(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエーハに形成されたストリートに沿ってレーザー加工を行うものであって、レーザー光線を照射することによって生ずる膨張を無視できる方法を提供する。【解決手段】ウエーハの一方の最外側のストリートを集光器の直下にアライメントし、ストリートに沿ってレーザー光線を照射し変質層を形成する。以下、変質層が形成されたストリートに隣接する１列内方のストリートについてレーザー光線を照射して変質層を形成する加工をウエーハの半円分まで順次行う第１のレーザー加工工程と、第１のレーザー加工工程が実施されたウエーハの他方の最外側のストリートを集光器の直下にアライメントし、第１のレーザ加工工程と同様に内方に向かって順次変質層を形成する第２のレーザ加工工程、を行う。第１のレーザ加工工程および第２のレーザ加工工程ともに、ストリートが最も長いウエーハの中央領域が最後に加工されるので熱膨張の影響が避けられる。【選択図】図８
2008060164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハを保持し回転可能に構成された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エーハにレーザー光線を照射する集光器を備えた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相対的に加工送り方向に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを該加工送り方向と直交する割り出し送り方向に割り出し送りする割り出し送り手段とを具備するレーザー加工装置を用いて、表面に複数の平行なストリートが形成されたウエーハにストリートに沿ってレーザー加工を施すウエーハのレーザー加工方法であって、
ウエーハの表面または裏面に保護部材を貼着し、該保護部材側を該チャックテーブルに保持するウエーハ保持工程と、
該チャックテーブルに保持されているウエーハに形成された複数のストリートを該加工送り方向と平行に位置付けるウエーハ位置付け工程と、
該ウエーハ位置付け工程が実施されたウエーハの該割り出し送り方向における一方の最外側のストリートを該集光器の直下に位置付け、該集光器からレーザー光線を照射しつつ該加工送り手段を作動して該チャックテーブルを加工送りすることによりストリートに沿ってレーザー加工を施すレーザー光線照射工程と、該割り出し送り手段を作動し該チャックテーブルに保持されたウエーハにおける該レーザー光線照射工程が実施されたストリートに隣接するストリートを該集光器の直下に位置付ける割り出し送り工程とを順次実施し、ウエーハの一方の半分領域に形成された複数のストリートに沿ってレーザー加工を施す第１のレーザー加工工程と、
該第１のレーザー加工工程が実施されたウエーハの該割り出し送り方向における他方の最外側のストリートを該集光器の直下に位置付け、該集光器からレーザー光線を照射しつつ該加工送り手段を作動して該チャックテーブルを加工送りすることによりストリートに沿ってレーザー加工を施すレーザー光線照射工程と、該割り出し送り手段を作動し該チャックテーブルに保持されたウエーハにおける該レーザー光線照射工程が実施されたストリートに隣接するストリートを該集光器の直下に位置付ける割り出し送り工程とを順次実施し、ウエーハの他方の半分領域に形成された複数のストリートに沿ってレーザー加工を施す第２のレーザー加工工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハのレーザー加工方法。
【請求項２】
ウエーハに形成された複数の平行なストリートは、第１の方向に形成された第１のストリートと、該第１のストリートと直交する第２の方向に形成された第２のストリートとからなっている、請求項１記載のウエーハのレーザー加工方法。
【請求項３】
該レーザー光線照射手段は該レーザー光線照射工程においてウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの内部に集光点を合わせて照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って変質層を形成する、請求項１又は２記載のウエーハのレーザー加工方法。
【請求項４】
該レーザー光線照射手段は該レーザー光線照射工程においてウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射し、ウエーハのストリートに沿ってレーザー加工溝を形成する、請求項１又は２記載のウエーハ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、チャックテーブルに保持されたウエーハの表面に形成されたストリートに沿ってレーザー光線を照射し、ウエーハにストリートに沿ってレーザー加工を施すウエーハのレーザー加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
近年、半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、その被加工物に対して透過性を有するパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍ）のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加えることにより、被加工物を分割するものである。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【０００４】
