JP2010098116A

JP2010098116A - 分割方法

Info

Publication number: JP2010098116A
Application number: JP2008267542A
Authority: JP
Inventors: Tomosaburo Hamamoto; 友三郎浜元
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2010-04-30
Anticipated expiration: 2028-10-16
Also published as: JP5323441B2

Abstract

【課題】分割予定ラインに沿った被加工物の分割品質を損なうことなく改質層形成後の被加工物の強度の低下を抑制できるようにする。
【解決手段】改質層形成工程では、第１の分割予定ライン２上においては第２の分割予定ライン３によって仕切られた間隔に対して９０〜９５％の長さで第２の分割予定ライン３との交点を含んで改質層２２を形成するとともに、第２の分割予定ライン３上においては第１の分割予定ライン２によって仕切られた間隔に対して９０〜９５％の長さで第１の分割予定ライン２との交点を含んで改質層２２を形成するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物にパルスレーザビーム照射により改質層を形成して個々のチップに分割する分割方法に関するものである。

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（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等の回路が形成されている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回路毎に分割して個々の半導体チップを製造している。半導体ウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称される切削装置によって行われているが、レーザビームを照射して切断する加工方法も試みられている（例えば、特許文献１参照）。

また、上述したような半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハのストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザビームを用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザビームを照射するレーザ加工方法も試みられている。このレーザ加工方法を用いた分割方法は、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を合わせてウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザビームを照射し、ウエーハの内部にストリートに沿った改質層を連続的に形成し、この改質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加えることにより、ウエーハを分割するものである（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−３０５４２０号公報特許第３４０８８０５号公報

しかしながら、特許文献２等に示されるように改質層を形成すると、ウエーハの強度が低下するため、改質層を形成した後のウエーハをハンドリングする際にウエーハが破損してしまうことがある。

また、一般にデバイス表面側には様々な材質の膜が形成されたり、凹凸がある場合があるので、レーザ加工に際しては裏面側からレーザビームを照射する必要がある場合がある。このような場合、触れられることを嫌うデバイス面側に保護テープを貼り付けたり、チャックテーブルに保持したりすることがないように、ウエーハにおいてデバイスが形成されていない周囲の余剰領域のみをチャックテーブルに保持させて加工することがある。このような加工の際、特許文献２等に示されるようにデバイス領域のストリートに改質層を形成すると、ウエーハの強度が低下してウエーハの撓みが大きくなり、レーザの焦点調整範囲外にウエーハ表面が移動してしまうことがある。この結果、改質層形成が不安定となり、最悪、加工中にウエーハが割れてしまうこともある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、分割予定ラインに沿った被加工物の分割品質を損なうことなく改質層形成後の被加工物の強度の低下を抑制することができる分割方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる分割方法は、第１の分割予定ラインと該第１の分割予定ラインと交差する第２の分割予定ラインとによって区画された板状の被加工物を分割する分割方法であって、保持面を有する保持手段で前記被加工物を保持する保持工程と、前記保持面に保持された前記被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザビームを前記第１の分割予定ラインおよび前記第２の分割予定ラインに沿って照射して改質層を形成する改質層形成工程と、前記改質層が形成された前記被加工物に外力を加えて前記第１の分割予定ラインと前記第２の分割予定ラインとに沿って前記被加工物を個々のチップに分割する分割工程と、を含み、前記改質層形成工程では、前記第１の分割予定ライン上においては前記第２の分割予定ラインによって仕切られた間隔に対して９０〜９５％の長さで該第２の分割予定ラインとの交点を含んで前記改質層を形成するとともに、前記第２の分割予定ライン上においては前記第１の分割予定ラインによって仕切られた間隔に対して９０〜９５％の長さで該第１の分割予定ラインとの交点を含んで前記改質層を形成することを特徴とする。

また、本発明にかかる分割方法は、上記発明において、前記被加工物は、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する余剰領域とを有し、前記保持工程では、前記保持面を前記余剰領域のみに接触させて前記被加工物を保持することを特徴とする。

本発明にかかる分割方法によれば、交差するそれぞれの分割予定ライン上において交差する他方の分割予定ラインによって仕切られた間隔に対して９０〜９５％の長さで該他方の分割予定ラインとの交点を含んで改質層を形成するようにしたので、一部が分断した改質層であっても被加工物を分割するために十分なきっかけとなり得る所定比率の長さ分を有し交点を含んで形成されているために被加工物の分割品質を損なうことなく、かつ、改質層の一部が所定比率で分断していることによって改質層形成後の被加工物の強度の低下を抑制することができ、ハンドリングに際して被加工物の破損を防止することができるという効果を奏する。

以下、本発明の分割方法を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は、分割方法として、被加工物の所望の加工予定位置である分割予定ラインに沿ってパルスレーザビームを、被加工物内部に焦点を合わせて照射することにより改質層を形成し、後で外力を加えて分割する分割方法への適用例である。

