わせが行われる（位置合わせステップ）。この位置合わせステップは、半導体デバイスウエハ２上の第１の方向に対して垂直な第２の方向に延びる他の全ての分割ライン２２に関しても同様に行われる。
【０２１４】
半導体デバイスウエハ２の前面２ａの分割ライン２２の全てに関して先に詳述した位置合わせステップを行った後、チャックテーブル４１は、図４に示されるように、レーザビーム照射手段４２の合焦手段４２２が位置されるレーザビーム照射領域へと移動される。第１の方向に延びる所定の分割ライン２２の一端部（図４における左端部）は、合焦手段４２２の直下に位置される。また、焦点位置調整手段（図示せず）が合焦手段４２２を集束レンズ４２２ａの光軸に沿う方向に移動させるように動作され、それにより、集束レンズ４２２により合焦されるべきパルスレーザビームＬＢの焦点Ｐは、半導体デバイスウエハの前面２ａから裏面２ｂへと向かう方向で、すなわち、半導体デバイスウエハ２の厚さ方向で、半導体デバイスウエハ２の前面２ａから所望の距離を隔てて位置される（位置決めステップ）。
【０２１５】
この好ましい実施形態において、パルスレーザビームＬＢの焦点Ｐは、パルスレーザビームＬＢが照射される半導体デバイスウエハ２の前面２ａ、すなわち、上面の近傍の位置にある半導体デバイスウエハ２の内側に位置付けられる。例えば、焦点Ｐは、前面２ａから５μｍ〜１０μｍの範囲内の距離に位置されてもよい。
【０２１６】
前述した位置決めステップを行った後、合焦手段４２２からパルスレーザＬＢを半導体デバイスウエハ２に照射することによりレーザビーム照射手段４２が動作されるような態様で改質領域形成ステップが行われ、これにより半導体デバイスウエハ２の内側に改質領域が形成され、この改質領域はウエハ２の体積中に配置される（図１４（ｄ）も参照）。
【０２１７】
具体的には、半導体デバイスウエハ２を構成するシリコン基板を通じたレーザビームＬＢの透過を可能にする波長を有するパルスレーザビームＬＢが合焦手段４２２によって半導体デバイスウエハ２に照射され、また、チャックテーブル４１が図４に矢印Ｘ１で示される方向に所定の送り速度で移動される（改質領域形成ステップ）。所定の分割ライン２２の他端部（図４の右端部）が合焦手段４２２の直下の位置に達すると、パルスレーザビームＬＢの照射が停止されて、チャックテーブル４１の移動も停止される。
【０２１８】
所定の分割ライン２２に沿う先に詳述した改質領域形成ステップを行うことにより、複数の改質領域２３（図１４（ｄ）参照）が分割ライン２２に沿って半導体デバイスウエハ２に形成され、この場合、各改質領域２３はウエハ２の大部分に配置される。各改質領域２３は、図１４（ｄ）に概略的に示されて以下で更に詳述されるように、ウエハ材料の内側の空間２３１、例えばキャビティと、空間２３１を取り囲むアモルファス領域２３２とから構成される。
【０２１９】
改質領域２３は、分割ライン２２の延在方向に所定の等距離間隔で分割ライン２２に沿って形成されてもよい。例えば、分割ライン２２の延在方向で隣り合う改質領域２３間の距離は、８μｍ〜３０μｍの範囲、例えば約１６μｍ（＝（加工品送り速度：８００ｍｍ／秒）／繰り返し周波数：５０ｋＨｚ））であってもよい。
【０２２０】
この実施形態では、隣り合う改質領域２３のアモルファス領域２３２が互いに重なり合わないように形成される（図２２参照）。具体的には、隣り合う改質領域２３間の距離は、アモルファス領域２３２の外径よりも僅かに大きくなるように選択される。
【０２２１】
他の実施形態では、基板が例えばガラス基板であってもよく、また、改質領域は、ガラス基板に亀裂が形成される領域を含んでもよく又は該領域であってもよい。ガラス基板に形成される亀裂が微小亀裂であってもよい。
【０２２２】
各改質領域２３の形成のためにはパルスレーザビームＬＢを１回照射すれば十分であり、それにより、生産性を大幅に向上させることができる。また、改質領域形成ステップでは破片が散乱されず、それにより、結果として得られるデバイスの品質劣化を確実に防止することができる。
【０２２３】
図２２に概略的に示されるように、改質領域２３の単一の列が各分割ライン２２の幅内に形成されてもよい。この場合、本発明の方法は、特に迅速且つ効率的な態様で実施可能である。
【０２２４】
パルスレーザビームＬＢが照射される各分割ライン２２に沿う複数の位置のそれぞれには、単一の改質領域２３が、図２３に概略的に示されているように、半導体デバイスウエハ２の厚さ方向で改質領域２３の単一層を得るように形成されてもよい。