また、上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに形成されたストリートに沿ってウエーハに対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿って破断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】特開平１０−３０５４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、ウエーハに形成されたストリートに沿ってレーザー光線を照射すると、ウエーハはレーザー光線が照射されたストリートと直交する方向に僅かに膨張する。この結果、レーザー光線の集光点とストリートとの位置関係が累積的にズレていくため、レーザー加工作業の途中で上記膨張によるズレを補正するためのアライメント作業を実施しなければならず、生産性が悪いという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、レーザー加工作業の途中で、レーザー光線を照射することによって生ずる膨張に起因するズレを補正するためのアライメント作業を実施することなく、ウエーハに形成されたストリートに沿ってレーザー加工を施すことができるウエーハの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】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、ウエーハを保持し回転可能に構成された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エーハにレーザー光線を照射する集光器を備えた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相対的に加工送り方向に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを該加工送り方向と直交する割り出し送り方向に割り出し送りする割り出し送り手段とを具備するレーザー加工装置を用いて、表面に複数の平行なストリートが形成されたウエーハにストリートに沿ってレーザー加工を施すウエーハのレーザー加工方法であって、
ウエーハの表面または裏面に保護部材を貼着し、該保護部材側を該チャックテーブルに保持するウエーハ保持工程と、
該チャックテーブルに保持されているウエーハに形成された複数のストリートを該加工送り方向と平行に位置付けるウエーハ位置付け工程と、
該ウエーハ位置付け工程が実施されたウエーハの該割り出し送り方向における一方の最外側のストリートを該集光器の直下に位置付け、該集光器からレーザー光線を照射しつつ該加工送り手段を作動して該チャックテーブルを加工送りすることによりストリートに沿ってレーザー加工を施すレーザー光線照射工程と、該割り出し送り手段を作動し該チャックテーブルに保持されたウエーハにおける該レーザー光線照射工程が実施されたストリートに隣接するストリートを該集光器の直下に位置付ける割り出し送り工程とを順次実施し、ウエーハの一方の半分領域に形成された複数のストリートに沿ってレーザー加工を施す第１のレーザー加工工程と、
該第１のレーザー加工工程が実施されたウエーハの該割り出し送り方向における他方の最外側のストリートを該集光器の直下に位置付け、該集光器からレーザー光線を照射しつつ該加工送り手段を作動して該チャックテーブルを加工送りすることによりストリートに沿ってレーザー加工を施すレーザー光線照射工程と、該割り出し送り手段を作動し該チャックテーブルに保持されたウエーハにおける該レーザー光線照射工程が実施されたストリートに隣接するストリートを該集光器の直下に位置付ける割り出し送り工程とを順次実施し、ウエーハの他方の半分領域に形成された複数のストリートに沿ってレーザー加工を施す第２のレーザー加工工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハのレーザー加工方法が提供される。
【０００８】
ウエーハに形成された複数の平行なストリートは、第１の方向に形成された第１のストリートと、該第１のストリートと直交する第２の方向に形成された第２のストリートとからなっている。
上記レーザー光線照射手段は上記レーザー光線照射工程においてウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの内部に集光点を合わせて照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って変質層を形成する。
また、上記レーザー光線照射手段は上記レーザー光線照射工程においてウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射し、ウエーハのストリートに沿ってレーザー加工溝を形成する。
【発明の効果】
【０００９】
レーザー光線照射工程を実施することによりウエーハにはレーザー加工が施されたストリートと直交する方向に僅かに膨張する。しかるに、本発明によるウエーハのレーザー加工方法においては、チャックテーブルに保持されたウエーハの割り出し送り方向における一方の最外側のストリートから順次中央領域のストリートに沿ってレーザー加工を施す第１のレーザー加工工程と、ウエーハの割り出し送り方向における他方の最外側のストリートから順次中央領域のストリートに沿ってレーザー加工を施す第２のレーザー加工工程とを実施するので、保護部材に貼着されているウエーハはストリートと直交する方向に変位するが、面積が相対的に小さい側に変位するため、第１のレーザー加工工程および第２のレーザー加工工程においては面積が最も大きい中央領域のストリートに沿ったレーザー光線照射工程が最後になる。従って、レーザー光線の集光点とストリートとの位置関係が累積的にズレることはない。このため、ストリートと集光器から照射されるレーザー光線の集光点との位置合わせを最初に行えば、第１のレーザー加工工程および第２のレーザー加工工程の途中でレーザー光線の照射によるウエーハの膨張に起因して発生する変位の補正をする必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明によるウエーハのレーザー加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１１】
