JP4286488B2

JP4286488B2 - 基板切断方法

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Publication number: JP4286488B2
Application number: JP2002035794A
Authority: JP
Inventors: 宏黒澤; 博司沢田
Original assignee: Canon Machinery Inc
Current assignee: Canon Machinery Inc
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2022-02-13
Also published as: JP2002324768A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板切断方法に関し、特に多数の素子を形成した半導体ウェーハを切断して半導体ペレットを製造する場合に好適する基板切断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置を製造する場合、一般に、インゴットからスライスし研磨した半導体ウェーハに多数の素子（集積回路を含む。以下同じ）を形成し、この半導体ウェーハを前記素子間のスクライブラインに沿って切断して得たペレットをリードフレーム等にダイボンディングし、さらに素子とリード間のワイヤボンディングを行なった後、樹脂等でモールドし、リードフレーム等を分割して製造している。
【０００３】
前記した半導体ウェーハの切断に際しては、図１０および図１１に示すように、多数の素子Ｐを形成したウェーハＷを粘着シートＳに貼り付けて、粘着シートＳをｘ−ｙテーブルＳＴの吸着孔Ｈで吸着保持し、各素子Ｐ，Ｐ，…間のスクライブラインに沿って、ダイアモンドブレードＢを備えたダイサＤでダイシングして、個々の素子Ｐを分割してペレットＰを得ている。
【０００４】
ところが、上記のように、ウェーハＷを粘着シートＳに貼り付けてダイサＤで切断する方法には、次のような問題点があった。
【０００５】
第１に、ダイサＤによって機械的に材料欠陥を生成・増殖させて切断するので、切断時にウェーハＷまたは素子Ｐにクラックやチッピングが生じ、ペレットＰの収率が低下する。しかも、外見上明らかなクラックやチッピングは、カメラ等による撮像によって検出して除去できるが、内部に生じたマイクロクラック等は外部からの撮像によっては検出が困難で、組み立て後の特性検査等で不良となるので、ダイボンディング時における接着剤および放熱板等や、ワイヤボンディング時におけるワイヤ等の緒資材の無駄が生じるばかりでなく、不必要な工程処理を施すことによる時間ロスや電気・ガス等の無駄も生じる。
【０００６】
第２に、ダイサＤによる切断は、摩擦熱を生じるために冷却が不可避であり、また、ダイシングによって切り屑が発生するのでこれを洗い流すために、ダイシング時に多量の冷却水を必要とする。また、その冷却水のために、装置を水密構造にしなければならず、装置が複雑化および高額化する。
【０００７】
第３に、最近、太陽電池，ＩＣカード，スタックタイプ半導体装置等の薄型の半導体装置の要求が高まっているが、このような薄型化の要求に対処するためウェーハＷを薄型化すれば、その機械的強度が低下するので、粘着シートＳにウェーハＷを貼り付ける際の押圧力によってウェーハＷが破損しやすいのみならず、切断後に粘着シートＳからペレットＰを剥離する際に、ペレットＰが破損しやすい。
【０００８】
そのため、ペレットＰの薄型化のために、図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示すような、先ダイシングと称される製造方法が開発されている。この方法は、比較的厚い厚さｔ1（例えば５００μｍ）のウェーハＷの表面側ａに多数の素子Ｐを形成し、その裏面ｂを第１の粘着シートＳ１に貼り付けて（Ａ）、ウェーハＷを表面ａ側から素子Ｐ，Ｐ間のスクライブラインに沿ってダイシングして所定深さの溝Ｇを形成した後（Ｂ）、裏面の粘着シートＳ１を剥がして、今度は表面ａ側に第２の粘着シートＳ２を貼り付けて（Ｃ）、裏面ｂ側を前記ダイシングによって形成した溝Ｇを超える厚さｔ3だけ研削除去することによって、薄型化した裏面ｃを形成すると同時に個々のペレットＰ，Ｐ…に分割して、所望厚さｔ2（例えば３０〜５０μｍ）のペレットＰを得るものである（Ｄ）。
