(57)【要約】      （修正有）【課題】個々のデバイスに分割されたウエーハの裏面に装着されたダイボンディング用の接着フィルムを効率よく破断することができるレーザー加工装置を提供する。【解決手段】チャックテーブル３６と、チャックテーブルに保持された被加工物を撮像する撮像手段と、被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、撮像手段によって撮像された画像信号に基いてレーザー光線照射手段を制御する制御手段とを具備するレーザー加工装置であって、レーザー光線照射手段は、レーザー光線発振手段６と、発振したレーザー光線の光軸をX軸方向に偏向せしめるX軸ガルバノミラー７ａと、Y軸方向に偏向せしめるY軸ガルバノミラー７ｂと、X軸ガルバノミラーおよびY軸ガルバノミラーによって偏向されたレーザー光線を集光するとともにチャックテーブルの保持面に対して垂直に照射せしめるエフシータレンズ８２を備えた集光器とを具備している。【選択図】図２
2008264805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持面を有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被加工物を撮像する撮像手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該撮像手段によって撮像された画像信号に基いて該レーザー光線照射手段を制御する制御手段とを具備するレーザー加工装置において、
該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線の光軸をX軸方向に偏向せしめるX軸ガルバノミラーと、該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線の光軸をY軸方向に偏向せしめるY軸ガルバノミラーと、該X軸ガルバノミラーおよびY軸ガルバノミラーによって偏向されたレーザー光線を集光するとともに該チャックテーブルの保持面に対して垂直に照射せしめるエフシータレンズを備えた集光器と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項２】
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複数の領域にデバイスが形成されたウエーハが複数の分割予定ラインに沿って分割されており、個々のデバイスに分割されたウエーハの裏面に装着されたダイボンディング用の接着フィルムに、上記レーザー加工装置を用いて個々のデバイスの周辺に沿って加工溝を形成するレーザー加工方法であって、
裏面に接着フィルムが装着されたウエーハを上記チャックテーブルに保持するウエーハ保持工程と、
上記チャックテーブルに保持されウエーハを上記撮像手段の撮像領域に位置付け、撮像手段によってウエーハを撮像するウエーハ撮像工程と、
該ウエーハ撮像工程において撮像された画像信号に基いて上記制御手段が加工領域マップを作成する加工領域マップ作成工程と、
加工領域マップ作成工程を実施した後に、上記チャックテーブルに保持され裏面に接着フィルムが装着されたウエーハを上記レーザー光線発振手段の集光器のレーザー光線照射領域に位置付けるウエーハ位置付け工程と、
ウエーハ位置付け工程を実施した後に、上記制御手段が上記加工領域マップに基いて上記レーザー光線発振手段を作動するとともにX軸ガルバノミラーおよびY軸ガルバノミラーを制御し、集光器からレーザー光線を各デバイス間を通して接着フィルムに照射するレーザー光線照射工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの裏面に装着された接着フィルムのレーザー加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工装置およびウエーハの裏面に装着された接着フィルムのレーザー加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリート（分割予定ライン）によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域を分割予定ラインに沿って分割することにより個々のデバイスを製造している。半導体ウエーハを分割する分割装置としては一般にダイシング装置と呼ばれる切削装置が用いられており、この切削装置は厚さが４０μｍ程度の切削ブレードによって半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切削する。このようにして分割されたデバイスは、パッケージングされて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。
【０００３】
個々に分割されたデバイスは、その裏面にエポキシ樹脂等で形成された厚さ７０〜８０μｍのダイアタッチフィルムと称するダイボンディング用の接着フィルムが装着され、この接着フィルムを介してデバイスを支持するダイボンディングフレームに加熱することによりボンディングされる。デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する方法としては、半導体ウエーハの裏面に接着フィルムを貼着し、この接着フィルムを介して半導体ウエーハをダイシングテープに貼着した後、半導体ウエーハの表面に形成された分割予定ラインに沿って切削ブレードにより半導体ウエーハとともに接着フィルムを切断することにより、裏面に接着フィルムが装着されたデバイスを形成している。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２０００−１８２９９５号公報
