JP2024021699A - チップの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】結晶性を有しない被加工物であっても蛇行せずに分割することが可能なチップの製造方法を提供すること。【解決手段】チップの製造方法は、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を被加工物の内部に位置づけレーザービームを第一の出力に設定してバーストモードで照射することで被加工物の分割予定ラインに対応する領域に分割起点用改質層を形成する改質層形成ステップ１０２と、被加工物に外力を付与して分割予定ラインに沿って分割する分割ステップ１０３と、改質層形成ステップ１０２に先駆けて加工送り方向に沿って並ぶように複数形成されたレーザービームの集光点を第一の出力以下の出力で被加工物の内部に照射して分割起点用改質層よりもレーザービーム入射面側にクラックの伸長方向を誘導するクラック誘導層を形成するクラック誘導層形成ステップ１０１を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、チップの製造方法に関する。

半導体ウエーハのような板状物を分割してチップを製造する方法として、板状物に対して透過性を有する波長のレーザービームを照射して板状物の内部に改質層を形成した後、外力を付与して改質層を起点に個々のチップに分割する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上述の方法では、ウエーハの分割予定ラインに沿って改質層を形成して厚み方向にクラックを伸長させ、ウエーハの表面または裏面にクラックを表出させている。そして、クラックの伸長側にウエーハを押圧することで、ウエーハが分割される。

しかしながら、特許文献１に示された方法は、特にガラス等の非結晶体のウエーハの場合には、改質層から直線状にクラックが伸長せず、ウエーハの表面または裏面側に表出したクラックが蛇行する場合がある。

この種の問題を解決するために、分割起点用改質層の形成に先立って、分割起点用改質層よりも低出力でレーザー加工を施し、クラックの伸長方向を誘導するクラック誘導層を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許第４４０２７０８号公報 特開２０１９－１０２６８８号公報

特許文献２に記載された方法を用いれば、クラックの伸長方向がクラック誘導層により誘導され、蛇行を抑制することが可能となるが、さらなる加工品質の向上が求められていた。

本願発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その目的は、結晶性を有しない被加工物であっても蛇行せずに分割することが可能なチップの製造方法を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のチップの製造方法は、被加工物に設定された複数の分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射して該被加工物を分割しチップを製造するチップの製造方法であって、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を該被加工物の一方の面側から該被加工物の内部に位置づけ、該レーザービームを第一の出力に設定してバーストモードで照射することで、該被加工物の分割予定ラインに対応する領域に分割起点用改質層を形成する改質層形成ステップと、該改質層形成ステップを実施した後、該被加工物に外力を付与して該分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、を備え、該改質層形成ステップに先駆けて、加工送り方向に沿って並ぶように複数形成されたレーザービームの集光点を、該第一の出力以下の出力で被加工物の内部に照射して、該分割起点用改質層よりも該一方の面側にクラックの伸長方向を誘導するクラック誘導層を形成することで、該分割起点用改質層から該クラック誘導層に向かってクラックを伸長させ、該一方の面側に表出するクラックを形成することを特徴とする。

本発明は、結晶性を有しない被加工物であっても蛇行せずに分割することが可能になるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係るチップの製造方法の一部を実施するレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、図１に示されたレーザー加工装置のレーザービーム照射ユニットの構成を模式的に示す図である。 図３は、図２に示されたレーザービーム照射ユニットの発振器のシーダが発振するレーザービームを示す図である。 図４は、実施形態１に係るチップの製造方法の流れを示すフローチャートである。 図５は、図４に示されたチップの製造方法のクラック誘導層形成ステップにおいてレーザー発振器のＡＯＭが生成したレーザービームを示す図である。 図６は、図４に示されたチップの製造方法のクラック誘導層形成ステップを模式的に示す被加工物の断面図である。 図７は、図４に示されたチップの製造方法のクラック誘導層形成ステップを模式的に示す被加工物の平面図である。 図８は、図４に示されたチップの製造方法の改質層形成ステップにおいてレーザー発振器のＡＯＭが生成したレーザービームを示す図である。 図９は、図４に示されたチップの製造方法の改質層形成ステップを模式的に示す被加工物の断面図である。 図１０は、図４に示されたチップの製造方法の分割ステップにおいて分割装置が被加工物を保持した状態を模式的に一部断面で示す側面図である。 図１１は、図４に示されたチップの製造方法の分割ステップにおいて分割装置が被加工物をチップに分割した状態を模式的に一部断面で示す側面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るチップの製造方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るチップの製造方法の一部を実施するレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。実施形態１に係るチップの製造方法は、図１に示されたレーザー加工装置１により一部が実施される。図１に示されたレーザー加工装置１は、被加工物２００にレーザービーム２１を照射する加工装置である。

