(57)【要約】      （修正有）【課題】表面に一方の方向に互いに平行に形成された複数の第１の分割予定ラインと、直交する方向に形成され第１の分割予定ラインとＴ字路となって交わる領域を有する複数の第２の分割予定ラインとを備え、分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハであっても、デバイスを損傷させることなく確実に分割することができるウエーハの加工方法を提供する。【解決手段】ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点Ｐをウエーハの裏面１００ｂ側から内部に位置付けて第２の分割予定ライン１０２に沿って照射し、改質層１１０を形成する第１の改質層形成工程と、第１の分割予定ライン１０１に沿って照射し、改質層を形成する第２の改質層形成工程と、ウエーハに外力を付与し、改質層が形成された第１の分割予定ラインおよび第２の分割予定ラインに沿って個々のデバイス１０３に分割する分割工程とを含む。【選択図】図９
2017050377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に一方の方向に互いに平行に形成された複数の第１の分割予定ラインと、該第１の分割予定ラインと直交する方向に形成され該第１の分割予定ラインとＴ字路となって交わる領域を有する複数の第２の分割予定ラインとを備え、該第１の分割予定ラインと該第２の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、該第１の分割予定ラインと該第２の分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの裏面側から内部に位置付けて該第２のストリートに沿って照射し、ウエーハの内部に該第２の分割予定ラインに沿って改質層を形成する第１の改質層形成工程と、
該第１の改質層形成工程が実施されたウエーハに、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの裏面側から内部に位置付けて該第１の分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に該第１の分割予定ラインに沿って改質層を形成する第２の改質層形成工程と、
該第１の改質層形成工程および該第２の改質層形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを改質層が形成された第１の分割予定ラインおよび第２の分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する分割工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハ、特に、表面に一方の方向に互いに平行に形成された複数の第１の分割予定ラインと、第１の分割予定ラインと直交する方向に形成され第１の分割予定ラインとＴ字路となって交わる領域を有する複数の第２の分割予定ラインとを備え、第１の分割予定ラインと第２の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ライン沿って分割するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面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ウエーハも分割予定ラインに沿って切断することにより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。
【０００３】
近年、円板形状のウエーハに出来るだけ多くのデバイスを形成するために、表面に一方の方向に互いに平行に形成された複数の第１の分割予定ラインと、該第１の分割予定ラインと直交する方向に形成され第１の分割予定ラインとＴ字路となって交わる領域を有する複数の第２の分割予定ラインとを備え、第１の分割予定ラインと第２の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成された半導体ウエーハが実用化されている。
【０００４】
半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハの分割予定ラインに沿った切断は、通常ダイサーと呼ばれる切削装置によって行われている。しかるに、表面に出来るだけ多くのデバイスを形成するために、表面に一方の方向に互いに平行に連続して形成された複数の第１の分割予定ラインと、該第１の分割予定ラインと直交する方向に非連続して形成され第１の分割予定ラインとＴ字路となって交わる複数の第２の分割予定ラインとを備えたウエーハにおいては分割予定ラインがジグザグになっていることから、切削装置による切削加工が不可能であるため、レーザー加工が用いられている。
【０００５】
ウエーハを分割予定ラインに沿ってレーザー加工を施すことによって分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射することにより破断の起点となるレーザー加工溝を形成し、この破断の起点となるレーザー加工溝が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与することにより割断する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかるに、ウエーハの表面に形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成すると、デブリが発生してデバイスの表面に付着し、デバイスの品質が低下するという問題がある。
【０００７】
このような問題を解消するために、デバイスが形成されていないウエーハの裏面側からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成することにより、ウエーハを改質層が形成されることによって強度が低下せしめられた分割予定ラインに沿って分割する加工方法が下記特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【特許文献２】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】
【０００９】
