(57)【要約】【課題】  レーザーダイシングされたウェーハを、専用装置を使用せずにエキスパンドして分割するとともに、クラックを減少させてチップの強度を向上させるレーザーダイシング方法及びレーザーダイシング装置を提供すること。【解決手段】  テープＴを介してフレームＦにマウントされたウェーハＷ内部へ改質領域Ｐを形成した後にウェーハＷをプラズマ内にを暴露することにより、テープＴを収縮させてウェーハＷをエキスパンドするとともに、エキスパンドされることにより割断されたダイシングストリートの割断面をエッチングする。【選択図】図５
2010118537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープを介してフレームにマウントされたウェーハ内部へレーザー光を集光することにより前記ウェーハの割断予定ラインであるダイシングストリートに沿って前記ウェーハ内部へ改質領域を形成するレーザーダイシング工程と、
前記テープを介して前記フレームにマウントされている改質領域が形成された前記ウェーハをプラズマ雰囲気に暴露することにより、前記テープを収縮させて前記ウェーハをエキスパンドして個々のチップに割断するとともに、割断された前記チップのプラズマ雰囲気に暴露されている領域をエッチングするプラズマ割断ストレスリリーフ工程と、により前記ウェーハを個々のチップへ割断することを特徴とするレーザーダイシング方法。
【請求項２】
前記プラズマは４０℃以上８０℃以下で照射される低温プラズマであることを特徴とする請求項１に記載のレーザーダイシング方法。
【請求項３】
前記テープの基材はポリオレフィン、塩化ビニル、ポリエチレン、またはポリプロピレンにより形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザーダイシング方法。
【請求項４】
テープを介してフレームにマウントされたウェーハ内部へレーザー光を集光することにより前記ウェーハ内部へ改質領域を形成するレーザーヘッドと、
前記ウェーハを保持するウェーハテーブルと、
前記ウェーハテーブルと前記レーザーヘッドとを相対的に移動させる移動軸と、
プラズマ雰囲気に暴露された前記テープを収縮させて前記ウェーハをエキスパンドして個々のチップに割断するとともに、割断された前記チップのプラズマ雰囲気に暴露されている領域をエッチングするプラズマ照射部と、を備えたことを特徴とするレーザーダイシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や電子部品が形成されたウェーハの内部にレーザー光により改質層を形成して割断ラインを形成し、割断ラインに沿って個々のチップに分割するレーザーダイシング方法及びレーザーダイシング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来半導体装置や電子部品が形成されたウェーハを個々のチップへと分割する際には、スピンドルによって高速に回転されるブレードによりウェーハを切削切断するブレード式のダイシング装置が広く用いられていた。ブレード式のダイシング装置は、スピンドルによって高速に回転されるブレード、ウェーハを保持するウェーハテーブル、ブレードとウェーハとの相対的位置を変化させる移動手段としての各種移動軸、ウェーハテーブル上のウェーハを撮像するＣＣＤカメラや顕微鏡等の撮像手段、ダイシング後のウェーハを洗浄する洗浄手段、各部を制御する制御手段などを備えている。
【０００３】
近年、従来のブレード式のダイシング装置に替えて、レーザー光源から出射されたレーザー光をウェーハ内部に集光し、多光子吸収による改質領域をウェーハ内部に連続して形成することによりウェーハを割断するダイシング装置（以下、レーザーダイシング装置と称する）が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
レーザーダイシング装置は、ブレードによるダイシング装置と同様にウェーハテーブル、移動手段、撮像手段、制御手段を備え、加工手段としてレーザー発振器やレンズを備えたレーザーヘッドを備えている。レーザーダイシング装置では、レーザー光を照射しながらウェーハテーブル上のウェーハを移動手段で移動させることにより、ウェーハの割断予定ラインに沿って連続した改質領域による割断ラインを１つ以上形成する。
【０００５】
割断ラインが形成されたウェーハは固定機構や押し上げ機構を備えたエキスパンダ等の装置に搬送されエキスパンドやブレーキングが行われることにより割断ラインを起点として割断されて個々のチップに分割される。
