(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザー光線をウエーハに照射することにより発生するデブリの影響を防止することができるレーザー加工方法を提供する。【解決手段】ウエーハ２０の所定の領域にレーザー光線７２５を照射して加工を施すレーザー加工方法であって、ウエーハ２０の加工面にレーザー光線７２５を吸収する樹脂被膜２４を被覆する樹脂被膜被覆工程と、該樹脂被膜２４を通してウエーハ１０の加工面にレーザー光線７２５を照射するレーザー光線照射工程と、該レーザー光線照射工程終了後に該樹脂被膜２４を除去する樹脂被膜除去工程と、を含む、ことを特徴とするレーザー加工方法。【選択図】図１１
2005150523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハの所定の領域にレーザー光線を照射して加工を施すレーザー加工方法であって、
ウエーハの加工面にレーザー光線を吸収する樹脂被膜を被覆する樹脂被膜被覆工程と、
該樹脂被膜を通してウエーハの加工面にレーザー光線を照射するレーザー光線照射工程と、
該レーザー光線照射工程終了後に該樹脂被膜を除去する樹脂被膜除去工程と、を含む、
ことを特徴とするレーザー加工方法。
【請求項２】
該樹脂被膜は、光吸収係数が１，０００／ｃｍ以上である、請求項１記載のレーザー加工方法。
【請求項３】
該樹脂被膜は、水溶性樹脂に光吸収剤を混入した水溶性光吸収樹脂によって形成される、請求項１又は２記載のレーザー加工方法。
【請求項４】
該水溶性光吸収樹脂は、ポリビニルアルコールに二酸化チタンを混入した樹脂である、請求項３記載のレーザー加工方法。
【請求項５】
該ウエーハは半導体基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって形成された半導体チップがストリートによって区画されて形成されている半導体ウエーハであって、該樹脂被膜被覆工程は該半導体基板の表面にレーザー光線を吸収する該樹脂被膜を被覆し、該レーザー光線照射工程は該樹脂被膜を通して該ストリートを形成する該積層体にレーザー光線を照射し該半導体基板に達するレーザー加工溝を形成する、請求項１から４のいずれかに記載のレーザー加工方法。
【請求項６】
該レーザー光線照射工程によって形成された該レーザー加工溝が形成された該半導体ウエーハは、切削ブレートによりレーザー加工溝に沿って切断され個々の半導体チップに分割される、請求項５記載のレーザー加工方法。
【請求項７】
該ウエーハは基板の表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域に光デバイスが形成された光デバイスウエーハであって、該樹脂被膜被覆工程は基板の裏面にレーザー光線を吸収する該樹脂被膜を被覆し、該レーザー光線照射工程は該樹脂被膜を通して基板の裏面にレーザー光線を照射し基板にレーザー加工溝を形成する、請求項１から４のいずれかに記載のレーザー加工方法。
【請求項８】
該レーザー光線照射工程によって形成された該レーザー加工溝が形成された光デバイスウエーハは、該レーザー加工溝に沿って外力を加えることによりレーザー加工溝に沿って個々の光デバイスに分割される、請求項７記載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、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハの所定の領域にレーザー光線を照射して所定の加工を施すレーザー加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の半導体基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記半導体チップがストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画されており、このストリートに沿って切断することによって個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板等の表面に格子状に形成されたストリートによって複数の領域が区画され、この区画された領域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が形成された光デバイスウエーハは、分割予定ラインに沿って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。このよな半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物である半導体ウエ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半導体ウエーハを切削するための切断手段と、チャックテーブルと切断手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。切断手段は、高速回転せしめられる回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。
【０００３】
