JP2007227768A - 半導体ウェハのダイシング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 製品の歩留まりや品質を向上し得る半導体ウェハのダイシング方法を提供する。
【解決手段】外周端Ｅｇではレーザ出力を最小Ｐminに設定し、境界部Ｒmaxではレーザ出力を最大Ｐmaxに設定する。この外周端Ｅｇから境界部Ｒmaxまでの間は、外周端Ｅｇから境界部Ｒmaxに向かう位置との関係においては、Ｐmin〜Ｐmaxの間で比例関数相当で直線形状に増加するようにレーザ出力を設定し、また境界部Ｒmaxから外周端Ｅｇに向かう位置との関係においては、Ｐmax〜Ｐminの間で比例関数相当で直線形状に減少するようにレーザ出力を設定する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、レーザ光の照射により形成される改質層に生じる割断によってそれぞれ分離され得る複数の半導体装置を備えた半導体ウェハのダイシング方法に関するものである。

従来、半導体集積回路やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を形成したシリコンウェハ（以下、［背景技術］および［発明が解決しようとする課題］の欄において「ウェハ」という）を各々のチップに分離するダイシング工程では、ダイヤモンド砥粒を埋め込んだダイシングブレードを用いてチップに切り分けていた。

しかし、このようなブレードによるダイシング工程では、(1) ブレードでカットする際にその切りしろが必要になるため１枚のウェハから取れるチップ数が切りしろの分だけ減少しコストの増大を招く、(2) カットする際の摩擦熱による焼付き等を防ぐために用いられる水等が、チップに付着するのを防止する必要から、キャッピング等の保護装置を必要としその分メンテナンス工数が増大する、といった問題等が生じていた。

そこで、近年では、レーザを用いたダイシング工程（レーザダイシング）の検討や研究が進められており、例えば、下記特許文献１、２にレーザによるウェハの加工技術が開示されている。これらの特許文献に開示される技術では、所定条件のレーザ光を加工対象物に照射することにより改質層を形成し当該改質層を起点とした割断によって加工対象物を切断する（下記特許文献１；段落番号００２９〜００５５、特許文献２；段落番号００１１〜００２８）。
特開２００２−１９２３６８号公報 特開２００３−１０９８６号公報

しかしながら、前記特許文献１、２に開示される従来技術によると、ウェハに照射されるレーザ光は、ウェハ内部に改質層を形成可能にその焦点が設定され、そのウェハ表面には、半導体集積回路等が形成される平坦面の存在を前提としている。そのため、例えば、ウェハの周縁部のように面取加工等が施されることにより平坦面ではないウェハの部位に、このような焦点距離に設定されたレーザ光が照射されたときには、当該平坦面ではないウェハ表面（面取り部位）で焦点が合う場合が発生し得る。このような場合にはアブレーションによるパーティクルの発生から、当該パーティクルによるチップ不良が問題となる。

即ち、ウェハは、周縁部の欠けを防止するために、一般に、外周縁に面取加工が施されていることから、図７に示すように、ウェハＷの面取り部位（周縁部）Ｎにおいては、その表面でレーザ光Ｌの焦点ｐが合ってしまうことがある。そのため、当該レーザ照射によって溶融したウェハ表面のシリコンｑが飛散しパーティクル発生の原因となる。このようなパーティクルは、分離前または分離後のチップに付着することにより、半導体集積回路やＭＥＭＳの動作不良を招くことから、製品の歩留まり低下や品質低下に直結し得る。なお、図７において、符号Ｑは本来予定しているレーザ光の焦点を示し、符号Ｋは改質層を示し、符号ＣＶは集光レンズを示す。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、製品の歩留まりや品質を向上し得る半導体ウェハのダイシング方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の半導体ウェハのダイシング方法では、外周端部［２１ａ］が面取り加工された半導体ウェハ［２１］にレーザ光［Ｌ］を照射して改質層［Ｋ］を形成し、この改質層［Ｋ］による割断によって当該半導体ウェハ［２１］をレーザダイシングする半導体ウェハのダイシング方法において、前記面取り加工された外周端部［２１ａ］を含んだ所定範囲［Ｍ］には、当該所定範囲［Ｍ］外で前記面取り加工されていない平坦部［２１ｂ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度よりも弱く設定されたレーザ光［Ｌ］が照射されることを技術的特徴とする。なお、［ ］内の数字等は、［発明を実施するための最良の形態］の欄で説明する符号に対応し得るものである（以下同じ）。

特許請求の範囲に記載の請求項２の半導体ウェハのダイシング方法では、請求項１記載の半導体ウェハのダイシング方法において、前記所定範囲［Ｍ］は、加工誤差を含めた前記面取り加工の最大範囲［Ｅｇ〜Ｒmax］であることを技術的特徴とする。

特許請求の範囲に記載の請求項３の半導体ウェハのダイシング方法では、請求項１または２記載の半導体ウェハのダイシング方法において、前記所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、前記所定範囲［Ｍ］のウェハ径方向の最外部[p0，p5]が当該所定範囲［Ｍ］内での最小値［Ｐmin］に設定され、前記所定範囲［Ｍ］のウェハ径方向の最内部[p3，p4]が当該所定範囲［Ｍ］内での最大値［Ｐmax］に設定されることを技術的特徴とする。

