JP2011151090A

JP2011151090A - 切削方法

Info

Publication number: JP2011151090A
Application number: JP2010009517A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Yodo; 良彰淀
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2030-01-19
Also published as: JP5453123B2

Abstract

【課題】半導体ウェーハ等のワークの表面に形成された機能層の膜剥がれをより一層抑制すること。
【解決手段】本発明のある実施の形態における切削方法において、第１の加工溝形成工程は、半導体ウェーハ１の分割予定ライン１２に沿って機能層１３に第１のレーザー光線を照射し、後段の切削工程で用いる切削ブレードの幅より広い間隔で分割予定ライン１２に沿った一対の第１の加工溝１４１，１４２を形成する。凸部形成工程は、分割予定ライン１２に沿って一対の第１の加工溝１４１，１４２の内側の機能層１３に第２のレーザー光線を照射し、一対の第１の加工溝１４１，１４２と離間するように基板１０の表面が露出する深さの第２の加工溝１５を形成することで一対の凸部１６１，１６２を形成する。そして、切削工程は、半導体ウェーハ１を第２の加工溝１５が形成された分割予定ライン１２に沿って切削ブレードにより切削する。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体ウェーハ等のワークを切削加工する切削方法に関するものである。

ＩＣやＬＳＩ等のデバイスが表面に形成された半導体ウェーハ等のワークは、ダイサーと呼ばれる切削装置によって個々のデバイスに分割され、各種電子機器に利用されている。例えば、切削ブレードを備えた切削装置では、ワーク表面の分割予定ライン上に切削ブレードを位置付けて切削加工し、ワークを個々のデバイスに分割している。

一方で、近年では、半導体チップの処理能力を向上させるために、シリコン等の半導体基板の表面に低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）や回路を形成する金属層等の機能層を積層した形態の半導体ウェーハが実用化されている。ここで、Ｌｏｗ−ｋ膜は、ＳｉＯＦ，ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜、あるいはポリイミド系やパリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる。

ところで、Ｌｏｗ−ｋ膜は非常に脆く剥がれ易い。このため、表面に前述のような機能層が形成された半導体ウェーハを切削ブレードにより分割予定ラインに沿って切削すると、この分割予定ライン上のＬｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離が回路にまで達して半導体チップに致命的な損傷を与えたり、金属層の切削に際してバリが発生するといった問題がある。また、機能層がＬｏｗ−ｋ膜を含まない場合であっても、切削ブレードの切削作用による破壊力によって切削加工時に分割予定ライン上の機能層が膜剥がれし、半導体チップを損傷する場合がある。この種の問題を解決するため、従来から、分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、溝を形成することで分割予定ライン上のＬｏｗ−ｋ膜等の機能層を除去した後に、その除去した領域に切削ブレードを位置付けて切削する分割方法が試みられている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００５−１４２３９８号公報

特許文献１の技術によれば、切削ブレードによる切削加工時に機能層が剥離する事態を抑制することができる。しかしながら、レーザー照射時に飛散したデブリが分割予定ライン上に形成された溝の側壁に付着してしまい、溝の端面部分に露出する機能層の膜剥がれが発生するという問題が生じる。

本発明は、上記に鑑みて為されたものであり、半導体ウェーハ等のワークの表面に形成された機能層の膜剥がれをより一層抑制することができる切削方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる切削方法は、表面に機能層が積層された基板上に複数のデバイスが形成されたワークを、前記複数のデバイスを区画する分割予定ラインに沿って切削ブレードにより切削する切削方法であって、前記分割予定ラインに沿って前記機能層に第１のレーザー光線を照射し、前記切削ブレードの幅より広い間隔で前記分割予定ラインに沿った一対の第１の加工溝を形成する第１の加工溝形成工程と、前記分割予定ラインに沿って前記一対の第１の加工溝の内側の前記機能層に第２のレーザー光線を照射し、前記一対の第１の加工溝と離間するように前記基板の表面が露出する深さの第２の加工溝を形成することで前記一対の第１の加工溝と前記第２の加工溝との間を分断する一対の凸部を形成する凸部形成工程と、前記第２の加工溝が形成された前記分割予定ラインに沿って前記ワークを前記切削ブレードにより切削する切削工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる切削方法は、上記発明において、前記凸部形成工程の後、前記一対の凸部のそれぞれに沿って第３のレーザー光線を照射し、前記一対の凸部を除去する凸部除去工程を含むことを特徴とする。

