(57)【要約】【課題】加工くずを含んだ加工水の周囲への飛散を防止すると共に、被加工物表面が乾燥し汚れが固着するのを防止することが可能なレーザ加工装置を提供する。【解決手段】ウォータジェットレーザは、スプラッシュガード７の貫通穴８から導入され、ウェハ２０に照射される。加工点において発生する加工水の跳ね返りやミストは、スプラッシュガード７によりガードされ、周囲に飛散したり加工ヘッド１に付着したりすることは殆ど無い。また、液体供給部１１から水を十分に供給し、加工くずが残留した状態でウェハ２０表面が乾燥し汚れが固着するのを防止している。ダクト１０は、吸引機能の他、液体及び気体を給水する機能を備え、それらの機能が切り替え可能に設けられているので、ミストの吸引、ウェハの乾燥防止、加工くずの排出、及び加工終了後のスプラッシュガード７内の洗浄等、多様な効果を奏する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザを発生するレーザ発振器と、加工ステージに固定された被加工物に対して水を噴射するノズルを有する加工ヘッドを備え、前記ノズルから噴射される噴流水柱をレーザの導波路として前記被加工物を加工するレーザ加工装置であって、
前記加工ヘッドに着脱可能に固定され、前記噴流水柱を導入する貫通穴と、前記貫通穴を中心として全方向に傾斜する傾斜面を有し、前記傾斜面の開放端が前記被加工物表面に接近して配置されるガードと、
前記傾斜面に取り付けられ前記ガード内の液体及び気体を吸引するダクトと、
前記被加工物表面に液体を供給する液体供給部を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記ガードは、略半球状、円錐状、または角錐状であることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記ダクトは、前記ガード内の液体及び気体を吸引する機能の他、前記ガード内に液体及び気体のいずれか一方または両方を供給する機能を有し、それらの機能が切り替え可能に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記ガードは、前記開放端が内側に折り返された受け部を有し、前記傾斜面の内側を伝わって落下した水を前記受け部に溜め、前記ダクトにより吸引することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記液体供給部は、前記加工ヘッドと同期して移動するように設置され、前記被加工物の加工点近傍に水を供給することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
１つまたは複数の前記液体供給部が前記加工ステージに設置され、前記被加工物の表面全体に水を供給することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
複数の前記液体供給部が設置され、その少なくとも１つは前記加工ヘッドと同期して移動するように設置され、その他は前記加工ステージに設置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のレーザ加工装置を用いて、ウェハの裏面に貼り付けられた支持用粘着テープを貫通させないように前記ウェハを切断加工し、個々のチップに分割するレーザ加工方法であって、
前記ウェハに対してレーザが照射される加工点を第１速度で移動させながら、前記ウェハにＸ方向の切断溝を形成する第１工程、
前記第１工程に続いて、前記加工点を前記Ｘ方向と交差するＹ方向に前記第１速度で移動させ、前記Ｘ方向の前記切断溝と交差する直前で前記第１速度よりも小さい第２速度に切り替え、前記交差部を通過後、前記第１速度に戻して移動させながら、前記ウェハに前記Ｙ方向の切断溝を形成する第２工程を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項９】