【０００９】
しかしながら、この先ダイシングと称される製造方法は煩雑であり、製造原価が高騰する。また、粘着シートＳ2からペレットＰを剥離する際に、ペレットＰが破損しやすいことに変わりはない。
【００１０】
第４に、図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、予めウェーハＷの裏面に一括処理によって半田や樹脂等の接着剤層ＡＤを形成しておいてその接着剤層ＡＤ側を粘着シートＳに貼り付け（Ａ）、ダイシングによって各ペレットＰに切断し（Ｂ）、各ペレットＰを粘着シートＳから剥離して裏面に接着剤層ＡＤを有するペレットＰを得た後（Ｃ）、そのペレットＰを裏面の接着剤層ＡＤを利用してリードフレーム等の放熱板Ｒにダイボンディングする一括接着剤層による製造方法も開発されている（Ｄ）。
【００１１】
この方法は、ダイボンディング時に放熱板Ｒに一々接着剤を供給しなくてよいので、ダイボンディングが容易になり、ダイボンディング工程の時間短縮ができるのみならず、放熱板ＲにボンディングされたペレットＰの接着剤層ＡＤが均一な厚さになるので、後のワイヤボンディング工程において、ボンディング位置の高さが一定になるため、ボンディング箇所ごとの煩雑なボンディングツールの高さ調整が不要になり、ワイヤボンディングが迅速，容易かつ確実になる製造方法であるが、前述の先ダイシングと称されるペレットＰの薄型化の製造方法によっては、このような予めウェーハＷの裏面に半田や樹脂等の接着剤層ＡＤを形成しておいて、裏面に接着剤層ＡＤを有するペレットＰを得ることができない。また、接着剤層ＡＤが半田等の軟質材で形成されている場合は、接着剤がブレードＢに目詰まりして、ダイシングがうまくできない。
【００１２】
第５に、ダイサＤを用いる方法は、ウェーハＷ位置から外れた位置でブレードＢの高さを設定した後、そのブレード高さを保持したままウェーハＷを吸着保持したｘ−ｙテーブルを水平移動させることによって、ウェーハＷの一端外方から他端外方までブレードを往復動作させてウェーハＷをダイシングするので、ウェーハＷの周辺部分に非正形ペレットが多数生じるため、正形ペレットと非正形ペレットとの選別が必要になりその処理が煩雑である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、ウェーハＷを、ダイアモンドブレードＢを有するダイサＤで機械的に切断することに代えて、図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ウェーハＷのペレットＰ，Ｐ間のスクライブラインに沿ってＣＯ₂レーザやＹＡＧレーザの連続波レーザや長パルスレーザＬを照射して（Ａ）、レーザ照射部分を溶融飛散させて溝Ｇを形成し（Ｂ）、レーザＬを繰り返し照射することによって溝Ｇを裏面まで貫通させてウェーハＷを切断することが考えられている（Ｃ）。
【００１４】
しかしながら、このようなレーザＬは連続波またはパルス幅が大きいので、レーザ照射時にレーザ照射部分近傍が熱伝導によって温度上昇してしまい、ウェーハＷに熱歪が発生して、クラックやマイクロクラック発生の原因になるばかりでなく、レーザＬの照射部近傍まで加熱溶融され、その溶融部分がレーザＬの照射部分の溶融物の急激な飛散力によって一緒に飛散するため、形成される溝Ｇの幅ｗが大きく、かつ不均一になり、しかもその溝Ｇの傾斜角度が小さいために、素子Ｐ，Ｐ…間のスクライブライン幅を大きく設定しなければならず、ペレット収率が低くなる。しかも溶融したウェーハ材料が溝Ｇの縁部に堆積したり、レーザ照射部近傍に飛び散って素子（ペレット）Ｐの電極等に被着したりする。また、得られるペレットＰの側端面Ｐａの傾斜角度も小さいので、ペレットＰの用途によっては支障となる場合もあるという問題点があった。
【００１５】
