(57)【要約】【課題】分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割する際、デバイス同士の接触によるデバイスの損傷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。【解決手段】本発明のウエーハの加工方法は、周縁部がフレームに固定された粘着テープにウエーハを貼り付けることによって、粘着テープを介してウエーハをフレームに支持させるフレーム支持工程と、分割予定ラインにレーザー光線を照射することによって、分割予定ラインに沿って強度低下部を形成するレーザー加工工程と、粘着テープに放射状張力を作用させた状態でウエーハに外力を付与することによって、分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割する分割工程とを含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割予定ラインによって複数の領域に表面が区画され、該複数の領域のそれぞれにデバイスが形成されたウエーハを該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、
周縁部がフレームに固定された粘着テープに該ウエーハを貼り付けることによって、該粘着テープを介して該ウエーハを該フレームに支持させるフレーム支持工程と、
該分割予定ラインにレーザー光線を照射することによって、該分割予定ラインに沿って強度低下部を形成するレーザー加工工程と、
該粘着テープに放射状張力を作用させた状態で該ウエーハに外力を付与することによって、該分割予定ラインに沿って該ウエーハを個々のデバイスに分割する分割工程とを含むウエーハの加工方法。
【請求項２】
該フレーム支持工程において、該ウエーハの裏面を該粘着テープに貼り付ける請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
該分割工程において、柔軟性部材に該ウエーハを載せ、ローラーによって該ウエーハに外力を付与する請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項４】
該分割工程において、円筒形内周面を有する第１枠部材を該粘着テープの片面に配置すると共に、該第１枠部材の該円筒形内周面に対応する円筒形外周面を有する第２枠部材を該粘着テープの他面に配置し、該第１枠部材及び該第２枠部材で該粘着テープを挟み込むことによって該粘着テープに放射状張力を作用させる請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項５】
該レーザー加工工程において、該ウエーハの内部に集光点を位置付け、該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該分割予定ラインに沿って照射することによって、該分割予定ラインに沿って該ウエーハの内部に改質層を形成する請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項６】
該レーザー加工工程において、該ウエーハの内部に集光点を位置付け、該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該分割予定ラインに沿って照射することによって、該分割予定ラインに沿ってシールドトンネルを形成する請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項７】
該レーザー加工工程において、該ウエーハの上面に集光点を位置付け、該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該分割予定ラインに沿って照射することによって、該分割予定ラインに沿って該ウエーハの上面に加工溝を形成する請求項１記載の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、複数の分割予定ラインによって複数の領域に表面が区画され、複数の領域のそれぞれにデバイスが形成されたウエーハを分割予定ラインに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】