【０００４】
近年、携帯電話やパソコン等の電気機器はより軽量化、小型化が求められており、より薄いデバイスが要求されている。より薄くデバイスを分割する技術として所謂先ダイシング法と称する分割技術が実用化されている。この先ダイシング法は、半導体ウエーハの表面から分割予定ラインに沿って所定の深さ（デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の分割溝を形成し、その後、表面に分割溝が形成された半導体ウエーハの裏面を研削して該裏面に分割溝を表出させ個々のデバイスに分割する技術であり、デバイスの厚さ１００μｍ以下に加工することが可能である。
【０００５】
しかるに、先ダイシング法によって半導体ウエーハを個々のデバイスに分割する場合には、半導体ウエーハの表面から分割予定ラインに沿って所定の深さの分割溝を形成した後に半導体ウエーハの裏面を研削して該裏面に分割溝を表出させるので、ダイボンディング用の接着フィルムを前もって半導体ウエーハの裏面に装着することができない。従って、先ダイシング法によって製作されたデバイスをダイボンディングフレームにボンディングする際には、デバイスとダイボンディングフレームとの間にボンド剤を挿入しながら行わなければならず、ボンディング作業を円滑に実施することができないという問題がある。
【０００６】
このような問題を解消するために、先ダイシング法によって個々のデバイスに分割された半導体ウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着し、この接着フィルムを介して半導体ウエーハをダイシングテープに貼着した後、各デバイス間の間隙に露出された接着フィルムの部分を化学的にエッチングして除去するようにした半導体デバイスの製造方法、および上記各デバイス間の間隙に露出された接着フィルムの部分に、デバイスの表面側から上記間隙を通してレーザー光線を照射し、接着フィルムの上記間隙に露出された部分を除去するようにした半導体デバイスの製造方法が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
【特許文献２】特開２００２−１１８０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
而して、各デバイス間の間隙に露出された接着フィルムの部分を化学的にエッチングして除去する方法は、各デバイスの表面をマスキングする必要があるため生産性が悪い。また、レーザー光線を照射して接着フィルムを切断するには、半導体ウエーハの分割予定ラインに沿って形成された分割溝毎に半導体ウエーハとレーザー光線照射手段とを相対移動するため、生産性が悪いという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、先ダイシング法によって個々のデバイスに分割されたウエーハの裏面に装着されたダイボンディング用の接着フィルムを効率よく破断することができるレーザー加工装置およびレーザー加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を有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被加工物を撮像する撮像手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該撮像手段によって撮像された画像信号に基いて該レーザー光線照射手段を制御する制御手段とを具備するレーザー加工装置において、
該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線の光軸をX軸方向に偏向せしめるX軸ガルバノミラーと、該レーザー光線発振手段が発振したレーザー光線の光軸をY軸方向に偏向せしめるY軸ガルバノミラーと、該X軸ガルバノミラーおよびY軸ガルバノミラーによって偏向されたレーザー光線を集光するとともに該チャックテーブルの保持面に対して垂直に照射せしめるエフシータレンズを備えた集光器と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、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複数の領域にデバイスが形成されたウエーハが複数の分割予定ラインに沿って分割されており、個々のデバイスに分割されたウエーハの裏面に装着されたダイボンディング用の接着フィルムに、上記レーザー加工装置を用いて個々のデバイスの周辺に沿って加工溝を形成するレーザー加工方法であって、
裏面に接着フィルムが装着されたウエーハを上記チャックテーブルに保持するウエーハ保持工程と、
上記チャックテーブルに保持されウエーハを上記撮像手段の撮像領域に位置付け、撮像手段によってウエーハを撮像するウエーハ撮像工程と、
該ウエーハ撮像工程において撮像された画像信号に基いて上記制御手段が加工領域マップを作成する加工領域マップ作成工程と、
加工領域マップ作成工程を実施した後に、上記チャックテーブルに保持され裏面に接着フィルムが装着されたウエーハを上記レーザー光線発振手段の集光器のレーザー光線照射領域に位置付けるウエーハ位置付け工程と、
