(57)【要約】【課題】分割予定ラインに沿って改質層を形成する際に、改質層から表面に至るクラックを確実に生じさせることができるウエーハの加工方法を提供する。【解決手段】本発明によれば、ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線ＬＢの集光点をウエーハ１０の裏面１０ｂから所定内部に位置付けて照射して改質層１００と改質層１００から表面１０ａに延びるクラック１１０とからなる分割起点を分割予定ライン１４に沿って形成する分割起点形成工程と、分割起点形成工程の後、ウエーハ１０の表面１０ａに保護テープＴを配設する保護テープ配設工程と、研削砥石７８を環状に備えた研削ホイール７６でウエーハ１０の裏面１０ｂを研削してウエーハ１０を薄化すると共にウエーハ１０を個々のデバイスチップ１２’に分割する分割工程と、を少なくとも備えるウエーハの加工方法が提供される。【選択図】図３
2020077782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの裏面から所定内部に位置付けて照射して改質層と改質層から表面に延びるクラックとからなる分割起点を分割予定ラインに沿って形成する分割起点形成工程と、
該分割起点形成工程の後、ウエーハの表面に保護テープを配設する保護テープ配設工程と、
研削砥石を環状に備えた研削ホイールでウエーハの裏面を研削してウエーハを薄化すると共にウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、
を少なくとも備えるウエーハの加工方法。
【請求項２】
該分割起点形成工程においてウエーハの表面側を保持する保持テーブルの表面に、ウエーハの表面を保護する保護部材が配設されている、請求項１に記載のウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【０００３】
また、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの裏面から内部に位置付けて照射し分割予定ラインに沿って改質層を形成し、その後、ウエーハの裏面を研削してウエーハを薄化すると共に改質層から表面に至るクラックを成長させてウエーハを個々のデバイスチップに分割する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
さらに、分割予定ラインに沿って形成された改質層から表面に至るクラックを効果的に形成するために、改質層が形成されたウエーハを加熱する技術が本出願人によって提案されている（特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９０１４８号公報
【特許文献２】特開２０１６−２１３３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した特許文献２に記載のウエーハの加工方法によれば、改質層を形成しつつクラックも生じさせる。このようにして改質層及びクラックを形成したウエーハに対して外力を付与して分割予定ラインに沿って個々のデバイスチップに分割すると、改質層のみを形成した場合に比べて、良好に分割することができる。
【０００７】
しかし、ウエーハに対して改質層を形成する際に、改質層から表面に延びるクラックを生じさせようとしても、確実にクラックを生じさせることは容易ではなく、クラックの発生状態によっては、確実にウエーハを個々のデバイスチップに分割することができず、個々のデバイスチップの品質がばらつくという問題もある。
【０００８】
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、分割予定ラインに沿って改質層を形成する際に、改質層から表面に延びるクラックを確実に生じさせて、分割工程において、ウエーハを確実に個々のデバイスチップに分割することができるウエーハの加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法であって、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの裏面から所定内部に位置付けて照射して改質層と改質層から表面に延びるクラックとからなる分割起点を分割予定ラインに沿って形成する分割起点形成工程と、該分割起点形成工程の後、ウエーハの表面に保護テープを配設する保護テープ配設工程と、研削砥石を環状に備えた研削ホイールでウエーハの裏面を研削してウエーハを薄化すると共にウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、を少なくとも備えるウエーハの加工方法が提供される。
【００１０】