下記特許文献１には、複数の分割予定ラインによって複数の領域に表面が区画され、複数の領域のそれぞれにＩＣやＬＳＩ、ＬＥＤ等のデバイスが形成されたウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法が開示されている。この方法では、まず、周縁部がフレームに固定された粘着テープにウエーハを貼り付けることによって、粘着テープを介してウエーハをフレームに支持させる。次いで、ウエーハの内部に集光点を位置付け、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分割予定ラインに沿って照射することによって、分割予定ラインに沿って強度低下部を形成する。次いで、ウエーハが貼り付けられている粘着テープに放射状張力を付与することによって、分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２２１４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された方法では、分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割すると、分割予定ラインを挟んで隣接するデバイス間の距離が局所的に狭まり、デバイス同士が接触することによりデバイスが損傷するおそれがある。
【０００５】
上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割する際、デバイス同士の接触によるデバイスの損傷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】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下のウエーハの加工方法である。すなわち、複数の分割予定ラインによって複数の領域に表面が区画され、該複数の領域のそれぞれにデバイスが形成されたウエーハを該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、周縁部がフレームに固定された粘着テープに該ウエーハを貼り付けることによって、該粘着テープを介して該ウエーハを該フレームに支持させるフレーム支持工程と、該分割予定ラインにレーザー光線を照射することによって、該分割予定ラインに沿って強度低下部を形成するレーザー加工工程と、該粘着テープに放射状張力を作用させた状態で該ウエーハに外力を付与することによって、該分割予定ラインに沿って該ウエーハを個々のデバイスに分割する分割工程とを含むウエーハの加工方法である。
【０００７】
好ましくは、該フレーム支持工程において、該ウエーハの裏面を該粘着テープに貼り付ける。該分割工程において、柔軟性部材に該ウエーハを載せ、ローラーによって該ウエーハに外力を付与するのが好適である。該分割工程において、円筒形内周面を有する第１枠部材を該粘着テープの片面に配置すると共に、該第１枠部材の該円筒形内周面に対応する円筒形外周面を有する第２枠部材を該粘着テープの他面に配置し、該第１枠部材及び該第２枠部材で該粘着テープを挟み込むことによって該粘着テープに放射状張力を作用させるのが好都合である。該レーザー加工工程において、該ウエーハの内部に集光点を位置付け、該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該分割予定ラインに沿って照射することによって、該分割予定ラインに沿って該ウエーハの内部に改質層を形成するのが好ましい。該レーザー加工工程において、該ウエーハの内部に集光点を位置付け、該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該分割予定ラインに沿って照射することによって、該分割予定ラインに沿ってシールドトンネルを形成するのが好適である。該レーザー加工工程において、該ウエーハの上面に集光点を位置付け、該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該分割予定ラインに沿って照射することによって、該分割予定ラインに沿って該ウエーハの上面に加工溝を形成するのが好都合である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明が提供するウエーハの加工方法では、分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割する際、粘着テープに放射状張力が作用しているからウエーハに外力を付与しても隣接するデバイス間の距離が狭まることがなく、デバイス同士の接触によるデバイスの損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ウエーハの斜視図。
【図２】図１に示すウエーハが粘着テープを介して環状フレームに支持された状態を示す斜視図。
【図３】レーザー加工工程を実施している状態を示す斜視図。
【図４】張力発生装置の斜視図。