ウエーハ位置付け工程を実施した後に、上記制御手段が上記加工領域マップに基いて上記レーザー光線発振手段を作動するとともにX軸ガルバノミラーおよびY軸ガルバノミラーを制御し、集光器からレーザー光線を各デバイス間を通して接着フィルムに照射するレーザー光線照射工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの裏面に装着された接着フィルムのレーザー加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、X軸ガルバノミラーおよびY軸ガルバノミラーを制御することにより被加工物であるウエーハとレーザー光線照射手段とを相対移動することなく所定の加工領域を加工することができるので、生産性を向上させることができる。従って、ウエーハを移動することなく個々に分割されたデバイスの周辺に沿ってレーザー光線を照射することができるので、ウエーハの裏面に装着された接着フィルムに効率よく加工溝を形成することができる。また、集光器はX軸ガルバノミラーおよびY軸ガルバノミラーによって偏向されたレーザー光線を集光するとともに該チャックテーブルの保持面に対して垂直に照射せしめるエフシータレンズを備えているので、ウエーハにおける個々に分割されたデバイス間を通して確実に接着フィルムに照射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置およびウエーハの裏面に装着された接着フィルムのレーザー加工方法について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１には、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に上記矢印Ｘで示す方向（X軸方向）と直角な矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構４と、該レーザー光線ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット５とを具備している。
【００１４】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上に矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動可能に配設された第一の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持されたカバーテーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１の保持面である上面に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３６には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。
【００１５】
上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面に矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動させるための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動せしめられる。
【００１６】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記チャックテーブル３６の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段３７４を備えている。加工送り量検出手段３７４は、案内レール３１に沿って配設されたリニアスケール３７４aと、第１の滑動ブロック３２に配設され第１の滑動ブロック３２とともにリニアスケール３７４aに沿って移動する読み取りヘッド３７４bとからなっている。この送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bは、図示に実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出する。従って、加工送り量検出手段３７４は、チャックテーブル３６のX軸方向位置を検出するX軸方向位置検出手段として機能する。なお、上記加工送り手段３７の駆動源としてパルスモータ３７２を用いた場合には、パルスモータ３７２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出することもできる。また、上記加工送り手段３７の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出することもできる。
【００１７】
上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動させるための第１の割り出し送り手段３８を具備している。第１の割り出し送り手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動せしめられる。
【００１８】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記第２の滑動ブロック３３の割り出し加工送り量を検出するための割り出し送り量検出手段３８４を備えている。割り出し送り量検出手段３８４は、案内レール３２２に沿って配設されたリニアスケール３８４aと、第２の滑動ブロック３３に配設され第２の滑動ブロック３３とともにリニアスケール３８４aに沿って移動する読み取りヘッド３８４bとからなっている。この送り量検出手段３８４の読み取りヘッド３８４bは、図示に実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量を検出する。従って、割り出し送り量検出手段３８４は、チャックテーブル３６のY軸方向位置を検出するY軸方向位置検出手段として機能する。なお、上記割り出し送り手段３８の駆動源としてパルスモータ３７２を用いた場合には、パルスモータ３７２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量を検出することもできる。また、上記第１の割り出し送り手段３８の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量を検出することもできる。