本発明では、分割予定ラインに沿って第１のレーザー光線を照射し、切削ブレードの幅より広い間隔で分割予定ラインに沿った一対の第１の加工溝を形成することとした。続いて、一対の第１の加工溝の内側に分割予定ラインに沿って第２のレーザー光線を照射し、一対の第１の加工溝と離間するように基板の表面が露出する深さの第２の加工溝を形成することとした。そしてこれにより、一対の第１の加工溝と第２の加工溝との間を分断する一対の凸部を形成することとした。したがって、一対の凸部が第１の加工溝と第２の加工溝との間を隔てる壁となり、第２のレーザー光線を照射することで第２の加工溝を形成する際に発生したデブリが第１の加工溝側へと飛散するのを防止することができる。したがって、第１の加工溝を形成することで分割予定ラインに露出する機能層の端面にデブリが付着しないため、ワークの表面に形成された機能層の膜剥がれをより一層抑制することができる。

図１は、半導体ウェーハの構成およびこの半導体ウェーハに溝形成加工を施すためのレーザー加工装置の主要部の構成を説明する概略斜視図である。図２は、半導体ウェーハの一部を拡大して示す断面図である。図３は、実施の形態の溝形成加工の工程を説明する説明図である。図４は、図３に続く実施の形態の溝形成加工の工程を説明する説明図である。図５は、図４に続く実施の形態の溝形成加工の工程を説明する説明図である。図６は、従来の溝形成加工の工程を説明する説明図である。図７は、図６に続く従来の溝形成加工の工程を説明する説明図である。図８は、図７に続く従来の溝形成加工の工程を説明する説明図である。図９は、実施の形態の切削加工の工程を説明する説明図である。

以下、本発明を実施するための形態である切削方法について図面を参照して説明する。本実施の形態の切削方法は、切削対象のワークに対して先ずレーザー光線を照射し、分割予定ラインに沿った溝を形成するものである。そしてその後、切削ブレードを用いてワークを切削し、分割予定ラインに沿って切断するものである。

図１は、ワークの一例である半導体ウェーハ１の構成およびこの半導体ウェーハ１に溝形成加工を施すためのレーザー加工装置５の主要部の構成を説明する概略斜視図である。また、図２は、半導体ウェーハ１の一部を拡大して示す断面図である。

図１に示すように、本実施の形態で切削対象とする半導体ウェーハ１は、略円板形状の基板１０を有する。基板１０の表面側は、互いに直行する分割予定ライン１２（１２−１，１２−２）によって格子状に区画されており、これら分割予定ライン１２によって区画された領域内にデバイス１１が形成されている。より詳細には、図２に示すように、基板１０の表面には低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）や金属層等を積層した機能層１３が形成されており、これら機能層１３の最表面にデバイス１１が形成された構成となっている。したがって、分割予定ライン１２上では、半導体ウェーハ１の表面に機能層１３が露出する。この機能層１３の厚さは、例えば１０μｍ程度である。

なお、ワークの具体例は、特に限定されるものではなく、例えばシリコン（Ｓｉ）やガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等の半導体ウェーハの他、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）系の無機材料基板、さらには、μｍオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料が挙げられる。

レーザー加工装置５は、これら表面側の各デバイス１１を区画している格子状の分割予定ライン１２に沿って、半導体ウェーハ１に溝形成加工を施す。このレーザー加工装置５は、半導体ウェーハ１を保持するための保持テーブル６と、この保持テーブル６をＸ軸方向（加工送り方向）およびＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動させるための保持テーブル駆動手段８と、保持テーブル６によって保持された半導体ウェーハ１にレーザー光線を照射するためのレーザー照射手段９とを備える。ここで、レーザー加工装置５は、図１に示すように、例えば、環状フレーム３の内側開口部を覆うように外周部が装着された保護テープ２の表面に裏面側が貼着された状態の半導体ウェーハ１を扱う。