（被加工物）
図１に示されたレーザー加工装置１の加工対象の被加工物２００は、非結晶体により構成された基板２０１を有する円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハである。被加工物２００は、図１に示すように、一方の面に相当する表面２０２に互いに交差する分割予定ライン２０３が複数設定され、分割予定ライン２０３によって区画された領域にデバイス２０４が形成されている。

デバイス２０４は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、又はＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ、又はメモリ（半導体記憶装置）である。

実施形態１では、被加工物２００は、非結晶体としてのガラスにより基板２０１が構成されている。しかしながら、本発明では、被加工物２００は、非結晶体であればガラスに限らず、水晶又は石英等で基板２０１が構成されても良い。このように、実施形態１では、被加工物２００は、基板２０１が非結晶体から構成されて、結晶性を有しない。また、実施形態１では、被加工物２００の基板２０１の厚みは、２００μｍである。

実施形態１において、被加工物２００は、図１に示すように、被加工物２００の外径よりも大径な円板状でかつ外縁部に環状フレーム２０７が貼着されたテープ２０６が表面２０２の裏側の他方の面に相当する裏面２０５に貼着されて、環状フレーム２０７の開口内に支持される。被加工物２００は、分割予定ライン２０３にレーザービーム２１が照射されるなどして、個々のチップ２１０に分割される。なお、チップ２１０は、基板２０１と、デバイス２０４とを含む。

（レーザー加工装置）
図１に示されたレーザー加工装置１は、被加工物２００の表面２０２から被加工物２００を構成する基板２０１に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービーム２１の集光点２１１を基板２０１の内部に設定して、レーザービーム２１を分割予定ライン２０３に沿って照射して、被加工物２００にレーザー加工を施す加工装置である。

レーザー加工装置１は、図１に示すように、被加工物２００を保持する保持テーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０と、移動ユニット３０と、撮像ユニット４０と、制御ユニット６０とを有する。

保持テーブル１０は、被加工物２００を水平方向と平行な保持面１１で保持する。保持面１１は、ポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続されている。保持テーブル１０は、真空吸引源により吸引されることで、保持面１１上に載置された被加工物２００を吸引保持する。保持テーブル１０の周囲には、被加工物２００を開口内に支持する環状フレーム２０７を挟持するクランプ部１２が複数配置されている。

また、保持テーブル１０は、移動ユニット３０の回転移動ユニット３３により保持面１１に対して直交しかつ鉛直方向と平行なＺ軸方向と平行な軸心回りに回転される。保持テーブル１０は、回転移動ユニット３３とともに、移動ユニット３０のＸ軸移動ユニット３１により水平方向と平行なＸ軸方向（加工進行方向に相当）に移動されかつＹ軸移動ユニット３２により水平方向と平行でかつＸ軸方向と直交するＹ軸方向に移動される。保持テーブル１０は、移動ユニット３０によりレーザービーム照射ユニット２０の下方の加工領域と、レーザービーム照射ユニット２０の下方から離れて被加工物２００が搬入、搬出される搬入出領域とに亘って移動される。

移動ユニット３０は、保持テーブル１０とレーザービーム照射ユニット２０が照射するレーザービーム２１の集光点２１１とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びＺ軸方向と平行な軸心回りに相対的に移動させるものである。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、互いに直交し、かつ保持面１１（即ち水平方向）と平行な方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向とＹ軸方向との双方と直交する方向である。

移動ユニット３０は、保持テーブル１０をＸ軸方向に移動させる加工送りユニットであるＸ軸移動ユニット３１と、保持テーブル１０をＹ軸方向に移動させる割り出し送りユニットであるＹ軸移動ユニット３２と、保持テーブル１０をＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット３３と、レーザービーム照射ユニット２０のレーザービーム２１の集光点２１１をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動ユニット３４とを備えている。

