(57)【要約】【課題】本発明の解決すべき課題は、生産効率を低下させることなく、また、個々に分割されるデバイスの品質を低下させることのない表面にカバープレートが配設されたウエーハの加工方法を提供することである。【解決手段】本発明によれば、ウエーハの表面にカバープレートを配設して複合ウエーハを形成するカバープレート配設工程と、レーザー光線の集光点を、分割予定ライン上で切断加工が施される切断ラインを挟む両側領域で、且つ該ウエーハと該カバープレートとが接合される界面に位置付けて、レーザー光線を照射し、該分割予定ラインに沿って該ウエーハと該カバープレートとを溶接する２条の溶接ラインを形成する溶接工程と、該分割予定ラインに沿って形成された該２条の溶接ラインの中央に該切断ラインを形成することにより該複合ウエーハを切断して該カバープレートでカバーされた個々のデバイスに分割する分割工程と、を少なくとも含むウエーハの加工方法が提供される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハの加工方法であって、
該ウエーハの表面にカバープレートを配設して複合ウエーハを形成するカバープレート配設工程と、
該ウエーハ、または、該カバープレート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、分割予定ライン上で切断加工が施される切断ラインを挟む両側領域で、且つ該ウエーハと該カバープレートとが接合される界面に位置付けて、レーザー光線を照射し、該分割予定ラインに沿って該ウエーハと該カバープレートとを溶接する２条の溶接ラインを形成する溶接工程と、
該分割予定ラインに沿って形成された該２条の溶接ラインの中央に該切断ラインを形成することにより該複合ウエーハを切断して該カバープレートでカバーされた個々のデバイスに分割する分割工程と、
を少なくとも含むウエーハの加工方法。
【請求項２】
該分割工程は、回転する切削ブレードを該２条の溶接ラインの幅方向の中央に位置付けて実施される請求項１に記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
該分割工程は、レーザー光線の集光点を該２条の溶接ラインの幅方向の中央に位置付けて照射し実施される請求項１に記載のウエーハ加工方法。
【請求項４】
該溶接工程を実施した後、該分割工程を実施する前に、ウエーハを収容可能な大きさの開口部を有するフレームに粘着テープを介して支持する請求項１ないし３のいずれかに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、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハであって、表面にカバープレートが配設された該ウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ、ＣＣＤ、ＭＥＭＳ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、切削手段を備えたダイシング装置、レーザー光線を照射するレーザー加工装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン、デジタルカメラ、医療機器等の電気機器に利用されている。
【０００３】
上記した種々のデバイスのうち、ＣＣＤを含むイメージセンサー、ＭＥＭＳ等の繊細なデバイスは、表面に汚れ、傷等が付くと、製品品質が著しく低下することが知られており、デバイスが形成されたウエーハに対してカバーガラスを張り合わせて配設し、デバイスの表面を保護することが提案されている（例えば、特許文献１、２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０８１５５１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０３３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１、２に提示された技術によれば、ウエーハの表面に配設されたカバーガラスにより、個々に分割されたデバイスの表面が保護されるものの、該ウエーハにカバーガラスを配設する際にはボンド剤等の接着剤が使用されるため、張り合わせ時に接着剤がはみ出さないように慎重な作業が要求されるため、生産効率が低下するという問題があり、また、個々に分割された後のデバイスの側面に接着剤が露出し、デバイスの品質が低下するという問題も生じる。
【０００６】