【０００６】
このようにレーザーダイシング装置では、高速回転するダイヤモンド等により形成されるブレードに替わり、レーザー光によりウェーハがチップに分割されるため、ウェーハに大きな力がかからず、チッピングや割れが発生しない。また、ウェーハに直接接触する部分がなく熱や切削屑が発生しない為、切削水を必要としない。更に、内部に改質領域を形成してウェーハの割段を行いチップに分割するため、チップの間隔がブレードによる切断よりも非常に狭く、一枚のウェーハからより多くのチップが得られる。
【特許文献１】特開２００２−１９２３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし近年、半導体装置や電子部品は薄型化、縮小化が進み、それにともないウェーハは裏面が研磨されるなどにより薄化され、１００μｍ以下の極薄の厚みに加工された状態でダイシングされて個々のチップに分割される。このように薄化されたウェーハは分割されたチップの強度や品質と加工速度の両立が困難である。
【０００８】
またレーザーダイシングにおいては微小なクラックがウェーハ内部に形成されることから、分割した際の断面が脆くなり、チップ強度の向上が困難であった。更に、レーザーダイシングでは分割の際にエキスパンダ等の別の装置が必要であって、ウェーハをエキスパンダへ搬送する必要がある。このような搬送においては、レーザーダイシングのようにダイシング後のチップがほぼ接触している状態ではチップ同士が擦れあいチップのエッジにチッピングを生じる問題が発生する。
【０００９】
このような問題に対し、プラズマによりダイシングストリートをエッチングしてウェーハをチップ化するプラズマダイシング方法も提案されているが、ダイシングストリートのみを暴露させるためのフォトリソグラフィー工程が必要であって、装置が非常に高価ものとなる問題があった。
【００１０】
本発明はこのような問題に対して成されたものであり、レーザーダイシングされたウェーハを、専用装置を使用せずにエキスパンドして分割するとともに、チップの裏面、側面、辺、角等に存在するクラックやストレスを減少させてチップの強度を向上させるレーザーダイシング方法及びレーザーダイシング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために本発明は、テープを介してフレームにマウントされたウェーハ内部へレーザー光を集光することにより前記ウェーハの割断予定ラインであるダイシングストリートに沿って前記ウェーハ内部へ改質領域を形成するレーザーダイシング工程と、前記テープを介して前記フレームにマウントされている改質領域が形成された前記ウェーハをプラズマ雰囲気に暴露することにより、前記テープを収縮させて前記ウェーハをエキスパンドして個々のチップに割断するとともに、割断された前記チップのプラズマ雰囲気に暴露されている領域をエッチングするプラズマ割断ストレスリリーフ工程と、により前記ウェーハを個々のチップへ割断することを特徴としている。
【００１２】
また、本発明は前記発明において、前記プラズマは４０℃以上８０℃以下で照射される低温プラズマであることを特徴としている。
【００１３】
更に、本発明は前記発明において、前記テープの基材はポリオレフィン、塩化ビニル、ポリエチレン、またはポリプロピレンにより形成されることを特徴としている。
【００１４】
本発明のダイシング方法によれば、裏面を研削加工等された後にダイシングテープを介してフレームへデバイス面を貼着されてマウントされたウェーハ内部へレーザー光を集光することによりウェーハ内部へ改質領域を形成するレーザーヘッドと、ウェーハを保持するウェーハテーブルと、ウェーハテーブルとレーザーヘッドとを相対的に移動させる移動軸と、を備えたレーザーダイシング装置により、ウェーハの割断予定ラインであるダイシングストリートに沿ってウェーハ内部へ改質領域が形成される。
【００１５】
