JP6980421B2 - ウエーハの加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、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の加工方法に関する。
ＩＣ、ＬＳＩ、パワーデバイス、ＬＥＤ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る。分割された各デバイスは携帯電話、パソコン、通信機器等の電気機器に利用される。
また、デバイスの良好な放熱性、軽量小型化を可能にするためにウエーハの裏面は研削装置によって研削され所望の厚みに加工される。そして、ウエーハの厚みを５０μｍ、３０μｍと薄く加工すると紙のように湾曲して次工程への搬送が困難になることから、ガラスのような支持基板にＵＶ硬化型樹脂を介在してウエーハの表面側を貼着し、ウエーハが薄く加工されてもプラズマエッチング工程、スパッター工程等の次工程への搬送を可能にする技術を本出願人は提案している（たとえば特許文献１参照。）。
国際公開第０３／０４９１６４号
しかし、上記特許文献１に開示された技術では、支持基板側から紫外線を照射してＵＶ硬化型樹脂を硬化させ粘着力を低下させても充分に粘着力を低下させることができず、ウエーハの表面から支持基板を剥離することができない場合があるという問題がある。
上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、ウエーハの表面から支持基板を確実に剥離することができるウエーハの加工方法を提供することである。
上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下のウエーハの加工方法である。すなわち、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の加工方法であって、波長が３００ｎｍ以下の紫外線を透過しウエーハを支持できる支持基板を準備する支持基板準備工程と、ウエーハの表面と該支持基板とを紫外線の照射によって粘着力が低下するＵＶ硬化型樹脂を介在して貼着し一体化する一体化工程と、ウエーハの裏面に所定の加工を施す加工工程と、該支持基板側から波長が３００ｎｍ以下の紫外線からなるレーザー光線を集光し照射してＵＶ硬化型樹脂を破壊するＵＶ硬化型樹脂破壊工程と、ウエーハの表面から該支持基板を剥離する剥離工程と、から少なくとも構成され、該ＵＶ硬化型樹脂破壊工程において、該支持基板およびウエーハを破壊することなくＵＶ硬化型樹脂を破壊することができるピークパワー密度となるように、かつ、スポットの直径が最小となる集光点をＵＶ硬化型樹脂に位置づけないように、ＵＶ硬化型樹脂に位置づけるレーザー光線のスポットの直径をデフォーカスして調整するウエーハの加工方法である。
好ましくは、該加工工程の後であって該ＵＶ硬化型樹脂破壊工程の前に、ウエーハの裏面をダイシングテープに貼着すると共にウエーハを収容できる開口を有したフレームに該ダイシングテープの外周を貼着して該支持基板と一体になったウエーハを該フレームで支持するフレーム支持工程を含む。該ＵＶ硬化型樹脂破壊工程において、使用されるレーザー光線のピークパワー密度は５〜５０ＧＷ／ｃｍ２であるのが好適である。該支持基板はガラス基板であり、ウエーハは、パワーデバイス、ＴＦＴ（薄膜トランジスター）又は薄膜インダクターを含む薄膜構造のデバイスを表面に備えたＳｉウエーハ、ＳｉＣウエーハ又はＧａＮウエーハを含むのが好都合である。
本発明が提供するウエーハの加工方法では、波長が３００ｎｍ以下の紫外線を透過しウエーハを支持できる支持基板を準備する支持基板準備工程と、ウエーハの表面と該支持基板とを紫外線の照射によって粘着力が低下するＵＶ硬化型樹脂を介在して貼着し一体化する一体化工程と、ウエーハの裏面に所定の加工を施す加工工程と、該支持基板側から波長が３００ｎｍ以下の紫外線からなるレーザー光線を集光し照射してＵＶ硬化型樹脂を破壊するＵＶ硬化型樹脂破壊工程と、ウエーハの表面から該支持基板を剥離する剥離工程と、から少なくとも構成され、該ＵＶ硬化型樹脂破壊工程において、該支持基板およびウエーハを破壊することなくＵＶ硬化型樹脂を破壊することができるピークパワー密度となるように、かつ、スポットの直径が最小となる集光点をＵＶ硬化型樹脂に位置づけないように、ＵＶ硬化型樹脂に位置づけるレーザー光線のスポットの直径をデフォーカスして調整するので、ＵＶ硬化型樹脂を破壊してウエーハの表面から支持基板を確実に剥離することができる。
