(57)【要約】【課題】  レーザ光がレーザ加工対象物の所定領域以外に照射されることを抑止するとともに、レーザ加工対象物の所定領域を確実に改質する。【解決手段】  集光されるレーザ光が通過可能な所定の開口部Ｍ１を有するマスク基板Ｍであって、上記開口部Ｍ１のレーザ光射出口Ｍ２の幅が相対的に狭く、上記開口部Ｍ１のレーザ光入射口Ｍ３の幅が相対的に広い。【選択図】              図４
2007030002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光されるレーザ光が通過可能な所定の開口部を有するマスク基板であって、
前記開口部のレーザ光射出口の幅が相対的に狭く、前記開口部のレーザ光入射口の幅が相対的に広いことを特徴とするマスク基板。
【請求項２】
複数の素子が形成された基板を前記レーザ光によってレーザダイシングする際に前記マスク基板が用いられる場合に、
前記レーザ光射出口の幅は、前記素子間の距離よりも少なくとも小さく、かつ、前記レーザ光の焦点が前記基板の底面に位置する場合における前記レーザ光射出口位置の前記レーザ光の幅よりも少なくとも広く、
前記レーザ光入射口の幅は、前記レーザ光の焦点が前記基板の底面に位置する場合における前記レーザ光入射口位置の前記レーザ光の幅よりも少なくとも広いことを特徴とする請求項１記載のマスク基板。
【請求項３】
前記レーザ光射出口を含みかつ相対的に肉薄な第１部材と、前記レーザ光入射口を含みかつ相対的に肉厚な第２部材とを備えて構成されることを特徴とする請求項１または２記載のマスク基板。
【請求項４】
前記第２基板が梁構造とされていることを特徴とする請求項３記載のマスク基板。
【請求項５】
集光するレーザ光を射出するレーザ光射出手段と、複数の素子が形成された基板を載置するステージと、前記レーザ光射出手段と前記ステージとを相対移動する移動手段とを備え、請求項１〜４いずれかに記載のマスク基板を介して前記基板をレーザダイシングすることを特徴とするレーザダイシング装置。
【請求項６】
集光するレーザ光を用いて、複数の素子が形成された基板をレーザダイシングする際に、マスク基板を介して前記基板をレーザダイシングすることを特徴とするレーザダイシング方法。
【請求項７】
前記マスク基板として、請求項１〜４いずれかに記載のマスク基板を用いることを特徴とする請求項６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、マスク基板、レーザダイシング装置及びレーザダイシング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコン基板上に複数の素子を形成した後に、シリコン基板を各素子に応じた複数の小片に分割するダイシング方法のなかに、レーザ光で各素子の間を改質し、その後、シリコン基板に引張り応力を掛けることによって、シリコン基板を各素子に応じた複数の小片に分割する技術がある（特許文献１〜７参照）。
【特許文献１】特開２００２−１９２３６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１９２３６８号公報
【特許文献３】特開２００２−１９２３６９号公報
【特許文献４】特開２００２−１９２３７０号公報
【特許文献５】特開２００２−１９２３７１号公報
【特許文献６】特開２００２−２０５１８０号公報
【特許文献７】特開２００２−２０５１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のように、レーザ光で各素子の間を改質するためには、集光されるレーザ光を遮ることなく、かつ、レーザ光が素子に照射されないようにする必要がある。
例えば、集光されるレーザ光の一部が遮られた場合には、レーザ光の集光点におけるエネルギ量が十分でなくなり、十分に各素子の間を改質することができなくなる。この結果、良好に基板をダイシングすることができなくなる。
一方、レーザ光の一部が素子に照射された場合には、素子に対してエネルギが加えられることとなり、素子の損傷や劣化が生じることとなる。
