(57)【要約】【課題】  厚さの違うウェーハが供給された場合にも加工不良を発生させず、高品質なダイシングが迅速に行えるレーザーダイシング装置及びレーザーダイシング方法を提供すること。【解決手段】  レーザーダイシング装置１０において、ウェーハＷの厚さを測定する測定手段１６と、ウェーハＷの各厚さに対応した改質領域形成条件が記載されたデータベースが保存されている記録手段２２と、測定手段１６により測定されたウェーハの厚さに基づき、データベースから測定されたウェーハＷの厚さに適合した改質領域形成条件を自動に選択してレーザーダイシング装置１０を制御する制御手段２１とを備えたことにより、最適な改質領域形成条件が自動的に設定されるため、厚さの違うウェーハＷが供給された場合にも加工不良を発生させず、高品質なダイシングを迅速に行うことが可能となる。【選択図】図１
2007095952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ表面よりレーザー光を入射して前記ウェーハの内部に改質領域を形成するレーザーダイシング装置において、
前記ウェーハの厚さを測定する測定手段と、
前記ウェーハの各厚さに対応した改質領域形成条件が記載されたデータベースが保存されている記録手段と、
前記測定手段により測定された前記ウェーハの厚さに基づき、前記データベースから該ウェーハの厚さに適合した前記改質領域形成条件を自動に選択して前記レーザーダイシング装置を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするレーザーダイシング装置。
【請求項２】
前記改質領域形成条件は、形成される前記改質領域の数、形成される前記改質領域の位置、形成される前記改質領域の厚さ、前記レーザー光を移動させる速度、前記レーザー光の周波数、及び前記レーザー光の形状であることを特徴とする請求項１に記載のレーザーダイシング装置。
【請求項３】
ウェーハ表面よりレーザー光を入射して前記ウェーハの内部に改質領域を形成するレーザーダイシング装置において、
測定手段により測定された前記ウェーハの厚みに基づき、予め記録手段に保存されているデータベース内に記載された前記ウェーハの各厚さに対応した改質領域形成条件を制御手段が自動で選択し、選択された該改質領域形成条件によりレーザーダイシングを行うことを特徴とするレーザーダイシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や電子部品等のチップを製造するダイシング装置及びダイシング方法に関するもので、特にレーザー光を利用したレーザーダイシング装置及びレーザーダイシング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウェーハを個々のチップに分割するには、細かなダイヤモンド砥粒で形成された厚さ３０μｍ程度の薄い砥石により、ウェーハに研削溝を入れてウェーハをカットするダイシング装置が用いられていた。
【０００３】
ダイシング装置では、薄い砥石（以下、ダイシングブレードと称する）を３０，０００〜６０，０００ｒｐｍで高速回転させてウェーハを研削し、ウェーハを完全切断（フルカット）又は不完全切断（ハーフカット或いはセミフルカット）を行う。
【０００４】
しかし、このダイシングブレードによる研削加工の場合、ウェーハが高脆性材料であるため脆性モード加工となり、ウェーハの表面や裏面にチッピングが生じ、このチッピングが分割されたチップの性能を低下させる要因になっていた。特に裏面に生じたチッピングは、クラックが徐々に内部に進行するため大きな問題となっていた。
【０００５】
このような問題に対して、従来のダイシングブレードによる切断に替えて、ウェーハの内部に集光点を合わせたレーザー光を入射し、ウェーハ内部に多光子吸収による改質領域を複数形成して引き離し、個々のチップに分割するレーザーダイシング装置及びレーザーダイシング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２００４−１１１９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献で提案されている技術では、ウェーハ内の改質領域を形成する位置、改質領域の本数、又は改質領域の密度などを決定する為、ダイシングするウェーハの厚みをレーザーダイシング装置に予め設定する必要がある。