前記第２工程において、前記第２速度に切り替えるタイミングは、前記加工点が前記交差部の中心点より前記噴流水柱の水柱径に相当する距離分手前を通過する時であり、前記第１速度に戻すタイミングは、前記加工点が前記交差部から抜けた時であることを特徴とする請求項８記載のレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造において用いられるレーザ加工装置及びこれを用いたレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造において、ロジックやメモリーデバイスは三次元実装によるパッケージの高密度化が行われており、プロセス完了時点でのウェハ厚を薄くする要求が高まっている。また、パワーデバイスにおいても、通電特性を改善するためにウェハ厚を薄くすることが要求されている。
【０００３】
従来、ウェハ厚を薄くする技術として、デバイス形成面に保護テープを貼り付け、表面保護と強度を確保した上で、バックグラインドやポリッシュ・エッチングによりウェハ裏面を削る方法があった。しかし、現在要求されている数十μｍのウェハを上記の方法で製造しようとすると、反りや局所的な応力により割れや欠けが発生する。このため、バックグラインド処理にてウェハ中央部のみを研削し、外周部分に環状凸部（リング部）を形成してウェハ剛性を持たせることが提案されている。
【０００４】
このリング部を有するウェハから個々のチップを分割する際には、リングフレームに支持用粘着テープを介してウェハを固定し、リング部の分離と個々のチップの分割の両方を行う必要がある。リング部の分離は曲線で切断され、チップの分割は直線で切断されるため、現在は別々の機械を用いて加工を行っている。
【０００５】
それらの両方の加工が可能な方法として、近年、ノズルから噴射された噴流水柱を導波路としてレーザ加工を行うウォータジェットレーザ加工機を用いることが提案されている（以下、噴流水柱を導波路とするレーザのことをウォータジェットレーザと呼ぶ）。この装置は、従来のレーザ加工装置と異なり、レーザで加工しながら冷却と加工くずの除去を同時に行うことができるため、これまで問題となっていたダイシングテープの溶融や、加工くずの溶着が発生しない。
【０００６】
しかし、加工くずを含んだ加工水が跳ね返り加工ヘッドに付着すると、噴流水柱の水流が乱れ、レーザが乱反射して加工点に到達できず、加工の不安定と品質の低下を招くことがあった。このため、特許文献１では、水柱を噴射するノズルと被加工物との間にカバーを配置し、水柱の跳ね返りからノズル及び噴流水柱を保護するようにしている。また、特許文献２では、レーザ及び水流が被加工物と衝突する部分（加工点）に隣接して気体供給部を設け、その反対側に吸引部を設けることにより、加工くずを吸引し、基板に固着するのを防止している。
【０００７】
また、加工ヘッドへの加工くずの付着の他、加工点における水流の変動によっても加工が不安定となる。噴流水柱の水流変動による加工品質の低下を改善する方法として、特許文献３では、材料に貫通穴を設ける際の加工開始点での水流変動を考慮し、ウォータジェットレーザが材料を完全に貫通するまでは第１速度で材料を移動させ、その後は、第１速度よりも大きい第２速度で移動させる方法が提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２２１２６５号公報
【特許文献２】特開２００３−１５１９２４号公報
【特許文献３】特表２００７−５２１９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ウォータジェットレーザ加工機は、被加工物にウォータジェットレーザを貫通させて加工を行う場合には、加工水と共に加工くずを下方へ流すことができ、加工水の跳ね返りも少ない。しかし、半導体装置の製造におけるリング部の分離やチップの分割では、支持用粘着テープを貫通させないように加工するため、加工くずを含んだ加工水が全て周囲に飛散することになる。従って、加工ヘッドへの付着防止と共に、ミストの巻上げや周囲への飛散防止を考慮する必要がある。
【００１０】
これに対し、特許文献１によるカバーは、加工水の跳ね返りからノズル及び噴流水柱を保護する効果はあるが、カバーに当たった加工水がウェハ上に流れ落ち、そのまま乾燥してしまう恐れがある。また、特許文献２のように、加工点に気体を供給し、その反対側で加工くずを吸引する方法では、ウェハの表面が乾燥しやすい。
【００１１】
このように、加工くずが残留した状態でウェハ表面が乾燥すると、汚れが固着してしまい、除去が非常に困難となる。特に、ウェハは強度が低く、表面に固着した加工くずをこすり洗いで除去することは困難であるため、次の洗浄工程まで乾燥しないように搬送することが必要となる。従来のウォータジェットレーザ加工機には、被加工物表面に水を供給するノズルを備えたものもあるが、加工時に冷却水を供給する必要がないことから、ウェハ表面全体の乾燥を防止するのに十分な水量を供給できる機構とはなっていなかった。