Ｙ軸移動ユニット３２は、保持テーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０のレーザービーム２１の集光点２１１とをＹ軸方向に相対的に移動する割り出し送りユニットである。実施形態１では、Ｙ軸移動ユニット３２は、レーザー加工装置１の装置本体２上に設置されている。Ｙ軸移動ユニット３２は、Ｘ軸移動ユニット３１を支持した移動プレート５をＹ軸方向に移動自在に支持している。

Ｘ軸移動ユニット３１は、保持テーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０のレーザービーム２１の集光点２１１とをＸ軸方向に相対的に移動する加工送りユニットである。Ｘ軸移動ユニット３１は、移動プレート５上に設置されている。Ｘ軸移動ユニット３１は、保持テーブル１０をＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット３３を支持した第２移動プレート６をＸ軸方向に移動自在に支持している。第２移動プレート６は、回転移動ユニット３３、保持テーブル１０を支持している。回転移動ユニット３３は、保持テーブル１０を支持している。

Ｚ軸移動ユニット３４は、保持テーブル１０と、レーザービーム照射ユニット２０のレーザービーム２１の集光点２１１とをＺ軸方向に相対的に移動する送りユニットである。Ｚ軸移動ユニット３４は、装置本体２から立設した立設壁３に設置されている。Ｚ軸移動ユニット３４は、レーザービーム照射ユニット２０の後述する集光レンズ２６等を含む一部を先端に配置した支持柱４をＺ軸方向に移動自在に支持している。

Ｘ軸移動ユニット３１は、軸心回りに回転自在に設けられかつ軸心回りに回転されると第２移動プレート６をＸ軸方向に移動させる周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のパルスモータ、第２移動プレート６をＸ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。Ｙ軸移動ユニット３２は、軸心回りに回転自在に設けられかつ軸心回りに回転されると移動プレート５をＹ軸方向に移動させる周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のパルスモータ、移動プレート５をＹ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。Ｚ軸移動ユニット３４は、軸心回りに回転自在に設けられかつ軸心回りに回転されると支持柱４をＺ軸方向に移動させる周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のパルスモータ、支持柱４をＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。回転移動ユニット３３は、保持テーブル１０を軸心回りに回転するモータ等を備える。

また、レーザー加工装置１は、保持テーブル１０のＸ軸方向の位置を検出するための図示しないＸ軸方向位置検出ユニットと、保持テーブル１０のＹ軸方向の位置を検出するための図示しないＹ軸方向位置検出ユニットと、レーザービーム照射ユニット２０の集光レンズ２６（図２に示す）のＺ軸方向の位置（高さ位置に相当）を検出するための図示しないＺ軸方向位置検出ユニットを備える。各位置検出ユニットは、検出結果を制御ユニット６０に出力する。なお、実施形態１では、レーザー加工装置１の保持テーブル１０のＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向及び、レーザービーム照射ユニット２０の集光レンズ２６のＺ軸方向の位置は、予め定められた図示しない基準位置からのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の距離等により定められる。

次に、レーザービーム照射ユニット２０を説明する。なお、図２は、図１に示されたレーザー加工装置のレーザービーム照射ユニットの構成を模式的に示す図である。図３は、図２に示されたレーザービーム照射ユニットの発振器のシーダが発振するレーザービームを示す図である。

レーザービーム照射ユニット２０は、保持テーブル１０の保持面１１に保持された被加工物２００に対してパルス状のレーザービーム２１を集光して照射するレーザービーム照射手段である。実施形態１では、レーザービーム照射ユニット２０の一部は、図１に示すように、装置本体２から立設した立設壁３に設置されたＺ軸移動ユニット３４により支持された支持柱４の先端に配置されている。

レーザービーム照射ユニット２０は、保持テーブル１０に保持された被加工物２００の基板２０１に対して透過性を有する波長のレーザービーム２１を照射するものである。レーザービーム照射ユニット２０は、図２に示すように、パルス状のレーザービーム２１を出射するレーザー発振器２２と、レーザー発振器２２が出射したレーザービーム２１の出力を調整する出力調整ユニット２３と、出力調整ユニット２３により出力が調整されたレーザービーム２１の分岐、非分岐等を変更する分岐ユニット２４と、分岐ユニット２４により分岐されたレーザービーム２１又は非分岐のレーザービーム２１を反射するミラー２５と、ミラー２５により反射されたレーザービーム２１を集光して被加工物２００に照射する集光器である集光レンズ２６とを備える。なお、図２は、クランプ部１２を省略している。なお、本発明では、出力調整ユニット２３は、レーザー発振器２２の内部に設けられても良い。

