JP2009176983A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁膜と機能膜が積層されたウエーハをストリートに沿って効率よく加工する方法を提供する。
【解決手段】第１のレーザ光線照射手段と第２のレーザ光線照射手段とを有し、第１のレーザー光線照射手段を作動しつつチャックテーブルを第１の方向に移動してストリートの中心より幅方向片側に偏倚した位置に積層体１０１を分断する第１の遮断溝１１０ａを形成する第１の遮断溝形成工程と、第１のレーザー光線照射手段を作動しつつチャックテーブルを第１の方向とは逆の第２の方向に移動してストリートの中心より第１の遮断溝と反対側に偏倚した位置に積層体１０１を分断する第２の遮断溝１１０ｂを形成するするとともに第２のレーザー光線照射手段を作動してウエーハのストリートに形成された第１の遮断溝１１０ａと第２の遮断溝１１０ｂの中間部に沿って積層体１０１および基板１００に分割溝１１１を形成する第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程を含む。
【選択図】図１１

Description

本発明は、基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数のデバイスが形成されたウエーハを、該複数のデバイスを区画するストリートに沿って加工するウエーハの加工方法に関する。

当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記デバイスがストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画されており、このストリートに沿って分割することによって個々のデバイスを製造している。

このような半導体ウエーハのストリートに沿った分割は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物である半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された半導体ウエーハを切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。切削手段は、高速回転せしめられる回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって固定して形成されている。

近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスの処理能力を向上するために、シリコン等の基板の表面にSiO2,SiO,SiN等のガラス質材料からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）と回路を形成する機能膜が積層された積層体によってデバイスを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。

上述したＬｏｗ−ｋ膜はウエーハの素材と異なるため、切削ブレードによって同時に切削することが困難である。即ち、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように非常に脆いことから、切削ブレードによりストリートに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離が回路にまで達しデバイスに致命的な損傷を与えるという問題がある。

上記問題を解消するために、半導体ウエーハに形成されたストリートに沿って２条のレーザー加工溝を形成して積層体を分断し、この２条のレーザー加工溝の外側間に切削ブレードを位置付けて切削ブレードと半導体ウエーハを相対移動することにより、半導体ウエーハをストリートに沿って切断するウエーハの分割方法が下記特許文献１に開示されている。
特開２００５−１４２３８９号公報

而して、上記特許文献１に開示されたウエーハの分割方法においては、レーザー加工装置によって半導体ウエーハに形成されたストリートに沿って２条のレーザー加工溝を形成し、その後切削装置によって２条のレーザー加工溝間を切断するので、生産性が悪いという問題がある。

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、基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数のデバイスが形成されたウエーハを、デバイスに損傷を与えることなく複数のデバイスを区画するストリートに沿って効率よく加工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。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持し加工送り方向に移動可能に配設されたチャックテールと、該チャックテールに保持された被加工物にレーザー光線を照射する第１の集光器を備えた第１のレーザー光線照射手段と、該チャックテールに保持された被加工物にレーザー光線を照射する第２の集光器を備え該第２の集光器が該第１の集光器から該加工送り方向に所定の間隔を置いて配設された第２のレーザー光線照射手段と、該チャックテールを該加工送り方向に移動せしめる加工送り手段と、該チャックテールを該加工送り方向に直交する割り出し送り方向に移動せしめる割り出し送り手段と、該第１の集光器と該第２の集光器との該割り出し送り方向の相対位置を調整する集光器位置調整手段とを具備するレーザー加工装置を用いて、基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数のデバイスが形成されたウエーハを、該複数のデバイスを区画するストリートに沿って加工するウエーハの加工方法であって、
該チャックテールに保持されたウエーハのストリートの一端における幅方向片側を該第１のレーザー光線照射手段の該第１の集光器から照射されるレーザー光線の照射位置に位置付け、該チャックテーブルを該加工送り方向における第１の方向に移動しつつ該第１のレーザー光線照射手段を作動して該積層体を分断することができる出力のレーザー光線を照射し、ウエーハのストリートの幅方向片側に一端から他端に向けて該積層体に第１の遮断溝を形成する第１の遮断溝形成工程と、
該第１の遮断溝形成工程が実施されたストリートの他端における幅方向他側を該第１のレーザー光線照射手段の該第１の集光器から照射されるレーザー光線の照射位置に位置付け、該チャックテーブルを該加工送り方向における第２の方向に移動しつつ該第１のレーザー光線照射手段を作動して該積層体を分断することができる出力のレーザー光線を照射し、ウエーハのストリートの幅方向他側に他端から一端に向けて該積層体に第２の遮断溝を形成するとともに、該第２のレーザー光線照射手段の該第２の集光器から照射されるレーザー光線の照射位置を該第１の集光器から照射されるレーザー光線の照射位置より該加工送り方向における第２の方向の下流側において該第１の遮断溝形成工程が実施されたストリートの幅方向中央部に対応する位置に位置付け、該第２のレーザー光線照射手段を作動して該積層体および該基板に分割溝を形成することができる出力のレーザー光線を照射し、ウエーハのストリートに形成された該第１の遮断溝と該第２の遮断溝の中間部に沿って他端から一端に向けて該積層体および該基板に分割溝を形成する第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程と、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。