【００１２】
また、半導体装置の製造におけるチップの分割では、シリコンの厚みは１３０μm前後と薄いため、加工開始点での水流変動は問題にならないが、既に分割加工が終わった溝を交差する加工を行う時に、水流変動により加工が不安定となる問題がある。このような問題は、被加工物にウォータジェットレーザを貫通させて加工を行う場合には発生しないため、支持用粘着テープをメッシュ状に変更するという方法も考えられる。しかしながら、そのようなテープは特殊仕様のため流通量が少なく入手が難しいこと、仮に導入した場合には前後工程の見直しを行う必要があることから、導入は困難である。
【００１３】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、半導体装置の製造において、加工くずを含んだ加工水の周囲への飛散を防止すると共に、被加工物表面が乾燥し汚れが固着するのを防止することが可能なレーザ加工装置を提供することを目的とする。
【００１４】
また、半導体装置の製造において、チップの分割を安定して行うことが可能な及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るレーザ加工装置は、レーザを発生するレーザ発振器と、加工ステージに固定された被加工物に対して水を噴射するノズルを有する加工ヘッドを備え、ノズルから噴射される噴流水柱をレーザの導波路として被加工物を加工するレーザ加工装置であって、加工ヘッドに着脱可能に固定され、噴流水柱を導入する貫通穴と、貫通穴を中心として全方向に傾斜する傾斜面を有し、傾斜面の開放端が被加工物表面に接近して配置されるガードと、傾斜面に取り付けられガード内の液体及び気体を吸引するダクトと、被加工物表面に液体を供給する液体供給部を備えたものである。
【００１６】
また、本発明に係るレーザ加工方法は、上記のレーザ加工装置を用いて、ウェハの裏面に貼り付けられた支持用粘着テープを貫通させないようにウェハを切断加工し、個々のチップに分割するレーザ加工方法であって、ウェハに対してレーザが照射される加工点を第１速度で移動させながら、ウェハにＸ方向の切断溝を形成する第１工程と、第１工程に続いて、加工点をＸ方向と交差するＹ方向に第１速度で移動させ、Ｘ方向の切断溝と交差する直前で第１速度よりも小さい第２速度に切り替え、交差部を通過後、第１速度に戻して移動させながら、ウェハにＹ方向の切断溝を形成する第２工程を含んで製造するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るレーザ加工装置によれば、加工ヘッドに固定されたガードにより、加工くずを含んだ加工水の跳ね返りや巻き上がったミストが周囲へ飛散したり、加工ヘッドに付着したりするのを防止することができる。また、ガード内のミストや跳ね返った加工水をダクトにより吸引し、効率的に除去することができる。さらに、液体供給部から水を十分に供給することにより、加工くずが残留した状態で被加工物表面が乾燥し、汚れが固着するのを防止することができる
【００１８】
本発明に係るレーザ加工方法によれば、噴流水柱が不安定となる切断溝の交差部において、加工点の移動速度をそれまでの第１速度から、第１速度よりも小さい第２速度に切り替えるようにしたので、水柱が安定し、チップの分割を安定して行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレーザ加工装置の加工ヘッドを示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るレーザ加工装置の使用形態を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るレーザ加工装置の使用形態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るレーザ加工装置の加工ヘッドを示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るレーザ加工装置の使用形態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係るレーザ加工方法を説明する斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係るレーザ加工方法を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１に係るレーザ加工装置について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態１に係るレーザ加工装置であるウォータジェットレーザ加工機の加工ヘッドを示す断面図、図２及び図３は、本実施の形態１に係るウォータジェットレーザ加工機の使用形態を示す斜視図及び断面図である。