(57)【要約】【課題】機能膜付きのウェーハであっても、加工品質を低下させることなく良好にレーザー加工すること。【解決手段】シリコン基板（１１）の表面側に機能膜（１２）が形成され、シリコン基板の表面側に分割予定ライン（Ｌ）で区画された複数のデバイス（Ｄ）が形成されたウェーハ（Ｗ）を分割予定ラインに沿って分割する加工方法であり、ウェーハの機能膜側から分割予定ラインに沿って切削ブレード（２１）でシリコン基板まで切り込み、シリコン基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線が照射されると溶融する機能膜を切削ブレードで除去するステップと、機能膜が除去された切削溝（１３）内にシリコン基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射して分割予定ラインに沿って複数のデバイス（Ｄ）に分割するステップとを有する構成にした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と該基板の表面側に形成された機能膜と分割予定ラインによって区画された複数のデバイスとを備えたウェーハを、該分割予定ラインに沿って分割を行う加工方法であって、
ウェーハの機能膜側から該分割予定ラインに沿って切削ブレードで該基板まで切り込み、該基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線が照射されると溶融する機能膜を切削ブレードで除去して該基板を露呈させる機能膜除去ステップと、
該機能膜が除去された切削溝内に該基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射し該分割予定ラインに沿って複数のデバイスに分割するレーザー光線照射ステップと、から構成されるウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に機能膜が形成されたウェーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等のウェーハの加工方法として、ウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を用いたアブレーション加工によってウェーハを分割する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の加工方法では、ウェーハの分割予定ラインに沿ってパルスレーザー光線を照射して加工溝が形成され、この加工溝に沿って破断することでウェーハが個々のチップに分割される。レーザー加工は加工幅が狭小であるため、特に分割予定ラインの幅が数十μｍ以下と狭く表面膜が形成されたウェーハの加工に最適である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射すると、基板表面の機能膜が溶融してしまうウェーハがある。このような機能膜が形成されたウェーハに対して通常通りのレーザー加工が実施されると、加工品質が大幅に悪化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、機能膜付きのウェーハであっても、加工品質を低下させることなく良好にレーザー加工することができるウェーハの加工方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様のウェーハの加工方法は、基板と基板の表面側に形成された機能膜と分割予定ラインによって区画された複数のデバイスとを備えたウェーハを、分割予定ラインに沿って分割を行う加工方法であって、ウェーハの機能膜側から分割予定ラインに沿って切削ブレードで基板まで切り込み、基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線が照射されると溶融する機能膜を切削ブレードで除去して基板を露呈させる機能膜除去ステップと、機能膜が除去された切削溝内に基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射し分割予定ラインに沿って複数のデバイスに分割するレーザー光線照射ステップと、から構成される。
【０００７】
この構成によれば、切削ブレードによって機能膜が除去されて分割予定ラインに沿って切削溝が形成され、この切削溝から露呈した基板にレーザー光線が照射されてウェーハが個々のデバイスに分割される。加工幅の狭いレーザー光線が切削溝を通じて基板に照射されるため、レーザー光線によって機能膜が溶融することがない。よって、レーザー光線の照射で溶融する機能膜が表面に形成されると共に分割予定ラインが狭小なウェーハを、加工品質を低下させることなく良好に加工することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、切削ブレードでウェーハの表面の機能膜を除去して分割予定ラインに沿った切削溝を形成し、切削溝に沿ってレーザー光線を照射することで、分割予定ラインが狭小で表面に機能膜が形成されたウェーハを良好に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態のウェーハの斜視図である。
