(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物の表面からレーザ光を入射して、割断を予定する部位の厚さ方向に光子吸収による改質層を重層状に複数形成した後、当該部位の裏面を加圧して前記改質層を起点に前記加工対象物を割断するレーザダイシング方法であって、
前記部位の厚さ方向に形成される改質層の間隔は、加圧される側の範囲に位置する加圧側改質層を、前記加圧される側とは反対側に位置する非加圧側改質層よりも狭く設定し、
前記改質層の間隔は、その形成位置が前記加圧される側に近くなるに従って徐々に狭くなるように設定し、その形成位置が前記加圧される側から遠くなるに従って徐々に広くなるように設定することを特徴とするレーザダイシング方法。
【請求項２】
前記加圧側改質層の形成間隔は、前記加圧される側の範囲を複数に分割すると、そのうちの前記加圧される側に近い範囲に位置する加圧側近接改質層の方を、前記加圧される側に遠い範囲に位置する加圧側離隔改質層よりも狭く設定することを特徴とする請求項１記載のレーザダイシング方法。
【請求項３】
加工対象物の表面からレーザ光を入射して、割断を予定する部位の厚さ方向に光子吸収による改質層を重層状に複数形成した後、当該部位の裏面を加圧して前記改質層を起点に前記加工対象物を割断するレーザダイシング方法であって、
前記部位の厚さ方向に形成される改質層の間隔は、当該厚さ方向ほぼ中心から所定範囲に位置する中心側改質層の方を、当該所定範囲から前記加圧される側に位置する中心外加圧側改質層および当該所定範囲から前記加圧される側とは反対側に位置する中心外非加圧側改質層よりも広く設定し、
前記厚さ方向ほぼ中心から遠くなるに従って、前記改質層の間隔は徐々に狭くなるように設定することを特徴とするレーザダイシング方法。
【請求項４】
前記中心外加圧側改質層の形成間隔と前記中心外非加圧側改質層の形成間隔とを、前記中心外加圧側改質層の形成間隔≦前記中心外非加圧側改質層の形成間隔に設定することを特徴とする請求項３記載のレーザダイシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象物の表面からレーザ光を入射して、割断を予定する部位（割断部位）の厚さ方向に光子吸収による改質層を重層状に複数形成した後、当該部位の表面を加圧して改質層を起点に加工対象物を割断するレーザダイシング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体集積回路やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を形成したシリコンウェハ等の加工対象物を切断するダイシング工程では、ダイヤモンド砥粒を埋め込んだダイシングブレードを用いるダイシング方法を採用していた。
【０００３】
しかし、このようなブレードによるダイシング方法では、(1) ブレードでカットする際にその切りしろが必要になるためその分だけ加工対象物が減少しコストの増大を招く、(2) カットする際の摩擦熱による焼付き等を防ぐために用いられる水等が、加工対象物に付着するのを防止する必要から、キャッピング等の保護装置を必要しその分メンテナンス工数が増大する、といった問題等が生じていた。
【０００４】
そこで、近年では、レーザを用いたダイシング方法の検討や研究が進められており、例えば、図９に示すように、加工対象物として半導体ウェハ（シリコンウェハ）（以下［背景技術］および［発明が解決しようとする課題］の欄において「ウェハ」という）Ｗをレーザにより加工する技術が知られている。
【０００５】
ここで、図９に示すレーザダイシング方法の概要を簡単に説明する。
図９(A) に示すように、レーザを用いたダイシング方法では、まず図略のレーザ光源から出射されるレーザ光Ｌ（フェムト秒のレーザパルス）を集光レンズＣＶにより集光して加工対象物たるウェハＷの割断部位Ｄevに照射する。すると、割断部位Ｄevの表面から入射したレーザ光Ｌは、空気とウェハＷとの界面で屈折しウェハＷの内部で集光点Ｐを結ぶので、この集光点Ｐに集中した光子がウェハＷ中の電子に対して同時に相互作用して吸収され「多光子吸収」と呼ばれる現象が生じる。これにより、当該集光点Ｐおよびその近傍では光学的損傷が発生するため、熱歪みが誘起され当該部分においてクラックが生じる（なお、このような熱歪みによるクラックは、多光子吸収に限られることはなく、光子１個を吸収して光学的損傷を発生させる通常の光子吸収（１光子吸収）によっても生じ得る。）。このように集光点Ｐの周囲には、クラックが集合した範囲ができるので、この範囲を一般に「改質領域」または「改質層」と呼んでいる。なお、本明細書では、「改質層」の集まりを「改質領域」と称することにする。
【０００６】
このようなレーザ光Ｌの照射を割断部位Ｄevに沿って行うことで、線条に延びる改質層Ｋが形成されることから、図９(B) に示すように、レーザ光Ｌの集光点Ｐの距離を変更することにより複数の改質層Ｋを重層状に形成することが可能となる。このように形成された改質層Ｋの集まりは、クラックが集合した範囲として改質領域ＫＫとなるので、図９(C) に示すように、改質領域ＫＫを中心にウェハＷを両側に引っ張ることで、当該改質領域ＫＫを境界に割断することができる。これにより、２つのウェハ片Ｗ’に分割することが可能となる。なお、ウェハ片Ｗ’は、通常、半導体チップに相当する。
