(57)【要約】【課題】  改質領域の形成状況を制御しチップの抗折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】  レーザーヘッド４より照射されるレーザー光Ｌの照射と照射停止を制御手段により制御し、改質領域を連続して形成した形成領域１１と改質領域を形成しない連続した未形成領域１２とをチップの周囲に形成することにより抗折強度が低下することがない歩留りの高い効率的なレーザーダイシングを可能とする。【選択図】図３
2010003817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハテーブルに載置され移動手段により移動されるウェーハの内部へレーザー光により改質領域を形成して割断ラインを形成し、前記割断ラインを前記ウェーハの割断予定ラインに沿って１本以上形成することで、前記ウェーハを前記割断予定ラインに沿って分割するレーザーダイシング方法において、
前記レーザー光を照射して前記改質領域を形成する形成工程と、
前記改質領域を形成しない未形成工程と、により前記割断ラインが形成されることを特徴とするレーザーダイシング方法。
【請求項２】
前記未形成工程により形成される未形成領域と前記形成工程により形成される形成領域とは、前記割断予定ラインに沿って交互に形成され、前記未形成領域と前記形成領域とがそれぞれ前記ウェーハの深さ方向へ該ウェーハの面に対して垂直に複数並ぶ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】
ウェーハを載置するウェーハテーブルと、
レーザー光により前記ウェーハ内部に改質領域を形成する加工手段と、
前記ウェーハテーブルと加工手段とを相対的に移動させる移動手段と、
前記加工手段及び前記移動手段との動作を制御する制御手段とにより、
前記レーザー光を照射して前記改質領域を形成する形成工程と、前記改質領域を形成しない未形成工程とを行いウェーハの割断予定ラインに沿って１本以上の割断ラインを形成して前記ウェーハを前記割断予定ラインに沿って分割する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、ダイシング後のワーク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割断ラインを起点として自然に割断するか、或い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断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、近年レーザーによるダイシング後にチップをピックアップする際、チップが折損する問題が発生している。これはウェーハの薄膜化、チップの縮小化が進み抗折強度が低下しているとともに、レーザーによりチップ周縁に連続して形成された改質領域がチップ周縁を脆くしチップの抗折強度を更に低下させていると考えられる。
【０００８】
本発明はこのような問題に対して成されたものであり、レーザー光の照射を制御することにより改質領域の形成状況を制御しチップの抗折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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明のダイシング方法は、ウェーハテーブルに載置され移動手段により移動されるウェーハの内部へレーザー光により改質領域を形成して割断ラインを形成し、前記割断ラインを前記ウェーハの割断予定ラインに沿って１本以上形成することで、前記ウェーハを前記割断予定ラインに沿って分割するレーザーダイシング方法において、前記レーザー光を照射して前記改質領域を形成する形成工程と、前記改質領域を形成しない未形成工程と、により前記割断ラインが形成されることを特徴としている。
【００１０】
本発明のダイシング方法によれば、ウェーハテーブルと、レーザー光によりウェーハ内部へ改質領域を形成する加工手段と、ウェーハを撮像する撮像手段と、複数の移動手段と、各部の動作を制御する制御手段とを備えたレーザーダイシング装置により、連続した改質領域により形成される割断ラインをウェーハの割断予定ラインに沿って１つ以上形成することで割断予定ラインに沿ってウェーハを分割する。
【００１１】
このとき、各割断ラインはレーザー光の照射を停止するなどにより改質領域を形成しない連続した未形成領域とレーザー光を照射して改質領域を連続して形成した形成領域とにより形成されている。
【００１２】
これにより、個々に分割されたチップの周縁には、形成された改質領域の跡が残る部分と、改質領域の跡が全く無いウェーハを形成する材質のままの部分とが形成され、チップの周縁が脆くならず、抗折強度が低下することがなくなり、歩留りの高い効率的なレーザーダイシングが可能となる。
【００１３】
また、本発明のダイシング方法は、前記発明において、前記未形成工程により形成される未形成領域と前記形成工程により形成される形成領域とは、前記割断予定ラインに沿って交互に形成され、前記未形成領域と前記形成領域とがそれぞれ前記ウェーハの深さ方向へ該ウェーハの面に対して垂直に複数並ぶことを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、未形成領域と形成領域とは、１本の割断ラインを形成する際にそれぞれ所定の長さにより交互に形成されていく。２本目以降の割断ラインに形成される未形成領域と形成領域とは、ウェーハの深さ方向へウェーハの面に対して垂直に複数並ぶように１本目と同じ位置に同じ長さで形成される。
【００１５】
これにより、チップの周縁には平行な縞状の改質領域の跡が残る部分と、改質領域の跡が全く無い部分とが形成され、チップの周縁全周が脆くならず、抗折強度が低下することがなくなり、歩留りの高い効率的なレーザーダイシングが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明のダイシング方法及びレーザーダイシング装置によれば、レーザー光の照射を制御することにより割断ラインに未形成領域と形成領域を形成し、チップの周縁が脆くならず、抗折強度が低下することがない歩留りの高い効率的なレーザーダイシングが可能となる。
【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の加工部を示した正面図である。
【００１８】
レーザーダイシング装置は、レーザーヘッドを備えた加工部、フレームにマウントされたウェーハＷを多数枚収納したカセットを載置するロードポート、ウェーハＷを搬送する搬送手段、各部の制御及び加工に必要な各部の制御手順や数値が入力されたデバイスデータを記憶する制御手段等を備えている。
【００１９】