レーザー発振器２２は、例えば、シード光（種光）となる低出力で高周波のパルス状のレーザービーム２１２（図３に示す）を発振するシーダと、シーダが発振した高周波のパルス状のレーザービーム２１２を所定の繰り返し周波数で間引き、任意の数の高周波のパルス状のレーザービーム２１２を生成する音響光学変調器（Acoust-Optic Modulator：以下、「ＡＯＭ」という。）と、ＡＯＭにより間引かれたパルス状のレーザービーム２１２を吸収するダンパーとを備え、ＡＯＭが生成したパルス状のレーザービーム２１２をレーザービーム２１として出力調整ユニット２３に出射する。

なお、図３の横軸は、時間を示し、図３の縦軸は、シーダが発振したレーザービーム２１２の出力を示す。シーダが発振したレーザービーム２１２の繰り返し周波数は、例えば数十メガヘルツ（ＭＨｚ）等の非常に高周波であり、シーダが発振したレーザービーム２１２は、非常に高い繰り返し周波数を有している。

ＡＯＭは、例えば、テルライト系ガラスからなる音響光学媒体を備え、音響光学媒体には図示しない圧電素子が接着されている。音響光学媒体は、圧電素子により超音波振動が伝達されると、光弾性効果による回析格子の作用を生じるものであり、ＡＯＭの圧電素子に対して、任意の超音波振動を生じさせるためのＡＯＭ制御手段が接続されている。そして、ＡＯＭ制御手段は、制御されることにより、ＡＯＭが生成するパルス状のレーザービーム２１２のパルス数を任意の数に設定することが可能になっている。これらシーダ、ＡＯＭ制御手段は、レーザー加工装置１に備えられた制御ユニット６０により適宜制御される。

実施形態１では、分岐ユニット２４は、表示させる位相パターンを変更することによって、レーザービーム２１の分岐数、又は非分岐を変更する空間光変調器である。空間光変調器としては、例えば、周知の反射型液晶ＬＣＯＳ（Liquid-Crystal on Silicon）、透過型液晶ＬＣＰ（Liquid Crystal Panel）、Deformable Mirror、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）、等の周知のＳＬＭデバイスを利用することができる。なお、実施形態１では、分岐ユニット２４である空間光変調器は、ＬＣＯＳであるが、本発明では、回折光学素子でも良い。

集光レンズ２６は、保持テーブル１０の保持面１１とＺ軸方向に対向する位置に配置されている。集光レンズ２６は、保持テーブル１０に保持された被加工物２００に対してパルス状のレーザービーム２１を集光して照射する集光光学素子である。集光レンズ２６は、レーザー発振器２２から出射されかつミラー２５により反射されたレーザービーム２１を透過して、レーザービーム２１を集光点２１１に集光する。なお、実施形態１では、集光レンズ２６は、レーザービーム２１の集光点２１１を保持テーブル１０の保持面１１に保持された被加工物２００の内部に集光する。

レーザービーム照射ユニット２０は、保持テーブル１０に保持された被加工物２００に対して、被加工物２００の基板２０１が透過性を有する波長のレーザービーム２１を照射して、被加工物２００にレーザー加工を施す。実施形態１では、レーザービーム２１の波長は、赤外線領域の波長（例えば、１０６４ｎｍ）である。

撮像ユニット４０は、保持テーブル１０に保持された被加工物２００を撮像するものである。撮像ユニット４０は、対物レンズがＺ軸方向に対向するものを撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子等の撮像素子を備えている。実施形態１では、撮像ユニット４０は、図１に示すように、支持柱４の先端に配置されて、対物レンズが集光レンズ２６とＸ軸方向に沿って並ぶ位置に配置されている。

撮像ユニット４０は、撮像素子が撮像した画像を取得し、取得した画像を制御ユニット６０に出力する。また、撮像ユニット４０は、保持テーブル１０の保持面１１に保持された被加工物２００を撮像して、被加工物２００とレーザービーム照射ユニット２０との位置合わせを行うアライメントを遂行するための画像を取得する。