ウエーハ及び支持基板の斜視図。 （ａ）一体化工程が実施されたウエーハ及び支持基板の斜視図、（ｂ）一体化工程が実施されたウエーハ及び支持基板の断面図。 一体化されたウエーハ及び支持基板が研削装置のチャックテーブルに載せられる状態を示す斜視図。 加工工程が実施されている状態を示す斜視図。 フレーム支持工程が実施されている状態を示す斜視図。 （ａ）ＵＶ硬化型樹脂破壊工程が実際されている状態を示す斜視図、（ｂ）ＵＶ硬化型樹脂破壊工程が実際されている状態を示すウエーハ及び支持基板の断面図。 剥離工程が実施された状態を示す斜視図。
以下、本発明のウエーハの加工方法の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１には、本実施形態のウエーハの加工方法によって加工が施され得るウエーハ２が示されている。厚みが７００μｍ程度の円盤状のウエーハ２の表面２ａは格子状の分割予定ライン４によって複数の矩形領域に区画され、複数の矩形領域のそれぞれにはデバイス６が形成されている。ウエーハ２には、Ｓｉ（シリコン）を素材とするＳｉウエーハ、ＳｉＣ（炭化ケイ素）を素材とするＳｉＣウエーハ、ＧａＮ（窒化ガリウム）を素材とするＧａＮウエーハが含まれる。また、デバイス６には、パワーデバイス、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスター）又は薄膜インダクターを含む薄膜構造のデバイスが含まれる。
図示の実施形態では、まず、波長が３００ｎｍ以下の紫外線を透過しウエーハ２を支持できる支持基板を準備する支持基板準備工程を実施する。図示の実施形態では図１に示すとおり、支持基板準備工程において準備する支持基板８は、円盤状の透明なガラス基板であり、波長が３００ｎｍ以下の紫外線を透過する。また、支持基板８の直径はウエーハ２の直径とほぼ同じであり、支持基板８の厚みは１０００μｍ程度である。このため、支持基板８は、ウエーハ２の厚みを数十μｍ程度まで薄くする研削工程が施されてもウエーハ２を安定的に支持できる程度の剛性を有する。なお、支持基板は、波長が３００ｎｍ以下の紫外線を透過しウエーハ２を支持できるものであればガラス基板でなくてもよく、たとえば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂材料から形成されていてもよい。
支持基板準備工程を実施した後、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すとおり、ウエーハ２の表面２ａと支持基板８の片面とを紫外線（ＵＶ）の照射によって粘着力が低下するＵＶ硬化型樹脂１０を介在して貼着し、ウエーハ２と支持基板８とを一体化する一体化工程を実施する。図２（ａ）には、ＵＶ硬化型樹脂１０を介在して支持基板８と一体になったウエーハ２をウエーハ２の裏面２ｂ側からみた斜視図が示されている。図示の実施形態では図２（ａ）に示すとおり、ウエーハ２の径方向中心と支持基板８の径方向中心とを整合させた状態でウエーハ２と支持基板８とを一体化させている。一体化工程で使用するＵＶ硬化型樹脂１０としては、たとえば、デンカ株式会社製のＮＷ−１２６−７５Ｓ、日本化薬株式会社製のＳＵ−８、日立化成株式会社製のヒタロイド７９０３を使用することができる。また、図２（ｂ）に示すとおり、ウエーハ２と支持基板８とを一体化させた際のＵＶ硬化型樹脂１０の厚みは、１０μｍ程度でよい。
一体化工程を実施した後、ウエーハ２の裏面２ｂに所定の加工を施す加工工程を実施する。加工工程には、ウエーハ２の裏面２ｂを研削してウエーハ２を薄化する研削工程が含まれる。そこで図示の実施形態では、加工工程として研削工程について説明する。研削工程は、たとえば、図３及び図４に一部を示す研削装置１２を用いて実施することができる。図４に示すとおり、研削装置１２は、被加工物を保持する円形状のチャックテーブル１４と、チャックテーブル１４に保持された被加工物を研削する研削手段１６とを備える。図３に示すとおり、チャックテーブル１４の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック１８が配置されている。吸着チャック１８は流路によって吸引手段（図示していない。）に接続されている。そして、チャックテーブル１４においては、吸引手段によって吸着チャック１８の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック１８の上面に載せられた被加工物を吸着して保持することができる。また、チャックテーブル１４は、チャックテーブル１４の径方向中心を通って上下方向に延びる軸線を回転中心として回転手段（図示していない。）によって回転される。図４に示すとおり、研削手段１６は、モータ（図示していない。）