保持テーブル６は、半導体ウェーハ１に応じた大きさのチャックテーブルを主体とするものであり、ＸＹ平面と平行な保持面６１を有し、不図示の吸引手段によって保持面６１上に載置された半導体ウェーハ１を吸引保持する。また、保持テーブル６は、保持面６１の周囲に配設されて環状フレーム３を固定するクランプ６２を有し、半導体ウェーハ１は、保護テープ２を下にし、表面が露出するように保持テーブル６に搬入される（矢印Ａ１）。より詳細には、半導体ウェーハ１は、不図示の搬送手段によって、例えば互いに直交するうちの一方の分割予定ライン１２−１がＸ軸方向に沿う向きで保持テーブル６に搬入され、保持面６１上で吸引保持される。このように半導体ウェーハ１を保持面６１上で保持する保持テーブル６は、円筒部材７の上端に設けられ、円筒部材７内に配設された不図示のパルスモータによって鉛直軸を軸中心として回転自在な構成となっている。

保持テーブル駆動手段８は、２段の滑動ブロック８１，８２を備え、保持テーブル６は、円筒部材７を介してこれら２段の滑動ブロック８１，８２の上に搭載されている。また、保持テーブル駆動手段８は、ボールネジ８３１やパルスモータ８３２等で構成された割り出し送り手段８３を備え、滑動ブロック８１は、この割り出し送り手段８３によってＹ軸方向への移動が自在である。そして、割り出し送り手段８３が駆動して滑動ブロック８１が移動し、後述するレーザー照射手段９に対して保持テーブル６がＹ軸方向に移動することで、滑動ブロック８１に搭載された保持テーブル６とレーザー照射手段９とをＹ軸方向に沿って相対的に移動させる。

さらに、保持テーブル駆動手段８は、ボールネジ８４１やパルスモータ８４２等で構成された加工送り手段８４を備え、滑動ブロック８２は、この加工送り手段８４によってＸ軸方向への移動が自在である。そして、加工送り手段８４が駆動して滑動ブロック８２が移動し、レーザー照射手段９に対して保持テーブル６がＸ軸方向に移動することで、滑動ブロック８２に搭載された保持テーブル６とレーザー照射手段９とをＸ軸方向に沿って相対的に移動させる。

なお、ここでは、保持テーブル６をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させることで保持テーブル６とレーザー照射手段９とを相対的に移動させる構成とした。これに対し、保持テーブル６を移動させずにレーザー照射手段９をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる構成としてもよい。また、保持テーブル６およびレーザー照射手段９の双方をＸ軸方向に沿って逆方向に移動させ、保持テーブル６およびレーザー照射手段９の双方をＹ軸方向に沿って逆方向に移動させてこれらを相対移動させる構成としてもよい。

また、割り出し送り手段８３に対しては、保持テーブル６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８５が付設されている。割り出し送り量検出手段８５は、Ｙ軸方向に沿って配設されたリニアスケールや、滑動ブロック８１に配設されて滑動ブロック８１とともに移動することでリニアスケールを読み取る読み取りヘッド等で構成される。同様に、加工送り手段８４に対しては、保持テーブル６の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段８６が付設されている。この加工送り量検出手段８６は、Ｘ軸方向に沿って配設されたリニアスケールや、滑動ブロック８２に配設されて滑動ブロック８２とともに移動することでリニアスケールを読み取る読み取りヘッド等で構成される。

レーザー照射手段９は、レーザー照射ユニット９１と、保持テーブル６の上方でレーザー照射ユニット９１を支持する支持部材９３とを備える。

レーザー照射ユニット９１は、保持面６１上の半導体ウェーハ１に対してレーザー光線を照射し、分割予定ライン１２に沿って溝を形成するためのものであり、その下端部に保持面６１上の半導体ウェーハ１の表面と対向するように配設された集光器９２を具備している。集光器９２は、レーザー照射ユニット９１の内部に配設されたレーザー光線発振手段によって発振されるレーザー光線を保持面６１上の半導体ウェーハ１に向けて集光させるための集光レンズが内部に配設されたものである。レーザー光線発振手段は、例えばＹＡＧレーザー発振器やＹＶＯ４レーザー発振器からなり、集光器９２の鉛直下方に位置付けられる半導体ウェーハ１の表面にレーザー光線を照射する。