【０２２５】
或いは、パルスレーザビームＬＢが照射される各分割ライン２２に沿う複数の位置のそれぞれには、複数の改質領域２３が形成されてもよく、複数の改質領域２３は、半導体デバイスウエハ２の厚さ方向に沿って互いに隣り合って配置される。
【０２２６】
このように複数の改質領域２３を互いに隣り合って配置することにより、改質領域２３の複数の層を形成することができ、この場合、複数の層は、半導体デバイスウエハ２の厚さ方向に沿って積層される。例えば、改質領域２３の層の数は、図２４に概略的に示されるように、２つであってもよい。
【０２２７】
図１４（ａ）〜図１４（ｅ）には、半導体デバイスウエハ２の内側の改質領域２３の形成が示される。ウエハ２の基板は、パルスレーザビームＬＢを透過する材料、すなわち、シリコンから作られる。したがって、改質領域２３は、ウエハ２を通じたレーザビームＬＢの透過を可能にする波長を有するパルスレーザビームＬＢの照射によってウエハ２に形成される。例えば、パルスレーザビームＬＢは、赤外領域、例えば１０６４ｎｍの波長を有してもよい。
【０２２８】
パルスレーザビームＬＢは、パルスレーザビームＬＢの焦点Ｐが第１の面２ａから第２の面２ｂへと向かう方向で第１の面２ａから距離を隔てて位置される状態で、第１の面２ａの側からウエハ２に照射される（図１４（ａ）参照）。パルスレーザビームＬＢの照射に起因して、焦点Ｐが配置されるウエハ２の内側の領域でウエハ材料が局所的に加熱される。図１４（ｂ）には、レーザビーム照射の初期段階におけるウエハ２の加熱された領域が円によって概略的に示される。
【０２２９】
パルスレーザビームＬＢの照射が継続するにつれて、加熱領域は、図１４（ｃ）に矢印で示されるように、第１の面２ａへと向かう方向に成長する又は拡張する。レーザビーム照射が停止されると、加熱されたウエハ材料が冷え、その結果、ウエハ２の内側の空間２３１と該空間２３１を完全に取り囲むアモルファス領域２３２とから構成される改質領域２３の形成がもたらされる（図１４（ｄ）参照）。図１４（ｄ）に示されるように、改質領域２３は、ウエハ２の体積中に配置される。
【０２３０】
半導体デバイスウエハ２における改質領域２３の形成は、改質領域２３の近傍でウエハ２に応力又は歪みをもたらし、その結果、図１４（ｅ）に概略的に示されるように、改質領域２３から延びる亀裂２４が形成される。特に、これらの亀裂２４は、半導体デバイスウエハ２の前面２ａ及び裏面２ｂへ向けて伝播する（図１４（ｅ）参照）。亀裂２４は、改質領域２３の一部を形成せず、むしろ改質領域２３から生じる。具体的には、亀裂２４は、パルスレーザビームＬＢの照射によってもたらされる基板材料の構造的改質によって直接的に生成されない。
【０２３１】
図１４（ｅ）に示される実施形態では、このようにして形成される亀裂２４のうちの１つが半導体デバイスウエハ２の前面２ａに達し、それにより、前面２ａに開口部が形成される。そのため、改質領域２３から生じる亀裂２４は、半導体デバイスウエハ２の厚さ方向で、パルスレーザビームＬＢが照射されるウエハ２の側へと延びる。
【０２３２】
また、改質領域２３から生じる亀裂（図示せず）は、分割ライン２２の延在方向に沿って少なくとも実質的に延びてもよい。改質領域２３は、それらがそれぞれの分割ライン２２の延在方向で互いに距離を隔てて配置される（例えば図２２参照）が、改質領域から延びる亀裂を通じて互いと接続されるように各分割ライン２２に沿って設けられてもよい。
【０２３３】
パルスレーザビームＬＢが照射される各分割ライン２２に沿う複数の位置のそれぞれで複数の改質領域２３が形成され、複数の改質領域２３が半導体デバイスウエハ２の厚さ方向に沿って互いに隣り合って配置される場合、改質領域２３は、それらがウエハ２の厚さ方向で互いに距離を隔てて配置されるが（例えば図２４参照）、改質領域から延びる亀裂２４を通じて互いと接続されるように設けられてもよい。
【０２３４】
亀裂の形成及び伝播は、例えば、レーザビームＬＢの焦点Ｐの配置、レーザビームＬＢの波長、レーザビームＬＢのパワー、及び／又は、レーザビームＬＢのパルス長を適切に制御することによって制御されてもよい。
【０２３５】
パルスレーザビームＬＢの照射による分割ライン２２に沿う半導体デバイスウエハ２における改質領域２３の形成が、図５にも概略的に示される。
【０２３６】