【００１９】
上記レーザー光線照射ユニット支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面に矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動させるための第２の割り出し送り手段４３を具備している。第２の割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ねじロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動せしめられる。
【００２０】
図示の実施形態のおけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザー光線照射手段５２を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動可能に支持される。
【００２１】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動させるための移動手段５３を具備している。移動手段５３は、一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１およびレーザビーム照射手段５２を案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ５３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を上方に移動し、パルスモータ５３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を下方に移動するようになっている。
【００２２】
上記レーザー光線照射手段５２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング５２１と、図２に示すようにケーシング５２１内に配設されたパルスレーザー光線発振手段６と、該レーザー光線発振手段６が発振したレーザー光線の光軸をX軸方向に偏向せしめるX軸ガルバノミラー７aと、レーザー光線発振手段６が発振したレーザー光線の光軸をY軸方向に偏向せしめるY軸ガルバノミラー７bと、該X軸ガルバノミラー７aおよびY軸ガルバノミラー７bによって偏向されたレーザー光線を集光し上記チャックテーブル３６に保持された被加工物に照射する集光器８を具備している。
【００２３】
上記パルスレーザー光線発振手段６は、ＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器６１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段６２とから構成されている。パルスレーザー光線発振器６１は、繰り返し周波数設定手段６２によって設定された所定周波数のパルスレーザー光線(LB)を発振する。
【００２４】
上記X軸ガルバノミラー７aは、ミラー７１aと、該ミラー７１aの設置角度を調整する角度調整アクチュエータ７２aとによって構成されている。このように構成されたX軸ガルバノミラー７aは、後述する制御手段によって角度調整アクチュエータ７２aを制御しミラー７１a設置角度を調整ことにより、レーザー光線発振手段６が発振したレーザー光線の光軸をX軸方向に偏向せしめる。また、上記Y軸ガルバノミラー７bもX軸ガルバノミラー７aと同様に、ミラー７１bと、該ミラー７１bの設置角度を調整する角度調整アクチュエータ７２bとによって構成されている。このように構成されたY軸ガルバノミラー７bは、後述する制御手段によって角度調整アクチュエータ７２bを制御しミラー７１b設置角度を調整ことにより、レーザー光線発振手段６が発振したレーザー光線の光軸をY軸方向に偏向せしめる。
【００２５】
上記集光器８は、X軸ガルバノミラー７aおよびY軸ガルバノミラー７bによって偏向されたレーザー光線を下方に向けて方向変換する方向変換ミラー８１と、該方向変換ミラー8１によって方向変換されたレーザー光線を集光するとともにチャックテーブル３６の保持面に対して垂直に照射せしめるエフシータレンズ（fθタレンズ）８２を具備している。なお、エフシータレンズ（fθタレンズ）８２は、例えば直径が１００mm程度のものが用いられている。このように構成された集光器８は、図１に示すようにケーシング５２１の先端に装着されている。
【００２６】
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、ケーシング５２１の前端部に配設され上記レーザー光線照射手段５２によってレーザー加工すべき加工領域を撮像する撮像手段９を備えている。この撮像手段９は、撮像素子（ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を制御手段１０に送る。
【００２７】
制御手段１０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）１０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１０２と、後述する制御マップや被加工物の設計値のデータや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）１０３と、カウンター１０４と、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６とを備えている。制御手段１０の入力インターフェース１０５には、上記加工送り量検出手段３７４、割り出し送り量検出手段３８４および撮像手段９等からの検出信号が入力される。そして、制御手段１０の出力インターフェース１０６からは、上記パルスモータ３７２、パルスモータ３８２、パルスモータ４３２、パルスモータ５３２、パルスレーザー光線発振手段６、X軸ガルバノミラー７aの角度調整アクチュエータ７２aおよびY軸ガルバノミラー７bの角度調整アクチュエータ７２b等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３は、上記撮像手段９によって撮像された画像信号に基いて作成する加工領域マップを記憶する第１の記憶領域１０３aや他の記憶領域を備えている。