に連結され、かつ上下方向に延びる円柱状のスピンドル２０と、スピンドル２０の下端に固定された円板状のホイールマウント２２とを含む。ホイールマウント２２の下面にはボルト２４によって環状の研削ホイール２６が固定されている。研削ホイール２６の下面の外周縁部には、周方向に間隔をおいて環状に配置された複数の研削砥石２８が固定されている。研削砥石２８がチャックテーブル１４の回転中心を通るように、研削ホイール２６の回転中心はチャックテーブル１４の回転中心に対して変位している。このため、チャックテーブル１４と研削ホイール２６とが相互に回転しながら、チャックテーブル１４の上面に保持された被加工物の上面と研削砥石２８とが接触した場合に、被加工物の上面全体が研削砥石２８によって研削される。
図３に示すとおり研削工程では、まず、ウエーハ２の裏面２ｂを上に向けて、研削装置１２のチャックテーブル１４の上面に支持基板８側を吸着させる。この際は、ウエーハ２の径方向中心とチャックテーブル１４の径方向中心（回転中心）とを整合させる。次いで、図４に示すとおり、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば３００ｒｐｍ）でチャックテーブル１４を回転手段で回転させる。また、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば６０００ｒｐｍ）でスピンドル２０をモータで回転させる。次いで、研削装置１２の昇降手段（図示していない。）でスピンドル２０を下降させ、ウエーハ２の裏面２ｂに研削砥石２８を接触させる。そうすると、ウエーハ２の径方向中心とチャックテーブル１４の径方向中心とが整合しているので、ウエーハ２の裏面２ｂ全体が研削砥石２８によって研削される。そして、ウエーハ２の裏面２ｂに研削砥石２８を接触させた後は所定の研削送り速度（たとえば１．０μｍ／ｓ）でスピンドル２０を下降させる。これによって、ウエーハ２の裏面２ｂを研削してウエーハ２を所望の厚み（たとえば、３０〜５０μｍ程度）に薄化することができる。
図示の実施形態では研削工程を実施した後、図５に示すとおり、ウエーハ２の裏面２ｂをダイシングテープ３０に貼着すると共にウエーハ２を収容できる開口３２ａを有した環状フレーム３２にダイシングテープ３０の外周を貼着して支持基板８と一体になったウエーハ２を環状フレーム３２で支持するフレーム支持工程を実施する。
図示の実施形態ではフレーム支持工程を実施した後、支持基板８側から波長が３００ｎｍ以下の紫外線からなるレーザー光線を集光し照射してＵＶ硬化型樹脂１０を破壊するＵＶ硬化型樹脂破壊工程を実施する。ＵＶ硬化型樹脂破壊工程は、たとえば図６（ａ）に一部を示すレーザー加工装置３４を用いて実施することができる。レーザー加工装置３４は、波長が３００ｎｍ以下の紫外線からなるパルスレーザー光線ＬＢを発振する発振器（図示していない。）と、被加工物を保持するチャックテーブル（図示していない。）と、発振器が発振したパルスレーザー光線ＬＢを集光してチャックテーブルに保持された被加工物に照射する集光器３６とを備える。上面において被加工物を吸着するように構成されている円形状のチャックテーブルは、チャックテーブルの径方向中心を通って上下方向に延びる軸線を回転中心として回転手段（図示していない。）によって回転される。集光器３６は、Ｘ軸方向移動手段（図示していない。）によってＸ軸方向に進退され、Ｙ軸方向移動手段（図示していない。）によってＹ軸方向に進退される。なお、Ｘ軸方向は図６（ａ）に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ軸方向は図６（ａ）に矢印Ｙで示す方向であってＸ軸方向に直交する方向である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向が規定する平面は実質上水平である。
図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して説明を続けると、ＵＶ硬化型樹脂破壊工程では、まず、支持基板８側を上に向けて、レーザー加工装置３４のチャックテーブルの上面に環状フレーム３２で支持されたウエーハ２を吸着させる。この際は、支持基板８の径方向中心とチャックテーブルの径方向中心とを整合させる。次いで、レーザー加工装置３４の撮像手段（図示していない。）で上方（支持基板８側）から支持基板８と一体になったウエーハ２を撮像する。次いで、撮像手段で撮像した画像に基づいて、レーザー加工装置３４のＸ軸方向移動手段及びＹ軸方向移動手段で集光器３６を移動させることにより、支持基板８の径方向中心の上方に集光器３６を位置づける。次いで、レーザー加工装置３４の集光点位置調整手段（図示していない。）