【０００７】
なお、ウェハＷの裏面には「ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）」と称されるエキスパンドテープＴが貼着されているので、ウェハＷはウェハ片Ｗ’に分割されてもそれぞれがエキスパンドテープＴに貼着され保持されている。これにより、分割されたウェハ片Ｗ’が離散するのを防止している。なお、図９に示すレーザダイシング方法は、例えば、下記特許文献１等にも「レーザ加工方法」として開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このようなレーザダイシング方法によると、図９(A) や図９(B) に示すように、ウェハＷの内部に形成される改質層Ｋは、割断部位Ｄevの厚さ方向にほぼ等間隔に設定されている。そのため、割断部位Ｄevの厚さに対し十分な本数の改質層Ｋが形成されていない場合には、改質領域ＫＫ内のクラック密度が低くなることから、適正な割断を行うことができず、分割されたウェハ片Ｗ’（半導体チップ）の品質低下を招き得る。
【０００９】
また、上記特許文献１に開示されている「レーザ加工方法」では、切断起点領域（改質層）を複数本形成した場合、基板（ウェハ）の厚さに対するその形成位置等を規定しているが（特許文献１；段落番号００７２〜００７５）、この規定例によると、形成される切断起点領域の幅は基板厚の半分以下に止まるため、割断部位Ｄevの厚さ方向にほぼ等間隔形成されている場合に比べると、適正な割断を可能にし難い。特にウェハ厚が５００μｍ以上の場合には、このような規定例を適用しても安定した割断品質を得ることが困難であることを本願発明者らは実験により確認している。
【００１０】
これに対し、割断部位Ｄevの厚さ方向に可能な限り改質層Ｋを形成することによって、改質領域ＫＫを極力広く確保するようにレーザ光Ｌを照射すれば、適正な割断を可能にし得るが、レーザ光Ｌの照射に要する時間や電力を過剰に供給することとなるため、製造コストの増大を招くばかりか、レーザ設備に対する負荷も増大することから、消耗部品の交換周期の短期化や故障発生の原因にもなり易い。
【００１１】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、改質層の形成範囲を削減しつつ適正な割断を可能にし得るレーザダイシング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１のレーザダイシング方法では、加工対象物［Ｗ］の表面からレーザ光［Ｌ］を入射して、割断を予定する部位［Ｄev］の厚さ方向に光子吸収による改質層［ｋａ,ｋｂ,ｋｃ,ｋｄ,ｋｅ,ｋｆ］ を重層状に複数形成した後、当該部位［Ｄev］の裏面［Ｗｂ］を加圧して前記改質層［ｋａ等］を起点に前記加工対象物［Ｗ］を割断するレーザダイシング方法であって、前記部位［Ｄev］の厚さ方向に形成される改質層［ｋａ等］の間隔［Ｓａ，Ｓｂ］は、加圧される側［Ｗｂ］の範囲［ｈｂ］に位置する加圧側改質層［ｋｂ］を、前記加圧される側［Ｗｂ］とは反対側に位置する非加圧側改質層［ｋａ］よりも狭く設定し、前記改質層［ｋａ，ｋｂ］の間隔［Ｓａ，Ｓｂ］は、その形成位置が前記加圧される側［Ｗｂ］に近くなるに従って徐々に狭くなるように設定し、その形成位置が前記加圧される側［Ｗｂ］から遠くなるに従って徐々に広くなるように設定することを技術的特徴とする。
なお、［ ］内の数字等は、［発明を実施するための最良の形態］の欄で説明する符号に対応し得るものである（以下同じ）。
【００１４】
特許請求の範囲に記載の請求項２のレーザダイシング方法では、請求項１記載のレーザダイシング方法において、前記加圧側改質層［ｋｂ］の形成間隔［Ｓｂ］は、前記加圧される側［Ｗｂ］の範囲［ｈｂ］を複数に分割すると、そのうちの前記加圧される側［Ｗｂ］に近い範囲［ｈｂ”］に位置する加圧側近接改質層［ｋｂ”］の方を、前記加圧される側［Ｗｂ］に遠い範囲［ｈｂ’］に位置する加圧側離隔改質層［ｋｂ’］よりも狭く設定することを技術的特徴とする。
【００１８】
特許請求の範囲に記載の請求項３のレーザダイシング方法では、加工対象物［Ｗ］の表面からレーザ光［Ｌ］を入射して、割断を予定する部位［Ｄev］の厚さ方向に光子吸収による改質層［ｋａ等］を重層状に複数形成した後、当該部位［Ｄev］の裏面［Ｗｂ］を加圧して前記改質層［ｋａ等］を起点に前記加工対象物［Ｗ］を割断するレーザダイシング方法であって、前記部位［Ｄev］の厚さ方向に形成される改質層［ｋａ等］の間隔［Ｓａ，Ｓｂ］は、当該厚さ方向ほぼ中心［Ｏ］から所定範囲［ｈｃ］に位置する中心側改質層［ｋｃ］の方を、当該所定範囲［ｈｃ］から前記加圧される側［Ｗｂ］に位置する中心外加圧側改質層［ｋｆ］および当該所定範囲［ｈｃ］から前記加圧される側［Ｗｂ］とは反対側［Ｗａ］に位置する中心外非加圧側改質層［ｋｅ］よりも広く設定し、前記厚さ方向ほぼ中心から遠くなるに従って、前記改質層［ｋｃ，ｋｅ，ｋｆ］の間隔は徐々に狭くなるように設定することを技術的特徴とする。
【００１９】