なお、支持部材９３は、レーザー照射ユニット９１をＺ軸方向に移動自在に支持しており、集光器９２に内蔵された集光レンズを保持面６１に対して垂直に移動させることができる。このように、レーザー照射手段９は、集光レンズによって集光されるレーザー光線の集光点位置（Ｚ位置）の調整が可能な構成とされている。

制御手段５０は、レーザー加工装置５の動作に必要な各種データを保持するメモリを内蔵したマイクロコンピュータ等で構成され、レーザー加工装置５を構成する各部の動作を制御してレーザー加工装置５を統括的に制御する。この制御手段５０の制御のもと、レーザー加工装置５は、第１の加工溝形成工程、凸部形成工程、および凸部除去工程を実施し、保持面６１上に搬入された半導体ウェーハ１のＸ軸方向に沿う一方の分割予定ライン１２−１のそれぞれに溝形成加工を施す。具体的には、制御手段５０は、保持テーブル駆動手段８、詳細には割り出し送り手段８３や加工送り手段８４を駆動し、集光器９２の下方にＸ軸方向に沿う一方の分割予定ライン１２−１を位置付ける。その後、加工送り手段８４をさらに駆動して保持テーブル６をＸ軸方向に加工送りしながらレーザー照射手段９を駆動し、集光器９２からレーザー光線を照射することによって分割予定ライン１２−１に対して溝形成加工を施す。その後は、割り出し送り手段８３を駆動して保持テーブル６をＹ軸方向へ割り出し送りすることで集光器９２の鉛直下方に隣接する分割予定ライン１２−１を順次位置付けて対象を移しながら、全ての分割予定ライン１２−１に対して溝形成加工を施す。そして、分割予定ライン１２−１に対する溝形成加工を終えたならば、保持テーブル６を９０度回転させることで他方の分割予定ライン１２−２がＸ軸方向に沿うように半導体ウェーハ１の姿勢を変更し、その後、同様にして全ての分割予定ライン１２−２に溝形成加工を施す。

次に、本実施の形態の切削方法について説明する。本実施の形態の切削方法では、先ず、以上のように構成されるレーザー加工装置５によって第１の加工溝形成工程、凸部形成工程、および凸部除去工程を順に実施し、半導体ウェーハ１表面の分割予定ライン１２のそれぞれに対して溝形成加工を施す。その後、図示しない切削装置によって切削工程を実施し、溝形成加工が施された分割予定ライン１２のそれぞれに対して切削加工を施す。

先ず、図３〜図５を参照し、本実施の形態における第１の加工溝形成工程、凸部形成工程、および凸部除去工程について１つの分割予定ライン１２に着目して詳細に説明する。なお、図３〜図５では、着目する分割予定ライン１２を含む半導体ウェーハ１の一部断面を示している。

（第１の加工溝形成工程）
第１の加工溝形成工程では、図３に示すように、レーザー加工装置５は先ず、保持テーブル駆動手段８を駆動して保持テーブル６をＸ軸方向および／またはＹ軸方向に移動させ、分割予定ライン１２の一方の端縁部Ｅ１１を集光器９２の鉛直下方に位置付ける。その後、保持テーブル６をＸ軸方向に加工送りしながら第１のレーザー光線を照射し、分割予定ライン１２に沿ってその一方の端縁部Ｅ１１の機能層１３に第１の加工溝を形成する。続いて、保持テーブル駆動手段８を駆動して保持テーブル６をＹ軸方向に移動させ、分割予定ライン１２の他方の端縁部Ｅ１２を集光器９２の鉛直下方に位置付ける。そして、保持テーブル６をＸ軸方向に加工送りしながら第１のレーザー光線を照射し、分割予定ライン１２に沿ってその他方の端縁部Ｅ１２の機能層１３に第１の加工溝を形成する。この結果、図４に示すように、分割予定ライン１２の両方の端縁部において分割予定ライン１２に沿った一対の第１の加工溝１４１，１４２が形成される。