このように、レーザ光を用いてレーザ加工対象物（例えば、基板）をダイシングする際には、レーザ加工対象物の所定領域（例えば、素子間）以外にレーザ光が照射されることを抑止するとともに、レーザ加工対象物の所定領域を確実に改質する必要がある。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、レーザ光がレーザ加工対象物の所定領域以外に照射されることを抑止するとともに、レーザ加工対象物の所定領域を確実に改質することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明のマスク基板は、集光されるレーザ光が通過可能な所定の開口部を有するマスク基板であって、上記開口部のレーザ光射出口の幅が相対的に狭く、上記開口部のレーザ光入射口の幅が相対的に広いことを特徴とする。
なお、ここで言う、レーザ光射出口とは、開口部の出入口のうちレーザ光が開口部内に入り込む側の出入口であり、レーザ光入射口とは、開口部の出入口のうちレーザ光が開口部内から外部に出る側の出入口である。
【０００６】
このような特徴を有する本発明のマスク基板によれば、開口部のレーザ光射出口の幅が相対的に狭くされ、開口部のレーザ光入射口の幅が相対的に広くされている。また、集光されるレーザ光の幅は、集光レンズの近傍において広く、集光レンズから離れて焦点に近づくにつれて狭くなる。
ここで、本発明のマスク基板は、レーザ光が通過する開口部のレーザ光射出口の幅が相対的に狭くされている。したがって、本発明のマスク基板をレーザ加工対象物上に配置することによって、レーザ光がレーザ加工対象物の所定領域（改質する領域）以外に照射されることを抑止することができる。また、本発明のマスク基板は、レーザ光が通過する開口部のレーザ光入射口の幅が相対的に広くされているため、レーザ光の焦点位置がレーザ光射出口の先に位置し、レーザ光入射口位置に相対的に幅が広いレーザ光の途中部位がある場合であっても、レーザ光がマスク基板によって遮られることを抑止することができる。
したがって、本発明のマスク基板によれば、レーザ光がレーザ加工対象物の所定領域以外に照射されることを抑止するとともに、レーザ加工対象物の所定領域を確実に改質することが可能となる。
【０００７】
また、本発明のマスク基板においては、複数の素子が形成された基板を上記レーザ光によってレーザダイシングする際に上記マスク基板が用いられる場合に、上記レーザ光射出口の幅は、上記素子間の距離よりも少なくとも小さく、かつ、上記レーザ光の焦点が上記基板の底面に位置する場合における上記レーザ光射出口位置の上記レーザ光の幅よりも少なくとも広く、上記レーザ光入射口の幅は、上記レーザ光の焦点が上記基板の底面に位置する場合における上記レーザ光入射口位置の上記レーザ光の幅よりも少なくとも広いという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、レーザ光射出口の幅が、素子間の距離よりも少なくとも小さくされるため、レーザ光が素子に照射されることを確実に防止することができる。また、レーザ光射出口の幅が、レーザ光の焦点が基板の底面に位置する場合におけるレーザ光射出口位置のレーザ光の幅よりも少なくとも広く、かつ、レーザ光入射口の幅が、レーザ光の焦点が基板の底面に位置する場合におけるレーザ光入射口位置のレーザ光の幅よりも少なくとも広くされているため、レーザ光がマスク基板によって遮光されることを確実に抑止することができる。
【０００８】
また、本発明のマスク基板においては、上記レーザ光射出口を含みかつ相対的に肉薄な第１部材と、上記レーザ光入射口を含みかつ相対的に肉厚な第２部材とを備えて構成されるという構成を採用することができる。
レーザ光入射口はその幅が広い分には問題にならないが、レーザ光射出口は広すぎるとレーザ加工対象物の所定領域以外にレーザ光が照射されるリスクが高まり、逆に狭すぎるとレーザ光が遮光されることとなる。このように、レーザ光射出口の幅の大きさの自由度は比較的狭い範囲に限られることとなるため、レーザ光を遮光しないことを考慮すると、レーザ光射出口を含む部分を肉薄とすることが好ましい。しかしながら、レーザ光射出口を含む部材（第１部材）を肉薄とした場合には、マスク基板の剛性が低下するため、レーザ光入射口を含む部分（第２部材）を肉厚とすることによって、マスク基板の剛性を向上させることが好ましい。