なお、図中、同一、相当部分には、同一符号を付している。また、図２及び図３では、加工ヘッドの図示を省略している。
【００２１】
ウォータジェットレーザ加工機は、ノズル４から噴射された噴流水柱をレーザの導波路として被加工物を加工するものである。本実施の形態１における被加工物はウェハ２０であり、半導体装置の製造におけるリング部の分離やチップの分割に適用することを想定している。これらの工程では、図２及び図３に示すように、ウェハ２０の裏面に貼り付けられた支持用粘着テープであるダイシングテープ２１を貫通させないように切断加工が行われる。
【００２２】
ウォータジェットレーザ加工機の加工ヘッド１は、図１に示すように、略円筒形状のハウジング２の内部に、レーザ発振器（図示省略）から出射されたレーザを集光させる集光レンズ３を含むレーザ光学系と、加工ステージ（図示省略）に固定された被加工物に対して噴流水柱を噴射するノズル４を備えている。装置外部の水供給源から供給された水は、イオン除去や不純物除去等の処理が行われ、高圧ポンプ（図示省略）によりハウジング２内部の液体流路５に送られ、ノズル４に導かれる。
【００２３】
ウォータジェットレーザ加工機のレーザ発振器において生成されるレーザの種類は、任意に選択することができるが、水に吸収されにくいレーザであることが望ましい。また、ノズル４より噴射される液体は、水に限定されるものではないが、コスト面やレーザ伝搬効率の点から水が採用されることが多い。
【００２４】
加工ヘッド１の下方には、筒部６を介してスプラッシュガード７が着脱可能に固定されている。スプラッシュガード７は、加工点において跳ね返った加工水や巻き上がったミストが周辺に飛散するのを防ぐものであり、図２及び図３に示すように、噴流水柱Ｗを導入する貫通穴８と、貫通穴８を中心として全方向に傾斜する傾斜面９を有し、傾斜面９の開放端がウェハ２０表面に接近して配置される。
【００２５】
本実施の形態１では、スプラッシュガード７を略半球状のドーム形状としているが、スプラッシュガード７の形状はこれに限定されるものではなく、貫通穴を中心として傾斜する傾斜面を有していれば、円錐状または角錐状であっても良い。また、噴流水柱Ｗを導入する貫通穴の周囲がフラットでなければ、ペントルーフ型やバスタブ型でも良い。
【００２６】
スプラッシュガード７を構成する材料としては、撥水性が有り、汚れが付着し難いポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフッ素樹脂、あるいはアクリル、ガラス等の透明材料に撥水処理を施したもの等が好適である。透明材料は、汚れの付着が確認しやすいという利点があるが、金属材料を使うことも可能である。
【００２７】
ただし、被加工物がウェハ２０の場合、加工後の洗浄に薬品を用いることが出来ないので、重金属汚染に関しては厳密に管理する必要がある。従って、スプラッシュガード７を構成する金属材料としては、ウェハ２０の切断面に出現する金属、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ等が適している。特にＳｉは基材なのでウェハ２０を汚染することはない。
【００２８】
また、スプラッシュガード７のサイズは、加工ヘッド１のハウジング２の下端とウェハ２０までの距離によってほぼ決まるが、この距離はノズル４の径が細くなるほど短くなる。ウェハ２０のダイシングに用いられるノズル４の径は３０μｍ〜５０μｍであり、スプラッシュガード７が半球状の場合、その外径は４０ｍｍ、高さは２０ｍｍ程度となる。
【００２９】