本発明によるウエーハの加工方法によれば、第１の遮断溝形成工程を実施した後に実施する第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程においては、第２の遮断溝が形成され積層体が分断された後に、分割溝形成工程が実施されるので、出力が高いレーザー光線によって積層体および基板に達する分割溝を形成しても積層体は分割溝の両側が第１の遮断溝と第２の遮断溝によって分断さているため剥離してもデバイス側に影響することはない。しかも、第１の遮断溝形成工程と第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程はチャックテーブルを１往復することによって実施されるので、効率的である。

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詳細に説明する。

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に示されたレーザー加工装置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（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、静止基台２に上記矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）と直交する矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に配設された第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａと、該第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａに矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動可能に配設された第１のレーザー光線照射ユニット５ａと、第２のレーザー光線照射ユニット支持機構４ｂと、該第２のレーザー光線照射ユニット支持機構４ｂに矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動可能に配設された第２のレーザー光線照射ユニット５ｂとを具備している。

上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す加工送り方向（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上に矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向（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の被加工物載置面３６１ａ上に被加工物である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。また、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。

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、その上面に矢印Ｙで示す割り出し送り方向（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に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向（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に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動させるための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段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、第一の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動せしめられる。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３６の加工送り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の加工送り位置を検出する。なお、上記加工送り手段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の加工送り位置を検出することができる。また、上記加工送り手段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の加工送り位置を検出することができる。

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、矢印Ｙで示す割り出し送り方向（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に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動させるための第１の割り出し送り手段３８を具備している。第１の割り出し送り手段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に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動せしめられる。

上記第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａは、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面に矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）即ち上記チャックテーブル３６の被加工物載置面３６１ａに垂直方向に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態における第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａは、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿って割り出し送り方向である矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動させるための第２の割り出し送り手段４３を具備している。第２の割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ねじロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロック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４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１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雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動せしめられる。この第２の割り出し送り手段４３は、後述する第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３aと第２のレーザー光線照射手段６ｂの第2の第2の集光器６３ｂの割り出し送り方向（Y軸方向）の相対位置を調整する集光器位置調整手段として機能する。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、上記レーザー光線照射ユニット支持機構４の可動支持基台４２の割り出し送り位置を検出するためのY軸方向位置検出手段４３３を備えている。Y軸方向位置検出手段４３３は、案内レール４１に沿って配設されたリニアスケール４３３aと、可動支持基台４２に配設されリニアスケール４３３aに沿って移動する読み取りヘッド４３３bとからなっている。このY軸方向位置検出手段４３３の読み取りヘッド４３３b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、第１のレーザー光線照射ユニット５ａの割り出し送り位置（後述する第２のレーザー光線照射ユニット５ｂとの割り出し送り方向（Y軸方向）の相対位置）を検出する。なお、上記第２の割り出し送り手段４３の駆動源としてパルスモータ４３２を用いた場合には、パルスモータ４３２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、第１のレーザー光線照射ユニット５ａの割り出し送り位置（後述する第２のレーザー光線照射ユニット５ｂとの割り出し送り方向（Y軸方向）の相対位置）を検出することができる。また、上記第２の割り出し送り手段４３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、第１のレーザー光線照射ユニット５ａの割り出し送り位置（後述する第２のレーザー光線照射ユニット５ｂとの割り出し送り方向（Y軸方向）の相対位置）を検出することができる。

図示の実施形態における第１のレーザー光線照射ユニット５ａは、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられた第１のレーザー光線照射手段６ａを具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、矢印Ｚで示す方向に移動可能に支持される。図示の実施形態における第１のレーザー光線照射ユニット５ａは、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動させるための集光点位置調整手段５３を具備している。集光点位置調整手段５３は、上記一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１および第１のレーザー光線照射ユニット５ａを案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動せしめる。