また、近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップの処理能力を向上するために、シリコン等の半導体基板の表面にＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）と回路を形成する機能膜が積層された積層体によって半導体チップを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。
【０００４】
上述したＬｏｗ−ｋ膜を積層せしめた形態の半導体ウエーハを切削ブレードによりストリートに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように非常に脆いことから、切削ブレードによりストリートに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離が回路にまで達し半導体チップに致命的な損傷を与えるという問題がある。また、Ｌｏｗ−ｋ膜を使用しない半導体ウエーハにおいても半導体基板の表面に積層された膜は、切削ブレードによりストリートに沿って切削すると切削ブレードの切削作用による破壊力によって膜が剥離し半導体チップを損傷するという問題がある。
【０００５】
上記問題を解消するために、半導体ウエーハのストリートに沿ってレーザー光線を照射することによりストリートを形成するＬｏｗ−ｋ膜等の積層体を除去し、その除去した領域に切削ブレードを位置付けて切削する分割方法が試みられている。そして、このような分割方法を実施するための加工装置を本出願人は特願２００２−１３１７７６号として提案した。
【０００６】
しかるに、半導体ウエーハのストリートに沿ってレーザー光線を照射すると照射された領域に熱エネルギーが集中してデブリが発生し、このデブリが回路に接続されるボンディングパッド等に付着して半導体チップの品質を低下させるという新たな問題が生じる。
【０００７】
上記デブリによる問題を解消するために、本出願人は被加工物の加工面に保護被膜を被覆し、保護被膜を通して被加工物にレーザー光線を照射するようにしたレーザー加工方法を特願２００２−３６１８８２号として提案した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
而して、被加工物の加工面に保護被膜を被覆し、保護被膜を通して被加工物にレーザー光線を照射すると、レーザー光線が保護被膜を透過して被加工物を加工し、その衝撃力が保護被膜を部分的に剥離して露出したチップの外周にデブリが付着するという問題が生じた。
【０００９】
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、レーザー光線をウエーハに照射することにより発生するデブリの影響を防止することができるウエーハの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、ウエーハの所定の領域にレーザー光線を照射して加工を施すレーザー加工方法であって、
ウエーハの加工面にレーザー光線を吸収する樹脂被膜を被覆する樹脂被膜被覆工程と、
該樹脂被膜を通してウエーハの加工面にレーザー光線を照射するレーザー光線照射工程と、
該レーザー光線照射工程終了後に該樹脂被膜を除去する樹脂被膜除去工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【００１１】
上記樹脂被膜は、水溶性樹脂に光吸収剤を混入した水溶性光吸収樹脂によって形成されることが望ましい。上記水溶性光吸収樹脂は、ポリビニルアルコールに二酸化チタンを混入した樹脂である。また、上記樹脂被膜は、光吸収係数が１，０００／ｃｍ以上であることが望ましい。
【００１２】
上記ウエーハは半導体基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって形成された半導体チップがストリートによって区画されて形成されている半導体ウエーハであって、上記樹脂被膜被覆工程は半導体基板の表面にレーザー光線を吸収する樹脂被膜を被覆し、上記レーザー光線照射工程は樹脂被膜と通してストリートを形成する積層体にレーザー光線を照射し半導体基板に達するレーザー加工溝を形成する。レーザー光線照射工程によって形成されたレーザー加工溝が形成された半導体ウエーハは、切削ブレートによりレーザー加工溝に沿って切断され個々の半導体チップに分割される。
【００１３】
上記ウエーハは基板の表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域に光デバイスが形成された光デバイスウエーハであって、上記樹脂被膜被覆工程は基板の裏面にレーザー光線を吸収する樹脂被膜を被覆し、上記レーザー光線照射工程は樹脂被膜と通して基板の裏面にレーザー光線を照射し基板にレーザー加工溝を形成する。レーザー光線照射工程によって形成されたレーザー加工溝が形成された光デバイスウエーハは、レーザー加工溝に沿って外力を加えることによりレーザー加工溝に沿って個々の光デバイスに分割される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハの加工面にレーザー光線を吸収する樹脂被膜を被覆し、この樹脂被膜を通してウエーハにレーザー光線を照射するので、樹脂被膜はレーザー光線を吸収して加工起点となる。このように樹脂被膜に加工起点が形成された後にウエーハがレーザー光線の照射によって加工されるので、レーザー光線が樹脂被膜を透過することに起因する衝撃力の発生を防ぐことができ、樹脂被膜の部分的な剥離が防止できる。従って、樹脂被膜が部分的に剥離して露出したチップの外周にデブリが付着のを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明によるウエーハの加工方法について添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１６】