随意的なステップとして、半導体デバイスウエハ２に改質領域２３を形成した後、以下で更に詳しく説明される、プラズマを前面２ａに照射するその後のステップで（図１２参照）、デバイス２１を保護するためにプラズマ耐性コーティングがウエハ２の前面２ａに施されてもよい。例えば、プラズマ耐性コーティングは、水溶性コーティング又は異なるタイプのコーティングであってもよい。
【０２３７】
改質領域２３を半導体デバイスウエハ２に形成した後、又は、プラズマ耐性コーティングを前面２ａに施す随意的なステップの後、保護シート５がウエハ２の前面２ａに貼り付けられる（図６参照）。保護シート５は、ベースシート７と、ベースシート７の前面に塗布される緩衝層１３と、その裏面が緩衝層１３に貼り付けられる保護膜（図示せず）と、保護膜の裏面とは反対側の保護膜４の前面の一部に塗布される接着層（図示せず）とを含む。接着層は、環形状を有していてもよく、また、保護膜の前面の周辺部又は外周部に設けられてもよい。或いは、接着層は、半導体デバイスウエハ２の前面２ａと保護膜との接触領域の全体にわたって設けられてもよい。特に、接着剤は、ウエハ２の前面２ａと接触する保護膜の全面にわたって設けられてもよい。
【０２３８】
緩衝層１３は、紫外線、熱、電場、及び／又は、化学薬品などの外部刺激によって硬化可能であってもよい。特に、緩衝層１３は、ＤＩＳＣＯ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＲｅｓｉＦｌａｔやＤＥＮＫＡのＴＥＭＰＬＯＣなどの硬化性樹脂により形成されてもよい。
【０２３９】
保護シート５は、保護膜の前面をウエハ２の前面２ａに貼り付けて保護膜を接着層によってウエハ２に接着することによって半導体デバイスウエハ２に貼り付けられる。また、図６に概略的に示されるように、ウエハ２の平面から突出する突起１４が緩衝層１３に埋め込まれる。
【０２４０】
保護膜は、突起１４を含むデバイス領域２０に形成されるデバイス２１を覆い、したがって、デバイス２１を損傷又は汚染から保護する。また、緩衝層１３に突起１４を埋め込むことにより、突起１４は、特にその後の研削ステップで、ウエハ加工中に任意の損傷から確実に保護される。
【０２４１】
保護シート５は、図６に破線の矢印で示されるように、ベースシート７の裏面がウエハ２の裏面２ｂと略平行になるように半導体デバイスウエハ２に貼り付けられる。具体的には、例えば装着チャンバ（図示せず）内でウエハ裏面２ｂとベースシート７の裏面とに平行な押圧力を加えることによって半導体デバイスウエハ２と保護シート５とを互いに押し付け、それにより、緩衝層１３中に突起１４を確実に埋め込んで、ベースシート裏面とウエハ裏面２ｂとの略平行な位置合わせを達成してもよい。
【０２４２】
ベースシート７の平らな裏面は半導体デバイスウエハ２の裏面２ｂと略平行であるため、例えば研削装置の砥石車（例えば図１３参照）による研削加工中にウエハ２に加えられる圧力は、ウエハ２上にわたって一様に且つ均一に分配され、したがって、パターン転写、すなわち、デバイス領域２０内の突起１４により規定されるパターンの研削されたウエハ裏面２ｂへの転写、及び、ウエハ２の破壊の任意のリスクが最小限に抑えられる。更に、ベースシート７の平坦で均一な裏面と半導体デバイスウエハ２の裏面２ｂとの略平行な位置合わせにより、研削ステップを高精度で行うことができ、したがって、研削後に特に一様で均一なウエハ厚さを達成できる。
【０２４３】
半導体デバイスウエハ２に保護シート５を貼り付けた後、ウエハ２の裏面２ｂがウエハ厚さを調整するべく研削される。この研削ステップの結果が図７に示される。半導体デバイスウエハ２の裏面２ｂを研削するステップは、図１３に関連して以下で詳しく説明されるように、研削装置を使用して行われてもよい。
【０２４４】
図１３は、本発明の一実施形態にしたがって研削ステップを行うための研削装置８を示す斜視図である。図１３に示されるように、研削装置８は、半導体デバイスウエハ２などの被加工物を保持するためのチャックテーブル８１と、チャックテーブル８１上に保持された被加工物を研削するための研削手段８２とを含む。チャックテーブル８１は、被加工物を吸着保持するための保持面としての上面８１１を有する。研削手段８２は、スピンドルハウジング（図示せず）と、スピンドルハウジングに回転可能に支持されて駆動機構（図示）せずによって回転されるようになっている回転スピンドル８２１と、回転スピンドル８２１の下端部に固定される装着体８２２と、装着体８２２の下面に装着される砥石車８２３とを含む。砥石車８２３は、円形ベース８２４と、円形ベース８２４の下面に装着される研磨要素８２５とを含む。