第１のレーザー光線照射手段６ａは、上記ユニットホルダ５１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング６０aを含んでいる。また、第１のレーザー光線照射手段６ａは、図２に示すようにケーシング６０a内に配設されたパルスレーザー光線発振手段６１aおよび出力調整手段６２aと、上記ケーシング６０aの先端に装着された第１の集光器６３aを具備している。上記パルスレーザー光線発振手段６１a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６１１ａと、これに付設された繰り返し周波数設定手段６１２aとから構成されている。このパルスレーザー光線発振手段６１aのパルスレーザー光線発振器６１１ａは、３５５nmの波長を有するパルスレーザー光線を発振する。出力調整手段６２aは、パルスレーザー光線発振手段６１aから発振されたパルスレーザー光線の出力を所定の値に調整する。

上記第１のレーザー光線照射手段６ａを構成するケーシング６０aの前端部には、撮像手段７が配設されている。この撮像手段7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。

次に、上記第２のレーザー光線照射ユニット支持機構４ｂおよび第２のレーザー光線照射ユニット５ｂについて説明する。なお、第２のレーザー光線照射ユニット支持機構４ｂおよび第２のレーザー光線照射ユニット５ｂについては、上記第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａおよび第１のレーザー光線照射ユニット５ａの構成部材と実質的に同一機能を有する各構成部材には同一符号を付して説明する。
第２のレーザー光線照射ユニット支持機構４ｂは上記第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａと平行に配設され、第２のレーザー光線照射ユニット支持機構４ｂの可動支持基台４２と上記第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａの可動支持基台４２とが対向して配設されている。従って、上記第１のレーザー光線照射ユニット支持機構４ａの可動支持基台４２を構成する装着部４２２に配設された第１のレーザー光線照射ユニット５ａと、第２のレーザー光線照射ユニット支持機構４ｂの可動支持基台４２を構成する装着部４２２に配設された第２のレーザー光線照射ユニット５ｂとは、近接した位置に線対称に配置される。なお、第２のレーザー光線照射ユニット５ｂの第２のレーザー光線照射手段６ｂを構成するケーシング６０bの前端部には、撮像手段は配設されていない。

第２のレーザー光線照射手段６ｂは、上記ユニットホルダ５１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング６０bを含んでいる。また、第２のレーザー光線照射手段６bは、図３に示すようにケーシング６０b内に配設されたパルスレーザー光線発振手段６１bおよび出力調整手段６２bと、上記ケーシング６０bの先端に装着された第２の集光器６３ｂを具備している。上記パルスレーザー光線発振手段６１b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６１１bと、これに付設された繰り返し周波数設定手段６１２bとから構成されている。このパルスレーザー光線発振手段６１bのパルスレーザー光線発振器６１１bは、３５５nmの波長を有するパルスレーザー光線を発振する。出力調整手段６２bは、パルスレーザー光線発振手段６１bから発振されたパルスレーザー光線の出力を所定の値に調整する。なお、第２のレーザー光線照射手段６ｂの第2の集光器６３ｂと上記第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３aは、加工送り方向（X軸方向）の所定の間隔を置いて配置されている。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、制御手段８を具備している。制御手段８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）８１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）８２と、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）８３と、カウンター８４と、入力インターフェース８５および出力インターフェース８６とを備えている。制御手段８の入力インターフェース８５には、上記X軸方向位置検出手段３７４、集光器位置調整手段として機能するY軸方向位置検出手段４３３および撮像手段７等からの検出信号が入力される。そして、制御手段８の出力インターフェース８６からは、上記パルスモータ３７２、パルスモータ３８２、パルスモータ４３２、パルスモータ５３２、第１のレーザー光線照射手段６ａ、第２のレーザー光線照射手段６ｂ等に制御信号を出力する。

図示のレーザー加工装置１は以上のように構成されており、以下このレーザー加工装置１を用いてウエーハにレーザー加工を施すウエーハの加工方法について説明する。
図４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としての半導体ウエーハの斜視図が示されており、図５には図４に示す半導体ウエーハの要部拡大断面図が示されている。図４および図５に示す半導体ウエーハ１０は、シリコン等の基板１００の表面に絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された積層体１０１によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１０２がマトリックス状に形成されている。そして、各デバイス１０２は、格子状に形成されたストリート１０３によって区画されている。なお、図示の実施形態においては、基板１００は、SiまたはGaAsによって厚さが例えば６０μmに形成されている。また、積層体１０１は厚さが２〜１０μnに形成されており、積層体１０１を形成する絶縁膜は、SiO2,SiO,SiN等のガラス質材料からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなっている。