図１には、本発明によるウエーハの加工方法によって加工される被加工物としての半導体ウエーハの斜視図が示されており、図２には図１に示す半導体ウエーハの要部拡大断面図が示されている。図１および図２に示す半導体ウエーハ２は、シリコン等の半導体基板２０の表面２０ａに絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された積層体２１によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップ２２がマトリックス状に形成されている。そして、各半導体チップ２２は、格子状に形成されたストリート２３によって区画されている。なお、図示の実施形態においては、積層体２１を形成する絶縁膜は、ＳｉＯ２  膜または、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなっている。
【００１７】
上述した半導体ウエーハ２のストリート２３に沿ってレーザー加工を施すには、先ず上記半導体ウエーハ２の加工面である表面２ａにレーザー光線を吸収する樹脂被膜を被覆する樹脂被膜被覆工程を実施する。この樹脂被膜被覆工程は、図３に示すようにスピンコーター４によって半導体ウエーハ２の表面２ａにレーザー光線を吸収する樹脂を被覆する。即ち、スピンコーター４は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１の中心部上方に配置されたノズル４２を具備している。このスピンコーター４のチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を表面２ａを上側にして載置し、チャックテーブル４１を回転しつつノズル４２から液状の樹脂を半導体ウエーハ２の表面中心部に滴下することにより、液状の樹脂が遠心力によって外周部まで流動し半導体ウエーハ２の表面を被覆する。この液状の樹脂は経時的に硬化して、図４に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａに厚さ１〜５μｍ程度の樹脂被膜２４を形成する。なお、半導体ウエーハ２の表面２ａを被覆する樹脂としては水溶性のレジストが望ましい。
【００１８】
ここで、上記樹脂被膜２４を形成する樹脂について説明する。この樹脂は上述したようにレーザー光線を吸収する性質を有することが重要であり、光吸収係数が１，０００／ｃｍ以上であることが望ましい。また、上記樹脂被膜２４を形成する樹脂は水溶性であることが望ましく、このような樹脂としては、ポリビニルアルコールに光吸収剤として二酸化チタンを混入したものを用いることができる。なお、光吸収剤としては、二酸化チタンの外に酸化セリウム、カーボンブラック、酸化亜鉛、シリコン粉末、黄色酸化鉄、硫化物顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、アゾレーキ顔料、レーキ顔料、フタロシアニン顔料、スレン顔料、キナクリドン顔料等を使用するレーザー光線の波長によって適宜選択することができる。
【００１９】
上述した半導体ウエーハ２の表面２ａに樹脂被膜２４を形成する他の実施形態としては、図５に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａに上述したレーザー光線を吸収する性質を有する水溶性の樹脂シート部材２４ａを貼着してもよい。
【００２０】
上述した樹脂被膜被覆工程によって半導体ウエーハ２の表面２ａに樹脂被膜２４が形成されたならば、半導体ウエーハ２は、図６に示すように環状のフレーム５に装着された保護テープ６に裏面を貼着する。
【００２１】
次に、表面２ａに樹脂被膜２４が被覆された半導体ウエーハ２に樹脂被膜２４を通してレーザー光線を照射するレーザー光線照射工程を実施する。このレーザー光線照射工程は、図７乃至図９に示すレーザー加工装置を用いて実施する。図７乃至図９に示すレーザー加工装置７は、被加工物を保持するチャックテーブル７１と、該チャックテーブル７１上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７２と、チャックテーブル７１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段７３を具備している。チャックテーブル７１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない移動機構によって図７において矢印Ｘで示す加工送り方向および矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００２２】