で集光器３６を光軸方向（上下方向）に移動させ、ＵＶ硬化型樹脂１０におけるパルスレーザー光線ＬＢのピークパワー密度が５〜５０ＧＷ／ｃｍ２となるように、ＵＶ硬化型樹脂１０に位置づけるパルスレーザー光線ＬＢのスポットの直径Ｄを調整する。次いで、レーザー加工装置３４の回転手段によって、上方からみて時計回りに所定の回転速度でチャックテーブルを回転させる。次いで、レーザー加工装置３４のＸ軸方向移動手段またはＹ軸方向移動手段によって、チャックテーブルに対して集光器３６をチャックテーブルの径方向外方（たとえば図６（ａ）に矢印Ａで示す方向）に移動させながら、波長が３００ｎｍ以下の紫外線からなるパルスレーザー光線ＬＢを集光器３６から照射する。すなわち、図６（ａ）に示すとおり、支持基板８側からパルスレーザー光線ＬＢを渦巻状に照射する。支持基板８は波長が３００ｎｍ以下の紫外線を透過するガラス基板から形成されているから、パルスレーザー光線ＬＢは支持基板８を透過してＵＶ硬化型樹脂１０に吸収される。これによって、ＵＶ硬化型樹脂１０が破壊され、ＵＶ硬化型樹脂１０の粘着力が喪失する。ここでいうＵＶ硬化型樹脂１０の粘着力の喪失とは、ＵＶ硬化型樹脂１０の粘着力が完全に喪失する場合だけでなく、ウエーハ２から支持基板８を剥離するのに充分な程度にＵＶ硬化型樹脂１０の粘着力が低下している場合も含む。また、図示の実施形態では、ＵＶ硬化型樹脂１０におけるパルスレーザー光線ＬＢのピークパワー密度を５〜５０ＧＷ／ｃｍ２（５〜５０×１０９Ｗ／ｃｍ２）に設定しているので、より確実に、支持基板８及びウエーハ２を破壊することなく（すなわち、ウエーハ２の表面２ａに形成されたデバイス６も損傷させることなく）、ＵＶ硬化型樹脂１０のみを破壊することができる。なお、図６（ａ）においては、便宜上、支持基板８と一体になったウエーハ２に向かって照射されたパルスレーザー光線ＬＢの照射痕３８を支持基板８の径方向に間隔をおいて描いているが、径方向において隣接する照射痕３８がＵＶ硬化型樹脂１０において重なるようにパルスレーザー光線ＬＢを照射することによりＵＶ硬化型樹脂１０全体を破壊する。また、パルスレーザー光線ＬＢのピークパワー密度Ｅｐ（Ｗ／ｃｍ２）は、パルスレーザー光線ＬＢの平均出力Ｐ（Ｗ）と、繰り返し周波数Ｆ（Ｈｚ）と、パルス幅τ（ｓ）と、スポットの面積Ｓ＝πＤ２／４（ｃｍ２）とで規定される（Ｅｐ＝Ｐ／（Ｆ・τ・Ｓ））。なお、Ｄは上記のとおりパルスレーザー光線ＬＢのスポットの直径（スポット径）である。
そして、ＵＶ硬化型樹脂破壊工程を実施した後、ウエーハ２の表面２ａから支持基板８を剥離する剥離工程を実施する。ＵＶ硬化型樹脂破壊工程において支持基板８及びウエーハ２を破壊することなくＵＶ硬化型樹脂１０のみを破壊しているので、剥離工程では、ウエーハ２の表面２ａにＵＶ硬化型樹脂１０が残留することなく、ウエーハ２の表面２ａから支持基板８を確実に剥離することができる。
以上のとおり図示の実施形態では、ＵＶ硬化型樹脂破壊工程において支持基板８及びウエーハ２を破壊することなくＵＶ硬化型樹脂１０のみを破壊することができ、剥離工程においてウエーハ２の表面２ａにＵＶ硬化型樹脂１０が残留することなくウエーハ２の表面２ａから支持基板８を確実に剥離することができる。
なお、ＵＶ硬化型樹脂破壊工程については、図示の実施形態ではパルスレーザー光線ＬＢを渦巻状に照射する例を説明したが、パルスレーザー光線ＬＢを同心円状に照射してもよく、あるいは、Ｘ方向やＹ方向等の任意の方向と平行にパルスレーザー光線ＬＢを縞状に照射してもよい。また、図示の実施形態では、レーザー加工装置３４のチャックテーブルを回転させると共に集光器３６をチャックテーブルの径方向外方に移動させる例を説明したが、ＵＶ硬化型樹脂破壊工程ではチャックテーブルと集光器３６とを相対的に移動させればよく、たとえば、集光器３６を移動させずにチャックテーブルのみを移動（回転だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向等の任意の方向への移動を含む。）させてもよく、あるいは、チャックテーブルを移動させずに集光器３６のみを移動させてもよい。
ここで、ＵＶ硬化型樹脂破壊工程において使用されるレーザー光線の適切な条件について、下記の実験条件下で本発明者らが行った実験の結果に基づいて説明する。
［実験の条件］
実験で用いたウエーハ：厚み７００μｍのウエーハ
実験で用いた支持基板：厚み１０００μｍのガラス基板
実験で用いたＵＶ硬化型樹脂の種類：デンカ株式会社製のＮＷ−１２６−７５Ｓ
日本化薬株式会社製のＳＵ−８
日立化成株式会社製のヒタロイド７９０３
上記ＵＶ硬化型樹脂の種類毎に下記条件で下記実験１から６までを行った。