【０００７】
通常、半導体装置や電子部品等を製造する工程では、ウェーハ表面、又は裏面のポリッシングやグラインディングが行われる。この工程においては、加工後のウェーハの厚さを設定して加工が行なわれるが、加工後のウェーハの厚さを全てのウェーハで同等にすることは困難であり、厚さにバラツキが生じる。このため、一定の厚みに合わせた改質領域形成条件で加工を続けると、厚さの違うウェーハが供給された際に加工不良が発生する。よって、オペレータがウェーハの厚みを測定し、その厚みに最適の改質領域形成条件をオペレータが再設定する必要があった。
【０００８】
本発明はこのような問題に対して成されたものであり、厚さの違うウェーハが供給された場合にも加工不良を発生させず、高品質なダイシングが迅速に行えるレーザーダイシング装置及びレーザーダイシング方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は前記目的を達成するために、ウェーハ表面よりレーザー光を入射して前記ウェーハの内部に改質領域を形成するレーザーダイシング装置において、前記ウェーハの厚さを測定する測定手段と、前記ウェーハの各厚さに対応した改質領域形成条件が記載されたデータベースが保存されている記録手段と、前記測定手段により測定された前記ウェーハの厚さに基づき、前記データベースから該ウェーハの厚さに適合した前記改質領域形成条件を自動に選択して前記レーザーダイシング装置を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、前記発明において、前記改質領域形成条件は、形成される前記改質領域の数、形成される前記改質領域の位置、形成される前記改質領域の厚さ、前記レーザー光を移動させる速度、前記レーザー光の周波数、及び前記レーザー光の形状であることを特徴としている。
【００１１】
更に、本発明では、ウェーハ表面よりレーザー光を入射して前記ウェーハの内部に改質領域を形成するレーザーダイシング装置において、測定手段により測定された前記ウェーハの厚みに基づき、予め記録手段に保存されているデータベース内に記載された前記ウェーハの各厚さに対応した改質領域形成条件を制御手段が自動で選択し、選択された該改質領域形成条件によりレーザーダイシングを行うことも特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、ダイシング前のウェーハは、レーザーダイシング装置に備えられた、接触、又は非接触式の測定手段により厚さが自動的に測定される。記録手段には、ウェーハの各厚さ対応した、形成される改質領域の数、形成される改質領域の位置、形成される改質領域の厚さ、レーザー光を移動させる速度、レーザー光の周波数、及びレーザー光の形状により構成される改質領域形成条件が記載されたデータベースが保存されている。
【００１３】
制御手段は、測定されたウェーハの厚さに基づき、記録手段に保存されたデータベース内に記載されている改質領域形成条件より、測定したウェーハの厚さに適合した改質領域形成条件を選択してレーザーダイシング装置に自動的に設定する。レーザーダイシング装置は、設定された改質領域形成条件でウェーハの加工を行なう。
【００１４】
これにより、厚みにバラツキのあるウェーハが次々にレーザーダイシング装置に供給されても、自動的にウェーハ厚みが計測され、予め用意された改質領域形成条件より最適な改質領域形成条件が選ばれてダイシングが行われるため、突然の厚みに違いによる加工不良を発生させず、高品質なダイシングが迅速に行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明のレーザーダイシング装置及びレーザーダイシング方法によれば、自動的にウェーハ厚みが計測されて最適な改質領域形成条件が設定されるため、厚さの違うウェーハが供給された場合にも加工不良を発生させず、高品質なダイシングが迅速に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下添付図面に従って本発明に係るレーザーダイシング装置及びレーザーダイシング方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１７】