しかるに、表面に一方の方向に互いに平行に形成された複数の第１の分割予定ラインと、該第１の分割予定ラインと直交する方向に形成され第１の分割予定ラインとＴ字路となって交わる領域を有する複数の第２の分割予定ラインとを備え、第１の分割予定ラインと第２の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハにおいては、第１の分割予定ラインと第２の分割予定ラインがＴ字路となって交わる領域に後からレーザー光線を照射して改質層を形成する際に、次のような問題が発生する。
即ち、第１の分割予定ラインに沿って内部に改質層を形成した後に、第２の分割予定ラインに沿って内部に改質層を形成すると、レーザー光線の集光点がＴ字路の交差点に近づくに連れて先に形成された改質層によって予期せぬ方向に反射せしめられたレーザー光線が０．５ｍｍ程の漏れ光となって発生する。この漏れ光が特にＴ字路の反対側に第１の分割予定ラインに沿って形成されたデバイスに作用して、デバイスを損傷しデバイスの品質を低下させるという問題がある。
【００１０】
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、表面に一方の方向に互いに平行に形成された複数の第１の分割予定ラインと、該第１の分割予定ラインと直交する方向に形成され第１の分割予定ラインとＴ字路となって交わる領域を有する複数の第２の分割予定ラインとを備え、第１の分割予定ラインと第２の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハであっても、デバイスを損傷させることなく第１の分割予定ラインおよび第２の分割予定ラインに沿って確実に分割することができるウエーハの加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に一方の方向に互いに平行に形成された複数の第１の分割予定ラインと、該第１の分割予定ラインと直交する方向に形成され該第１の分割予定ラインとＴ字路となって交わる領域を有する複数の第２の分割予定ラインとを備え、該第１の分割予定ラインと該第２の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、該第１の分割予定ラインと該第２の分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの裏面側から内部に位置付けて該第２の分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に該第２の分割予定ラインに沿って改質層を形成する第１の改質層形成工程と、
該第１の改質層形成工程が実施されたウエーハに、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの裏面側から内部に位置付けて該第１の分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に該第１の分割予定ラインに沿って改質層を形成する第２の改質層形成工程と、
該第１の改質層形成工程および該第２の改質層形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを改質層が形成された第１の分割予定ラインおよび第２の分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する分割工程と、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。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、表面に一方の方向に互いに平行に形成された複数の第１の分割予定ラインと、該第１の分割予定ラインと直交する方向に形成され第１の分割予定ラインとＴ字路となって交わる領域を有する複数の第２の分割予定ラインとを備え、第１の分割予定ラインと第２の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、第１の分割予定ラインと第２の分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの裏面側から内部に位置付けて第２の分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に第２の分割予定ラインに沿って改質層を形成する第１の改質層形成工程と、該第１の改質層形成工程が実施されたウエーハに、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの裏面側から内部に位置付けて第１の分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に第１の分割予定ラインに沿って改質層を形成する第２の改質層形成工程と、第１の改質層形成工程および第２の改質層形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを改質層が形成された第１の分割予定ラインおよび第２の分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する分割工程とを含んでいるので、第２の改質層形成工程において第１の分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射する際に、第２の分割予定ラインに沿って形成された改質層によって反射した漏れ光が発生するが、漏れ光は第１の分割予定ラインに沿ってレーザー光線の集光点の移動方向前方に形成されるので、デバイス側には漏れ光が発生しない。従って、第１の分割予定ラインに沿って形成されたデバイス側に漏れ光がアタックしてデバイスに損傷を与えることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。
【図２】図１に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段の構成を簡略に示すブロック図。
【図３】図１に示すレーザー加工装置に装備される制御手段のブロック構成図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法によって加工されるウエーハとしての半導体ウエーハを示す斜視図。
【図５】図４に示す導体ウエーハに形成された第１の分割予定ラインと第２の分割予定ラインのＸ，Ｙ座標を示す制御マップ。
【図６】図３に示す半導体ウエーハの表面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着し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第１の改質層形成工程の説明図。
