JP6475060B2 - レーザー加工方法 - Google Patents
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Description
アブレーション加工を施す加工方法においては、レーザー光線の照射によってデブリが飛散し、飛散したデブリがデバイスの表面に付着して品質を低下させるという問題がある。このため、ウエーハの表面に水溶性の液状樹脂を被覆してデブリがデバイスの表面に付着するのを防止しているが、液状樹脂をウエーハの表面に均一に被覆することが困難であるという問題がある。
また、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する加工方法においては、デバイスを構成する機能層が分割予定ラインにも積層されているために分割予定ラインの表面は微細な凹凸となっており、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を表面側から照射すると散乱(乱反射)して内部に改質層を形成することができない。従って、平滑面に形成されているウエーハの裏面側からレーザー光線を照射しなければならず、その後の加工工程が増加して生産性が悪いという問題がある。また、分割予定ラインの表面から機能層をエッチングまたは切削加工によって除去しても、機能層を除去した除去面を十分な平滑面にすることができず、表面側からレーザー光線を照射することができないという問題がある。
更に、ウエーハの内部に上面から下面に亘ってシールドトンネルを形成する方法においては、改質層を形成する加工方法と同様にデバイスを構成する機能層が分割予定ラインにも積層されているために分割予定ラインの表面は微細な凹凸となっており、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を表面側から照射すると散乱(乱反射)して内部にシールドトンネルを形成することができない。従って、平滑面に形成されているウエーハの裏面側からレーザー光線を照射しなければならず、その後の加工工程が増加して生産性が悪いという問題がある。また、分割予定ラインの表面から機能層をエッチングまたは切削加工によって除去しても、機能層を除去した除去面を十分な平滑面にすることができず、表面側からレーザー光線を照射することができないという問題がある。
半導体ウエーハの表面にレーザー光線が透過するオイルを被覆するオイル被覆工程と、
該オイル被覆工程が実施された半導体ウエーハに被覆されたオイルの上面側からレーザー光線を加工ラインに沿って照射し半導体ウエーハに所定のレーザー加工を施すレーザー加工工程と、
該レーザー加工工程が実施された半導体ウエーハの表面からオイルを除去するオイル除去工程と、を含み、
該レーザー加工工程においては、半導体ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射し、半導体ウエーハの内部に加工ラインに沿って改質層を形成することを特徴とするレーザー加工方法が提供される。
半導体ウエーハの表面にレーザー光線が透過するオイルを被覆するオイル被覆工程と、
該オイル被覆工程が実施された半導体ウエーハに被覆されたオイルの上面側からレーザー光線を加工ラインに沿って照射し半導体ウエーハに所定のレーザー加工を施すレーザー加工工程と、
該レーザー加工工程が実施された半導体ウエーハの表面からオイルを除去するオイル除去工程と、を含み、
該レーザー加工工程においては、半導体ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射し、半導体ウエーハの表面から裏面に亘って加工ラインに沿ってシールドトンネルを形成することを特徴とするレーザー加工方法が提供される。
また、上記オイル除去工程においては、洗浄水を高圧エアーで噴射する洗浄流体を噴射することにより半導体ウエーハの表面からオイルを除去する。
図1に示すレーザー加工機1は、略直方体状の装置ハウジング2を具備している。この装置ハウジング2内には、被加工物としてのウエーハを保持するチャックテーブル3が矢印Xで示す加工送り方向および該加工送り方向Xと直交する割り出し送り方向Yに移動可能に配設されている。チャックテーブル3は、吸着チャック支持台31と、該吸着チャック支持台31上に装着された吸着チャック32を具備しており、該吸着チャック32の表面である載置面上に被加工物である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3は、図示しない回転機構によって回動可能に構成されている。このように構成されたチャックテーブル3の吸着チャック支持台31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34が配設されている。なお、レーザー加工機1は、上記チャックテーブル3を加工送り方向Xに加工送りする図示しない加工送り手段、および割り出し送り方向Yに割り出し送りする図示しない割り出し送り手段を具備している。