なお、スプラッシュガード７の加工ヘッド１への取り付け方法は、特に限定するものではなく、貫通穴８と噴流水柱Ｗの中心軸がずれないように固定されていれば良い。図１に示す筒部６の他、複数本のロッドを取り付けて固定しても良い。また、図４に示すように、スプラッシュガード７に取り付けられたダクト１０ａもしくはロッドにより、片持ち固定しても良い。加工ステージをＸＹ方向に移動させてウェハ２０を移動させる場合は、加工ヘッド１が固定式となるので、片側のみの固定であっても問題ない。
【００３０】
また、スプラッシュガード７には、スプラッシュガード７内の液体及び気体を吸引するダクト１０（１０ａ）が取り付けられている。ダクト１０は、加工した溝に沿って飛散した加工水を捕集できるように、加工ヘッド１の進行方向後方に設けられる（図２）。ただし、スプラッシュガード７に４つのダクト１０を設け、状況に応じて吸引する方向を変えても良い。
【００３１】
また、ダクト１０でスプラッシュガード７内のミストを吸引することにより、ウォータジェットレーザの安定性を増すことができる。ダクト１０の吸引力を大きくすることにより、加工くずを含む加工水を捕集する効果が高まるが、吸引力を大きくすると、ウェハ２０が浮き上がったり、分割されたチップがダイシングテープ２１からはがれたりするので、適当な吸引力に調整する必要がある。
【００３２】
さらに、ダクト１０は、液体及び気体を吸引する機能の他、スプラッシュガード７内に液体及び気体のいずれか一方または両方を供給する機能を有しており、それらの機能が切り替え可能に設けられている。ダクト１０から液体を供給するようにした場合、スプラッシュガード７内の洗浄を行うことができる。また、ダクト１０により吸引することにより、ウェハ２０表面が乾燥しやすくなるため、吸引と給水を交互に行ってもよい。
【００３３】
ダクト１０から供給される気体としては、例えば銅のように水と反応しやすい材料を加工する場合、窒素やアルゴンのような不活性ガスを供給することにより酸化を防止することができる。同様の目的で、防錆剤を含む水を供給しても良い。
【００３４】
また、ウォータジェットレーザ加工機は、ウェハ２０表面に液体を供給する液体供給部１１を備えている。本実施の形態１では、液体供給部１１から供給される液体は水であり、ウェハ２０表面全体を濡らす目的や、加工くずを洗い流す目的で供給される。ダクト１０の吸引機能が動作している場合は、ウェハ２０表面が乾燥しやすいため、液体供給部１１からの給水が必要である。また、ダクト１０から防錆剤を含む水を供給する場合、防錆剤のウェハ２０への固着を防止するため、液体供給部１１から十分な量の水を供給することが望ましい。
【００３５】
液体供給部１１の主な設置目的は、ウェハ２０表面全体の乾燥防止であるため、液体供給部１１は加工ステージに固定して設置すれば良い。図２及び図３では、１つの液体供給部１１を示しているが、ウェハ２０の外形は３００ｍｍまでが主流であるため、十分な量の水を供給するため液体供給部１１を複数設置しても良い。
【００３６】
一方、液体供給部１１の設置目的として加工点の加工くずの洗浄に重点を置く場合は、液体供給部１１を加工ヘッド１と同期して移動するように設置することが望ましい。その場合、液体供給部１１は、加工した溝に入った加工くずが後方に流れるように、加工ヘッド１の進行方向前方に設置される（図２）。また、液体供給部１１を複数設け、加工点の洗浄を目的とする液体供給部１１は加工ヘッド１と同期して移動するように設置し、ウェハ２０表面全体を濡らすことを目的とする液体供給部１１は加工ステージに固定して設置することもできる。
【００３７】
次に、本実施の形態１に係るウォータジェットレーザ加工機の動作について説明する。準備段階として、加工ヘッド１に、ノズル４から噴射される噴流水柱Ｗが貫通穴８の中央を通過し、加工点と貫通穴８が同軸となるようにスプラッシュガード７を固定する。続いて、裏面にダイシングテープ２１が貼り付けられたウェハ２０を、ウォータジェットレーザ加工機の加工ステージに搬送し固定する。
【００３８】
その後、ノズル４から噴流水柱Ｗを噴射し、水柱が安定したところでレーザ発振器を動作させる。ウォータジェットレーザは、スプラッシュガード７の貫通穴８から導入され、ウェハ２０に照射される。この状態で、加工ステージまたは加工ヘッド１を所定速度で所定方向に移動させることにより、ウェハ２０の切断加工が行われる。この時、加工点において発生する加工水の跳ね返りやミストは、スプラッシュガード７によりガードされているため、周囲に飛散したり加工ヘッド１に付着したりすることは殆ど無く、安定した加工が行われる。