該分割起点形成工程においてウエーハの表面側を保持する保持テーブルの表面に、ウエーハの表面を保護する保護部材が配設されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のウエーハの加工方法は、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの裏面から所定内部に位置付けて照射して改質層と改質層から表面に延びるクラックとからなる分割起点を分割予定ラインに沿って形成する分割起点形成工程と、該分割起点形成工程の後、ウエーハの表面に保護テープを配設する保護テープ配設工程と、研削砥石を環状に備えた研削ホイールでウエーハの裏面を研削してウエーハを薄化すると共にウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、を少なくとも備えており、分割起点形成工程の後、ウエーハの表面に保護テープを配設するようにしている。これにより、分割起点形成工程は、ウエーハの表面に保護テープが配設されていない状態で実施されることから、分割起点形成工程を実施する際に、テープの収縮力がウエーハに働かずに、改質層から表面に至るクラックを適正に成長させることができ、分割工程を実施することにより、ウエーハを確実に個々のデバイスチップに分割することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のレーザー加工装置の全体斜視図である。
【図２】図１によって加工される被加工物としてのウエーハ、及び、ウエーハを保持テーブルに載置される態様を示す図である。
【図３】（ａ）図１に示すレーザー加工装置によって分割起点形成工程を実施する態様、及び、（ｂ）ウエーハ内部に形成される改質層、クラックを示す一部拡大断面図である。
【図４】本実施形態の保護テープ配設工程の実施態様を示す図である。
【図５】（ａ）本実施形態の分割工程の実施態様を示す図、（ｂ）（ａ）に示す分割工程が実施されることにより、ウエーハが個々のデバイスチップに分割された状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のウエーハの加工方法に好適なレーザー加工装置１について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
【００１４】
図１には、レーザー加工装置１の全体斜視図が示されている。レーザー加工装置１は、円形を呈する被加工物(ウエーハ）を保持する保持手段２０と、保持手段２０を移動させる移動手段３０と、保持手段２０に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５０と、保持手段２０に保持される被加工物を撮像する撮像手段５５と、表示装置Ｍと、を備えている。
【００１５】
保持手段２０は、レーザー加工装置１のベースとなる基台２上に配置されており、図中に矢印Ｘで示すＸ軸方向において移動自在に載置される矩形状のＸ軸方向可動板２１と、図中に矢印Ｙで示すＹ軸方向において移動自在にＸ軸方向可動板２１に載置される矩形状のＹ軸方向可動板２２と、Ｙ軸方向可動板２２の上面に配設され、図示しない駆動手段により矢印で示す方向で回転可能に構成される保持テーブル２４と、保持テーブル２４の表面を構成する発泡ウレタン等の通気性を有する軟質の樹脂シートで形成された吸着チャック２６と、を備えている。この吸着チャック２６の下面側には、図示しない通気性を有するポーラスセラミックが配設されている。保持テーブル２４は、図示しない吸引手段に接続されており、該ポーラスセラミック及び吸着チャック２６を介して、保持テーブル２４に載置される板状部材を吸引保持する。
【００１６】
移動手段３０は、保持手段２０をＸ軸方向に加工送りするＸ軸送り手段３１と、保持手段２０をＹ軸方向に割り出し送りするＹ軸送り手段３２と、を備えている。Ｘ軸送り手段３１は、パルスモータ３３の回転運動を、ボールねじ３４を介して直線運動に変換してＸ軸方向可動板２１に伝達し、基台２上の案内レール２ａ、２ａに沿ってＸ軸方向可動板２１をＸ軸方向において進退させる。Ｙ軸送り手段３２は、パルスモータ３５の回転運動を、ボールねじ３６を介して直線運動に変換してＹ軸方向可動板２２に伝達し、Ｘ軸方向可動板２１上の案内レール２１ａ、２１ａに沿ってＹ軸方向可動板２２をＹ軸方向において進退させる。移動手段３０には、図示しない位置検出手段が配設されており、保持テーブル２４のＸ軸方向、Ｙ軸方向、回転方向の位置を検出し、図示しない制御手段にフィードバックすることで、保持テーブル２４を所望の位置に移動させることができる。
【００１７】
移動手段３０の側方には、枠体４が立設される。枠体４は、基台２上に配設される垂直壁部４ａ、及び垂直壁部４ａの上端部から水平方向に延びる水平壁部４ｂと、を備えている。枠体４の水平壁部４ｂの内部には、レーザー光線照射手段５０のレーザー発振器を含む図示しない光学系が内蔵されている。水平壁部４ｂの先端部下面には、レーザー光線照射手段５０の一部を構成する集光器５２が配設され、集光器５２の内部には、レーザー光線を集光する図示しない集光レンズが内蔵されている。レーザー光線照射手段５０の該レーザー発振器から発振されたレーザー光線は、図示しない光学系を通り、集光器５２によって集光され、保持手段２０の保持テーブル２４に保持される被加工物の所定内部に集光スポットを形成する。