実験で用いたレーザー光線の種類
波長 ：３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、３４３ｎｍ、２６６ｎｍ、２４８ｎｍ
１９６ｎｍ
繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
平均出力 ：１Ｗ〜２０Ｗ
パルス幅 ：１０ｐｓ〜２００ｐｓ
ＵＶ硬化型樹脂の厚み：５μｍ〜５０μｍ
スポット径 ：ＵＶ硬化型樹脂に位置づけるスポット径をデフォーカスで調整
［実験１］
ＵＶ硬化型樹脂：デンカ株式会社製のＮＷ−１２６−７５Ｓ 厚み１０μｍ
波長 ：３６５ｎｍ
繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
平均出力 ：１Ｗ
パルス幅 ：１０ｐｓ
スポット径 ：φ３μｍ、φ５μｍ、φ１０μｍ、φ１５μｍ、φ２０μｍ、
φ２５μｍ、φ３０μｍ、φ３５μｍ、φ４０μｍ、φ４５μｍ、
φ５０μｍ、φ５５μｍ、φ６０μｍ、φ６５μｍ、φ７０μｍ、
φ７５μｍ、φ８０μｍ、φ８５μｍ、φ９０μｍ、φ９５μｍ、
φ１００μｍ、φ１１０μｍ、φ１２０μｍ、φ１３０μｍ、
φ１４０μｍ
［実験１の方法］
ＵＶ硬化型樹脂に位置づけるスポット径を変化させることによりピークパワー密度を変化させて、支持基板とウエーハとの間に介在させたＵＶ硬化型樹脂に支持基板側からレーザー光線を照射した。
［実験１の結果］
スポット径 ピークパワー密度 加工状況
（φμｍ） （ＧＷ／ｃｍ２） 支持基板 ＵＶ硬化型樹脂 ウエーハ
３ ７０７７ 破壊 破壊 破壊
５ ２５４７ 破壊 破壊 破壊
１０ ６３７ 破壊 破壊 破壊
１５ ２８３ 破壊 破壊 破壊
２０ １５９ 破壊 破壊 破壊
２５ １０２ 破壊 破壊 破壊
３０ ７１ 破壊 破壊 破壊
３５ ５２ 破壊 破壊 破壊
４０ ４０ 破壊 破壊 破壊
４５ ３１ 破壊 破壊 やや良好
５０ ２５ 破壊 破壊 良好
５５ ２１ 破壊 破壊 良好
６０ １８ 破壊 破壊 良好
６５ １５ 破壊 破壊 良好
７０ １３ 破壊 破壊 良好
７５ １１ 破壊 破壊 良好
８０ １０ やや破壊 破壊 良好
８５ ９ やや破壊 破壊 良好
９０ ８ やや破壊 破壊 良好
９５ ７ やや破壊 破壊 良好
１００ ６ 良好 やや破壊 良好
１１０ ５ 良好 やや破壊 良好
１２０ ４ 良好 破壊なし 良好
１３０ ４ 良好 破壊なし 良好
１４０ ３ 良好 破壊なし 良好
［実験１に基づく結論］
実験１では、支持基板及びウエーハを破壊することなくＵＶ硬化型樹脂のみを破壊することができず、したがって実験１の加工条件は不適切な加工条件といえる。なお、実験１の結果における加工状況の「良好」は、支持基板、ウエーハがレーザー光線によって破壊されていないことを意味し、この点は実験２から６までの結果においても同様である。
［実験２］
ＵＶ硬化型樹脂：デンカ株式会社製のＮＷ−１２６−７５Ｓ 厚み１０μｍ
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
平均出力 ：１Ｗ
パルス幅 ：１０ｐｓ
スポット径 ：φ３μｍ、φ５μｍ、φ１０μｍ、φ１５μｍ、φ２０μｍ、
φ２５μｍ、φ３０μｍ、φ３５μｍ、φ４０μｍ、φ４５μｍ、
φ５０μｍ、φ５５μｍ、φ６０μｍ、φ６５μｍ、φ７０μｍ、
φ７５μｍ、φ８０μｍ、φ８５μｍ、φ９０μｍ、φ９５μｍ、
φ１００μｍ、φ１１０μｍ、φ１２０μｍ、φ１３０μｍ、
φ１４０μｍ
［実験２の方法］
ＵＶ硬化型樹脂に位置づけるスポット径を変化させることによりピークパワー密度を変化させて、支持基板とウエーハとの間に介在させたＵＶ硬化型樹脂に支持基板側からレーザー光線を照射した。
［実験２の結果］
スポット径 ピークパワー密度 加工状況
（φμｍ） （ＧＷ／ｃｍ２） 支持基板 ＵＶ硬化型樹脂 ウエーハ
３ ７０７７ 破壊 破壊 破壊
５ ２５４７ 破壊 破壊 破壊
１０ ６３７ 破壊 破壊 破壊
１５ ２８３ 破壊 破壊 破壊
２０ １５９ 破壊 破壊 破壊
２５ １０２ 破壊 破壊 破壊
３０ ７１ 破壊 破壊 破壊
３５ ５２ 破壊 破壊 破壊
４０ ４０ 破壊 破壊 破壊
４５ ３１ 破壊 破壊 やや良好
５０ ２５ やや破壊 破壊 良好
５５ ２１ やや破壊 破壊 良好
６０ １８ やや破壊 破壊 良好
６５ １５ やや破壊 破壊 良好
７０ １３ やや破壊 破壊 良好
７５ １１ やや破壊 破壊 良好
８０ １０ やや破壊 破壊 良好
８５ ９ やや破壊 破壊 良好
９０ ８ やや破壊 破壊 良好
９５ ７ やや破壊 破壊 良好
１００ ６ 良好 やや破壊 良好