したがって、本発明は、レーザを照射する基板切断方法において、上記従来の問題点を解決した切断方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載された基板切断方法は、基板にパルス幅が１ピコ秒以下である超短パルスレーザを照射して穴を形成して切断する基板切断方法であって、基板に、前記超短パルスレーザのパルス間隔がパルス照射により粒子の飛散が始まってから飛散粒子が穴周囲に付着し始めるタイミングである３〜３０ピコ秒で複数パルス照射して、飛散粒子にパルス照射を行って穴周囲への付着を抑制しつつ基板を切断することを特徴とするものである。
【００１７】
図４は超短パルスレーザ装置の構成ブロック図である。ここで、チタンサファイアレーザ出力をそのまま増幅しようとすると、ピーク強度が高くなり過ぎて光学素子が損傷するので、チャープパルス増幅法を用いる。チャープパルス増幅法とは、図５に示すように、上記再生増幅器ＲＡに入射する超短パルスレーザＴＬのパルス幅を、回折格子対を用いて周波数チャープさせることにより、数千倍以上にパルス幅を広げ（パルス伸張）（１）、ピークパワーを低く保った状態で増幅し（パルス増幅）（２）、その後、再び回折格子対で元のパルス幅に圧縮する（パルス圧縮）（３）技術をいう。最終的に増幅されたパルスは、例えば、エネルギ２ｍＪ、パルス幅１３０ｆｓ、繰り返し率１０Ｈｚであり、ピーク強度は１５ＧＷまで増幅される。チタンサファイアレーザのピーク強度は１０７ｋＷであるから、約１００，０００倍に増幅されたことになる。
【００１８】
超短パルスレーザを照射する基板切断方法は、ダイアモンドブレードを備えるダイサによる機械的な切断と異なって、切断時にペレットが機械的な力によって飛び散ることがないので、従来の粘着シートは不要であり省略できるため、資材費が節減できるのみならず、貼り付け工程が削減できるため、工程原価が低減できる。また、ドライプロセスであるため、洗浄工程を省略できる。さらに、超短パルスレーザは、従来のＣＯ₂レーザやＹＡＧレーザの連続波レーザやパルスレーザＬを照射してウェーハＷを切断する方法に比較して、レーザのパルス幅が小さいので熱伝導が小さく、レーザ照射部分近傍の基板温度上昇はほとんどないので、基板の温度上昇による熱歪によるクラック発生に起因する収率低下がなくなるし、レーザを照射した部分のみに幅狭の溝を形成できるのでスクライブラインの幅も小さく設計でき、基板１枚当りの素子数を増大できる。しかも溶融した基板材料がレーザ照射部の近傍に飛び散ることも少なくなるので、ペレットの収率を高くできる。
【００１９】
すなわち、レーザ照射時の熱拡散長Ｌ_Dは、材料の拡散係数をＤ、レーザのパルス幅をτ_lとすると、Ｌ_D＝（Ｄτ_l）^1/2で表せる。ここで、Ｄ＝ｋ_T／ρｃ_pで、ｋ_T，ρ，ｃ_pは、それぞれ熱伝導度，密度および熱容量である。したがって、熱拡散長Ｌ_Dは、パルス幅τ_lの平方根に比例するため、超短パルスレーザを照射すれば従来に比しレーザ照射時の熱拡散長が非常に小さくなり、パルス幅がピコ秒以下になると、熱拡散をほとんど無視することができる。
【００２１】
また、そのパルス幅が１ピコ秒以下である、例えば、チタンサファイアレーザ源のフェムト秒パルス（波長８００ｎｍ）を照射することによって、図６（Ａ）に示すように基板１にレーザ７を照射したとき、レーザ７の照射部分近傍の温度上昇がほとんどなく、したがって、図６（Ｂ）に示すようなレーザ７の照射部分のみに側面が切り立った溝８が形成でき、レーザ７を1ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの繰り返し周波数で照射することによって、図６（Ｃ）に示すような傾斜がほとんどない側端面２ａを有するペレット２が得られる。したがって、溝８のアスペクト比が高く、基板１のスクライブライン幅を小さく設定することができ、基板１枚当りのペレット２の個数を増大することができ、ペレット２の収率を向上することができる。これを従来のレーザによる基板切断方法である前述した図１４（Ａ）〜（Ｃ）と比較すると、差は歴然としている。また、基板の温度上昇はほとんどなく、溶融した基板材料がレーザ照射部の近傍に堆積したり飛び散ったりすることも少なくなる。さらには、先行のパルス照射による飛散粒子が、後続のパルス照射によって穴周囲に再付着することが抑制されて、穴周囲の盛り上がり高さ寸法を小さくすることができる。
【００２２】
本発明の請求項２に記載された基板切断方法は、前記レーザが、基板の表面層を改質した状態で照射されることを特徴とするものである。
【００２３】