特許請求の範囲に記載の請求項４のレーザダイシング方法では、請求項３記載のレーザダイシング方法において、前記中心外加圧側改質層［ｋｆ］の形成間隔［Ｓｆ］と前記中心外非加圧側改質層［ｋｅ］の形成間隔［Ｓｅ］とを、前記中心外加圧側改質層［ｋｆ］の形成間隔［Ｓｆ］≦前記中心外非加圧側改質層［ｋｅ］の形成間隔［Ｓｅ］に設定することを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明では、割断を予定する部位［Ｄev］の厚さ方向に形成される改質層［ｋａ等］の間隔［Ｓａ，Ｓｂ］は、加圧される側［Ｗｂ］の範囲［ｈｂ］に位置する加圧側改質層［ｋｂ］の方をそれとは反対側［Ｗａ］の範囲［ｈａ］に位置する非加圧側改質層［ｋａ］よりも狭く設定する。
【００２３】
これにより、割断を予定する部位［Ｄev］においては、加圧される裏面［Ｗｂ］に近い側の範囲［ｈｂ］に改質層［ｋａ等］が集中して形成されるので、加圧力の影響を最も受け易い箇所に改質により形成されたクラックの密度を高めることができる。これに対し、割断を予定する部位［Ｄev］であっても、加圧される側［Ｗｂ］とは反対側［Ｗａ］、つまり加圧される裏面［Ｗｂ］に遠い側の範囲［ｈａ］には、改質層［ｋａ等］を形成するものの、加圧される裏面［Ｗｂ］に近い側の範囲［ｈｂ］を起点とした割裂の連鎖によって、クラックの密度を必要以上に高めることなく割断が可能となる。したがって、割断を予定する部位［Ｄev］の厚さ方向に可能な限り改質層［ｋａ等］を形成する場合に比べて改質層［ｋａ等］の数を少なく（改質層の形成範囲を削減）しつつ適正な割断を可能にすることができる。
【００２４】
また、改質層の間隔は、その形成位置が加圧される側［Ｗｂ］に近くなるに従って狭くなるように設定し、その形成位置が加圧される側［Ｗｂ］から遠くなるに従って広くなるように設定する（図１参照）。
【００２５】
これにより、割断を予定する部位［Ｄev］においては、加圧される裏面［Ｗｂ］に近くなるほど改質層が集中して形成されるので、加圧力が加えられる裏面［Ｗｂ］の近傍のクラック密度を最も高めることができる。これに対し、割断を予定する部位［Ｄev］の厚さ方向ほぼ中心［Ｏ］から加圧される側［Ｗｂ］の範囲［ｈｂ］に位置する加圧側改質層［ｋｂ］であっても、加圧される裏面［Ｗｂ］に遠くなるほど（厚さ方向ほぼ中心［Ｏ］に近くなるほど）加圧側改質層［ｋｂ］が分散して形成される。したがって、加圧される側［Ｗｂ］の範囲［ｈｂ］の加圧側改質層［ｋｂ］を可能な限り形成する場合に比べ、加圧側改質層［ｋｂ］の数を少なく（改質層の形成範囲を削減）しつつ適正な割断を可能にすることができる。
【００２６】
請求項２の発明では、加圧側改質層［ｋｂ］の形成間隔［Ｓｂ］は、加圧される側［Ｗｂ］の範囲［ｈｂ］を複数に分割すると、そのうちの加圧される側［Ｗｂ］に近い範囲［ｈｂ”］に位置する加圧側近接改質層［ｋｂ”］の方を、加圧される側［Ｗｂ］に遠い範囲［ｈｂ’］に位置する加圧側離隔改質層［ｋｂ’］よりも狭く設定する（図２参照）。
【００２７】
これにより、割断を予定する部位［Ｄev］においては、加圧される側［Ｗｂ］に近い範囲［ｈｂ”］の加圧側近接改質層［ｋｂ”］の方が集中して形成されるので、加圧力が加えられる裏面［Ｗｂ］の近い範囲［ｈｂ”］のクラック密度を限定的に高めることができる。これに対し、割断を予定する部位［Ｄev］の厚さ方向ほぼ中心［Ｏ］から加圧される側［Ｗｂ］の範囲［ｈｂ］に位置する加圧側改質層［ｋｂ］であっても、加圧される側［Ｗｂ］に遠い範囲［ｈｂ’］の加圧側非近接改質層［ｋｂ’］の方は加圧側近接改質層［ｋｂ”］よりも分散して形成される。したがって、加圧される側［Ｗｂ］の範囲［ｈｂ］の加圧側改質層［ｋｂ］を可能な限り形成する場合に比べ、加圧側改質層［ｋｂ］の数を少なく（改質層の形成範囲を削減）しつつ適正な割断を可能にすることができる。
【００２８】
請求項３の発明では、部位［Ｄev］の厚さ方向に形成される改質層［ｋｃ,ｋｅ,ｋｆ］の間隔［Ｓｃ,Ｓｅ,Ｓｆ］は、当該厚さ方向ほぼ中心［Ｏ］から所定範囲［ｈｃ］に位置する中心側改質層［ｋｃ］の方を、当該所定範囲［ｈｃ］から加圧される側［Ｗｂ］に位置する中心外加圧側改質層［ｋｆ］および当該所定範囲［ｈｃ］から加圧される側［Ｗｂ］とは反対側［Ｗａ］に位置する中心外非加圧側改質層［ｋｅ］よりも広く設定する（図５参照）。
【００２９】
これにより、厚さ方向ほぼ中心［Ｏ］の所定範囲［ｈｃ］に位置し加圧力が加わる可能性の低い範囲にある中心側改質層［ｋｃ］に比べ、それ以外の所定範囲［ｈｆ］、［ｈｅ］に位置し加圧力が加わる可能性の高い範囲（割断を予定する部位［Ｄev］の両面）の中心外加圧側改質層［ｋｆ］や中心外非加圧側改質層［ｋｅ］を集中させることができる。したがって、割断を予定する部位［Ｄev］の厚さ方向に可能な限り改質層［ｋｃ等］を形成する場合に比べて改質層［ｋｃ等］の数を少なく（改質層の形成範囲を削減）しつつ適正な割断を可能にすることができる。また、割断に際し、割断を予定する部位［Ｄev］の両面（表面、裏面）からタイミングを異にして加圧力が加えられる場合や部位［Ｄev］のいずれの面（表面、裏面）から加圧力が加えられるを設定できない場合等においても、適正な割断を可能にすることができる。
【００３０】