制御ユニット６０は、レーザー加工装置１の上述した各構成要素をそれぞれ制御して、被加工物２００に対する加工動作をレーザー加工装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット６０は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット６０の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、レーザー加工装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介してレーザー加工装置１の上述した構成要素に出力して、制御ユニット６０の機能を実現する。

また、レーザー加工装置１は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される表示手段である表示ユニット６１と、オペレータが加工条件などを入力する際に用いる入力手段である入力ユニット６２を備えている。表示ユニット６１及び入力ユニット６２は、制御ユニット６０に接続している。実施形態１では、入力ユニット６２は、表示ユニット６１に設けられたタッチパネルにより構成される。

（チップの製造方法）
実施形態１に係るチップの製造方法は、被加工物２００の表面２０２に設定された複数の分割予定ライン２０３に沿ってレーザービーム２１を照射して、被加工物２００を分割し、チップ２１０を製造する方法である。なお、図４は、実施形態１に係るチップの製造方法の流れを示すフローチャートである。チップの製造方法は、図４に示すように、クラック誘導層形成ステップ１０１と、改質層形成ステップ１０２と、分割ステップ１０３とを備える。

（クラック誘導層形成ステップ）
図５は、図４に示されたチップの製造方法のクラック誘導層形成ステップにおいてレーザー発振器のＡＯＭが生成したレーザービームを示す図である。図６は、図４に示されたチップの製造方法のクラック誘導層形成ステップを模式的に示す被加工物の断面図である。図７は、図４に示されたチップの製造方法のクラック誘導層形成ステップを模式的に示す被加工物の平面図である。

クラック誘導層形成ステップ１０１は、改質層形成ステップ１０２に先駆けて、加工送り方向に沿って並ぶように複数形成されたレーザービーム２１の集光点２１１を、改質層形成ステップ１０２の第一の出力以下（未満であるのが望ましい）の出力で被加工物２００の内部に照射して、分割起点用改質層３０１（図９に示す）よりも表面２０２側（一方の面側に相当）にクラック３０６（図９に示す）の伸長方向を誘導するクラック誘導層３０２（図６に示す）を形成するステップである。なお、分割起点用改質層３０１は、分割予定ライン２０３に沿って並べられた複数の改質領域３０３からなり、クラック誘導層３０２は、分割予定ライン２０３に沿って並べられた複数のクラック誘導領域３０４からなる。

改質領域３０３及びクラック誘導領域３０４は、基板２０１の内部の一部分の領域であって、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味し、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域、及びこれらの領域が混在した領域等を例示できる。改質領域３０３及びクラック誘導領域３０４は、基板２０１の他の箇所よりも機械的な強度が低い。

実施形態１において、クラック誘導層形成ステップ１０１では、レーザー加工装置１の制御ユニット６０がオペレータにより入力されたクラック誘導層形成ステップ１０１及び改質層形成ステップ１０２の加工条件等を受け付けて登録し、被加工物２００が搬入出領域に位置付けられた保持テーブル１０の保持面１１に載置される。実施形態１において、クラック誘導層形成ステップ１０１では、レーザー加工装置１は、オペレータからの加工動作の開始指示を制御ユニット６０が受け付けると、保持テーブル１０の保持面１１に被加工物２００を吸引保持するとともに、クランプ部１２で環状フレーム２０７を挟持する。

実施形態１において、クラック誘導層形成ステップ１０１では、レーザー加工装置１の制御ユニット６０が移動ユニット３０を制御して保持テーブル１０を加工領域に移動し、撮像ユニット４０で保持テーブル１０に保持された被加工物２００を撮像して、アライメントを遂行する。実施形態１において、クラック誘導層形成ステップでは、レーザー加工装置１は、レーザー発振器２２のシーダが発振したレーザービーム２１２をＡＯＭで加工条件に定められた繰り返し周波数２１３（図５に示す）で間引き、図５に示すように、繰り返し周波数２１３毎に１個（即ち、単パルス）のレーザービーム２１２を生成し、レーザービーム２１として出力調整ユニット２３に出射する。なお、実施形態１では、ＡＯＭが生成したレーザービーム２１２の繰り返し周波数２１３は、数ＭＨｚ～１０ＭＨｚである。また、図５の横軸は、時間を示し、図５の縦軸は、レーザービーム２１２の出力を示す。