上記請求項２に記載の基板切断方法によれば、基板の表面層の温度を上昇させてレーザ透過度を低下させた改質状態でレーザを照射するので、改質された表面層のレーザ吸収係数が高くなり，加工精度を向上できる。
【００２６】
本発明の請求項３に記載された基板切断方法は、前記基板が、多数の素子を形成した半導体ウェーハであり、前記超短パルスレーザを前記素子間のスクライブラインに沿って照射することを特徴とするものである。
【００２７】
上記請求項３に記載の基板切断方法によれば、前述のように素子間のスクライブライン幅を狭くできるので、半導体ウェーハ１枚当りのペレット個数を増大できるのみならず、ペレットにクラックやチッピングが生じないので、ペレット収率を著しく向上することができる上、ペレット強度も向上することができる。
【００２８】
本発明の請求項４に記載された基板切断方法は、前記半導体ウェーハの厚さが５０μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００２９】
上記請求項４に記載の基板切断方法によれば、最近、要求の高いＩＣカードやスタックタイプのような薄型化されたペレットを有する半導体装置を、先ダイシングと称される製造方法を採用することなく製造できる。
【００３０】
本発明の請求項５に記載された基板切断方法は、前記半導体ウェーハが、裏面に一括処理された接着剤層を有することを特徴とするものである。
【００３１】
上記請求項５に記載の基板切断方法によれば、半導体ウェーハの切断によって得られたペレットが、裏面に一括処理された接着剤層を有するので、リードフレーム等にダイボンディングする際に、リードフレーム等に一々半田や樹脂等の接着剤を供給する煩雑な作業が省略できるのみならず、裏面に均一な厚さの接着剤層を有することによって、リードフレーム等にダイボンディングされたペレットが傾くことがなくなり、後のワイヤボンディング工程において、ボンディング高さ位置が一定になることによって、ボンディング箇所ごとにボンディングツールの高さを調整するといった煩雑な作業が不要で、ボンディング作業が容易になるのみならず、各ボンディング箇所のボンディング強度が一定になり、特性が均一かつ優れた半導体装置が得られる。
【００３２】
本発明の請求項６に記載された基板切断方法は、前記半導体ウェーハの裏面が、ｘ−ｙテーブルに吸着されることを特徴とするものである。
【００３３】
上記請求項６に記載の基板切断方法によれば、切断時に半導体ウェーハがｘ−ｙテーブルによって静電的にあるいは真空吸引力によって吸着されているので、切断後のペレットにウェーハ時の素子の整列状態を保持させることができるので、切断後に複数のペレットを一括してトレー等へ移載する場合や、あるいは、切断後のペレットをｘ−ｙテーブルから順次ピックアップして直接リードフレーム等にダイボンディングすることも容易に実現できる。
【００３４】
本発明の請求項７に記載された基板切断方法は、前記レーザが、半導体ウェーハの周辺部分を除いて照射されることを特徴とするものである。
【００３５】
上記請求項７に記載の基板切断方法によれば、半導体ウェーハの周辺部分にはレーザを照射しないので、それだけレーザ照射時間が短縮できてスループットが向上できるのみならず、ウェーハの周辺部分が切断されないので、ダイサを用いる切断方法のようなウェーハ周辺部分における非正形素子による多数の非正形ペレットが生じないため、その処理が不要で製造が容易になる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の基板切断方法について説明するための概略構成図を示す。図１において、１は基板の一例としての厚さが５０μｍ以下の半導体ウェーハ（以下ウェーハという）で、周知の不純物拡散等によって多数の素子２が形成されており、その裏面には半田や樹脂等の一括処理による接着剤層３が形成されている。このウェーハ１の裏面（接着剤層３側）は、粘着シートに貼り付けられることなく、図２に示すように、ｘ−ｙテーブル４に吸着されている。このステージ４による吸着は、静電的な吸着でもよいし、真空吸着でもよく、特に、素子２の寸法が比較的大きい場合は、図２に示すように、ウェーハ１に形成された各素子２に対応して複数の吸着孔５およびバルブ６を有するものであってもよい。なお、多品種のウェーハ１に対応するためには、ｘ−ｙテーブル４の上部部分を分割可能に構成して、吸着孔５のピッチが異なる複数個の上部部分を用意しておき、品種切り替えに応じてその上部部分を取り替えるようにすればよい。
