(57)【要約】【課題】改質層を形成するレーザー加工方法であっても、粘着テープがチャックテーブルに貼り付くことを抑制できるウエーハのレーザー加工方法を提供すること。【解決手段】レーザー加工方法はウエーハユニット準備ステップと紫外線照射ステップと保持ステップとレーザー光線照射ステップを含んでいる。ウエーハユニット準備ステップでは環状のフレームＦに装着され紫外線の照射によって粘着力が低下する粘着テープＴに裏面ＷＲを貼着してウエーハユニットＷを形成する。紫外線照射ステップではウエーハユニットＷにウエーハＷＡの表面ＷＳ側から紫外線を照射してウエーハＷＡを囲繞して露出した領域の粘着テープＴの粘着力を低下させる。保持ステップではウエーハＷＡの表面ＷＳをチャックテーブル１０の表面１０ａで保持する。レーザー光線照射ステップではウエーハＷＡの裏面ＷＲ側からレーザー光線Ｌを照射して改質層Ｋを形成する。【選択図】図４
2013229450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に格子状に設けられた分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスがそれぞれ形成されたウエーハにレーザー光線を照射して内部に改質層を形成するウエーハのレーザー加工方法であって、
環状のフレームに装着され紫外線の照射によって粘着力が低下する粘着テープにウエーハの裏面が貼着されたウエーハユニットを形成するウエーハユニット準備ステップと、
該ウエーハユニットに該ウエーハの表面側から該紫外線を照射し、該ウエーハを囲繞して露出した領域の該粘着テープの粘着力を低下させる紫外線照射ステップと、
紫外線照射ステップの後に、該ウエーハユニットの該ウエーハの表面をチャックテーブルの保持面で保持する保持ステップと、
該保持ステップの後に、該ウエーハの裏面側から該粘着テープを介して該ウエーハに対して透過性を有する波長の該レーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該改質層を形成するレーザー光線照射ステップと、
を含む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、ウエーハの内部に改質層を形成するウエーハのレーザー加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等は、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内部に集光点を合わせて照射することで形成される改質層を利用して破断され、個々のデバイスチップに分割する加工方法が近年用いられ始めている（例えば、特許文献１参照）。この加工方法では、レーザー光線のエネルギーを減衰させるもの（例えば、デバイスを構成する各種パターンを形成する材料）がレーザー光線の入射面側に形成されていない事が条件となる。そのため、表面にそうしたデバイスが形成されたウエーハに対しては、デバイスが無い裏面側からレーザー光線を照射し、内部に改質層を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうしたことから、デバイスが形成された表面側からレーザー光線を照射できない場合にも、通常の加工で用いられるのと同様に、粘着テープにウエーハの裏面を貼着して、環状のフレームにウエーハを固定するウエーハユニットを形成する。その後、チャックテーブルの保持面にウエーハの表面を載置して、粘着テープ越しにレーザー光線を照射する方法がとられている場合がある。しかしながら、この方法では、粘着テープの粘着層がチャックテーブルに重なるため、ウエーハの外周で露出している粘着テープがチャックテーブルの外周部分に貼り付き、加工後の搬送エラーを引き起こしてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ウエーハの内部に改質層を形成して個々のデバイスチップに分割するレーザー加工方法であっても、粘着テープがチャックテーブルに貼り付いてしまうことを抑制できるウエーハのレーザー加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハのレーザー加工方法は、表面に格子状に設けられた分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスがそれぞれ形成されたウエーハにレーザー光線を照射して内部に改質層を形成するウエーハのレーザー加工方法であって、環状のフレームに装着され紫外線の照射によって粘着力が低下する粘着テープにウエーハの裏面が貼着されたウエーハユニットを形成するウエーハユニット準備ステップと、該ウエーハユニットに該ウエーハの表面側から該紫外線を照射し、該ウエーハを囲繞して露出した領域の該粘着テープの粘着力を低下させる紫外線照射ステップと、紫外線照射ステップの後に、該ウエーハユニットの該ウエーハの表面をチャックテーブルの保持面で保持する保持ステップと、該保持ステップの後に、該ウエーハの裏面側から該粘着テープを介して該ウエーハに対して透過性を有する波長の該レーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該改質層を形成するレーザー光線照射ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のウエーハのレーザー加工方法は、レーザー光線の照射前に、紫外線照射ステップにおいて、ウエーハユニットにウエーハの表面側から紫外線を照射する。このために、ウエーハの外周に露出した粘着テープの粘着層の少なくとも一部を硬化させて、粘着層の粘着力をレーザー加工前に低下させることができる。したがって、レーザー光線照射ステップで、粘着テープがチャックテーブルに貼り付くという問題を回避することが容易に可能になる。
【０００８】
また、通常、粘着テープとして用いられるのは、紫外線硬化タイプの粘着テープであり、紫外線照射手段も、通常のレーザー加工方法においても必須な手段であるために、紫外線照射ステップを加えるだけで、専用の部材や手段を追加する必要が全くなく、効果が得られる。したがって、ウエーハの内部に改質層を形成して個々のデバイスチップに分割するレーザー加工方法であっても、粘着テープがチャックテーブルに貼り付いてしまうことを安価に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係るウエーハのレーザー加工方法のウエーハユニット準備ステップの概要を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態に係るウエーハのレーザー加工方法の紫外線照射ステップの概要を示す側断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係るウエーハのレーザー加工方法の保持ステップの概要を示す側断面図である。
【図４】図４は、実施形態に係るウエーハのレーザー加工方法のレーザー光線照射ステップの概要を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１１】
〔実施形態〕
図１は、実施形態に係るウエーハのレーザー加工方法のウエーハユニット準備ステップの概要を示す斜視図である。図２は、実施形態に係るウエーハのレーザー加工方法の紫外線照射ステップの概要を示す側断面図である。図３は、実施形態に係るウエーハのレーザー加工方法の保持ステップの概要を示す側断面図である。図４は、実施形態に係るウエーハのレーザー加工方法のレーザー光線照射ステップの概要を示す側断面図である。
【００１２】
本実施形態に係るウエーハのレーザー加工方法（以下、単にレーザー加工方法と呼ぶ）は、図１に示すウエーハＷＡにレーザー光線Ｌ（図４に示す）を照射して内部に改質層Ｋ（図４に示す）を形成する方法である。なお、レーザー加工方法によりデバイスチップＤＴに分割される加工対象としてのウエーハＷＡは、本実施形態ではシリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハＷＡは、図１に示すように、表面ＷＳに格子状に設けられた分割予定ラインＳによって区画された各領域にデバイスＤがそれぞれ形成されている。ウエーハＷＡは、図２に示すように、デバイスＤが複数形成されている表面ＷＳの反対側の裏面ＷＲに粘着テープＴが貼着され、粘着テープＴに環状のフレームＦが貼着されることで、環状のフレームＦに固定される。なお、ウエーハＷＡの表面ＷＳには、図示しないエピ層が形成されている。このエピ層は、レーザー光線Ｌを減衰又は遮断する材料で構成されている。
【００１３】
本実施形態では、ウエーハＷＡが粘着テープＴを介して環状のフレームＦに固定されると、これらのウエーハＷＡ、粘着テープＴ及び環状のフレームＦは、ウエーハユニットＷを構成する。また、粘着テープＴは、図２などに示すように、透明又は半透明であり光を透過する合成樹脂で構成されたテープ層Ｔａと、テープ層Ｔａに積層されてウエーハＷＡの裏面ＷＲ及び環状のフレームＦに貼着する粘着層Ｔｂとを備えて、ウエーハＷＡよりも大きな面積を有するシート状に形成されている。テープ層Ｔａと粘着層Ｔｂとが共にレーザー光線Ｌを透過し、テープ層Ｔａが後述する紫外線Ｖ（図２中に点線で示す）を透過する材料で構成されている。さらに、テープ層Ｔａと粘着層Ｔｂとが共に引っ張った際に拡張するように変形する材料で構成され、粘着層Ｔｂが紫外線Ｖの照射により粘着力が低下する紫外線硬化型の材料で構成されている。