【００３９】
また、加工水の跳ね返りやミストは、スプラッシュガード７の傾斜面９を伝わって滴下するため、ウォータジェットレーザに干渉することは無い。また、スプラッシュガード７の貫通穴８を通り抜けて加工ヘッド１に付着した加工水の水滴が集まってスプラッシュガード７に滴下した場合も、傾斜面９を伝わって流れ落ちるため、貫通穴８を塞ぐことは殆ど無い。さらに、スプラッシュガード７内のミストや跳ね返った加工水は、ダクト１０により吸引され、効率的に除去される。
【００４０】
また、ウェハ２０表面には、常時、十分な量の水が液体供給部１１から供給されるため、加工くずが残留した状態でウェハ２０表面が乾燥することなく、次の洗浄工程まで搬送することができる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態１に係るウォータジェットレーザ加工機によれば、加工ヘッド１に固定されたスプラッシュガード７により、加工くずを含んだ加工水の跳ね返りや巻き上がったミストが周囲へ飛散したり、加工ヘッド１に付着したりするのを防止することができる。
【００４２】
また、液体供給部１１から水を十分に供給することにより、ウェハ２０表面に加工くずが残留した状態でウェハ２０が乾燥し汚れが固着するのを防止することができる。さらに、ダクト１０は、吸引機能の他、液体及び気体を給水する機能を備え、それらの機能が切り替え可能に設けられているので、ミストの吸引、ウェハの乾燥防止、加工くずの排出、及び加工終了後のスプラッシュガード７内の洗浄等、多様な効果を奏することができる。
【００４３】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係るウォータジェットレーザ加工機の使用形態を示す断面図である。なお、図５中、図３と同一、相当部分には、同一符号を付し、説明を省略する。また、図５では、加工ヘッドの図示を省略しているが、加工ヘッドの構成は上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する（図１参照）。
【００４４】
本実施の形態２に係るスプラッシュガード７ａは、傾斜面９の開放端が内側に折り返された受け部１２を有し、傾斜面９の内側を伝わって落下した加工水を受け部１２に溜め、ダクト１０により吸引するようにしている。なお、図５では、スプラッシュガード７ａを半球状としているが、スプラッシュガード７ａの形状は、貫通穴８を中心として傾斜する傾斜面９を有する形状であれば良く、円錐状、角錐状、ペントルーフ型、またはバスタブ型であっても良い。
【００４５】
本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加え、スプラッシュガード７ａの内壁を伝わった加工水が受け部１２に溜まり、ウェハ２０表面に滴下しないので、加工くずの再付着を防止することができる。また、スプラッシュガード７ａの受け部１２に溜まった加工水をダクト１０で吸引することにより、上記実施の形態１よりも効率的に加工水を捕集することができる。これにより、加工水によるウェハ２０表面の汚染をさらに防止することができ、後の洗浄工程の簡略化が図られる。
【００４６】
実施の形態３．
図６及び図７は、本発明の実施の形態３に係るレーザ加工方法を説明する斜視図及び断面図である。本実施の形態３では、上記実施の形態１または上記実施の形態２で説明したウォータジェットレーザ加工機を用いて、ウェハ２０の裏面に貼り付けられたダイシングテープ２１を貫通させないようにウェハ２０を切断加工し、個々のチップに分割するレーザ加工方法について説明する。なお、図６及び図７では、加工ヘッドやスプラッシュガードの図示を省略しているが、それらの構成は上記実施の形態１と同様であるので、図１の符号を流用して説明する。
【００４７】
表面にデバイスが形成され、裏面にダイシングテープ２１が貼り付けられたウェハ２０は、ウォータジェットレーザ加工機の加工ステージに搬送され固定される。ノズル４から噴射された噴流水柱Ｗを導波路とするウォータジェットレーザは、スプラッシュガード７の貫通穴８から導入されウェハ２０に照射される。この状態で、加工ステージまたは加工ヘッド１を所定速度で所定方向に移動させることにより、ウェハ２０の切断加工が行われる。
【００４８】