上記レーザー光線照射手段７２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング７２１を含んでいる。ケーシング７２１内には図８に示すようにパルスレーザー光線発振手段７２２と伝送光学系７２３とが配設されている。パルスレーザー光線発振手段７２２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７２２ａと、これに付設された繰り返し周波数設定手段７２２ｂとから構成されている。伝送光学系７２３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。上記ケーシング７２１の先端部には、それ自体は周知の形態でよい組レンズから構成される集光レンズ（図示せず）を収容した集光器７２４が装着されている。上記パルスレーザー光線発振手段７２２から発振されたレーザー光線は、伝送光学系７２３を介して集光器７２４に至り、集光器７２４から上記チャックテーブル７１に保持される被加工物に所定の集光スポット径Ｄで照射される。この集光スポット径Ｄは、図９に示すようにガウス分布を示すパルスレーザー光線が集光器７２４の対物集光レンズ７２４ａを通して照射される場合、Ｄ（μｍ）＝４×λ×ｆ／（π×Ｗ）、ここでλはパルスレーザー光線の波長（μｍ）、Ｗは対物集光レンズ７２４ａに入射されるパルスレーザー光線の直径（ｍｍ）、ｆは対物集光レンズ７２４ａの焦点距離（ｍｍ）、で規定される。
【００２３】
上記レーザー光線照射手段７２を構成するケーシング７２１の先端部に装着された撮像手段７３は、図示の実施形態において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図示しない制御手段に送る。
【００２４】
上述したレーザー加工装置７を用いて実施するレーザー光線照射工程について、図７および図１０乃至図１２を参照して説明する。
このレーザー光線照射工程は、先ず上述した図７に示すレーザー加工装置７のチャックテーブル７１上に半導体ウエーハ２を樹脂被膜２４が形成されている側を上にして載置し、該チャックテーブル７１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する。なお、図７においては、保護テープ６が装着された環状のフレーム５を省いて示しているが、環状のフレーム５はチャックテーブル７１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持されている。
【００２５】
上述したように半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル７１は、図示しない移動機構によって撮像手段７３の直下に位置付けられる。チャックテーブル７１が撮像手段７３の直下に位置付けられると、撮像手段７３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２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７３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２３と、ストリート２３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７２の集光器７２４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を遂行する。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリート２３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２のストリート２３が形成されている表面２ａには樹脂被膜２４が形成されているが、樹脂被膜２４が透明でない場合は赤外線で撮像して表面からアライメントすることができる。
【００２６】
以上のようにしてチャックテーブル７１上に保持された半導体ウエーハ２に形成されているストリート２３を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図１０の（ａ）で示すようにチャックテーブル７１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段７２の集光器７２４が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２３の一端（図１０において左端）をレーザー光線照射手段７２の集光器７２４の直下に位置付ける。そして、集光器７２４からパルスレーザー光線７２５を照射しつつチャックテーブル７１即ち半導体ウエーハ２を図１０の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図１０の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段７の照射位置がストリート２３の他端（図１０において右端）の位置に達したら、パルスレーザー光線７２５の照射を停止するとともにチャックテーブル７１即ち半導体ウエーハ２の移動と停止する。
【００２７】