【図５】図４に示す張力発生装置によって粘着テープに放射状張力を作用させる際の状態を示す断面図。
【図６】図５に示すウエーハを切断器具によって個々のデバイスに分割している状態を示す斜視図。
【図７】第１枠部材及び第２枠部材の斜視図。
【図８】図７に示す第１・第２枠部材によって粘着テープに放射状張力を作用させた状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のウエーハの加工方法の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１において符号２で示すウエーハは、シリコン、サファイア、炭化ケイ素又は窒化ガリウム等の材料から形成され得る。円盤状のウエーハ２の表面４には複数の分割予定ライン６が格子状に形成され、分割予定ライン６によってウエーハ２の表面４が複数の領域に区画されている。複数の領域のそれぞれには、ＩＣやＬＳＩ、ＬＥＤ等のデバイス８が形成されている。図２には、鋼材等の金属材料から形成され得る環状フレーム１０と、ポリオレフィンや塩化ビニル（ＰＶＣ）等の樹脂材料から形成され得る円形の粘着テープ１２とが示されている。環状フレーム１０の内周縁は円形であるのが好ましい。図２に示すとおり、粘着テープ１２の周縁部が環状フレーム１０の内周縁部に貼り付けられていることによって、粘着テープ１２は環状フレーム１０に固定されている。そして本発明においては、まず、ウエーハ２を粘着テープ１２に貼り付けることによって、粘着テープ１２を介してウエーハ２を環状フレーム１０に支持させるフレーム支持工程を実施する。図示の実施形態では図２に示すとおり、デバイス８が形成されていないウエーハ２の裏面が粘着テープ１２に貼り付けられている。
【００１２】
フレーム支持工程を実施した後、分割予定ライン６にレーザー光線を照射することによって、分割予定ライン６に沿って強度低下部を形成するレーザー加工工程を実施する。レーザー加工工程は、たとえば図３にその一部を示すレーザー加工装置１４を用いて実施することができる。レーザー加工装置１４は、チャックテーブル１６と、レーザー光線照射手段１８と、撮像手段２０と、制御手段（図示していない。）とを備える。
【００１３】
多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状のチャックテーブル１６の上面は、流路によって吸引手段（図示していない。）に接続されている。またチャックテーブル１６は、回転自在に構成されていて回転手段（図示していない。）によって回転されると共に、第１送り手段によってＸ方向に進退され、かつ第２送り手段によってＹ方向に進退される（いずれも図示していない。）。なお、Ｘ方向は図３に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ方向は図３に矢印Ｙで示す方向であってＸ方向に直交する方向である。Ｘ方向及びＹ方向で規定される平面は実質上水平である。
【００１４】
レーザー光線照射手段１８は、実質上水平に延びるケーシング２２と、ケーシング２２に内蔵されたパルスレーザー光線発振手段（図示していない。）と、ケーシング２２の先端に配置された集光器２４と、集光点位置調整手段（図示していない。）とを含む。パルスレーザー光線発振手段は、パルスレーザー光線発振器と、パルスレーザー光線の出力を調整するための調整手段と、パルスレーザー光線の繰り返し周波数を設定するための設定手段とを有する（いずれも図示していない。）。集光器２４は、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光レンズ２６を有する。
【００１５】
集光器２４と間隔をおいてケーシング２２の先端に付設された撮像手段２０は、ウエーハ等の被加工物を撮像するためのＣＣＤ等の撮像素子（図示していない。）を含む。撮像手段２０が撮像した画像の信号は、コンピュータから構成される制御手段に出力される。
【００１６】
レーザー加工工程においては、まず、チャックテーブル１６の上面に表面４を上側としてウエーハ２を載せ、吸引手段を作動させることによりチャックテーブル１６の上面に負圧を発生させ、ウエーハ２の裏面側（粘着テープ側）をチャックテーブル１６の上面に吸着させる。なお、図３では図示を省略している環状フレーム１０は、チャックテーブル１６の周縁に配置されている複数のクランプ（図示していない。）によって固定される。次いで、第１送り手段によってチャックテーブル１６を撮像手段２０の下方に移動させる。そして、撮像手段２０及び制御手段によって、複数の分割予定ライン６と集光器２４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させ、レーザー光線照射位置のアライメントを行う。