はじめに、本発明に係るレーザーダイシング装置について説明する。図１は、レーザーダイシング装置の構成を模式的に示した上面図である。
【００１８】
レーザーダイシング装置１０は、本体１９内部に、チャックテーブル１２、Ｘガイドベース１５、Ｙガイドベース４１、Ｚガイドベース５１、エレベータ１３、待機テーブル１４、レーザーヘッド３１、測定手段１６、制御手段２１、及び記録手段２２が備えられている。
【００１９】
チャックテーブル１２は、ウェーハＷを吸着載置し、不図示のθ回転軸により、矢印θ
方向に回転されるとともに、Ｘガイドベース上に取り付けられた不図示のＸテーブルにより矢印Ｘ方向に加工送りされる。
【００２０】
チャックテーブル１２の上方にはＹガイドベース４１が設けられている。Ｙガイドベース４１には、図示しない２個のＹテーブルが設けられ、夫々のＹテーブルには、Ｚガイドレール５１、５１が取り付けられている。
【００２１】
夫々のＺガイドレール５１、５１には、不図示のＺテーブルが設けられ、夫々のＺテーブルには、ホルダ３２を介してレーザーヘッド３１が取付けられており、２個のレーザーヘッド３１、３１は夫々独立してＺ方向に移動されるとともに、独立してＹ方向に割り出し送りされるようになっている。
【００２２】
エレベータ１３は、ウェーハＷが格納されたカセットを収納して上下に移動し、ウェーハＷを不図示の搬送装置により待機テーブル１５へ供給する。待機テーブルは、チャックテーブル１２と同等の高さに設けられ、待機テーブル上に載置されたウェーハＷには、加工前後に必要な各種処理が行なわれる。
【００２３】
測定手段１６は、接触、又は非接触式の変位測定器であり、ウェーハＷの高さを変位量から測定する。
【００２４】
本体１９内部に収納された制御手段２１は、ＣＰＵ、メモリ、入出力回路部等からなる。制御手段２１は、同じく本体１９内部に収納された記録手段２２に保存されているデータベースより、加工に必要な情報を呼び出しレーザーダイシング装置１０の各部の動作を制御する。
【００２５】
レーザーダイシング装置１０はこの他に、図示しないウェーハ搬送手段、操作板、テレビモニタ、及び表示灯等から構成されている。
【００２６】
操作板には、レーザーダイシング装置１０の各部を操作するスイッチ類や表示装置が取付けられている。テレビモニタは、図示しないＣＣＤカメラで撮像したウェーハ画像の表示、又はプログラム内容や各種メッセージ等を表示する。表示灯は、レーザーダイシング装置１０の加工中、加工終了、非常停止等の稼動状況を表示する。
【００２７】
図２はレーザーヘッド３１の構成を説明する側面図である。レーザーヘッド３１は、レーザーダイシング装置１０のベース１１に設けられたチャックテーブル１２に載置されたウェーハＷにレーザー光Ｌを照射するよう、ウェーハＷの上方に位置付けられる。
【００２８】
レーザーヘッド３１は、レーザー発振器３１Ａ、コリメートレンズ３１Ｂ、ミラー３１Ｃ、コンデンスレンズ３１Ｄ等からなり、図２に示すように、レーザー発振器３１Ａから発振されたレーザー光Ｌは、コリメートレンズ３１Ｂで水平方向に平行光線とされ、ミラー３１Ｃで垂直方向に反射され、コンデンスレンズ３１Ｄによって集光される。
【００２９】
レーザー光Ｌの集光点を、チャックテーブル１２に載置されたウェーハＷの厚さ方向内部に設定すると、ウェーハＷの表面を透過したレーザー光Ｌは集光点でエネルギーが集中され、ウェーハ内部の集光点近傍に多光子吸収によるクラック領域、溶融領域、屈折率変化領域等の改質領域を形成する。
【００３０】
また、レーザーヘッド３１は、図示しない傾斜機構を有しており、レーザー光Ｌをウェーハ面に対して任意の角度に傾斜させて照射させることができるようになっている。
【００３１】
図３は、ウェーハ内部の集光点近傍に形成される改質領域を説明する概念図である。図３（ａ）は、ウェーハＷの内部に入射されたレーザー光Ｌが集光点に改質領域Ｐを形成した状態を示ししている。この状態でウェーハＷが水平方向に移動され、改質領域Ｐが連続して形成されることにより、図３（ｂ）に示すように、連続した改質領域Ｐ１が形成される。
【００３２】
