(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデバイスが表面に配列されたウェーハの隣接する該デバイスを隔てる分割予定ラインに該ウェーハを透過する波長のレーザー光線を照射して、ウェーハの内部に所定の長さで連続する改質層を形成するレーザー加工装置であって、
ウェーハを保持するチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持されたウェーハに該レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、
該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを加工送り方向及び割り出し送り方向に相対移動させる移動手段と、
該チャックテーブルに保持されたウェーハを撮像した撮像画像を表示する表示手段と、
ウェーハを加工する加工条件を入力する入力手段と、
該入力手段に入力された該加工条件を記憶する記憶手段と、
制御手段と、を備え、
該表示手段には、該撮像画像に重なる目印部が表示され、
該制御手段は、該撮像画像に重なる該目印部が該表示手段に表示された状態で該目印部により指定される該撮像画像の位置を該レーザー加工装置の座標に変換し、該改質層が形成される分割予定ラインの始点又は終点として該記憶手段に記憶させ、全ての分割予定ラインの始点及び終点が設定された後に該始点及び該終点に従い該レーザー光線の照射と非照射とを切り替えて該改質層を形成することを特徴とするレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分割の起点となる改質層を形成するためのレーザー光線をウェーハに照射するレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ（Integrated  Circuit）等のデバイスが形成されたウェーハを複数のチップへと分割するために、ウェーハの内部にレーザー光線を集光させて分割の起点となる改質層を形成するウェーハの加工方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この加工方法は、切削ブレードを用いる従来からの加工方法と比べて、切り代（加工幅）を縮小し、また、チッピング（チップの欠け）を抑制できる。さらに、この加工方法では、水を使わずにウェーハを加工することも可能である。
【０００４】
ところで、上述の加工方法に使用されるレーザー加工装置では、レーザー光線の照射、非照射を容易に切り替えることができる。そこで、このレーザー加工装置の特性を生かして、異なる形状、大きさのデバイスが混合された、いわゆるマルチプロジェクトタイプのウェーハを加工する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−８６１６１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２３７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したマルチプロジェクトタイプのウェーハのように、分割予定ラインが途中で途切れるようなウェーハを加工する場合には、レーザー光線の照射、非照射を適切に切り替えて、所望の領域のみにレーザー光線を照射する必要がある。そこで、レーザー加工装置には、レーザー光線を照射すべき領域の情報（例えば、始点及び終点の座標）を含む加工条件をウェーハ毎に設定している。
【０００７】
しかしながら、このような場合の加工条件は、ウェーハの径等に合わせて決まる一般的なウェーハの加工条件と比べて複雑であり、容易には設定できない。そのため、誤った加工条件をレーザー加工装置に設定してしまう可能性が高くなっていた。
【０００８】
本発明はかかる問題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、ウェーハの加工に必要な情報を容易に設定できるレーザー加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、複数のデバイスが表面に配列されたウェーハの該デバイス同士を隔てる分割予定ラインに該ウェーハを透過する波長のレーザー光線を照射して、該ウェーハの内部に所定の長さで連続する改質層を形成するレーザー加工装置であって、ウェーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウェーハに該レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを加工送り方向及び割り出し送り方向に相対移動させる移動手段