【００１４】
本実施形態に係るレーザー加工方法は、ウエーハユニットＷを保持するチャックテーブル１０（図３に示す）と、チャックテーブル１０に保持されたウエーハユニットＷのウエーハＷＡに該ウエーハＷＡを透過する例えば波長が１０６４ｎｍのレーザー光線Ｌを照射するレーザー光線照射手段２０（図４に示す）と、チャックテーブル１０に保持されたウエーハユニットＷを撮像する撮像手段（図示しない）と、チャックテーブル１０とレーザー光線照射手段２０とを互いに直交するＸ、Ｙ及びＺ軸方向に相対的に移動させるＸ、Ｙ及びＺ軸移動手段（図示しない）と、を少なくとも含んで構成されたレーザー加工装置などにより実行される。
【００１５】
また、本実施形態では、レーザー加工装置は、レーザー加工前後のウエーハユニットＷに紫外線Ｖを照射する紫外線照射手段３０（図２及び図６に示す）と、レーザー加工後のウエーハユニットＷの粘着テープＴを引っ張って拡張してウエーハＷＡを個々のデバイスチップＤＴに分割する分割手段（図示しない）と、を少なくとも含んで構成されている。さらに、レーザー加工装置は、紫外線照射手段３０、チャックテーブル１０、分割手段の間でウエーハユニットＷを搬送する搬送手段（図示しない）や、分割手段により個々に分割されたデバイスチップＤＴを粘着テープＴから剥がす分離手段（図示しない）などを含んで構成されても良い。
【００１６】
本実施形態に係るレーザー加工方法は、まず、ウエーハユニット準備ステップにおいて、図１に示すように、環状のフレームＦに装着され紫外線Ｖの照射によって粘着力が低下する粘着テープＴにウエーハＷＡの裏面ＷＲを貼着し、粘着テープＴにウエーハＷＡの裏面ＷＲが貼着されたウエーハユニットＷを形成する。そして、紫外線照射ステップに進む。
【００１７】
紫外線照射ステップでは、レーザー加工前のウエーハユニットＷを紫外線照射手段３０まで搬送し、図２に示すように、紫外線照射手段３０の複数の紫外線ランプ３１と、ウエーハユニットＷのウエーハＷＡの表面ＷＳとを相対させる。そして、紫外線照射手段３０の複数の紫外線ランプ３１から紫外線Ｖを発光させて、ウエーハユニットＷにウエーハＷＡの表面ＷＳ側から紫外線Ｖを照射する。ウエーハＷＡを囲繞して紫外線照射手段３０側に露出した領域の粘着テープＴの粘着層Ｔｂの粘着力を低下させる。そして、保持ステップに進む。なお、ウエーハＷＡの裏面ＷＲに貼着した領域の粘着テープＴの粘着層Ｔｂは、紫外線ＶがウエーハＷＡにより遮られるために、粘着力が低下しない。
【００１８】
保持ステップでは、紫外線照射ステップの後に、図３に示すように、ウエーハユニットＷのウエーハＷＡの表面ＷＳをチャックテーブル１０の表面１０ａ（保持面に相当）上に載置する。そして、レーザー加工装置がウエーハユニットＷのウエーハＷＡの表面ＷＳをチャックテーブル１０の表面１０ａで吸引保持する。なお、チャックテーブル１０は、表面１０ａを構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面１０ａに載置されたウエーハＷＡを吸引することで保持するものである。そして、レーザー光線照射ステップに進む。
【００１９】
レーザー光線照射ステップでは、保持ステップの後に、まず、レーザー加工装置がＸ軸移動手段などによりチャックテーブル１０を撮像手段まで移動して、撮像手段がアライメントのための画像を取得する。レーザー加工装置が、撮像手段の取得した画像に基いて、Ｘ、Ｙ及びＺ軸移動手段などによりレーザー光線照射手段２０のアライメントを遂行する。その後、レーザー加工装置が、図４に示すように、チャックテーブル１０に保持されたウエーハユニットＷのウエーハＷＡの裏面ＷＲ側から粘着テープＴを介して、ウエーハＷＡに対して透過性を有する波長が１０６４ｎｍのレーザー光線Ｌを、ウエーハＷＡの内部に集光点を合わせて分割予定ラインＳに沿って照射する。さらに、レーザー加工装置が、レーザー光線Ｌを分割予定ラインＳに沿って照射しつつ、チャックテーブル１０をＸ軸移動手段などにより分割予定ラインＳに沿って所定の加工速度で移動させる。なお、レーザー光線Ｌを、裏面ＷＲ側から粘着テープＴを介してウエーハＷＡに照射するのは、ウエーハＷＡの表面ＷＳに形成されたエピ層がレーザー光線Ｌを減衰又は遮断する材料で構成されているからである。
【００２０】