請求項４の発明では、中心外加圧側改質層［ｋｆ］の形成間隔［Ｓｆ］と中心外非加圧側改質層［ｋｅ］の形成間隔［Ｓｅ］とを、中心外加圧側改質層［ｋｆ］の形成間隔［Ｓｆ］≦中心外非加圧側改質層［ｋｅ］の形成間隔［Ｓｅ］に設定する（図５参照）。
【００３１】
これにより、厚さ方向ほぼ中心［Ｏ］の所定範囲［ｈｃ］を中心に両面に対して対称に中心外加圧側改質層［ｋｆ］および中心外非加圧側改質層［ｋｅ］が形成されるので、割断に際し、割断を予定する部位［Ｄev］の両面（表面、裏面）からタイミングを異にして加圧力が加えられる場合等、両面から加圧するときには、その加圧力の設定を同程度に設定することにより、適正な割断を可能にすることができる。また、厚さ方向ほぼ中心［Ｏ］の所定範囲［ｈｃ］を中心に中心外加圧側改質層［ｋｆ］の方が中心外非加圧側改質層［ｋｅ］よりも狭く若しくは多く形成されるので、中心外加圧側改質層［ｋｆ］のクラック密度を中心外非加圧側改質層［ｋｅ］のクラック密度よりも高めることができ、その分、改質層の形成範囲を削減しつつ適正な割断を可能にすることができる。
【００３２】
なお、厚さ方向ほぼ中心［Ｏ］から遠くなる、つまり部位［Ｄev］の表面［Ｗａ］および裏面［Ｗｂ］に近づくに従って、改質層の形成間隔が徐々に狭くなったり、改質層の形成数が徐々に多くなったりするようにして、当該中心［Ｏ］から表面［Ｗａ］および裏面［Ｗｂ］に向かって改質層の形成間隔や形成数を表裏を対称に構成しても良い。これにより、割断を予定する部位［Ｄev］の表面あるいは裏面に近づくほど改質層の形成によるクラック密度を高めることができるので、割断に際し、割断を予定する部位［Ｄev］の両面（表面、裏面）からタイミングを異にして加圧力が加えられる場合等、両面から加圧するときには、より一層、適正な割断を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明のレーザダイシング方法をウェハのダイシング工程に適用した実施形態を各図に基づいて説明する。なお、以下説明する各実施形態は、いずれも、ウェハのダイシング工程において、(1) ウェハＷの表面Ｗａからレーザ光Ｌを入射して割断部位Ｄevの厚さ方向に例えば多光子吸収による改質層ｋａ等を重層状に複数形成した後（改質工程）、(2) 当該割断部位Ｄevの裏面Ｗｂを加圧して改質層ｋａ等を起点にウェハＷを割断する（割断工程）、もので、特に(1) の改質工程について詳述したものである。(2) の割断工程については、既に［背景技術］の欄で図９を参照して説明したものと同様であるので、説明を省略する。なお、ウェハＷは、特許請求の範囲に記載の「加工対象物」に、割断部位Ｄevは、特許請求の範囲に記載の「割断を予定する部位」に、裏面Ｗｂは、特許請求の範囲に記載の「当該部位の裏面」に、それぞれ相当し得るものである。
【００３４】
［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態に係るレーザダイシング方法２０では、ウェハＷのダイシング工程（改質工程）において、レーザ光Ｌの入射により改質層ｋａ、ｋｂを割断部位Ｄevの厚さ方向に以下のように形成する。なお、図１(A) には、各改質層ｋａ、ｋｂの位置関係および形成間隔が表されており、図１(B) は図１(A) に示す1B矢視方向断面が表されている。
【００３５】
即ち、図１(A) に示すように、割断部位Ｄevの厚さ方向の中心線Ｏからレーザ光Ｌが入射される側、つまり表面Ｗａ側に位置する入射側範囲ｈａに間隔Ｓａで改質層ｋａを形成し、割断部位Ｄevの厚さ方向の中心線Ｏから加圧される側、つまり裏面Ｗｂ側に位置する加圧側範囲ｈｂに間隔Ｓｂで改質層ｋｂを形成する。なお、ウェハＷの裏面Ｗｂには、エキスパンドテープＴが貼着されている。
【００３６】
そして、これらの間隔はＳａ＞Ｓｂ、即ち加圧側範囲ｈｂに形成される改質層ｋｂの間隔Ｓｂの方が、入射側範囲ｈａに形成される改質層ｋａの間隔Ｓａよりも狭くなるように設定する。また、本第１実施形態では、加圧側範囲ｈｂに形成される改質層ｋｂの位置が裏面Ｗｂに近くなる（表面Ｗａから遠くなる）に従って間隔Ｓｂが徐々に狭くなるように設定し、入射側範囲ｈａに形成される改質層ｋａの位置が裏面Ｗｂから遠くなる（表面Ｗａに近くなる）に従って間隔Ｓａが徐々に広くなるように設定する。
【００３７】
換言すると、加圧側範囲ｈｂに形成される改質層ｋｂの数Ｎｂの方が、入射側範囲ｈａに形成される改質層ｋａの数Ｎａよりも多くなるように設定し（Ｎａ＜Ｎｂ）、加圧側範囲ｈｂに形成される改質層ｋｂの位置が裏面Ｗｂに近くなる（表面Ｗａから遠くなる）に従って徐々に形成数Ｎｂが多くなるように設定し、入射側範囲ｈａに形成される改質層ｋａの位置が裏面Ｗｂから遠くなる（表面Ｗａに近くなる）に従って徐々に形成数Ｎａが少なくなるように設定する。
【００３８】
これにより、加圧される裏面Ｗｂに近い側の加圧側範囲ｈｂには、改質層ｋｂが集中して形成されるので、図１(B) に示すように、加圧力の影響を最も受け易い裏面Ｗｂの加圧側範囲ｈｂに改質層ｋｂにより形成されたクラックの密度を高めた改質領域αを形成することが可能となる。
【００３９】