実施形態１において、クラック誘導層形成ステップ１０１では、レーザー加工装置１は、ＡＯＭが出射したレーザービーム２１の出力を出力調整ユニット２３で加工条件に定められた出力に調整し、分岐ユニット２４で加工送り方向であるＸ軸方向に複数（実施形態１では、２個）に分岐する。実施形態１において、クラック誘導層形成ステップ１０１は、レーザー加工装置１は、加工条件に基づいて、レーザービーム２１の集光点２１１を基板２０１の内部に設定し、図６及び図７に示すように、移動ユニット３０により保持テーブル１０をＸ軸方向に移動させながら被加工物２００の分割予定ライン２０３に基板２０１の表面２０２側からパルス状のレーザービーム２１を照射して、被加工物２００の基板２０１の内部にクラック誘導領域３０４を形成する。

実施形態１において、クラック誘導層形成ステップ１０１では、レーザービーム２１２を複数（実施形態１では、２個）に分岐してそれぞれ集光レンズ２６で基板２０１の内部に集光させて照射するので、基板２０１の内部に同時に複数のクラック誘導領域３０４が形成される。すると、互いに隣り合うクラック誘導領域３０４が形成される際の基板２０１内の変化によりクラック誘導領域３０４同士がクラック３０５により連結することとなる。こうして、実施形態１において、クラック誘導層形成ステップ１０１では、被加工物２００の全ての分割予定ライン２０３に沿って複数のクラック誘導領域３０４からなるクラック誘導層３０２が形成される。

なお、実施形態１では、クラック誘導層形成ステップ１０１の加工条件の分岐されたレーザービーム２１の集光点２１１のＸ軸方向の距離は、１２μｍであり、出力調整ユニット２３により調整されたレーザービーム２１の出力が０．８Ｗであり、デフォーカスが０．５７ｍｍであり、保持テーブル１０の送り速度が１２００ｍｍ／秒である。

（改質層形成ステップ）
図８は、図４に示されたチップの製造方法の改質層形成ステップにおいてレーザー発振器のＡＯＭが生成したレーザービームを示す図である。図９は、図４に示されたチップの製造方法の改質層形成ステップを模式的に示す被加工物の断面図である。改質層形成ステップ１０２は、被加工物２００に対して透過性を有する波長のレーザービーム２１の集光点２１１を被加工物２００の表面２０２側から被加工物２００の内部に位置づけ、レーザービーム２１を第一の出力に設定してバーストモードで照射することで、被加工物２００の分割予定ライン２０３に対応する領域に分割起点用改質層３０１を形成するステップである。

実施形態１において、改質層形成ステップ１０２では、レーザー加工装置１は、レーザー発振器２２のシーダが発振したレーザービーム２１をＡＯＭで加工条件に定められた繰り返し周波数２１４（図８に示す）で間引き、図８に示すように、繰り返し周波数２１４毎に複数（実施形態では、５）個のレーザービーム２１２を生成し、レーザービーム２１として出力調整ユニット２３に出射する。なお、実施形態１では、ＡＯＭが生成したレーザービーム２１２の繰り返し周波数２１４は、数ＭＨｚ～１０ＭＨｚである。また、図８の横軸は、時間を示し、図８の縦軸は、レーザービーム２１２の出力を示す。

実施形態１において、改質層形成ステップ１０２では、レーザー加工装置１は、ＡＯＭが出射したレーザービーム２１の出力を出力調整ユニット２３で加工条件に定められた第一の出力に調整し、加工条件に基づいて、レーザービーム２１の集光点２１１を基板２０１の内部に設定する。実施形態１において、改質層形成ステップ１０２では、レーザー加工装置１は、レーザービーム２１を分岐ユニット２４で分岐することなく、図９に示すように、移動ユニット３０により保持テーブル１０をＸ軸方向に移動させながら被加工物２００の分割予定ライン２０３に基板２０１の表面２０２側からパルス状のレーザービーム２１を照射して、被加工物２００の基板２０１の内部のクラック誘導領域３０４よりも他方の面である裏面２０５側に改質領域３０３を形成する。

実施形態１において、改質層形成ステップ１０２では、繰り返し周波数２１４毎に複数（実施形態では、５）個のレーザービーム２１を照射する所謂バーストモードでレーザービーム２１を照射する。このように、バーストモードとは、シーダが発振したレーザービーム２１２のうち繰り返し周波数２１４毎に複数個の連続したレーザービーム２１を照射することをいう。

