ウエーハの分割方法
【課題】ストリート幅を大きくすること無くストリートに沿って変質層を形成することができ、分割することができるウエーハの分割方法を提供する。
【解決手段】デバイス領域とデバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハ２の分割方法であって、レーザー光線をウエーハ２の裏面側から内部に集光点Ｐを位置付けて照射し、ウエーハ２の内部に表面側に未加工領域を残して第１の変質層２５１を形成する第１の変質層形成工程と、ウエーハ２の裏面２bを環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程と、レーザー光線をダイシングテープに貼着されたウエーハ２の表面側から内部の未加工領域に集光点を位置付けて照射し、ウエーハ２の未加工領域に第２の変質層を形成する第２の変質層形成工程と、ウエーハ２に外力を付与し第１の変質層および第２の変質層が形成されたストリートに沿って破断する破断工程とを含む。
【解決手段】デバイス領域とデバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハ２の分割方法であって、レーザー光線をウエーハ２の裏面側から内部に集光点Ｐを位置付けて照射し、ウエーハ２の内部に表面側に未加工領域を残して第１の変質層２５１を形成する第１の変質層形成工程と、ウエーハ２の裏面２bを環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程と、レーザー光線をダイシングテープに貼着されたウエーハ２の表面側から内部の未加工領域に集光点を位置付けて照射し、ウエーハ２の未加工領域に第２の変質層を形成する第２の変質層形成工程と、ウエーハ２に外力を付与し第１の変質層および第２の変質層が形成されたストリートに沿って破断する破断工程とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、ストリートに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの分割方法に関する。
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ、微小電気機械システム(MEMS)等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。
【０００３】
上述したウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、ウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に切削送りする切削送り手段とを具備し、切削ブレードを回転するとともに該切削ブレードによる切削部に切削水を供給しつつチャックテーブルを切削送りすることにより、ウエーハをストリートに沿って切断する。
【０００４】
しかるに、切削ブレードは２０〜３０μｍ程度の厚さを有するため、デバイスを区画するストリートとしては幅が５０μｍ程度必要となる。このため、ストリートの占める面積比率が高くなり、生産性が悪いという問題がある。
【０００５】
一方、ウエーハをストリートに沿って分割する方法として、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内部に集光点を合わせストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って破断の起点となる変質層を連続的に形成し、この破断起点となる変質層が形成され強度が低下せしめられたストリートに沿って外力を加えることにより、ウエーハをストリートに沿って分割する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載されたウエーハを分割する方法として、ストリートが形成されていないウエーハの裏面側からストリートと対応する領域の内部にレーザー光線の集光点を位置付けてレーザー光線を照射することにより変質層を形成し、その後ウエーハの裏面をダイシングテープに貼着し、ストリートに沿って内部に変質層が形成されたウエーハに外力を加えることによりウエーハを分割する方法が実施されている。しかるに、ストリートに沿って内部に変質層が形成されたウエーハをダイシングテープに貼着する際にウエーハがストリートに沿って割れるという問題がある。
一方、ウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着した状態で、ウエーハの表面側からストリートの内部にレーザー光線を集光させて変質層を形成する方法を実施することのより、上述した問題は回避されるが、レーザー光線の照射領域としてウエーハの厚みに対して２０〜３０％の幅が必要であり、例えば４００μｍの厚みを有する微小電気機械システム(MEMS)が形成されたウエーハにおいては、１００μｍ前後のストリート幅が必要となり、ウエーハの設計上の制約が大きく生産性が悪いという問題がある。
なお、ウエーハの表面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着した状態で、ウエーハの裏面側からストリートの内部にレーザー光線を集光させて変質層を形成する方法を採用すれば、上記問題を解消することはできるが、マイクロホーン、加速度センサー、圧力センサー等の微小電気機械システム(MEMS)からなるデバイスが形成されたウエーハにおいては、デバイスの表面をダイシングテープに貼着すると粘着剤が微小電気機械システム(MEMS)に付着してデバイスが損傷するという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、ストリート幅を大きくすること無くウエーハの内部にストリートに沿って変質層を形成することができ、デバイスに損傷を与えることなくストリートに沿って個々のデバイスに分割することができるウエーハの分割方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数のストリートが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハをストリートに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
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ウエーハの裏面側から内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハの内部に表面側に未加工領域を残してストリートに沿って第１の変質層を形成する第１の変質層形成工程と、
該第１の変質層形成工程が実施されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程と、
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ダイシングテープに貼着されたウエーハの表面側から内部の該未加工領域に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハの該未加工領域にストリートに沿って第２の変質層を形成する第２の変質層形成工程と、
該第２の変質層形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、該第１の変質層および第２の変質層が形成されたストリートに沿って破断する破断工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法が提供される。
【００１０】
ウエーハに形成されるデバイスは微小電気機械システム(MEMS)からなるデバイスであって、上記第１の変質層形成工程は上記外周余剰領域のみを支持した状態で実施する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるウエーハの分割方法においては、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ウエーハの裏面側から内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハの内部に表面側に未加工領域を残してストリートに沿って第１の変質層を形成する第１の変質層形成工程を実施した後に、ウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程を実施するので、未加工領域が強度を保持しているため、ウエーハをレーザー加工装置のチャックテーブルから搬出する際、またはダイシングテープに貼着する前後においてウエーハがストリートに沿って割れるという問題が解消でき、また、ウエーハの表面であるデバイスの表面にダイシングテープを貼着する必要がないので特にデバイスが微小電気機械システム(MEMS)であっても損傷することは無い。