【００３７】
このようにして、ステージ４に吸着されたウェーハ１の素子２，２間のスクライブラインに沿って、チタンサファイアレーザ源によるパルス幅が１ピコ秒以下のフェムト秒レーザ７を１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚで繰り返し照射して切断する。すると、前述の図６（Ａ）〜（Ｃ）で説明したように、側端面が切り立った溝８が形成されて、図３に示すように、側端面２ａがほぼ直角状の、かつ裏面に一括処理による接着剤層３を有する多数のペレット２が得られる。
【００３８】
したがって、このペレット２をリードフレーム等の放熱板Ｒ（図１３（Ｄ）参照）に、その接着剤層３を利用してダイボンディングすれば、前述したように放熱板Ｒに接着剤を供給することなく、ペレット２をダイボンディングできる。しかも、このようにして放熱板Ｒにペレット２をダイボンディングした場合は、裏面の接着剤層３の厚さが均一であることによって、放熱板に接着剤を供給してペレットをダイボンディングしたものに比較して、ペレット２に傾斜が生じないので、後のワイヤボンディング工程において、ボンディング箇所ごとにボンディングツールの高さを調整する煩雑な作業が省けてボンディンング作業が容易になり、ボンディング作業の時間短縮ができるのみならず、各ボンディング箇所のボンディング強度を均一かつ大きくできるので、特性の一定した半導体装置が得られる。
【００３９】
なお、ウェーハ１へのレーザ７の照射は、素子２，２間のスクライブラインに沿って、ウェーハ１の一端から他端まで行なってもよいが、図７に示すように、ウェーハ１の周辺の非正形素子部分（図中網目部分）１ａを除いた領域部分のみに照射するようにすれば、周辺部分の非正形素子による非正形ペレットが生じないので、後の処理が簡単になるという利点がある。
【００４０】
また、レーザ７の照射時にウェーハ１の表面層を改質してもよい。すなわち、基板はその温度によってレーザ７の透過度が変化し、温度が高くなるとレーザ透過度が低下してレーザ７の吸収係数が向上する。例えば、金属では深さ１〜５ｎｍ、またシリコンでは深さ４〜５μｍの表面層の改質ができる。この表面層の改質はウェーハ１の表面層の加熱で実施できる。この加熱は、ｘ−ｙテーブル４の内部にヒータを埋め込んでもよいし、予めウェーハ１をホットプレートで予熱した後にレーザ７を照射してもよいし、焦点を絞った切断用の超短パルスのレーザ７用レーザヘッドの他に、焦点をぼかしたりあるいは連続波またはパルス幅の大きい改質用レーザヘッドを設けて、改質用レーザを照射してウェーハ１の表面層を改質するとともに、切断用のレーザ７を同時または前後して照射して切断するようにしてもよい。
【００４１】
なお、このウェ−ハ１の表面層の改質を行なう加熱は、従来の連続波またはパルス幅が大きいレーザＬを照射する場合のように、急激かつ大出力でレーザ照射部分を温度上昇させるものとは相違して、熱伝導も小さく熱歪を生じることはないため、クラックやマイクロクラックが生じる恐れはない。
【００４２】
本発明で照射する超短パルスレーザのパルス間隔は、３〜３０ピコ秒とすることが望ましい。以下、その理由について、所定のパルス間隔を与えたダブルパルスによる実験結果を用いて詳述する。
【００４３】
実験条件
切断対象基板：シリコン基板、厚さ寸法５０μｍ
超短パルスレーザ：チタンサファイアレーザ
パルス幅τ：１２０ｆｓ
中心波長λ：８００ｎｍ
パルスエレルギＥ：０．０１ｍＪ／pulse
ワークディスタンスW.D.：１００ｍｍ
レンズ焦点距離ｆ：１００ｍｍ
レーザ照射回数Ｎ：１８
【００４４】
上記超短パルスレーザの各パルスエネルギが０．０１ｍＪ／pulseのダブルパルスにおいて、パルス間隔が３ピコ秒を超えると、徐々に穴周囲の盛り上がり形状がなだらかになり始め、パルス間隔が１０〜２０ピコ秒で盛り上がり高さは最小となり、その高さ寸法は０．５μｍ以下まで低減された。しかし、パルス間隔が３０ピコ秒を超えると、再び盛り上がり高さは、徐々に増加した。パルス間隔と盛り上がり高さ寸法との関係を、図８に示す。