特許請求の範囲に記載の請求項４の半導体ウェハのダイシング方法では、請求項３記載の半導体ウェハのダイシング方法において、前記所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、前記最外部[p0]から前記最内部[p2]に向かう位置との関係において比例関数相当で直線形状に増加し、前記最内部[p3]から前記最外部[p5]に向かう位置との関係において比例関数相当で直線形状に減少するように設定されることを技術的特徴とする（図３相当）。

特許請求の範囲に記載の請求項５の半導体ウェハのダイシング方法では、請求項３記載の半導体ウェハのダイシング方法において、前記所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、前記最外部[p0]から前記最内部[p2]に向かう位置との関係において対数関数相当で曲線形状に増加し、前記最内部[p3]から前記最外部[p5]に向かう位置との関係において対数関数相当で曲線形状に減少するように設定されることを技術的特徴とする（図４(B) 相当）。

特許請求の範囲に記載の請求項６の半導体ウェハのダイシング方法では、請求項３記載の半導体ウェハのダイシング方法において、前記所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、前記最外部[p0]から前記最内部[p2]に向かう位置との関係において指数関数相当で曲線形状に増加し、前記最内部[p3]から前記最外部[p5]に向かう位置との関係において指数関数相当で曲線形状に減少するように設定されることを技術的特徴とする（図４(C) 相当）。

特許請求の範囲に記載の請求項７の半導体ウェハのダイシング方法では、請求項３記載の半導体ウェハのダイシング方法において、前記所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、前記最外部[p0]から前記最内部[p2]に向かう位置との関係において比例関数相当で階段形状に増加し、前記最内部[p3]から前記最外部[p5]に向かう位置との関係において比例関数相当で階段形状に減少するように設定されることを技術的特徴とする（図５(B) 相当）。

特許請求の範囲に記載の請求項８の半導体ウェハのダイシング方法では、請求項３記載の半導体ウェハのダイシング方法において、前記所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、前記最外部[p0]から前記最内部[p2]に向かう位置との関係において対数関数相当で階段形状に増加し、前記最内部[p3]から前記最外部[p5]に向かう位置との関係において対数関数相当で階段形状に減少するように設定されることを技術的特徴とする（図５(C) 相当）。

特許請求の範囲に記載の請求項９の半導体ウェハのダイシング方法では、請求項３記載の半導体ウェハのダイシング方法において、前記所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、前記最外部[p0]から前記最内部[p2]に向かう位置との関係において指数関数相当で階段形状に増加し、前記最内部[p3]から前記最外部[p5]に向かう位置との関係において指数関数相当で階段形状に減少するように設定されることを技術的特徴とする（図５(D) 相当）。

請求項１の発明では、面取り加工された外周端部［２１ａ］を含んだ所定範囲［Ｍ］には、当該所定範囲［Ｍ］外で面取り加工されていない平坦部［２１ｂ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度よりも弱く設定されたレーザ光［Ｌ］が照射される。これにより、外周端部［２１ａ］を含んだ所定範囲［Ｍ］では、改質層［Ｋ］を形成するのに必要な強度よりも弱いレーザ光［Ｌ］が照射されるので、外周端部［２１ａ］におけるアブレーションの発生を抑制することが可能となる。したがって、アブレーションの発生によるパーティクルを減少させるため、製品の歩留まりや品質を向上することができる。

請求項２の発明では、所定範囲［Ｍ］は、加工誤差を含めた前記面取り加工の最大範囲［Ｅｇ〜Ｒmax］であることから、外周端部［２１ａ］の面取り加工の誤差が最大であってもそれを含んだ範囲に、改質層［Ｋ］を形成するのに必要な強度よりも弱いレーザ光［Ｌ］が照射される。これにより、外周端部［２１ａ］の面取り加工の誤差が最大である場合にも、外周端部［２１ａ］によるアブレーションの発生を抑制することが可能となる。したがって、想定可能な面取り加工の誤差の範囲において、アブレーションの発生によるパーティクルを減少させるため、製品の歩留まりや品質を向上することができる。

請求項３の発明では、所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、所定範囲［Ｍ］のウェハ径方向の最外部[p0，p5]が当該所定範囲［Ｍ］内での最小値［Ｐmin］に設定され、所定範囲［Ｍ］のウェハ径方向の最内部[p3，p4]が当該所定範囲［Ｍ］内での最大値［Ｐmax］に設定される。これにより、レーザ光［Ｌ］の強度は、ウェハ径方向外側に向かうほど小さく、ウェハ径方向内側に向かうほど大きく、それぞれ設定されるので、面取り加工された外周端部［２１ａ］の薄い部位ほど弱いレーザ光［Ｌ］が照射される。したがって、アブレーションをより発生し難くすることができる。

請求項４の発明では、所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、最外部[p0]から最内部[p2]に向かう位置との関係において比例関数相当で直線形状に増加し、最内部[p3]から最外部[p5]に向かう位置との関係において比例関数相当で直線形状に減少するように設定される。これにより、レーザ光［Ｌ］の強度パターンは、照射開始直後においては、面取り加工された外周端部［２１ａ］の薄い部位から厚い部位に向かう位置に比例してレーザ光［Ｌ］の強度は徐々に増加し、照射終了直前においては、面取り加工された外周端部［２１ａ］の厚い部位から薄い部位に向かう位置に比例してレーザ光［Ｌ］の強度が徐々に減少するものとなる（図３相当）。したがって、面取り加工された外周端部［２１ａ］の薄い部位ほど弱いレーザ光［Ｌ］が照射されるので、アブレーションをより発生し難くすることができる。

