JP2007149743A - ウエーハのレーザー加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエーハに形成されたストリートに沿って確実に分割することができるとともに、分割されたデバイスの品質の低下を抑制することができるウエーハのレーザー加工方法を提供する。
【解決手段】表面に格子状に形成された複数のストリート２０１，２０２によって複数の領域が形成され、該複数の領域にデバイス２０３が形成されたウエーハを、ストリートに沿ってレーザー加工するウエーハのレーザー加工方法であって、ウエーハに形成されたストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射し、ストリートに沿って破断伝播溝２１０を形成する破断伝播溝形成工程と、ウエーハに形成されたストリートに沿って所定間隔を置いてスレーザー光線を照射し破断励起穴２２０を形成する破断励起穴形成工程とを含む。
【選択図】図７

Description

本発明は、表面に格子状に形成された複数のストリートによって複数の領域が形成され、該複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、ストリートに沿ってレーザー加工するウエーハのレーザー加工方法に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面にフォトダイオード等の受光素子やレーザーダイオード等の発光素子等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々のフォトダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。

上述したウエーハのストリートに沿った切断は、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、ウエーハ等の被加工物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被加工物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切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された砥石ブレードを備えた切削工具および回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を備えたスピンドルユニットを含んでいる。このような切削装置においては、切削工具を２００００〜４００００rpmの回転速度で回転しつつ、切削工具とチャックテーブルに保持された被加工物を相対的に切削送りする。しかるに、切削装置による切断は、加工速度を速くすることができず、生産性の面で必ずしも満足し得るものではない。

一方、近年上述したウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに形成されたストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿って外力を付与することによりウエーハをストリートに沿って破断する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開平１０−３０５４２０号公報

上述したレーザー加工方法によれば、比較的速い加工速度でレーザー加工溝を形成することができる。しかるに、ストリートに沿って形成されたレーザー加工溝の壁面は溶融され荒れているために、個々に分割されるデバイスがレーザーダイオードの場合には、輝度が低下するという問題がある。

而して、ウエーハのストリートに沿って形成されるレーザー加工溝の深さが１０μm以下であると、デバイスがレーザーダイオードであっても輝度の低下が極めて少なく実用上問題がないことが判った。しかしながら、ウエーハのストリートに沿って形成されるレーザー加工溝の深さが１０μm以下であると、ウエーハをストリートに沿って確実に破断することが困難であるという問題がある。

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、ウエーハに形成されたストリートに沿って確実に分割することができるとともに、分割されたデバイスの品質の低下を抑制することができるウエーハのレーザー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、表面に格子状に形成された複数のストリートによって複数の領域が形成され、該複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、ストリートに沿ってレーザー加工するウエーハのレーザー加工方法であって、
ウエーハに形成されたストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射し、ストリートに沿って破断伝播溝を形成する破断伝播溝形成工程と、
ウエーハに形成されたストリートに沿って所定間隔を置いてパルスレーザー光線を照射し、破断励起穴を形成する破断励起穴形成工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハのレーザー加工方法が提供される。

上記破断伝播溝形成工程において形成される破断伝播溝の深さは、３〜１０μmに設定されている。
また、上記破断励起穴形成工程において形成される破断励起穴は、ウエーハを貫通して形成されることが望ましい。
更に、破断励起穴形成工程において形成される破断励起穴の位置は、ウエーハの表面に格子状に形成された複数のストリートの交差点位置に設定されている。

本発明によるウエーハのレーザー加工方法によれば、ウエーハに形成されたストリートに沿って破断伝播溝が形成されるとともに、ストリートに沿って所定間隔を置いて破断励起穴が形成されるので、ウエーハに破断伝播溝に沿って外力が付与されると、破断励起穴の内周縁が破断の起点となり、この破断が破断伝播溝に沿って伝播するため、ウエーハはストリートに沿って確実に破断される。このようにして破断され個々に分割されたデバイスには側面の上部に上記破断伝播溝形成工程においてレーザー光線が照射されることによって生成された溶融層が残留するが、この溶融層の厚さは僅かであるため、デバイスがレーザーダイオードの場合でも輝度の低下は僅かで品質に影響を及ぼすことはない。また、個々に分割されたデバイスには所定間隔で上記破断励起穴形成工程においてレーザー光線が照射されることによって生成された溶融層が残留するが、この溶融層はデバイスの側面の面積に対して僅かであるので、デバイスがレーザーダイオードの場合でも輝度の低下は僅かで品質に影響を及ぼすことはない。

