(57)【要約】【課題】  水溶性樹脂等の保護膜材料を用いた加工に比べてより安価にデバイスを製造しうるレーザー加工方法を提供することである。【解決手段】  表面の交差する複数の加工予定ラインで区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハにレーザー加工を施すレーザー加工方法であって、ウエーハの裏面側を保持手段で保持する保持ステップと、該保持ステップを実施する前又は後に、ウエーハの表面を被覆する氷層を形成する氷層形成ステップと、該保持手段で保持されて表面が該氷層で被覆されたウエーハの表面から該氷層を介してウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザービームを照射して、加工予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工ステップと、を備えたことを特徴とする。【選択図】図５
2014086612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の交差する複数の加工予定ラインで区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハにレーザー加工を施すレーザー加工方法であって、
ウエーハの裏面側を保持手段で保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施する前又は後に、ウエーハの表面を被覆する氷層を形成する氷層形成ステップと、
該保持手段で保持されて表面が該氷層で被覆されたウエーハの表面から該氷層を介してウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザービームを照射して、加工予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工ステップと、
を備えたことを特徴とするレーザー加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に形成された交差する複数の加工予定ラインで区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハにレーザー加工を施すレーザー加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ等の複数のデバイスが分割予定ライン（加工予定ライン）によって区画され表面に形成されたシリコンウエーハ、サファイアウエーハ等のウエーハは、加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。
【０００３】
ウエーハの分割には、ダイサーと呼ばれる切削装置を用いたダイシング方法が広く採用されている。ダイシング方法では、ダイアモンド等の砥粒を金属や樹脂で固めて厚さ３０μｍ程度とした切削ブレードを、３００００ｒｐｍ程度の高速で回転させつつウエーハへと切り込ませることでウエーハを切削し、個々のデバイスへと分割する。
【０００４】
一方、近年では、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザビームをウエーハに照射することでレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿ってブレーキング装置でウエーハを割断して個々のデバイスへと分割する方法が提案されている（例えば、特開２００６−１４０３１１号公報参照）。
【０００５】
レーザー加工装置によるレーザー加工溝の形成は、ダイサーによるダイシング方法に比べて加工速度を早くすることができるとともに、サファイアやＳｉＣ等の硬度の高い素材からなるウエーハであっても比較的容易に加工することができる。また、加工溝を例えば１０μｍ以下等の狭い幅とすることができるので、ダイシング方法で加工する場合に対してウエーハ１枚当たりのデバイス取り量を増やすことができる。
【０００６】
ところが、ウエーハにパルスレーザビームを照射すると、パルスレーザビームが照射された領域に熱エネルギーが集中してデブリが発生する。このデブリがデバイス表面に付着するとデバイスの品質を低下させるという問題が生じる。
【０００７】
そこで、例えば特開２００７−２０１１７８号公報には、このようなデブリによる問題を解消するために、ウエーハの加工面にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）等の水溶性樹脂を塗布して保護膜を被覆し、この保護膜を通してウエーハにパルスレーザビームを照射するようにしたレーザー加工装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１４０３１１号公報
【特許文献２】特開２００７−２０１１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に保護膜を形成するためのＰＶＡ、ＰＥＧ等の水溶性樹脂は高価であり、保護膜を用いて加工されるデバイスも高価になるため、より安価にデバイスを製造できるレーザー加工方法が要望されている。
【００１０】
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、水溶性樹脂等の保護膜材料を用いた加工に比べてより安価にデバイスを製造しうるレーザー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】
【００１１】
本発明によると、表面の交差する複数の加工予定ラインで区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハにレーザー加工を施すレーザー加工方法であって、ウエーハの裏面側を保持手段で保持する保持ステップと、該保持ステップを実施する前又は後に、ウエーハの表面を被覆する氷層を形成する氷層形成ステップと、該保持手段で保持されて表面が該氷層で被覆されたウエーハの表面から該氷層を介してウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザービームを照射して、加工予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工ステップと、を備えたことを特徴とするレーザー加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のレーザー加工方法では、ＰＶＡ、ＰＥＧ等の保護膜材に替えて氷層を保護膜とするため、保護膜材を用いた加工に比べてより安価にデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図２】ダイシングテープを介して環状フレームに支持された半導体ウエーハの斜視図である。
【図３】保持ステップを示す一部断面側面図である。
【図４】純水供給ステップを模式的に示す一部断面側面図である。
【図５】第１実施形態の氷層形成ステップを示す一部断面側面図である。
【図６】第２実施形態の氷層形成ステップを説明する斜視図である。
【図７】レーザー加工ステップを示す一部断面側面図である。