と、該チャックテーブルに保持されたウェーハを撮像した撮像画像を表示する表示手段と、ウェーハを加工する加工条件を入力する入力手段と、該入力手段に入力された該加工条件を記憶する記憶手段と、制御手段と、を備え、該表示手段には、該撮像画像に重なる目印部が表示され、該制御手段は、該撮像画像に重なる該目印部が該表示手段に表示された状態で該目印部により指定される該撮像画像の位置を該レーザー加工装置の座標に変換し、該改質層が形成される分割予定ラインの始点又は終点として該記憶手段に記憶させ、全ての分割予定ラインの始点及び終点が設定された後に該始点及び該終点に従いレーザー光線の照射と非照射とを切り替えて該改質層を形成することを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るレーザー加工装置では、撮像画像と重なる目印部が表示手段に表示され、表示手段に表示された撮像画像の所望の位置に目印部を移動させることで、撮像画像の所望の位置に対応する座標を、所定の長さで連続する改質層が形成される分割予定ラインの始点又は終点として記憶手段に記憶させるので、改質層が形成される分割予定ラインに関する情報を視覚的に設定できる。すなわち、本発明のレーザー加工装置によれば、ウェーハの加工に必要な情報を容易に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】レーザー加工装置の構成例を模式的に示す図である。
【図２】ウェーハの構成例を模式的に示す斜視図である。
【図３】ウェーハの構成例を模式的に示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、分割予定ラインの始点及び終点をレーザー加工装置に設定する手順を模式的に示す図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、改質層の形成工程を模式的に示す一部断面側面図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、変形例に係るウェーハを加工する際に、分割予定ラインの始点及び終点をレーザー加工装置に設定する手順を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を模式的に示す図である。図１に示すように、レーザー加工装置２は、各構造を支持する基台４を備えている。基台４は、直方体状の基部６と、基部６の後端において上方に伸びる壁部８とを含む。
【００１３】
基部６の上面には、保護テープ１７を介してウェーハ１１を吸引保持するチャックテーブル１０が配置されている。チャックテーブル１０の上方には、ウェーハ１１に向けてレーザー光線を照射するレーザー加工ヘッド（レーザー光線照射手段）１２が設けられている。また、レーザー加工ヘッド１２と隣接する位置には、ウェーハ１１を撮像するカメラ１４が設置されている。
【００１４】
チャックテーブル１０の下方には、チャックテーブル１０をＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動させるＹ軸移動ユニット（割り出し送り手段、移動手段）１６が設けられている。Ｙ軸移動ユニット１６は、基部６の上面に固定されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール１８を備える。
【００１５】
Ｙ軸ガイドレール１８には、Ｙ軸移動テーブル２０がスライド可能に設置されている。Ｙ軸移動テーブル２０の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール１８と平行なＹ軸ボールネジ２２が螺合されている。
【００１６】
Ｙ軸ボールネジ２２の一端部には、Ｙ軸パルスモータ２４が連結されている。Ｙ軸パルスモータ２４でＹ軸ボールネジ２２を回転させれば、Ｙ軸移動テーブル２０は、Ｙ軸ガイドレール１８に沿ってＹ軸方向に移動する。
【００１７】
Ｙ軸移動テーブル２０の表面側（上面側）には、チャックテーブル１０をＹ軸方向と直交するＸ軸方向（加工送り方向）に移動させるＸ軸移動ユニット（加工送り手段、移動手段）２６が設けられている。Ｘ軸移動ユニット２６は、Ｙ軸移動テーブル２０の上面に固定されＸ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール２８を備える。
【００１８】
Ｘ軸ガイドレール２８には、Ｘ軸移動テーブル３０がスライド可能に設置されている。Ｘ軸移動テーブル３０の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール２８と平行なＸ軸ボールネジ３２が螺合されている。
【００１９】