以下、本発明によるウエーハのレーザー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。

図１には、本発明によるウエーハのレーザー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に示すレーザー加工装置は、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で示す方向と直角な矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構４と、該レーザー光線照射ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット５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で示す加工送り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カバーテーブル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上に被加工物である例えば円盤状の半導体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。このように構成され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。なお、チャックテーブル３６には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。

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は、上記チャックテーブル３６の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段３７４を備えている。加工送り量検出手段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。この送り量検出手段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の加工送り量を検出する。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の加工送り量を検出することもできる。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の加工送り量を検出することもできる。

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に移動せしめられる。

上記レーザー光線照射ユニット支持機構４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レーザー光線照射ユニット支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール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の割り出し送り量を検出するための割り出し送り量検出手段４３３を備えている。割り出し送り量検出手段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。この送り量検出手段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、レーザー光線照射ユニット５の割り出し送り量を検出する。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、レーザー光線照射ユニット５の割り出し送り量を検出することもできる。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、レーザー光線照射ユニット５の割り出し送り量を検出することもできる。

図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザー光線照射手段５２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。

上記レーザー光線照射手段５２は、図２に示すようにケーシング５２１内に配設されたパルスレーザー光線発振手段５２２および伝送光学系５２３と、ケーシング５２１の先端に配設されパルスレーザー光線発振手段５２２によって発振されたパルスレーザー光線を上記チャックテーブル３６に保持された被加工物に照射する集光器５３を具備している。上記パルスレーザー光線発振手段５２２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５２２ａと、これに付設された繰り返し周波数設定手段５２２ｂとから構成されている。この繰り返し周波数設定手段５２２ｂは、後述する制御手段によって制御される。上記伝送光学系５２３は、ビームスプリッタの如き適宜の光学要素を含んでいる。

また、レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の前端部には、上記レーザー光線照射手段５２によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段６が配設されている。この撮像手段６は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５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で示す方向に移動させるための移動手段５３を具備している。移動手段５３は、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およびレーザー光線照射手段５２を案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ５３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を上方に移動し、パルスモータ５３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を下方に移動するようになっている。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、制御手段１０を具備している。制御手段１０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）１０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１０２と、後述する被加工物にパルスレーザー光線を照射する始点と終点のX,Y座標値のデータや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）１０３と、カウンター１０４と、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６とを備えている。制御手段１０の入力インターフェース１０５には、上記加工送り量検出手段３７４、割り出し送り量検出手段４３３および撮像手段６等からの検出信号が入力される。そして、制御手段１０の出力インターフェース１０６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、レーザー光線照射手段５２等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３は、後述するウエーハにおける破断励起穴を形成する位置のX,Y座標値のデータを記憶する第１の記憶領域１０３aや、後述する検出値のデータを記憶する第２の記憶領域１０３bおよび他の記憶領域を備えている。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は以上のように構成されており、以下レーザー加工装置を用いて実施するウエーハのレーザー加工方法について説明する。
図３には、レーザー加工されるウエーハとしての光デバイスウエーハ２０が、環状のフレーム２１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保護テープ２２に表面２００ａを上側にして貼着された状態が示されている。光デバイスウエーハ２０は、例えば厚さが１００μmの窒化ガリウム(GaN)基板２００の表面２００ａに格子状に形成された複数の第１のストリート２０１と複数の第２のストリート２０２によって複数の矩形領域が区画され、この区画された矩形領域にレーザーダイオードからなる光デバイス２０３が形成されている。この各光デバイス２０３は、全て同一の構成をしている。

上記のように形成された光デバイスウエーハ２０においては、図４に示すように第１のストリート２０１と第２のストリート２０２の交差点位置のX,Y座標値が設定されている。この交差点位置のX,Y座標値は、その設計値のデータが上記制御手段１０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第１に記憶領域１０３aに格納されている。なお、図４には、第１のストリート２０１の最上位の行および最下位の行以外は両端を除いてX,Y座標値を省略して示してある。

上記のように構成された光デバイスウエーハ２０は、図３に示すように環状のフレーム２１に装着された保護テープ２２に表面２００ａを上側にして貼着された状態で、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に保護テープ２２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光デバイスウエーハ２０は、保護テープ２２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２１は、クランプ３６２によって固定される。

上述したように光デバイスウエーハ２０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６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６の直下に位置付けられると、チャックテーブル３６上の光デバイスウエーハ２０は、図４に示す座標位置に位置付けられた状態となる。この状態で、チャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ２０に形成されている第１のストリート２０１と第２のストリート２０２がX方向とY方向に平行に配置されているか否かのアライメント作業を実施する。即ち、撮像手段６によってチャックテーブル３６に保持された光デバイスウエーハ２０を撮像し、パターンマッチング等の画像処理を実行してアライメント作業を行う。なお、上記交差点位置のX,Y座標値は、チャックテーブル３６上に光デバイスウエーハ２０を保持した状態で撮像手段６によってそれぞれ検出し、そのX,Y座標の検出値を上述した設計値に代えて上記制御手段１０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第１に記憶領域１０３aに格納してもよい。