これに対し、加圧される裏面Ｗｂに遠い側の入射側範囲ｈａには、改質層ｋａが分散して形成される。つまり、割断部位Ｄevであっても、加圧力の影響を受け難い表面Ｗａの入射側範囲ｈａには、改質層ｋａが分散して形成される。これは、当該入射側範囲ｈａのクラック密度が、加圧側範囲ｈｂのクラック密度よりも低く設定されていても（クラックの密度を低めた改質領域β）、加圧側範囲ｈｂの改質層ｋｂを起点とした割裂の連鎖によってウェハＷの割断が可能となることに基づくものである。
【００４０】
なお、中心線Ｏは、特許請求の範囲に記載の「厚さ方向ほぼ中心」に相当し得るものである。また、表面Ｗａは特許請求の範囲に記載の「加圧される側とは反対側」に、入射側範囲ｈａは同記載の「加圧される側とは反対側の範囲」に、間隔Ｓａは同記載の「改質層の間隔」および「非加圧側改質層の形成間隔」に、それぞれ相当し得るものである。さらに、裏面Ｗｂは特許請求の範囲に記載の「加圧される側」に、加圧側範囲ｈｂは同記載の「加圧される側の範囲」に、間隔Ｓｂは同記載の「改質層の間隔」および「加圧側改質層の形成間隔」に、それぞれ相当し得るものである。
【００４１】
このように本第１実施形態に係るレーザダイシング方法２０によると、加圧側範囲ｈｂに位置する改質層ｋｂの形成間隔Ｓｂを、それとは反対側の入射側範囲ｈａに位置する改質層ｋａの形成間隔Ｓａよりも狭く設定する。これにより、割断に際し加圧される裏面Ｗｂに近い側の加圧側範囲ｈｂには改質層ｋｂが集中して形成されるので、割断に際し加圧される裏面Ｗｂに遠い側の入射側範囲ｈａには、改質層ｋａを形成するものの、当該裏面Ｗｂに近い側の加圧側範囲ｈｂを起点とした割裂の連鎖によって、クラックの密度を必要以上に高めることなく割断が可能となる。したがって、割断部位Ｄevの厚さ方向に可能な限り改質層ｋａ、ｋｂを形成する場合に比べて改質層ｋａの数を少なくしつつ適正な割断を可能にすることができる。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るレーザダイシング方法３０を図２に基づいて説明する。なお、図２(A) には、各改質層ｋａ、ｋｂの位置関係および形成間隔が表されており、図２(B) は図２(A) に示す2B矢視方向断面が表されており、第１実施形態で説明した図１と実質的に同一の構成部分には同一符号を付している。
【００４３】
図２に示すように、本第２実施形態に係るレーザダイシング方法３０では、入射側範囲ｈａに間隔Ｓａで改質層ｋａを形成し、加圧側範囲ｈｂに間隔Ｓｂで改質層ｋｂを形成し、これらの間隔をＳａ＞Ｓｂに設定するところは、前述したレーザダイシング方法２０と同様であるが、加圧側範囲ｈｂを２分割（分割線Ｏ’）してそれぞれの所定範囲ｈｂ’、ｈｂ”に形成間隔の異なる改質層ｋｂ’、改質層ｋｂ”を形成するところが異なる。
【００４４】
即ち、図２(A) に示すように、改質層ｋｂの形成間隔Ｓｂは、裏面Ｗｂ側の加圧側範囲ｈｂをほぼ２分割したと仮定すると、そのうちの裏面Ｗｂ側に近い所定範囲ｈｂ”に位置する改質層ｋｂ”の方を、裏面Ｗｂ側に遠い所定範囲ｈｂ’に位置する改質層ｋｂ’よりも狭く設定する。換言すると、所定範囲ｈｂ”に形成される改質層ｋｂ”の数Ｎｂ”を、所定範囲ｈｂ’に形成される改質層ｋｂ’の数Ｎｂ’よりも多く設定する。なお、本実施形態では、「ほぼ２分割」とするが、例えば、分割数が２以上、つまり複数であれば３分割、４分割等でも良い。この場合、それぞれの分割範囲が、裏面Ｗｂ側に近くなるほど改質層ｋｂの形成間隔が狭く（改質層ｋｂの形成数が多く）設定され、表面Ｗａ側に近くなるほど改質層ｋｂの形成間隔が広く（改質層ｋｂの形成数が少なく）設定される。
【００４５】
これにより、割断部位Ｄevにおいては、分割線Ｏ’から裏面Ｗｂ側に近い（分割線Ｏ’から表面Ｗａ側に遠い）所定範囲ｈｂ”の改質層ｋｂ”の方が集中して形成されるので、加圧力が加えられる裏面Ｗｂ側に近い所定範囲ｈｂ”のクラック密度を限定的に高めることができる（クラック密度を高めた改質領域α）。これに対し、割断部位Ｄevの厚さ方向ほぼ中心の中心線Ｏから裏面Ｗｂ側の加圧側範囲ｈｂに位置する改質層ｋｂであっても、分割線Ｏ’から裏面Ｗｂ側に遠い（分割線Ｏ’から表面Ｗａに近い）所定範囲ｈｂ’の改質層ｋｂ’の方は改質層ｋｂ”よりも分散して形成される（クラック密度をやや低めた改質領域β）。なお、入射側範囲ｈａは間隔Ｓａ（＞Ｓｂ）であるので、クラック密度を最も低めた改質領域γとして設定される。したがって、裏面Ｗｂ側の加圧側範囲ｈｂの改質層ｋｂ（ｋｂ’、ｋｂ”）を可能な限り形成する場合に比べ、改質層ｋｂの数を少なくしつつ適正な割断を可能にすることができる。
【００４６】
なお、所定範囲ｈｂ’は、特許請求の範囲に記載の「加圧される側に遠い範囲」に、また所定範囲ｈｂ”は、同記載の「加圧される側に近い範囲」に、それぞれ相当し得るものである。また、改質層ｋｂ’は、特許請求の範囲に記載の「加圧側離隔改質層」に、改質層ｋｂ”は、同記載の「加圧側近接改質層」に、それぞれ相当し得るものである。さらに、Ｓｂ’は、特許請求の範囲に記載の「加圧側離隔改質層の形成間隔」に相当し得るもので、Ｓｂ”は、同記載の「加圧側近接改質層の形成間隔」に相当し得るもので
ある。
【００４７】
ここで、入射側範囲ｈａのクラック密度が、加圧側範囲ｈｂのクラック密度よりも低く設定されていても、加圧側範囲ｈｂの改質層ｋｂを起点とした割裂の連鎖によってウェハＷの割断が可能となることを確認した実験結果を図３および図４に基づいて説明する。なお、図３および図４には、厚さ２６２５μｍのウェハＷ（シリコンウェハ）を５ｍｍ角に割断した場合における割断率（適正に割断できた確率）が示されている。