Ｘ軸ボールネジ３２の一端部には、Ｘ軸パルスモータ３４が連結されている。Ｘ軸パルスモータ３４でＸ軸ボールネジ３２を回転させれば、Ｘ軸移動テーブル３０は、Ｘ軸ガイドレール２８に沿ってＸ軸方向に移動する。
【００２０】
Ｘ軸移動テーブル３０の表面側（上面側）には、支持台３６が設けられている。支持台３６の上部には、チャックテーブル１０が配置されている。チャックテーブル１０は、下方に設けられた回転駆動源（不図示）と連結されており、Ｚ軸の周りに回転する。チャックテーブル１０の周囲には、ウェーハ１１を支持する環状のフレーム１９を四方から挟持固定する４個のクランプ３８が設けられている。
【００２１】
チャックテーブル１０の表面は、ウェーハに貼着された保護テープ１７を介してウェーハ１１を吸引保持する保持面１０ａとなっている。この保持面１０ａには、チャックテーブル１０の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、保護テープ１７を吸引する吸引力が発生する。
【００２２】
壁部８の上部前面には、前方に向かって伸びる支持アーム４０が設けられており、この支持アーム４０の先端部には、レーザー加工ヘッド１２及びカメラ１４が配置されている。
【００２３】
レーザー加工ヘッド１２は、ウェーハ１１を透過する波長のレーザー光線を発振するレーザー発振器（不図示）と、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ１１の内部にレーザー光線を集光させる集光器（不図示）とを備えている。このレーザー加工ヘッド１２は、ウェーハ１１の内部にレーザー光線を集光させて、多光子吸収による改質層を形成する。
【００２４】
カメラ１４は、例えば、ウェーハ１１に吸収され難い赤外領域の光を検出する撮像素子を備え、ウェーハ１１を上方から撮像する。撮像によって形成される撮像画像は、後述する加工条件の設定等に用いられる。
【００２５】
チャックテーブル１０、レーザー加工ヘッド１２、カメラ１４、Ｙ軸移動ユニット１６、Ｘ軸移動ユニット２６等は、制御装置（制御手段）４２に接続されている。この制御装置４２は、ユーザーインターフェースとなるタッチ式の表示パネル（表示手段、入力手段）４４を通じて設定される加工条件等に基づいて、上述した各要素の動作を制御する。
【００２６】
また、制御装置４２は、表示パネル４４に撮像画像を表示させるとともに、撮像画像と重なる目印（目印部）を表示させる。例えば、この目印を、表示された撮像画像の所望の位置に移動させることで、レーザー光線を照射すべき領域を設定できる。制御装置４２は、目印を制御する目印制御部４２ａと、各種の情報を記憶する記憶部（記憶手段）４２ｂとを含んでいる。具体的な機能等については、後に詳述する。
【００２７】
次に、本実施形態のレーザー加工装置２を用いて分割の起点となる改質層を形成するレーザー加工方法について説明する。図２は、本実施形態のレーザー加工装置２で加工されるウェーハ１１の構成例を模式的に示す斜視図であり、図３は、ウェーハ１１の構成例を模式的に示す平面図である。
【００２８】
図２に示すように、本実施形態のウェーハ１１は、いわゆるマルチプロジェクトタイプの半導体ウェーハであり、表面１１ａ側には、形状、大きさの異なる複数のデバイス１３（第１のデバイス１３ａ、第２のデバイス１３ｂ）が配列されている。
【００２９】
隣接するデバイス１３同士は、所定の幅を有する領域で隔てられており、この領域によって、ウェーハ１１を分割するための分割予定ライン（ストリート）１５が規定されている。
【００３０】
また、ウェーハ１１の表面１１ａ側には、デバイス１３を保護する保護テープ１７が貼着されている。保護テープ１７の外周部分は、環状のフレーム１９に固定されている。つまり、ウェーハ１１は、保護テープ１７を介してフレーム１９に支持されている。
【００３１】
本実施の形態のレーザー加工方法では、まず、チャックテーブル１０にウェーハ１１の表面１１ａ側（保護テープ１７）を吸引保持させる。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が上方に露出する。次に、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ１１をカメラ１４で撮像し、形成された撮像画像に基づいてウェーハ１１の分割予定ライン１５をＸ軸方向又はＹ軸方向と平行に合わせる。
【００３２】
上述のように、第１デバイス１３ａ及び第２のデバイス１３ｂの形状、大きさは異なっている。具体的には、第１デバイス１３ａより第２のデバイス１３ｂが大きくなっている。そのため、ウェーハ１１の端から端まで連続しない分割予定ライン１５が生じている。
【００３３】