次いで、第１送り手段によってチャックテーブル１６を移動させ、所定の分割予定ライン６の長手方向片端部を集光器２４の直下に位置付ける。次いで、集光点位置調整手段によって集光器２４を上下方向に移動させ、パルスレーザー光線の集光点をウエーハ２の厚み方向の所定位置に調整する。そして、レーザー光線照射手段１８を作動させ、集光器２４から所定の分割予定ライン６にパルスレーザー光線を照射しつつ、第１送り手段によってチャックテーブル１６を所定の加工送り速度でＸ方向に移動させる。所定の分割予定ライン６の長手方向他端部が集光器２４の直下に達したら、レーザー光線照射手段１８及び第１送り手段を停止させる。これによって、所定の分割予定ライン６に沿って強度低下部２８が形成される。また、他の分割予定ライン６においても強度低下部２８を形成する。
【００１７】
レーザー加工工程においては、たとえば、強度低下部２８としての改質層を分割予定ライン６に沿ってウエーハ２の内部に形成することができる。改質層は、たとえば以下の加工条件の下、ウエーハ２の内部に集光点を位置付け、ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線を分割予定ライン６に沿って照射することによって形成され得る。
レーザー光線の波長：１３４０ｎｍ
平均出力          ：０．５Ｗ
繰り返し周波数    ：５０ｋＨｚ
集光スポット径    ：φ１μｍ
加工送り速度      ：５０ｍｍ／秒
【００１８】
あるいは、強度低下部２８として、ウエーハ２の厚み方向に延びるシールドトンネルを分割予定ライン６に沿って多数形成してもよい。シールドトンネルは、ウエーハ２の上面（ウエーハ２をチャックテーブル１６に載せた状態における上面であり、図示の実施形態では表面４）からウエーハ２の内部に位置付けられた集光点まで延びる直径φ１μｍ程度の細孔と、細孔の周囲に形成される直径φ１０μｍ程度の非晶質とから構成される。シールドトンネルは、分割予定ライン６の長手方向に間隔（たとえば１０μｍ程度）をおいて形成されていてもよく、分割予定ライン６の長手方向において隣接する非晶質同士が重複していてもよい。シールドトンネルは、たとえば以下の加工条件の下、ウエーハ２の内部に集光点を位置付け、ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線を分割予定ライン６に照射することによって形成され得る。集光点位置は、レーザー光線の入射面と反対側の面に近接する内部であるのが好都合である。なお、下記屈折率はウエーハ２の屈折率であり、下記開口数は集光器２４の集光レンズ２６の開口数である。
レーザー光線の波長：１０３０ｎｍ
平均出力          ：３Ｗ
繰り返し周波数    ：５０ｋＨｚ
集光スポット径    ：φ１０μｍ
屈折率／開口数    ：０．０５~０．２
加工送り速度      ：５００ｍｍ／秒
【００１９】
あるいは、強度低下部２８としての加工溝を分割予定ライン６に沿ってウエーハ２の上面に形成してもよい。加工溝は、たとえば以下の加工条件の下、ウエーハ２の上面に集光点を位置付け、ウエーハ２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６に沿って照射し、ウエーハ２の上面をアブレーション加工することによって形成され得る。
レーザー光線の波長：３５５ｎｍ
平均出力          ：５Ｗ
繰り返し周波数    ：５０ｋＨｚ
集光スポット径    ：φ１０μｍ
加工送り速度      ：１００ｍｍ／秒
【００２０】
レーザー加工工程を実施した後、粘着テープ１２に放射状張力を作用させた状態でウエーハ２に外力を付与することによって、分割予定ライン６に沿ってウエーハ２を個々のデバイス８に分割する分割工程を実施する。粘着テープ１２に放射状張力を作用させるには、たとえば図４に示す張力発生装置３０を用いて行うことができる。張力発生装置３０は、円盤状の基板３２と、基板３２の上面から上方に延びる円筒状の支持台３４とを含む。支持台３４の上面には、合成ゴム等から形成され得る円盤状の柔軟性部材３６が固定されている。支持台３４の直径とほぼ同一である柔軟性部材３６の直径は、ウエーハ２の直径よりも大きく、かつ環状フレーム１０の内径よりも小さい。図４に示すとおり、基板３２の外径は支持台３４の外径よりも大きく、基板３２の周縁部の上面には、上下方向に延びるエアシリンダ３８が周方向に間隔をおいて複数個配置されている。各エアシリンダ３８の上端部には環状昇降台４０が連結されている。環状昇降台４０の内径及び外径はそれぞれ環状フレーム１０の内径及び外径に対応しており、環状昇降台４０の内周面と支持台３４及び柔軟性部材３６の外周面との間には間隙が存在する。環状昇降台４０の外周縁部には、周方向に間隔をおいて複数のクランプ４２が配置されている。