【０２４５】
半導体デバイスウエハ２の裏面２ｂの研削は、ベースシート７の裏面がチャックテーブル８１の上面８１１と接触するように研削装置８のチャックテーブル８１上にウエハ２を保持することによって行われる。そのため、ウエハ２の裏面２ｂは、図１３に示されるように上方に向けられる。その後、半導体デバイスウエハ２を保持して成るチャックテーブル８１が、半導体デバイスウエハ２の面に垂直な軸の周りで回転され、すなわち、図１３に矢印Ａで示される回転方向に回転され、また、砥石車８２３が、円形のベース８２４の面に垂直な軸の周りで回転され、すなわち、図１３に矢印Ｂで示される回転方向に回転される。
【０２４６】
このようにチャックテーブル８１と砥石車８２３とを回転させながら、砥石車８２３の研磨要素８２５がウエハ２の裏面２ｂと接触させられ、したがって、裏面２ｂが研削される。
【０２４７】
半導体デバイスウエハ２の裏面２ｂを研削した後、研削された裏面２ｂが例えばドライエッチング及び／又はウェットエッチングによって研磨され及び／又はエッチングされてもよい。
【０２４８】
ドライ研磨又は化学機械研磨（ＣＭＰ）などの研磨、及び／又は、プラズマエッチングなどのエッチングによって、半導体デバイスウエハ２にもたらされる研削された裏面２ｂの応力を除去することができ、それにより、ウエハ２を分割した後に得られるチップ又はダイのダイ強度が更に高められる。
【０２４９】
しかしながら、以下で更に詳述されるように、特に半導体デバイスウエハ２がその後にプラズマダイシングなどのプラズマプロセスに晒される場合には、研磨及び／又はエッチングステップが省かれてもよい。
【０２５０】
更なる任意的なステップとして、半導体デバイスウエハ２の裏面２ｂを研削した後又は研削して研磨／エッチングした後、図８に概略的に示されるように、ウエハ２の研削された裏面２ｂの側からパルスレーザビームＬＢがウエハ２に照射されてもよい。パルスレーザビームＬＢは、前述した態様とほぼ同じ態様でウエハ２に照射されてもよい。好ましくは、ウエハ２の研削された裏面２ｂの側から照射されるパルスレーザビームＬＢは、ウエハ２の前面２ａの側から照射されるパルスレーザビームＬＢよりも低いパワーを有する。
【０２５１】
パルスレーザビームＬＢは、パルスレーザビームＬＢの焦点（図示せず）が研削された裏面２ｂから前面２ａへと向かう方向で研削された裏面２ｂから距離を隔てて位置される状態で、少なくとも各分割ライン２２に沿う複数の位置において半導体デバイスウエハ２に照射されて、各分割ライン２２に沿って半導体デバイスウエハ２に複数の更なる改質領域（図示せず）を形成する。
【０２５２】
その後、図９に概略的に示されるように、プラズマＰＬが半導体デバイスウエハ２の研削された裏面２ｂに照射される。具体的には、プラズマＰＬは、例えばプラズマチャンバ内で、研削された裏面２ｂをプラズマ雰囲気（図９にドット領域で示される）に晒すことによってウエハ２に照射される。プラズマＰＬは、研削された裏面２ｂに直接に照射され、すなわち、マスクの使用を伴わない。
【０２５３】
幾つかの実施形態において、プラズマＰＬは、プラズマエッチングによってウエハ２にもたらされた応力を除去するために、ウエハ２の研削された裏面２ｂに照射されてもよい。
【０２５４】
この実施形態では、ウエハ２がプラズマダイシングによって分割ライン２２に沿って分割されるようにプラズマＰＬが研削された裏面２ｂに照射される。したがって、プラズマ照射ステップでは、ウエハ２が個々のチップ又はダイに完全に分割される。
【０２５５】
結果として得られるダイ又はチップの側壁は、プラズマ照射ステップでプラズマエッチングされる。そのため、分割プロセスでは、ダイ又はチップに機械的なダイシング応力が与えられない。したがって、ダイ又はチップのダイ強度が更に高められる。
【０２５６】
半導体デバイスウエハ２における改質領域２３の形成に起因して、プラズマＰＬは、分割ライン２２に沿ってウエハ材料を特に迅速且つ効率的な態様で除去することができ、それにより、ウエハ分割プロセスが更に容易になる。特に、改質領域２３では、非改質領域と比較してより迅速にウエハ材料をプラズマＰＬによって除去することができる。更に、改質領域２３は、特にウエハ表面に至るまで延びる亀裂２４（例えば、図１４（ｅ）参照）を通じてプラズマＰＬがウエハ２中へ進入できるようにし、それにより、プラズマ分割プロセスが更に加速される。
