JP4471627B2 - ウエーハの分割方法 - Google Patents
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Description
該ウエーハに対して透過性を有し周波数が200kHz以上に設定されたパルスレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該ウエーハの内部に該分割予定ラインに沿って該ウエーハの一方の面から他方の面に渡って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程を実施する前または該変質層形成工程を実施した後に、環状に形成されダイシングフレームの内側開口部を覆うように外周部が装着され所定温度以上の熱によって収縮するダイシングテープの表面に該ウエーハの一方の面を貼着するダイシングテープ貼着工程と、
該変質層形成工程を実施した後に、該ダイシングテープにおける該ウエーハが貼着されている貼着領域と該ダイシングフレームとの間の収縮領域を加熱し該収縮領域を収縮せしめて該貼着領域を拡張することにより該ウエーハを該変質層に沿って分割する分割工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法が提供される。
この変質層形成行程は、先ず上述した図2に示すレーザー加工装置3のチャックテーブル31上に半導体ウエーハ2を裏面2bを上にして載置し、該チャックテーブル31上に半導体ウエーハ2を吸着保持する。半導体ウエーハ2を吸引保持したチャックテーブル31は、図示しない移動機構によって撮像手段33の直下に位置付けられる。
光源 ;LD励起QスイッチNd:YVO4スレーザー
波長 ;1064nmのパルスレーザー
パルス出力 :10μJ
集光スポット径 ;φ1μm
パルス幅 ;100ns
集光点のピークパワー密度;1.3×1010W/cm2
繰り返し周波数 :10〜400kHz
加工送り速度 ;10〜400mm/秒
直径が6インチで厚さが300μmの半導体ウエーハに上述した加工条件で上記係数kを0.1から4.0の変位に変化させて上記変質層を形成し、それぞれの場合に分割予定ラインに沿って半導体ウエーハを破断するために要した応力を測定した。応力測定の際には、半導体ウエーハの裏面を分割予定ラインから両側に2.0mm離れた部位に分割予定ラインに沿って支持し、半導体ウエーハの表面に分割予定ラインに沿って荷重を加える三点曲げ試験を実施し、測定された応力は半導体ウエーハが破断した時の荷重に基づいた断面における応力である。測定結果は図10に示すとおりであり、係数kが1.0〜2.5の場合には半導体ウエーハを破断するのに要する応力が小さいことが判る。
図11は、三点曲げ試験法により上記変質層を破断するのに必要な曲げ応力を測定した試験結果であり、横軸は変質層を形成したパルスレーザー光線の繰り返し周波数(kHz)、縦軸は変質層を破断するのに必要な曲げ応力(MPa)である。図11から判るように変質層を形成するパルスレーザー光線の繰り返し周波数が150kHz以下では変質層を破断するのに必要な曲げ応力が増大していくが、変質層を形成するパルスレーザー光線の繰り返し周波数が200kHz以上では変質層を破断するのに必要な曲げ応力が2MPa以下となる。従って、上記変質層形成工程において照射するパルスレーザー光線の繰り返し周波数は、200kHz以上に設定することが望ましい。
上述したように半導体ウエーハ2の裏面2bを貼着したダイシングテープ42を装着したダイシングフレーム41は、図16の(a)に示すように円筒状のベース51の載置面511上に載置され、クランプ512によってベース51に固定される。このように円筒状のベース51にダイシングフレーム41が固定された状態においては、ダイシングテープ42における半導体ウエーハ2が貼着された貼着領域42aが支持筒52に支持され、貼着領域42aとダイシングフレーム41との間の収縮領域42bが上記赤外線ヒータ53と対向する位置に位置付けられる。
図17および図18に示すダイシングテープ43は、伸縮性を有する第1のテープ431と、環状に形成され所定温度以上の熱によって収縮する第2のテープ432とからなっている。第2のテープ432は、その裏面を第1のテープ431の表面に接着剤によって貼り付け、その表面における外周部をダイシングフレーム41の下面に装着する。図17および図18に示すダイシングテープ43は、第1のテープ431における中央部が半導体ウエーハ2が貼着される貼着領域43aを形成し、第2のテープ432におけるダイシングフレーム41に装着されていない領域が収縮領域43bを形成する。このように構成されたダイシングテープ43を用いるれば、上記分割工程において収縮領域43bのみを加熱してもよいが、ダイシングテープ43全体を加熱してもよい。
図19および図20に示すダイシングテープ44は、伸縮性を有する第1のテープ441と、環状に形成され所定温度以上の熱によって収縮する第2のテープ442とからなっている。第2のテープ442は、その内周部表面を第1のテープ441の外周部裏面に接着剤または溶着によって結合し、その外周部表面をダイシングフレーム41の下面に装着する。図19および図20に示すダイシングテープ44は、第1のテープ441が半導体ウエーハ2が貼着される貼着領域44aを形成し、第2のテープ442におけるダイシングフレーム41に装着されていない領域が収縮領域44bを形成する。このように構成されたダイシングテープ44を用いるれば、上記図17および図18に示すダイシングテープ43と同様に上記分割工程において収縮領域44bのみを加熱してもよいが、ダイシングテープ44全体を加熱してもよい。
20:半導体チップ
21:分割予定ライン
22:回路
210:変質層
3:レーザー加工装置
31:レーザー加工装置のチャックテーブル
31:レーザー光線照射手段
33:撮像手段
41:ダイシングフレーム
42、43、44:ダイシングテープ
5:分割装置
51:円筒状のベース
52:支持筒
53:赤外線ヒータ
Claims (3)
- ウエーハを所定の分割予定ラインに沿って分割する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し周波数が200kHz以上に設定されたパルスレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該ウエーハの内部に該分割予定ラインに沿って該ウエーハの一方の面から他方の面に渡って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程を実施する前または該変質層形成工程を実施した後に、環状に形成されダイシングフレームの内側開口部を覆うように外周部が装着され所定温度以上の熱によって収縮するダイシングテープの表面に該ウエーハの一方の面を貼着するダイシングテープ貼着工程と、
該変質層形成工程を実施した後に、該ダイシングテープにおける該ウエーハが貼着されている貼着領域と該ダイシングフレームとの間の収縮領域を加熱し該収縮領域を収縮せしめて該貼着領域を拡張することにより該ウエーハを該変質層に沿って分割する分割工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法。 - 該変質層形成工程において、パルスレーザー光線の繰り返し周波数をY(Hz)、パルスレーザー光線の集光スポット径をD(mm)、加工送り速度(ウエーハとパルスレーザー光線との相対移動速度)をV(mm/秒)とした場合に、1.0≦V/(Y×D)≦2.5を満たす加工条件に設定する、請求項1記載のウエーハの分割方法。
- 該変質層形成工程において形成される該変質層は、溶融再固化層である、請求項1又は2記載のウエーハの分割方法。
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