本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハであって、表面にカバーガラスを含むカバープレートが配設された該ウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法において、生産効率を低下させることなく、また、個々に分割されるデバイスの品質を低下させることのない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】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハの加工方法であって、該ウエーハの表面にカバープレートを配設して複合ウエーハを形成するカバープレート配設工程と、該ウエーハ、または、該カバープレート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、分割予定ライン上で切断加工が施される切断ラインを挟む両側領域で、且つ該ウエーハと該カバープレートとが接合される界面に位置付けて、レーザー光線を照射し、該分割予定ラインに沿って該ウエーハと該カバープレートとを溶接する２条の溶接ラインを形成する溶接工程と、該分割予定ラインに沿って形成された該２条の溶接ラインの中央に該切断ラインを形成することにより該複合ウエーハを切断して該カバープレートでカバーされた個々のデバイスに分割する分割工程と、を少なくとも含むウエーハの加工方法が提供される。
【０００８】
該分割工程は、回転する切削ブレードを該２条の溶接ラインの中央に位置付けて実施することにより実施することができ、または、レーザー光線の集光点を該２条の溶接ラインの中央に位置付けて照射し実施することができる。
【０００９】
該溶接工程を実施した後、該分割工程を実施する前に、ウエーハを収容可能な大きさの開口部を有するフレームに粘着テープを介して支持するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるウエーハの加工方法によれば、ウエーハの表面にカバープレートを配設して複合ウエーハを形成するカバープレート配設工程と、該ウエーハ、または、該カバープレート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、分割予定ライン上で切断加工が施される切断ラインを挟む両側領域で、且つ該ウエーハと該カバープレートとが接合される界面に位置付けて、レーザー光線を照射し、該分割予定ラインに沿って該ウエーハと該カバープレートとを溶接する２条の溶接ラインを形成する溶接工程と、該分割予定ラインに沿って形成された該２条の溶接ラインの中央に該切断ラインを形成することにより該複合ウエーハを切断して該カバープレートでカバーされた個々のデバイスに分割する分割工程と、を少なくとも含んでいることから、生産性が良好であると共に、接着剤を使用することなく個々のデバイスとカバープレートを一体化することができ、デバイスの品質を低下させることがないという作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明において実施されるカバープレート配設工程を説明するための説明図。
【図２】本発明に基づいて実施される溶接工程を実施するためのレーザー加工装置の全体斜視図。
【図３】図２に示すレーザー加工装置により実施される溶接工程を説明するための説明図。
【図４】図２に示すレーザー加工装置により実施される溶接工程の別実施例を説明するための説明図。
【図５】本発明において実施される分割工程を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
図１には、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１０の表面１０ａ側に、カバープレート２０を配設するカバープレート配設工程を説明するための全体斜視図が示されている。
【００１４】
ウエーハ１０は、例えばシリコンからなり、２００μｍ程度の厚みで構成され、その表面１０ａ側に、例えば幅が５０μｍ程度の複数の分割予定ライン１４が格子状に形成されており、その格子状に形成された複数の分割予定ライン１４により区画された複数の領域にイメージセンサー（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）のデバイス１２が形成されている。本実施形態におけるウエーハ１０は、後述するカバープレート配設工程が実施される前に、予め、環状のフレームＦの該開口部に位置付けられ、粘着テープＴにその裏面１０ｂ側が貼着されると共に粘着テープＴの外周部は環状のフレームＦに装着されることにより一体化されている。カバープレート２０は、例えばウエーハ１０と略同形状の円板状で、且つ同等の厚みを有するように形成され、無色透明なガラスが採用される。なお、ウエーハ１０上に形成されるデバイス１２がイメージセンサーでない場合は、必ずしもカバープレート２０として無色透明な部材を選択する必要はなく、デバイス１２の使用に支障がない材質のプレートを適宜選択することが可能である。
【００１５】
図１に示すように、環状のフレームＦに粘着テープＴを介して保持されたウエーハ１０の表面１０ａ側に、カバープレート２０を載置し、上方から圧力を加えて圧着し、両部材を一体化して複合ウエーハＷを形成する。なお、当該一体化された状態は、後に実施される溶接工程にて溶接される際まで保持されればよく、別段の接着剤等を使用する接合手段を要しないが、例えば、デバイスが形成されない外周部分の数カ所に僅かに接着剤を滴下し、圧着することにより仮に一体化することを除外しない。その際は、ウエーハ１０とカバープレート２０を圧着しても、滴下した接着剤が、ウエーハ１０の表面１０ａ上のデバイスが形成された領域に拡散しない程度の量にすべきである。以上で、カバープレート配設工程が完了する。