【００１８】
撮像手段５５は、水平壁部４ｂの先端部下面において、集光器５２のＸ軸方向で隣接する位置に配設され、保持手段２０に保持される被加工物を、保持手段２０に対向する方向から撮像する。撮像手段５５は、図示しない赤外線により撮像する赤外線撮像素子（赤外線ＣＣＤ）と、被加工物に赤外線を照射する図示しない赤外線照射手段とを備え、レーザー加工装置１の各作動部を制御する図示しない制御手段に接続されている。撮像手段５５によって撮像された画像の信号は、該制御手段に送られる。なお、被加工物の種類に応じ、撮像手段５５に可視光線照射手段、及び可視光線を撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）を含んでもよい。
【００１９】
表示装置Ｍは、水平壁部４ｂ上に配設され、図示しない制御手段に接続されており、制御手段から出力される各種加工情報、例えば、レーザー光線の波長、繰り返し周波数、集光点位置、スポット径、及び撮像手段５５によって撮像されたウエーハの画像情報等を表示すると共に、オペレータの操作を受け付け制御手段に送信するタッチパネル機能を備えている。
【００２０】
レーザー加工装置１は、概ね上記したとおりの構成を備えており、以下にレーザー加工装置１を用いて実施されるウエーハの加工方法について説明する。
【００２１】
先ず、図２の上段に示すように、本実施形態におけるウエーハの加工方法において加工が施されるウエーハ１０を用意する。ウエーハ１０は、例えば、シリコン基板等からなる円形状の半導体ウエーハである。ウエーハ１０は、複数のデバイス１２が分割予定ライン１４によって区画され表面に形成されている。
【００２２】
上記したウエーハ１０を用意したならば、表面１０ａ側を下方に、裏面１０ｂ側を上方にしてレーザー加工装置１の保持テーブル２４の吸着チャック２６上に載置する。この際、ウエーハ１０の表面１０ａには、保護テープ等の保護部材を貼着せず、保持テーブル２４上に表面１０ａを直接当接する状態で載置する。ここで、吸着チャック２６は、上記したように、発泡ウレタン等の通気性を有する軟質の樹脂シートで形成されていることにより、吸着チャック２６上に載置されるウエーハ１０の表面１０ａを保護する保護部材として機能する。このようにしてウエーハ１０を保持テーブル２４に載置したならば、図示しない吸引手段を作動させて、保持テーブル２４に吸引保持する。
【００２３】
（分割起点形成工程）
保持テーブル２４にウエーハ１０を吸引保持したならば、レーザー加工装置１に備えられたレーザー光線照射手段５０からレーザー光線ＬＢを照射して、ウエーハ１０の内部に、分割予定ライン１２に沿って、改質層と共に改質層から表面１０ａに延びるクラックとにより構成される分割起点を形成する分割起点形成工程を実施する。より具体的には、まず、撮像手段５５からウエーハ１０の裏面１０ｂに赤外線を照射して撮像することにより、レーザー光線ＬＢが照射される位置と、ウエーハ１０の分割予定ライン１２との位置を合わせ、分割予定ライン１４をＸ軸方向、Ｙ軸方向に一致させるアライメントを実施する。該アライメントを実施したならば、レーザー加工装置１のレーザー光線照射手段５０を起動し、図３（ａ）に示すように、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側から、ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線ＬＢを照射する。レーザー光線ＬＢの集光点は、レーザー光線照射手段５０に配設された集光器５２を介してウエーハ１０の所定内部に位置付けられ、分割予定ライン１２に沿って照射されるものであり、集光器５２からレーザー光線ＬＢを照射しながら、チャックテーブル２４を矢印Ｘで示すＸ軸方向に所定の加工送り速度で移動させる。そして、レーザー光線照射手段５０と、チャックテーブル２４を移動させるＸ軸送り手段３１、Ｙ軸送り手段３２、及びチャックテーブル２４を回転させる図示しない回転手段等を制御して、ウエーハ１０上のすべての分割予定ライン１４に沿って改質層１００を形成する。このようにして照射されるレーザー光線ＬＢは、図３（ｂ）にウエーハ１０の一部断面を拡大して示すように、ウエーハ１０の内部に改質層１００を形成するとともに、改質層１００から表面１０ａ方向に延びるクラック１１０を発生させて分割起点（改質層１００＋クラック１１０）を形成するレーザー加工条件に設定される。以上により分割起点形成工程が完了する。
【００２４】
