(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成され、且つ反りを有する板状物の加工方法であって、
板状物の反りを検出する反り検出ステップと、
検出した反り形状に応じて、板状物に対して透過性を有する波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿って照射することで板状物の内部に改質層を局所的に形成し、板状物の反りを解消する反り解消ステップと、を備え、
前記反り解消ステップでは、前記板状物の表面側が凹形状に湾曲している場合には、板状物の表面側の板状物内部に前記レーザビームを集光して改質層を形成し、
該板状物の表面側が凸形状に湾曲している場合には、板状物の裏面側の板状物内部に該レーザビームを集光して改質層を形成することを特徴とする板状物の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成され、且つ反りを有する板状物の反りを解消させる板状物の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体パッケージの製造プロセスにおいては、表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にＬＳＩ等の回路が形成された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が所定の厚みへ研削されて薄化された後、切削装置によって切削されて個々の半導体チップへと分割される。
【０００３】
分割された半導体チップはリードフレームにマウントされてボンディングされた後、ガラスエポキシ等の樹脂によって封止してＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）基板等のパッケージ基板が形成される。
【０００４】
そして、切削装置によってパッケージ基板を切削することにより半導体パッケージが製造される。このようにして製造された半導体パッケージは、携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。
【０００５】
近年では、電気機器に対する小型化・薄型化の要望に伴って半導体パッケージも小型化・薄型化が望まれており、半導体ウエーハはより薄く、例えば数十μｍ以下へと研削することが要求されている（例えば、特開２００９−１４１１７６号公報参照）。
【０００６】
一方、サファイア基板又はＳｉＣ基板上に窒化物半導体層が積層されて、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）等の光デバイスが表面に形成された光デバイスウエーハも、デバイスの軽薄短小化の傾向からより薄く研削されることが要求されている。
【０００７】
ところが、これら半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の板状物を数十μｍ以下へと薄く研削すると、表面に形成された回路の層に残存するストレスや研削によって生じる歪等により、半導体ウエーハや光デバイスウエーハが大きく反ってしまうという問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１４１１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
数十μｍ以下へと薄く研削された半導体ウエーハや光デバイスウエーハが大きく反ると、搬送や次の切削工程に際してのテープマウント作業等のハンドリング中に半導体ウエーハや光デバイスウエーハを破損させてしまう恐れがある。
【００１０】
また、半導体チップがリードフレームにマウントされ、更にボンディングされて樹脂封止されたパッケージ基板（板状物）にも樹脂封止時の熱によって反りが生じ易い。反りが生じたパッケージ基板は切削装置での保持が難しく、切削中に半導体チップが飛散してしまったり、切削中にパッケージ基板がずれて半導体デバイスが形成されている領域を切削しまう等の切削不良を引き起こす恐れがある。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体ウエーハ、光デバイスウエーハ、パッケージ基板等の板状物の反りを解消して破損を防止可能な板状物の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】
【００１２】
本発明によると、複数の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成され、且つ反りを有する板状物の加工方法であって、板状物の反りを検出する反り検出ステップと、検出した反り形状に応じて、板状物に対して透過性を有する波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿って照射することで板状物の内部に改質層を局所的に形成し、板状物の反りを解消する反り解消ステップと、を備え、前記反り解消ステップでは、前記板状物の表面側が凹形状に湾曲している場合には、板状物の表面側の板状物内部に前記レーザビームを集光して改質層を形成し、該板状物の表面側が凸形状に湾曲している場合には、板状物の裏面側の板状物内部に該レーザビームを集光して改質層を形成することを特徴とする板状物の加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、板状物の反りに応じて、その反りを打ち消すように板状物に対して透過性を有する波長のレーザビームを照射して板状物内部に改質層を形成し、局所的に板状物を膨張させることで反りを解消させることができる。
【００１５】
例えば、板状物の表面側が凹形状に湾曲して（反って）いる場合には、板状物の表面側内部にレーザビームを集光して照射することで、板状物の表面側内部に改質層を形成して局所的に板状物を膨張させることで反りを解消させることができる。
【００１６】
レーザビームを照射する箇所を分割予定ラインに沿った領域のみとすることにより、デバイスが形成されている領域に改質層を形成してデバイスの強度を低下させてしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図２】本発明の加工方法を実施するのに適したレーザ加工装置の斜視図である。
【図３】レーザビーム照射ユニットのブロック図である。
【図４】反り検出ステップの説明図である。
【図５】改質層形成ステップの斜視図である。
【図６】改質層形成ステップの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は半導体ウエーハ１１の表面側斜視図を示している。半導体ウエーハ１１はシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数のストリート（分割予定ライン）１３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１３によって区画された各領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。
【００１９】
このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９をその表面に備えている。また、半導体ウエーハ１１の外周にはシリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。
【００２０】
図２を参照すると、本発明の加工方法を実施するのに適したレーザ加工装置２の斜視図が示されている。レーザ加工装置２は、静止基台４上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第１スライドブロック６を含んでいる。第１スライドブロック６は、ボールねじ８及びパルスモータ１０から構成される加工送り手段１２により一対のガイドレール１４に沿って加工送り方向、すなわちＸ軸方向に移動される。