【０２５７】
このように半導体デバイスウエハ２を分割ライン２２に沿って分割した後、接着テープ５０がウエハ２の研削された裏面２ｂに貼り付けられる。この貼り付けステップの結果が図１０に示される。加工のこの段階では、チップ又はダイが保護シート５によって互いに近接して保持される（図１０参照）。
【０２５８】
その後、保護シート５がウエハ前面２ａから除去されて、例えば拡張ドラムなどを用いることにより接着テープ５０が（図１１の矢印で示されるように）径方向に拡張される。これらのステップの結果が図１１に示される。接着テープ５０を径方向に拡張することにより、チップ又はダイ７０（図１１参照）が互いに離間され、それにより、更なる加工中、保管中、又は、出荷中にチップ又はダイ７０を安全にハンドリングすることができる。
【０２５９】
更なる任意的なステップとして、接着テープ５０を径方向に拡張した後、図１２に示されるように、分離されたチップ又はダイ７０が更なるプラズマ処理に晒されてもよい。このプラズマ処理を行う前に、分割されたウエハ２が環状フレーム６０の中心開口部内に配置される（図１２参照）ように接着テープ５０が環状フレーム６０に貼り付けられてもよい。プラズマＰＬは、図９に関連して先に詳述された態様とほぼ同じ態様で、分割された半導体デバイスウエハ２の前面２ａに、すなわち、チップ又はダイ７０の前面及び側壁に照射されてもよい。
【０２６０】
このようにすると、チップ又はダイ７０にもたらされる応力を除去することができ、それにより、それらのダイ強度が更に高められる。先に詳述されたように、プラズマ耐性コーティングをウエハ２の前面２ａに施すことにより、チップ又はダイ７０のデバイス２１がプラズマＰＬにより損傷されることから確実に保護されるようにすることができる。
【０２６１】
続いて、プラズマＰＬの照射後、プラズマ耐性コーティングがチップ又はダイ７０から除去されてもよい。
【０２６２】
以下、図１５〜図２１を参照して、基板としての半導体デバイスウエハ２を加工するための本発明の方法の第２の実施形態について説明する。
【０２６３】
最初に、プラズマを前面２ａに照射する以下で更に詳述するその後のステップ（図１８参照）でデバイス２１を保護するために、プラズマ耐性コーティング９０がウエハ２の前面２ａに施される。例えば、プラズマ耐性コーティング９０は、水溶性コーティング又は異なるタイプのコーティングであってもよい。プラズマ耐性コーティング９０は、例えばスピンコーティングによって前面２ａに施されてもよい。プラズマ耐性コーティング９０は、前面２ａの全体、すなわち、デバイス２１及び分割ライン２２を覆うように前面２ａに施される（図１５参照）。
【０２６４】
その後、プラズマ耐性コーティング９０は、図１６に示されるように、レーザ溝加工ステップを実行することによって分割ライン２２から除去される。このステップでは、プラズマ耐性コーティング９０を除去するようにレーザビームＬＧが分割ライン２２に沿ってウエハ２に照射される。レーザビームＬＧは、パルスレーザビーム、特に、短いビームパルスを伴うレーザビームであってもよい。このようにすると、正確に制御されたレーザ溝加工プロセス及び特に平滑な溝加工表面を達成することができる。
【０２６５】
ウエハ２が金属層、パルスレーザビームＬＢのその後の照射（図１７参照）に影響を及ぼす場合がある材料の層、例えば、パルスレーザビームＬＢを透過させない材料から形成される層、及び／又は、分割ライン２２に沿ってウエハ２を分割するプロセスに影響を及ぼす場合がある層を分割ライン２２上に有する場合には、それぞれの層がレーザ溝加工ステップにおいて分割ライン２２から少なくとも部分的に除去されてもよい。
【０２６６】
しかしながら、特に先に詳述した付加的な層が分割ライン２２上に存在しない場合には、レーザ溝加工ステップが省かれてもよい。この場合、パルスレーザビームＬＢを透過させないプラズマ耐性コーティング９０を使用することが好ましい（図１７参照）。
【０２６７】
その後、第１の実施形態に関して先に詳述した態様とほぼ同じ態様で、パルスレーザビームＬＢが前面２ａの側から半導体デバイスウエハ２に照射される。具体的には、パルスレーザビームＬＢは、パルスレーザビームＬＢの焦点Ｐが前面２ａから裏面２ｂへと向かう方向で前面２ａから距離を隔てて位置される状態で、各分割ライン２２に沿う複数の位置においてウエハ２に照射されて、各分割ライン２２に沿ってウエハ２に複数の改質領域２３を形成する（図１７参照）。