【００４５】
パルス間隔が３ピコ秒を超えると、穴周囲の盛り上がり形状がなだらかになり始める現象は、第１パルス照射の３ピコ秒後から蒸発による粒子の飛散が始まり、その粒子に第２パルスが照射され、穴周囲に再付着するのを抑制する効果が現れるためと考えられる。
【００４６】
パルス間隔が１０〜２０ピコ秒で盛り上がり高さ寸法が最小となるのは、第１パルスによる飛散粒子密度が、第１パルス照射後１０〜２０ピコ秒で最も高くなっており、第２パルスが効果的に飛散粒子の穴周囲への再付着を防止するためと考えられる。
【００４７】
さらに、第２パルスが第１パルスにより形成されつつある穴表面に入射する際、飛散粒子による吸収でパルスエネルギが減少した上、穴表面には薄い溶融層が広がっていると仮定され、第２パルスに対する吸収係数が大きくなり、第２パルスによる溶融層が、単独パルス照射時よりさらに低減し、盛り上がりを減少させていることも考えられる。
【００４８】
パルス間隔が３０ピコ秒になると、第１パルスによるアブレーションが収束に向かい、飛散粒子がデブリとして穴周囲に付着し始めるため、盛り上がり高さ寸法が増加に転じると考えられる。
【００４９】
パルス間隔が５０ピコ秒まで広がると、第２パルスの光軸上に存在する飛散粒子密度が低減し、第２パルスのエネルギロスが減る。さらに、第１パルスによる穴表面の吸収係数も定常状態に近付くため、加工深さが増加に転じているとも考えられる。
【００５０】
また、本発明で照射する超短パルスレーザのスポット形状は、図９（Ａ）〜（Ｃ）の任意に設定できる。すなわち、図９（Ａ）に示すような円形状スポットｓｐ₁を照射する場合は、レーザの１ショットで寸法ｌ₁だけ加工でき、照射ピッチｐ₁、加工幅ｗ₁となる。図９（Ｂ）に示すような楕円形スポットｓｐ₂にした場合は、上記図９（Ａ）に示す円形状スポットｓｐ₁の場合に比較してレーザの１ショットで照射できる寸法がｌ₂となり、上記円形状スポットｓｐ₁の場合の寸法ｌ₁よりも大きくでき、その照射ピッチｐ₂を上記ｐ₁よりも大きくできできるため、加工速度を向上することができる。なお、レーザパワーが同じときは、その加工幅ｗ₂は、図９（Ａ）の円形状スポットｓｐ₁の場合よりは小さくなる。したがって、加工幅を小さくしたい場合にも有効である。さらに、図９（Ｃ）に示すように角度θだけ傾斜させた楕円形スポットｓｐ₃にした場合は、その傾斜角度θを変更することによって、加工幅ｗ₂（＝ｌ₂・ｓｉｎθ）を任意に設定できるという利点がある。
【００５１】
また、本発明では、レーザ照射部の近傍にプラスまたはマイナスに荷電した集塵用電極を配置してもよい。このようにすれば、レーザ照射によって発生する帯電したフラグメントを集塵用電極で静電吸着することができ、帯電したフラグメントがレーザ照射部近傍に堆積するのを防止することができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の基板切断方法は、基板に超短パルスレーザを照射して切断することを特徴とするものであるから、ダイアモンドブレードを備えたダイサを用いてダイシングする方法に比較して、粘着シートに貼り付けることが不要になり、また切断に伴なってクラックやチッピングが生じず、ペレット強度を大きくできる上、切断時の冷却および切断屑洗い流しのための冷却水が不要になる。また、薄型化の要求に応じた薄型ペレットや、裏面に一括処理した接着剤層を有するペレットの製造も可能になる。さらに、従来のＣＯ₂レーザやＹＡＧレーザの連続波レーザやパルス幅が大きなパルスレーザを照射してウェーハＷを切断する方法に比較して、レーザの照射部分のみを加熱して切断できるので、熱歪によるマイクロクラックが発生し難くなり、また切断溝の側端面が切り立った状態になるので、スクライブラインの幅を狭くすることができ、基板１枚当りのペレット収率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の基板切断方法を説明する概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の基板切断方法を説明する要部拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態の基板切断方法によって得られたペレットの拡大断面図である。