次に、加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を移動し、図５の（ａ）で示すように光デバイスウエーハ２０に形成された第１のストリート２０１における最上位ストリートの一端（図５の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器５３の直下に位置付ける。そして、集光器５３から窒化ガリウム(GaN)基板２００に対して吸収性を有する例えば３５５nmの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３６を図５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図５の（ｂ）で示すように第１のストリート２０１の他端（図５の（ｂ）において右端）が集光器５３の直下に達したら、パルスレーザー光線の照射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５の（ｂ）で示すように第１のストリート２０１に沿って破断伝播溝２１０が形成される（破断伝播溝形成工程）。この破断伝播溝形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを光デバイスウエーハ２０の表面２００a（上面）付近に合わせる。

なお、上記破断伝播溝形成工程における加工条件は、図示の実施形態においては次のように設定されている。
光源 ：YAGレーザー
波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：５W
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ５μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒

上記加工条件によって破断伝播溝形成工程を実施することにより、光デバイスウエーハ２０には第１のストリート２０１に沿って幅が５μｍで深さが５μｍの破断伝播溝２１０が形成される。なお、破断伝播溝２１０の深さは、深いほど光デバイスウエーハ２０の破断伝播溝２１０に沿った破断は容易であるが光デバイス２０３の輝度が低下する。また、破断伝播溝２１０の深さが浅いほど光デバイスの輝度の低下は少ないが光デバイスウエーハ２０の破断伝播溝２１０に沿った破断が困難となる。従って、光デバイス２０３の輝度の低下を抑え光デバイスウエーハ２０の破断伝播溝２１０に沿った破断を容易にするためには、破断伝播溝２１０の深さは３〜１０μmが望ましい。

以上のようにして、光デバイスウエーハ２０に形成された第１のストリート２０１における最上位の行に対して破断伝播溝形成工程を実施したならば、チャックテーブル３６を図１において矢印Ｙで示す方向に第１のストリート２０１の間隔だけ割り出し送りし（割り出し送り工程）、上記破断伝播溝形成工程を実施する。このようにして光デバイスウエーハ２０の所定方向に延在する全ての第１のストリート２０１について破断伝播溝形成工程を遂行したならば、チャックテーブル３６従ってこれに保持されている光デバイスウエーハ２０を９０度回動せしめて、第１のストリート２０１に対して直交する方向に形成された第２のストリート２０２に沿って上記破断伝播溝形成工程を実行することにより、光デバイスウエーハ２０の全ての第１のストリート２０１および第２のストリート２０２に沿って破断破断伝播溝２１０を形成することができる。

以上のようにして、光デバイスウエーハ２０に形成された全ての第１のストリート２０１および第２のストリート２０２に沿って破断伝播溝形成工程を実施したならば、制御手段１０は加工送り手段３７および第２の割り出し送り手段４３を作動し、光デバイスウエーハ２０に形成された第１のストリート２０１における最上位の行の図４において最左端の交差点位置(x1,y1)を、図６の(a)に示すようにレーザー光線照射手段５２の集光器５３の下方に位置付ける。そして、集光器５３から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを光デバイスウエーハ２０の表面２００a（上面）付近に合わせる。次に、加工送り手段３７の作動を停止した状態でレーザー光線照射手段５２の集光器５３から窒化ガリウム(GaN)基板２００に対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のパルスレーザー光線を照射する（破断励起穴形成工程）。この際に照射するパルスレーザー光線のショット数は、７〜１０ショットでよい。この結果、交差点位置(x1,y1)には、図６の(b)に示すようにデバイスウエーハ２０の表面から裏面に貫通する破断励起穴２２０が形成される。

なお、上記破断励起穴形成工程における加工条件は、図示の実施形態においては次のように設定されている。
光源 ：YAGレーザー
波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：５０W
集光スポット径 ：φ４０μｍ

上記加工条件によって破断励起穴形成工程を実施することにより、厚さが１００μmの光デバイスウエーハ２０には第１のストリート２０１と第２のストリート２０２との交差点位置に直径が４０μｍの破断励起穴２２０が形成される。

