(57)【要約】【課題】各チップに効率よく面取り加工を施す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、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表面又は裏面から分割予定ライン６に沿って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２８を形成するレーザー加工工程と、各領域８の周縁部及び分割予定ライン６を非マスキング領域３２としてウエーハ２の表面４をマスキングするマスキング工程とを実施した後、マスキングしたウエーハ２の表面４にショットブラスト又はエッチングを行う面取り加工工程を実施する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割予定ラインで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の加工方法であって、
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表面又は裏面から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強度低下部を形成するレーザー加工工程と、
該複数の領域のそれぞれの周縁部及び該分割予定ラインを非マスキング領域として該ウエーハの表面をマスキングするマスキング工程とを実施した後、
マスキングした該ウエーハの表面にショットブラスト又はエッチングを行う面取り加工工程を実施するウエーハの加工方法。
【請求項２】
該レーザー加工工程において、該強度低下部として、該ウエーハの厚さ方向に延びる細孔と、該細孔を囲む非晶質とから構成されるシールドトンネルを該分割予定ラインに沿って多数形成する、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
該レーザー加工工程において、該強度低下部として、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４】
該ウエーハは、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）又はシリコン（Ｓｉ）から形成されている、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、分割予定ラインで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の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分割予定ラインで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、ＳＡＷデバイス等のデバイスが形成されたウエーハは、ダイシング装置又はレーザー加工装置によって個々のチップに分割される。分割されたチップは携帯電話やパソコン等の電気機器に利用される。
【０００３】
一般にダイシング装置は、ウエーハ等の被加工物を保持する保持手段と、保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードを有する切削手段とを備える（特許文献１参照。）。ダイシング装置を用いると、分割予定ラインに沿って高精度にウエーハを切断することができる。しかし、デバイスの形状が六角形等であって分割予定ラインがデバイス領域において蛇行しているウエーハには、切削ブレードによる切削を行うことができないため、ダイシング装置を用いることができない。
【０００４】
一方、レーザー加工装置は、ウエーハ等の被加工物を保持する保持手段と、保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、保持手段及びレーザー光線照射手段を相対的にＸ方向及びＸ方向に直交するＹ方向に移動させる移動手段とを備える。レーザー加工装置では、分割予定ラインが蛇行していても、移動手段を適宜に作動させることで分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射することができる。
【０００５】
レーザー加工では、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照射し、アブレーション加工によって分割予定ラインに沿ってウエーハの表面に加工溝を形成する場合がある（特許文献２参照。）。この場合は、ウエーハの表面にデブリが飛散してデバイスの品質を低下させるので、レーザー加工前にウエーハの表面を樹脂等の保護膜で覆う必要がある。
【０００６】
またレーザー加工では、分割予定ラインに沿ってウエーハの内部に強度低下部として改質層を形成する場合（特許文献３参照。）や、ウエーハの厚さ方向に延びる細孔と、細孔を囲む非晶質とから構成されるシールドトンネルを分割予定ラインに沿って多数形成する場合（特許文献４参照。）がある。両者の場合は、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分割予定ラインに沿って照射し、実質的にデブリが飛散しないため、ウエーハの表面を保護膜で覆う必要はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−０５０２１４号公報
【特許文献２】特開平１０−３０５４２０号公報
【特許文献３】特許第３４０８８０５号公報
【特許文献４】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】
【０００８】
改質層又はシールドトンネルを分割予定ラインに沿って形成したウエーハに外力を付与して個々のチップに分割すると、分割された各チップは、角部が鋭利であるため面取り加工を施す必要がある。しかし、チップごとに面取り加工を施すのは煩雑である。
【０００９】
上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、各チップに効率よく面取り加工を施す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】
【００１０】
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、分割予定ラインで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の加工方法であって、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表面又は裏面から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強度低下部を形成するレーザー加工工程と、該複数の領域のそれぞれの周縁部及び該分割予定ラインを非マスキング領域として該ウエーハの表面をマスキングするマスキング工程とを実施した後、マスキングした該ウエーハの表面にショットブラスト又はエッチングを行う面取り加工工程を実施するウエーハの加工方法である。