ここで、形成する各第１の加工溝１４１，１４２の幅は６〜８μｍ程度とする。レーザー照射手段９は、レーザー照射時に発生するデブリが加工品質に悪影響を与えない程度となるようにその出力を後述する第２のレーザー光線よりも低く設定し、第１のレーザー光線として照射する。また、各第１の加工溝１４１，１４２の深さは、基板１０の表面が露出する深さに設定するのが望ましい。続く凸部形成工程では、この第１の加工溝１４１，１４２の内側に第２の加工溝を形成するが、第１の加工溝１４１，１４２の下方に機能層１３が残存していると、第２の加工溝の形成時にこの残存する機能層１３の膜剥がれが生じる場合があるためである。また、各第１の加工溝１４１，１４２の形成位置は、分割予定ライン１２の幅方向に沿った第１の加工溝１４１，１４２間の間隔が、例えば後段の切削工程で分割予定ライン１２に対して切削加工を施す切削ブレードＢ（図９を参照）の幅よりも広くなるように設定される。なお、後段の凸部形成工程、および凸部除去工程を経て最終的に分割予定ライン１２に形成される溝の幅が切削ブレードＢの幅よりも広くなればよく、第１の加工溝１４１，１４２の外側の側壁間の間隔が切削ブレードＢの幅よりも広くなるように第１の加工溝１４１，１４２の形成位置を設定することとしてもよい。

（凸部形成工程）
凸部形成工程では、レーザー加工装置５は、一対の第１の加工溝１４１，１４２間に第２のレーザー光線を照射して第２の加工溝を形成するが、このとき、第１の加工溝１４１，１４２と離間するように、これら第１の加工溝１４１，１４２との間に所定の間隔を配して第２の加工溝を形成する。そして、このように第２の加工溝を形成することで、第１の加工溝１４１，１４２との間を分断する一対の凸部を形成する。なお、ここでは、例えば分割予定ライン１２に沿って第２のレーザー光線を２回照射し、第２の加工溝を形成する。

すなわち、図４に示すように、レーザー加工装置５は先ず、保持テーブル駆動手段８を駆動して保持テーブル６をＸ軸方向および／またはＹ軸方向に移動させ、分割予定ライン１２の一方の端縁部側であって、第１の加工溝１４１よりも内側の位置を集光器９２の鉛直下方に位置付ける。その後、保持テーブル６をＸ軸方向に加工送りしながら第２のレーザー光線を照射し、分割予定ライン１２に沿って第１の加工溝１４１の内側の機能層１３の領域Ｅ２１に溝を形成する。さらに、保持テーブル駆動手段８を駆動して保持テーブル６をＹ軸方向に移動させ、分割予定ライン１２の他方の端縁部側であって、第１の加工溝１４２よりも内側の位置を集光器９２の鉛直下方に位置付ける。そして、保持テーブル６をＸ軸方向に加工送りしながら第２のレーザー光線を照射し、分割予定ライン１２に沿って第１の加工溝１４２の内側の機能層１３の領域Ｅ２２に、第１の加工溝１４１よりの領域Ｅ２１に形成した溝と連通する溝を形成する。

この結果、図５に示すように、第１の加工溝１４１，１４２の内側には、分割予定ライン１２に沿って、第１の加工溝１４１，１４２よりも幅の広い第２の加工溝１５が形成される。第２の加工溝１５の深さは、基板１０の表面が露出する深さに設定する。そして、このように第１の加工溝１４１，１４２の内側に機能層１３の表面を一部残して第２の加工溝１５を形成することで、第１の加工溝１４１，１４２と第２の加工溝１５との間に、これらを分断するように機能層１３の最表面を頂部とした一対の凸部１６１，１６２を形成する。また、各凸部１６１，１６２の幅は、例えば５μｍ程度とする。