上述した半導体ウエーハ１０のストリート１０３に沿ってレーザー加工を施すには、半導体ウエーハ１０を図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の表面に貼着する。このとき、半導体ウエーハ１０は、裏面１０bをダイシングテープTの表面に貼着する。従って、半導体ウエーハ１０は、表面１０ａが露出することになる。

このようにして環状のフレームFに保護テープ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上に保護テープ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、保護テープ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。

上述したように半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７によって撮像手段７の直下に位置付けられる。チャックテーブル３６が撮像手段７の直下に位置付けられると、撮像手段７および制御手段８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７および制御手段８は、半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されているストリート１０３と、ストリート１０３に沿ってレーザー光線を照射する第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３a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が実行され、レーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。また、半導体ウエーハ１０に形成されている所定方向と直交する方向に形成されているストリート１０３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。

以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持されている半導体ウエーハ１０に形成されたストリート１０３を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、第１のレーザー光線照射手段６ａを作動してストリート１０３の幅方向片側に一端から他端に向けてレーザー光線を照射し、積層体１０１に第１の遮断溝を形成する第１の遮断溝形成工程を実施する。即ち、制御手段８は、加工送り手段３７および第１の割り出し送り手段３８を作動して図７の（ａ）および(b)で示すようにチャックテーブル３６を第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３aが位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート１０３の一端（図７の（ａ）において右端）におけるストリート１０３の幅方向片側（図７の(b)において下側）を第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３aの直下（第１の集光器６３aから照射されるレーザー光線の照射位置）に位置付ける。そして、第１のレーザー光線照射手段６ａの集光点位置調整手段５３を作動して第１の集光器６３aから照射するパルスレーザー光線の集光点Ｐ1を半導体ウエーハ１０の表面１０a付近に位置付ける。次に、制御手段８は、第１のレーザー光線照射手段６aのパルスレーザー光線発振手段６１aを作動して第１の集光器６３aから積層体１０１を分断することができる出力のパルスレーザー光線を照射しつつ、加工送り手段３７のパルスモータ３７２を作動してチャックテーブル３６を図７の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向（加工送り方向における第１の方向）に所定の送り速度（例えば１００ｍｍ／秒）で移動せしめる。そして、ストリート１０３の他端（図７の（ａ）において左端）が第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３aの直下位置に達したら、第１のレーザー光線照射手段６ａの作動を停止するとともにチャックテーブル３６の移動を停止する。この結果、図８に示すように半導体ウエーハ１０の積層体１０１には、ストリート１０３に沿って幅方向片側（図８において右側）に第１の遮断溝１１０aが形成され、積層体１０１は分断される。

上記第１の遮断溝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。
光源 ：YAGレーザー
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
平均出力 ：１W

上述した第１の遮断溝形成工程を実施したならば、第１のレーザー光線照射手段６ａを作動して第１の遮断溝形成工程が実施されたストリート１０３の幅方向他側の他端から一端に向けてレーザー光線を照射し積層体１０１に第２の遮断溝を形成するとともに、第２のレーザー光線照射手段６ｂを作動してストリート１０３に形成された第１の遮断溝と第２の遮断溝の中間部に沿って他端から一端に向けてレーザー光線を照射し積層体１０１および基板１００に分割溝を形成する第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程を実施する。即ち、制御手段８は、上記第１の遮断溝形成工程が終了した状態から第１の割り出し送り手段３８を作動してチャックテーブル３６を割り出し送り方向（図７の（ａ）において紙面に垂直な方向）に移動し、図９の（ａ）および(b)で示すように上記第１の遮断溝形成工程が実施されたストリート１０３の他端（図９の（ａ）において左端）におけるストリート１０３の幅方向他側（図９の(b)において上側）を第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３aの直下（第１の集光器６３aから照射されるレーザー光線の照射位置）に位置付ける。