【００２１】
張力発生装置３０を用いる分割工程においては、まず、張力発生装置３０の各エアシリンダ３８を作動させ、柔軟性部材３６の上面と環状昇降台４０の上面とを上下方向において整合させる。次いで、図５（ａ）に示すとおり、柔軟性部材３６の上面に表面４を上側としてウエーハ２を載せると共に、環状フレーム１０の外周縁部を複数のクランプ４２によって環状昇降台４０に固定する。次いで、図５（ｂ）に示すとおり、各エアシリンダ３８を作動させ、環状昇降台４０を所定の高さまで下降させる。そうすると、環状昇降台４０と共に環状フレーム１０も下降するので、環状フレーム１０に周縁が固定されている粘着テープ１２には放射状張力が作用する。放射状張力は、それ自体でウエーハ２を個々のデバイス８に分割する程度の大きさではない。次いで、粘着テープ１２に放射状張力を作用させた状態でウエーハ２に外力を付与することによって、分割予定ライン６に沿ってウエーハ２を個々のデバイス８に分割する。外力の付与は、図５（ｂ）に示すとおり、樹脂製ローラー４４を矢印Ａで示す方向にウエーハ２の表面４上を転動させ、ウエーハ２に下方向の力を作用させることによって行うことができる。また外力の付与は、図６に示す金属製切断器具４６を分割予定ライン６に沿って作用させることによっても行うことができる。
【００２２】
他方、分割工程において粘着テープ１２に放射状張力を作用させるには、図７に示す第１枠部材４８及び第２枠部材５０を用いて行うこともできる。第１枠部材４８及び第２枠部材５０は共に環状に形成されている。第１枠部材４８は円筒形内周面を有し、第２枠部材５０は、第１枠部材４８の円筒形内周面に対応する円筒形外周面を有する。第１枠部材４８の内径及び第２枠部材５０の内径はウエーハ２の直径よりも大きく、第１枠部材４８の外径及び第２枠部材５０の外径は環状フレーム１０の内径よりも小さい。第１枠部材４８の内径と第２枠部材５０の外径とは略同径であるが、第１枠部材４８の内径が第２枠部材５０の外径よりも若干大きい。
【００２３】
第１枠部材４８及び第２枠部材５０を用いる分割工程においては、まず、第１枠部材４８を粘着テープ１２の片面に配置すると共に、第２枠部材５０を粘着テープ１２の他面に配置する。次いで、図８に示すとおり、第１枠部材４８及び第２枠部材５０を粘着テープ１２に向かって押し込み、第１枠部材４８及び第２枠部材５０で粘着テープ１２を挟み込む。そうすると、環状フレーム１０に周縁が固定されている粘着テープ１２には放射状張力が作用する。この場合の放射状張力も、張力発生装置３０を用いた場合と同様に、それ自体でウエーハ２を個々のデバイス８に分割する程度の大きさではない。次いで、粘着テープ１２に放射状張力を作用させた状態でウエーハ２に外力を付与することによって、分割予定ライン６に沿ってウエーハ２を個々のデバイス８に分割する。外力の付与は、張力発生装置３０を用いた場合と同様に、図５に示すローラー４４、又は図６に示す切断器具４６を用いて行うことができる。
【００２４】
分割工程において分割予定ライン６に沿ってウエーハ２を分割すると、粘着テープ１２に放射状張力が作用しているから、隣接するデバイス８間の距離が狭まることがない。したがって本発明によれば、デバイス８同士の接触によるデバイス８の損傷を防止することができる。
【００２５】
なお図示の実施形態では、デバイス８が形成されていないウエーハ２の裏面を粘着テープ１２に貼り付ける例を説明したが、集光点をウエーハ２の内部に位置付け、強度低下部２８としての改質層又はシールドトンネルを分割予定ライン６に沿って形成する場合には、デバイス８によってレーザー光線が妨げられないようにするため、ウエーハ２の表面４を粘着テープ１２に貼り付けてウエーハ２の裏面を上側とし、ウエーハ２の裏面からレーザー光線を照射することが好ましい。この場合、撮像手段２０は、ウエーハ２の裏面から分割予定ライン６を撮像可能な赤外線ＣＣＤを含む。
【符号の説明】
【００２６】
２：ウエーハ
４：ウエーハの表面
６：分割予定ライン
８：デバイス
１０：環状フレーム
１２：粘着テープ
２８：強度低下部
４４：ローラー
４８：第１枠部材
５０：第２枠部材
【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】
2017147361.tif 000009
【図８】
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