まず、保持面を有する保持手段で被加工物を保持する保持工程を実行する。図１は、保持工程を示す斜視図であり、図２は、改質層形成工程を含めて被加工物の保持状態を示す断面図である。ここで、本実施の形態に用いられる被加工物１は、図１中に示すように、第１の分割予定ライン２とこの第１の分割予定ライン２と直交するように交差する第２の分割予定ライン３とによって区画された円板状の被加工物である。また、被加工物１は、中央部付近はこれら第１、第２の分割予定ライン２，３によって区画された矩形領域に複数のデバイス４が形成されたデバイス領域５とされ、このデバイス領域５を囲繞する周囲は余剰領域６とされている。このように形成された被加工物１は、環状のフレーム７に装着されたポリオレフィン等の合成樹脂からなる保護テープ８に裏面側が貼着され、図１に示すように被加工物１側が下となるようにして用意される。

保持工程では、環状のフレーム７に装着された被加工物１は、保持面１１ａを有する保持手段１０によって保持させる。ここで、保持手段１０は、被加工物１相当の大きさで略円形状に形成されたチャックテーブル１１を主体とするもので、保持面１１ａはチャックテーブル１１の上面外周部に一体に形成された環状リブ部１１ｂの上面により形成されている。そして、環状リブ部１１ｂおよびチャックテーブル１１には保持面１１ａに形成された吸引溝１１ｃに連通する吸引孔１１ｄが形成され、この吸引孔１１ｄは、吸引手段１２に連通している。ここで、保持面１１ａは、被加工物１の余剰領域６に対応する位置に形成されており、保持工程では、図２に示すように、保持面１１ａを余剰領域６のみに接触させて被加工物１を吸引保持するように設定されている。すなわち、被加工物１の保持状態において、デバイス領域５のデバイス４は、どこにも接することなく保持される。

また、保持手段１０は、チャックテーブル１１の周囲に位置させて一対のクランプ１３を有し、環状のフレーム７を着脱自在に保持するように構成されている。さらに、チャックテーブル１１は、図示しないモータにより水平面内で回転駆動され得るように構成され、保持した被加工物１の向きを変更可能（例えば、９０度回動）とされている。また、保持手段１０は、図示しない加工送り機構、割り出し送り機構によって水平面内で加工送り方向、割り出し送り方向にそれぞれ移動可能に設けられている。

つづいて、保持面１１ａに保持された被加工物１に対して加工手段２０によってパルスレーザビーム２１を第１の分割予定ライン２および第２の分割予定ライン３に沿って照射して改質層２２を形成する改質層形成工程を実行する。ここで、被加工物１に対して照射するパルスレーザビーム２１は、被加工物１に対して透過性を有する波長のものであり、図２中に示すように、被加工物１の裏面側から被加工物１の内部に集光点を合わせて照射する。

ここで、例えば被加工物１を保持した保持手段１０を加工送りさせながら第１の分割予定ライン２に沿って順次パルスレーザビーム２１を照射して改質層２２を形成する動作を第１の分割予定ライン２毎に繰り返した後、チャックテーブル１１を９０度回動させることで、第２の分割予定ライン３が加工手段２０の加工走査方向となるようにして、保持手段１０を加工送りさせながら第２の分割予定ライン３に沿って順次パルスレーザビーム２１を照射して改質層２２を形成する動作を第２の分割予定ライン３毎に繰り返す。

このような分割予定ライン２，３に沿った改質層２２の形成加工を行わせるために、改質層形成工程に先立ち、被加工物１を保持した保持手段１０を、加工手段２０と同じ加工ライン上に配置させた図示しない撮像手段の直下に位置付けることで、被加工物１のレーザ加工すべき領域として第１の分割予定ライン２を検出するアライメント作業を実行しておく。すなわち、撮像手段は、被加工物１の所定方向に形成されている第１の分割予定ライン２と、第１の分割予定ライン２に沿ってレーザビームを照射する加工手段２０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、レーザビーム照射位置のアライメントを遂行する。被加工物１に形成されている第２の分割予定ライン３に対しても、同様にレーザビーム照射位置のアライメントが遂行される。なお、このようなアライメントの遂行時には、第１の分割予定ライン２と第２の分割予定ライン３との交点位置の情報も取得され、図示しないメモリに記憶される。

このようなアライメント後に実行される本実施の形態の改質層形成工程では、改質層２２は全て連続することなく一部で分断させることで部分的に途切れた状態で形成させるように加工手段２０が制御される。図３は、改質層形成工程における改質層２２の形成部分を拡大して示す斜視図である。図３中において実線で示す部分が改質層２２の形成された部分を示している。まず、第１の分割予定ライン２上においては、第２の分割予定ライン３によって仕切られた間隔に対して９０〜９５％の比率となる長さで改質層２２が形成される。この際、メモリに記憶されている第２の分割予定ライン３との交点位置の情報を参照することで、この第２の分割予定ライン３との交点を含むように改質層２２が形成される。例えば、第２の分割予定ライン３によって仕切られた間隔を１００とすると、中央部で５〜１０％程度途切れるように改質層２２が形成される。第２の分割予定ライン３上においても同様であり、第１の分割予定ライン２によって仕切られた間隔に対して９０〜９５％の比率となる長さで改質層２２が形成される。この際、メモリに記憶されている第１の分割予定ライン２との交点位置の情報を参照することで、この第１の分割予定ライン２との交点を含むように改質層２２が形成される。