次に、チャックテーブル７１即ち半導体ウエーハ２を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に１０〜２０μｍ程度移動する。そして、レーザー光線照射手段７からパルスレーザー光線５２５を照射しつつチャックテーブル７１即ち半導体ウエーハ２を図１０の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に所定の送り速度で移動せしめ、図１０の（ａ）に示す位置に達したらパルスレーザー光線７２５を照射を停止するとともにチャックテーブル７１即ち半導体ウエーハ２の移動と停止する。
【００２８】
上述したようにチャックテーブル７１即ち半導体ウエーハ２を往復動する間に半導体ウエーハ２には、図１１で示すようにストリート２３に後述する切削ブレードの幅より広い間隔でパルスレーザー光線７２５がストリート２３の上面付近に集光点Ｐを合わせて照射される。
【００２９】
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
繰り返し周波数      ：５０〜１００ｋＨｚ
出力                ；０．３〜４．０Ｗ
集光スポット径      ；φ９．２μｍ
加工送り速度        ；１〜８００ｍｍ／秒
【００３０】
上述したレーザー光線照射工程を実施することにより、図１２に示すように半導体ウエーハ２のストリート２３を形成する積層体２１には、ストリート２３に沿って後述する切削ブレードの幅より広い幅のレーザー加工溝２５が形成される。このレーザー加工溝２５は、半導体基板２０に達し積層体２１が除去される。上述したレーザー光線照射工程において、図１１で示すようにパルスレーザー光線７２５が樹脂被膜２４を通してストリート２３を形成する積層体２１に照射されると、樹脂被膜２４は光レーザー光線を吸収する性質を有しているので、樹脂被膜２４が加工起点となる。このように樹脂被膜２４に加工起点が形成された後に積層体２１および半導体基板２０がパルスレーザー光線７２５の照射によって加工されるので、パルスレーザー光線が樹脂被膜を透過することに起因する衝撃力の発生を防ぐことができ、積層体２１を形成する絶縁膜の剥離、樹脂被膜２４の部分的な剥離が防止できる。従って、樹脂被膜２４が部分的に剥離して露出した半導体チップ２２の外周にデブリが付着するのを防止できる。なお、上述したレーザー光線照射工程においては、積層体２１および半導体基板２０がパルスレーザー光線７２５の照射によって加工される際にデブリが発生するが、図１２に示すようにデブリ２６は保護被膜２４によって遮断され、保護被膜２４の表面には付着するが半導体チップ２２に付着することはない。
【００３１】
上述したように所定のストリートに沿ってレーザー光線照射工程を実行したら、チャックテーブル７１、従ってこれに保持されている半導体ウエーハ２を矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し移動し（割り出し工程）、上記レーザー光線照射工程を遂行する。このようにして所定方向に延在する全てのストリートについてレーザー光線照射工程と割り出し工程を遂行したならば、チャックテーブル７１、従ってこれに保持されている半導体ウエーハ２を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各ストリートに沿って上記レーザー光線照射工程と割り出し工程を実行することにより、半導体ウエーハ２に形成されている全てのストリート２３にレーザー加工溝２５を形成することができる。
【００３２】
次に、環状のフレーム５に装着された保護テープ６に貼着された半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆された樹脂被膜２４を除去する樹脂被膜除去工程を実施する。この樹脂被膜除去工程は、上述したように樹脂被膜２４が水溶性の樹脂によって形成されているので、図１３に示すように水によって樹脂被膜２４を洗い流すことができる。このとき、上述したレーザー光線照射工程において発生し樹脂被膜２４の表面に付着したデブリ２６も樹脂被膜２４とともに流される。このように、図示の実施形態においては樹脂被膜２４が水溶性の樹脂によって形成されているので、水によって洗い流すことができるため、樹脂被膜２４の除去が極めて容易となる。
【００３３】
上述したように樹脂被膜除去工程を実施したならば、半導体ウエーハ２のストリート２３に形成されたレーザー加工溝２５に沿って半導体ウエーハ２を切削する切削工程を実施する。この切削工程は、図１４に示すようにダイシング装置として一般に用いられている切削装置８を用いることができる。即ち、切削装置８は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル８１と、切削ブレード８２１を備えた切削手段８２と、チャックテーブル８１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段８３を具備している。
【００３４】
上述した切削装置８を用いて実施する切削工程について、図１４乃至図１６を参照して説明する。
即ち、図１４に示すように切削装置６のチャックテーブル８１上に上述したレーザー光線照射工程および樹脂被膜除去工程が実施された半導体ウエーハ２を表面２ａを上側にして載置し、図示しない吸引手段によって半導体ウエーハ２をチャックテーブル８１上に保持する。半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル８１は、図示しない移動機構によって撮像手段８３の直下に位置付けられる。