すると、レーザー光線照射ステップでは、ウエーハＷＡの内部にレーザー光線Ｌが照射された分割予定ラインＳに沿って改質層Ｋ（図４に示す）を形成する。なお、改質層Ｋとは、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味し、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域、及びこれらの領域が混在した領域等を例示できる。全ての分割予定ラインＳに沿って改質層Ｋを形成すると、レーザー光線照射手段２０からのレーザー光線Ｌの照射を停止し、分離用紫外線照射ステップに進む。
【００２１】
分離用紫外線照射ステップでは、ウエーハユニットＷを紫外線照射手段３０まで搬送し、紫外線照射手段３０の複数の紫外線ランプ３１から紫外線Ｖを発光させて、ウエーハユニットＷにウエーハＷＡの裏面ＷＲ側から紫外線Ｖを照射する。すると、ウエーハＷＡの裏面ＷＲが貼着された領域の粘着テープＴの粘着層Ｔｂの粘着力は、低下する。そして、分割ステップに進む。
【００２２】
分割ステップでは、ウエーハユニットＷを紫外線照射手段３０から分割手段に搬送し、ウエーハＷＡの裏面ＷＲに貼着された粘着テープＴを、その面積が拡大するように拡張する。すると、改質層Ｋに外力が加わり、分割予定ラインＳに沿って、ウエーハＷＡを個々のデバイスチップＤＴ（デバイスＤを含む）に分割する。そして、分離ステップに進む。
【００２３】
分離ステップでは、粘着テープＴを拡張したまま、分離手段が個々に分割されたデバイスチップＤＴを粘着テープＴからピックアップする。こうして、レーザー加工方法は、ウエーハユニット準備ステップと紫外線照射ステップと保持ステップとレーザー光線照射ステップと分離用紫外線照射ステップと分割ステップと分離ステップとを含んで、ウエーハＷＡを個々のデバイスチップＤＴに分割する。
【００２４】
以上のように、本実施形態に係るレーザー加工方法によれば、レーザー光線Ｌの照射前に、紫外線照射ステップにおいて、ウエーハユニットＷにウエーハＷＡの表面ＷＳ側から紫外線Ｖを照射する。このために、ウエーハＷＡの外周に露出した粘着テープＴの粘着層Ｔｂの少なくとも一部を硬化させて、粘着層Ｔｂの粘着力をレーザー加工前に低下させることができる。したがって、レーザー光線照射ステップで粘着テープＴがチャックテーブル１０に貼り付くという問題を回避することが容易に可能になる。
【００２５】
また、通常、粘着テープＴとして用いられるのは、紫外線硬化タイプの粘着テープＴであり、紫外線照射手段３０も、通常のレーザー加工方法においても必須な手段であるために、紫外線照射ステップを加えるだけで、専用の部材や手段を追加する必要が全くなく、効果が得られる。したがって、ウエーハＷＡの内部に改質層Ｋを形成して個々のデバイスチップＤＴに分割するレーザー加工方法であっても、粘着テープＴがチャックテーブル１０に貼り付いてしまうことを安価に抑制することができる。
【００２６】
さらに、紫外線照射ステップでは、ウエーハユニットＷにウエーハＷＡの表面ＷＳ側に紫外線Ｖを照射するので、ウエーハＷＡにより紫外線Ｖがさえぎられて、粘着層ＴｂのウエーハＷＡの裏面ＷＲに貼着した部分に紫外線Ｖが照射されることを防止できる。このために、粘着層ＴｂのウエーハＷＡの裏面ＷＲに貼着した部分の粘着力が低下することを防止できる。したがって、レーザー加工方法において、紫外線照射ステップから分離ステップの間で、ウエーハＷＡが粘着テープＴからはがれたり、ウエーハＷＡが環状のフレームＦに対して位置ずれすることを防止できる。
【００２７】
また、本実施形態のレーザー加工装置は、紫外線照射手段３０を備えているので、レーザー加工方法の略全体の工程を行なうことができる。
【００２８】
前述した実施形態では、レーザー加工装置が紫外線照射手段３０、分割手段や分離手段を含んで構成されているが、本発明では、レーザー加工装置が紫外線照射手段３０、分割手段や分離手段を含んでいなくても良い。要するに、本発明では、レーザー加工方法は、一つの装置のみで実行されても良く、複数の装置間でウエーハユニットＷを搬送しながら実行されても良い。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  チャックテーブル
１０ａ  表面（保持面）
Ｄ  デバイス
Ｆ  環状のフレーム
Ｋ  改質層
Ｌ  レーザー光線
Ｓ  分割予定ライン
Ｔ  粘着テープ
Ｖ  紫外線
Ｗ  ウエーハユニット
ＷＡ  ウエーハ
ＷＳ  表面
ＷＲ  裏面
【図１】
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【図２】
2013229450.tif 000004
【図３】
2013229450.tif 000005
【図４】
2013229450.tif 000006