なお、レーザ光入射口を含む部分（第２部材）は、レーザ光入射口を大きく広げることによって、結果として梁構造とすることもできる。
【０００９】
次に、本発明のレーザダイシング装置は、集光するレーザ光を射出するレーザ光射出手段と、複数の素子が形成された基板を載置するステージと、上記レーザ光射出手段と上記ステージとを相対移動する移動手段とを備え、請求項１〜４いずれかに記載のマスク基板を介して上記基板をレーザダイシングすることを特徴とする。
【００１０】
このような特徴を有する本発明のレーザダイシング装置によれば、本発明のマスク基板を介して基板をレーザダイシングする。このため、レーザ光が基板の素子間以外に照射されることを抑止するとともに、基板の素子間を確実に改質することが可能となる。したがって、本発明のレーザダイシング装置によれば、基板を良好にダイシングすることが可能となる。
次に、本発明のレーザダイシング方法は、集光するレーザ光を用いて、複数の素子が形成された基板をレーザダイシングする際に、マスク基板を介して上記基板をレーザダイシングすることを特徴とする。
【００１１】
このような特徴を有する本発明のレーザダイシング方法によれば、マスク基板を介して基板がレーザダイシングされる。よって、基板の素子間のみにレーザ光を照射することが可能となり、素子を損傷あるいは劣化させることなく、基板を良好にダイシングすることが可能となる。
【００１２】
そして、本発明のレーザダイシング方法においては、マスク基板として本発明のマスク基板を用いるという構成を採用することができる。
本発明のマスク基板によれば、より確実に基板の素子間のみを改質することができるため、本発明のレーザダイシング方法によれば、基板をより良好にダイシングすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係るマスク基板、レーザダイシング装置及びレーザダイシング方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１４】
図１は、本実施形態のレーザダイシング装置Ｓ１の概略構成を模式的に示した概略構成図である。本実施形態のレーザダイシング装置Ｓ１は、図２に示すような複数の素子Ｘが形成された基板Ｐを分割予定線Ｚに沿って分割することによってダイシングするものである。
【００１５】
そして、図１に示すように、本実施形態のレーザダイシング装置Ｓ１は、レーザ光射出装置１（レーザ光射出手段）と、ステージ２と、ステージ移動装置３（移動手段）とを備えて構成されており、マスク基板Ｍを介して基板Ｐをダイシングする。
【００１６】
レーザ光射出装置１は、レーザ光Ｌを生成するレーザ光生成部と、生成されたレーザ光Ｌが集光されるように射出する集光光学系とを備えて構成されている。すなわち、レーザ光射出装置１からは、集光されるレーザ光Ｌが射出される。なお、基板Ｐがシリコンウエハである場合には、レーザ光Ｌとしては、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ等の固体レーザ光やエキシマレーザ光等が挙げられるが、中でも固体レーザ光の基本波か高調波（ＳＨＧ、ＴＨＧ）が好ましく、約１０ｋＨｚ以上の高繰り返しレーザ光を用いると良い。
【００１７】
ステージ２は、基板Ｐが載置されるものである。そして、ステージ２は、ステージ移動装置３によって、水平方向に移動可能とされている。すなわち、ステージ移動装置３によって、レーザ光射出装置１とステージ２とが相対移動される。この結果、レーザ光Ｌとステージ２に載置された基板Ｐとが相対移動される。
【００１８】
マスク基板Ｍは、図３の平面図に示すように、レーザ光射出装置１から射出されるレーザ光Ｌが通過可能な開口部Ｍ１を有した基板である。そして、マスク基板Ｍの開口部Ｍ１は、マスク基板Ｍが基板Ｐ上に載置された場合に、開口部Ｍ１が基板Ｐの分割予定線に沿って配置されるように形成されている。なお、図３の紙面縦方向に延在する各開口部Ｍ１１は、マスク基板Ｍの紙面縦方向に連続して形成されているが、図３の紙面横方向に延在する各開口部Ｍ１２は、マスク基板Ｍの紙面横方向に断片的に形成されている。これは、開口部Ｍ１２を連続して形成した場合には、開口部Ｍ１１と開口部Ｍ１２とが連続してしまい、開口部Ｍ１１と開口部Ｍ１２とによって囲まれたマスク基板の部位が脱落してしまうためである。