改質領域Ｐ１はレーザー光Ｌの集光点を変更して複数形成され、ウェーハＷは改質領域Ｐ１、Ｐ１・・・を起点として自然に割断するか、或いは僅かな外力を加えることによって改質領域Ｐ１、Ｐ１・・・を起点として割断される。この場合、ウェーハＷは表面や裏面にはチッピングが発生せずに容易にチップに分割される。
【００３３】
また、ウェーハＷよりも薄いウェーハＷ１の場合は、改質領域形成条件を変更することにより、改質領域Ｐ１よりも狭い改質領域Ｐ２を形成して割断される。更に、ウェーハＷよりも厚いウェーハＷ２の場合は、改質領域形成条件を変更して改質領域Ｐ１よりも広い改質領域Ｐ３をウェーハＷの場合より多く形成して割断される。
【００３４】
これにより、ウェーハＷの各厚さに最適な改質領域を形成して割断されるため、チップの割断の失敗による不良等が発生しない。
【００３５】
図４は、測定手段の構成を説明する側面図である。測定手段１６はレーザーヘッド３１の側面部に取り付けられ、レーザーヘッド３１と同様にＹテーブルとＺテーブルとにより、Ｙ方向、及びＺ方向に移動される。
【００３６】
測定手段１６には、接触式の変位量測定器１８が備えられ、変位量測定器１８は、エアシリンダ２０によりＺ方向へ上下に移動し、測定時以外は測定子１７を測定面より退避させている。
【００３７】
本発明のレーザーダイシング装置１０でウェーハＷをレーザーダイシングする場合、通常、図６に示すように、ウェーハＷは片方の面に粘着剤を有するダイシングテープＴを介してダイシング用のフレームＦにマウントされ、レーザーダイシング工程中はこの状態で搬送される。
【００３８】
測定手段１６は、チャックテーブル１２上に載置されたウェーハＷに貼着されているダイシングテープＴの面と、ウェーハＷ表面との位置の差を、Ｘ、Ｙ方向に測定子１７を移動させて測定し、その位置の差よりウェーハＷの厚みを測定する。測定されたウェーハＷの厚みは制御手段２１へ送られて処理される。
【００３９】
これにより、厚みにバラツキのあるウェーハＷが次々にレーザーダイシング装置１０に供給されても、自動的にウェーハ厚みが計測され、予め記録手段２２に保存されたデータベースより最適な改質領域形成条件が選ばれてレーザーダイシングが行われる。
【００４０】
なお、測定手段１６は、図５に示すように、レーザー変位計、又はＩＲカメラ等の非接触式の測定手段１６Ａを用いてもよい。
【００４１】
次に本発明に係わるレーザーダイシング装置のレーザーダイシング方法について説明する。図７は、本発明に係わるレーザーダイシング方法のフロー図である。
【００４２】
レーザーダイシング装置１０では、まず、図６に示すダイシングテープＴに貼着され、フレームＦにマウントされたウェーハＷをカセットに収納し、カセットをエレベータ１３へセットする（ステップＳ１）。
【００４３】
ウェーハサイズ、インデックス量等の加工データの入力の必要がある場合は、この時点で不図示の操作板より入力して設定を行う。設定後、加工開始指示の操作をすることで加工が開始され、エレベータ１３が移動を始める。
【００４４】
所定の高さまで移動したエレベータ１３から不図示の搬送装置により、フレームＦにマウントされたウェーハＷが搬送され、待機テーブル１４上に運ばれる（ステップ２）。
【００４５】
待機テーブル１４上では、ウェーハＷ表面の清掃、ウェーハＷのサイズや欠けのチェック、又はアライメント用マークの位置確認等、加工前に必要な各種処理が行われる。
【００４６】
待機テーブル１４上での処理が終了した後、ウェーハＷは、不図示の搬送装置により搬送されて原点位置に位置するチャックテーブル１２上に載置され、Ｘテーブルによりチャックテーブル１２がＸ方向に移動してＹガイドベース４１の下方の加工位置まで移動する（ステップＳ３）。
【００４７】
加工位置まで移動したチャックテーブル１２上のウェーハＷは測定手段１６により厚みが測定される（ステップＳ４）。
【００４８】
ウェーハＷの厚み測定では、Ｚテーブルと図４に示すエアシリンダ２０とがＺ方向に下がり、Ｘ、Ｙテーブルが移動して測定子１７をダイシングテープＴ上に接触させる。これにより、ダイシングテープＴ表面の位置を基準位置として設定する。
【００４９】