【００２８】
以上のように構成されたレーザー加工装置を用いて、ウエーハの裏面に装着されたダイボンディング用の接着フィルムに加工溝を形成するレーザー加工について説明する前に、ウエーハを個々のデバイスに分割し、個々のデバイスに分割されたウエーハの裏面に接着フィルムを装着する方法について説明する。
【００２９】
図３には、ウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図３に示す半導体ウエーハ２０は、例えば厚さが６００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２０ａには複数の分割予定ライン２１が格子状に形成されている。そして、半導体ウエーハ２の表面２aには、格子状に形成された複数の分割予定ライン２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。
【００３０】
図３に示す半導体ウエーハ２は、所謂先ダイシング法によるウエーハ分割工程を実施することによって個々のデバイス２２に分割される。先ダイシング法によるウエーハ分割工程は、先ず半導体ウエーハの表面２０ａに形成された分割予定ライン２１に沿って所定深さ（各デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の分割溝を形成する（分割溝形成工程）。この分割溝形成工程は、図４の(a)に示す切削装置３を用いて実施する。図４の(a)に示す切削装置３０は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル３０１と、切削ブレード３０２を備えた切削手段３０３と、撮像手段３０４を具備している。分割溝形成工程を実施するには、チャックテーブル３０１上に半導体ウエーハ２０の表面２０ａを上にして載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ２０をチャックテーブル３０１上に保持する。このようにして、半導体ウエーハ２０を吸引保持したチャックテーブル３０１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段３０４の直下に位置付けられる。
【００３１】
チャックテーブル３０１が撮像手段３０４の直下に位置付けられると、撮像手段３０４および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２０の分割溝を形成すべき切削領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段３０４および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２０の所定方向に形成されている分割予定ライン２１と、切削ブレード３０２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２０に形成されている上記所定方向に対して直角に延びる分割予定ライン２１に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。
【００３２】
以上のようにしてチャックテーブル３０１上に保持されている半導体ウエーハ２０の切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２０を保持したチャックテーブル３０１を切削領域の切削開始位置に移動する。そして、切削ブレード３０２を図４の(a)において矢印３０２aで示す方向に回転しつつ下方に移動して所定量の切り込み送りを実施する。この切り込み送り位置は、切削ブレード３０２の外周縁が半導体ウエーハ２０の表面からデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ位置（例えば、１１０μｍ）に設定されている。このようにして、切削ブレード３０２の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード３０２を回転しつつチャックテーブル３０１を図４の(a)において矢印Ｘで示す方向に切削送りすることによって、図４の（ｂ）に示すように分割予定ライン２１に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ（例えば、１１０μｍ）の分割溝２１０が形成される（分割溝形成工程）。この分割溝形成工程を半導体ウエーハ２０に形成された全ての分割予定ライン２１に沿って実施する。
【００３３】
上述した分割溝形成工程により半導体ウエーハ２０の表面２０ａに分割予定ライン２１に沿って所定深さの分割溝２１０を形成したら、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２０の表面２０ａ（デバイス２２が形成されている面）に研削用の保護部材４０を貼着する（保護部材貼着工程）。なお、保護部材４０は、図示の実施形態においては厚さが１５０μｍのポリオレフィンシートが用いられている。
【００３４】