【０２６８】
或いは、特に大きい厚さを有するウエハ２が加工される場合には、裏面２ｂの側からパルスレーザビームＬＢが半導体デバイスウエハ２に照射されてもよい。
【０２６９】
第２の実施形態の改質領域２３は、第１の実施形態の改質領域２３とほぼ同じ態様で形成されて配置される。特に、第２の実施形態の改質領域２３から生じる亀裂２４は、ウエハ２の前面２ａに至るまで延び（図１７及び図１８参照）、したがって、前面２ａに開口部が設けられ、その後のプラズマ照射ステップにおいてこの開口部を通じてプラズマが進入できる。
【０２７０】
改質領域２３を半導体デバイスウエハ２に形成した後、図１８に示されるように、プラズマＰＬがウエハ２に前面２ａの側から照射される。プラズマＰＬは、第１の実施形態の方法の態様とほぼ同じ態様で、すなわち、例えばプラズマチャンバ内でウエハ２、つまり、ウエハの前面２ａをプラズマ雰囲気に晒すことによってウエハ２に照射される。このプラズマ照射ステップでは、デバイス領域２０に形成されたデバイス２１がプラズマ耐性コーティング９０によってプラズマＰＬから確実に保護される。
【０２７１】
改質領域２３から前面２ａに至るまで延びる亀裂２４（図１７及び図１８参照）、したがって、前面２ａに開口部をもたらす亀裂２４は、プラズマＰＬがウエハ２に進入できるようにする。更に、改質領域２３では、非改質領域と比較してより迅速にウエハ材料をプラズマＰＬによって除去することができる。そのため、改質領域２３及び関連する亀裂２４を設けることによって、分割ライン２２に沿ってウエハ材料を除去するプロセスが著しく向上される。
【０２７２】
プラズマ照射ステップの結果として、半導体デバイスウエハ２に複数の溝８０が形成され、これらの溝８０は、複数の改質領域２３が形成されてしまった分割ライン２２に沿って延びる。溝８０の側壁における応力は、プラズマ照射プロセスによって解放される。
【０２７３】
溝８０は、図１９に概略的に示されるように、ウエハ２の厚さの一部のみに沿って延びる。例えば、溝８０は、ウエハ２の厚さの２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、又は、９０％以上に沿って延びるように形成されてもよい。
【０２７４】
ウエハ２に溝８０を形成した後、プラズマ耐性コーティング９０の残りの部分が前面２ａから除去される。この除去ステップの結果が図２０に示される。
【０２７５】
或いは、プラズマ耐性コーティング９０の残りの部分は、その後の段階で、例えば、半導体ウエハ２の裏面２ｂを研削した後に除去されてもよい。
【０２７６】
その後、例えば図１３に示される研削装置８を使用することにより、半導体デバイスウエハ２の裏面２ｂが研削される。研削プロセスでは、第１の実施形態の方法に関して先に詳述した態様とほぼ同じ態様で保護シート５（図６及び図７参照）が使用されてもよい。
【０２７７】
研削ステップは、プラズマ照射により形成される溝８０の深さに対応する厚さまでウエハ厚さを減少させるように行われる。このようにして、プラズマ溝加工プロセスによって到達されなかったウエハ材料が研削ステップで除去され、それにより、研削プロセスによってウエハ２が分割ライン２２に沿って分割される。完全に分離されたチップ又はダイ７０をもたらす研削ステップの結果が図２１に示される。
【０２７８】
半導体デバイスウエハ２の裏面２ｂを研削した後、研削された裏面２ｂが研摩及び／又はエッチング、例えばプラズマエッチングされてもよい。この随意的な研磨及び／又はエッチングステップにおいても、保護シート５が使用されてもよい。
【０２７９】
前述の第１及び第２の実施形態に係る方法では、改質領域２３が半導体デバイスウエハ２に形成された。しかしながら、本発明の方法は、先に詳しく説明したように、ウエハ２にホール領域を形成することによって行われてもよい。特に、ホール領域は、ウエハ２の片側又は両側に開口するウエハ２内の空間を含む。これらの空間は開口部をもたらし、プラズマ照射ステップではこれらの開口部を通じてプラズマＰＬがウエハ２に進入できる。
【図１】
2020025117.tif 000003
【図２】
2020025117.tif 000004
【図３】
2020025117.tif 000005
【図４】