【００３５】
チャックテーブル８１が撮像手段８３の直下に位置付けられると、撮像手段８３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の切削すべき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８３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２３と、レーザー加工溝２５に沿って切削する切削ブレード８２１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。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリート２３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。
【００３６】
以上のようにしてチャックテーブル８１上に保持されている半導体ウエーハ２に形成されているストリート２３を検出し、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２を保持したチャックテーブル８１を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図１５の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は切削すべきストリート２３の一端（図１５において左端）が切削ブレード８２１の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。また、半導体ウエーハ２はストリート２３に形成されたレーザー加工溝２５の中央部に切削ブレード８２１が位置するように位置付けられる。
【００３７】
このようにしてチャックテーブル８１即ち半導体ウエーハ２が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード８２１を図１５の（ａ）において２点鎖線で示す待機位置から下方に切り込み送りし、図１５の（ａ）において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、図１５の（ａ）および図１６の（ａ）に示すように切削ブレード８２１の下端が半導体ウエーハ２の裏面に貼着された保護テープ６に達する位置に設定されている。
【００３８】
次に、切削ブレード８２１を所定の回転速度で回転せしめ、チャックテーブル８１即ち半導体ウエーハ２を図１５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル８１即ち半導体ウエーハ２が図１５の（ｂ）で示すようにストリート２３の他端（図１５において右端）が切削ブレード８２１の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル８１即ち半導体ウエーハ２の移動を停止する。このようにチャックテーブル８１即ち半導体ウエーハ２を切削送りすることにより、図１６の（ｂ）で示すように半導体ウエーハ２はストリート２３に形成されたレーザー加工溝２５に沿って裏面に達する切削溝２７が形成され切断される。この切削工程においては切削ブレード８２１によって半導体基板２０だけが切削されることになる。従って、半導体基板２０の表面に形成された積層体２１を切削ブレード８２１により切削することによって発生する積層体２１の剥離を未然に防止することができる。
【００３９】
なお、上記切削工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
切削ブレード          ；外径５２ｍｍ、厚さ２０μｍ
切削ブレードの回転速度；３００００ｒｐｍ
切削送り速度          ；５０ｍｍ／秒
【００４０】
次に、切削ブレード８２１を図１５の（ｂ）において２点鎖線で示す待機位置に位置付け、チャックテーブル８１即ち半導体ウエーハ２を図１５の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に移動して、図１５の（ａ）に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル８１即ち半導体ウエーハ２を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）にストリート２３の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべきストリート２３を切削ブレード８２１と対応する位置に位置付ける。このようにして、次に切削すべきストリート２３を切削ブレード８２１と対応する位置に位置付けたならば、上述した切削工程を実施する。
【００４１】
上述した切削工程を半導体ウエーハ２に形成された全てのストリート２３に実施する。この結果、半導体ウエーハ２はストリート２３に形成されたレーザー加工溝２５に沿って切断され、個々の半導体チップ２０に分割される。なお、切削工程においては、切削水（純水）を供給しながら切削が遂行されるため、上述した樹脂被膜除去工程を独立して設けることなく、供給された切削水によって樹脂被膜を除去することができ、切削工程が樹脂被膜除去工程を兼ねて実施してもよい。
【００４２】
次に、光デバイスウエーハを個々の光デバイスに分割するための加工方法について、図１７乃至図２３を参照して説明する。
図１７には、光デバイスウエーハ１０の斜視図が示されている。図１７に示す光デバイスウエーハ１０は、サファイヤ基板の表面１０ａに複数のストリート１０１が格子状に形成されているとともに該複数のストリート１０１によって区画された複数の領域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１０２が形成されている。このように構成された光デバイスウエーハ１０を個々の光デバイス１０２に分割するには、表面１０ａに保護テープ１１を貼着する。
【００４３】
上記のように光デバイスウエーハ１０の表面１０ａに保護テープ１１を貼着したならば、光デバイスウエーハ１０の加工面となる裏面１０ｂにレーザー光線を吸収する樹脂被膜を被覆する樹脂被膜被覆工程を実施する。この樹脂被膜被覆工程は、例えば上述した図３に示すスピンコーター４によって実施する。即ち、図１８に示すようにスピンコーター４のチャックテーブル４１上に光デバイスウエーハ１０を裏面１０ｂを上側にして載置し、チャックテーブル４１を回転しつつノズル４２からレーザー光線を吸収する液状の樹脂を光デバイスウエーハ１０の裏面中心部に滴下することにより、液状の樹脂が遠心力によって外周部まで流動し光デバイスウエーハ１０の裏面１０ｂを被覆する。この液状の樹脂は経時的に硬化して、図１９に示すように光デバイスウエーハ１０の裏面１０ｂに厚さ１〜５μｍ程度の樹脂被膜２４を形成する。
【００４４】
次に、裏面１０ｂに樹脂被膜２４が被覆された光デバイスウエーハ１０に樹脂被膜２４を通してストリート１０１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射工程を実施する。このレーザー光線照射工程は上述した図７乃至図９に示すレーザー加工装置７を用いて実施する。即ち、図２０に示すようにレーザー加工装置７のチャックテーブル７１上に光デバイスウエーハ１０を樹脂被膜２４が形成されている側を上にして載置し、該チャックテーブル７１上に光デバイスウエーハ１０を吸着保持する。そして、光デバイスウエーハ１０に形成されたストリート１０１とレーザー光線照射手段７２の集光器７２４との位置合わせを行いレーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。なお、アライメントは光デバイスウエーハ１０を裏面１０ｂから赤外線でストリート１０１を撮像する撮像手段が用いられる。そして、光デバイスウエーハ１０に形成された所定のストリート１０１をレーザー光線照射手段７２の集光器７２４の直下に位置付け、上述したレーザー光線照射工程を実施する。このレーザー光線照射工程においては、集光器７２４から照射されるパルスレーザー光線７２５の集光点Ｐを光デバイスウエーハ１０の裏面ｂ（上面）に合わせて実施する。
【００４５】
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
繰り返し周波数      ：５０〜１００ｋＨｚ
出力                ；１．０〜３．０Ｗ
集光スポット径      ；φ９．２μｍ
加工送り速度        ；１０〜２００ｍｍ／秒
【００４６】
上述したレーザー光線照射工程を実施することにより、図２１に示すように光デバイスウエーハ１０には、裏面１０ｂからストリート１０１に沿ってレーザー加工溝１０３が形成される。このレーザー光線照射工程において、図２０で示すようにパルスレーザー光線７２５が樹脂被膜２４を通して光デバイスウエーハ１０に照射されると、樹脂被膜２４は光レーザー光線を吸収する性質を有しているので、樹脂被膜２４が加工起点となる。このように樹脂被膜２４に加工起点が形成された後に光デバイスウエーハ１０がパルスレーザー光線７２５の照射によって加工されるので、パルスレーザー光線が樹脂被膜を透過することに起因する衝撃力の発生を防ぐことができ、樹脂被膜２４の部分的な剥離が防止できる。従って、樹脂被膜２４が部分的に剥離して露出した光デバイス１０２の外周にデブリが付着のを防止できる。なお、上述したレーザー光線照射工程においては、パルスレーザー光線７２５の照射によって加工される際にデブリが発生するが、図２１に示すようにデブリ１０４は樹脂被膜２４によって遮断され、樹脂被膜２４の表面には付着するが光デバイス１０２に付着することはない。
【００４７】
上述したレーザー光線照射工程を光デバイスウエーハ１０に形成されている全てのストリート１０１に沿って実施したならば、光デバイスウエーハ１０の裏面１０ｂに被覆された樹脂被膜２４を除去する上述した樹脂被膜除去工程を実施する。この樹脂被膜除去工程を実施することにより、図２２に示すように光デバイスウエーハ１０の裏面１０ｂに被覆された樹脂被膜２４および上述したレーザー光線照射工程において発生し樹脂被膜２４に付着したデブリ１０４も除去される。
【００４８】