請求項５の発明では、所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、最外部[p0]から最内部[p2]に向かう位置との関係において対数関数相当で曲線形状に増加し、最内部[p3]から最外部[p5]に向かう位置との関係において対数関数相当で曲線形状に減少するように設定される。これにより、レーザ光［Ｌ］の強度パターンは、面取り加工された外周端部［２１ａ］の最外部[p0，p5]の近傍で急峻に増加［p0]・減少［p5]し、面取り加工された外周端部［２１ａ］の最内部[p2，p3]の近傍で緩慢に増加［p2]・減少［p3]するものとなる（図４(B) 相当）。このため、レーザ光［Ｌ］の強度の増減が緩慢な最内部[p2，p3]の近傍に、面取り加工の誤差の分布によって外周端部［２１ａ］と平坦部［２１ｂ］との境界部が比較的集まり得る場合には、当該境界部において照射されるレーザ光［Ｌ］の強度差を小さくすることが可能となる。したがって、当該境界部において照射されるレーザ光［Ｌ］の強度差が大きい場合に比べて、アブレーションによるパーティクル発生の抑制制御を容易にすることができる。

請求項６の発明では、所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、最外部[p0]から最内部[p2]に向かう位置との関係において指数関数相当で曲線形状に増加し、最内部[p3]から最外部[p5]に向かう位置との関係において指数関数相当で曲線形状に減少するように設定される。これにより、レーザ光［Ｌ］の強度パターンは、面取り加工された外周端部［２１ａ］の最内部[p2，p3]近傍で急峻に増加［p2]・減少［p3]し、面取り加工された外周端部［２１ａ］の最外部[p0，p5]近傍で緩慢に増加［p0]・減少［p5]するものとなる（図４(C) 相当）。このため、レーザ光［Ｌ］の強度の増減が緩慢な最外部[p0，p5]近傍に、面取り加工の誤差の分布によって外周端部［２１ａ］と平坦部［２１ｂ］との境界部が比較的集まり得る場合には、当該境界部において照射されるレーザ光［Ｌ］の強度差を小さくすることが可能となる。したがって、当該境界部において照射されるレーザ光［Ｌ］の強度差が大きい場合に比べて、アブレーションによるパーティクル発生の抑制制御を容易にすることができる。

請求項７の発明では、所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、最外部[p0]から最内部[p2]に向かう位置との関係において比例関数相当で階段形状に増加し、最内部[p3]から最外部[p5]に向かう位置との関係において比例関数相当で階段形状に減少するように設定される。これにより、レーザ光［Ｌ］の強度パターンは、照射開始直後においては、面取り加工された外周端部［２１ａ］の薄い部位から厚い部位に向かう位置に比例してレーザ光［Ｌ］の強度は階段状に徐々に増加し、照射終了直前においては、面取り加工された外周端部［２１ａ］の厚い部位から薄い部位に向かう位置に比例してレーザ光［Ｌ］の強度が階段状に徐々に減少するものとなる（図５(B) 相当）。つまり、請求項４の発明に比べて、レーザ光［Ｌ］の出力制御を不連続にできるので、当該出力制御が容易にしながらも、面取り加工された外周端部［２１ａ］の薄い部位ほど弱いレーザ光［Ｌ］が照射される、したがって、請求項４の発明に比べて容易にアブレーションをより発生し難くすることができる。

請求項８の発明では、所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、最外部[p0]から最内部[p2]に向かう位置との関係において対数関数相当で階段形状に増加し、最内部[p3]から最外部[p5]に向かう位置との関係において対数関数相当で階段形状に減少するように設定される。これにより、レーザ光［Ｌ］の強度パターンは、面取り加工された外周端部［２１ａ］の最外部[p0，p5]近傍で階段状に急峻に増加［p0]・減少［p5]し、面取り加工された外周端部［２１ａ］の最内部[p2，p3]近傍で階段状に緩慢に増加［p2]・減少［p3]するものとなる（図５(C) 相当）。このため、レーザ光［Ｌ］の強度の増減が緩慢な最内部[p2，p3]の近傍に、面取り加工の誤差の分布によって外周端部［２１ａ］と平坦部［２１ｂ］との境界部が比較的集まり得る場合には、当該境界部において照射されるレーザ光［Ｌ］の強度差を小さくすることが可能となる。つまり、請求項５の発明に比べて、レーザ光［Ｌ］の出力制御を不連続にできるので、当該境界部において照射されるレーザ光［Ｌ］の強度差が大きい場合に比べて、アブレーションによるパーティクル発生の抑制制御を一層容易にすることができる。