【００１１】
好ましくは、該レーザー加工工程において、該強度低下部として、該ウエーハの厚さ方向に延びる細孔と、該細孔を囲む非晶質とから構成されるシールドトンネルを該分割予定ラインに沿って多数形成する。該レーザー加工工程において、該強度低下部として、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適である。該ウエーハは、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）又はシリコン（Ｓｉ）から形成されているのが好都合である。
【発明の効果】
【００１２】
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強度低下部を形成するため、マスキングしたウエーハの表面にショットブラスト又はエッチングを行うと強度低下部において除去の進行が早く、強度低下部を中心として下方に向かって幅が次第に減少する溝が非マスキング領域に形成されると共に、分割予定ラインに沿ってウエーハが個々のチップに分割される。分割されたチップは周縁部が斜状に除去されている。したがって、本発明のウエーハの加工方法では、ウエーハを個々のチップに分割する際に各チップに対して一度に面取り加工を施すことができるので効率的である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】フレーム支持工程を実施した状態におけるウエーハの斜視図。
【図２】レーザー加工工程を実施している状態を示す斜視図。
【図３】マスキング工程を実施した後のウエーハの平面図。
【図４】ショットブラストを行っている状態におけるウエーハの断面図。
【図５】ショットブラストを行った後のウエーハの断面図。
【図６】エッチング装置の断面図。
【図７】レジスト膜を除去した後のウエーハの断面図（ａ）及びチップの斜視図（ｂ）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１に示す円盤状のウエーハ２は、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）又はシリコン（Ｓｉ）等の硬脆材料から形成され得る。ウエーハ２の表面４は、分割予定ライン６で複数の領域８に区画されている。図示の実施形態では図１に示すとおり、ウエーハ２の表面４はハニカム状の分割予定ライン６で区画され、各領域８は正六角形である。各領域８には、ＩＣやＬＳＩ、ＬＥＤ、ＳＡＷデバイス、ガルバノミラー等のデバイスが形成されている。そして本発明では、まず、周縁が環状フレーム１０に固定された粘着テープ１２にウエーハ２の裏面を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。
【００１６】
フレーム支持工程を実施した後、レーザー加工工程及びマスキング工程を実施する。レーザー加工工程及びマスキング工程は、どちらを先に実施してもよい。図示の実施形態では、先にレーザー加工工程を実施し、次いでマスキング工程を実施する例を説明する。レーザー加工工程は、たとえば図２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。
【００１７】
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。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によって回転されると共に、移動手段によってＸ方向及び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２に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ方向は図２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方向が規定する平面は実質上水平である。
【００１８】
レーザー光線照射手段１８は、実質上水平に延びる枠体２２と、枠体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、枠体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。
【００１９】
撮像手段２０は、集光器２４と間隔をおいて枠体２２の先端に付設されている。撮像手段２０は、可視光線により撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）と、被加工物に赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段により照射された赤外線を捕らえる光学系と、光学系が捕らえた赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）とを含む（いずれも図示していない。）。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。
【００２０】
レーザー加工工程では、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１２側）をチャックテーブル１６の上面に吸着させる。なお、図２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の周縁に配置された複数のクランプ（図示していない。）によって固定される。次いで、移動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、撮像手段２０によってウエーハ２を撮像する。次いで、撮像手段２０が撮像したウエーハ２の画像に基づいて、移動手段及び回転手段を適宜作動させることによって分割予定ライン６と集光器２４との位置合わせを行う。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の厚さ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から分割予定ライン６にパルスレーザー光線を照射しつつ、チャックテーブル１６を所定の加工送り速度でＸ方向及びＹ方向に移動手段により適宜移動させる。これによって分割予定ライン６に沿って強度低下部２８が形成される。強度低下部２８は、分割予定ライン６の幅方向中間部において分割予定ライン６に沿って延びているのが好適である。なお、レーザー加工工程では、ウエーハ２の裏面からレーザー光線を照射してもよい。この場合は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はポリオレフィン等の樹脂材料から形成され、レーザー光線を透過する粘着テープ１２にウエーハ２の裏面を貼り付けると共に、ウエーハ２の表面４に保護部材を設け、ウエーハ２の表面４を下側としてチャックテーブル１６の上面にウエーハ２を載せてレーザー加工を行う。