2020025117.tif 000006
【図５】
2020025117.tif 000007
【図６】
2020025117.tif 000008
【図７】
2020025117.tif 000009
【図８】
2020025117.tif 000010
【図９】
2020025117.tif 000011
【図１０】
2020025117.tif 000012
【図１１】
2020025117.tif 000013
【図１２】
2020025117.tif 000014
【図１３】
2020025117.tif 000015
【図１４】
2020025117.tif 000016
【図１５】
2020025117.tif 000017
【図１６】
2020025117.tif 000018
【図１７】
2020025117.tif 000019
【図１８】
2020025117.tif 000020
【図１９】
2020025117.tif 000021
【図２０】
2020025117.tif 000022
【図２１】
2020025117.tif 000023
【図２２】
2020025117.tif 000024
【図２３】
2020025117.tif 000025
【図２４】
2020025117.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月29日(2019.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面（２ａ）と、該第１の面（２ａ）とは反対側の第２の面（２ｂ）と、を有する基板（２）を加工する方法であって、
前記基板（２）は、前記第１の面（２ａ）上に、複数のデバイス（２１）が複数の分割ライン（２２）によって区分されるデバイス領域（２０）を有し、
前記方法は、
前記第１の面（２ａ）の側から又は前記第２の面（２ｂ）の側から前記基板（２）にパルスレーザビーム（ＬＢ）を照射するステップであって、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）は、少なくとも前記各分割ライン（２２）に沿う複数の位置で前記基板（２）に照射されて、前記各分割ライン（２２）に沿って前記基板（２）に複数の改質領域（２３）及び／又は複数のホール領域を形成する、ステップと、
前記改質領域（２３）及び／又は前記ホール領域を前記基板（２）に形成した後に、プラズマ（ＰＬ）を前記基板（２）に照射して、前記複数の改質領域（２３）及び／又は前記複数のホール領域が形成された前記分割ライン（２２）に沿って延びる複数の溝（８０）を前記基板（２）に形成するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記１の面（２ａ）の側から前記パルスレーザビーム（ＬＢ）が前記基板（２）に照射され、
前記パルスレーザビーム（ＬＢ）は、該パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第１の面（２ａ）上に位置する状態で、又は、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第１の面（２ａ）から前記第２の面（２ｂ）へと向かう方向で前記第１の面（２ａ）から距離を隔てて位置する状態で、又は、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第１の面（２ａ）から前記第２の面（２ｂ）へと向かう方向とは反対の方向で前記第１の面（２ａ）から距離を隔てて位置する状態で、前記基板（２）に照射される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記２の面（２ｂ）の側から前記パルスレーザビーム（ＬＢ）が前記基板（２）に照射され、