レーザーダイシング装置にはテープを収縮させてウェーハをエキスパンドして個々のチップに割断するとともに、テープが貼着されていないチップの割断面、エッジ、角、および研削面をプラズマ雰囲気内に暴露してエッチングするプラズマ照射部が備えられ、ダイシング後のウェーハへ４０℃以上８０℃以下で照射される低温プラズマが照射される。これにより、ポリオレフィン、塩化ビニル、ポリエチレン、またはポリプロピレンにより形成されたテープの基材が収縮して改質領域及び改質領域より進展して亀裂を起点としてウェーハが分割される。同時に個々のチップのプラズマ雰囲気に暴露された部分がプラズマによりエッチングされ、微小なクラックが消失しストレスが除去されてチップの強度が向上する。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明のレーザーダイシング方法及びレーザーダイシング装置によれば、プラズマ照射部を備えたレーザーダイシング装置により、フレームにテープを介してマウントされたレーザーダイシング後のウェーハがプラズマ雰囲気中に暴露され、個々のチップにエキスパンドされるとともにプラズマ雰囲気に暴露された部分がエッチングされてチップの強度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面に従って本発明に係るレーザーダイシング方法及びレーザーダイシング装置の好ましい実施の形態について詳説する。まず、本発明に係わるレーザーダイシング装置の構成について説明する。図１はレーザーダイシング装置内部の構成を示した斜視図である。
【００１８】
レーザーダイシング装置１は、図１に示すように対向して配置されたレーザーヘッド２を備えた加工部３、ウェーハＷを多数枚収納したカセットを載置するロードポート４、ウェーハＷを搬送する搬送手段５、各部の制御及び加工に必要な各部の制御手順を記憶する制御手段６等を備えている。
【００１９】
加工部３には、移動手段としてのＸ移動軸７上に設けられたウェーハテーブル８に、図２に示すように裏面を研削加工等された後にフレームＦへテープＴを介してマウントされたウェーハＷが載置される。ウェーハテーブル８上部にはＸ移動軸７に直交するように移動手段としてのＹ移動軸９が設けられ、Ｙ移動軸９上に移動手段としてのＺ移動軸１０が設けられている。Ｚ移動軸１０にはレーザーヘッド２が対向して設けられている。
【００２０】
レーザーダイシング装置１には更にレーザーダイシング後のワークＷをプラズマ雰囲気内に暴露するプラズマ照射部１１、ウェーハＷ表面を撮像する不図示の撮像手段等が備えられている。
【００２１】
レーザーヘッド２は図３に示すように、レーザー発振器１２、コリメートレンズ１３、ミラー１４、コンデンスレンズ１５等からなり、レーザー発振器１２から発振されたレーザー光Ｌは、コリメートレンズ１３で水平方向に平行光線とされ、ミラー１４で垂直方向に反射され、コンデンスレンズ１５によって集光される。
【００２２】
レーザー光Ｌの集光点を、ウェーハテーブル８に載置されたウェーハＷの厚さ方向内部に設定すると、図４（ａ）に示すように、ウェーハＷの表面を透過したレーザー光Ｌは集光点でエネルギーが集中され、ウェーハ内部の集光点近傍に多光子吸収によるクラック領域、溶融領域、屈折率変化領域等の改質領域Ｐを形成する。
【００２３】
改質領域Ｐは、図４（ｂ）に示すように、ウェーハＷがＸ移動軸７により水平方向に移動されることによりウェーハＷ内部に複数並んで形成され、ウェーハＷのダイシングストリートに沿って割段ラインＫが形成される。割段ラインＫはダイシングストリートに沿って複数形成され、ウェーハＷは割段ラインＫを起点として割断されてチップに分割される。
【００２４】
プラズマ照射部１１は不図示のチャンバー構造、ＲＦ印加電極、ガス導入排気設備が備えられ、チャンバー内にレーザーダイシングされて割断ラインＫが形成されたウェーハＷを載置するとともに、ガスを導入してＲＦ印加することでウェーハＷをプラズマ内に暴露してウェーハＷをエッチングする。
【００２５】
ウェーハＷが暴露されるプラズマは４０℃以上８０℃以下の低温プラズマであって、例えばプラズマ源はＣＦ４やＳＦ６などのフッ素ガスを高周波ＲＦ放電により電離、プラズマ化するものである。エッチングの条件としては例えば高周波ＲＦ放電のＲＦパワーは１〜１０ｋＷ程度、エッチングレートは０．５〜１０μｍ／ｍｉｎ程度、エッチング時間は０．５〜１０ｍｉｎ程度で行われる。
【００２６】
これにより、ウェーハＷが熱膨張するとともにポリオレフィンにより形成されるテープＴはプラズマにより収縮し、ウェーハＷは割断ラインＫより亀裂が進展するとともにダイシングストリートに沿ってエキスパンドされて個々のチップに割断される。個々のチップはテープＴが貼着されていない割断面、エッジ、角、および研削面がプラズマによりエッチングされ形成されている微小なクラックが除去されるとともに、チップに生じるストレスが除去される。
【００２７】
これにより、ウェーハＷはレーザーダイシング装置１内でエキスパンドされるのと同時に個々のチップの表面がプラズマによりエッチングされ、微小なクラックが消失しストレスが除去されてチップの強度が向上される。