【００１６】
カバープレート配設工程が実施されると、次に溶接工程が実施される。図２には、本発明による溶接工程を実施するためのレーザー加工装置４０の全体斜視図が示されている。図に示すレーザー加工装置４０は、基台４２と、ウエーハを保持する保持手段４４と、保持手段４４を移動させる移動手段４６と、保持手段４４に保持されたウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４８と、撮像手段５０と、表示手段５２とを備え、さらに、図示しないコンピュータにより構成される制御手段を備え、該制御手段により各手段が制御されるように構成されている。
【００１７】
保持手段４４は、Ｘ方向において移動自在に基台４２に搭載された矩形状のＸ方向可動板５６と、Ｙ方向において移動自在にＸ方向可動板５６に搭載された矩形状のＹ方向可動板５８と、Ｙ方向可動板５８の上面に固定された円筒状の支柱６０と、支柱６０の上端に固定された矩形状のカバー板６２とを含む。カバー板６２にはＹ方向に延びる長穴６２ａが形成されている。長穴６２ａを通って上方に延びる円形状のチャックテーブル６４の上面には、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吸着チャック６６が配置されている。吸着チャック６６は、支柱６０を通る流路によって図示しない吸引手段に接続されている。チャックテーブル６４の周縁には、周方向に間隔をおいて複数個のクランプ６８が配置されている。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、Ｙ方向で規定される平面は実質上水平である。
【００１８】
移動手段４６は、Ｘ方向移動手段７０と、Ｙ方向移動手段７２と、図示しない回転手段とを含む。Ｘ方向移動手段７０は、基台４２上においてＸ方向に延びるボールねじ７４と、ボールねじ７４の片端部に連結されたモータ７６とを有する。ボールねじ７４の図示しないナット部は、Ｘ方向可動板５６の下面に固定されている。そしてＸ方向移動手段７０は、ボールねじ７４によりモータ７６の回転運動を直線運動に変換してＸ方向可動板５６に伝達し、基台４２上の案内レール４２ａに沿ってＸ方向可動板５６をＸ方向において進退させる。Ｙ方向移動手段７２は、Ｘ方向可動板５６上においてＹ方向に延びるボールねじ７８と、ボールねじ７８の片端部に連結されたモータ８０とを有する。ボールねじ７８の図示しないナット部は、Ｙ方向可動板５８の下面に固定されている。そして、Ｙ方向移動手段７２は、ボールねじ７８によりモータ８０の回転運動を直線運動に変換し、Ｙ方向可動板５８に伝達し、Ｘ方向可動板５６上の案内レール５６ａに沿ってＹ方向可動板５８をＹ方向において進退させる。回転手段は、支柱６０に内蔵され支柱６０に対して吸着チャック６６を回転させる。
【００１９】
レーザー光線照射手段は、基台４２の上面から上方に延び、次いで実質上水平に延びる枠体８２に内蔵された図示しないパルスレーザー光線発振手段と、枠体８２の先端下面に配置された集光器４８とを含む。撮像手段５０は、集光器４８とＸ方向に間隔をおいて枠体８２の先端下面に付設されている。集光器４８、および撮像手段５０は、案内レール４２ａの上方に位置し、チャックテーブル６４を案内レール４２ａに沿って移動させることによりチャックテーブル６４に載置された被加工物を加工、撮像することが可能になっている。枠体８２の先端上面には、撮像手段５０により撮像された画像が制御手段を介して表示可能に出力される表示手段５２が搭載されている。
【００２０】
以上概略説明したレーザー加工装置４０を用いて実施される溶接工程について説明する。先ず、レーザー加工装置４０を用いて溶接工程を実施するためには、チャックテーブル６４の吸着チャック６６上に、フレームＦに対して粘着テープＴを介して保持された複合ウエーハＷの粘着テープＴ側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動させることにより、複合ウエーハＷを吸引保持し、フレームＦをクランプ６８により固定する。従って、吸着チャック６６上に保持された複合ウエーハＷは、カバープレート２０側が上面側となる（ウエーハ保持工程）。
【００２１】
上述したウエーハ保持工程が実施されたならば、複合ウエーハＷを吸引保持したチャックテーブル６４をＸ方向移動手段７０により撮像手段５０の直下に位置付ける。チャックテーブル６４が撮像手段５０の直下に位置付けられると、撮像手段５０、および図示しない制御手段により複合ウエーハＷ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工程を実施する。具体的には、撮像手段５０、および図示しない制御手段が、複合ウエーハＷを構成するウエーハ１０の表面１０ａ側に格子状に形成されている分割予定ライン１４と、分割予定ライン１４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の集光器４８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を遂行する。