次に、表面に保護部材４０を貼着した半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂを研削し、分割溝２１０を裏面２０ｂに表出させて個々のデバイスに分割する（分割溝表出工程）。この分割溝表出工程は、図６の（ａ）に示すようにチャックテーブル５０１と研削砥石5０２を備えた研削手段5０３を具備する研削装置5０によって行われる。即ち、チャックテーブル５０１上に半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂを上にして保持し、例えば、チャックテーブル５０１を矢印５０１aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段５０３の研削砥石５０２を５０２aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめて半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂに接触することにより研削し、図６の（ｂ）に示すように分割溝２１０が裏面２０ｂに表出するまで研削する。このように分割溝２１０が表出するまで研削することによって、図６の（ｃ）に示すように半導体ウエーハ２０は個々のデバイス２２に分割される。なお、分割された複数のデバイス２２は、その表面に保護部材４０が貼着されているので、バラバラにはならず半導体ウエーハ２０の形態が維持されている。
【００３５】
上述した先ダイシング法によるウエーハ分割工程を実施することによって半導体ウエーハ２０を個々のデバイス２２に分割したならば、個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂにダイボンディング用の接着フィルムを装着する接着フィルム装着工程を実施する。即ち、図７の（ａ）および（ｂ）に示すように接着フィルム６０を個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂに装着する。このとき、上述したように８０〜２００°Ｃの温度で加熱しつつ接着フィルム６０を半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂに押圧して貼着する。
【００３６】
上述したように接着フィルム装着工程を実施したならば、図８に示すように接着フィルム６０が装着された半導体ウエーハ２０の接着フィルム６０側を、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着するウエーハ支持工程を実施する。そして、半導体ウエーハ２０の表面２０aに貼着されている保護部材４０を剥離する（保護部材剥離工程）。なお、ダイシングテープの表面に予め接着フィルムが貼着された接着フィルム付きのダイシングテープを使用する場合には、上述したウエーハ分割工程を実施することによって個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂに、ダイシングテープの表面に貼着された接着フィルムを装着する。そして、上記保護部材剥離工程を実施する。
【００３７】
以上のようにして、個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２０の裏面２０ｂに接着フィルム６０を装着したならが、上述したレーザー加工装置を用いて、上記接着フィルム６０に各デバイス間を通してレーザー光線を照射し、接着フィルム６０にレーザー加工溝を形成するレーザー加工を実施する。このレーザー加工を実施するには、上記図８に示すように環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持された半導体ウエーハ（裏面に接着フィルム６０が装着されている）を、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上にダイシングテープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２０は、ダイシングテープTを介してチャックテーブル３６上に吸引保持される。また、環状のフレームFは、クランプ３６２によって固定される。
【００３８】
上述したように半導体ウエーハ２０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７によって撮像手段９の直下の撮像領域に位置付けられる。チャックテーブル３６が撮像手段９の直下に位置付けられると、チャックテーブル３６上の半導体ウエーハ２０は、図９に示す座標位置に位置付けられた状態となる。この状態で制御手段１０は、撮像手段９に撮像指令信号を出力する。この撮像指令信号に基いて撮像手段９は、半導体ウエーハ２０を撮像し、撮像した画像信号を制御手段１０に送る（ウエーハ撮像工程）。
【００３９】
上述したウエーハ撮像工程を実施したならば制御手段１０は、撮像手段９から送られた画像信号に基いて加工すべき領域、即ち図９に示す半導体ウエーハ２０における個々に分割されたデバイス２２を区画する分割溝２１０のX,Y座標を求め、加工領域マップを作成する（加工領域マップ作成工程）。そして制御手段１０は、作成した加工領域マップをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第１の記憶領域１０３aに格納する。
【００４０】