上述したように樹脂被膜除去工程を実施したならば、光デバイスウエーハ１０をストリート１０１に形成されたレーザー加工溝１０３に沿って分割する分割行程を実行する。この分割行程は、例えば図２３の（ａ）に示すように光デバイスウエーハ１０を裏面１０ｂを下側にして互いに並行に配列された円柱状の複数の支持部材１２上に載置する。このとき、支持部材１２と１２の間にレーザー加工溝１０３を位置付ける。そして、光デバイスウエーハ１０の表面１０ａに貼着された保護シート１１側から押圧部材１３によりレーザー加工溝１０３即ちストリート１０１に沿って押圧する。この結果、光デバイスウエーハ１０にはレーザー加工溝１０３即ちストリート１０１に沿って曲げ荷重が作用して裏面１０ｂに引っ張り応力が発生し、図２３の（ｂ）に示すように光デバイスウエーハ１０は所定方向に形成されたレーザー加工溝１０３即ちストリート１０１に沿って割断部１０４が形成され分割される。そして、所定方向に形成されたレーザー加工溝１０３即ちストリート１０１に沿って分割したならば、光デバイスウエーハ１０を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に形成されたレーザー加工溝１０３即ちストリート１０１に沿って上記分割作業を実施することにより、光デバイスウエーハ１０は個々の光デバイス１０２に分割することができる。なお、個々の分割された光デバイス１０２は、表面１０ａに保護シート１１が貼着されているので、バラバラにはならず光デバイスウエーハ１０の形態が維持されている。
【００４９】
このように、光デバイスウエーハ１０に形成されたレーザー加工溝１０３に沿って分割された光デバイス１０２は、上記レーザー光線照射工程において裏面にデブリが付着しないので、裏面にデブリが付着することによる輝度の低下が防止される。
【００５０】
以上、本発明を半導体ウエーハおよび光デバイスウエーハを分割する実施形態に基づいて説明したが、本発明は他のウエーハの種々のレーザー加工に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法によって加工される半導体ウエーハを示す斜視図。
【図２】図１に示す半導体ウエーハの断面拡大図。
【図３】本発明によるウエーハの加工方法におけるる樹脂被膜被覆工程の一実施形態を示す説明図。
【図４】図３に示す保護被膜被覆工程によって樹脂被膜が被覆された半導体ウエーハの要部拡大断面図。
【図５】本発明によるウエーハの加工方法における樹脂被膜被覆工程の他の実施形態を示す説明図。
【図６】樹脂被膜が被覆された半導体ウエーハが環状のフレームに保護テープを介して支持された状態を示す斜視図。
【図７】本発明によるウエーハの加工方法におけるレーザー光線照射工程を実施するレーザー加工装置の要部斜視図。
【図８】図７に示すレーザー加工装置に装備されるレーザ光線照射手段の構成を簡略に示すブロック図。
【図９】レーザー光線の集光スポット径を説明するための簡略図。
【図１０】本発明によるウエーハの加工方法におけるレーザー光線照射工程の説明図。
【図１１】本発明によるウエーハの加工方法のレーザー光線照射工程におけるレーザー光線照射位置を示す説明図。
【図１２】本発明によるウエーハの加工方法におけるレーザー光線照射工程によって半導体ウエーハに形成されたレーザー加工溝を示す半導体ウエーハの要部拡大断面図。
【図１３】本発明によるウエーハの加工方法における樹脂被膜除去工程によって半導体ウエーハの表面に被覆された樹脂被膜を除去した状態を示す半導体ウエーハの要部拡大断面図。
【図１４】本発明によるウエーハの加工方法における切削工程を実施するための切削装置の要部斜視図。
【図１５】本発明によるウエーハの加工方法における切削工程の説明図。
【図１６】本発明によるウエーハの加工方法における切削工程によってレーザー加工溝に沿って半導体ウエーハが切削される状態を示す説明図。
【図１７】本発明によるウエーハの加工方法によって加工される光デバイスウエーハを示す斜視図。
【図１８】本発明によるウエーハの加工方法におけるる樹脂被膜被覆工程を光デバイスウエーハに実施している状態を示す説明図。
【図１９】図１９に示す保護被膜被覆工程によって樹脂被膜が被覆された光デバイスウエーハの要部拡大断面図。
【図２０】本発明によるウエーハの加工方法のレーザー光線照射工程におけるレーザー光線照射位置を示す説明図。
【図２１】本発明によるウエーハの加工方法におけるレーザー光線照射工程によって光デバイスウエーハに形成されたレーザー加工溝を示す光デバイスウエーハの要部拡大断面図。
【図２２】本発明によるウエーハの加工方法における樹脂被膜除去工程によって半導体ウエーハの表面に被覆された樹脂被膜を除去した状態を示す半導体ウエーハの要部拡大断面図。
【図２３】本発明によるウエーハの加工方法における分割行程の説明図。
【符号の説明】
【００５２】
２：半導体ウエーハ
２０：基板
２１：積層体
２２：半導体チップ
２３：ストリート
２４：樹脂被膜
２５：レーザー加工溝
２６：切削溝
３：スピンコーター
５：環状のフレーム
６：保護テープ
７：レーザー加工装置
７１：レーザー加工装置のチャックテーブル
７２：レーザー光線照射手段
８：切削装置
８１：切削装置のチャックテーブル
８２：切削手段
１０：光デバイスウエーハ
１０２：光デバイス
【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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【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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