図示の実施形態におけるオイル被覆兼洗浄装置7は、スピンナーテーブル機構71と、該スピンナーテーブル機構71を包囲して配設された水受け手段72を具備している。スピンナーテーブル機構71は、スピンナーテーブル711と、該スピンナーテーブル711を回転駆動する回転駆動手段としての電動モータ712と、該電動モータ712を上下方向に移動可能に支持する支持手段713を具備している。スピンナーテーブル711は多孔性材料から形成された吸着チャック711aを具備しており、この吸着チャック711aが図示しない吸引手段に連通されている。従って、スピンナーテーブル711は、吸着チャック711aに被加工物であるウエーハを載置し図示しない吸引手段により負圧を作用せしめることにより吸着チャック711上にウエーハを保持する。電動モータ712は、その駆動軸712aの上端に上記スピンナーテーブル711を連結する。上記支持手段713は、複数本(図示の実施形態においては3本)の支持脚713aと、該支持脚713aをそれぞれ連結し電動モータ712に取り付けられた複数本(図示の実施形態においては3本)のエアシリンダ713bとからなっている。このように構成された支持手段713は、エアシリンダ713bを作動することにより、電動モータ712およびスピンナーテーブル711を図4の(a)に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図4の(b)に示す下方位置である作業位置に位置付ける。
図1に示すように環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持された加工前の半導体ウエーハ10(以下、単に半導体ウエーハ10という)は、被加工面である表面10aを上側にしてカセット11の所定位置に収容されている。カセット11の所定位置に収容された加工前の半導体ウエーハ10は、図示しない昇降手段によってカセットテーブル111が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、ウエーハ搬出・搬入手段13が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ10を仮置き部12aに配設された位置合わせ手段12に搬出する。位置合わせ手段12に搬出された半導体ウエーハ10は、位置合わせ手段12によって所定の位置に位置合せされる。次に、位置合わせ手段12によって位置合わせされた加工前の半導体ウエーハ10は、第1のウエーハ搬送手段14の旋回動作によってオイル被覆兼洗浄装置7を構成するスピンナーテーブル711の吸着チャック711a上に搬送され、該吸着チャック711aに吸引保持される(ウエーハ保持工程)。このとき、スピンナーテーブル711は図4の(a)に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けられており、オイル供給ノズル741と洗浄流体供給ノズル751およびエアー供給ノズル761は図3および図4の(a)に示すようにスピンナーテーブル711の上方から離隔した待機位置に位置付けられている。
そして、上述したレーザー加工溝形成工程を半導体ウエーハ10の全ての分割予定ライン101に実施する。
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 :50kHz
出力 :3 W
集光スポット径 :10μm
加工送り速度 :100mm/秒
レーザー加工工程の第1の実施形態は、図9の(a)で示すようにチャックテーブル3をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段4の集光器42が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン101を集光器42の直下に位置付ける。このとき、図9の(a)で示すように半導体ウエーハ10は、分割予定ライン101の一端(図9の(a)において左端)が集光器42の直下に位置するように位置付けられる。そして、集光器42から照射されるパルスレーザー光線LBの集光点Pを半導体ウエーハ10の厚み方向中間位置に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段4の集光器42から半導体ウエーハ10に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線LBをオイル膜111を通して照射しつつチャックテーブル3を図9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9の(b)で示すように分割予定ライン101の他端(図9の(b)において右端)が集光器42の直下位置に達したら、パルスレーザー光線LBの照射を停止するとともにチャックテーブル3の移動を停止する(改質層形成工程)。
そして、上述した改質層形成工程を半導体ウエーハ10の全ての分割予定ライン101に実施する。