上述したように光デバイスウエーハ２０に形成された図４において最上位の行の第１のストリート２０１と第２のストリート２０２との交差点位置(x1,y1)に破断励起穴形成工程を実施して破断励起穴２２０を形成したならば、加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を移動し、上記交差点(x1,y1)の図４において右側の交差点位置(x2,y1)を レーザー光線照射手段５２の集光器５３の下方に位置付ける。そして、上述し破断励起穴形成工程を実施する。以後、光デバイスウエーハ２０に形成された図４において最上位の行の第１のストリート２０１と他の第２のストリート２０２との各交差点位置(x3,y1)、(x４,y1)、(x5,y1)に対しても上記破断励起穴形成工程を実施する。

以上のようにして、光デバイスウエーハ２０に形成された第１のストリート２０１における最上位の行に対して加工穴形成工程を実施したならば、チャックテーブル３６を図１において矢印Ｙで示す方向に第１のストリート２０１の間隔だけ割り出し送りし（割り出し送り工程）、第１のストリート２０１と第２のストリート２０２との各交差点位置に上記破断励起穴形成工程を実施する。このようにして光デバイスウエーハ２０に形成された全ての第１のストリート２０１と第２のストリート２０２との各交差点位置に破断励起穴形成工程を実施することにより、光デバイスウエーハ２０には上記全ての交差点位置に破断励起穴２２０が形成される。

以上のようにして、破断伝播溝形成工程および破断励起穴形成工程を実施することにより光デバイスウエーハ２０には、図７に示すように第１のストリート２０１と第２のストリート２０２に破断伝播溝２１０が形成されるとともに、第１のストリート２０１と第２のストリート２０２との各交差点位置に破断励起穴２２０が形成される。このように破断伝播溝２１０と破断励起穴２２０が形成された光デバイスウエーハ２０は、次工程である分割工程に搬送される。分割工程においては、光デバイスウエーハ２０に破断伝播溝２１０に沿って外力が付与される。この結果、破断励起穴２２０の内周縁が破断の起点となり、この破断が破断伝播溝２１０に沿って伝播するため、光デバイスウエーハ２０は第１のストリート２０１および第２のストリート２０２に沿って確実に破断される。

このようにして、光デバイスウエーハ２０が第１のストリート２０１および第２のストリート２０２に沿って破断され個々に分割されたデバイス２０３には、図８に示すように側面の上部に上記破断伝播溝形成工程においてレーザー光線が照射されることによって生成された溶融層２１０aが残留する。しかるに、この溶融層２１０aの厚さは１０μm以下であるため、光デバイス２０３がレーザーダイオードの場合でも輝度の低下は僅かで品質に影響を及ぼすことはない。また、個々に分割された光デバイス２０３には、図８に示すように４隅に上記破断励起穴形成工程においてレーザー光線が照射されることによって生成された溶融層２２０aが残留する。しかるに、この溶融層２２０aは光デバイス２０３の側面の面積に対して僅かであるとともに光デバイス２０３の隅部に形成されるので、デバイス２０３がレーザーダイオードの場合でも輝度の低下は僅かで品質に影響を及ぼすことはない。

次に、本発明によるウエーハのレーザー加工方法の他の実施形態について、図９を参照して説明する。
図９に示す実施形態は、パルスレーザー光線の集光スポットの形状を楕円形にした例である。なお、この楕円形の集光スポットは、図示の実施形態においては長軸が９０μm、短軸が５μmに設定されている。
この実施形態においても、上述した実施形態と同様に光デバイスウエーハ２０の第１のストリート２０１および第２のストリート２０２に沿って上述した破断伝播溝形成工程を実施する。このとき、パルスレーザー光線の楕円形の集光スポットの長軸をストリートに沿って位置付ける。この結果、光デバイスウエーハ２０には第１のストリート２０１および第２のストリート２０２に沿って幅が５μｍで深さが３〜１０μmの破断伝播溝２１０が形成される。

次に、光デバイスウエーハ２０に形成された第１のストリート２０１における最上位の行の図４において最左端の交差点位置(x1,y1)を、図９の(a)に示すようにレーザー光線照射手段５２の集光器５３の下方に位置付ける。このとき、パルスレーザー光線の楕円形の集光スポットの長軸を第１のストリート２０１に沿って位置付ける。そして、集光器５３から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを光デバイスウエーハ２０の表面２００a（上面）付近に合わせる。次に、加工送り手段３７の作動を停止した状態でレーザー光線照射手段５２の集光器５３から窒化ガリウム(GaN)基板２００に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射する（破断励起穴形成工程）。この際に照射するパルスレーザー光線のショット数は、３〜５ショットでよい。この結果、交差点位置(x1,y1)には、図９の(a)に示すように第１のストリート２０１に沿って破断励起穴２２１が形成される。なお、破断励起穴形成工程の加工条件は、パルスレーザー光線の集光スポットの形状以外は上述した実施形態と同様でよい。このようにして、全ての第１のストリート２０１に沿って第２のストリート２０２との交差点位置に破断励起穴形成工程する。