【００４８】
図３に示すように、ウェハＷに形成される改質層ｋａ、ｋｂの数を２０本に設定した場合、入射側範囲ｈａに形成される改質層ｋａの間隔Ｓａおよび数Ｎａと、加圧側範囲ｈｂに形成される改質層ｋｂの間隔Ｓｂおよび数Ｎｂと、の関係を、次の３通りに設定する。即ち、図３に示す(a) のようにＳａ＞ＳｂおよびＮａ＜Ｎｂ、図３に示す(b) のようにＳａ＝ＳｂおよびＮａ＝Ｎｂ、図３に示す(c) のようにＳａ＜ＳｂおよびＮａ＞Ｎｂ、にそれぞれ設定する。なお、各改質層ｋａ、ｋｂの形成間隔は、平均して３０μｍとなるように設定している。
【００４９】
そして、このように各改質層ｋａ、ｋｂを形成したウェハをその裏面Ｗｂから加圧して５ｍｍ角（５ｍｍ四方）の半導体チップに割断を試みると、図３に示すような割断率で割断されることを本願発明者らによる実験により確認した。これによると、各改質層ｋａ、ｋｂを、図３に示す(a) のようにＳａ＞ＳｂおよびＮａ＜Ｎｂに設定して形成した場合は１００％の割断率となるが、図３に示す(b) のようにＳａ＝ＳｂおよびＮａ＝Ｎｂに設定して形成した場合は９５％程度の割断率に止まることがわかった。また図３に示す(c) のようにＳａ＜ＳｂおよびＮａ＞Ｎｂに設定して形成した場合は適正な割断を行うことはできず０％の割断率になることがわかった。なお、図３に示す(a) による設定例は、本第１実施形態に係るレーザダイシング方法２０（図１）に相当するものである。
【００５０】
このように図３に示す実験結果から、本第１実施形態に係るレーザダイシング方法２０の場合（図３(a) ）、１００％の割断率を確保可能であることを確認した。これに対し、割断部位Ｄevの厚さ方向にほぼ等間隔に設定してもその間隔が適当でない場合には（図３(b) ）、９５％程度に止まり１００％の割断率は得られないことを確認した。また図１のように各改質層ｋａ、ｋｂを設定しても、割断に際し加える加圧力がウェハの反対側（表面Ｗａ）の場合には、適正な割断を行うことが困難であることを確認した。
【００５１】
次に図４に示すように、ウェハＷに形成される改質層ｋａ、ｋｂの数を１８本または２０本に設定した場合、入射側範囲ｈａに形成される改質層ｋａの間隔Ｓａおよび数Ｎａと、加圧側範囲ｈｂを２分割しそのうちの裏面Ｗｂに遠い所定範囲ｈｂ’に位置する改質層ｋｂ’の間隔Ｓｂ’および数Ｎｂ’と、裏面Ｗｂに近い所定範囲ｈｂ”に位置する改質層ｋｂ”の間隔Ｓｂ”および数Ｎｂ”と、の関係を、次の３通りに設定する。即ち、図４に示す(a) のようにＳａ＞Ｓｂ’＞Ｓｂ”（一部ｈｘにおいてＳｂ’＜Ｓｂ”）およびＮａ＜Ｎｂ’＜Ｎｂ”（一部ｈｘにおいてＮｂ’＞Ｎｂ”）、図４に示す(b) のようにＳａ＝Ｓｂ’＞Ｓｂ”およびＮａ＝Ｎｂ’＜Ｎｂ”、図４に示す(c) のようにＳａ＞Ｓｂ’＞Ｓｂ”およびＮａ＜Ｎｂ’＜Ｎｂ”、にそれぞれ設定する。なお、各改質層ｋａ、ｋｂの形成間隔は、平均して３０μｍとなるように設定している。
【００５２】
そして、このように各改質層ｋａ、ｋｂを形成したウェハをその裏面Ｗｂから加圧して５ｍｍ角（５ｍｍ四方）の半導体チップに割断を試みると、図４に示すような割断率で割断されることを本願発明者らによる実験により確認した。これによると、各改質層ｋａ、ｋｂ、ｋｂ’、ｋｂ”を、図４に示すようにＳａ＞Ｓｂ’＞Ｓｂ”およびＮａ＜Ｎｂ’＜Ｎｂ”に設定して形成した場合は１００％の割断率となるが、図４に示す(b) のようにＳａ＝Ｓｂ’＞Ｓｂ”およびＮａ＝Ｎｂ’＜Ｎｂ”に設定して形成した場合は８８％程度の割断率に止まることがわかった。また、図４に示す(a) のようにＳａ＞Ｓｂ’＞Ｓｂ”（一部ｈｘにおいてＳｂ’＜Ｓｂ”）およびＮａ＜Ｎｂ’＜Ｎｂ”（一部ｈｘにおいてＮｂ’＞Ｎｂ”）に設定して形成した場合は適正な割断を行うことはできず０％の割断率になることがわかった。なお、図４に示す(c) による設定例は、本第２実施形態に係るレーザダイシング方法３０（図２）に相当するものである。
【００５３】
このように図４に示す実験結果から、本第２実施形態に係るレーザダイシング方法３０の場合（図４(c) ）、１００％の割断率を確保可能であることを確認した。これに対し、割断する際に割断部位Ｄevに加圧される裏面Ｗｂの所定範囲ｈｂ”に間隔Ｓｂ”の狭い改質層ｋｂ”を形成しても、他の範囲（所定範囲ｈｂ’）の形成間隔が適当でない場合には（図４(b) ）、８８％程度に止まり１００％の割断率は得られないことを確認した。また図２のように各改質層ｋａ、ｋｂ、ｋｂ’、ｋｂ”を設定しても、割断に際し加える加圧力が最も影響を与え得る裏面Ｗｂ近傍の範囲（所定範囲ｈｂ”）の一部ｈｘに形成間隔が広い範囲が存在した場合には、適正な割断を行うことが困難であることを確認した。
【００５４】
［第３実施形態］
続いて、第３実施形態に係るレーザダイシング方法４０を図５に基づいて説明する。なお、図５(A) には、各改質層ｋｃ、ｋｅ、ｋｆの位置関係および形成間隔が表されており、図５(B) は図５(A) に示す5B矢視方向断面が表されており、第１実施形態で説明した図１と実質的に同一の構成部分には同一符号を付している。
【００５５】