【図８】本発明によるウエーハの加工方法における第１の改質層形成工程が実施され半導体ウエーハに形成された改質層の説明図。
【図９】本発明によるウエーハの加工方法における第２の改質層形成工程の説明図。
【図１０】本発明によるウエーハの加工方法における分割工程を実施するための分割装置の斜視図。
【図１１】本発明によるウエーハの加工方法における分割工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１５】
図１には、本発明によるウエーハの加工方法を実施するためのレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置１は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向であるＸ軸方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、基台２上に配設されたレーザー光線照射手段としてのレーザー光線照射ユニット４とを具備している。
【００１６】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上にＸ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上にＸ軸方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上にＸ軸方向と直交する矢印Ｙで示す割り出し送り方向であるＹ軸方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持された支持テーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１の上面である保持面上に被加工物である例えば円形状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３６には、半導体ウエーハ等の被加工物をダイシングテープを介して支持する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。
【００１７】
上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面にＹ軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動させるためのＸ軸方向移動手段３７を具備している。Ｘ軸方向移動手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第１の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動せしめられる。
【００１８】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記チャックテーブル３６のＸ軸方向位置を検出するためのＸ軸方向位置検出手段３７４を備えている。Ｘ軸方向位置検出手段３７４は、案内レール３１に沿って配設されたリニアスケール３７４ａと、第１の滑動ブロック３２に配設され第１の滑動ブロック３２とともにリニアスケール３７４ａに沿って移動する読み取りヘッド３７４ｂとからなっている。このＸ軸方向位置検出手段３７４の読み取りヘッド３７４ｂは、図示の実施形態においては１μｍ毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のＸ軸方向位置を検出する。なお、上記Ｘ軸方向移動手段３７の駆動源としてパルスモータ３７２を用いた場合には、パルスモータ３７２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６のＸ軸方向位置を検出することもできる。また、上記Ｘ軸方向移動手段３７の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のＸ軸方向位置を検出することもできる。
【００１９】
上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、Ｙ軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿ってＹ軸方向に移動させるためのＹ軸方向移動手段３８を具備している。Ｙ軸方向移動手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿ってＹ軸方向に移動せしめられる。
【００２０】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記第２の滑動ブロック３３のＹ軸方向位置を検出するためのＹ軸方向位置検出手段３８４を備えている。Ｙ軸方向位置検出手段３８４は、案内レール３２２に沿って配設されたリニアスケール３８４ａと、第２の滑動ブロック３３に配設され第２の滑動ブロック３３とともにリニアスケール３８４ａに沿って移動する読み取りヘッド３８４ｂとからなっている。このＹ軸方向位置検出手段３８４の読み取りヘッド３８４ｂは、図示の実施形態においては１μｍ毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のＹ軸方向位置を検出する。なお、上記Ｙ軸方向移動手段３８の駆動源としてパルスモータ３８２を用いた場合には、パルスモータ３８２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６のＹ軸方向位置を検出することもできる。また、上記Ｙ軸方向移動手段３８の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のＹ軸方向位置を検出することもできる。
【００２１】
上記レーザー光線照射ユニット４は、上記基台２上に配設された支持部材４１と、該支持部材４１によって支持され実質上水平に延出するケーシング４２と、該ケーシング４２に配設されたレーザー光線照射手段５と、ケーシング４２の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段６を具備している。なお、撮像手段６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後述する制御手段に送る。
【００２２】
上記レーザー光線照射手段５について、図２を参照して説明する。
