JP2008098216A

JP2008098216A - ウエーハの加工装置

Info

Publication number: JP2008098216A
Application number: JP2006274668A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Sekiya; 一馬関家
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2006-10-06
Publication date: 2008-04-24
Also published as: DE102007047594A1

Abstract

【課題】切削手段とデブリの影響を解消することができるレーザー光線照射手段とを複合具備したウエーハの加工装置を提供する。
【解決手段】切削手段は回転スピンドルと、回転スピンドルに装着された切削ブレードと切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段とを備えており、レーザー光線照射手段はレーザー光線発振手段６５と、レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光する加工ヘッド６６と、加工ヘッドに液体を供給する液体供給手段６７と具備しており、加工ヘッドは液体供給手段から供給された液体をレーザー光線の光軸に沿って噴出する噴出口を備えたノズル６６４と、ノズルの噴出口から噴出される液体ビームを切削ブレードに供給される切削水から遮断する液体ビーム保護カバー６９を具備している。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハを所定の分割予定ラインに沿って切断するウエーハの加工装置に関する。

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。また、デバイスの電気的特性を良好にするためにウエーハの裏面に鉛や金等の金属層（厚さが１〜１０μm）を積層させた半導体ウエーハが実用化されている。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。

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。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００２−３５９２１２号公報

しかるに、裏面に鉛や金等の金属層を積層させた半導体ウエーハを切削装置の切削ブレードによって切削すると、切削ブレードに目詰まりが生じて切削ブレードの寿命が低下するとともに、切削抵抗が増大することから切断部の上下に欠けが発生してデバイスの品質を低下させるという問題がある。

一方、近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、被加工物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メカニカルブレーキング装置によって割断する方法が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
特開平１０−３０５４２１号公報

レーザー加工装置を用いて半導体ウエーハの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すると、半導体ウエーハへのレーザー光線の照射によりデブリが発生し、このデブリがデバイスの表面に付着してデバイスの品質を低下させるという問題がある。従って、半導体ウエーハのストリートに沿ってレーザー加工溝を形成する際には、予め半導体ウエーハの表面に保護被膜を被覆し、この保護被膜を通してレーザー光線を照射するようにしているが、半導体ウエーハの表面に保護被膜を被覆する工程を追加しなければならず、生産性が悪い。

また、レーザー光線を照射することにより発生するデブリの影響を解消するレーザー加工方法として、ノズルから液体ビームを噴出し、この液体ビームに沿ってレーザー光線を照射するようにしたレーザー加工方法が提案されている。（例えば、特許文献３参照。）
特開２００１−３２１９７７号公報

上記問題を解消するために本出願人は、ウエーハの表面側からストリートに沿って切削ブレードにより切削し、裏面から所定厚さの残存部を残して切削溝を形成した後に、切削溝に沿ってレーザー光線を照射し、残存部を切断するウエーハの分割方法を特願２００６−２２８８３２として提案した。このウエーハの分割方法を効率よく実施するために切削手段とレーザー光線照射手段とを具備した加工装置が必要となる。

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、切削手段とデブリの影響を解消することができるレーザー光線照射手段とを具備したウエーハの加工装置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、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ウエーハを切削する切削手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、を具備するウエーハの加工装置において、
該切削手段は、回転スピンドルと、該回転スピンドルに装着された切削ブレードと、該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段とを備えており、
該レーザー光線照射手段は、レーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光する加工ヘッドと、該加工ヘッドに液体を供給する液体供給手段とを具備しており、
該加工ヘッドは、該液体供給手段から供給された液体を該レーザー光線の光軸に沿って噴出する噴出口を備えたノズルと、該ノズルの該噴出口から噴出される液体ビームを該切削ブレードに供給される切削水から遮断する液体ビーム保護カバーを具備している、
ことを特徴とするウエーハの加工装置が提供される。

本発明によるウエーハの加工装置においては、レーザー光線を集光して照射する加工ヘッドは液体供給手段から供給された液体をレーザー光線の光軸に沿って噴出する噴出口を有するノズルを備え、該ノズルから液体ビームを噴出し、この液体ビームに沿ってレーザー光線を照射するようにしたので、レーザー光線の照射によってデブリが発生しても噴出される液体によって円滑に排出され、ウエーハの表面にデブリが付着することはない。
また、加工ヘッドはノズルの噴口から噴出される液体ビームを切削ブレードに供給される切削水から遮断する液体ビーム保護カバーを具備しているので、切削ブレードの回転に伴って飛散した切削水は液体ビーム保護カバーによって遮蔽されるため、液体ビームに切削水が作用することを防止できる。