実施形態１において、改質層形成ステップ１０２では、レーザー加工装置１が、レーザービーム２１をバーストモードで照射するので、改質領域３０３が単パルスのレーザービーム２１により形成された場合と比較してクラック３０６が周囲に伸び易い。また、実施形態１において、改質層形成ステップ１０２に先駆けてクラック誘導層形成ステップ１０１において改質領域３０３よりも表面２０２側にクラック誘導層３０２が形成されている。このために、改質領域３０３が形成される際の基板２０１内の変化により改質領域３０３からクラック３０６がクラック誘導層３０２のクラック誘導領域３０４まで伸びるとともに、更に、クラック誘導層３０２のクラック誘導領域３０４から被加工物２００の表面２０２までクラック３０６が伸長して、表面２０２に表出することとなる。

こうして、実施形態１において、改質層形成ステップ１０２では、被加工物２００の全ての分割予定ライン２０３に沿いかつクラック誘導層３０２とクラック３０６により連結した複数の改質領域３０３からなる分割起点用改質層３０１が形成される。このように、実施形態１に係るチップの製造方法は、改質層形成ステップ１０２に先駆けてクラック誘導層形成ステップ１０１において改質領域３０３よりも表面２０２側にクラック誘導層３０２を形成することで、分割起点用改質層３０１からクラック誘導層３０２に向かってクラック３０６を伸長させ、クラック誘導層３０２から表面２０２に向かって伸長して、表面２０２側に表出するクラック３０６を形成することとなる。

なお、実施形態１では、改質層形成ステップ１０２の加工条件のバーストモードのレーザービーム２１の数は、５個であり、出力調整ユニット２３により調整されたレーザービーム２１の出力が２．３Ｗであり、デフォーカスが０．６５ｍｍであり、保持テーブル１０の送り速度が１２００ｍｍ／ｓである。

また、本発明において、改質層形成ステップ１０２では、各分割予定ライン２０３に、保持テーブル１０をＸ軸方向に移動させながら各分割予定ライン２０３の全長に亘って複数回レーザービーム２１を照射して、分割起点用改質層３０１を形成しても良い。この場合、集光点２１１の高さ方向の位置を変更しても良く、変更しなくても良い。なお、実施形態１において、クラック誘導層形成ステップ１０１及び改質層形成ステップ１０２では、レーザービーム２１を被加工物２００の表面２０２側から入射させているが、本発明において、クラック誘導層形成ステップ１０１及び改質層形成ステップ１０２では、レーザービーム２１を被加工物２００の裏面２０５側から入射させても良い。

（分割ステップ）
図１０は、図４に示されたチップの製造方法の分割ステップにおいて分割装置が被加工物を保持した状態を模式的に一部断面で示す側面図である。図１１は、図４に示されたチップの製造方法の分割ステップにおいて分割装置が被加工物をチップに分割した状態を模式的に一部断面で示す側面図である。

分割ステップ１０３は、改質層形成ステップ１０２を実施した後、被加工物２００に対して外力を付与して、分割予定ライン２０３に沿って被加工物２００を個々のチップ２１０に分割するステップである。分割ステップ１０３では、図１０に示すように、分割装置７０がフレーム挟持部７１に被加工物２００を内側に支持した環状フレーム２０７とテープ２０６の外縁部とを挟んで保持するとともに、円筒状の拡張ドラム７２の上端に設けられたコロ部材７３をテープ２０６に当接させる。

こうして、分割ステップ１０３では、図１０に示すように、分割装置７０は、テープ１３が外縁部と中央部とに亘って平坦な状態で、被加工物２００を支持した環状フレーム１４などをフレーム挟持部７１で保持する。分割ステップ１０３では、分割装置７０は、環状フレーム２０７と被加工物２００とを被加工物２００の表面２０２に対して交差（実施形態１では、直交）する方向に沿って相対的に移動させる。実施形態１において、分割ステップ１０３では、分割装置７０は、拡張ドラム７２を上昇させて、環状フレーム２０７と被加工物２００とを、図１１に示すように、被加工物２００の表面２０２に対して交差（実施形態１では、直交）する方向に沿って相対的に移動させる。