レーザー光線照射手段５は、パルスレーザー光線を発振するパルスレーザー光線発振手段５１と、パルスレーザー光線発振手段５１が発振したパルスレーザー光線を集光して上記チャックテーブル３６に保持された被加工物に照射する集光器５２と、パルスレーザー光線発振手段５１と集光器５２との間に配設されパルスレーザー光線発振手段５１が発振したパルスレーザー光線を集光器５２とレーザー光線吸収手段５３に選択的に偏向する音響光学偏向手段５４を具備している。
【００２３】
上記パルスレーザー光線発振手段５１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５１１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段５１２とから構成されている。パルスレーザー光線発振器５１１は、繰り返し周波数設定手段５１２によって設定された所定周波数のパルスレーザー光線（ＬＢ）を発振する。繰り返し周波数設定手段５１２は、パルスレーザー光線発振器５１１が発振するパルスレーザー光線の繰り返し周波数を設定する。
【００２４】
上記音響光学偏向手段５４は、レーザー光線発振手段５１が発振したレーザー光線（ＬＢ）の光軸を集光器５２とレーザー光線吸収手段５３に選択的に偏向する音響光学素子５４１と、該音響光学素子５４１に印加するＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を生成するＲＦ発振器５４２と、該ＲＦ発振器５４２によって生成されたＲＦのパワーを増幅して音響光学素子５４１に印加するＲＦアンプ５４３と、ＲＦ発振器５４２によって生成されるＲＦの周波数を調整する偏向角度調整手段５４４と、ＲＦ発振器５４２によって生成されるＲＦの振幅を調整する出力調整手段５４５を具備している。上記音響光学素子５４１は、印加されるＲＦの周波数に対応してレーザー光線の光軸を偏向する角度を調整することができるとともに、印加されるＲＦの振幅に対応してレーザー光線の出力を調整することができる。なお、上記偏向角度調整手段５４４および出力調整手段５４５は、後述する制御手段によって制御される。
【００２５】
上記集光器５２は、上記音響光学偏向手段５４によって偏向されたパルスレーザー光線を下方に向けて方向変換する方向変換ミラー５２１と、該方向変換ミラー５２１によって方向変換されたレーザー光線を集光する集光レンズ５２２を具備している。
【００２６】
図示の実施形態におけるレーザー照射手段５は以上のように構成されており、以下その作用について図２を参照して説明する。
音響光学偏向手段５４の偏向角度調整手段５４４に後述する制御手段から光軸偏向信号が印加されない場合には、パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線は、その光軸が図２において実線で示すように集光器５２に導かれる。一方、偏向角度調整手段５４４に後述する制御手段から例えば５Ｖの電圧が印加され、音響光学素子５４１に５Ｖに対応する周波数のＲＦが印加された場合には、パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線は、その光軸が図２において破線で示すようにレーザー光線吸収手段５３に導かれる。
【００２７】
図示のレーザー加工装置１は、図３に示す制御手段７を具備している。制御手段７はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）７１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）７２と、後述する被加工物の設計値のデータや演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７３と、入力インターフェース７４および出力インターフェース７５とを備えている。制御手段７の入力インターフェース７４には、上記加工送り量検出手段３７４、割り出し送り量検出手段３８４および撮像手段６等からの検出信号が入力される。そして、制御手段７の出力インターフェース７５からは、上記パルスモータ３７２、パルスモータ３８２、レーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１および音響光学偏向手段５４等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７３は、後述する検出値のデータや加工条件のデータを記憶する記憶領域を備えている。
【００２８】
次に、上述したレーザー加工装置１によって加工されるウエーハとしての半導体ウエーハについて、図４を参照して説明する。図４に示す半導体ウエーハ１０は、例えば厚さが１００μｍのシリコンウエーハからなっており、ウエーハ基板１００の表面１００ａに一方の方向に互いに平行に連続して形成された複数の第１の分割予定ライン１０１と、該第１の分割予定ライン１０１と直交する第２の方向に形成され第１の分割予定ライン１０１とＴ字路となって交わる領域を有する複数の第２の分割予定ライン１０２とを備えている。このように、複数の第１の分割予定ライン１０１と複数の第２の分割予定ライン１０２によって区画された複数の領域にそれぞれＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１０３が形成されている。デバイス１０３は図示の実施形態においては平面が長方形状に形成されており、長辺が第１の分割予定ライン１０１と平行に形成され短辺が第２の分割予定ライン１０２に平行に形成されている。
【００２９】
図４に示す半導体ウエーハ１０のウエーハ基板１００の表面１００ａに形成された第１の分割予定ライン１０１と第２の分割予定ライン１０２の設計値であるＸ，Ｙ座標値が、上記制御手段７のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７３に格納される。なお、図示の実施形態においては、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように半導体ウエーハ１０のウエーハ基板１００の裏面１００ｂからみた第１の分割予定ライン１０１と第２の分割予定ライン１０２のＸ，Ｙ座標値が制御手段７のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７３に格納される。なお、図５の（ａ）に示す制御マップは半導体ウエーハ１０のウエーハ基板１００に形成された第１の分割予定ライン１０１がＸ座標と平行に位置付けられた状態を示しており、図５の（ｂ）に示す制御マップは半導体ウエーハ１０のウエーハ基板１００に形成された第２の分割予定ライン１０２がＸ座標と平行に位置付けられた状態を示している。