請求項９の発明では、所定範囲［Ｍ］に照射されるレーザ光［Ｌ］の強度は、最外部[p0]から最内部[p2]に向かう位置との関係において指数関数相当で階段形状に増加し、最内部[p3]から最外部[p5]に向かう位置との関係において指数関数相当で階段形状に減少するように設定される。これにより、レーザ光［Ｌ］の強度パターンは、面取り加工された外周端部［２１ａ］の最内部[p2，p3]近傍で階段状に急峻に増加［p2]・減少［p3]し、面取り加工された外周端部［２１ａ］の最外部[p0，p5]近傍で階段状に緩慢に増加［p0]・減少［p5]するものとなる（図５(D) 相当）。このため、レーザ光［Ｌ］の強度の増減が緩慢な最外部[p0，p5]近傍に、面取り加工の誤差の分布によって外周端部［２１ａ］と平坦部［２１ｂ］との境界部が比較的集まり得る場合には、当該境界部において照射されるレーザ光［Ｌ］の強度差を小さくすることが可能となる。つまり、請求項６の発明に比べて、レーザ光［Ｌ］の出力制御を不連続にできるので、当該境界部において照射されるレーザ光［Ｌ］の強度差が大きい場合に比べて、アブレーションによるパーティクル発生の抑制制御を一層容易にすることができる。

以下、本発明の半導体ウェハのダイシング方法の実施形態を各図に基づいて説明する。
図１(A) に示すように、半導体ウェハ（以下、［発明を実施するための最良の形態］の欄において「ウェハ」という）２１は、シリコンからなる薄板円盤形状のシリコン基板で外周の一部に結晶方位を示すオリエンテーションフラットが形成されている。

このウェハ２１の表面側の平坦部２１ｂには、拡散工程等を経て形成された複数の半導体装置としてのチップＤevが碁盤の目のように整列配置されている。これらのチップＤevは、ダイシング工程により割断線ＤＬに沿ってそれぞれ分離された後、マウント工程、ボンディング工程、封入工程等といった各工程を経ることによってパッケージされたＩＣやＬＳＩとして完成するものである。なお、本実施形態では、ウェハ２１は、チップＤevの支持基板となるシリコン層を形成し得る。

また、図１(B) に示すように、ウェハ２１の外周端部２１ａには、［発明が解決しようとする課題］の欄で述べたように、外周縁部Ｎ（図７）の欠けを防止するために、通常、面取加工が施されている。このため、外周端部２１ａにおいては、その表面でレーザ光Ｌの焦点が合うと、当該レーザ照射によって溶融したウェハ表面のシリコンが飛散してパーティクルが発生し、ひいてはその付着によりチップＤevの動作不良の原因となり得る。

そこで、本実施形態では、外周端部２１ａを含んだ所定範囲Ｍに、平坦部２１ｂに照射されるレーザ光Ｌの強度よりも弱く設定されたレーザ光Ｌを入射させてレーザダイシングを行うことによって、このようなパーティクルの発生を抑制可能にしている。

具体的には、図２(A) に示すように、主に、レーザ光源１１、制御部１３、反射ミラー１５、集光レンズ１７等からなるレーザ装置１０により、出力制御されたレーザ光Ｌをウェハ２１に照射する。このレーザ装置１０は、制御部１３によるレーザ光源１１の出力制御により任意のレーザ出力のレーザ光Ｌを照射可能に構成されており、レーザ光源１１として、例えばＹＡＧ等の固体レーザやＣＯ_２等の気体レーザのレーザ発生装置が用いられる。

本実施形態の場合、ＹＡＧレーザ(1064nm)を用いており、その出力は、例えばウェハ２１の平坦部２１ｂに照射するときに、１．２Ｗ程度となるように設定されている。なお、ウェハ２１は、図略のテーブル上に載置されており、このテーブルまたはレーザ装置１０の少なくとも一方を、ウェハ２１の表面にほぼ平行に（図２の紙面左右方向）に相対移動可能に構成することによって、ウェハ２１に照射するレーザ光Ｌの照射位置を任意に制御可能にしている。

ダイシング工程では、このように構成されるレーザ装置１０によって、ウェハ２１の内に多光子吸収による改質層Ｋを適正に形成する。即ち、図２(A) および図２(B) に示すように、ウェハ２１内に適正な改質層Ｋが所定の深さ（厚さ）方向に形成されるように、レーザ装置１０により改質層Ｋを形成可能なレーザ出力（例えば１．２Ｗ）のレーザ光Ｌを割断線ＤＬの一端側から他端側に向かって繰り返し照射する。

「多光子吸収」とは、物質が複数個の同種もしくは異種の光子を吸収することである。この多光子吸収により、焦点Ｑおよびその近傍では光学的損傷という現象が発生するので、これにより熱歪みが誘起され、その部分においてクラックが生じる。このクラックが集合した範囲を改質層Ｋという。本実施形態では、このような照射の都度、外周端部２１ａを含んだ所定範囲Ｍに、平坦部２１ｂに照射されるレーザ光Ｌの強度よりも弱く設定されたレーザ光Ｌ（例えば０．４Ｗ）を照射する。

これにより、外周端部２１ａを含んだ所定範囲Ｍでは、改質層Ｋを形成するのに必要な強度よりも弱いレーザ光Ｌが照射されるので、外周端部２１ａにおけるアブレーションの発生を抑制することが可能となる。したがって、アブレーションの発生によるパーティクルを減少させるため、製品の歩留まりや品質を向上することができる。なお、図２(A) および図２(B) においては、レーザ光Ｌの強度の強弱（出力の大小）を形成される改質層Ｋの線幅（強→太、弱→細）により表現している。