１１０ ５ 良好 やや破壊 良好
１２０ ４ 良好 破壊なし 良好
１３０ ４ 良好 破壊なし 良好
１４０ ３ 良好 破壊なし 良好
［実験２に基づく結論］
実験２では、支持基板及びウエーハを破壊することなくＵＶ硬化型樹脂のみを破壊することができず、したがって実験２の加工条件は不適切な加工条件といえる。
［実験３］
ＵＶ硬化型樹脂：デンカ株式会社製のＮＷ−１２６−７５Ｓ 厚み１０μｍ
波長 ：３４３ｎｍ
繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
平均出力 ：１Ｗ
パルス幅 ：１０ｐｓ
スポット径 ：φ３μｍ、φ５μｍ、φ１０μｍ、φ１５μｍ、φ２０μｍ、
φ２５μｍ、φ３０μｍ、φ３５μｍ、φ４０μｍ、φ４５μｍ、
φ５０μｍ、φ５５μｍ、φ６０μｍ、φ６５μｍ、φ７０μｍ、
φ７５μｍ、φ８０μｍ、φ８５μｍ、φ９０μｍ、φ９５μｍ、
φ１００μｍ、φ１１０μｍ、φ１２０μｍ、φ１３０μｍ、
φ１４０μｍ
［実験３の方法］
ＵＶ硬化型樹脂に位置づけるスポット径を変化させることによりピークパワー密度を変化させて、支持基板とウエーハとの間に介在させたＵＶ硬化型樹脂に支持基板側からレーザー光線を照射した。
［実験３の結果］
スポット径 ピークパワー密度 加工状況
（φμｍ） （ＧＷ／ｃｍ２） 支持基板 ＵＶ硬化型樹脂 ウエーハ
３ ７０７７ 破壊 破壊 破壊
５ ２５４７ 破壊 破壊 破壊
１０ ６３７ 破壊 破壊 破壊
１５ ２８３ 破壊 破壊 破壊
２０ １５９ 破壊 破壊 破壊
２５ １０２ 破壊 破壊 破壊
３０ ７１ 破壊 破壊 破壊
３５ ５２ 破壊 破壊 やや破壊
４０ ４０ やや破壊 破壊 良好
４５ ３１ やや破壊 破壊 良好
５０ ２５ やや破壊 破壊 良好
５５ ２１ やや破壊 破壊 良好
６０ １８ やや破壊 破壊 良好
６５ １５ やや破壊 破壊 良好
７０ １３ やや破壊 破壊 良好
７５ １１ やや破壊 破壊 良好
８０ １０ やや破壊 破壊 良好
８５ ９ やや破壊 破壊 良好
９０ ８ やや破壊 破壊 良好
９５ ７ やや破壊 破壊 良好
１００ ６ 良好 やや破壊 良好
１１０ ５ 良好 やや破壊 良好
１２０ ４ 良好 破壊なし 良好
１３０ ４ 良好 破壊なし 良好
１４０ ３ 良好 破壊なし 良好
［実験３に基づく結論］
実験３では、支持基板及びウエーハを破壊することなくＵＶ硬化型樹脂のみを破壊することができず、したがって実験３の加工条件は不適切な加工条件といえる。
［実験４］
ＵＶ硬化型樹脂：デンカ株式会社製のＮＷ−１２６−７５Ｓ 厚み１０μｍ
波長 ：２６６ｎｍ
繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
平均出力 ：１Ｗ
パルス幅 ：１０ｐｓ
スポット径 ：φ３μｍ、φ５μｍ、φ１０μｍ、φ１５μｍ、φ２０μｍ、
φ２５μｍ、φ３０μｍ、φ３５μｍ、φ４０μｍ、φ４５μｍ、
φ５０μｍ、φ５５μｍ、φ６０μｍ、φ６５μｍ、φ７０μｍ、
φ７５μｍ、φ８０μｍ、φ８５μｍ、φ９０μｍ、φ９５μｍ、
φ１００μｍ、φ１１０μｍ、φ１２０μｍ、φ１３０μｍ、
φ１４０μｍ
［実験４の方法］
ＵＶ硬化型樹脂に位置づけるスポット径を変化させることによりピークパワー密度を変化させて、支持基板とウエーハとの間に介在させたＵＶ硬化型樹脂に支持基板側からレーザー光線を照射した。
［実験４の結果］
スポット径 ピークパワー密度 加工状況
（φμｍ） （ＧＷ／ｃｍ２） 支持基板 ＵＶ硬化型樹脂 ウエーハ
３ ７０７７ 破壊 破壊 破壊
５ ２５４７ 破壊 破壊 破壊
１０ ６３７ 破壊 破壊 破壊
１５ ２８３ 破壊 破壊 破壊
２０ １５９ 破壊 破壊 破壊
２５ １０２ 破壊 破壊 破壊
３０ ７１ やや破壊 破壊 やや破壊
３５ ５２ 良好 破壊 良好
４０ ４０ 良好 破壊 良好
４５ ３１ 良好 破壊 良好
５０ ２５ 良好 破壊 良好
５５ ２１ 良好 破壊 良好
６０ １８ 良好 破壊 良好
６５ １５ 良好 破壊 良好
７０ １３ 良好 破壊 良好
７５ １１ 良好 破壊 良好
８０ １０ 良好 破壊 良好
８５ ９ 良好 破壊 良好
９０ ８ 良好 破壊 良好
９５ ７ 良好 破壊 良好
１００ ６ 良好 やや破壊 良好
１１０ ５ 良好 やや破壊 良好
１２０ ４ 良好 破壊なし 良好
１３０ ４ 良好 破壊なし 良好
１４０ ３ 良好 破壊なし 良好
［実験４に基づく結論］
実験４では、ピークパワー密度５〜５０ＧＷ／ｃｍ２において支持基板及びウエーハを破壊することなくＵＶ硬化型樹脂のみを破壊することができ、したがって実験４の加工条件は適切な加工条件といえる。