図１には、本発明によるウエーハのレーザー加工方法を実施するための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１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で示す方向と直角な矢印Ｙで示す割り出し送り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。
【００１２】
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上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。
【００１３】
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に移動せしめられる。
【００１４】
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。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。
【００１５】
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３８２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。なお、上記第１の割り出し送り手段３８の駆動源としてパルスモータ３８２を用いた場合には、パルスモータ３８２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。
【００１７】
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で示す方向に移動可能に支持される。
【００１９】
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。
【００２０】
図示の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を含んでいる。また、レーザー光線照射手段５２は、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５２２および伝送光学系５２３と、ケーシング５２１の先端に配設されパルスレーザー光線発振手段５２２によって発振されたパルスレーザー光線を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５２４を具備している。上記パルスレーザー光線発振手段５２２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５２２ａと、これに付設された繰り返し周波数設定手段５２２ｂとから構成されている。この繰り返し周波数設定手段５２２ｂは、後述する制御手段によって制御される。上記伝送光学系５２３は、ビームスプリッタの如き適宜の光学要素を含んでいる。
【００２１】
図１に戻って説明を続けると、上記レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の先端部には、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検出する撮像手段６が配設されている。この撮像手段６は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を制御手段８に送る。
【００２２】
制御手段８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）８１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）８２と、後述する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）８３と、カウンター８４と、入力インターフェース８５および出力インターフェース８６とを備えている。制御手段８の入力インターフェース８５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６等からの検出信号が入力される。そして、制御手段８の出力インターフェース８６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、レーザー光線照射手段５２および表示手段８０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）８３は、後述する検出値のデータや加工条件のデータを記憶する記憶領域を備えている。
【００２３】
次に、上述したレーザー加工装置１によって加工されるウエーハとしての半導体ウエーハについて、図３を参照して説明する。図３に示す半導体ウエーハ１０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１０ａには第１の方向に複数の第１のストリート１１が平行に形成されているとともに、該第１のストリート１１と直交する第２の方向に複数の第２のストリート１２が平行に形成されている。このように、複数の第１のストリート１１と複数の第２のストリート１２によって区画された複数の領域にそれぞれＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１３が形成されている。
【００２４】
次に、上述した半導体ウエーハ１０に上記第１のストリート１１および第２のストリート１２に沿ってレーザー光線を照射し、半導体ウエーハ１０の内部に第１のストリート１１および第２のストリート１２に沿って変質層を形成するレーザー加工方法について説明する。
先ず、上述した半導体ウエーハ１０は、図４に示すように環状のフレーム２０に装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなる保護テープ３０に表面１０ａ側を貼着する。従って、半導体ウエーハ１０は、裏面１０bが上側となる。
【００２５】
図４に示すように、環状のフレーム２０に保護テープ３０を介して支持された半導体ウエーハ１０は、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に保護テープ３０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１０は、保護テープ３０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２０は、クランプ３６２によって固定される。