このような改質層形成工程が終了すると、被加工物１はフレーム７とともに保持手段１０から外され、図示しない外力付与装置に装着されて、改質層２２が形成された被加工物１に外力を加えて第１の分割予定ライン２と第２の分割予定ライン３とに沿って被加工物１を個々のチップに分割する分割工程が実行される。この分割工程は、特許文献２等に示される公知の方法により処理すればよい。

分割予定ライン間の間隔に対して形成する改質層２２の長さの比率を種々変更させた本発明者の実験によれば、本実施の形態のように、分割予定ライン間の間隔に対して形成する改質層２２の長さの比率を９０〜９５％とした場合に、最も良好なる結果が得られることが確認されたものである。すなわち、この改質層２２が全て連続しておらず、改質層２２の一部が上記の所定比率で分断していることによって改質層形成後の被加工物１の強度の低下を抑制することができ、分割工程に移行するためのハンドリングに際して被加工物１の破損を防止することができたものである。また、分割工程においては、一部が分断した改質層２２であっても被加工物１を分割するために十分なきっかけとなり得る上記の所定比率の長さ分を有し、かつ、交点を含んで形成されているために被加工物１の分割品質が損なわれなかったものである。

また、本実施の形態の場合、被加工物１は、保持面１１ａを余剰領域６のみに接触させて保持させた状態で改質層形成工程が実行されるが、改質層２２が全て連続しておらず、改質層２２の一部が上記の所定比率で分断していることによって改質層形成に伴う被加工物１の強度の低下が抑制される。よって、改質層形成工程における被加工物１の撓みが大きくなるようなことがなく、レーザの焦点調整範囲外に加工面が移動してしまうといった不具合を回避して、改質層形成を安定して行うことができる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。対象となる被加工物１は、特に限定されるものでなく、各種材料によるものを用い得る。例えば、シリコンウエーハ等の半導体ウエーハや、チップ実装用としてのウエーハの裏面に設けられるＤＡＦ（ＤｉｅＡｔｔａｃｈＦｉｌｍ）等の粘着部材、あるいは半導体製品のパッケージ、セラミック、ガラス、サファイア、シリコン系の基板、各種電子部品、各種ドライバ、さらには、μｍオーダの精度が要求される各種加工材料が挙げられる。いずれにしても、対象となる被加工物１に対して透過性を有する波長のパルスレーザビームを照射して改質層を形成する加工を行うものであればよい。

また、本実施の形態では、各分割予定ラインにおいて、交差する分割予定ラインによって仕切られた部分では中央の一箇所でのみ改質層２２を分断させることで所定の比率の長さとなるようにしたが、交点部分以外であれば分割予定ライン間の中央位置に限らず片寄った位置であってもよく、あるいは、数箇所に分けて改質層２２を分断させることで所定の比率の長さとなるようにしてもよい。

本発明の実施の形態の保持工程を示す斜視図である。改質層形成工程を含めて被加工物の保持状態を示す断面図である。改質層形成工程における改質層の形成部分を拡大して示す斜視図である。

符号の説明

１被加工物
２第１の分割予定ライン
３第２の分割予定ライン
４デバイス
５デバイス領域
６余剰領域
１０保持手段
１１ａ保持面
２２改質層

Claims

第１の分割予定ラインと該第１の分割予定ラインと交差する第２の分割予定ラインとによって区画された板状の被加工物を分割する分割方法であって、
保持面を有する保持手段で前記被加工物を保持する保持工程と、
前記保持面に保持された前記被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザビームを前記第１の分割予定ラインおよび前記第２の分割予定ラインに沿って照射して改質層を形成する改質層形成工程と、
前記改質層が形成された前記被加工物に外力を加えて前記第１の分割予定ラインと前記第２の分割予定ラインとに沿って前記被加工物を個々のチップに分割する分割工程と、
を含み、
前記改質層形成工程では、前記第１の分割予定ライン上においては前記第２の分割予定ラインによって仕切られた間隔に対して９０〜９５％の長さで該第２の分割予定ラインとの交点を含んで前記改質層を形成するとともに、前記第２の分割予定ライン上においては前記第１の分割予定ラインによって仕切られた間隔に対して９０〜９５％の長さで該第１の分割予定ラインとの交点を含んで前記改質層を形成することを特徴とする分割方法。
前記被加工物は、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する余剰領域とを有し、
前記保持工程では、前記保持面を前記余剰領域のみに接触させて前記被加工物を保持することを特徴とする請求項１に記載の分割方法。