上述したように全ての第１のストリート２０１に沿って第２のストリート２０２との交差点位置に破断励起穴形成工程を実施したならば、チャックテーブル３６従ってこれに保持されている光デバイスウエーハ２０を９０度回動せしめて、第１のストリート２０１に対して直交する方向に形成された第２のストリート２０２に沿って第１のストリート２０１との交差点位置に上述した破断励起穴形成工程を実施する。この結果、第２のストリート２０２と第１のストリート２０１との交差点位置には、図９の(b)に示すように第２のストリート２０２に沿って破断励起穴２２２が形成される。このようにして、第１のストリート２０１と第２のストリート２０２との交差点位置に破断励起穴２２１と破断励起穴２２２が形成されると、両励起穴が重合する中間部には略円形の励起穴２２３が形成される。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては、破断伝播溝形成工程を実施した後に破断励起穴形成工程を実施する例を示したが、最初に破断励起穴形成工程を実施しその後に破断伝播溝形成工程を実施してもよい。
また、上述した実施形態においては、破断励起穴形成工程によって光デバイスウエーハ２０の第１のストリート２０１と第２のストリート２０２との各交差点位置に破断励起穴２２０を形成する例を示したが、デバイス２０３のサイズが大きく交差点位置間の長さが長い場合には、交差点位置間に所定の間隔をもって破断励起穴２２０を形成してもよい。
更に、上述した実施形態においては、パルスレーザー光線の集光スポットの形状が円形または楕円形のもので破断伝播溝形成工程および破断励起穴形成工程を実施した例を示したが、楕円形の集光スポットで破断伝播溝形成工程を実施し、円形の集光スポットで破断励起穴形成工程を実施してもよい。

本発明によるウエーハのレーザー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レーザー光線照射手段のブロック図。 本発明によるウエーハのレーザー加工方法によって加工される光デバイスウエーハを環状のフレームに装着された保護テープに貼着した状態を示す斜視図。 図３に示す光デバイスウエーハに設定される複数のストリートの交差点位置のX,Y座標値を示す説明図。 本発明によるウエーハのレーザー加工方法における破断伝播溝形成工程を示す説明図。 本発明によるウエーハのレーザー加工方法における破断励起穴形成工程を示す説明図。 本発明によるウエーハのレーザー加工方法における破断伝播溝形成工程および破断励起穴形成工程が実施された光デバイスウエーハの要部拡大平面図。 本発明によるウエーハのレーザー加工方法によって加工された光デバイスウエーハを個々に分割されたデバイスの斜視図。 本発明によるウエーハのレーザー加工方法における破断励起穴形成工程の他の実施形態を示す説明図。

符号の説明

２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３１：案内レール
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３７４：加工送り量検出手段
３８：第１の割り出し送り手段
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４１：案内レール
４２：可動支持基台
４３：第２の割り出し送り手段
４３３：割り出し送り量検出手段
５：レーザー光線照射ユニット
５１：ユニットホルダ
５２：レーザー光線加工手段
５３：集光器
６：撮像手段
１０：制御手段
２０：光デバイスウエーハ
２０１：第１のストリート
２０２：第２のストリート
２０３：デバイス
２１０：破断伝播溝
２２０：破断励起穴
２１：環状のフレーム
２２：保護テープ

Claims (4)

1. 表面に格子状に形成された複数のストリートによって複数の領域が形成され、該複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、ストリートに沿ってレーザー加工するウエーハのレーザー加工方法であって、
   ウエーハに形成されたストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射し、ストリートに沿って破断伝播溝を形成する破断伝播溝形成工程と、
   ウエーハに形成されたストリートに沿って所定間隔を置いてパルスレーザー光線を照射し、破断励起穴を形成する破断励起穴形成工程と、を含む、
   ことを特徴とするウエーハのレーザー加工方法。
2. 該破断伝播溝形成工程において形成される破断伝播溝の深さは、３〜１０μmに設定されている、請求項１記載のウエーハのレーザー加工方法。
3. 該破断励起穴形成工程において形成される破断励起穴は、ウエーハを貫通して形成される、請求項１又は２記載のウエーハのレーザー加工方法。
4. 該破断励起穴形成工程において形成される破断励起穴の位置は、ウエーハの表面に格子状に形成された複数のストリートの交差点位置に設定されている、請求項１から３のいずれかに記載のウエーハのレーザー加工方法。

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