【００２６】
上述したように半導体ウエーハ１０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１１の直下に位置付けられる。チャックテーブル３６が撮像手段６の直下に位置付けられると、撮像手段６および制御手段８によって半導体ウエーハ１０のレーザー加工すべき加工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６および制御手段８は、半導体ウエーハ１０の第１の方向に形成されている第１のストリート１１と、第１のストリート１１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５２の集光器５２４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、レーザー光線照射位置のアライメント工程を遂行する。また、半導体ウエーハ１０に形成されている第２のストリート１２に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ１０の第１のストリート１１および第２のストリート１２が形成されている表面１０ａは下側に位置しているが、撮像手段６が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面１０ｂから透かして分割予定ライン２１を撮像することができる。
【００２７】
上述したアライメント工程を実施したならば、チャックテーブル３６に吸引保持されている半導体ウエーハ１０に形成された第１のストリート１１を加工送り方向Xと平行に位置付けるウエーハ位置付け工程を実施する。もし、第１のストリート１１と加工送り方向Xが平行でない場合には、半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３６を回動して第１のストリート１１が加工送り方向Xと平行になるように位置付ける。
【００２８】
上述したウエーハ位置付け工程を実施したならば、図５に示すように半導体ウエーハ１０の割り出し送り方向Yにおける一方(図５において上方)の最外側の第１のストリート１１を集光器５２４の直下に位置付け、該第１のストリート１１の一端を（図５において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器５２４の直下に位置付ける。次に、図６の（ａ）に示すようにレーザー光線照射手段５２の集光器５２２からウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつ、加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を矢印X1で示す加工送り方向に所定の送り速度で移動する（レーザー光線照射工程）。なお、このレーザー光線照射工程においては、パルスレーザー光線の集光点Pを半導体ウエーハ１０の内部に合わせる。そして、図６の（b）に示すように第１のストリート１１の他端が集光器５２４の直下に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３６の移動を停止する。この結果、図６の（b）および(c)に示すように半導体ウエーハ１０の内部には第１のストリート１１に沿って変質層１１０が形成される。
【００２９】
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。
光源                    ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ4スレーザー
波長                    ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
集光スポット径          ：φ１μｍ
集光点のピークパワー密度：３．２×１０１０Ｗ／cm2
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００３０】
上述したように第１のストリート１１に沿ってレーザー光線照射工程を実施したならば、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を第１のストリート１１の間隔分だけ割り出し送り方向（図５に示す実施形態においては上方に）に移動し、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０における上記レーザー光線照射工程が実施された第１のストリート１１に隣接する第１のストリート１１を図５において２点差線で示す集光器５２４の直下に位置付ける割り出し送り工程を実施する。そして、上述したレーザー光線照射工程と割り出し送り工程とを順次実施することにより、図７に示すように半導体ウエーハ１０の内部には一方の半分領域に形成された複数の第１のストリート１１に沿って変質層１１０が形成される（第１のレーザー加工工程）。
【００３１】
上述したレーザー光線照射工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０は変質層１１０が形成された第１のストリート１１と直交する方向（矢印Y方向）に僅かに膨張する。この結果、保護テープ３０に貼着されている半導体ウエーハ１０は矢印Y方向に変位するが、面積が相対的に小さい側に変位するので、第１のレーザー加工工程においては面積が最も大きい中央領域の第１のストリート１１に沿ったレーザー光線照射工程が最後になるため、レーザー光線の集光点と第１のストリート１１との位置関係が累積的にズレることはない。従って、第１のストリート１１と集光器５２４から照射されるレーザー光線の集光点との位置合わせを最初に行えば、第１のレーザー加工工程の途中でレーザー光線の照射によるウエーハの膨張に起因して発生する変位の補正をする必要がない。