【図４】本発明に用いる超短パルスレーザ装置のブロック構成図である。
【図５】本発明に用いる超短パルスレーザのチャープパルス増幅過程の説明図である。
【図６】（Ａ）は本発明の基板切断方法におけるレーザ照射時の要部拡大断面図、
（Ｂ）は本発明の基板切断方法における溝形成途中の要部拡大断面図、
（Ｃ）は本発明の基板切断方法における溝形成後の要部拡大断面図である。
【図７】本発明の基板切断方法による半導体ウェーハの他の切断態様について説明する半導体ウェーハの平面図である。
【図８】超短パルスレーザのパルス間隔が０〜５０ピコ秒におけるダブルパルス照射時のパルス間隔−盛り上がり高さの特性図である。
【図９】（Ａ）は本発明の基板切断方法における円形状スポットの超短パルスレーザ照射状態の平面図である。
（Ｂ）は本発明の基板切断方法における楕円形状スポットの超短パルスレーザ照射状態の平面図である。
（Ｃ）は本発明の基板切断方法における傾斜した楕円形状スポットの超短パルスレーザ照射状態の平面図である。
【図１０】従来のダイサによる基板切断方法について説明する斜視図である。
【図１１】従来のダイサによる基板切断方法について説明する要部拡大断面図である。
【図１２】（Ａ）は従来のダイサによる他の基板切断方法について説明するための半導体ウェーハを第１の粘着シートに貼り付けた状態の要部拡大断面図、
（Ｂ）はそのダイシング後の要部拡大断面図、
（Ｃ）は裏面の第１の粘着シートを剥離後、表面に第２の粘着シートを貼り付けた状態の要部拡大断面図、
（Ｄ）は半導体ウェーハの裏面を研削除去して薄型化した状態の要部拡大断面図である。
【図１３】（Ａ）は従来のダイサによるさらに他の基板切断方法について説明するための裏面に一括処理された接着剤層を有する半導体ウェーハを粘着シートに貼り付けた状態の要部拡大断面図、
（Ｂ）はダイシング後の要部拡大断面図、
（Ｃ）は得られたペレットの要部拡大断面図、
（Ｄ）はペレットを放熱板にダイボンディングした状態の要部拡大断面図である。
【図１４】（Ａ）は従来のレーザ照射による基板切断方法について説明するためのレーザ照射時の要部拡大断面図、
（Ｂ）は溝形成途中の要部拡大断面図、
（Ｃ）は溝形成後の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１基板（半導体ウェーハ）
２素子（ペレット）
３一括処理した接着剤層
４ｘ−ｙテーブル
５吸着孔
６バルブ
７超短パルスレーザ
８溝
ＡＬアルゴンイオンレーザ
ＴＬチタンサファイアレーザ
ＹＬＮｄ：ＹＡＧレーザ
ＳＴストレッチャ
ＣＰコンプレッサ
Ａ増幅器
ＲＡ再生増幅器
ｓｐ₁，ｓｐ₂，ｓｐ₃ レーザ照射スポット
ｐ₁，ｐ₂，ｐ３レーザ照射ピッチ
ｌ₁，ｌ₂，ｌ₃ レーザ照射寸法
ｗ₁，ｗ₂，ｗ₃ 加工幅
θ 楕円形状レーザスポットの傾斜角度

Claims

基板にパルス幅が１ピコ秒以下である超短パルスレーザを照射して穴を形成して切断する基板切断方法であって、
基板に、前記超短パルスレーザのパルス間隔がパルス照射により粒子の飛散が始まってから飛散粒子が穴周囲に付着し始めるタイミングである３〜３０ピコ秒で複数パルス照射して、
飛散粒子にパルス照射を行って穴周囲への付着を抑制しつつ基板を切断することを特徴とする基板切断方法。
前記レーザが、基板の表面層を改質した状態で照射されることを特徴とする請求項１に記載の基板切断方法。
前記基板が、多数の素子を形成した半導体ウェーハであり、前記素子間のスクライブラインに沿って超短パルスレーザを照射することを特徴とする請求項１または２の基板切断方法。
前記半導体ウェーハの厚さが５０μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の基板切断方法。
前記半導体ウェーハが、裏面に一括処理された接着剤層を有することを特徴とする請求項３または４に記載の基板切断方法。
前記半導体ウェーハの裏面が、ｘ−ｙテーブルに吸着されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の基板切断方法。
前記レーザが、ウェーハの周辺部分を除いて照射されることを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載の基板切断方法。