【００３０】
次に、上述した半導体ウエーハ１０のウエーハ基板１００の表面１００ａに形成された第１の分割予定ライン１０１と第２の分割予定ライン１０２に沿ってレーザー光線を照射し、半導体ウエーハ１０の内部に第１の分割予定ライン１０１および第２の分割予定ライン１０２に沿って改質層を形成するレーザー加工方法について説明する。
先ず、上述した半導体ウエーハ１０は、図６に示すように環状のフレームＦに装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなるダイシングテープＴに表面１００ａ側を貼着する。従って、半導体ウエーハ１０は、裏面１００ｂが上側となる。
【００３１】
図６に示すように、環状のフレームＦにダイシングテープＴを介して支持された半導体ウエーハ１０は、図１に示すレーザー加工装置１のチャックテーブル３６上にダイシングテープＴ側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ１０は、ダイシングテープＴを介してチャックテーブル３６上に吸引保持される。また、環状のフレームＦは、クランプ３６２によって固定される。このようにしてチャックテーブル３６上に吸引保持された半導体ウエーハ１０は、図５の（ａ）に示す座標値に位置付けられたことになる。
【００３２】
上述したようにチャックテーブル３６上に半導体ウエーハ１０を吸引保持したならば、加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を撮像手段６の直下に位置付ける。チャックテーブル３６が撮像手段６の直下に位置付けられると、撮像手段６および制御手段７によって半導体ウエーハ１０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６および制御手段７は、半導体ウエーハ１０の第１の分割予定ライン１０１と、第１の分割予定ライン１０１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５の集光器５２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工程を遂行する。また、半導体ウエーハ１０に形成されている第２の分割予定ライン１０２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１０の第１の分割予定ライン１０１および第２の分割予定ライン１０２が形成されている表面１００ａは下側に位置しているが、撮像手段６が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および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）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面１００ｂから透かして第１の分割予定ライン１０１および第２の分割予定ライン１０２を撮像することができる。
【００３３】
上述したアライメント工程を実施したならば、半導体ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を半導体ウエーハ１０の裏面側から内部に位置付けて第２の分割予定ライン１０２に沿って照射し、半導体ウエーハ１０の内部に第２の分割予定ライン１０２に沿って改質層を形成する第１の改質層形成工程を実施する。この第１の改質層形成工程を実施するには、チャックテーブル３６に吸引保持されている半導体ウエーハ１０に形成された第２の分割予定ライン１０２を加工送り方向であるＸ軸方向と平行に位置付けるウエーハ位置付け工程を実施する。もし、第２の分割予定ライン１０２が加工送り方向であるＸ軸方向と平行でない場合には、半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３６を回動して第２の分割予定ライン１０２が加工送り方向であるＸ軸方向と平行になるように位置付ける。
【００３４】
上述したウエーハ位置付け工程を実施したならば、図７の（ａ）で示すようにチャックテーブル３６をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５の集光器５２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の第２の分割予定ライン１０２の一端（図７の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段５の集光器５２の直下に位置付ける。次に、集光器５２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ１０の厚み方向中間部に位置付ける。そして、集光器５２からシリコンウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３６を図７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（第１の改質層形成工程）。この第１の改質層形成工程を実施する際に、第１の分割予定ライン１０１とＴ字路となって交わる領域を有する第２の分割予定ライン１０２に対しては、集光器５２から照射されるパルスレーザー光線を次のように制御する。
【００３５】
即ち、図７の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ１０に形成された第２の分割予定ライン１０２がレーザー光線照射手段５の集光器５２の直下を移動している際には、制御手段７はレーザー光線照射手段５の偏向角度調整手段５４４への電圧の印加を停止するように制御する。従って、パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線は、その光軸が図２において実線で示すように集光器５２に導かれ、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０に形成された第２の分割予定ライン１０２に沿って照射される（第１の改質層形成工程）。この結果、図７の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ１０の内部には第２の分割予定ライン１０２に沿って改質層１１０が形成される。そして、図７の（ｂ）に示すように第２の分割予定ライン１０２と第１の分割予定ライン１０１とのＴ字路となって交わる交差点に達したら、制御手段７はレーザー光線照射手段５の偏向角度調整手段５４４に５Ｖの電圧を印加するように制御し、音響光学素子５４１に５Ｖに対応する周波数のＲＦを印加する。