前記パルスレーザビーム（ＬＢ）は、該パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第２の面（２ｂ）上に位置する状態で、又は、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第２の面（２ｂ）から前記第１の面（２ａ）へと向かう方向で前記第２の面（２ｂ）から距離を隔てて位置する状態で、又は、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）の焦点（Ｐ）が前記第２の面（２ｂ）から前記第１の面（２ａ）へと向かう方向とは反対の方向で前記第２の面（２ｂ）から距離を隔てて位置する状態で、前記基板（２）に照射される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記パルスレーザビーム（ＬＢ）及び前記プラズマ（ＰＬ）は、前記基板（２）の同じ側から又は前記基板（２）の反対側から、前記基板（２）に照射される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記改質領域（２３）がアモルファス領域（２３２）又は亀裂が形成される領域を含む、又は、前記改質領域（２３）がアモルファス領域又は亀裂が形成される領域であり、及び／又は、
前記ホール領域のそれぞれは、改質領域と、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）がそこから照射される前記基板（２）の表面の側に開口する前記改質領域内の空間と、から構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記プラズマ（ＰＬ）を前記基板（２）に照射することによって前記基板（２）に形成される溝（８０）が前記基板（２ｂ）の全体の厚さに沿って延び、それにより、前記基板（２）は、前記プラズマ（ＰＬ）を前記基板（２）に印加することによって前記分割ライン（２２）に沿って分割される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記パルスレーザビーム（ＬＢ）が照射される前記各分割ライン（２２）に沿う複数の位置のそれぞれには、複数の改質領域（２３）が形成され、
前記複数の改質領域（２３）は、前記基板（２ｂ）の厚さ方向に沿って互いに隣り合って配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の改質領域（２３）及び／又は前記複数のホール領域を前記各分割ライン（２２）に沿って前記基板（２）に形成することにより、複数の開口部が前記各分割ライン（２２）に沿って前記基板（２）に形成され、
前記各開口部は、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）がそこから照射される前記基板（２）の表面の側に開口し、又は、前記パルスレーザビーム（ＬＢ）がそこから照射される前記基板（２）の表面の側とは反対の前記基板（２）の表面の側に開口する、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記プラズマ（ＰＬ）は、前記各分割ライン（２２）に沿って前記基板（２）に形成される前記開口部が開口する前記基板（２）の表面の側に照射される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記改質領域（２３）及び／又は前記ホール領域を前記基板（２）に形成する前及び／又は後に前記基板の厚さを調整するために前記基板（２）の前記第２の面（２ｂ）を研削するステップを更に含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板（２）の前記第２の面（２ｂ）を研削する前記ステップは、前記改質領域（２３）及び／又は前記ホール領域を前記基板（２）に形成した後、並びに、前記プラズマ（ＰＬ）を前記基板（２）に照射する前及び／又は後に行われる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記プラズマ（ＰＬ）を前記基板（２）に照射することによって前記基板（２）に形成される前記溝（８０）は、前記基板（２）の厚さの一部のみに沿って延び、
前記基板（２）の前記第２の面（２ｂ）を研削する前記ステップは、前記プラズマ（ＰＬ）を前記基板（２）に照射した後に行われ、
前記基板（２）は、前記基板（２）の前記第２の面（２ｂ）を研削することによって前記分割ライン（２２）に沿って分割される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板（２）は、単結晶基板又はガラス基板又は化合物基板又は多結晶基板である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【外国語明細書】
2020025117000001.pdf