例えば、図３に示すように、第２のデバイス１３ｂで挟まれる位置には、Ｘ軸方向に伸びる短い分割予定ライン１５ａが配置されている。このような短い分割予定ライン１５ａに改質層を形成するためには、各分割予定ライン１５ａの始点１５ｂ及び終点１５ｃをレーザー加工装置２に設定する必要がある。
【００３４】
そこで、本実施形態のレーザー加工方法では、ウェーハ１１を撮像して形成した撮像画像を用いて、各分割予定ライン１５ａの始点１５ｂ及び終点１５ｃをレーザー加工装置２に設定する。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、分割予定ライン１５ａの始点１５ｂ及び終点１５ｃをレーザー加工装置２に設定する手順を模式的に示す図である。
【００３５】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、まず、分割予定ライン１５ａの始点１５ｂ及び終点１５ｃを含む領域を撮像して、撮像画像を表示パネル４４に表示させる。表示パネル４４に撮像画像を表示する際には、制御装置４２の目印制御部４２ａは、撮像画像内の所望の位置を指定する目印（目印部）５２を表示パネル４４に表示させる。
【００３６】
目印５２は、例えば、十字線であり、撮像画像に重ねた状態で目視できるように表示される。ただし、目印５２の形状、大きさ等は特に限定されない。また、目印５２の所在を分かり易くするために、目印５２を囲む別の目印（目印部）５４等を併せて表示させても良い。
【００３７】
撮像画像と重なる目印５２が表示された状態で、オペレータは、例えば、表示パネル４４にタッチして、図４（Ａ）に示すように、目印５２を分割予定ライン１５の始点１５ｂに相当する位置に移動させる。その後、例えば、表示パネル４４に表示された始点設定用のアイコンをタッチすると、制御装置４２の目印制御部４２ａは、目印５２で指定された撮像画像の位置をレーザー加工装置２のＸＹ座標に変換する。変換されたＸＹ座標は、始点１５ｂの位置として記憶部４２ｂに記憶される。
【００３８】
また、図４（Ｂ）に示すように、オペレータは、目印５２を分割予定ライン１５の終点１５ｃに相当する位置まで移動させる。その後、例えば、表示パネル４４に表示された終点設定用のアイコンをタッチすると、目印制御部４２ａは、目印５２で指定された撮像画像の位置をレーザー加工装置２のＸＹ座標に変換する。変換されたＸＹ座標は、終点１５ｃの位置として記憶部４２ｂに記憶される。
【００３９】
このように、オペレータは、所定の長さで連続する分割予定ライン１５ａの始点１５ｂ及び終点１５ｃをレーザー加工装置２に設定できる。全ての分割予定ライン１５ａの始点１５ｂ及び終点１５ｃを設定した後には、改質層の形成工程が開始される。
【００４０】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、改質層の形成工程を模式的に示す一部断面側面図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、改質層の形成工程では、まず、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ１１の上方に、レーザー加工ヘッド１２を位置付ける。そして、チャックテーブル１０とレーザー加工ヘッド１２とを相対移動させながら、ウェーハ１１にレーザー光線Ｌを照射する。
【００４１】
レーザー光線Ｌは、例えば、ＹＡＧ、ＹＶＯ４等をレーザー媒質として発振され、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に照射される。また、上述のように設定された始点１５ｂ及び終点１５ｃに従って、レーザー光線Ｌの照射と非照射とを切り替える。レーザー光線Ｌの集光点（焦点）は、ウェーハ１１の内部に位置付けられる。
【００４２】
レーザー光線Ｌが照射された領域には、図５（Ａ）に示すように、改質層２１が形成される。一方、レーザー光線Ｌが照射されない領域には、図５（Ｂ）に示すように、改質層２１も形成されない。このように、本実施形態のレーザー加工方法によれば、設定された始点１５ｂ及び終点１５ｃに従って改質層２１を適切に形成できる。
【００４３】
なお、ウェーハ１１がシリコンでなる場合には、赤外領域の波長（例えば、１０６４ｎｍ）のレーザー光線Ｌを用いることが好ましい。このように、ウェーハ１１に吸収され難い波長のレーザー光線Ｌを用いることで、分割の起点となる良好な改質層２１をウェーハ１１の内部に形成できる。
【００４４】
以上のように、本実施形態に係るレーザー加工装置２では、撮像画像と重なる目印（目印部）５２が表示パネル（表示手段）４４に表示され、表示パネル４４に表示された撮像画像の所望の位置に目印５２を移動させることで、撮像画像の所望の位置に対応する座標を、所定の長さで連続する改質層２１が形成される分割予定ライン１５ａの始点１５ｂ又は終点１５ｃとして記憶部（記憶手段）４２ｂに記憶させるので、分割予定ライン１５ａに関する情報を視覚的に設定できる。