ここで、レーザ装置１０によるレーザ光Ｌの出力制御の例を図３〜図５に基づいて説明する。まず、レーザ光Ｌの出力制御が比較的容易なレーザ光Ｌの強度パターンを図３を参照して説明する。なお、図３(A) には、レーザ光Ｌの照射開始直後からレーザ光Ｌが照射される側のウェハ２１の外周端部２１ａを模式的に表した説明図が示されており、また、図３(C) には、レーザ光Ｌの照射終了直前までレーザ光Ｌが照射される側のウェハ２１の外周端部２１ａを模式的に表した説明図が示されている。図３(B) には、図３(A) に示す外周端部２１ａに照射されるレーザ光Ｌの強度パターンの一例が、また図３(D) には、図３(C) に示す外周端部２１ａに照射されるレーザ光Ｌの強度パターンの一例が、それぞれ示されている。

ウェハ２１の外周端部２１ａに施される面取り加工には、通常、加工誤差が存在することから、面取り加工の施された外周端部２１ａと面取り加工の施されていない平坦部２１ｂとの境界部の位置が、誤差の度合いによって変動する。例えば、図３(A) や図３(C) に示すように、ウェハ２１の径方向内側に向かって外周端Ｅｇから距離ｒだけ離れた目標位置cpに、このような境界部が位置するように面取り加工を外周端部２１ａに施した場合、加工誤差の度合いによって異なった位置に当該境界部が現れるが、そのなかには、最も径方向内側（ウェハ２１の中心寄り）に位置する境界部Ｒmaxと最も径方向外側（ウェハ２１の外寄り）に位置する境界部Ｒminとが存在する。

このため、目標位置cpに境界部Ｒｃが存在する場合には、外周端部２１ａの輪郭線は実線で表されたものになり、また目標位置cpよりも径方向外側に最もズレた位置p1に境界部Ｒminが存在する場合には、外周端部２１ａの輪郭線は破線αで表されたものとなる。これに対して、目標位置cpよりも径方向内側に最もズレた位置p2に境界部Ｒmaxが存在する場合には、外周端部２１ａの輪郭線は一点鎖線βで表されたものになる。

したがって、このような加工誤差の範囲（Ｒmin〜Ｒmax）を考慮すると、外周端部２１ａにおいて面取り加工を施される範囲は、外周端Ｅｇから境界部Ｒmaxまでの間に限られることから、この範囲を含めて前述した所定範囲Ｍを規定すれば良いことになる（図３(A) 、図３(C) 参照）。つまり、所定範囲Ｍを、加工誤差を含めた面取り加工の最大範囲Ｅｇ〜Ｒmaxに設定し、当該所定範囲Ｍ外で面取り加工されていない平坦部２１ｂに照射されるレーザ光Ｌの強度よりも弱く設定されたレーザ光Ｌを当該所定範囲Ｍに照射する。なお、外周端Ｅｇは、所定範囲Ｍのウェハ２１の径方向の「最外部」に相当し、また境界部Ｒmaxは、所定範囲Ｍのウェハ２１の径方向の「最内部」に相当する。

具体的には、図３(B) および図３(D) に示すように、外周端Ｅｇ（最外部）ではレーザ出力を最小の０Ｗに設定し、境界部Ｒmax（最内部）ではレーザ出力を最大の１．２Ｗに設定する。そして、この外周端Ｅｇから境界部Ｒmaxまでの間は、外周端Ｅｇ（最外部）から境界部Ｒmax（最内部）に向かう位置との関係においては、０Ｗ〜１．２Ｗの間で比例関数相当で直線形状に増加するようにレーザ出力を設定し（図３(B) ）、また境界部Ｒmax（最内部）から外周端Ｅｇ（最外部）に向かう位置との関係においては、１．２Ｗ〜０Ｗの間で比例関数相当で直線形状に減少するようにレーザ出力を設定する（図３(D) ）。

これにより、レーザ光Ｌの強度パターンは、照射開始直後においては、面取り加工された外周端部２１ａの薄い部位から厚い部位に向かう位置に比例してレーザ光Ｌの強度は徐々に増加し、照射終了直前においては、面取り加工された外周端部２１ａの厚い部位から薄い部位に向かう位置に比例してレーザ光Ｌの強度が徐々に減少するものとなる。したがって、面取り加工された外周端部２１ａの薄い部位ほど弱いレーザ光Ｌが照射されるので、アブレーションをより発生し難くすることができる。よって、アブレーションの発生によるパーティクルを減少させるため、チップＤevの歩留まりや品質を向上することができる。

なお、ウェハ２１のサイズが５インチである場合には、例えば、当該目標位置cpは外周端Ｅｇ(p0)から約１mmに位置し、またこのような加工誤差は目標位置cpを中心に±０．５mm程度になる（p0〜p1は約０．５mm、p1〜p2は約１mm、p0〜p2は約１．５mm）。そして、このような場合には、所定範囲Ｍ（Ｅｇ〜Ｒmax）は約１．５mmになることから、位置p0の外周端Ｅｇから約１．５mmの位置p2までは、０Ｗ（出力なし；Ｐmin）〜１．２Ｗ（最大出力；Ｐmax）の間で比例増加関数相当にレーザ装置１０のレーザ光源１１の出力を制御部１３により制御し、反対側の外周端Ｅｇ’から約１．５mmの位置p3から当該外周端Ｅｇ’の位置p5までは、１．２Ｗ（最大出力；Ｐmax）〜０Ｗ（出力なし；Ｐmin）の間で比例減少関数相当にレーザ装置１０のレーザ光源１１の出力を制御部１３により制御する。また、ウェハ２１の平坦部２１ｂにあたる位置p2から位置p3までにおいては、１．２Ｗ（最大出力；Ｐmax）を維持するように制御部１３によりレーザ光源１１を制御する。これにより、ウェハ２１の外周端Ｅｇから１．５mmの範囲においては、アブレーションの発生によるパーティクルを減少させるので、チップＤevの歩留まりや品質を向上することができる。