【００２１】
レーザー加工工程では、強度低下部２８として、ウエーハ２の厚さ方向に延びる直径φ１μｍ程度の細孔と、細孔を囲む直径φ１０μｍ程度の非晶質とから構成されるシールドトンネルを分割予定ライン６に沿って多数形成することができる。シールドトンネルは、間隔（たとえば１０μｍ程度）をおいて形成されていてもよく、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。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
パルス幅          ：１０ｐｓ
集光スポット径    ：φ１μｍ
屈折率／開口数    ：０．０５~０．２
加工送り速度      ：５００ｍｍ／秒
【００２２】
あるいは、レーザー加工工程において強度低下部２８として、分割予定ライン６に沿ってウエーハ２の内部に改質層を形成してもよい。改質層は、たとえば以下の加工条件の下、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              ：１Ｗ
繰り返し周波数        ：５０ｋＨｚ
パルス幅              ：１ｎｓ
集光スポット径        ：φ１μｍ
集光レンズ２６の開口数：０．８
加工送り速度          ：１００ｍｍ／秒
【００２３】
レーザー加工工程を実施した後、マスキング工程を実施する（上述のとおり、マスキング工程の実施後にレーザー加工工程を実施してもよい。）。マスキング工程では、ウエーハ２の表面４における複数の領域８のそれぞれの周縁部及び分割予定ライン６を非マスキング領域として、ウエーハ２の表面４をマスキングする。
【００２４】
マスキング工程では、たとえばフォトリソグラフィを行うことができる。フォトリソグラフィでは、まずウエーハ２の表面４にフォトレジスト（感光性樹脂）を塗布する。次いで、所定のフォトマスク（図示していない。）をウエーハ２の表面４に位置付けて露光し、フォトマスクのパターンを転写する。次いで、非マスキング領域に塗布したフォトレジストを現像液により除去する。これによって各領域８は、それぞれの周縁部を除いてレジスト膜３０により覆われる。図示の実施形態では図３に示すとおり、各領域８は、各領域８よりも小さい正六角形のレジスト膜３０で覆われている。分割予定ライン６の幅は通常数十μｍであるところ、分割予定ライン６を挟んで隣接する各領域８の周縁部を含む非マスキング領域３２の幅Ｗは、０．５〜１ｍｍ程度であるのが好ましい。なお、フォトレジストは、露光部分が現像液で除去されるポジ型、又は露光部分以外の部分が現像液で除去されるネガ型のどちらを用いてもよい。また、マスキング工程では、スクリーン印刷方式又はインクジェット方式を用いてもよい。
【００２５】
レーザー加工工程及びマスキング工程を実施した後、面取り加工工程を実施する。面取り加工工程では、図４に示すとおり、圧縮空気によって珪砂等の研磨剤Ｂを吹付けるショットブラストを行うことができる。マスキングしたウエーハ２の表面４に対してショットブラストを行うと非マスキング領域３２の一部が除去される。この際、分割予定ライン６に沿って強度低下部２８を形成しているため強度低下部２８において除去の進行が早く、図５に示すとおり、強度低下部２８を中心として下方に向かって幅が次第に減少する溝３４が非マスキング領域３２に形成されると共に、分割予定ライン６に沿ってウエーハ２が個々のチップ３６に分割される。
【００２６】
面取り加工工程では、ショットブラストに代えてエッチングを行ってもよい。エッチングは、たとえば図６に示すエッチング装置３８を用いてドライエッチングを行うことができる。エッチング装置３８は、チャンバ４０と、チャンバ４０に内蔵された円盤状の上部電極４２と、チャンバ４０内において上部電極４２の下方に配置された円盤状の下部電極４４とを含む。チャンバ４０は、流路４５によって排気手段４６に接続されている。上部電極４２及び下部電極４４は高周波電源４８に接続されている。流路４９によって供給手段５０に接続されている上部電極４２の下面には、複数個の噴出口５２が形成されている。
【００２７】
エッチング装置３８を用いるドライエッチングでは、まず、マスキングした表面４を上側としてウエーハ２を下部電極４４の上面に載せる。次いで、排気手段４６を作動させて排気を行い、チャンバ４０内の圧力を所定値まで低下させる。次いで、供給手段５０を作動させ、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、三フッ化窒素（ＮＦ３）又は二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）等のエッチングガスを上部電極４２の噴出口５２からチャンバ４０内に噴射する。次いで、高周波電源４８から上部電極４２及び下部電極４４に高周波電圧を印加する。そうすると、上部電極４２と下部電極４４との間にプラズマが発生し、ウエーハ２の表面４における非マスキング領域３２の一部がエッチングにより除去される。この際、分割予定ライン６に沿って強度低下部２８を形成しているため強度低下部２８において除去の進行が早く、強度低下部２８を中心として下方に向かって幅が次第に減少する溝３４が非マスキング領域３２に形成されると共に、分割予定ライン６に沿ってウエーハ２が個々のチップ３６に分割される。
【００２８】
面取り加工工程を実施した後、レジスト膜３０を除去する。図７に示すとおり、面取り加工工程において分割されたチップ３６は、周縁部が斜状に除去され面取り加工が施されている。以上のとおり、図示の実施形態では、ウエーハ２を個々のチップ３６に分割する際に各チップ３６に対して一度に面取り加工を施すことができるので効率的である。
【００２９】
なお、図示の実施形態では各領域８が正六角形である例を説明したが、各領域は四角形その他の多角形であってもよい。すなわち、分割予定ラインはハニカム状ないし鋸刃状の非直線状分割予定ラインであってもよく、格子状等の直線状分割予定ラインであってもよい。また、分割予定ラインは表面に形成されている場合に限られず、ウエーハ自体に形成されていない場合を含む。この場合、あらかじめ設定された分割予定ラインや個々のチップの位置や形状、寸法等に関するデータを参照することによって、レーザー加工工程及びマスキング工程を実施する。
【符号の説明】
【００３０】
２：ウエーハ
４：ウエーハの表面
６：分割予定ライン
８：ウエーハの表面における分割予定ラインで区画された領域
２８：強度低下部
３０：レジスト膜
３２：非マスキング領域
【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】
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