図５に示すように、本第３実施形態に係るレーザダイシング方法４０では、割断部位Ｄevの厚さ方向ほぼ中心の中心線Ｏから所定範囲ｈｃに位置する改質層ｋｃの形成間隔Ｓｃを、当該所定範囲ｈｃから裏面Ｗｂ側に位置する改質層ｋｆおよび当該所定範囲ｈｃから裏面Ｗｂ側とは反対側の表面Ｗａ側に位置する改質層ｋｅよりも広く設定する。換言すると、所定範囲ｈｃに形成される改質層ｋｃの数Ｎｃを、所定範囲ｈｆに形成される改質層ｋｆの数Ｎｆや所定範囲ｈｅに形成される改質層ｋｅの数Ｎｅよりも少なく設定する。なお、本実施形態では、改質層ｋｆの形成間隔Ｓｆ＝改質層ｋｅの形成間隔Ｓｅ（ほぼ同間隔）に設定しているが、形成間隔Ｓｆ＜形成間隔Ｓｅに設定しても良い。つまり、改質層ｋｆの形成間隔Ｓｆ≦改質層ｋｅの形成間隔Ｓｅまたは改質層ｋｆの数Ｎｆ≧改質層ｋｅの数Ｎｅに設定される。
【００５６】
これにより、割断部位Ｄevにおいては、中心線Ｏから所定範囲ｈｃ位置し加圧力が加わる可能性の低い範囲にある改質層ｋｃに比べ、それ以外の所定範囲ｈｆ、ｈｅに位置し加圧力が加わる可能性の高い範囲（割断部位Ｄevの裏面Ｗｂや表面Ｗａ）の改質層ｋｆや改質層ｋｅを集中させることができる（クラック密度を高めた改質領域α）。なお、所定範囲ｈｃの形成間隔は、Ｓｃ（＞Ｓｆ、Ｓｅ）であるので、クラック密度を低めた改質領域βとして設定される。したがって、割断部位Ｄevの厚さ方向に可能な限り改質層ｋｃ、ｋｆ、ｋｅを形成する場合に比べて改質層ｋｃの数を少なくしつつ適正な割断を可能にすることができる。また、割断に際し、割断部位Ｄevの両面（表面Ｗａ、裏面Ｗｂ）からタイミングを異にして加圧力が加えられる場合や割断部位Ｄevのいずれの面（表面Ｗａ、裏面Ｗｂ）から加圧力が加えられるを設定できない場合等においても、適正な割断を可能にすることができる。
【００５７】
なお、所定範囲ｈｃは、特許請求の範囲に記載の「厚さ方向ほぼ中心から所定範囲」に相当し得るものである。また、改質層ｋｃは、特許請求の範囲に記載の「中心側改質層」に、改質層ｋｆは、同記載の「中心外加圧側改質層」に、さらに改質層ｋｅは、同記載の「中心外非加圧側改質層」に、それぞれ相当し得るものである。さらに、Ｓｃは、特許請求の範囲に記載の「中心側改質層の形成間隔」に相当し得るもので、Ｓｆは、同記載の「中心外加圧側改質層の形成間隔」に相当し得るもので、Ｓｅは、同記載の「中心外非加圧側改質層の形成間隔」に相当し得るものである。
【００５８】
以上説明した第１実施形態〜第３実施形態では、前述したように(2) の割断工程を、図９(C) に示すものと同様に設定したが、「割断を予定する部位の裏面を加圧」するものであればこれに限られることはなく、例えば図７(A) や図７(B) に示すものにしても良い。
【００５９】
なお、図７(A) および図７(B) には、割断工程により割断されるウェハＷとして、第１実施形態に係るレーザダイシング方法２０により改質層Ｋａ、Ｋｂが形成されたものが図示されているが、これに限られず、第２実施形態に係るレーザダイシング方法３０により改質層Ｋａ、Ｋｂ’、Ｋｂ”が形成されたものや、第３実施形態に係るレーザダイシング方法４０により改質層Ｋｅ、Ｋｃ、Ｋｆ等が形成されたものについても、図７に示す割断工程を適用することが可能である。
【００６０】
即ち、図７(A) に示すように、ウェハＷの裏面Ｗｂに貼着されたエキスパンドテープＴを、当該エキスパンドテープＴの非貼着側から割断部位Ｄev付近を突き上げるように、図略の加圧装置により発生する加圧力を加える。これにより、エキスパンドテープＴを当該ウェハＷの外側方向に引っ張らなくても割断部位Ｄevが集中的に加圧されるので、効率的に改質層にクラックを生じさせることができる。したがって、ウェハＷを割断部位Ｄevで割断し易くなる。
【００６１】
また、図７(B) に示すように、ウェハＷの裏面Ｗｂに貼着されたエキスパンドテープＴの貼着側で割断部位Ｄev付近が突出するように、エキスパンドテープＴまたはウェハＷの周縁部に撓み力を加えてエキスパンドテープＴに貼着されたウェハＷを撓ませる。これにより、エキスパンドテープＴを当該ウェハＷの外側方向に引っ張らなくても、このような撓みによって割断部位Ｄevがほぼ均等に加圧される。したがって、ウェハＷの安定した割断が可能となる。
【００６２】
なお、図８に示すように、ウェハＷの裏面Ｗｂに貼着されたエキスパンドテープＴを当該ウェハＷの外側方向に引っ張るだけでも、ウェハＷを割断することができる。即ち、ウェハＷが貼着されたエキスパンドテープＴが外側方向に向かう引張力によって引っ張られることで、当該エキスパンドテープＴに貼り付けられたウェハＷに対してもその径方向外側に向けた外力が加わる。このため、割断部位Ｄevの改質層を境界に互いに反対方向に引き離す力が作用するので、このようなエキスパンドテープＴの引張りによってもウェハＷを割断することが可能となる。
【００６３】
なお、以上説明した第１実施形態〜第３実施形態では、それぞれ図１(B) 、図２(B) 、図５(B) からわかるように、改質領域α、β等をウェハＷの平面方向に線条に１条だけ形成した例を説明したが、これらの各改変例として、図６に示すように、改質領域α、β等をウェハＷの平面方向に線条に複数条、例えば３条形成するように構成しても良い。
【００６４】