以下、本発明に従って構成されたウエーハの加工装置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、本発明に従って構成されたウエーハの加工装置の斜視図が示されている。図１に示されたウエーハの加工装置は、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で示す加工送り方向と直角な矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に配設された切削ユニット支持機構４ａと、該切削ユニット支持機構４ａに矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設された切削ユニット５と、レーザー光線照射ユニット支持機構４ｂと、該レーザー光線ユニット支持機構４ｂ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６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。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の出力軸に図示しない減速装置を介して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。

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の出力軸に図示しない減速装置を介して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。

上記切削ユニット支持機構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の出力軸に図示しない減速装置を介して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。

次に、上記レーザー光線照射ユニット支持機構４ｂについて説明する。なお、レーザー光線照射ユニット支持機構４ｂについては、上記切削ユニット支持機構４ａ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。
レーザー光線照射ユニット支持機構４ｂは上記切削ユニット支持機構４ａと平行に配設され、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と上記切削ユニット支持機構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、上記切削ユニット支持機構４ａの可動支持基台４２を構成する装着部４２２に配設された切削ユニット５と、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。

図示の実施形態のおける切削ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１を上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向に移動させるための切り込み送り手段５２と、ユニットホルダ５１に取り付けられた切削手段５３とを具備している。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を上記切削ユニット支持機構４ａの案内レール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。上記切り込み送り手段５２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５２２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５２２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および切削手段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。

切削ユニット５を構成する切削手段５３は、ユニットホルダ５１に取り付けられたスピンドルハウジング５４と、該スピンドルハウジング５４に回転可能に支持された回転スピンドル５５と、該回転スピンドル５５の先端部に装着された切削ブレード５６と、切削ブレード５６の両側に配設され切削ブレード５６に切削水を供給する切削水供給ノズル５７を具備している。回転スピンドル５５は、図示しないサーボモータ等の駆動源によって回転駆動せしめられる。切削ブレード５６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。上記切削水供給ノズル５７は、図示しない切削水供給手段に接続されている。上記スピンドルハウジング５４の先端部には、上記チャックテーブル３６上に保持された被加工物を撮像し、上記切削ブレード５４によって切削すべき領域を検出するための撮像手段７を具備している。この撮像手段７は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

上記のレーザー光線照射ユニット６は、ユニットホルダ６１と、該ユニットホルダ６１を上記レーザー光線照射ユニット支持機構４ｂの装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向に移動させるための集光点位置調整手段６２と、ユニットホルダ６１に取り付けられたレーザー光線照射手段６３を具備している。ユニットホルダ６１は、上記レーザー光線照射ユニット支持機構４ｂの装着部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６１１、６１１が設けられており、この被案内溝６１１、６１１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。上記集光点位置調整手段６２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６２２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ６２２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６３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。

上記レーザー光線照射手段６３について、図１および図２を参照して説明する。
図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段６３は、ユニットホルダ６１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６４と、該ケーシング６４内に配設されたパルスレーザー光線発振手段６５と、ケーシング６４の先端に装着されパルスレーザー光線発振手段６５から発振されたレーザー光線を集光する加工ヘッド６６を具備している。パルスレーザー光線発振手段６５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６５１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段６５２とから構成されている。

上記加工ヘッド６６は、図２に示すようにヘッドハウジング６６１と、該ヘッドハウジング６６１内に配設されパルスレーザー光線発振手段６５から発振されたレーザー光線を下方に向けて方向変換する方向変換ミラー６６２と、該方向変換ミラー６６２によって方向変換されたレーザー光線を集光する集光レンズ６６３と、ヘッドハウジング６６１の下端に設けられたノズル６６４を具備している。なお、ノズル６６４の噴出口６６４aは、集光レンズ６６３によって集光されるレーザー光線の光軸上に形成されている。このように構成された加工ヘッド６６のノズル６６４には、液体供給手段６７によって液体が供給される。この液体供給手段６７は、水等の液体を貯留するタンク６７１と、該タンク６７１内の液体を送給するポンプ６７２と、該ポンプ６７２と上記ノズル６６４とを接続する配管６７３とからなっており、ポンプ６７２によって例えば４０MPaの圧力を有する液体をノズル６６４に供給する。このように液体供給手段６７からノズル６６４に供給された液体は、噴出口６６４aから液体ビーム６８となって噴出される。図示の実施形態における加工ヘッド６６は、ノズル６６４の噴出口６６４aから噴出される液体ビーム６８を上記切削ブレード５６に供給される切削水から遮断する液体ビーム保護カバー６９を具備している。この液体ビーム保護カバー６９は、図示の実施形態においては合成樹脂によって筒状に形成されており、ノズル６６４の下面に噴出口６６４aを囲繞して装着されている。なお、液体ビーム保護カバー６９の下端は、チャックテーブル３６に保持されるウエーハWの表面から１〜２mm上側が適当である。このように構成された加工ヘッド６６は、図示の実施形態においては上記切削手段５３の切削ブレード５６と矢印Xで示す加工送り方向において同一平面内に配設されている。