【００４５】
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、本発明に係るレーザー加工装置２は、上記実施形態とは異なる態様のウェーハを加工する際にも用いることができる。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、変形例に係るウェーハを加工する際に、分割予定ライン１５ａの始点１５ｂ及び終点１５ｃをレーザー加工装置２に設定する手順を模式的に示す図である。
【００４６】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、変形例に係るウェーハには、角部を面取りするように切り落とされた変形デバイス１３ｃと、切り落とされた角部に相当する端材部１３ｄとが配列されている。すなわち、このウェーハでは、複数の分割予定ラインは必ずしも直交していない。
【００４７】
この場合にも、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、まず、所定の長さで連続する分割予定ライン１５ａの始点１５ｂ及び終点１５ｃを含む領域を撮像して、撮像画像を表示パネル４４に表示させる。また、制御装置４２の目印制御部４２ａは、目印（目印部）５２を表示パネル４４に表示させる。
【００４８】
撮像画像と重なる目印５２が表示された状態で、オペレータは、例えば、表示パネル４４にタッチして、図６（Ａ）に示すように、目印５２を分割予定ライン１５の始点１５ｂに相当する位置に移動させる。その後、例えば、表示パネル４４に表示された始点設定用のアイコンをタッチすると、制御装置４２の目印制御部４２ａは、目印５２で指定された撮像画像の位置をレーザー加工装置２のＸＹ座標に変換する。変換されたＸＹ座標は、始点１５ｂの位置として記憶部４２ｂに記憶される。
【００４９】
また、図６（Ｂ）に示すように、オペレータは、目印５２を分割予定ライン１５の終点１５ｃに相当する位置まで移動させる。その後、例えば、表示パネル４４に表示された終点設定用のアイコンをタッチすると、目印制御部４２ａは、目印５２で指定された撮像画像の位置をレーザー加工装置２のＸＹ座標に変換する。変換されたＸＹ座標は、終点１５ｃの位置として記憶部４２ｂに記憶される。
【００５０】
このように、変形例に係るウェーハを加工する際にも、オペレータは、所定の長さで連続する分割予定ライン１５ａについて始点１５ｂ及び終点１５ｃを設定することができる。全ての分割予定ライン１５ａについて始点１５ｂ及び終点１５ｃを設定した後には、上記実施形態と同様の改質層の形成工程が開始される。
【００５１】
また、上記実施形態では、分割予定ライン１５ａの始点１５ｂを設定した後に終点１５ｃを設定しているが、終点１５ｃを設定した後に始点１５ｂを設定しても良い。その他、上記実施形態に係る構成、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００５２】
２  レーザー加工装置
４  基台
６  基部
８  壁部
１０  チャックテーブル
１０ａ  保持面
１２  レーザー加工ヘッド（レーザー光線照射手段）
１４  カメラ
１６  Ｙ軸移動ユニット（割り出し送り手段、移動手段）
１８  Ｙ軸ガイドレール
２０  Ｙ軸移動テーブル
２２  Ｙ軸ボールネジ
２４  Ｙ軸パルスモータ
２６  Ｘ軸移動ユニット（加工送り手段、移動手段）
２８  Ｘ軸ガイドレール
３０  Ｘ軸移動テーブル
３２  Ｘ軸ボールネジ
３４  Ｘ軸パルスモータ
３６  支持台
３８  クランプ
４０  支持アーム
４２  制御装置（制御手段）
４２ａ  目印制御部
４２ｂ  記憶部（記憶手段）
４４  表示パネル（表示手段、入力手段）
５２  目印（目印部）
５４  目印（目印部）
１１  ウェーハ
１１ａ  表面
１１ｂ  裏面
１３  デバイス
１３ａ  第１のデバイス
１３ｂ  第２のデバイス
１３ｃ  変形デバイス
１３ｄ  端材部
１５，１５ａ  分割予定ライン（ストリート）
１５ｂ  始点
１５ｃ  終点
１７  保護テープ
１９  フレーム
２１  改質層
Ｌ  レーザー光線
【図１】
0006604715.tif 000002
【図２】
0006604715.tif 000003
【図３】
0006604715.tif 000004
【図４】
0006604715.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006604715.tif 000007