上記したように、本実施形態において分割起点形成工程を実施するに対し、ウエーハ１０の表面１０ａに保護テープ等は配設されず、保持テーブル２４上に表面１０ａ側を直接載置して吸引保持している。これは、この状態で改質層１００を形成すべくレーザー加工を実施すると、保護テープ等の収縮力がウエーハ１０に作用せず、改質層１００から表面１０ａ側に延びるクラック１１０が良好に形成されることを本発明の発明者らが見出したことによる。さらに、本実施形態では、保持テーブル２４の吸着チャック２６が、発泡ウレタン等の通気性を有する軟質の樹脂シートからなる保護部材によって形成されている。これにより、デバイス１２が形成されたウエーハ１０の表面１０ａを、保護テープ等を介さずに保持テーブル２４に直接載置して分割起点形成工程を実施しても、デバイス１２を損傷することがない。
【００２５】
なお、上記した分割起点形成工程において実施されるレーザー加工条件は、例えば以下のように設定される。
波長                      ：１３４２ｎｍ
繰り返し周波数            ：６０ｋＨｚ
平均出力                  ：１Ｗ
加工送り速度              ：６００ｍｍ／秒
【００２６】
（保護テープ配設工程）
上記した分割起点形成工程が完了したならば、保持テーブル２４からウエーハ１０を搬出し、図４の上段に示すように、ウエーハ１０の表面１０ａ側に保護テープＴを配設する。保護テープＴには、粘着力が付与されており、ウエーハ１０の表面１０ａに貼着される。保護テープＴは、例えば、ポリ塩化ビニルやポリオレフィンなどの伸張可能な合成樹脂シートから選択される。
【００２７】
（分割工程）
上記した保護テープ配設工程が完了したならば、図４、図５に示す研削装置６０（全体図は省略する。）に搬送し、ウエーハ１０の保護テープＴ側、すなわち、表面１０ａ側を下にして、図４に示す研削装置６０のチャックテーブル６２上に載置する。チャックテーブル６２の表面を構成する吸着チャック６３は、通気性を有するポーラスセラミックからなり、図示しない吸引手段に接続されている。チャックテーブル６２にウエーハ１０を載置したならば、図示しない吸引手段を作動して、チャックテーブル６２上にウエーハ１０を吸引保持する。
【００２８】
図５に示すように、研削装置６０は、チャックテーブル６２上に載置されたウエーハ１０の裏面１０ｂを研削して薄化するための研削手段７０を備えている。研削手段７０は、図示しない回転駆動機構により回転させられる回転スピンドル７２と、回転スピンドル７２の下端に装着されたマウンター７４と、マウンター７４の下面に取り付けられた研削ホイール７６とを備え、研削ホイール７６の下面には研削砥石７８が環状に配設されている。
【００２９】
上記したように、ウエーハ１０をチャックテーブル６２上に吸引保持したならば、回転スピンドル７２を、図５（ａ）において矢印Ｒ１で示す方向に例えば、３０００ｒｐｍで回転させると共に、チャックテーブル６２を、図５（ａ）において矢印Ｒ２で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転させる。そして、研削砥石７８をウエーハ１０の裏面１０ｂに接触させ、例えば１μｍ／秒の研削送り速度で下方、すなわち、チャックテーブル６２に対し垂直な方向に研削送りする。この際、図示しない測定ゲージによりウエーハ１０の厚みを測定しながら研削を進めることができる。図５（ｂ）に示すように、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側が研削されて、改質層１００に達する程度の厚みまでウエーハ１０を薄化することで、ウエーハ１０は、分割線１２０によって個々のデバイスチップ１２’に完全に分割される。上記したように、ウエーハ１０は、すべての分割予定ライン１４に沿って改質層１００及び良好なクラック１１０からなる分割起点が形成された状態で研削されるため、上記厚みまで研削を進める結果、デバイス１２の品質が損なわれることなく、個々のデバイスチップ１２’に確実に分割されて分割工程が完了する。該分割工程が完了したならば、保護テープＴによりウエーハ１０が保持された状態で次工程、例えば、個々のデバイスチップ１２’をピックアップする工程等に送られる。
【符号の説明】
【００３０】
１：レーザー加工装置
２：基台
１０：ウエーハ
１０ａ：表面
１０ｂ：裏面
１２：デバイス
１２’：デバイスチップ
１４：分割予定ライン
２０：保持手段
２１：Ｘ軸方向可動板
２２：Ｙ軸方向可動板
２４：保持テーブル
２６：吸着チャック（保護部材）
３０：移動手段
３１：Ｘ軸送り手段
３２：Ｙ軸送り手段
５０：レーザー光線照射手段
５２：集光器
５５：撮像手段
６０：研削装置
６２：チャックテーブル
７０：研削手段
７２：回転スピンドル
７８：研削砥石
１００：改質層
１１０：クラック
１２０：分割線
Ｔ：保護テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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