次に、制御手段１０は、加工送り手段３７および第１の割り出し送り手段３８を作動してチャックテーブル３６を移動し、チャックテーブル３６に保持され半導体ウエーハ２０の所定の加工領域を集光器８のレーザー光線照射領域に位置付けるウエーハ位置付け工程を実施する。このウエーハ位置付け工程について、図１０を参照して説明する。図１０に示す半導体ウエーハ２０は、直径が１００mm程度のもので、４箇所の加工領域A,B,C,Dに分けられる。先ず、制御手段１０は加工送り手段３７および第１の割り出し送り手段３８を作動して、チャックテーブル３６に保持され半導体ウエーハ２０の加工領域Aを集光器８の直下に位置付ける。
【００４１】
このようにして、加工領域Aを集光器８の直下に位置付けたならば、制御手段１０は上記レーザー光線照射手段５２のパルスレーザー光線発振手段６を作動するとともに、X軸ガルバノミラー７aの角度調整アクチュエータ７２aおよびY軸ガルバノミラー７bの角度調整アクチュエータ７２bを第１の記憶領域１０３aに格納された上記加工領域マップに基いて制御する。この結果、集光器８のエフシータレンズ（fθタレンズ）８２によって集光されたパルスレーザー光線LBが図１１に示すように半導体ウエーハ２０における個々に分割されたデバイス２２を区画する分割溝２１０を通して接着フィルム６０に照射される（レーザー光線照射工程）。このとき、エフシータレンズ（fθタレンズ）８２によって集光されるパルスレーザー光線LBの集光点を接着フィルム６０の上面に合わせて照射される。なお、このレーザー光線の波長は、接着フィルム６０に対して吸収性を有する波長に設定されている。この結果、図１１に示すように接着フィルム６０には、分割溝２１０に沿ってレーザー加工溝６００が形成される。このレーザー光線照射工程においては、X軸ガルバノミラー７aおよびY軸ガルバノミラー７bによって偏向されたレーザー光線を集光するエフシータレンズ（fθタレンズ８２）は、集光するレーザー光線をチャックテーブル３６の保持面に対して垂直に照射するので、半導体ウエーハ２０における個々に分割されたデバイス２２を区画する分割溝２１０を通して確実に接着フィルム６０に照射することができる。このように、レーザー光線照射工程においては、被加工物である半導体ウエーハ２０とレーザー光線照射手段５２とを相対移動することなく所定の加工領域を加工することができるので、生産性を向上させることができる。
【００４２】
なお、上記レーザー光線照射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。
レーザー光線の種類      ：LD励起QスイッチＹＡＧレーザー
波長                    ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
平均出力                ：１０Ｗ
集光スポット径          ：φ１５μｍ
【００４３】
以上のようにして、チャックテーブル３６に保持され半導体ウエーハ２０の加工領域Aに対して上記レーザー光線照射工程を実施したならば、加工領域B,C,Dに対しても同様にレーザー光線照射工程を実施する。
【００４４】
上述したようにチャックテーブル３６に保持され半導体ウエーハ２０の全ての加工領域A,B,C,Dに対して上記レーザー光線照射工程を実施したならば、ダイシングテープTを拡張して接着フィルム６０をデバイス毎に分離する接着フィルム分離工程を実施する。この接着フィルム分離工程は、図示の実施形態においては図１２に示すテープ拡張装置７０を用いて実施する。図１２に示すテープ拡張装置７０は、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段７１０と、該フレーム保持手段７１０に保持された環状のフレームFに装着されたダイシングテープTを拡張するテープ拡張手段７２０を具備している。フレーム保持手段７１０は、環状のフレーム保持部材７１１と、該フレーム保持部材７１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ７１２とからなっている。フレーム保持部材７１１の上面は環状のフレームFを載置する載置面７１１ａを形成しており、この載置面７１１ａ上に環状のフレーム４が載置される。そして、載置面７１１ａ上に載置された環状のフレームFは、クランプ７１２によってフレーム保持部材７１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段７１０は、テープ拡張手段７２０によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００４５】
テープ拡張手段７２０は、上記環状のフレーム保持部材７１１の内側に配設される拡張ドラム７２１を具備している。この拡張ドラム７２１は、環状のフレームFの内径より小さく該環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着される半導体ウエーハ２０の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム７２１は、下端に支持フランジ７２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段７２０は、上記環状のフレーム保持部材７１１を上下方向に進退可能な支持手段７３０を具備している。この支持手段７３０は、上記支持フランジ７２２上に配設された複数のエアシリンダ７３１からなっており、そのピストンロッド７３２が上記環状のフレーム保持部材７１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ７３１からなる支持手段７３０は、環状のフレーム保持部材７１１を載置面７１１ａが拡張ドラム７２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム７２１の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。従って、複数のエアシリンダ７３１からなる支持手段７３０は、拡張ドラム７２１とフレーム保持部材７１１とを上下方向に相対移動する拡張移動手段として機能する。