ここで、凸部形成工程では、幅の広い溝を形成するため、レーザー照射手段９は、その出力を第１のレーザー光線よりも高く設定し、第２のレーザー光線として照射する。このように出力を高く設定した第２のレーザー光線の照射時には、第１のレーザー光線の照射時と比べて発生するデブリの量が増大する。そして、図５中に矢印Ａ２で示すように第２の加工溝１５の側壁側へと飛散したデブリ１７は、図５中に拡大して示すように、第２の加工溝１５の側壁１５１、すなわち第１の加工溝１４１，１４２との間に凸部１６１，１６２として残った機能層１３の端面に付着する。したがって、凸部１６１，１６２が第１の加工溝１４１，１４２と第２の加工溝１５との間を隔てる壁となり、デブリの第１の加工溝１４１，１４２側への飛散を防止する。

なお、実際に形成する第２の加工溝１５の幅は、切削加工時に用いる切削ブレードＢ（図９を参照）の幅に応じて決まる。すなわち、切削ブレードＢの幅が広い程第２の加工溝１５の幅も広く設定する。切削ブレードＢは、基板１０の厚みに応じた幅のものが用いられるが、一例を挙げると、基板１０の厚さが６００μｍ〜７００μｍであれば、第２の加工溝１５の幅を６０μｍ〜７０μｍ程度に設定する。

また、ここでは、第２の加工溝１５を形成するため、照射位置を異ならせて第２のレーザー光線を２回照射することとしたが、凸部形成工程では、第１の加工溝１４１，１４２間に例えば５μｍ程度の凸部１６１，１６２が形成されるように第２の加工溝１５を形成できればよい。したがって、第２のレーザー光線は何度照射することとしてもよく、その照射回数は、例えば形成する第２の加工溝１５の幅等に応じて１回以上の適宜の回数に設定できる。

（凸部除去工程）
凸部除去工程では、凸部１６１，１６２を除去する。すなわち、図５に示すように、レーザー加工装置５は先ず、保持テーブル駆動手段８を駆動して保持テーブル６をＸ軸方向および／またはＹ軸方向に移動させ、分割予定ライン１２の一方の端縁部側に形成された凸部１６１を集光器９２の鉛直下方に位置付ける。その後、保持テーブル６をＸ軸方向に加工送りしながら第３のレーザー光線を照射し、一方の凸部１６１を形成する機能層１３の領域Ｅ３１を除去する。続いて、保持テーブル駆動手段８を駆動して保持テーブル６をＹ軸方向に移動させ、分割予定ライン１２の他方の端縁部側に形成された凸部１６２を集光器９２の鉛直下方に位置付ける。そして、保持テーブル６をＸ軸方向に加工送りしながら第３のレーザー光線を照射し、他方の凸部１６２を形成する機能層１３の領域Ｅ３２を除去する。

この結果、第１の加工溝１４１，１４２と第２の加工溝１５との間を分断していた凸部１６１，１６２が、凸部形成工程においてこの凸部１６１，１６２の第２の加工溝１５側の側壁に付着したデブリとともに除去される。ここで、上記したように、凸部１６１，１６２の幅は５μｍ程度であり、レーザー照射手段９は、レーザー照射時に発生するデブリが加工品質に悪影響を与えない程度となるようにその出力を例えば第１のレーザー光線と同程度に設定し、第３のレーザー光線として照射する。これによれば、凸部１６１，１６２の除去によって加工品質に悪影響を与える程のデブリは発生しない。

後段の切削工程では、切削ブレードＢ（図９を参照）による切削加工を行う。このように凸部除去工程において凸部１６１，１６２を除去しておけば、切削ブレードＢによる切削加工時に凸部１６１，１６２が倒れたり、切削ブレードＢの偏磨耗あるいは切削ブレードＢの蛇行が生じるといった事態が生じないため、望ましい。ただし、この凸部除去工程は必ずしも実施しなくてもよく、凸部１６１，１６２を残したまま後段の切削工程に移ることとしてもよい。

以上の第１の加工溝形成工程、凸部形成工程、および凸部除去工程を経て、分割予定ライン１２には、第１の加工溝１４１，１４２と第２の加工溝１５が連通した幅の広い溝が形成され、分割予定ライン１２に沿って基板１０の表面が露出する。より詳細には、第１の加工溝１４１，１４２間の間隔は切削ブレードＢ（図９を参照）の幅より広い幅に設定されており、分割予定ライン１２には、切削ブレードＢの幅以上の幅で基板１０の表面が露出する。このような溝形成加工を、半導体ウェーハ１の全ての分割予定ライン１２について行う。