［実験５］
ＵＶ硬化型樹脂：デンカ株式会社製のＮＷ−１２６−７５Ｓ 厚み１０μｍ
波長 ：２４８ｎｍ
繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
平均出力 ：１Ｗ
パルス幅 ：１０ｐｓ
スポット径 ：φ３μｍ、φ５μｍ、φ１０μｍ、φ１５μｍ、φ２０μｍ、
φ２５μｍ、φ３０μｍ、φ３５μｍ、φ４０μｍ、φ４５μｍ、
φ５０μｍ、φ５５μｍ、φ６０μｍ、φ６５μｍ、φ７０μｍ、
φ７５μｍ、φ８０μｍ、φ８５μｍ、φ９０μｍ、φ９５μｍ、
φ１００μｍ、φ１１０μｍ、φ１２０μｍ、φ１３０μｍ、
φ１４０μｍ
［実験５の方法］
ＵＶ硬化型樹脂に位置づけるスポット径を変化させることによりピークパワー密度を変化させて、支持基板とウエーハとの間に介在させたＵＶ硬化型樹脂に支持基板側からレーザー光線を照射した。
［実験５の結果］
スポット径 ピークパワー密度 加工状況
（φμｍ） （ＧＷ／ｃｍ２） 支持基板 ＵＶ硬化型樹脂 ウエーハ
３ ７０７７ 破壊 破壊 破壊
５ ２５４７ 破壊 破壊 破壊
１０ ６３７ 破壊 破壊 破壊
１５ ２８３ 破壊 破壊 破壊
２０ １５９ 破壊 破壊 破壊
２５ １０２ 破壊 破壊 破壊
３０ ７１ 破壊 破壊 やや破壊
３５ ５２ やや破壊 破壊 良好
４０ ４０ 良好 破壊 良好
４５ ３１ 良好 破壊 良好
５０ ２５ 良好 破壊 良好
５５ ２１ 良好 破壊 良好
６０ １８ 良好 破壊 良好
６５ １５ 良好 破壊 良好
７０ １３ 良好 破壊 良好
７５ １１ 良好 破壊 良好
８０ １０ 良好 破壊 良好
８５ ９ 良好 破壊 良好
９０ ８ 良好 破壊 良好
９５ ７ 良好 破壊 良好
１００ ６ 良好 やや破壊 良好
１１０ ５ 良好 やや破壊 良好
１２０ ４ 良好 破壊なし 良好
１３０ ４ 良好 破壊なし 良好
１４０ ３ 良好 破壊なし 良好
［実験５に基づく結論］
実験５では、ピークパワー密度５〜５０ＧＷ／ｃｍ２において支持基板及びウエーハを破壊することなくＵＶ硬化型樹脂のみを破壊することができ、したがって実験５の加工条件は適切な加工条件といえる。
［実験６］
ＵＶ硬化型樹脂：デンカ株式会社製のＮＷ−１２６−７５Ｓ 厚み１０μｍ
波長 ：１９６ｎｍ
繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
平均出力 ：１Ｗ
パルス幅 ：１０ｐｓ
スポット径 ：φ３μｍ、φ５μｍ、φ１０μｍ、φ１５μｍ、φ２０μｍ、
φ２５μｍ、φ３０μｍ、φ３５μｍ、φ４０μｍ、φ４５μｍ、
φ５０μｍ、φ５５μｍ、φ６０μｍ、φ６５μｍ、φ７０μｍ、
φ７５μｍ、φ８０μｍ、φ８５μｍ、φ９０μｍ、φ９５μｍ、
φ１００μｍ、φ１１０μｍ、φ１２０μｍ、φ１３０μｍ、
φ１４０μｍ
［実験６の方法］
ＵＶ硬化型樹脂に位置づけるスポット径を変化させることによりピークパワー密度を変化させて、支持基板とウエーハとの間に介在させたＵＶ硬化型樹脂に支持基板側からレーザー光線を照射した。
［実験６の結果］
スポット径 ピークパワー密度 加工状況
（φμｍ） （ＧＷ／ｃｍ２） 支持基板 ＵＶ硬化型樹脂 ウエーハ
３ ７０７７ 破壊 破壊 破壊
５ ２５４７ 破壊 破壊 破壊
１０ ６３７ 破壊 破壊 破壊
１５ ２８３ 破壊 破壊 破壊
２０ １５９ やや破壊 破壊 破壊
２５ １０２ やや破壊 破壊 破壊
３０ ７１ やや破壊 破壊 やや破壊
３５ ５２ 良好 破壊 良好
４０ ４０ 良好 破壊 良好
４５ ３１ 良好 破壊 良好
５０ ２５ 良好 破壊 良好
５５ ２１ 良好 破壊 良好
６０ １８ 良好 破壊 良好
６５ １５ 良好 破壊 良好
７０ １３ 良好 破壊 良好
７５ １１ 良好 破壊 良好
８０ １０ 良好 破壊 良好
８５ ９ 良好 破壊 良好
９０ ８ 良好 破壊 良好
９５ ７ 良好 破壊 良好
１００ ６ 良好 破壊 良好
１１０ ５ 良好 破壊 良好
１２０ ４ 良好 破壊なし 良好
１３０ ４ 良好 破壊なし 良好
１４０ ３ 良好 破壊なし 良好
［実験６に基づく結論］
実験６では、ピークパワー密度５〜５０ＧＷ／ｃｍ２において支持基板及びウエーハを破壊することなくＵＶ硬化型樹脂のみを破壊することができ、したがって実験６の加工条件は適切な加工条件といえる。