図６は、Ｘ方向の分離が終わり、切断溝が形成された状態で、Ｘ方向と交差するＹ方向の分離を行う様子を示している。図６において、矢印Ｆは、ウォータジェットレーザの進行方向を示している。Ｘ方向の分離において、加工水は、レーザの進行方向Ｆの後方にのみ流れる。しかし、続いてのＹ方向の分離では、切断溝が交差する交差部においてレーザの進行方向Ｆ後方に流れていた水が、進行方向Ｆの左右にも流れるようになり、噴流水柱Ｗが不安定となる。
【００４９】
本実施の形態３では、上記のような水流変動の影響により加工が不安定になるのを避けるため、ＸＹ方向に形成される切断溝の交差部とその他の領域とで、ウォータジェットレーザの進行速度、すなわち加工点の移動速度を変えるようにしたものである。
【００５０】
以下に、本実施の形態３に係るレーザ加工方法について説明する。まず、第１工程として、ウェハ２０に対してウォータジェットレーザが照射される加工点を第１速度で移動させながら、ウェハ２０に複数のＸ方向の切断溝を形成する。この第１工程に続いて、第２工程として、加工点をＸ方向と交差するＹ方向に第１速度で移動させ、Ｘ方向の切断溝と交差する直前で第１速度よりも小さい第２速度に切り替える。この第２速度で移動しながら交差部を切断加工し、交差部を通過後、第１速度に戻す。
【００５１】
このように、第１速度と第２速度を切り替えながら、ウェハ２０に複数のＹ方向の切断溝を形成する。なお、第２工程において、第２速度に切り替えるタイミングは、加工点が切断溝の交差部の中心点より噴流水柱Ｗの水柱径Ｗ２に相当する距離分手前を通過する時であり、第１速度に戻すタイミングは、ウォータジェットレーザによる加工点、すなわち噴流水流Ｗの中心線Ｗ１が交差部から抜けた時である。
【００５２】
図７において、Ｓ１は水柱安定領域、Ｓ２は水柱不安定境域を示している。噴流水柱Ｗが交差部に差し掛かると水柱が不安定となるため、交差部から噴流水柱の水柱径Ｗ２に相当する距離分手前から交差部の区間は水柱不安定領域Ｓ２となる。
【００５３】
また、図７において、Ｓ３は第２速度領域、Ｓ４は第１速度領域を示している。すなわち、噴流水柱Ｗの中心線Ｗ１が、交差部の中心点であるダイシングの中心線Ｄ１から噴流水柱Ｗの水柱径Ｗ２に相当する距離分手前から、ダイシングの中心線Ｄ１に到達するまでの区間を、第２速度領域としている。それ以外のＳ４で示す領域を、第１速度領域としている。ただし水柱径Ｗ２はノズル径よりも若干大きくなる傾向があるため、噴流水柱Ｗの中心線Ｗ１が水柱不安定領域Ｓ２に入った時点で、第２速度に切り替えるようにしても良い。
【００５４】
なお、ウェハ２０のチップ分割においては、砥石によるチップ分割よりも細い４０μｍ以下のノズル径を用いることが望ましい。一方、ノズル径を細くした場合、水柱を安定させため噴流水柱Ｗの圧力を高くする必要となるが、ダイシングテープ２１が噴流水柱の圧力で切断されてしまうため、４０ＭＰａ以下が望ましい。現実には、水柱が安定する範囲内で可能な限り低圧とし、ダイシングテープ２１が切断されないように調整した上で、交差部で一時停止して、水柱が安定してから加工を再開する方法も考えられる。
【００５５】
本実施の形態３に係るレーザ加工方法によれば、噴流水柱Ｗが不安定となる切断溝の交差部において、加工点の移動速度を第１速度よりも小さい第２速度に切り替えるようにしたので、水柱が安定し、均一な加工を行うことができる。なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、半導体装置の製造において用いられるレーザ加工装置及びこれを用いたレーザ加工方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  加工ヘッド、２  ハウジング、３  集光レンズ、４  ノズル、
５  液体流路、６  筒部、７、７ａ  スプラッシュガード、８  貫通穴、
９  傾斜面、１０、１０ａ  ダクト、１１  液体供給部、１２  受け部、
２０  ウェハ、２１  ダイシングテープ。
【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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【図６】
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【図７】
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