次に、レーザ光Ｌの出力制御の改変例として、レーザ光Ｌの強度パターンとして前述したような比例関係（直線形状）ではなく、曲線形状に増減するものを図４を参照して説明する。なお、図４(A) には、レーザ光Ｌの照射開始直後からレーザ光Ｌが照射される側のウェハ２１の外周端部２１ａを模式的に表した説明図が示されており、また図４(B) 〜図４(D) には、図４(A) に示す外周端部２１ａに照射されるレーザ光Ｌの強度パターンの改変例がそれぞれ示されている。

なお、レーザ光Ｌの出力は、前述と同様に、０Ｗ（Ｐmin）〜１．２Ｗ（Ｐmax）の間で設定されている。またウェハ２１のサイズや外周端Ｅｇから目標位置cpまでの距離ｒやp0〜p1、p1〜p2、0〜p2等の位置関係についても前述と同様に設定されているので、ここではこれらの説明を省略する。

図４(B) に示すように、所定範囲Ｍに照射されるレーザ光Ｌの強度は、外周端Ｅｇ(p0)から境界部Ｒmax(p2)に向かう位置との関係において対数関数相当で曲線形状に増加する。つまり、位置p0から位置p2までの曲線形状は、対数関数により得られるカーブに設定されている。これにより、レーザ光Ｌの強度パターンは、面取り加工された外周端部２１ａの外周端Ｅｇの近傍で急峻に増加し、当該外周端部２１ａと平坦部２１ｂとの境界部で最も径方向内側に位置するものＲmaxの近傍で緩慢に増加するものとなる。

このため、当該Ｒmaxの近傍に、面取り加工の誤差分布によって外周端部２１ａと平坦部２１ｂとの境界部が比較的集まり得る場合には（図４(B) に示す斜線範囲）、このような対数関数相当で曲線形状に増加するようにレーザ光Ｌの強度の制御を設定することで、当該Ｒmaxの近傍におけるレーザ光Ｌの強度差を小さくすることが可能となる。したがって、当該Ｒmaxの近傍において照射されるレーザ光Ｌの強度差が大きい場合に比べて、アブレーションによるパーティクル発生の抑制制御を容易にすることができる。

また、図示されてはないが、これとは反対側の外周端Ｅｇ’では、所定範囲Ｍに照射されるレーザ光Ｌの強度が、境界部Ｒmax(p3)から外周端Ｅｇ(p5)に向かう位置との関係において対数関数相当で曲線形状に減少するように設定する。これにより、レーザ光Ｌの強度パターンは、面取り加工された外周端部２１ａの外周端Ｅｇ’の近傍で急峻に減少し、当該外周端部２１ａと平坦部２１ｂとの境界部で最も径方向内側に位置するものＲmaxの近傍で緩慢に減少するものとなる。

このため、このような反対側の外周端Ｅｇ’においても、当該Ｒmaxの近傍に、面取り加工の誤差分布によって外周端部２１ａと平坦部２１ｂとの境界部が比較的集まり得る場合には、このような対数関数相当で曲線形状に減少するようにレーザ光Ｌの強度の制御を設定することで、当該Ｒmaxの近傍におけるレーザ光Ｌの強度差を小さくすることが可能となる。したがって、当該Ｒmaxの近傍において照射されるレーザ光Ｌの強度差が大きい場合に比べて、アブレーションによるパーティクル発生の抑制制御を容易にすることができる。

また、図４(C) に示すように、所定範囲Ｍに照射されるレーザ光Ｌの強度は、外周端Ｅｇ(p0)から境界部Ｒmax(p2)に向かう位置との関係において指数関数相当で曲線形状に増加する。つまり、位置p0から位置p2までの曲線形状は、指数関数により得られるカーブに設定されている。これにより、レーザ光Ｌの強度パターンは、面取り加工された外周端部２１ａの外周端Ｅｇや当該外周端部２１ａと平坦部２１ｂとの境界部で最も径方向外側に位置するものＲminの近傍で緩慢に増加し、当該外周端部２１ａと平坦部２１ｂとの境界部で最も径方向内側に位置するものＲmaxの近傍で急峻に増加するものとなる。

このため、当該Ｒminの近傍に、面取り加工の誤差分布によって外周端部２１ａと平坦部２１ｂとの境界部が比較的集まり得る場合には（図４(C) に示す斜線範囲）、このような指数関数相当で曲線形状に増加するようにレーザ光Ｌの強度の制御を設定することで、当該Ｒminの近傍におけるレーザ光Ｌの強度差を小さくすることが可能となる。したがって、当該Ｒminの近傍において照射されるレーザ光Ｌの強度差が大きい場合に比べて、アブレーションによるパーティクル発生の抑制制御を容易にすることができる。