【００３２】
上述した第１のレーザー加工工程を実施したならば、図８に示すように半導体ウエーハ１０の割り出し送り方向Yにおける他方(図８において下方)の最外側の第１のストリート１１を集光器５２４の直下に位置付け、該第１のストリート１１の一端を（図８において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器５２４の直下に位置付ける。そして、上述したレーザー光線照射工程と割り出し送り工程とを順次実施することにより、図９に示すように半導体ウエーハ１０の内部には他方の半分領域に形成された複数の第１のストリート１１に沿って変質層１１０が形成される（第２のレーザー加工工程）。
【００３３】
この第２のレーザー加工工程においても、面積が最も大きい中央領域の第１のストリート１１に沿ったレーザー光線照射工程が最後になるため、レーザー光線の集光点と第１のストリート１１との位置関係が累積的にズレることはない。従って、第１のストリート１１と集光器５２４から照射されるレーザー光線の集光点との位置合わせを最初に行えば、第１のレーザー加工工程の途中でレーザー光線の照射によるウエーハの膨張に起因して発生する変位の補正をする必要がない。
以上のように、第１のストリート１１と集光器５２４から照射されるレーザー光線の集光点との位置合わせを最初に行えば、第１のレーザー加工工程および第２のレーザー加工工程の途中でレーザー光線の照射によるウエーハの膨張に起因して発生する変位の補正をする必要がないので、生産性を向上することができる。
【００３４】
上述したように半導体ウエーハ１０の第１の方向に形成された複数の第１のストリート１１に沿って第１の加工工程および第２の加工工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０の内部に第１のストリート１１に沿って変質層１１０を形成したならば、チャックテーブル３６を９０度回動しチャックテーブル３６に保持されている半導体ウエーハ１０を９０度回動せしめて、上記第１のストリート１１に対して直交する方向に形成された第２のストリート１２を加工送り方向Xと平行になるように位置付けるウエーハ位置付け工程を実施する。
【００３５】
そして、上述した第１の加工工程を実施することにより、図１０に示すように半導体ウエーハ１０の内部には一方(図１０において上方)の半分領域に形成された複数の第２のストリート１２に沿って変質層１２０が形成される。次に、上述した第２の加工工程を実施することにより、図１１に示すように半導体ウエーハ１０の内部には他方(図１０において下方)の半分領域に形成された複数の第２のストリート１２に沿って変質層１２０が形成される。
【００３６】
以上のようにして、第１のストリート１１に沿って変質層１１０が形成されるとともに、第２のストリート１２に沿って変質層１２０が形成された半導体ウエーハ１０は、次工程である分割工程に送られる。この分割工程においては、変質層１１０が形成された第１のストリート１１および変質層１２０が形成された第２のストリート１２に沿って外力を付与することにより、半導体ウエーハ１０を第１のストリート１１および第２のストリート１２に沿って破断し、個々のデバイスに分割する。
【００３７】
次に、上記図３に示す半導体ウエーハ１０に第１のストリート１１および第２のストリート１２に沿ってレーザー光線を照射し、半導体ウエーハ１０に第１のストリート１１および第２のストリート１２に沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工方法について説明する。
半導体ウエーハ１０に第１のストリート１１および第２のストリート１２に沿ってレーザー加工溝を形成するには、図１２に示すように半導体ウエーハ１０の裏面１０bを環状のフレーム２０に装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなる保護テープ３０に貼着する。従って、半導体ウエーハ１０は、表面１０aが上側となる。
【００３８】
図１２に示すように、環状のフレーム２０に保護テープ３０を介して支持された半導体ウエーハ１０は、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に保護テープ３０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１０は、保護テープ３０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２０は、クランプ３６２によって固定される。
【００３９】
上述したように半導体ウエーハ１０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１１の直下に位置付けられる。そして、半導体ウエーハ１０のレーザー加工すべき加工領域を検出する上述したアライメント作業を実行する。アライメント工程を実施したならば、チャックテーブル３６に吸引保持されている半導体ウエーハ１０に形成された第１のストリート１１を加工送り方向Xと平行に位置付ける上述したウエーハ位置付け工程を実施する。
【００４０】
上述したウエーハ位置付け工程を実施したならば、図１３に示すように半導体ウエーハ１０の割り出し送り方向Yにおける一方(図１３において上方)の最外側の第１のストリート１１を集光器５２４の直下に位置付け、該第１のストリート１１の一端を（図１３において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器５２４の直下に位置付ける。次に、図１４の（ａ）に示すようにレーザー光線照射手段５２の集光器５２４からウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつ、加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を矢印X1で示す加工送り方向に所定の送り速度で移動する（レーザー光線照射工程）。なお、このレーザー光線照射工程においては、パルスレーザー光線の集光点Pを半導体ウエーハ１０の上面（表面１０a）付近に合わせる。そして、図１４の（b）に示すように第１のストリート１１の他端が集光器５２４の直下に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３６の移動を停止する。この結果、図１４の（b）および(c)に示すように半導体ウエーハ１０には第１のストリート１１に沿って上面（表面１０a）から所定深さのレーザー加工溝１１１が形成される。