【００１９】
図４は、マスク基板Ｍの開口部Ｍ１を含む断面図である。この図に示すように、本実施形態のマスク基板Ｍにおいては、開口部Ｍ１のレーザ光射出口Ｍ２の幅ｄ１が相対的に狭く、開口部Ｍ１のレーザ光入射口Ｍ３の幅ｄ２が相対的に広くされている。
なお、レーザ光射出口Ｍ２の幅ｄ１は、基板Ｐに形成された素子Ｘと素子Ｘとの間Ｘ１（図５参照）よりも小さく、かつ、レーザ光Ｌの焦点が基板Ｐの底面に位置する場合におけるレーザ光射出口位置のレーザ光Ｌの幅Ｌ１よりも広く設定されている。また、レーザ光入射口Ｍ３の幅ｄ２は、レーザ光Ｌの焦点が基板Ｐの底面に位置する場合におけるレーザ光入射口位置のレーザ光Ｌの幅Ｌ２よりも広く設定されている。
【００２０】
さらに、本実施形態のマスク基板Ｍは、図４に示すように、レーザ光射出口Ｍ２を含みかつ相対的に肉薄な第１基板Ｍａ（第１部材）と、レーザ光入射口Ｍ３を含みかつ相対的に肉厚な第２基板Ｍｂ（第２部材）とを備えて構成されている。
【００２１】
このような構成を有する本実施形態のマスク基板Ｍによれば、開口部Ｍ１のレーザ光射出口Ｍ２の幅ｄ１が相対的に狭くされ、開口部Ｍ１のレーザ光入射口Ｍ３の幅ｄ２が相対的に広くされている。また、レーザ光射出装置１から射出されるレーザ光Ｌの幅は、レーザ光射出装置１の近傍において広く、レーザ光射出装置１から離れて焦点に近づくにつれて狭くなる。
ここで、本実施形態のマスク基板Ｍは、レーザ光Ｌが通過する開口部Ｍ１のレーザ光射出口Ｍ２の幅ｄ１が相対的に狭くされている。したがって、本実施形態のマスク基板Ｍを基板Ｐ上に配置することによって、レーザ光Ｌが基板Ｐの素子Ｘ間以外に照射されることを抑止することができる。また、本実施形態のマスク基板Ｍは、レーザ光Ｌが通過する開口部Ｍ１のレーザ光入射口Ｍ３の幅ｄ２が相対的に広くされているため、レーザ光Ｌの焦点位置が基板Ｐの内部に位置し、レーザ光入射口位置に幅が広いレーザ光Ｌの途中部位がある場合であっても、レーザ光Ｌがマスク基板Ｍによって遮られることを抑止することができる。
【００２２】
また、本実施形態のマスク基板Ｍは、レーザ光射出口Ｍ２を含みかつ相対的に肉薄な第１基板Ｍａと、レーザ光入射口Ｍ３を含みかつ相対的に肉厚な第２基板Ｍｂとを備えて構成されている。
レーザ光入射口Ｍ３はその幅ｄ２が広い分には問題にならないが、レーザ光射出口Ｍ２は広すぎると基板Ｐの素子Ｘにレーザ光Ｌが照射されるリスクが高まり、逆に狭すぎるとレーザ光Ｌが遮光されることとなる。このように、レーザ光射出口Ｍ２の幅ｄ１の大きさの自由度は比較的狭い範囲に限られる。このため、レーザ光Ｌを遮光しないことを考慮すると、レーザ光射出口を含む部分を肉薄とすることが好ましい。しかしながら、第１基板Ｍａを肉薄とした場合には、マスク基板Ｍの剛性が低下するため、第２基板Ｍｂを肉厚とすることによって、マスク基板Ｍの剛性を向上させることが好ましい。
【００２３】
次ぎに、このようなマスク基板Ｍを用いる本実施形態のレーザダイシング装置Ｓ１の動作（レーザダイシング方法）について説明する。
【００２４】
まず、複数の素子Ｘが形成された基板Ｐをステージ２上に載置し、その基板Ｐ上にマスク基板Ｍを配置する。
【００２５】
続いて、マスク基板Ｍを介して基板Ｐをレーザダイシングする。具体的には、レーザ光射出装置１からレーザ光Ｌを射出し、さらには基板Ｐ及びマスク基板Ｍが載置されたステージ２をレーザ光Ｌに対して移動させることによって行われる。
【００２６】
ここで、上述のように、マスク基板Ｍには、基板Ｐの分割予定線に沿った開口部Ｍ１が形成されている。このため、ステージ２とレーザ光射出装置１とを相対移動させることによって、マスク基板Ｍの開口部Ｍ１のみをレーザ光Ｌが通過し、この通過したレーザ光Ｌのみが基板Ｐに照射される。よって、基板Ｐの素子Ｘ間が改質され、基板Ｐがレーザダイシングされる。