すると、テープ２０６の被加工物２００の外縁と環状フレーム２０７の内縁との間をコロ部材７３が下方から上方に向けて押圧して、テープ２０６が面方向に拡張される。テープ２０６の拡張の結果、テープ２０６に放射状に引張力が作用する。被加工物２００の裏面２０５側に貼着されたテープ２０６に放射状に引張力が作用すると、被加工物２００は、分割予定ライン２０３に沿って分割起点用改質層３０１及びクラック誘導層３０２が形成されているので、基板２０１が分割起点用改質層３０１及びクラック誘導層３０２を起点に分割されて、分割予定ライン２０３に沿って個々のチップ２１０に分割される。個々に分割されたチップ２１０は、テープ２０６からピックアップされる。

以上、説明した実施形態１に係るチップの製造方法は、単パルスのレーザービーム２１を加工送り方向であるＸ軸方向に分岐して、被加工物２００に照射することでクラック誘導層３０２を形成し、その後、レーザービーム２１をバーストモードで被加工物２００に照射することで、分割起点用改質層３０１を形成する。

実施形態１に係るチップの製造方法は、クラック誘導層３０２がＸ軸方向に分岐されたレーザービーム２１により形成されるため、クラック誘導層３０２のＸ軸方向に並ぶクラック誘導領域３０４同士がクラック３０５により連結しやすくなる。このために、実施形態１に係るチップの製造方法は、分割予定ライン２０３と異なる方向へのクラック３０５の伸長を抑制でき、クラック誘導層３０２の蛇行を低減することが可能となる。

また、実施形態１に係るチップの製造方法は、バーストモードでレーザービーム２１を照射することで、分割起点用改質層３０１の改質領域３０３が形成されるために、分割起点用改質層３０１の改質領域３０３がクラック誘導層３０２にクラック３０６により連結するとともに、クラック誘導層３０２から表面２０２に向けてクラック３０６が伸長して、クラック３０６が表面２０２に表出する。このために、実施形態１に係るチップの製造方法は、分割ステップ１０３において、クラック３０６に沿って改質領域３０３からの亀裂の進展を促進することができ、分割起点用改質層３０１の蛇行を抑制でき、被加工物２００の未分割等の分割不良を抑制することが可能となる。

その結果、実施形態１に係るチップの製造方法は、結晶性を有しない被加工物２００であっても蛇行せずに分割することが可能になるという効果を奏する。

なお、本発明は、上記実施形態等に等限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、図９では、分割起点用改質層３０１の改質領域３０３とクラック誘導層３０２のクラック誘導領域３０４とが厚み方向に同じ位置に同じ個数配置している例を示しているが、本発明は、実際には、分割起点用改質層３０１の改質領域３０３とクラック誘導層３０２のクラック誘導領域３０４とが厚み方向に同じ位置に同じ個数配置していなくてもよく、分割起点用改質層３０１の改質領域３０３の方が数が少なくてもよいし、厚み方向の位置がそろっていなくてもいい。

２１ レーザービーム
１０１ クラック誘導層形成ステップ
１０２ 改質層形成ステップ
１０３ 分割ステップ
２００ 被加工物
２０２ 表面（一方の面）
２０３ 分割予定ライン
２１０ チップ
２１１ 集光点
３０１ 分割起点用改質層
３０２ クラック誘導層
３０６ クラック

Claims (1)

1. 被加工物に設定された複数の分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射して該被加工物を分割しチップを製造するチップの製造方法であって、
   被加工物に対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を該被加工物の一方の面側から該被加工物の内部に位置づけ、該レーザービームを第一の出力に設定してバーストモードで照射することで、該被加工物の分割予定ラインに対応する領域に分割起点用改質層を形成する改質層形成ステップと、
   該改質層形成ステップを実施した後、該被加工物に外力を付与して該分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、を備え、
   該改質層形成ステップに先駆けて、加工送り方向に沿って並ぶように複数形成されたレーザービームの集光点を、該第一の出力以下の出力で被加工物の内部に照射して、該分割起点用改質層よりも該一方の面側にクラックの伸長方向を誘導するクラック誘導層を形成することで、該分割起点用改質層から該クラック誘導層に向かってクラックを伸長させ、該一方の面側に表出するクラックを形成することを特徴とする、チップの製造方法。

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