【００４１】
なお、上記レーザー光線照射工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の光源  ：ＹＶＯ４レーザーまたはＹＡＧレーザー
波長                ：３５５ｎｍ
平均出力            ：１〜５Ｗ
繰り返し周波数      ：３０〜１００ｋＨｚ
集光スポット径      ：φ１０〜２０μｍ
加工送り速度        ：１００ｍｍ／秒
【００４２】
上述したように第１のストリート１１に沿ってレーザー光線照射工程を実施したならば、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を第１のストリート１１の間隔分だけ割り出し送り方向に移動し、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０における上記レーザー光線照射工程された第１のストリート１１に隣接する第１のストリート１１を図１３において２点差線で示す集光器５２４の直下に位置付ける割り出し送り工程を実施する。そして、上述したレーザー光線照射工程と割り出し送り工程とを順次実施することにより、図１５に示すように半導体ウエーハ１０には一方の半分領域に形成された複数の第１のストリート１１に沿って表面１０aから所定深さのレーザー加工溝１１１が形成される（第１のレーザー加工工程）。
【００４３】
上述したレーザー光線照射工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０にはレーザー加工溝１１１が形成された第１のストリート１１と直交する方向（矢印Y方向）に僅かに膨張する。この結果、保護テープ３０に貼着されている半導体ウエーハ１０は矢印Y方向に変位するが、面積が相対的に小さい側に変位するので、第１のレーザー加工工程においては面積が最も大きい中央領域の第１のストリート１１に沿ったレーザー光線照射工程が最後になるため、レーザー光線の集光点と第１のストリート１１との位置関係が累積的にズレることはない。従って、第１のストリート１１と集光器５２４から照射されるレーザー光線の集光点との位置合わせを最初に行えば、第１のレーザー加工工程の途中でレーザー光線の照射によるウエーハの膨張に起因して発生する変位の補正をする必要がない。
【００４４】
上述した第１のレーザー加工工程を実施したならば、図１６に示すように半導体ウエーハ１０の割り出し送り方向Yにおける他方(図１６において下方)の最外側の第１のストリート１１を集光器５２４の直下に位置付け、該第１のストリート１１の一端を（図１６において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器５２４の直下に位置付ける。そして、上述したレーザー光線照射工程と割り出し送り工程とを順次実施することにより、図１７に示すように半導体ウエーハ１０には他方の半分領域に形成された複数の第１のストリート１１に沿って表面１０aから所定深さのレーザー加工溝１１１が形成される（第２のレーザー加工工程）。
【００４５】
この第２のレーザー加工工程においても、面積が最も大きい中央領域の第１のストリート１１に沿ったレーザー光線照射工程が最後になるため、レーザー光線の集光点と第１のストリート１１との位置関係が累積的にズレることはない。従って、第１のストリート１１と集光器５２４から照射されるレーザー光線の集光点との位置合わせを最初に行えば、第１のレーザー加工工程の途中でレーザー光線の照射によるウエーハの膨張に起因して発生する変位の補正をする必要がない。
以上のように、第１のストリート１１と集光器５２４から照射されるレーザー光線の集光点との位置合わせを最初に行えば、第１のレーザー加工工程および第２のレーザー加工工程の途中でレーザー光線の照射によるウエーハの膨張に起因して発生する変位の補正をする必要がないので、生産性を向上することができる。
【００４６】
上述したように半導体ウエーハ１０の第１の方向に形成された複数の第１のストリート１１に沿って第１の加工工程および第２の加工工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０に第１のストリート１１に沿ってレーザー加工溝１１１を形成したならば、チャックテーブル３６を９０度回動しチャックテーブル３６に保持されている半導体ウエーハ１０を９０度回動せしめて、上記第１のストリート１１に対して直交する方向に形成された第２のストリート１２を加工送り方向Xと平行になるように位置付けるウエーハ位置付け工程を実施する。
【００４７】
そして、上述した第１の加工工程を実施することにより、図１８に示すように半導体ウエーハ１０には一方(図１８において上方)の半分領域に形成された複数の第２のストリート１２に沿ってレーザー加工溝１２１が形成される。次に、上述した第２の加工工程を実施することにより、図１９に示すように半導体ウエーハ１０には他方(図１９において下方)の半分領域に形成された複数の第２のストリート１２に沿ってレーザー加工溝１２１が形成される。
【００４８】
以上のようにして、第１のストリート１１に沿ってレーザー加工溝１１１が形成されるとともに、第２のストリート１２に沿ってレーザー加工溝１２１が形成された半導体ウエーハ１０は、次工程である分割工程に送られる。この分割工程においては、レーザー加工溝１１１および１２１が形成された第１のストリート１１および第２のストリート１２に沿って外力を付与することにより、半導体ウエーハ１０を第１のストリート１１および第２のストリート１２に沿って破断し、個々のデバイスに分割する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明によるウエーハのレーザー加工方法を実施するための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を簡略に示すブロック図。