また、図示されてはないが、これとは反対側の外周端Ｅｇ’では、所定範囲Ｍに照射されるレーザ光Ｌの強度が、境界部Ｒmax(p3)から外周端Ｅｇ(p5)に向かう位置との関係において指数関数相当で曲線形状に減少するように設定する。これにより、レーザ光Ｌの強度パターンは、面取り加工された外周端部２１ａの外周端Ｅｇ’や当該外周端部２１ａと平坦部２１ｂとの境界部で最も径方向外側に位置するものＲminの近傍で緩慢に減少し、当該外周端部２１ａと平坦部２１ｂとの境界部で最も径方向内側に位置するものＲmaxの近傍で急峻に減少するものとなる。

このため、このような反対側の外周端Ｅｇ’においても、当該Ｒminの近傍に、面取り加工の誤差分布によって外周端部２１ａと平坦部２１ｂとの境界部が比較的集まり得る場合には、このような指数関数相当で曲線形状に減少するようにレーザ光Ｌの強度の制御を設定することで、当該Ｒminの近傍におけるレーザ光Ｌの強度差を小さくすることが可能となる。したがって、当該Ｒminの近傍において照射されるレーザ光Ｌの強度差が大きい場合に比べて、アブレーションによるパーティクル発生の抑制制御を容易にすることができる。

さらに、図４(D) に示すように、図４(B) に示す対数関数相当で曲線形状に増加するものと、図４(C) に示す指数関数相当で曲線形状に増加するものと、組み合わせても良い。つまり、位置p0から位置cp（p1とp2の中間点）までの曲線形状は対数関数により得られるカーブに設定され、また位置cpから位置p2までの曲線形状は指数関数により得られるカーブに設定されている。これにより、レーザ光Ｌの強度パターンは、位置cpをほぼ中心に緩慢に増加する一方で、面取り加工された外周端部２１ａの外周端Ｅｇや当該外周端部２１ａと平坦部２１ｂとの境界部で最も径方向内側に位置するものＲmaxの近傍で急峻に増加する特性となる。

このため、当該位置pcの近傍に、面取り加工の誤差分布によって外周端部２１ａと平坦部２１ｂとの境界部が比較的集まり得る場合には（図４(D) に示す斜線範囲）、このような対数関数と指数関数とを組み合わせた関数相当で曲線形状に増加するようにレーザ光Ｌの強度の制御を設定することで、当該位置pcの近傍におけるレーザ光Ｌの強度差を小さくすることが可能となる。したがって、当該位置pcの近傍において照射されるレーザ光Ｌの強度差が大きい場合に比べて、アブレーションによるパーティクル発生の抑制制御を容易にすることができる。

また、図示されてはないが、これとは反対側の外周端Ｅｇ’側においても、同様に対数関数と指数関数とを組み合わせた関数相当で曲線形状に増加するようにレーザ光Ｌの強度の制御を設定することで、当該位置pcの近傍におけるレーザ光Ｌの強度差を小さくすることが可能となる。したがって、当該位置pcの近傍において照射されるレーザ光Ｌの強度差が大きい場合に比べて、アブレーションによるパーティクル発生の抑制制御を容易にすることができる。

なお、このように比例関係で直線形状に増減するものや、対数関数や指数関数相当に曲線形状に増減するものを、階段形状に増減するように設定しても良い。即ち、他の改変例として、図５(B) 〜図５(D) に示すように、比例関数相当（図５(B) ）、対数関数相当（図５(C) ）、指数関数相当（図５(D) ）、で階段形状に出力特性となるように、レーザ光Ｌの強度の制御を行うように設定する。図５(B) 〜図５(D) のいずれの場合にも、レーザ光Ｌの出力制御を不連続にできるので、レーザ装置１０の制御部１３によるレーザ光源１１の制御を容易にすることができる。

なお、上述した実施形態では、ウェハ２１の外周端部２１ａの形状として、図６(A) に示すようにウェハ２１の表面側および裏面側のそれぞれを面取り加工したものを例示して説明したが、本発明の半導体ウェハのダイシング方法では、これ以外に、例えば、ウェハ１２１の外周側に有する平坦面１２１ｃと表面側および裏面側のそれぞれ平坦部１２１ｂとの間に形成される「角部」を面取りした外周端部１２１ａを有するものや、また図６(A) に示すウェハ２１や図６(B) に示すウェハ１２１の裏面側をポリッシュ加工により研磨（切削）することにより当該裏面側半分（二点鎖線で表示）を取り除いたウェハ２１’，１２１’で表面側の角部に面取り加工を施した外周端部２１ａ、１２１ａを有するものでも、上述と同様に適用することができ、その場合においても上述と同様の作用・効果を得ることができる。

また、上述した実施形態では、ウェハ２１の外周端部２１ａにおける面取り加工として、ウェハ２１の角部を丸く削る、いわゆる「Ｒ面取り」を例示して説明したが、このほかに、ウェハ２１の角部を４５°の角度に平らに削る、いわゆる「Ｃ面取り」であっても、前述と同様に本発明の半導体ウェハのダイシング方法を適用することができる。この場合、レーザ出力の制御として、所定範囲Ｍに照射されるレーザ光Ｌの強度は、最外部（p0）から最内部（p2）に向かう位置との関係において比例関数相当で直線形状に増加し、最内部（p3）から最外部（p5）に向かう位置との関係において比例関数相当で直線形状に減少するように設定されるものが、Ｃ面取りされた外周端部の形状に最も適合し得るので、特に望ましい。