図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段６３は以上のように構成されており、以下その作用について図２を参照して説明する。
液体供給手段６７のポンプ６７２を作動すると、上述したようにポンプ６７２から送給された液体が配管６７３を介して加工ヘッド６６のノズル６６４に供給される。ノズル６６４に供給された液体は、噴出口６６４aから液体ビーム６８となって噴出される。一方、パルスレーザー光線発振手段６５から発振されたパルスレーザー光線LBは、方向変換ミラー６６２を介し集光レンズ６６３によって集光され、液体ビーム６８に沿って照射される。従って、パルスレーザー光線LBのスポットは液体ビーム６８の直径となる。

図示の実施形態におけるウエーハの加工装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図３にはウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図３に示す半導体ウエーハ１０は、例えば厚さが４００μmのシリコンウエーハからなっており、表面１０ａには複数のストリート１０１が格子状に形成されている。そして、半導体ウエーハ１０の表面１０aには、格子状に形成された複数のストリート１０１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１０２が形成されている。このように形成された半導体ウエーハ１０の裏面１０bには、鉛、金等の金属層１０３が金属蒸着等によって積層されて形成されている。なお、金属層１０３の厚さは、図示の実施形態においては５μmに設定されている。

上述した半導体ウエーハ１０は、図４の(a)および(b)に示すように環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープTの表面に半導体ウエーハ１０の裏面１０bに積層された金属層１０３側を貼着する（ウエーハ支持工程）。なお、上記ダイシングテープTは、図示の実施形態においては厚さが８０μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート基材の表面に、アクリル樹脂系の粘着層が厚さが５μｍ程度塗布されている。

上述したようにウエーハ支持工程が実施されダイシングフレームFにダイシングテープTを介して支持された半導体ウエーハ１０は、図１に示すように図示しない被加工物搬送手段よって上記チャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル３６の吸着チャック３６１上に搬送され、該吸着チャック３６１に吸引保持される。このようにして半導体ウエーハ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の作動により案内レール３１、３１に沿って移動せしめられ切削手段５３に配設された撮像手段７の直下に位置付けられる。

上述したようにチャックテーブル３６が撮像手段７の直下に位置付けられると、撮像手段７および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されているストリート１０１と、上記切削ブレード５６および加工ヘッド６６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を実行し、切削領域およびレーザー光線照射領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ１０に形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリート１０１に対しても、同様に切削領域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に形成されているストリート１０１を検出し、切削領域およびレーザー光線照射領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３６を上記切削手段５３による切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図５に示すように半導体ウエーハ１０は切削すべきストリート１０１の一端（図５において左端）が切削ブレード５６の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。そして、切削ブレード５６を図５において矢印５６aで示す方向に所定の回転速度で回転し、２点鎖線で示す待機位置から図示しない切り込み送り機構によって図５において実線で示すように下方に所定量切り込み送りする。この切り込み送り位置は、図示の実施形態においてはチャックテーブル３６の表面に切削ブレード５６の外周縁が接触した基準位置から１３５μm上側に設定されている。図示の実施形態においてはダイシングテープTの厚さが８０μｍに設定されているので、切削ブレード５６の外周縁がダイシングテープTの表面から５５μm上側を通過することになる。従って、半導体ウエーハ１０の裏面１０bには厚さが５μmの金属層２３が積層されているので、切削ブレード５６の外周縁は半導体ウエーハ１０の裏面１０bから５０μm上側を通過することになる。

上述したように切削ブレード５６の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード５６を図５において矢印５６aで示す方向に所定の回転速度で回転しつつ、チャックテーブル３６を図５において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる（切削溝形成工程）。この切削溝形成工程においては、切削ブレード５６の両側に配設された切削水供給ノズル５７から切削ブレード５６による切削部に切削水が供給される。

なお、上記切削溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
切削ブレード：外径５２ｍｍ、厚さ７０μｍ
切削ブレードの回転速度：４００００ｒｐｍ
切削送り速度：５０ｍｍ／秒

上述した切削溝形成工程を実施することにより図６に示すように半導体ウエーハ１０にはストリート１０１に沿って切削溝１１０が形成される。この切削溝１１０は、上記加工条件においては、幅が７０μｍで深さが３５０μｍに形成される。従って、半導体ウエーハ１０にはストリート１０１に沿って形成された切削溝１１０の底面から裏面１０bまでは厚さ(t)が５０μｍの残存部１１１が残される。なお、切削溝１１０の幅は、後述する切断工程において照射されるレーザー光線のスポット径より大きく設定されている。