ここで、図６〜図８を参照し、従来の溝形成加工について説明する。図６〜図８は、特許文献１に開示されている従来の溝形成加工について１つの分割予定ライン１２に着目して説明する説明図であり、着目する分割予定ライン１２を含む半導体ウェーハ１の一部断面を示している。

従来の溝形成加工では、先ず、本実施の形態の第１の加工溝形成工程と同様の要領で、分割予定ライン１２の両方の端縁部において分割予定ライン１２に沿った一対の溝を形成する。すなわち、レーザー加工装置５は、図６に示すように、保持テーブル駆動手段８を駆動して保持テーブル６をＸ軸方向および／またはＹ軸方向に移動させ、分割予定ライン１２の一方の端縁部Ｅ４１を集光器９２の鉛直下方に位置付ける。その後、保持テーブル６をＸ軸方向に加工送りしながら分割予定ライン１２に沿ってその一方の端縁部Ｅ４１にレーザー光線を照射する。同様に、分割予定ライン１２の他方の端縁部Ｅ４２を集光器９２の鉛直下方に位置付ける。その後、保持テーブル６をＸ軸方向に加工送りしながら分割予定ライン１２に沿ってその他方の端縁部Ｅ４２にレーザー光線を照射する。これにより、図７に示すように、分割予定ライン１２に沿って、その両方の端縁部に幅が短く基板１０の表面に達する深さの一対の溝２０１，２０２を形成する。

続いて、レーザー加工装置５は、分割予定ライン１２に沿って一対の溝２０１，２０２と連通するように溝形成加工を施す。ここでは、本実施の形態と同様に、分割予定ライン１２に沿ってレーザー光線を２回照射することとする。すなわち、図７に示すように、レーザー加工装置５は先ず、保持テーブル駆動手段８を駆動して保持テーブル６をＸ軸方向および／またはＹ軸方向に移動させ、分割予定ライン１２の一方の溝２０１よりの位置を集光器９２の鉛直下方に位置付ける。そして、保持テーブル６をＸ軸方向に加工送りしながらレーザー光線を照射し、分割予定ライン１２に沿って溝２０１の内側の機能層１３の領域Ｅ５１に、この溝２０１と連通する溝を形成する。さらに、保持テーブル駆動手段８を駆動して保持テーブル６をＹ軸方向に移動させ、分割予定ライン１２の他方の溝２０２よりの位置を集光器９２の鉛直下方に位置付ける。そして、保持テーブル６をＸ軸方向に加工送りしながらレーザー光線を照射し、分割予定ライン１２に沿って溝２０２の内側の機能層１３の領域Ｅ５２に、この溝２０２と連通する溝を形成する。この結果、図８に示すように、分割予定ライン１２に沿って１つの溝２１が形成され、基板１０の表面が露出する。各溝２０１，２０２の形成位置は、その分割予定ライン１２の幅方向に沿った間隔が切削加工時に用いる切削ブレードの幅よりも広くなるように設定されるため、溝２１の幅は、切削ブレードＢの幅以上となる。

このとき、レーザー照射手段９は、幅の広い溝を形成するため、実施の形態の第２のレーザー光線と同程度に出力を高く設定してレーザー光線を出力する。したがって、レーザー光線の照射時に発生するデブリが溝２０１，２０２の形成時と比べて増大する。そして、従来の構成では、図８中に矢印Ａ３で示すように溝２１の側壁側へと飛散したデブリ２２は、図８中に拡大して示すように、この溝２１の側壁２１１、すなわち分割予定ライン１２に沿って溝２１を形成することで分割予定ライン１２露出する機能層１３の端面に付着する。このように機能層１３の端面に付着したデブリ２２は、機能層１３の膜剥がれの原因となり、加工品質に悪影響を与える。すなわち、デブリ２２が機能層１３の端面に付着したときの衝撃や熱で機能層１３が剥がれる場合があった。