レーザーダイシング装置の加工部１０には、図１に示すように移動手段としてのＸ移動軸１上に設けられたウェーハテーブル２にウェーハＷが載置され、ウェーハテーブル２上部にＸ移動軸１に直交するように設けられた移動手段としてのＹ移動軸３にレーザーヘッド４が対向して設けられている。加工部１０にはこの他にレーザーヘッド４を上下方向に移動させるＺ移動軸やウェーハＷ表面を撮像する撮像手段等が備えられている。
【００２０】
レーザーヘッド４は、レーザー発振器５、コリメートレンズ６、ミラー７、コンデンスレンズ８等からなり、レーザー発振器５から発振されたレーザー光Ｌは、コリメートレンズ６で水平方向に平行光線とされ、ミラー７で垂直方向に反射され、コンデンスレンズ８によって集光される。
【００２１】
レーザー光Ｌの集光点を、ウェーハテーブル２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２（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、ワーク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。
【００２２】
改質領域Ｐは、図２（ｂ）に示すように、ウェーハＷがＸ移動軸１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の割断予定ラインに沿って割断ラインＫが形成される。割断ラインＫは割断予定ラインに沿って複数形成され、この状態でウェーハＷは割断ラインＫを起点として自然に割断するか、或い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Ｋを起点として割断される。割断されたウェーハＷは表面や裏面にはチッピングが発生せずに容易にチップに分割される。
【００２３】
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３は本発明に係わるレーザーダイシング方法によりダイシングされたウェーハの断面図である。
【００２４】
本発明のレーザーダイシング方法では、図１に示すウェーハテーブル２に載置されたウェーハＷへレーザーヘッド４よりレーザー光Ｌを照射するともに、Ｘ移動軸１により水平方向に移動させてウェーハＷ内部へ改質領域Ｐを連続して形成して割断ラインＫを割断予定ラインに沿って形成していく。
【００２５】
このとき、レーザーヘッド４より照射されるレーザー光Ｌの照射と照射停止が制御手段に記憶されたデバイスデータに基づき制御される。これにより、図３（ａ）に示すように、レーザー光ＬをＬ１のように照射して改質領域を連続して形成した形成領域１１・・と、レーザー光Ｌの照射をＬ２のように停止して改質領域を形成しない連続した未形成領域１２、１２・・とが交互に形成されて割断ラインＫが形成される。
【００２６】
このようにして１本目の割断ラインＫを形成した後、２本目の割断ラインＫ１を形成していく。割断ラインＫ１は、図３（ｂ）に示すように割断ラインＫと同じ位置に同じ長さで形成領域１１と未形成領域１２とが形成される。続けて図３（ｃ）に示すように割断ラインＫ２、Ｋ３・・とウェーハＷの深さ方向へウェーハＷの面に対して垂直に並ぶように割断ラインＫと同じ位置に同じ長さで形成領域１１と未形成領域１２とが形成される。
【００２７】
形成領域１１と未形成領域１２とを形成する割合は、Ｅｘｐａｎｄ＋Ｂｒａｋｉｎｇを併用し分断可能な割合で適応され、ウェーハ基板のドープ量及び表面デバイス構造（主としてストリート上の膜構造及びＴＥＧの状況）により最適条件は異なる。
【００２８】
このようにして割断予定ラインに割断ラインが形成された後、ウェーハＷは自然に割断するか、或い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。
【００２９】
これにより、個々に分割されたチップの周縁には、形成された改質領域の跡が残る形成領域１１と、改質領域の跡が全く無い材質の未形成領域１２とが形成される。改質領域の跡が全く無い材質の未形成領域１２がチップの周縁に形成されることにより、チップの周縁は脆くならず、抗折強度が低下することがない。
【００３０】
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、レーザー光の照射と照射停止を制御することにより割断ラインに未形成領域と形成領域を形成し、チップの周縁全周を脆くすることがない。これにより、薄膜化したウェーハ、縮小化したチップ、または比較的脆弱なＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイス等において抗折強度が低下することがなくなり、歩留りの高い効率的なレーザーダイシングが可能となる。また、割断の際のダストも低減され、高品質の製品を提供することも可能となる。
【００３１】
なお、本実施の形態では未形成領域と形成領域とは、ウェーハの深さ方向へウェーハの面に対して垂直に複数並ぶように１本目と同じ位置に同じ長さで形成され、チップの周縁には平行な縞状の未形成領域と形成領域とが形成されるが本発明はそれに限らず、未形成領域と形成領域とが所定の関係を満たすように形成されているのであれば他の形状となるように形成されていても好適に実施可能である。
【００３２】
本実施の形態以外の未形成領域と形成領域との形成例としては、例えば図４（ａ）に示すように未形成領域と形成領域とが傾斜した平行な縞状に形成される場合、図４（ｂ）のように未形成領域と形成領域とが三角形の形状を成すように形成される場合、図４（ｃ）のように形成領域が対向した三角形の形状を成し未形成領域がひし形形状を成すように形成される場合等が実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】レーザーダイシング装置の構成を示した側面図。
【図２】レーザーによるダイシングの状態を示した側面図。
【図３】本発明に係わるレーザーダイシング方法によりダイシングされたウェーハの断面図。
【図４】本発明に係わるレーザーダイシング方法の別の実施の形態によるウェーハの断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１…Ｘ移動軸，２…ウェーハテーブル，３…Ｙ移動軸，４…レーザーヘッド，５…レーザー発振器，６…コリメートレンズ，７…ミラー，８…コンデンスレンズ，１０…レーザーダイシング装置，１１…形成領域，１２…未形成領域，Ｋ、Ｋ２、Ｋ３…割断ライン，Ｌ…レーザー光，Ｐ…改質領域，Ｗ…ウェーハ
【図１】
2010003817.tif 000003
【図２】
2010003817.tif 000004
【図３】
2010003817.tif 000005
【図４】
2010003817.tif 000006