基準位置を設定後、測定子１７をＸ、Ｙ方向に移動させることによりウェーハＷ表面上に接触させる。これにより、ダイシングテープＴ表面の位置とウェーハＷ表面との位置が計測され、その差からウェーハＷの厚さの値が測定される。ウェーハＷの厚さの測定は、ウェーハＷ内の一箇所、複数個所、又はレーザーダイシングが行われるライン上の全てで行われる。
【００５０】
測定されたウェーハＷの厚みの値は、制御手段２１へ送られ処理される（ステップＳ５）。
【００５１】
制御手段２１に送られたウェーハＷの厚みの値は、記録手段２２に保存されたデータベースと照合され、データベースに記載されたウェーハＷの各厚さに対応した改質領域形成条件の中から測定されたウェーハＷの厚みに適合した改質領域形成条件が選択される（ステップＳ６）。
【００５２】
改質領域形成条は、形成される改質領域の数、形成される改質領域の位置、形成される改質領域の厚さ、レーザー光を移動させる速度、レーザー光の周波数、及びレーザー光の形状からなり、データベース内には想定される全てのウェーハＷの厚さ別に夫々の条件が記載されている。
【００５３】
選択された改質領域形成条件は、制御装置２１によりレーザーダイシング装置１０に設定され、設定された条件に基づきレーザーダイシングが開始される（ステップＳ７）。
【００５４】
レーザーダイシング終了後、チャックテーブルが原点位置まで戻り、搬送装置によりレーザーダイシングれたウェーハＷが待機テーブル１４に戻される（ステップＳ８）。
【００５５】
待機テーブル１４上では、ウェーハＷのエキスパンド、ウェーハＷの清掃、又はウェーハ表面のチェック等、加工後に必要な各種処理が行われる。
【００５６】
待機テーブル１４上での処理が終了した後、ウェーハＷは、搬送装置によりカセットへ戻され、全てのウェーハＷの加工終了後、エレベータ１３がカセット取り出し位置まで移動して加工を終了する（ステップＳ９）。
【００５７】
これにより、ウェーハＷの厚みがウェーハＷ毎に計測され、予め記録手段２２に保存されたデータベースより最適な改質領域形成条件が選ばれてレーザーダイシングが行われる。
【００５８】
なお、本発明ではウェーハＷの厚みの測定をチャックテーブル１２上に載置して加工位置にて行っているが、本発明はこれに限らず、待機テーブル１４付近に測定手段１６を設け、待機テーブル１４上で測定してもよい。
【００５９】
以上説明したように、本発明に係るレーザーダイシング装置及びレーザーダイシング方法によれば、自動的にウェーハ厚みが計測されて最適な改質領域形成条件が設定されるため、厚みにバラツキのあるウェーハが次々にレーザーダイシング装置に供給されても、突然の厚みに違いによる加工不良を発生させず、高品質なダイシングが迅速に行うことが可能になる。
【００６０】
なお、本発明では図１に示されるレーザーダイシング装置１０のような構成の装置で説明しているが、本発明はこれに限らず、レーザー光を用いたダイシングが行われる装置であれば、いずれも好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係わるレーザーダイシング装置の構成を模式的に示した上面図。
【図２】レーザーヘッドの構成を説明する側面図。
【図３】ウェーハ内部の集光点近傍に形成される改質領域を説明する概念図。
【図４】測定手段の構成を示した側面図。
【図５】別の測定手段の構成を示した側面図。
【図６】フレームにマウントされたウェーハを示した斜視図。
【図７】本発明に係わるレーザーダイシング方法を示したフロー図。
【符号の説明】
【００６２】
１０…レーザーダイシング装置，１１…ベース，１２…チャックテーブル，１３…エレベータ，１４…待機テーブル，１５…Ｘガイドベース，１６…測定手段，１７…測定子，１８…変位量測定器，１９…本体，２０…エアシリンダ，２１…制御手段，２２…記録手段，３１…レーザーヘッド，３１Ｄ…コンデンスレンズ，３２…ホルダ，Ｆ…フレーム，Ｌ…レーザー光，Ｐ、Ｐ１、Ｐ２…改質領域，Ｔ…ダイシングテープ，Ｗ…ウェーハ
【図１】
2007095952.tif 000003
【図２】
2007095952.tif 000004
【図３】
2007095952.tif 000005
【図４】
2007095952.tif 000006
【図５】
2007095952.tif 000007
【図６】
2007095952.tif 000008
【図７】
2007095952.tif 000009