【００２２】
上述したアライメント工程を実施したならば、チャックテーブル６４を、レーザー光線を照射する集光器４８が位置するレーザー光線照射領域に移動し、複合ウエーハＷを構成するウエーハ１０に形成された分割予定ライン１４の一端が集光器４８の直下に位置するように位置付ける。このとき、分割予定ライン１４の幅方向中央からデバイス１２が形成された側に例えば２０μｍの位置が集光器４８の直下に位置するように位置付ける。そして、集光器４８から照射されるパルスレーザー光線の集光スポットを、複合ウエーハＷを構成するウエーハ１０とカバープレート２０とが接する界面に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段の集光器４８から複合ウエーハＷを構成するカバープレート２０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６４を図３（ａ）に矢印Ｘで示す方向に所定の加工送り速度で移動させる。そして、分割予定ライン１４の他端が、集光器４８の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止すると共に、チャックテーブル６４の移動を停止する。
【００２３】
次に、チャックテーブル６４をＹ方向に例えば４０μｍ移動させる。この結果、分割予定ライン１４を挟んで他方の側に形成された他のデバイス１２側で、且つ分割予定ライン１４の幅方向中央から２０μｍの位置が集光器４８の直下に位置付けられることになる。そして、上記したレーザー光線の照射と同様の条件で、分割予定ライン１４の一端から他端側までレーザー光線を照射する。このような加工を、全ての分割予定ライン１４に対して実行することにより、複合ウエーハＷの平面視要部拡大図として示す図３（ｂ）、および複合ウエーハＷの要部断面図として示す図３（ｃ）に示すように、複合ウエーハＷを構成するウエーハ１０と、カバープレート２０との接合領域が互いに溶融固化して、後述する個々のデバイスに分割する分割工程の際に形成される切断ラインを挟む両側領域に２条の溶接ライン１００が形成され、ウエーハ１０と、カバープレート２０とは、２条の溶接ライン１００によって強固に結合される。以上で、レーザー光線の照射による溶接工程が完了する。
【００２４】
なお、上述した本実施形態では、ウエーハ１０を、粘着テープＴを介して環状のフレームＦに保持させ、その後、ウエーハ１０の表面１０ａ側に対してカバープレートを配設し、両部材を一体化させた上でレーザー加工装置４０のチャックテーブル６４に保持させ、カバープレート２０側からレーザー光線を照射し、溶接工程を実施するようにしたが、以下のように実施することもできる。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、ウエーハ１０を、粘着テープＴを介して環状のフレームＦに保持させる前に、ウエーハ１０の表面１０ａ側にカバープレート２０を圧着させ、一体化して複合ウエーハＷを得る。そして、図４（ｂ）に示すように、カバープレート２０を下側にして、すなわち、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側を上方にして、上述したレーザー加工装置４０のチャックテーブル６４の吸着チャック６６上に載置し吸引保持させる。そして、上述した実施形態と同様の手順により溶接工程を実施し、複合ウエーハＷを構成するウエーハ１０と、カバープレート２０との界面を分割予定ライン１４に沿って互いに溶融固化させ、後述する個々のデバイスに分割する分割工程の際に形成される切断ラインを挟む両側領域に２条の溶接ライン１００を形成し、２条の溶接ライン１００によって強固に結合させる。そして、すべての分割予定ライン１４に対して２条の溶接ライン１００を形成したならば、図４（ｃ）に示すように、複合ウエーハＷを、環状のフレームＦの開口部に位置付け、粘着テープＴにその裏面１０ｂ側を貼着すると共に、粘着テープＴの外周部を環状のフレームＦに装着させることにより一体化する。これにより、上述した実施形態における溶接工程が完了した状態と同じ状態となる。
【００２６】
上記溶接工程におけるレーザー加工は、例えば、以下の加工条件で実施される。
波長            ：５３２〜１５５０ｎｍ
（ガラスからなるカバープレート２０側から入射する場合）
または、１０６４〜３０００ｎｍ
（シリコンからなるウエーハ１０側から入射する場合）
繰り返し周波数  ：５０ｋＨｚ
平均出力        ：１Ｗ
パワー／１パルス：２０μＪ
スポット径      ：φ２０μｍ
加工送り速度    ：１００ｍｍ／秒
