JP6721420B2 - 漏れ光検出方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する際にウエーハの下面に達するレーザー光線の漏れ光を検出する漏れ光検出方法に関する。
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハはダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
レーザー加工装置は、ウエーハを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射するレーザー照射手段と、該保持手段とレーザー照射手段とを相対的に加工送りする送り手段と、から概ね構成されており、ウエーハの分割予定ラインに対応する内部に分割起点となる改質層を形成することができる（例えば、特許文献１を参照。）。
また、デバイスが形成されたウエーハの表面側からレーザー光線の集光点を分割予定ラインに対応する内部に位置付けると、ウエーハの表面に形成されたデバイスにレーザー光線の一部が照射され損傷を与えること、および、分割予定ライン上の凹凸によってレーザー光線が乱反射することから、一般的に、レーザー光線をウエーハの裏面側から照射して改質層を形成することが行われている。
特許第３４０８８０５号公報
ここで、上記したレーザー加工装置により、ウエーハの内部に改質層を形成するレーザー加工によれば、裏面から照射されたレーザー光線のエネルギーの殆どは、改質層の形成に使用されるが、選択した波長や出力、その他の加工条件によっては、一部が漏れ光となってウエーハの表面に至る場合がある。ウエーハの裏面側から照射されたレーザー光線がそのまま直進し、表面側の分割予定ライン上に漏れた場合は特に問題にはならない。しかし、ウエーハの内部に集光点が位置付けられたレーザー光線が、前に形成された改質層、または改質層から延びたクラック等の影響により屈折、または反射してランダムな方向に導かれ、分割予定ラインに沿って配置されたデバイスに至り損傷を与えることがある。したがって、レーザー光線を照射してウエーハの内部に改質層を形成する際には、当該漏れ光がデバイスに対して影響を与えるような加工条件を予め検証し、その加工条件をできるだけ回避した設定にする必要がある。しかし、従来においては、上記漏れ光がどのように発生するのかを容易に把握することができない、という問題があった。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する際にウエーハの下面に達するレーザー光線の漏れ光を容易に検出することができる漏れ光の検出方法を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する際にウエーハの下面に達するレーザー光線の漏れ光を検出する漏れ光検出方法であって、ウエーハの下面を油性マーカーで塗装する塗装工程と、ウエーハの下面に粘着テープを圧着する圧着工程と、ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する改質層形成工程と、圧着した粘着テープを剥離する剥離工程と、該剥離工程によって、下面に塗布された塗装が除去された領域を漏れ光があった領域として検出する漏れ光検出工程と、から少なくとも構成される漏れ光検出方法が提供される。
また、本発明によれば、ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する際にウエーハの下面に達するレーザー光線の漏れ光を検出する漏れ光検出方法であって、ウエーハの下面を油性マーカーで塗装する塗装工程と、ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する改質層形成工程と、ウエーハの下面に粘着テープを圧着する圧着工程と、圧着した粘着テープを剥離する剥離工程と、該剥離工程によって下面に塗布された塗装が除去された領域を漏れ光があった領域として検出する漏れ光検出工程と、から少なくとも構成される漏れ光検出方法が提供される。
該塗装工程で使用する油性マーカーとしては、黒色を選択することが好ましい。また、該圧着工程において、紫外線の照射によって粘着層が硬化する粘着テープを使用し、該剥離工程において、粘着テープに紫外線を照射して粘着層を硬化させた後、該粘着テープを剥離するようにすることが好ましい。