ここで、第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３aと第２のレーザー光線照射手段６ｂの第２の集光器６３ｂとの位置関係について、図９の(b)を参照して説明する。第２のレーザー光線照射手段６ｂの第２の集光器６３ｂは、第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３aに対して矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に所定の間隔L1をもって図９の（ａ）および(b)において左側（加工送り方向における第２の方向X2の下流側）に配置されている。また、第２のレーザー光線照射手段６ｂの第２の集光器６３ｂは、第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３aに対して矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に所定の間隔L2をもって図９の(b)において下側に配置されている。なお、第２のレーザー光線照射手段６ｂの第２の集光器６３ｂと第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３aのY軸方向の間隔L2は、第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３aの直下（第１の集光器６３aから照射されるレーザー光線の照射位置）にストリート１０３の幅方向他側（図９の(b)において上側）を位置付けた際に、ストリート１０３の幅方向中央に対応する位置が第２のレーザー光線照射手段６ｂの第２の集光器６３ｂの直下（第２の集光器６３bから照射されるレーザー光線の照射位置）になるように設定されている。この間隔L2の調整は、第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３aと第２のレーザー光線照射手段６ｂの第２の集光器６３ｂの割り出し送り方向（Y軸方向）の相対位置を調整する集光器位置調整手段として機能する第２の割り出し送り手段４３を作動し、可動支持基台４２を案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動して調整する。

図９の（ａ）および(b)に示すようにチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０を位置付けたならば、制御手段８は、第１のレーザー光線照射手段６aのパルスレーザー光線発振手段６１aを作動して第１の集光器６３aから積層体１０１を分断することができる出力のパルスレーザー光線を照射しつつ、加工送り手段３７のパルスモータ３７２を作動してチャックテーブル３６を図９の（ａ）において矢印Ｘ2で示す加工送り方向における第２の方向に所定の送り速度（例えば１００ｍｍ／秒）で移動せしめる。そして、図１０の（ａ）に示すようにストリート１０３の他端（図１０の（ａ）において左端）が第２のレーザー光線照射手段６ｂの第２の集光器６３ｂの直下位置に達したら、第２のレーザー光線照射手段６ｂを作動して第２の集光器６３ｂから半導体ウエーハ１０の積層体１０１および基板１００に分割溝を形成することができる出力のパルスレーザー光線を照射する。なお、第２のレーザー光線照射手段６ｂの第２の集光器６３ｂから照射するパルスレーザー光線の集光点Ｐ2は、第２のレーザー光線照射手段６ｂの集光点位置調整手段５３によって半導体ウエーハ１０の表面１０a付近に位置付けるように調整されている。そして、図１０の（b）に示すようにストリート１０３の他端（図１０の（ａ）において右端）が第１のレーザー光線照射手段６ａの第１の集光器６３aの直下位置に達したら、第１のレーザー光線照射手段６ａの作動を停止する。更にチャックテーブル３６が矢印Ｘ2で示す加工送り方向における第２の方向に移動し、図１０の（c）に示すようにストリート１０３の他端（図１０の（ａ）において右端）が第２のレーザー光線照射手段６ｂの第２の集光器６３ｂの直下位置に達したら、第２のレーザー光線照射手段６ｂの作動を停止するとともにチャックテーブル３６の移動を停止する。この結果、図１１に示すように半導体ウエーハ１０の積層体１０１には、ストリート１０３に沿って幅方向他側（図１１において左側）に第２の遮断溝１１０bが形成され積層体１０１は分断されるとともに、ストリート１０３の幅方向中央、即ち第１の遮断溝１１０aと第２の遮断溝１１０bの中間部に沿ってに積層体１０１および基板１００に達する分割溝１１１が形成される。

なお、上記第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程において第１のレーザー光線照射手段６ａによって実施する第２の遮断溝形成工程における加工条件は、上記第１の遮断溝形成工程にける加工条件と同一でよい。
また、上記第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程において第２のレーザー光線照射手段６ｂによって実施する分割溝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。
光源 ：YAGレーザー
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：２０ｋＨｚ
平均出力 ：１０W

上述したように第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程においては、第２の遮断溝１１０bが形成され積層体１０１が分断された後に、分割溝形成工程が実施されるので、出力が高いレーザー光線によって積層体１０１および基板１００に達する分割溝１１１を形成しても積層体１０１は分割溝１１１の両側が第１の遮断溝１１０aと第２の遮断溝１１０bによって分断さているため、剥離してもデバイス１０２側に影響することはない。しかも、第１の遮断溝形成工程と第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程はチャックテーブル３６を１往復することによって実施されるので、効率的である。

上述した第１の遮断溝形成工程と第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程を半導体ウエーハ１０に所定方向に形成された全てのストリート１０３に沿って実施したならば、チャックテーブル３６を９０度回動して該チャックテーブル３６に保持されている半導体ウエーハ１０を９０度回動する。そして、半導体ウエーハ１０に上記所定方向と直交する方向に形成された全てのストリート１０３に沿って上述した第１の遮断溝形成工程と第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程を実施する。