これに対し、本実施の形態では、上記したように、第１の加工溝１４１，１４２と離間するように第２の加工溝１５を形成することで第１の加工溝１４１，１４２との間に凸部１６１，１６２を形成し、デブリの第１の加工溝１４１，１４２側への飛散を防止するようにした。これによれば、最終的に分割予定ライン１２に沿って形成される溝に露出する機能層１３の端面（第１の加工溝１４１，１４２の外側の側壁）へのデブリの付着を防止できる。

次に、図９を参照し、本実施の形態における切削工程について説明する。なお、図９においても、図３〜図５と同様に着目する分割予定ライン１２を含む半導体ウェーハ１の一部断面を示している。

（切削工程）
以上のように、各分割予定ライン１２に溝形成加工が施された半導体ウェーハ１は、不図示の切削装置に搬入され、続く切削工程に移る。すなわち、切削工程では、不図示の切削装置は、図９に示すように、分割予定ライン１２の上方に切削ブレードＢを位置付ける。そして、図９中に矢印Ａ４で示すように切削ブレードＢを下降させて切削加工を施し、半導体ウェーハ１を分割予定ライン１２に沿って切断する。このような切削加工を、半導体ウェーハ１の全ての分割予定ライン１２について行う。

以上説明したように、本実施の形態では、先ず、分割予定ライン１２の両方の端縁部において、レーザー照射時に発生するデブリが加工品質に悪影響を与えない程度となるような低い出力で第１のレーザー光線を照射し、分割予定ライン１２に沿った一対の第１の加工溝１４１，１４２を形成することとした。そして、この一対の第１の加工溝１４１，１４２の内側に第１のレーザー光線よりも高い出力で第２のレーザー光線を照射し、この第１の加工溝１４１，１４２と離間するように第２の加工溝１５を形成することによって、第１の加工溝１４１，１４２との間を分断する一対の凸部１６１，１６２を形成することとした。これによれば、凸部１６１，１６２が第１の加工溝１４１，１４２と第２の加工溝１５との間を隔てる壁となり、第２の加工溝１５を形成する際に発生したデブリが第１の加工溝１４１，１４２側へと飛散するのを防止することができる。

このように、本実施の形態によれば、溝形成加工の結果最終的に分割予定ライン１２に形成される溝の側壁へのデブリの付着を防止できる。したがって、分割予定ライン１２に溝を形成することで露出する機能層１３の端面にデブリが付着しないため、半導体ウェーハ１等のワークの表面に形成された機能層１３の膜剥がれをより一層抑制することができる。

以上のように、本発明の切削方法は、半導体ウェーハ等のワークの表面に形成された機能層の膜剥がれをより一層抑制するのに適している。

１半導体ウェーハ
１０基板
１１デバイス
１２（１２−１，１２−２）分割予定ライン
１３機能層
５レーザー加工装置
６保持テーブル
８保持テーブル駆動手段
９レーザー照射手段
９１レーザー照射ユニット
９２集光器
５０制御手段
Ｂ切削ブレード

Claims

表面に機能層が積層された基板上に複数のデバイスが形成されたワークを、前記複数のデバイスを区画する分割予定ラインに沿って切削ブレードにより切削する切削方法であって、
前記分割予定ラインに沿って前記機能層に第１のレーザー光線を照射し、前記切削ブレードの幅より広い間隔で前記分割予定ラインに沿った一対の第１の加工溝を形成する第１の加工溝形成工程と、
前記分割予定ラインに沿って前記一対の第１の加工溝の内側の前記機能層に第２のレーザー光線を照射し、前記一対の第１の加工溝と離間するように前記基板の表面が露出する深さの第２の加工溝を形成することで前記一対の第１の加工溝と前記第２の加工溝との間を分断する一対の凸部を形成する凸部形成工程と、
前記第２の加工溝が形成された前記分割予定ラインに沿って前記ワークを前記切削ブレードにより切削する切削工程と、
を含むことを特徴とする切削方法。
前記凸部形成工程の後、前記一対の凸部のそれぞれに沿って第３のレーザー光線を照射し、前記一対の凸部を除去する凸部除去工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の切削方法。