本発明による漏れ光検出方法は、ウエーハの下面を油性マーカーで塗装する塗装工程と、ウエーハの下面に粘着テープを圧着する圧着工程と、ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する改質層形成工程と、圧着した粘着テープを剥離する剥離工程と、該剥離工程によって、下面に塗布された塗装が除去された領域を漏れ光があった領域として検出する漏れ光検出工程と、から少なくとも構成され、もしくは、ウエーハの下面を油性マーカーで塗装する塗装工程と、ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する改質層形成工程と、ウエーハの下面に粘着テープを圧着する圧着工程と、圧着した粘着テープを剥離する剥離工程と、該剥離工程によって、下面に塗布された塗装が除去された領域を漏れ光があった領域として検出する漏れ光検出工程と、から少なくとも構成される。これにより、ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する際に、ウエーハの下面に達するレーザー光線の漏れ光を容易に検出することが可能になり、デバイスを損傷させる漏れ光が発生する原因や、デバイスの損傷を極力回避するための種々のレーザー加工条件を検討することが可能になる。
本発明の実施形態にて使用されるダミーウエーハを示す図である。 本発明の第一の実施形態における粘着テープの圧着工程を説明するための説明図である。 本発明の第一の実施形態における改質層形成工程を説明するための説明図である。 本発明の第一の実施形態における剥離工程における紫外線照射ステップを説明するための説明図である。 本発明の第一、第二の実施形態の剥離工程における剥離ステップ、および漏れ光検出工程を説明するための説明図である。 本発明の第二の実施形態における改質層形成工程を説明するための説明図である。 本発明の第二の実施形態における粘着テープの圧着工程を説明するための説明図である。 本発明の第二の実施形態における剥離工程の紫外線照射ステップを説明するための説明図である。
以下、本発明による漏れ光検出方法の第一の実施形態について、添付図面を参照して、詳細に説明する。図１（ａ）には、本発明による漏れ光の検出方法に用いるダミーウエーハ１０が示されている。当該ダミーウエーハ１０は、実際に加工に用いられるウエーハと同一の素材から形成され、例えば、シリコン（Ｓｉ）ウエーハが選択される。該ダミーウエーハ１０の上面１０ａ、下面１０ｂのいずれにもデバイスは形成されないが、下面１０ｂ側にデバイスが形成されると想定し、レーザー光線が照射される上面１０ａ側は研磨加工が施されている。なお、本願発明による該ダミーウエーハ１０の素材は、シリコン（Ｓｉ）に限定されず、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て改質層を形成することが可能な素材、例えば、サファイア、炭化珪素（ＳｉＣ）等から選択されてもよい。また、レーザー加工により改質層を形成する想定ウエーハにおいて研磨加工をしないのであれば、上面、下面を特に区別することなく、任意の面を上面とし、他方を下面としてもよい。
ダミーウエーハ１０を用意したならば、図１（ｂ）に示すように、該ダミーウエーハ１０の下面１０ｂに対し、塗装工程を実施する。より具体的には、該ダミーウエーハ１０の下面１０ｂ側を油性マーカーによって塗装し乾燥させて、塗装面１０ｃを形成する。油性マーカーとしては、有機溶剤（アルコール系・芳香族系・脂肪族系など）に、油溶性染料と樹脂を溶かした速乾性のインクを用いたものと、該油溶性染料の代わりに顔料を用いたインクと、が知られているが、本実施形態では、有機溶剤に、油溶性染料と樹脂を溶かした速乾性のインクを用いた油性マーカーを選択し、塗装に用いる。選択される染料の色は特に限定されるものではないが、黒色のインクを選択すると、後述する漏れ光の検出が容易になるため好ましい。
ダミーウエーハ１０に対して該塗装工程を施したならば、圧着工程を実施する。該圧着工程は、図２に示すように、粘着テープ２０をダミーウエーハ１０の下面１０ｂ、すなわち、塗装面１０ｃを形成した面に圧着する。当該粘着テープ２０としては、紫外線（ＵＶ）硬化型のダイシングテープを用いることができ、当該ダイシングテープとしては、例えば、塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）からなるテープを選択することができる。なお、本実施形態では、紫外線硬化型のダイシングテープを用いたが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではなく、他の外力の付加により硬化する粘着テープ、例えば熱硬化性樹脂からなる粘着テープを選択することもでき、また、外力の付加によって硬化しない粘着テープを使用することにしてもよい。ただし、外力の付加により硬化する粘着テープは、外力の付加によって粘着力が低下するため作業性に優れるという点で有利である。