重なり率        ：９０％
【００２７】
なお、上記した加工条件にうち、レーザー光線の出力は、溶接されるウエーハとカバープレートとが接合する界面を完全に破壊するものではなく、両部材が溶融再固化することで、両部材が溶接接合される程度の比較的低い出力に設定される。またレーザー光線の波長は、入射側に配置されるウエーハ、またはカバープレートの材料を透過する波長となるように適宜設定されるものであり、上記加工条件に限定されるものではない。
【００２８】
上述した溶接工程が実施されたならば、図５に示す分割工程が実施される。図５には、複合ウエーハＷのカバープレート２０側から、ウエーハ１０に形成された分割予定ライン１４に沿って、個々のデバイス１４に分割するための切断ラインを形成する分割工程が実行される状態が示されている。
【００２９】
図５（ａ）に示すように、分割工程は、スピンドルユニット３０を備えた切削装置（装置全体の図示は省略）により実行される。該スピンドルユニット３０は、回転スピンドル３４の先端部に固定された切削ブレード３６を保持するスピンドルハウジング３２を備えている。所定の厚さ（例えば、４００μｍ）で形成された加工前の該複合ウエーハＷを構成するウエーハ１０は、上述したように、分割予定ライン１４により複数の領域に区画されており、当該区画された各領域にデバイス１２が形成されている。回転スピンドル３４と共に高速回転させられた切削ブレード３６を、切削装置の保持テーブル（図示省略）に粘着テープＴ側が吸引保持された複合ウエーハＷに対して下降させて切り込ませ、該保持テーブルと切削ブレード３６とを加工送り方向に相対移動させることで、図５（ａ）の切断部の断面図として示す図５（ｂ）に示されるように、上述した溶接工程にて形成された２条の溶接ライン１００の間であって、該複合ウエーハＷを切断し、ウエーハ１０の裏面１０ｂが貼着された粘着テープＴに達する深さで、所定の溝幅（例えば３０μｍ）を有する切断ライン３８を形成する。なお、図５（ｂ）は、説明の都合上切断ライン３８を強調して記載したものであり、実際の寸法に従ったものではない。
【００３０】
該切削装置は、切削ブレード３６の切削方向に沿った矢印Ｘで示す加工送り方向、複合ウエーハＷと並行で該加工送り方向と直交する割り出し送り方向、切削ブレード３６を複合ウエーハＷに向けて上下動させる切り出し方向、いずれに対しても予め記憶されたプログラムに従って制御可能に構成されており、図５（ｃ）に複合ウエーハＷの平面視一部拡大図として示すように、複合ウエーハＷの分割予定ライン１４上のすべてに上記と同様な切断ライン３８を形成するものであり、該分割工程が終了すると、複合ウエーハＷは、カバープレート２０でカバーされた個々のデバイス１２に分割され、分割工程が完了する。
【００３１】
なお、上記した分割工程の実施形態では、回転する切削ブレードを用いた切削装置により切断ラインを形成し複合ウエーハＷを個々のデバイス１２に分割する例を示したが、本発明はこれに限定されず、他の分割手段により分割工程を実行することもできる。例えば、上述した溶接工程を実施した後、レーザー加工装置において、１パルス当たりのパワーを６０μＪに設定して分割予定ライン１４に沿って形成された２条の溶接ラインの幅方向中央位置に集光点を位置付けてレーザー光線を照射して切断ラインを形成し、分割工程を実施することができる。この場合、該切断ラインは、必ずしもカバープレート２０側から、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側が貼着された粘着テープＴに達する溝形状を成すように形成する必要はなく、例えばカバープレート２０、およびウエーハ１０を透過する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて変質層を形成し、外力を付加することによって複合ウエーハＷを個々のデバイスに分割するようにしてもよい。
【００３２】
本発明は、以上のように構成されていることで、接着剤を使用することなく、カバープレートによりカバーされたデバイスを形成することが可能であり、個々に分割されたデバイスの側面から接着剤がはみ出してデバイスの品質を低下させることがない。また、分割予定ラインに沿って２条の溶接部により個々のデバイスの外周がカバープレートに対して溶接され、両部材が強固に接合されていることにより、切削装置を用いて分割工程を実施する場合に、カバープレートとウエーハとの間で剥離を起こす問題も解消される。
【符号の説明】
【００３３】
１０：ウエーハ
１２：デバイス
１４：分割予定ライン
２０：カバープレート
４０：切削装置
４２：基台
４４：保持手段
４６：移動手段
４８：集光器
５０：撮像手段
１００：溶接ライン
【図１】
2017162855.tif 000003
【図２】
2017162855.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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