【図３】本発明によるウエーハのレーザー加工方法によって加工される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の表面を環状のフレームに装着された保護テープに貼着した状態を示す斜視図。
【図５】本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第１の実施形態における第１のレーザー加工工程においてウエーハの割り出し送り方向における一方の最外側のストリートを集光器の直下に位置付けた状態を示す説明図。
【図６】本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第１の実施形態における第１のレーザー加工工程におけるレーザー光線照射工程の説明図。
【図７】本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第１の実施形態における第１のレーザー加工工程が実施され内部に第１のストリートに沿って変質層が形成された半導体ウエーハの平面図。
【図８】本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第１の実施形態における第２のレーザー加工工程においてウエーハの割り出し送り方向における他方の最外側のストリートを集光器の直下に位置付けた状態を示す説明図。
【図９】半導体ウエーハに形成された第１のストリートに沿って本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第１の実施形態における第１のレーザー加工工程および第２のレーザー加工工程が実施され内部に第１のストリートに沿って変質層が形成された半導体ウエーハの平面図。
【図１０】半導体ウエーハに形成された第２のストリートに沿って本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第１の実施形態における第１のレーザー加工工程が実施され内部に第２のストリートに沿って変質層が形成された半導体ウエーハの平面図。
【図１１】半導体ウエーハに形成された第２のストリートに沿って本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第１の実施形態における第１のレーザー加工工程および第２のレーザー加工工程が実施され内部に第２のストリートに沿って変質層が形成された半導体ウエーハの平面図。
【図１２】図３に示す半導体ウエーハの裏面を環状のフレームに装着された保護テープに貼着した状態を示す斜視図。
【図１３】本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第２の実施形態における第１のレーザー加工工程においてウエーハの割り出し送り方向における一方の最外側のストリートを集光器の直下に位置付けた状態を示す説明図。
【図１４】本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第２の実施形態における第１のレーザー加工工程におけるレーザー光線照射工程の説明図。
【図１５】本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第２の実施形態における第１のレーザー加工工程が実施され第１のストリートに沿ってレーザー加工溝が形成された半導体ウエーハの平面図。
【図１６】本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第２の実施形態における第２のレーザー加工工程においてウエーハの割り出し送り方向における他方の最外側のストリートを集光器の直下に位置付けた状態を示す説明図。
【図１７】半導体ウエーハに形成された第１のストリートに沿って本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第２の実施形態における第１のレーザー加工工程および第２のレーザー加工工程が実施され第１のストリートに沿ってレーザー加工溝が形成された半導体ウエーハの平面図。
【図１８】半導体ウエーハに形成された第２のストリートに沿って本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第２の実施形態における第１のレーザー加工工程が実施され第２のストリートに沿ってレーザー加工溝が形成された半導体ウエーハの平面図。
【図１９】半導体ウエーハに形成された第２のストリートに沿って本発明によるウエーハのレーザー加工方法の第２の実施形態における第１のレーザー加工工程および第２のレーザー加工工程が実施され第２のストリートに沿ってレーザー加工溝が形成された半導体ウエーハの平面図。
【符号の説明】
【００５０】
１：レーザー加工装置
２：静止基台
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
３８：第１の割り出し送り手段
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
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
５２４：集光器
６：撮像手段
８：制御手段
１０：半導体ウエーハ
１１：第１のストリート
１２：第２のストリート
１３：デバイス
２０：環状のフレーム
３０：保護テープ
【図１】
2008060164.tif 000003
【図２】
2008060164.tif 000004
【図３】
2008060164.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2008060164.tif 000008
【図７】
2008060164.tif 000009
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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