以上のようにして半導体ウエーハ１０に形成された全てのストリート１０３に沿って上述した第１の遮断溝形成工程と第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ１０は次工程である分割工程に搬送される。

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1に示すレーザー加工装置に装備される第１のレーザー光線照射手段のブロック構成図。 図1に示すレーザー加工装置に装備される第２のレーザー光線照射手段のブロック構成図。 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の斜視図。 図４に示す半導体ウエーハの要部を拡大して示す断面図。 図４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保護テープの表面に貼着した状態を示す斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法の第１の遮断溝形成工程を示す説明図。 図７に示す第１の遮断溝形成工程が実施された半導体ウエーハの要部を拡大して示す断面図。 本発明によるウエーハの加工方法の第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法の第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程を示す説明図。 図９および図１０に示す第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程が実施された半導体ウエーハの要部を拡大して示す断面図。

符号の説明

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
３７４：X軸方向位置検出手段
３８：第１の割り出し送り手段
４ａ：第１のレーザー光線照射ユニット支持機構
４ｂ：第２のレーザー光線照射ユニット支持機構
４３：第２の割り出し送り手段
４３３：Y軸方向位置検出手段
５ａ：第１のレーザー光線照射ユニット
５ｂ：第２のレーザー光線照射ユニット
５１：ユニットホルダ
５３：集光点位置調整手段
６ａ：第１のレーザー光線照射手段
６１a：パルスレーザー光線発振手段
６２a：出力調整手段
６２a：第１の集光器
６ｂ：第２のレーザー光線照射手段
６１b：パルスレーザー光線発振手段
６２b：出力調整手段
６２b：第２の集光器
７：撮像手段
８：制御手段
１０：半導体ウエーハ
１００：基板
１０１：積層体
１０２：デバイス
１０３：ストリート
１１０a：第１の遮断溝
１１０b：第２の遮断溝
１１１：分割溝
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ

Claims (1)

1. 被加工物を保持し加工送り方向に移動可能に配設されたチャックテールと、該チャックテールに保持された被加工物にレーザー光線を照射する第１の集光器を備えた第１のレーザー光線照射手段と、該チャックテールに保持された被加工物にレーザー光線を照射する第２の集光器を備え該第２の集光器が該第１の集光器から該加工送り方向に所定の間隔を置いて配設された第２のレーザー光線照射手段と、該チャックテールを該加工送り方向に移動せしめる加工送り手段と、該チャックテールを該加工送り方向に直交する割り出し送り方向に移動せしめる割り出し送り手段と、該第１の集光器と該第２の集光器との該割り出し送り方向の相対位置を調整する集光器位置調整手段とを具備するレーザー加工装置を用いて、基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数のデバイスが形成されたウエーハを、該複数のデバイスを区画するストリートに沿って加工するウエーハの加工方法であって、
   該チャックテールに保持されたウエーハのストリートの一端における幅方向片側を該第１のレーザー光線照射手段の該第１の集光器から照射されるレーザー光線の照射位置に位置付け、該チャックテーブルを該加工送り方向における第１の方向に移動しつつ該第１のレーザー光線照射手段を作動して該積層体を分断することができる出力のレーザー光線を照射し、ウエーハのストリートの幅方向片側に一端から他端に向けて該積層体に第１の遮断溝を形成する第１の遮断溝形成工程と、
   該第１の遮断溝形成工程が実施されたストリートの他端における幅方向他側を該第１のレーザー光線照射手段の該第１の集光器から照射されるレーザー光線の照射位置に位置付け、該チャックテーブルを該加工送り方向における第２の方向に移動しつつ該第１のレーザー光線照射手段を作動して該積層体を分断することができる出力のレーザー光線を照射し、ウエーハのストリートの幅方向他側に他端から一端に向けて該積層体に第２の遮断溝を形成するとともに、該第２のレーザー光線照射手段の該第２の集光器から照射されるレーザー光線の照射位置を該第１の集光器から照射されるレーザー光線の照射位置より該加工送り方向における第２の方向の下流側において該第１の遮断溝形成工程が実施されたストリートの幅方向中央部に対応する位置に位置付け、該第２のレーザー光線照射手段を作動して該積層体および該基板に分割溝を形成することができる出力のレーザー光線を照射し、ウエーハのストリートに形成された該第１の遮断溝と該第２の遮断溝の中間部に沿って他端から一端に向けて該積層体および該基板に分割溝を形成する第２の遮断溝形成工程兼分割溝形成工程と、を含む、
   ことを特徴とするウエーハの加工方法。

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