このように、マスク基板Ｍを介して基板Ｐをレーザダイシングすることによって、レーザ光Ｌが基板Ｐの素子Ｘ間から外れて基板Ｐに照射されることを防止するとともに基板Ｐの素子Ｘ間のみにレーザ光Ｌを照射することが可能となり、素子Ｘを損傷あるいは劣化させることなく、基板Ｐを良好にダイシングすることが可能となる。
【００２７】
また、本実施形態のマスク基板Ｍにおいては、図５に示すように、レーザ光射出口Ｍ２の幅ｄ１は、基板Ｐに形成された素子Ｘと素子Ｘとの間Ｘ１よりも小さく、かつ、レーザ光Ｌの焦点が基板Ｐの底面に位置する場合におけるレーザ光射出口位置のレーザ光Ｌの幅Ｌ１よりも広く設定されている。また、レーザ光入射口Ｍ３の幅ｄ２は、レーザ光Ｌの焦点が基板Ｐの底面に位置する場合におけるレーザ光入射口位置のレーザ光Ｌの幅Ｌ２よりも広く設定されている。
このため、図５に示すように、素子Ｘ間をレーザ光Ｌによって照射する際に、レーザ光Ｌがマスク基板Ｍの一部にかかって遮光されることを防止することが可能となる。よってより良好に基板Ｐをダイシングすることが可能となる。
【００２８】
そして、上述のように、レーザ光Ｌによって素子Ｘ間が改質された後、基板Ｐに引張り応力あるいは曲げ応力が加えられることによって、基板Ｐが素子Ｘ間、すなわち分割予定線に沿って分割され、基板Ｐのダイシングが完了する。
なお、基板Ｐがシリコン基板である場合には、基板Ｐは、引張り応力あるいは曲げ応力を加えた場合に、結晶方向に沿って分割されやすい性質を有している。このため、マスク基板Ｍに形成された開口部Ｍ１のうち、断片的に形成されている開口部Ｍ１２（図３参照）の延在方向は、基板Ｐの結晶方向と平行方向であることが好ましい。
このような構成を採用することによって、開口部Ｍ１２が断片的に形成されているために生じる非改質領域が素子Ｘ間に存在する場合であっても、その存在位置は、基板Ｐの結晶方向に平行な位置となるため、基板Ｐに引張り応力あるいは曲げ応力を加えることによって、確実に基板Ｐをダイシングすることが可能となる。
【００２９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係るマスク基板、レーザダイシング装置及びレーザダイシング方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３０】
例えば、レーザ光入射口Ｍ３を大きく広げることによって、第２基板Ｍｂを、結果として梁構造とすることもできる。
また、上記実施形態においては、マスク基板Ｍが第１基板Ｍａと第２基板Ｍｂとを備えて構成されているものとした。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、１枚の基板からマスク基板Ｍが構成されているものとすることも可能である。
なお、マスク基板Ｍが１枚の基板から構成されている場合には、開口部Ｍ１の縦断面形状を逆テーパー形状とすることによって、レーザ光射出口Ｍ２の幅を相対的に狭く、レーザ光入射口Ｍ３の幅を相対的に広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態であるレーザダイシング装置の概略構成を示した模式図である。
【図２】複数の素子が形成された基板の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態であるマスク基板の平面図である。
【図４】本発明の一実施形態であるマスク基板の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態であるレーザダイシング装置の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３２】
１……レーザ光射出装置（レーザ光射出手段）、２……ステージ、３……ステージ移動装置（移動手段）、Ｓ１……レーザダイシング装置、Ｐ……基板、Ｍ……マスク基板、Ｍ１……開口部、Ｍ２……レーザ光射出口、Ｍ３……レーザ光入射口、Ｍａ……第１基板（第１部材）、Ｍｂ……第２基板（第２部材）
【図１】
2007030002.tif 000003
【図２】
2007030002.tif 000004
【図３】
2007030002.tif 000005
【図４】
2007030002.tif 000006
【図５】
2007030002.tif 000007