【図２】比較例のウェーハの加工方法の説明図である。
【図３】本実施の形態のウェーハの加工方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態の加工方法について説明する。先ず、加工対象となるウェーハについて説明する。図１は、本実施の形態のウェーハの斜視図である。図２は、比較例のウェーハの加工方法の説明図である。
【００１１】
図１に示すように、ウェーハＷは、シリコン基板（基板）１１の表面側に格子状の分割予定ラインＬによって区画された複数のデバイスＤが形成され、シリコン基板１１の表面側を覆うように機能膜１２が形成されている。ウェーハＷの裏面にはダイシングテープＴが貼着され、ダイシングテープＴの外周に貼着されたリングフレームＦによってウェーハＷが支持されている。なお、ウェーハＷはシリコン基板１１上に機能膜１２が形成されたものに限定されず、他のガリウム砒素等の半導体基板上やサファイア等の無機材料基板上に機能膜１２が形成されたものでもよい。
【００１２】
ところで、図２Ａに示すように、機能膜１２付きのウェーハＷとして分割予定ラインＬの幅が数十μｍ以下の狭小なものが存在し、通常は加工幅が狭小なレーザー光線を用いたアブレーション加工でウェーハＷが分割される。シリコン基板１１に対して吸収性を有する波長のレーザー光線がウェーハＷの表面側から照射されると、レーザーアブレーションによってシリコン基板１１が部分的に昇華されるが、機能膜１２は昇華されずに熱で溶融されてしまっていた。このため、シリコン基板１１の加工溝１５内に機能膜１２の溶融物が付着して、ウェーハＷの加工品質が悪化するという不具合があった。
【００１３】
また、図２Ｂに示すように、幅の異なる切削ブレードによって機能膜１２とシリコン基板１１を２段階に分けて切削する方法も考えられる。この場合、ウェーハＷの分割予定ラインＬの幅が狭すぎるため、１段目の機能膜１２を切削可能な幅狭な切削ブレード２１を用意することができても、仮想線に示すように２段目のシリコン基板１１を切削可能なさらに幅狭な切削ブレードを用意することができない。また、狭小な切削ブレード２１によって機能膜１２とシリコン基板１１を同時に切削することも考えられるが、ウェーハＷの裏面にクラックが生じて、ウェーハＷの加工品質が悪化するという不具合があった。
【００１４】
このように、ウェーハＷの表面側にはシリコン基板１１に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の照射によって溶融する機能膜１２が存在すると共に、切削ブレード２１で切断するにはウェーハＷの分割予定ラインＬが狭すぎる。そこで、本実施の形態のウェーハＷの加工方法では、切削加工によって分割予定ラインＬに沿ってウェーハＷの表面側から機能膜１２を除去し、分割予定ラインＬに沿って露出したシリコン基板１１をレーザー加工によって切断するようにしている。これにより、表面側に機能膜１２が形成されると共に、分割予定ラインＬの幅が狭小なウェーハＷを良好に分割することが可能になっている。
【００１５】
以下、図３を参照して、ウェーハの加工方法について詳細に説明する。図３は、本実施の形態のウェーハの加工方法の説明図である。なお、図３Ａは本実施の形態の機能膜除去ステップ、図３Ｂは本実施の形態のレーザー光線照射ステップのそれぞれ一例を示す図である。
【００１６】
図３Ａに示すように、先ず機能膜除去ステップが実施される。機能膜除去ステップでは、切削装置（不図示）のチャックテーブル２２上にダイシングテープＴを介してウェーハＷが保持され、ウェーハＷの周囲のリングフレームＦがクランプ部２３に保持される。ウェーハＷの径方向外側で切削ブレード２１が分割予定ラインＬに位置付けられると、シリコン基板１１の上部を切り込み可能な深さまで切削ブレード２１が降ろされ、この切削ブレード２１に対してチャックテーブル２２が切削送りされる。なお、切削ブレード２１としては、ウェーハＷの分割予定ラインＬの狭小な幅よりもブレード幅が狭いものが使用される。
【００１７】
これにより、切削ブレード２１でウェーハＷの機能膜１２側からシリコン基板１１の途中まで切り込まれ、分割予定ラインＬに沿ってウェーハＷの表面側からシリコン基板１１が露呈される。この切削加工が繰り返されることで、ウェーハＷが全ての分割予定ラインＬに沿って切削されて、ウェーハＷの機能膜１２に格子状の切削溝１３が形成される。このようにして、シリコン基板１１に対して吸収性を有する波長のレーザー光線が照射されると溶融する機能膜１２が、切削ブレード２１によってウェーハＷの表面側から分割予定ラインＬに沿って除去される。
【００１８】