該圧着工程を実施したならば、図３に示すように、レーザー加工装置３０（全体図は省略する。）を用いて、ダミーウエーハ１０の上面１０ａ側からダミーウエーハ１０の素材に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付け、該レーザー光線を照射し、レーザー光線の照射位置と、ダミーウエーハ１０とを矢印Ｘで示す方向に相対的に移動させて改質層Ｐを形成する（改質層形成工程）。なお、当該改質層Ｐは、ダミーウエーハ１０の全面に渡り形成されるが、漏れ光の検証に用いる改質層であるのため、隣接する改質層Ｐどうしの間隔は、実際にデバイスが形成されたウエーハを分割すべくレーザー加工を実施する場合よりも広くなるように設定している。
上述したレーザー加工は、想定するウエーハの実際の加工条件を参考にして決定されるものであり、例えば、以下のような加工条件にて実施する。
レーザーの波長 ：１３４２ｎｍ
繰り返し周波数 ：９０ｋＨｚ
平均出力 ：１．９Ｗ
スポット径 ：φ１μｍ
送り速度 ：７００ｍｍ／秒
ウエーハの厚み ：７７５μｍ
集光点の位置 ：ウエーハの上面から７００μｍ（下面から７５μｍ）
該改質層形成工程を実施したならば、次に粘着テープ２０を剥離する剥離工程を実施する。より具体的には、図４に示すように、粘着テープ２０を圧着しているダミーウエーハ１０の下面１０ｂ側に対して紫外線照射手段３２を作動し紫外線を照射する（紫外線照射ステップ）。該紫外線の照射により粘着テープ２０が硬化され、ダミーウエーハ１０に対する粘着力が低下する。そして、図５に示すように、粘着力が低下した粘着テープ２０をダミーウエーハ１０の下面１０ｂ側から剥離する(剥離ステップ）。以上で剥離工程が完了する。
図５には、該剥離工程を実施し、粘着テープ２０が剥離されたダミーウエーハ１０の下面１０ｂの一部拡大図も合わせて示している。該一部拡大図には、該剥離工程によって塗装面１０ｃの一部が除去された漏れ光痕１０１、１０２が示されている。直線的に示される漏れ光痕１０１は、改質層Ｐを形成すべく照射されたレーザー光線が直進して、ダミーウエーハ１０の下面１０ｂに到達した痕を示している。該漏れ光痕１０１が検出される位置は、実際のウエーハにおいては分割予定ラインとなる位置に形成されるものであり、当該漏れ光痕１０１は、ウエーハの品質に対して特に悪影響を及ぼすものではない。他方、該直線的な漏れ光痕１０１の周囲に形成され、一定の形状を成さない漏れ光痕１０２は、実際のウエーハでは、分割予定ラインからはみ出し、デバイスが形成された領域に到達するおそれのある漏れ光の痕を示している。改質層を形成するためのレーザー加工による漏れ光の影響を検出すべく当該検出方法を実施する作業者は、粘着テープ２０を剥離し、漏れ光痕１０１、１０２を表出させて、漏れ光の影響を検出することができる（漏れ光検出工程）。なお、当該漏れ光痕１０１、１０２が表出する理由は、以下のように考えられる。
ダミーウエーハ１０の下面１０ｂに対して油性マーカーにより塗装を施した後、該塗装面１０ｃに粘着テープ２０を圧着して、レーザー光線を照射せずに上記剥離工程を実施しても、該塗装面１０ｃの剥離は生じない。これは、塗布された油性マーカーのインクが乾燥することにより、ダミーウエーハ１０の下面１０ｂに強固に定着するためである。これに対し、改質層の形成に寄与しなかったレーザー光線の漏れ光が下面１０ｂ側に到達すると、該漏れ光のエネルギーにより、油性マーカーのインクを変質させる。そして、ウエーハ下面１０ｂに定着していた塗装面１０ｃに該漏れ光が到達することにより該塗装面１０ｃが変質すると、漏れ光により変質した領域がダミーウエーハ１０の下面１０ｂから剥離しやすい状態となり、該剥離工程にて粘着テープ２０を剥離するのに伴い、粘着テープ２０と共に該変質領域が剥離され、漏れ光痕１０１、１０２を形成するのである。
なお、本発明に基づき構成される漏れ光検出方法は、上述した第一の実施形態に限らず、以下のような第二の実施形態により実施することも可能である。なお、第一の実施形態と相違する点のみ詳細に説明し、その余の点については簡単に説明する。
第二の実施形態では、先ず、第一の実施形態と同様に、シリコン（Ｓｉ）からなるダミーウエーハ１０を用意して、下面１０ｂに対して塗装工程を実施し、塗装面１０ｃを形成する（図１を参照。）。該塗装工程を実施したならば、図６に示すように、粘着テープを圧着する前に改質層形成工程を実施する。より具体的には、ダミーウエーハ１０の上面１０ａ側からレーザー加工装置３０（全体図は省略する。）を用いて、ダミーウエーハ１０の上面１０ａ側からダミーウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付け、該レーザー光線を照射し、その照射位置と、ダミーウエーハ１０とを矢印Ｘで示す方向に相対的に移動させて改質層Ｐを形成する（改質層形成工程）。なお、当該レーザー加工は、第一の実施形態と同様の加工条件にて実施される。