【図８】洗浄ステップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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を参照すると、本発明のレーザー加工方法で加工するのに適した被加工物の一種である半導体ウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）１１の斜視図が示されている。
ウエーハ１１は、例えば厚さが１００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数の加工予定ライン１３が格子状に形成されているとともに、複数の加工予定ライン１３によって区画された各領域にそれぞれデバイス１５が形成されている。
【００１５】
本発明のレーザー加工を実施するのにあたり、まず図２に示すように、ウエーハ１１の裏面１１ｂを粘着テープであるダイシングテープＴに貼着し、ダイシングテープＴの外周部を環状フレームＦに貼着する。これにより、ウエーハ１１はダイシングテープＴを介して環状フレームＦに装着された状態でハンドリングされる。
【００１６】
本発明のレーザー加工方法では、まず図３に示すように、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側がダイシングテープＴを介して保持手段であるレーザー加工装置のチャックテーブル１０で吸引保持され、環状フレームＦがクランプ１２によりクランプされて固定される。
【００１７】
次いで、図４に示すように、リング状土手部材１４でウエーハ１１を包囲し、純水供給ノズル１６から純水１８を供給して、ウエーハ１１をリング状土手部材１４中に貯留された純水１８中に浸漬する。
【００１８】
次いで、図５に示すように、クーラーノズル２０から例えば氷点下１０℃程度に冷却された冷却風２１を噴出し、リング状土手部材１４内の純水１８を凍らせて氷層２２を形成し、氷層２２でウエーハ１１の表面１１ａを被覆する。
【００１９】
図６を参照すると、氷層形成ステップの第２実施形態を説明する斜視図が示されている。本実施形態では、保持ステップを実施する前にダイシングテープＴの上にウエーハ１１を包囲するリング状土手部材１４を載置する。そして、リング状土手部材１４内を純水で満たしウエーハ１１を純水内に浸漬する。
この状態で、冷凍庫に入れて純水を凍らせてウエーハ１１の表面１１ａを氷層で被覆する。レーザー加工を実施するのに当たり、表面１１ａが氷層で覆われたウエーハ１１を冷凍庫から取り出して、チャックテーブル１０で保持する保持ステップを実施する。
【００２０】
このようにウエーハ１１の表面１１ａを氷層２２で被覆してから、氷層２２が溶けないように加工室内の雰囲気を０℃以下に設定し、レーザー加工を実施する。このレーザー加工では、図７に示すように、図示しないレーザービーム照射ユニットのレーザー発振器から発振されたレーザービームを集光器（レーザーヘッド）２４によりウエーハ１１の表面１１ａ側に氷層２２を介して照射し、チャックテーブル１０を矢印Ｘ１で示す方向に加工送りすることにより、ウエーハ１１の表面１１ａに加工予定ライン１３に沿ったレーザー加工溝を形成する。
【００２１】
ウエーハ１１をＸ１方向に直交するＹ軸方向に割出送りしながら第１の方向に伸長する加工予定ライン１３に沿ってレーザー加工溝を次々と形成する。次いで、チャックテーブル１０を９０度回転してから、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する加工予定ライン１３に沿って同様なレーザー加工溝を形成する。
【００２２】
尚、レーザー加工ステップの加工条件は、例えば以下のように設定されている。
【００２３】
光源                    ：ＬＤ励起Ｑスイッチ  Ｎｄ：ＹＶＯ４パルスレーザー
波長                    ：３５５ｎｍ（ＹＶＯ４パルスレーザーの第３高調波）
出力                    ：３．０Ｗ
繰り返し周波数          ：２０ｋＨｚ
集光スポット径          ：φ１μｍ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２４】
レーザー加工ステップ実施後、氷層２２を溶かす洗浄ステップを実施する。この洗浄ステップは、例えば図８に示すようなスピンナ洗浄装置３０により実施する。スピンナ洗浄装置３０はスピンナテーブル３２を有しており、スピンナテーブル３２はモータ３４の出力軸３６に連結されており、モータ３４により回転される。スピンナテーブル３２が回転される遠心力により、スピンナテーブル３２に取り付けられたクランプ３８が環状フレームＦをクランプして固定する。
【００２５】
４０は洗浄水受け容器であり、スピンナテーブル３２は洗浄水受け容器４０内に収容されている。４２は洗浄ノズルであり、モータ４４により図８に示した作動位置と、スピンナテーブル３２上から退避した退避位置との間で回転される。洗浄ノズル４２は図示しない純水供給源に接続されている。
【００２６】
４６は乾燥ノズルであり、モータ４８により図８に示した退避位置と、スピンナテーブル３２上に位置付けられた作動位置との間で回転される。乾燥ノズル４６は図示しないエア供給源に接続されている。
【００２７】
洗浄ステップでは、リング状土手部材１４を除去してから、常温大気中でスピンナ洗浄装置３０のスピンナテーブル３２で氷層２２で覆われたウエーハ１１をダイシングテープＴを介して吸引保持する。
作動位置に位置付けられた洗浄ノズル４２の噴出口４２ａから純水４３を噴出しながらモータ３４でスピンナテーブル３２を回転し、ウエーハ１１をスピン洗浄する。このスピン洗浄により、氷層２２と共にレーザー加工により発生したデブリが除去される。洗浄ノズル４２から温水を供給して洗浄するようにしてもよい。
【００２８】
スピン洗浄後、洗浄ノズル４２を退避位置に回動してから、乾燥ノズル４６を作動位置に位置付け、乾燥ノズル４６からエアを噴出しながらモータ３４によりスピンナテーブル３２を回転して洗浄後のウエーハ１１をスピン乾燥する。
【００２９】
上述した実施形態のレーザー加工方法では、ＰＶＡ、ＰＥＧ等の水溶性樹脂からなる保護膜材に替えて氷層２２を保護膜としたため、保護膜材を用いたレーザー加工に比べて安価にデバイス１５を製造することができる。氷層２２を形成する水を純水とすることで、デバイス１５上における保護膜の残渣が問題となることがなく、保護膜材を用いた従来方法に比べて洗浄時間を短縮ができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０    チャックテーブル
１１    半導体ウエーハ
１４    リング状土手部材
１５    デバイス
１６    純水供給ノズル
１８    純水
２０    クーラーノズル
２１    冷却風
２２    氷層
２４    集光器（レーザーヘッド）
３０    スピンナ洗浄装置
３２    スピンナテーブル
４２    洗浄ノズル
４６    乾燥ノズル
【図１】
2014086612.tif 000003
【図２】
2014086612.tif 000004
【図３】
2014086612.tif 000005
【図４】
2014086612.tif 000006
【図５】
2014086612.tif 000007
【図６】
2014086612.tif 000008
【図７】
2014086612.tif 000009
【図８】
2014086612.tif 000010