【００２８】
次に本発明に係わるレーザーダイシング方法について説明する。図５は本発明に係わるレーザーダイシング方法を示した側面図、図６は改質領域が形成されたウェーハを示した斜視図、図７はエキスパンドされたウェーハの拡大斜視図、図８は割断面がエッチングされたエキスパンド後のウェーハの拡大斜視図である。
【００２９】
本発明のレーザーダイシング方法では図５（ａ）に示すように、ウェーハテーブル８に載置された裏面を研削加工等された後にフレームＦへテープＴを介してマウントされているウェーハＷへレーザーヘッド２よりレーザー光Ｌを照射して改質領域Ｐを形成する。ウェーハＷはＸ移動軸７により加工送りされるとともにＹ移動軸９によりインデックス送りされて改質領域Ｐが連続して形成され、図６に示すようにダイシングストリートに沿って割断ラインＫが形成される。
【００３０】
続いて図５（ｂ）に示すように割断ラインＫが形成されたウェーハＷがプラズマ照射部１１内に載置されるとともにプラズマが発生されてウェーハＷがエッチングされる。プラズマは４０℃以上８０℃以下の低温プラズマであって、ウェーハＷが熱膨張するとともにポリオレフィン、塩化ビニル、ポリエチレン、またはポリプロピレンにより形成されるテープＴはプラズマにより収縮する。これにより図７に示すようにウェーハＷは割断ラインＫより亀裂が進展するとともにダイシングストリートに沿ってエキスパンドされて個々のチップ１６に割断される。
【００３１】
個々のチップ１６はプラズマを照射されることにより、図８に示すように、割断面である４つの側面Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４と、それぞれをつなぐ８つのエッジである辺Ｂ１からＢ８と、４つの角Ｃ１からＣ４と、研削面である面Ｄとがエッチングされて微小なクラックが除去されるとともにストレスが除去される。
【００３２】
これにより、ウェーハＷはレーザーダイシング装置１内でエキスパンドされるのと同時に個々のチップの割断面、エッジ、角、及び研削面がプラズマによりエッチングされ、微小なクラックが消失しストレスが除去されてチップの強度が向上される。
【００３３】
以上、説明したように、本発明に係わるレーザーダイシング方法及びレーザーダイシング装置によれば、改質領域が形成されたウェーハがプラズマ雰囲気内に暴露されることにより、ウェーハの熱膨張とテープの収縮が発生し、改質領域から亀裂が進展するとともにダイシングストリートに沿ってウェーハが個々のチップにエキスパンドされる。個々のチップはテープに貼着されていない表面がエッチングされ微小なクラックが除去されるとともに、チップに生じるストレスが除去される。これにより、レーザーダイシング装置内でエキスパンドされるのと同時にチップの強度が向上される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係わるレーザーダイシング装置内部の構成を示した斜視図。
【図２】フレームにテープを介してマウントされたウェーハを示した斜視図。
【図３】レーザーヘッドの構成を示した断面図。
【図４】レーザーダイシングの様子を示した断面図。
【図５】本発明に係わるレーザーダイシング方法を示した側面図。
【図６】改質領域が形成されたウェーハを示した斜視図。
【図７】プラズマによりエキスパンドされたウェーハの拡大斜視図。
【図８】割断面がエッチングされたエキスパンド後のウェーハの拡大斜視。
【符号の説明】
【００３５】
１…レーザーダイシング装置，２…レーザーヘッド，３…加工部，４…ロードポート，５…搬送手段，６…制御手段，７…Ｘ移動軸，８…ウェーハテーブル，９…Ｙ移動軸，１０…Ｚ移動軸，１１…プラズマ照射部，１２…レーザーヘッド，１３…コリメートレンズ，１４…ミラー，１５…コンデンスレンズ，１６…チップ，Ａ１〜Ａ４…側面，Ｂ１〜Ｂ８…辺，Ｃ１〜Ｃ４…角、Ｆ…フレーム、Ｋ…割断ライン，Ｌ…レーザー光，Ｐ…改質領域，Ｔ…テープ，Ｗ…ウェーハ
【図１】
2010118537.tif 000003
【図２】
2010118537.tif 000004
【図３】
2010118537.tif 000005
【図４】
2010118537.tif 000006
【図５】
2010118537.tif 000007
【図６】
2010118537.tif 000008
【図７】
2010118537.tif 000009
【図８】
2010118537.tif 000010