ウェハの構成例を示す模式図で、図１(A) は当該ウェハの表側を示すもの、図１(B) は図１(A) に示す1B−1B線断面を示すものである。 本発明の一実施形態に係るウェハのダイシング方法を示す模式図で、図２(A) は、割断線の一端側からそのほぼ中間に到達するまでにおけるレーザ光Ｌの照射状態を示すもので、図２(B) は、割断線のほぼ中間からその他端側に到達するまでにおけるレーザ光Ｌの照射状態を示すものである。 図３(A) は、レーザ光の照射開始直後からレーザ光が照射される側のウェハの外周端部を模式的に表した説明図で、図３(B) は、図３(A) に示す外周端部に照射されるレーザ光の強度パターンの一例を示す出力特性図である。また、図３(C) は、レーザ光の照射終了直前までレーザ光が照射される側のウェハの外周端部を模式的に表した説明図で、図３(D) は、図３(C) に示す外周端部に照射されるレーザ光の強度パターンの一例を示す出力特性図である。 図４(A) は、レーザ光の照射開始直後からレーザ光が照射される側のウェハの外周端部を模式的に表した説明図で、図４(B) 〜図４(D) は、図４(A) に示す外周端部に照射されるレーザ光の強度パターンの改変例をそれぞれ示す出力特性図である。 図５(A) は、レーザ光の照射開始直後からレーザ光が照射される側のウェハの外周端部を模式的に表した説明図で、図５(B) 〜図５(D) は、図５(A) に示す外周端部に照射されるレーザ光の強度パターンの他の改変例をそれぞれ示す出力特性図である。 ウェハの外周端部の形状例を示す説明図で、図６(A) は、ウェハの表面側および裏面側のそれぞれを面取り加工したもの、図６(B) は、外周側に平坦面を有するウェハの、表面側および裏面側のそれぞれを面取り加工したもの、図６(C) は、図６(A) に示すウェハの裏面側を取り除いたもの、図６(D) は、図６(B) に示すウェハの裏面側を取り除いたもの、における外周端部の例示である。 従来例におけるレーザダイシングの様子を示す説明図である。

符号の説明

１０…レーザ装置
２１…ウェハ（半導体ウェハ）
２１ａ…外周端部
２１ｂ…平坦部
Ｅｇ…外周端
Ｋ…改質層
Ｌ…レーザ光
Ｍ…所定範囲

Claims (9)

1. 外周端部が面取り加工された半導体ウェハにレーザ光を照射して改質層を形成し、この改質層による割断によって当該半導体ウェハをレーザダイシングする半導体ウェハのダイシング方法において、
   前記面取り加工された外周端部を含んだ所定範囲には、当該所定範囲外で前記面取り加工されていない平坦部に照射されるレーザ光の強度よりも弱く設定されたレーザ光が照射されることを特徴とする半導体ウェハのダイシング方法。
2. 前記所定範囲は、加工誤差を含めた前記面取り加工の最大範囲であることを特徴とする請求項１記載の半導体ウェハのダイシング方法。
3. 前記所定範囲に照射されるレーザ光の強度は、前記所定範囲のウェハ径方向の最外部が当該所定範囲内での最小値に設定され、前記所定範囲のウェハ径方向の最内部が当該所定範囲内での最大値に設定されることを特徴とする請求項１または２記載の半導体ウェハのダイシング方法。
4. 前記所定範囲に照射されるレーザ光の強度は、前記最外部から前記最内部に向かう位置との関係において比例関数相当で直線形状に増加し、前記最内部から前記最外部に向かう位置との関係において比例関数相当で直線形状に減少するように設定されることを特徴とする請求項３記載の半導体ウェハのダイシング方法。
5. 前記所定範囲に照射されるレーザ光の強度は、前記最外部から前記最内部に向かう位置との関係において対数関数相当で曲線形状に増加し、前記最内部から前記最外部に向かう位置との関係において対数関数相当で曲線形状に減少するように設定されることを特徴とする請求項３記載の半導体ウェハのダイシング方法。
6. 前記所定範囲に照射されるレーザ光の強度は、前記最外部から前記最内部に向かう位置との関係において指数関数相当で曲線形状に増加し、前記最内部から前記最外部に向かう位置との関係において指数関数相当で曲線形状に減少するように設定されることを特徴とする請求項３記載の半導体ウェハのダイシング方法。
7. 前記所定範囲に照射されるレーザ光の強度は、前記最外部から前記最内部に向かう位置との関係において比例関数相当で階段形状に増加し、前記最内部から前記最外部に向かう位置との関係において比例関数相当で階段形状に減少するように設定されることを特徴とする請求項３記載の半導体ウェハのダイシング方法。
8. 前記所定範囲に照射されるレーザ光の強度は、前記最外部から前記最内部に向かう位置との関係において対数関数相当で階段形状に増加し、前記最内部から前記最外部に向かう位置との関係において対数関数相当で階段形状に減少するように設定されることを特徴とする請求項３記載の半導体ウェハのダイシング方法。
9. 前記所定範囲に照射されるレーザ光の強度は、前記最外部から前記最内部に向かう位置との関係において指数関数相当で階段形状に増加し、前記最内部から前記最外部に向かう位置との関係において指数関数相当で階段形状に減少するように設定されることを特徴とする請求項３記載の半導体ウェハのダイシング方法。

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