上述した切削溝形成工程において矢印Ｘ１で示す方向に移動しているチャックテーブル３６が更に矢印Ｘ１で示す方向に移動すると、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０はレーザー光線照射手段６３の加工領域に達する。そして、図７に示すように上記切削溝形成工程において半導体ウエーハ１０のストリート２１に沿って形成された切削溝１１０の左端が加工ヘッド６６の直下に達すると、レーザー光線照射手段６３が作動し、上述したように加工ヘッド６６から液体ビーム６８が噴出されるとともに、シリコンウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線LBが照射される（レーザー加工工程）。

なお、上記レーザー加工工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の光源：ＹＶＯ４レーザーまたはＹＡＧレーザー
波長：３５５ｎｍ
繰り返し周波数：１０ｋＨｚ
平均出力：１．５W
集光スポット径：φ１０μm
加工送り速度：１５０ｍｍ／秒

上記加工条件においては上記レーザー加工工程を３回繰り返し実行することにより、図８に示すように上記残存部１１１および金属層１０３にレーザー加工溝１２０が形成され切断することができる。このレーザー加工工程は、チャックテーブル３６を往復動することによって実施することができる。このレーザー加工工程においては、上述したように液体ビーム６８が噴出されるので、パルスレーザー光線LBの照射によってデブリが切削溝１１０内に飛散しても噴射される液体によって円滑に排出され、半導体ウエーハ１０の表面にデブリが付着することはない。なお、レーザー加工工程を実施している際においても切削ブレード５６は回転されており、切削水供給ノズル５７から切削ブレード５６に切削水が供給されている。従って、切削水供給ノズル５７から切削ブレード５６に供給された切削水は、図７に示すように切削ブレード５６の矢印５６aで示す方向の回転に伴って加工ヘッド６６に向けて飛散せしめられる。この飛散した切削水が液体ビーム６８に作用するとパルスレーザー光線LBを所定の位置に照射することができない。しかるに、図示の実施形態における加工ヘッド６６はノズル６６４の下面に噴口６６４aを囲繞して配設された液体ビーム保護カバー６９が装着されているので、飛散した切削水は液体ビーム保護カバー６９によって遮蔽されるため、液体ビーム６８に切削水が作用することを防止できる。なお、液体ビーム６８に切削水が作用することを防止するために、切削ブレード５６と加工ヘッド６６の間に保護カバーを配設すれば更に効果的である。

上述した切削溝形成工程およびレーザー加工工程を半導体ウエーハ１０に形成された全てのストリートに１０１に実施することにより、半導体ウエーハ１０は個々の半導体チップ(デバイス)に分割される。

本発明によって構成されたウエーハの加工装置の斜視図。図１に示すウエーハの加工装置に装備されるパルスレーザー光線照射手段の構成ブロック図。被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。図３に示す半導体ウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着するウエーハ支持工程の説明図。図１に示すウエーハの加工装置によって実施する切削溝形成工程の説明図。図５に示す切削溝形成工程が実施された半導体ウエーハの断面拡大図。図１に示すウエーハの加工装置によって実施するレーザー加工工程の説明図。図７に示すレーザー加工工程が実施された半導体ウエーハの断面拡大図。

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
３２：第一の滑動ブロック
３３：第２の滑動ブロック
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
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
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
５：切削ユニット
５１：ユニットホルダ
５２：切り込み送り手段
５３：切削手段
５４：スピンドルハウジング
５５：回転スピンドル
５６：切削ブレード
５７：切削水供給ノズル
６：レーザー光線照射ユニット
６１：ユニットホルダ
６２：集光点位置調整手段
６３：レーザー光線照射手段
６５：パルスレーザー光線発振手段
６６：加工ヘッド
６６３：集光レンズ
６６４：ノズル
６７：液体供給手段
６９：液体ビーム保護カバー
７：撮像手段
１０：半導体ウエーハ

Claims

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ウエーハを切削する切削手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、を具備するウエーハの加工装置において、
該切削手段は、回転スピンドルと、該回転スピンドルに装着された切削ブレードと、該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段とを備えており、
該レーザー光線照射手段は、レーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光する加工ヘッドと、該加工ヘッドに液体を供給する液体供給手段とを具備しており、
該加工ヘッドは、該液体供給手段から供給された液体を該レーザー光線の光軸に沿って噴出する噴出口を備えたノズルと、該ノズルの該噴出口から噴出される液体ビームを該切削ブレードに供給される切削水から遮断する液体ビーム保護カバーを具備している、
ことを特徴とするウエーハの加工装置。