実験１から６までの結果から、ＵＶ硬化型樹脂破壊工程において適切なレーザー光線の条件について検討する。まず、実験１（波長３６５ｎｍ）、実験２（波長３５５ｎｍ）及び実験３（波長３４３ｎｍ）においては支持基板及びウエーハを破壊することなくＵＶ硬化型樹脂のみを破壊することができる条件がなかったこと、並びに、実験４（波長２６６ｎｍ）、実験５（波長２４８ｎｍ）及び実験６（波長１９６ｎｍ）においては支持基板及びウエーハを破壊することなくＵＶ硬化型樹脂のみを破壊することができる条件があったことから、ＵＶ硬化型樹脂破壊工程において使用されるレーザー光線は波長が３００ｎｍ以下の紫外線であるのが適切と考えられる。また、レーザー光線のピークパワー密度については、実験４から６までにおいてピークパワー密度が５〜５０ＧＷ／ｃｍ２の場合に支持基板及びウエーハを破壊することなくＵＶ硬化型樹脂のみを破壊することができたので、ＵＶ硬化型樹脂破壊工程において使用されるレーザー光線のピークパワー密度は５〜５０ＧＷ／ｃｍ２であるのが適切と考えられる。
本発明者らは、ＵＶ硬化型樹脂破壊工程において使用されるレーザー光線は波長が３００ｎｍ以下の紫外線であり、レーザー光線のピークパワー密度は５〜５０ＧＷ／ｃｍ２であるのが適切なことを確認するために以下の確認実験も行った。確認実験では、レーザー光線の平均出力を５Ｗ、１０Ｗ、１５Ｗ、２０Ｗと変化させると共に、平均出力５Ｗに対してはレーザー光線のパルス幅を５０ｐｓとし、平均出力１０Ｗに対してはレーザー光線のパルス幅を１００ｐｓとし、平均出力１５Ｗに対してはレーザー光線のパルス幅を１５０ｐｓとし、平均出力２０Ｗに対してはレーザー光線のパルス幅を２００ｐｓとして、前記した実験１から６までを実施したところ、前記した実験１から６までの結果と略同一の結果が得られ、ＵＶ硬化型樹脂破壊工程において使用されるレーザー光線は波長が３００ｎｍ以下の紫外線であり、レーザー光線のピークパワー密度は５〜５０ＧＷ／ｃｍ２であるのが適切なことを確認することができた。また、ＵＶ硬化型樹脂を日本化薬株式会社製のＳＵ−８とした場合と、ＵＶ硬化型樹脂を日立化成株式会社製のヒタロイド７９０３とした場合とにおいて、前記した実験１から６までを実施したところ、前記した実験１から６までの結果と略同一の結果が得られた。さらに、ＵＶ硬化型樹脂の厚みを５μｍから５０μｍまでの間で５μｍ毎に変化させて、前記した実験１から６までを実施したところ、ＵＶ硬化型樹脂の厚みが２０μｍ以下の場合はＵＶ硬化型樹脂が略１００％破壊され、ＵＶ硬化型樹脂の厚みが２５μｍ以上の場合はＵＶ硬化型樹脂の不完全な破壊が認められたもののウエーハから支持基板を剥離するには充分な破壊が得られた。
２：ウエーハ
２ａ：表面
２ｂ：裏面
４：分割予定ライン
６：デバイス
８：支持基板
１０：ＵＶ硬化型樹脂
３０：ダイシングテープ
３２：環状フレーム
３２ａ：開口（フレーム）
ＬＢ：パルスレーザー光線

Claims (4)

  1. 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の加工方法であって、
    波長が３００ｎｍ以下の紫外線を透過しウエーハを支持できる支持基板を準備する支持基板準備工程と、
    ウエーハの表面と該支持基板とを紫外線の照射によって粘着力が低下するＵＶ硬化型樹脂を介在して貼着し一体化する一体化工程と、
    ウエーハの裏面に所定の加工を施す加工工程と、
    該支持基板側から波長が３００ｎｍ以下の紫外線からなるレーザー光線を集光し照射してＵＶ硬化型樹脂を破壊するＵＶ硬化型樹脂破壊工程と、
    ウエーハの表面から該支持基板を剥離する剥離工程と、
    から少なくとも構成され、
    該ＵＶ硬化型樹脂破壊工程において、該支持基板およびウエーハを破壊することなくＵＶ硬化型樹脂を破壊することができるピークパワー密度となるように、かつ、スポットの直径が最小となる集光点をＵＶ硬化型樹脂に位置づけないように、ＵＶ硬化型樹脂に位置づけるレーザー光線のスポットの直径をデフォーカスして調整するウエーハの加工方法。
  2. 該加工工程の後であって該ＵＶ硬化型樹脂破壊工程の前に、ウエーハの裏面をダイシングテープに貼着すると共にウエーハを収容できる開口を有したフレームに該ダイシングテープの外周を貼着して該支持基板と一体になったウエーハを該フレームで支持するフレーム支持工程を含む請求項１記載のウエーハの加工方法。
  3. 該ＵＶ硬化型樹脂破壊工程において、使用されるレーザー光線のピークパワー密度は５〜５０ＧＷ／ｃｍ２である請求項１記載のウエーハの加工方法。
  4. 該支持基板はガラス基板であり、ウエーハは、パワーデバイス、ＴＦＴ（薄膜トランジスター）又は薄膜インダクターを含む薄膜構造のデバイスを表面に備えたＳｉウエーハ、ＳｉＣウエーハ又はＧａＮウエーハを含む請求項１記載のウエーハの加工方法。
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