【００２１】
第１スライドブロック６上には第２スライドブロック１６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。すなわち、第２スライドブロック１６はボールねじ１８及びパルスモータ２０から構成される割り出し送り手段２２により一対のガイドレール２４に沿って割り出し方向、すなわちＹ軸方向に移動される。
【００２２】
第２スライドブロック１６上には円筒支持部材２６を介してチャックテーブル２８が搭載されており、チャックテーブル２８は加工送り手段１２及び割り出し送り手段２２によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。チャックテーブル２８には、チャックテーブル２８に吸引保持された半導体ウエーハをクランプするクランパ３０が設けられている。
【００２３】
静止基台４にはコラム３２が立設されており、このコラム３２にはレーザビーム照射ユニット３４を収容するケーシング３５が取り付けられている。レーザビーム照射ユニット３４は、図３に示すように、ＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを発振するレーザ発振器６２と、繰り返し周波数設定手段６４と、パルス幅調整手段６６と、パワー調整手段６８とを含んでいる。
【００２４】
レーザビーム照射ユニット３４のパワー調整手段６８により所定パワーに調整されたパルスレーザビームは、ケーシング３５の先端に取り付けられた集光器３６のミラー７０で反射され、更に集光用対物レンズ７２によって集光されてチャックテーブル２８に保持されている半導体ウエーハ１１に照射される。
【００２５】
ケーシング３５の先端部には、集光器３６とＸ軸方向に整列してレーザ加工すべき加工領域を検出する撮像手段３８が配設されている。撮像手段３８は、可視光によって半導体ウエーハの加工領域を撮像する通常のＣＣＤ等の撮像素子を含んでいる。
【００２６】
撮像手段３８は更に、半導体ウエーハに赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、この光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する赤外線ＣＣＤ等の赤外線撮像素子から構成される赤外線撮像手段を含んでおり、撮像した画像信号はコントローラ（制御手段）４０に送信される。
【００２７】
コントローラ４０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）４２と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４４と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４６と、カウンタ４８と、入力インターフェイス５０と、出力インターフェイス５２とを備えている。
【００２８】
５６は案内レール１４に沿って配設されたリニアスケール５４と、第１スライドブロック６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される加工送り量検出手段であり、加工送り量検出手段５６の検出信号はコントローラ４０の入力エンターフェイス５０に入力される。
【００２９】
６０はガイドレール２４に沿って配設されたリニアスケール５８と第２スライドブロック１６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される割り出し送り量検出手段であり、割り出し送り量検出手段６０の検出信号はコントローラ４０の入力インターフェイス５０に入力される。
【００３０】
撮像手段３８で撮像した画像信号もコントローラ４０の入力インターフェイス５０に入力される。一方、コントローラ４０の出力インターフェイス５２からはパルスモータ１０、パルスモータ２０、レーザビーム照射ユニット３４等に制御信号が出力される。
【００３１】
図１に示した半導体ウエーハ１１は、切削装置（ダイシング装置）で分割予定ライン１３に沿ってダイシングして個々のデバイス１５に分割する前に、その裏面が研削装置により研削されて薄化される。
【００３２】
ところが、半導体ウエーハ１１等の板状物を数十μｍ以下へと薄く研削すると、表面に形成された回路の層に残存するストレスや研削によって生じる歪等により半導体ウエーハ１１が図４に誇張して示すように大きく反ってしまう。
【００３３】
よって、本発明の加工方法では、まず、図４に示すようにテーブル７５等の上に載置された薄く研削された半導体ウエーハ１１の反りを検出する反り検出ステップを実施する。半導体ウエーハ１１を薄く研削すると、表面に形成された回路の層に残存するストレスや研削によって生じる歪等が原因で一般的に表面１１ａが凹形状に反ることになる。よって、高さ位置検出器７４を矢印Ａ方向に走査して半導体ウエーハ１１の反りを検出する。
【００３４】
次いで、図５に示すように半導体ウエーハ１１を外周部分が環状フレームＦに装着された粘着テープであるダイシングテープＴに貼着し、半導体ウエーハ１１をダイシングテープＴを介して環状フレームＦで支持する。
【００３５】
そして、図５及び図６に示すように、半導体ウエーハ１１をダイシングテープＴを介してチャックテーブル２８で吸引保持し、集光器３６でウエーハ１１に対して透過性を有する波長のレーザビームを符号７６で示すように半導体ウエーハ１１の表面１１ａ側内部に集光し、チャックテーブル２８を矢印Ｘ１方向に加工送りしながらストリート１３に沿って飛び飛びに変質層７８を形成する。
【００３６】
レーザビームを半導体ウエーハ１１の内部に集光して照射すると、集光点７６近傍が局所的に膨張するため、図４に示すように表面１１ａ側が凹形状に反っている半導体ウエーハ１１の反りを解消できる。
【００３７】
一方、半導体ウエーハ１１の表面１１ａが凸形状に反っている場合には、半導体ウエーハ１１の裏面側内部にレーザビームを集光して改質層７８を局所的に形成することにより反りを解消することができる。
【００３８】
この改質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
【００３９】
光源                    ：ＬＤ励起Ｑスイッチ  Ｎｄ：ＹＶＯ４パルスレーザ
波長                    ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
パルス出力              ：１０μＪ
集光スポット径          ：φ１μｍ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００４０】
尚、上述した実施形態では、被加工物として半導体ウエーハ１１に本発明を適用した例について説明したが、本発明の被加工物はこれに限定されるものではなく、反りを有する光デバイスウエーハ、パッケージ基板等にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
２    レーザ加工装置
１１    半導体ウエーハ
２８    チャックテーブル
３６    集光器
７４    高さ位置検出器
７６    集光点
７８    改質層
【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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【図６】
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