次に、図３Ｂに示すように、機能膜除去ステップが実施された後にレーザー光線照射ステップが実施される。レーザー光線照射ステップでは、レーザー加工装置（不図示）のチャックテーブル２６上にダイシングテープＴを介してウェーハＷが保持され、ウェーハＷの周囲のリングフレームＦがクランプ部２７に保持される。また、加工ヘッド２５の射出口がウェーハＷの切削溝１３（分割予定ラインＬ）の真上に位置付けられ、加工ヘッド２５から切削溝１３から露呈したシリコン基板１１に向けてレーザー光線が照射される。レーザー光線は、シリコン基板１１に対して吸収性を有する波長に調整されている。
【００１９】
そして、レーザー光線の集光点が調整されながら、ウェーハＷに対して加工ヘッド２５が相対移動されることで、切削溝１３に沿ってシリコン基板１１がアブレーション加工される。この加工送りが繰り返されることで、ウェーハＷの全ての切削溝１３に沿ってシリコン基板１１にレーザー光線が照射されて、ウェーハＷが全ての分割予定ラインＬに沿って格子状に分割される。このとき、レーザー光線のスポット径が切削溝１３の溝幅よりも小さく調整され、機能膜１２に対してレーザー光線が照射されることがないため、レーザー光線の熱によって機能膜１２が溶融することがない。
【００２０】
このようにして、機能膜１２が除去された切削溝１３内にシリコン基板１１に対して吸収性を有する波長のレーザー光線が照射されて、分割予定ラインＬに沿ってウェーハＷが複数のデバイスＤに分割される。機能膜１２が溶融することがないため、ウェーハＷの加工品質を悪化させることなく分割される。なお、アブレーションとは、レーザー光線の照射強度が所定の加工閾値以上になると、固体表面で電子、熱的、光科学的及び力学的エネルギーに変換され、その結果、中性原子、分子、正負のイオン、ラジカル、クラスタ、電子、光が爆発的に放出され、固体表面がエッチングされる現象をいう。
【００２１】
本実施の形態のウェーハＷの加工方法では、機能膜除去ステップ及びレーザー光線照射ステップを実施することで、狭小な分割予定ラインＬで表面に機能膜１２を有するウェーハＷを良好に加工することができる。なお、狭小な分割予定ラインＬとは、切削加工でウェーハＷから機能膜１２を切削することはできるが、ウェーハＷを切削によって完全に分割することができない幅のラインを示している。すなわち、狭小な分割予定ラインＬは、切削加工でフルカットするのに必要な限界幅よりも狭い幅であり、限界幅とは分割後のチップがクラック等で不良にならない最低限の幅、すなわち切削ブレード２１で安定的に製造可能な幅（厚み精度が良好な幅）を示している。また、機能膜１２は、基板（本実施の形態ではシリコン基板１１）を昇華（アブレーション）させる波長のレーザー光線が照射されると熱で溶融してしまう膜である。
【００２２】
以上のように、本実施の形態のウェーハＷの加工方法によれば、切削ブレード２１によって表面の機能膜１２が除去されて分割予定ラインＬに沿って切削溝１３が形成され、この切削溝１３から露呈したシリコン基板１１にレーザー光線が照射されてウェーハＷが個々のデバイスＤに分割される。加工幅の狭いレーザー光線が切削溝を通じてシリコン基板１１に照射されるため、レーザー光線によって機能膜１２が溶融することがない。よって、レーザー光線の照射で溶融する機能膜１２が表面に形成されると共に分割予定ラインＬが狭小なウェーハＷを、加工品質を低下させることなく良好に加工することができる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、ウェーハの基板としてシリコン基板を例示したが、この構成に限定されない。ウェーハの基板は、アブレーション加工によって加工溝が形成可能な材質で形成されていればよい。また、ウェーハの機能膜は基板に対して絶縁機能等の各種機能を付与する膜であればよく、特に材質は限定されない。
【００２４】
また、本実施の形態では、分割予定ラインが狭小なウェーハを加工する構成を例示したが、この構成に限定されない。本発明は分割予定ラインが狭小ではないウェーハに適用することも可能である。
【００２５】
また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
【００２６】
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。
【００２７】
また、本実施の形態では、ウェーハを個々のデバイスに分割する加工方法について説明したが、加工品質を低下させることなく良好にレーザー加工できる機能膜付きの他の加工対象に本発明を適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上説明したように、本発明は、機能膜付きのウェーハであっても、加工品質を低下させることなく良好にレーザー加工することができるという効果を有し、特に、機能膜付きのシリコン基板をデバイスに分割する加工方法に有用である。
【符号の説明】
【００２９】
１１  シリコン基板
１２  機能膜
１３  切削溝
２１  切削ブレード
２５  加工ヘッド
Ｄ  デバイス
Ｌ  分割予定ライン
Ｗ  ウェーハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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