【００４６】
以上のように構成されたテープ拡張装置７０を用いて実施する接着フィルム分離工程について図１３を参照して説明する。即ち、半導体ウエーハ２０（分割予定ライン２１に沿って個々のデバイス２２に分割されている）の接着フィルム６０側が貼着されているダイシングテープTが装着された環状のフレームFを、図１３の（ａ）に示すようにフレーム保持手段７１０を構成するフレーム保持部材７１１の載置面７１１ａ上に載置し、クランプ７１２によってフレーム保持部材７１１に固定する。このとき、フレーム保持部材７１１は図１３の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段７２０を構成する支持手段７３０としての複数のエアシリンダ７３１を作動して、環状のフレーム保持部材７１１を図１３の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材７１１の載置面７１１ａ上に固定されている環状のフレームFも下降するため、図１３の（ｂ）に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTは拡張ドラム７２１の上端縁に接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、ダイシングテープTに貼着されている接着フィルム６０は放射状に引張力が作用する。このように接着フィルム６０に放射状に引張力が作用すると、半導体ウエーハ２０は分割予定ライン２１に沿って個々のデバイス２２に分割されているので、個々のデバイス２２間が広がり、間隔Sが形成される。このため、接着フィルム６０には引張力が作用するので、接着フィルム６は上記レーザー光線照射工程において完全切断されていない場合でも、レーザー加工溝６００を基点として破断され、デバイス２２毎に分離される。また、接着フィルム６０が上記ウエーハ切断工程において完全切断されている場合には、上記テープ拡張工程によって個々のデバイス２２間に間隔Sが形成されることにより、接着フィルム６０はデバイス２２毎に確実に分離される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図。
【図２】図１に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段の構成ブロック図。
【図３】ウエーハとしての半導体ウエーハを示す斜視図。
【図４】図３に示す半導体ウエーハを個々のデバイスに分割する先ダイシング法における分割溝形成工程の説明図。
【図５】図３に示す半導体ウエーハを個々のデバイスに分割する先ダイシング法における保護部材貼着工程の説明図。
【図６】図３に示す半導体ウエーハを個々のデバイスに分割する先ダイシング法における分割溝表出工程の説明図。
【図７】先ダイシング法によって個々のデバイスに分割された半導体ウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する接着フィルム装着工程の説明図。
【図８】図７に示す接着フィルム装着工程が実施された半導体ウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着するウエーハ支持工程の説明図。
【図９】図８に示す半導体ウエーハが図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブルの所定位置に保持された状態における座標との関係を示す説明図。
【図１０】本発明によるウエーハの裏面に装着された接着フィルムのレーザー加工方法におけるウエーハ位置付け工程の説明図。
【図１１】本発明によるウエーハの裏面に装着された接着フィルムのレーザー加工方法におけるレーザー光線照射工程の説明図。
【図１２】本発明によるウエーハの裏面に装着された接着フィルムのレーザー加工方法におけるレーザー光線照射工程を実施した後に、ダイシングテープを拡張するテーク拡張装置の斜視図。
【図１３】図１２に示すテーク拡張装置を用いて実施する接着フィルム分離工程の説明図。
【符号の説明】
【００４８】
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３７４：加工送り量検出手段
３８：第１の割り出し送り手段
３８４：割り出し送り量検出手段
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４２：可動支持基台
４３：第２の割り出し送り手段
５：レーザー光線照射ユニット
５２：レーザー光線照射手段
６：レーザー光線発振手段
７a：X軸ガルバノミラー
７b：Y軸ガルバノミラー
８：集光器
８１：方向変換ミラー
８２：エフシータレンズ（fθタレンズ）
９：撮像手段
１０：制御手段
２０：半導体ウエーハ
２１：分割予定ライン
２２：デバイス
３０：切削装置
３０１：切削装置のチャックテーブル
３０２：切削ブレード
３０３：切削手段
４０：保護部材
５０：研削装置
５０１：研削装置のチャックテーブル
５０２：研削砥石
５０３：研削手段
６０：接着フィルム
７０：テープ拡張装置
７１０：フレーム保持手段
７２０：テープ拡張手段
７３０：支持手段
F：環状のフレーム
T：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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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