なお、図６(A) には、第２実施形態に係るレーザダイシング方法３０により３条の改質領域α、β、γを形成した例が示されている（符号３０’）。また、図６(B) には、割断部位Ｄevの厚さ方向に間隔Ｓｄに位置する改質層Ｋｄを等間隔に形成して構成した改質領域δを３条に設けた例が示されている（符号５０）。
【００６５】
このように改質領域α、β、γ、δを複数条に形成することで、ウェハＷの平面方向にも幅広に改質領域α、β、γ、δが形成されることから、適正な割断をより確実にし得ること、つまり割断率を向上し得ることが可能となる。
【００６６】
また、以上説明した第１実施形態〜第３実施形態では、割断部位Ｄevに照射するレーザ光Ｌのレーザパワーについては言及していないが、例えば、入射側範囲ｈａに改質層ｋａを形成するために要するレーザパワーよりも、加圧側範囲ｈｂに改質層ｋｂを形成するために要するレーザパワーを大きく設定しても良い。これにより、レーザ光Ｌの入射深度が入射側範囲ｈａよりも加圧側範囲ｈｂの方が深くなってもその分、レーザパワーを増加させているので、当該加圧側範囲ｈｂの改質層ｋｂを容易に形成することが可能となる。
【００６７】
なお、以上の各実施形態では、レーザダイシングの加工対象物として、シリコンウェハの場合を例示して説明したが、本発明のレーザダイシング方法により割断可能な加工対象物はこれに限られることはなく、例えば、シリコン以外の半導体材料、ガラス、クリスタル、あるいはプラスチック等の樹脂材料、等の各種の物質その対象に挙げられ、これらについても、上記各実施形態の場合と同様の作用および効果を得ることができる。
【００６８】
また、以上の各実施形態では、多光子吸収によって改質層が形成される場合を例示して説明したが、本発明はこれに限られることはなく、１光子吸収によって改質層が形成される場合にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るダイシング工程（改質工程）によりウェハに形成される各改質層を示す断面図で、図１(A) は当該各改質層の位置関係および形成間隔を表したもの、図１(B) は図１(A) に示す1B矢視方向断面を表したものである。
【図２】本発明の第２実施形態に係るダイシング工程（改質工程）によりウェハに形成される各改質層を示す断面図で、図２(A) は当該各改質層の位置関係および形成間隔を表したもの、図２(B) は図２(A) に示す2B矢視方向断面を表したものである。
【図３】第１実施形態によるレーザダイシング方法の有効性を確認する実験例を示す説明図で、改質層を２０本形成した場合のものである。
【図４】第２実施形態によるレーザダイシング方法の有効性を確認する実験例を示す説明図で、改質層を１８本等形成した場合のものである。
【図５】本発明の第３実施形態に係るダイシング工程（改質工程）によりウェハに形成される各改質層を示す断面図で、図５(A) は当該各改質層の位置関係および形成間隔を表したもの、図５(B) は図５(A) に示す5B矢視方向断面を表したものである。
【図６】本発明の第１〜３実施形態によるレーザダイシング方法の改変例等を示す説明図で、図６(A) は改質領域を割断部位に３条形成した例で、図６(B) は図６(A) に示す各改質領域を等間隔に形成される改質層により構成した例である。
【図７】割断工程における加圧方法の他の例を示す説明図で、図７(A) はエキスパンドテープを押し上げる場合の例、図７(B) はウェハを撓ませる場合の例である。
【図８】割断工程における割断方法の他の例を示す説明図で、エキスパンドテープを両側に引っ張る場合の例である。
【図９】従来例によるレーザダイシング方法を示す説明図で、図９(A) は改質工程の様子を示すもの、図９(B) は改質工程で形成された改質層を9B矢視方向から見たもの、図９(C) は割断工程を示すものである。
【符号の説明】
【００７０】
２０、３０、４０…レーザダイシング方法
ＣＶ…集光レンズ
Ｄev…割断部位（割断を予定する部位）
ｈａ…入射側範囲（加圧される側とは反対側の範囲）
ｈｂ…加圧側範囲（加圧される側の範囲）
ｈｂ’…所定範囲（加圧される側に遠い範囲）
ｈｂ”…所定範囲（加圧される側に近い範囲）
ｈｃ…所定範囲（厚さ方向ほぼ中心から所定範囲）
ｈｅ…所定範囲
ｈｆ…所定範囲
ｋａ…改質層（非加圧側改質層）
ｋｂ…改質層（加圧側改質層）
ｋｂ’…改質層（加圧側離隔改質層）
ｋｂ”…改質層（加圧側近接改質層）
ｋｃ…改質層（中心側改質層）
ｋｅ…改質層（中心外非加圧側改質層）
ｋｆ…改質層（中心外加圧側改質層）
Ｌ…レーザ光
Ｏ…中心線（厚さ方向ほぼ中心）
Ｐ…集光点
Ｓａ…間隔（非加圧側改質層の形成間隔）
Ｓｂ…間隔（加圧側改質層の形成間隔）
Ｓｂ’…間隔（加圧側離隔改質層の形成間隔）
Ｓｂ”…間隔（加圧側近接改質層の形成間隔）
Ｓｃ…間隔（中心側改質層の形成間隔）
Ｓｅ…間隔（中心外非加圧側改質層の形成間隔）
Ｓｆ…間隔（中心外加圧側改質層の形成間隔）
Ｔ…エキスパンドテープ
Ｗ…ウェハ（加工対象物）
Ｗａ…表面（加圧される側とは反対側）
Ｗｂ…裏面（加圧される側）
α、β、γ、δ…改質領域
【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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