レーザー光線の光源 :YVO4レーザーまたはYAGレーザー
波長 :1340nm
繰り返し周波数 :100kHz
出力 :0.5 W
集光スポット径 :2.5μm
加工送り速度 :300mm/秒
レーザー加工工程の第2の実施形態は、図10の(a)で示すようにチャックテーブル3をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段4の集光器42が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン101を集光器42の直下に位置付ける。このとき、図10の(a)で示すように半導体ウエーハ10は、分割予定ライン101の一端(図10の(a)において左端)が集光器42の直下に位置するように位置付けられる。そして、集光器42から照射されるパルスレーザー光線LBの集光点Pを半導体ウエーハ10の表面10aから厚み方向の所望の位置(例えば表面10aから5〜10μm裏面10b側の位置)に位置付ける。なお、集光器42の集光レンズの開口数(NA)を被加工物の屈折率(N)で除した値が0.05〜0.4の範囲に設定されている。次に、レーザー光線照射手段4の集光器42から半導体ウエーハ10に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線LBをオイル膜111を通して照射しつつチャックテーブル3を図10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10の(b)で示すように分割予定ライン101の他端(図10の(b)において右端)が集光器42の直下位置に達したら、パルスレーザー光線LBの照射を停止するとともにチャックテーブル3の移動を停止する(シールドトンネル形成工程)。
そして、上述したシールドトンネル形成工程を半導体ウエーハ10の全ての分割予定ライン101に実施する。
レーザー光線の光源 :YVO4レーザーまたはYAGレーザー
波長 :1030nm
繰り返し周波数 :50kHz
出力 :3W
集光スポット径 :10μm
集光器の集光レンズの
開口数/被加工物の屈折率:0.05〜0.4
加工送り速度 :800mm/秒
3:チャックテーブル
4:レーザー光線照射手段
41:レーザー光線発振手段
42:集光器
5:撮像手段
6:表示手段
7:オイル被覆兼洗浄装置
71:スピンナーテーブル機構
711:スピンナーテーブル
712:電動モータ
72:水受け手段
74:オイル供給機構
741:オイル供給ノズル
75:洗浄流体供給機構
751:洗浄流体供給ノズル
76:エアー供給機構
761:エアー供給ノズル
10:半導体ウエーハ
11:カセット
12:位置合わせ手段
13:ウエーハ搬出・搬入手段
14:第1のウエーハ搬送手段
15:第2のウエーハ搬送手段
F:環状のフレーム
T:ダイシングテープ
Claims (3)
- 表面に格子状に配列された複数の分割予定ラインによって複数の領域が区画され、該区画された領域にデバイスが形成された半導体ウエーハにレーザー光線を照射しレーザー加工を施すレーザー加工方法であって、
半導体ウエーハの表面にレーザー光線が透過するオイルを被覆するオイル被覆工程と、
該オイル被覆工程が実施された半導体ウエーハに被覆されたオイルの上面側からレーザー光線を加工ラインに沿って照射し半導体ウエーハに所定のレーザー加工を施すレーザー加工工程と、
該レーザー加工工程が実施された半導体ウエーハの表面からオイルを除去するオイル除去工程と、を含み、
該レーザー加工工程においては、半導体ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射し、半導体ウエーハの内部に加工ラインに沿って改質層を形成することを特徴とするレーザー加工方法。 - 表面に格子状に配列された複数の分割予定ラインによって複数の領域が区画され、該区画された領域にデバイスが形成された半導体ウエーハにレーザー光線を照射しレーザー加工を施すレーザー加工方法であって、
半導体ウエーハの表面にレーザー光線が透過するオイルを被覆するオイル被覆工程と、
該オイル被覆工程が実施された半導体ウエーハに被覆されたオイルの上面側からレーザー光線を加工ラインに沿って照射し半導体ウエーハに所定のレーザー加工を施すレーザー加工工程と、
該レーザー加工工程が実施された半導体ウエーハの表面からオイルを除去するオイル除去工程と、を含み、
該レーザー加工工程においては、半導体ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射し、半導体ウエーハの表面から裏面に亘って加工ラインに沿ってシールドトンネルを形成することを特徴とするレーザー加工方法。 - 該オイル除去工程においては、洗浄水を高圧エアーで噴射する洗浄流体を噴射することにより半導体ウエーハの表面からオイルを除去する、請求項1、又は2に記載のレーザー加工方法。
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