この結果、パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線は、その光軸が図２において破線で示すようにレーザー光線吸収手段５３に導かれ、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０には照射されない。そして、デバイス１０３を跨いで次の第２の分割予定ライン１０２と第１の分割予定ライン１０１とのＴ字路となって交わる交差点が集光器５２の直下に達したら、制御手段７はレーザー光線照射手段５２の偏向角度調整手段５４４への電圧の印加を停止するように制御する。この結果、パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線は、その光軸が図２において実線で示すように集光器５２に導かれ、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０に照射され、図７の（ｂ）に示すように第２の分割予定ライン１０２に沿って改質層１１０が形成される。この第１の改質層形成工程を半導体ウエーハ１０に形成された全ての第２の分割予定ライン１０２に沿って実施することにより、半導体ウエーハ１０の内部には図８に示すように全ての第２の分割予定ライン１０２に沿って改質層１１０が形成される。なお、上記制御手段７によるレーザー光線照射手段５の偏向角度調整手段５４４への電圧制御は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納されている図５の（ｂ）に示す制御マップおよび加工送り量検出手段３７４からの検出信号に基づいて実施される。
【００３６】
なお、上記第１の改質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
波長                    ：１０６４ｎｍ、１３４２ｎｍ
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
平均出力                ：０．５Ｗ
集光スポット径          ：φ３μｍ
加工送り速度            ：２００ｍｍ／秒
【００３７】
上述したように第１の改質層形成工程を半導体ウエーハ１０に形成された全ての第２の分割予定ライン１０２に沿って実施したならば、半導体ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を半導体ウエーハ１０の裏面側から内部に位置付けて第１の分割予定ラインに沿って照射し、半導体ウエーハ１０の内部に第１の分割予定ラインに沿って改質層を形成する第２の改質層形成工程を実施する。この第２の改質層形成工程を実施するには、上記第１の改質層形成工程が実施された半導体ウエーハ１０を保持しているチャックテーブル３６を９０度回動して第１の分割予定ライン１０１を加工送り方向であるＸ軸方向と平行になるように位置付ける（ウエーハ位置付け工程）。
【００３８】
上述したウエーハ位置付け工程を実施したならば、図９の（ａ）で示すようにチャックテーブル３６をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５の集光器５２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の第１の分割予定ライン１０１の一端（図９の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段５の集光器５２の直下に位置付ける。次に、集光器５２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ１０の厚み方向中間部に位置付ける。そして、制御手段７はレーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１を作動するとともに偏向角度調整手段５４４への電圧の印加を停止するように制御する。この結果、パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線は、その光軸が図２において実線で示すように集光器５２に導かれ、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０に照射される。このようにして、集光器５２からシリコンウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３６を図９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（第２の改質層形成工程）。そして、第１の分割予定ライン１０１の他端がレーザー光線照射手段５の集光器５２の直下に達したら、制御手段７はレーザー光線照射手段５の偏向角度調整手段５４４に５Ｖの電圧を印加するように制御し、音響光学素子５４１に５Ｖに対応する周波数のＲＦを印加する。この結果、パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線は、その光軸が図２において破線で示すようにレーザー光線吸収手段５３に導かれ、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０には照射されない。また、制御手段７はチャックテーブル３６の移動を停止する。なお、上記制御手段７によるレーザー光線照射手段５の偏向角度調整手段５４４への電圧制御は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７３に格納されている図５の（ａ）に示す制御マップおよび加工送り量検出手段３７４からの検出信号に基づいて実施される。また、第２の改質層形成工程における加工条件は、上記第１の改質層形成工程の加工条件と同様に設定されている。
【００３９】
上述したように第２の改質層形成工程を実施することにより、図９の（ｂ）に示すように第１の分割予定ライン１０１に沿って改質層１１０が形成される。この第２の改質層形成工程を実施する際には第２の分割予定ライン１０２に沿って形成された改質層１１０によって反射した漏れ光ＬＢ１が発生するが、この漏れ光ＬＢ１は第１の分割予定ライン１０１に沿ってパルスレーザー光線の集光点の移動方向前方（半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３６の移動方向Ｘ１と反対の方向）に形成されるので、デバイス側には漏れ光が発生しない。従って、第１の分割予定ライン１０１と長辺が平行に形成されたデバイス１０３側に漏れ光がアタックしてデバイス１０３に損傷を与えることが防止される。