該改質層形成工程を実施したならば、ダミーウエーハ１０において塗装面１０ｃが形成された下面１０ｂに対して粘着テープ２０を圧着する圧着工程を実施する。さらに、該圧着工程を実施したならば、図８に示すように、剥離工程を実施すべく、粘着テープ２０を圧着している下面１０ｂに対して紫外線照射手段３２´を作動し紫外線を照射する（紫外線照射ステップ）。該紫外線の照射により粘着テープ２０が硬化され、ダミーウエーハ１０に対する粘着力が低下する。その後は、図５に示す第一の実施形態の剥離工程の剥離ステップ、漏れ光検出工程と同様に、粘着力が低下した粘着テープ２０をダミーウエーハ１０の下面１０ｂ側から剥離させる（剥離ステップ）。そして、改質層を形成するためのレーザー加工による漏れ光の影響を検出する作業者は、該粘着テープ２０を剥離することにより漏れ光痕１０１、１０２を表出させて、漏れ光の影響を検証することができる（漏れ光検出工程）。
本発明に基づいて実施される漏れ光検出方法によれば、ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する際に、ウエーハの下面に達するレーザー光線の漏れ光の痕跡を容易に検出することができるため、分割起点となる改質層をウエーハ内部に形成するレーザー加工において、デバイスを損傷する原因となるレーザー加工条件を容易に見出すことができ、速やかに対策を検討することが可能になる。
なお、上記第一、第二の実施形態では、ともに、漏れ光の検出に際し、漏れ光を検出するためのダミーウエーハを用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、実際にデバイスが形成されたウエーハにおいて、該デバイスが形成されないウエーハの外周領域に対して、本発明の漏れ光検出方法を実施することもできる。その場合は、実際に改質層を形成してデバイスを個々に分割するウエーハそのものにおいて漏れ光の影響を検出することができるため、より実際に近い状態で漏れ光の影響を検証することができ、レーザー加工の加工条件をより適切に設定することができる。
１０：ダミーウエーハ
１０ａ：上面
１０ｂ：下面
１０ｃ：塗装面
２０：粘着テープ
３０：レーザー加工装置
３２：紫外線照射手段
１０１、１０２：漏れ光痕

Claims (4)

  1. ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する際にウエーハの下面に達するレーザー光線の漏れ光を検出する漏れ光検出方法であって、
    ウエーハの下面を油性マーカーで塗装する塗装工程と、
    ウエーハの下面に粘着テープを圧着する圧着工程と、
    ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する改質層形成工程と、
    圧着した粘着テープを剥離する剥離工程と、
    該剥離工程によって、下面に塗布された塗装が除去された領域を漏れ光があった領域として検出する漏れ光検出工程と、
    から少なくとも構成される漏れ光検出方法。
  2. ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する際にウエーハの下面に達するレーザー光線の漏れ光を検出する漏れ光検出方法であって、
    ウエーハの下面を油性マーカーで塗装する塗装工程と、
    ウエーハの上面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して改質層を形成する改質層形成工程と、
    ウエーハの下面に粘着テープを圧着する圧着工程と、
    圧着した粘着テープを剥離する剥離工程と、
    該剥離工程によって、下面に塗布された塗装が除去された領域を漏れ光があった領域として検出する漏れ光検出工程と、
    から少なくとも構成される漏れ光検出方法。
  3. 該塗装工程で使用する油性マーカーは黒色である請求項１、又は２に記載の漏れ光検出方法。
  4. 該圧着工程において、紫外線の照射によって粘着層が硬化する粘着テープを使用し、該剥離工程において、粘着テープに紫外線を照射して粘着層を硬化させた後、該粘着テープを剥離する請求項１ないし３のいずれかに記載された漏れ光検出方法。
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