【００４０】
以上のようにして、第１の改質層形成工程および第２の改質層形成工程が実施されたならば、半導体ウエーハ１０に外力を付与し、半導体ウエーハ１０を改質層１１０が形成された第１の分割予定ライン１０１および第２の分割予定ライン１０２に沿って個々のデバイスに分割する分割工程を実施する。この分割工程は、図１０に示す分割装置６を用いて実施する。図１０に示す分割装置６は、上記環状のフレームＦを保持するフレーム保持手段６１と、該フレーム保持手段６１に保持された環状のフレームＦに装着されたダイシングテープＴを拡張するテープ拡張手段６２と、ピックアップコレット６３を具備している。フレーム保持手段６１は、環状のフレーム保持部材６１１と、該フレーム保持部材６１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ６１２とからなっている。フレーム保持部材６１１の上面は環状のフレームＦを載置する載置面６１１ａを形成しており、この載置面６１１ａ上に環状のフレームＦが載置される。そして、載置面６１１ａ上に載置された環状のフレームＦは、クランプ６１２によってフレーム保持部材６１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段６１は、テープ拡張手段６２によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００４１】
テープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１の内側に配設される拡張ドラム６２１を具備している。この拡張ドラム６２１は、環状のフレームＦの内径より小さく該環状のフレームＦに装着されたダイシングテープＴに貼着されている半導体ウエーハ１０の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム６２１は、下端に支持フランジ６２２を備えている。図示のテープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１を上下方向に進退可能な支持手段６２３を具備している。この支持手段６２３は、上記支持フランジ６２２上に配設された複数のエアシリンダ６２３ａからなっており、そのピストンロッド６２３ｂが上記環状のフレーム保持部材６１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ６２３ａからなる支持手段６２３は、図１１の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材６１１を載置面６１１ａが拡張ドラム６２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図１１の（ｂ）に示すように拡張ドラム６２１の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。
【００４２】
以上のように構成された分割装置６を用いて実施する分割工程について図１１を参照して説明する。即ち、半導体ウエーハ１０が貼着されているダイシングテープＴが装着された環状のフレームＦを、図１１の（ａ）に示すようにフレーム保持手段６１を構成するフレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に載置し、クランプ６１２によってフレーム保持部材６１１に固定する（フレーム保持工程）。このとき、フレーム保持部材６１１は図１１（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段６２を構成する支持手段６２３としての複数のエアシリンダ６２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材６１１を図１１の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に固定されている環状のフレームＦも下降するため、図１１の（ｂ）に示すように環状のフレームＦに装着されたダイシングテープＴは拡張ドラム６２１の上端縁に接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、ダイシングテープＴに貼着されている半導体ウエーハ１０には放射状に引張力が作用するため、半導体ウエーハ１０は改質層１１０が形成され強度が低下せしめられた第１の分割予定ライン１０１および第２の分割予定ライン１０２に沿って個々のデバイス１０３に分割されるとともに、デバイス１０３間に間隔（ｓ）が形成される。
【００４３】
次に、図１１の（ｃ）に示すようにピックアップコレット６３を作動してデバイス１０３を吸着して、ダイシングテープＴから剥離してピックアップし、図示しないトレーまたはダイボンディング工程に搬送する。なお、ピックアップ工程においては、上述したようにダイシングテープＴに貼着されている個々のデバイス１０３間の間隔（ｓ）が形成されているので、隣接するデバイス１０３と接触することなく容易にピックアップすることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１：レーザー加工装置
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３８：割り出し送り手段
４：レーザー光線照射ユニット
５：レーザー光線照射手段
５１：パルスレーザー光線発振手段
５２：集光器
５３：レーザー光線吸収手段
５４：音響光学偏向手段
６：撮像手段
７：制御手段
１０：半導体ウエーハ
１０１：第１の分割予定ライン
１０２：第２の分割予定ライン
１０３：デバイス
Ｆ：環状のフレーム
Ｔ：ダイシングテープ
【図１】
2017050377.tif 000003
【図２】
2017050377.tif 000004
【図３】
2017050377.tif 000005
【図４】
2017050377.tif 000006
【図５】
2017050377.tif 000007
【図６】
2017050377.tif 000008
【図７】
2017050377.tif 000009
【図８】
2017050377.tif 000010
【図９】
2017050377.tif 000011
【図１０】
2017050377.tif 000012
【図１１】
2017050377.tif 000013