また、本発明によるウエーハの分割方法においては、ウエーハの該未加工領域にストリートに沿って第２の変質層を形成する第２の変質層形成工程は、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ダイシングテープに貼着されたウエーハの表面側から内部の該未加工領域に集光点を位置付けてストリートに沿って照射するので、ウエーハの表面側から表面側の浅い位置に残された未加工領域にレーザー光線の集光点を位置付けて照射するため、ストリートの幅が狭くともレーザー光線がデバイスに照射されることは無い。従って、ウエーハの設計上においてストリートの幅が制約されることは無い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるウエーハの分割方法によって個々のデバイスに分割されるウエーハの斜視図。
【図２】本発明によるウエーハの分割方法における第１の変質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図３】本発明によるウエーハの分割方法における第１の変質層形成行程の説明図。
【図４】本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ支持工程の説明図。
【図５】本発明によるウエーハの分割方法における第２の変質層形成行程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図６】本発明によるウエーハの分割方法における第２の変質層形成行程の説明図。
【図７】本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ破断工程を実施するためのテープ拡張装置の斜視図。
【図８】本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ破断工程の説明図。
【図９】本発明によるウエーハの分割方法におけるピックアップ工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明によるウエーハの分割方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１には、本発明によるウエーハの分割方法によって個々のデバイスに分割されるウエーハの斜視図が示されている。図１に示すウエーハ２は、厚みが例えば４００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２aに格子状に形成された複数のストリート２１によって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域にデバイス２２としての微小電気機械システム(MEMS)が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ２は、デバイス２２が形成されているデバイス領域２２０と、該デバイス領域２２０を囲繞する外周余剰領域２３０を備えている。
【００１５】
以下、上述したウエーハ２を複数のストリート２１に沿って個々のデバイス２２に分割する方法について説明する。
先ず、ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハ２の裏面側から内部に集光点を位置付けてストリート２１に沿って照射し、ウエーハ２の内部に表面側に未加工領域を残してストリート２１に沿って第１の変質層を形成する第１の変質層形成工程を実施する。この第１の変質層形成工程は、図２に示すレーザー加工装置３を用いて実施する。図２に示すレーザー加工装置３は、被加工物を保持するチャックテーブル３１と、該チャックテーブル３１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２と、チャックテーブル３１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段３３を具備している。チャックテーブル３１は、中央部上面に形成された円形の凹部３１１と、該円形の凹部３１１の外側に形成された環状の吸引保持部３１２とからなっている。環状の吸引保持部３１２には、上面である吸引保持面に開口する複数の吸引孔３１３が形成されており、この複数の吸引孔３１３が図示しない吸引手段に連通されている。従って、図示しない吸引手段を作動することにより、環状の吸引保持部３１２の上面である吸引保持面に載置された被加工物を吸引保持する。このように構成されたチャックテーブル３１は、図示しない加工送り手段によって図２において矢印Ｘで示す方向に加工送りされるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図２において矢印Ｙで示す方向に割り出し送りされるようになっている。
【００１６】
上記レーザー光線照射手段３２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング３２１の先端に装着された集光器３２２からパルスレーザー光線を照射する。また、上記レーザー光線照射手段３２を構成するケーシング３２１の先端部に装着された撮像手段３３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００１７】
上述したレーザー加工装置３を用いて実施する第１の変質層形成工程について、図２および図３を参照して説明する。
第１の変質層形成工程を実施するには、先ず上述した図２に示すレーザー加工装置３のチャックテーブル３１上にウエーハ２の表面２ａ側を載置する。このとき、図３の(a)に示すようにチャックテーブル３１の環状の吸引保持部３１２の上面である吸引保持面にウエーハ２の外周余剰領域２３０を載置し、図示しない吸引手段を作動してチャックテーブル３１の環状の吸引保持部３１２上にウエーハ２の外周余剰領域２３０を吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３１上に保持されたウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにチャックテーブル３１上に表面側が保持されたウエーハ２は、外周余剰領域２３０のみが環状の吸引保持部３１２上に支持されるので、デバイス２２が損傷することは無い。このようにしてウエーハを吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
【００１８】
チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によってウエーハ２のストリート２１に沿ってレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち、撮像手段３３および図示しない制御手段は、ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１と、該ストリート２１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、ウエーハ２に形成されている複数のストリート２１と直交する方向に形成されている複数のストリート２１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、ウエーハ２の複数のストリート２１が形成されている表面２ａは下側に位置しているが、撮像手段３３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面２ｂから透かしてストリート２１を撮像することができる。
【００１９】
以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されたウエーハ２に形成されているストリート２１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図３の（ａ）で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２１の一端（図３の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の直下に位置付ける。そして、パルスレーザー光線の集光点Ｐをウエーハ２の表面２a（下面）から例えば１００μｍ上方位置に合わせる。次に、集光器３２２からシリコン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しつつチャックテーブル３１を図３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３の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の照射位置にストリート２１の他端（図３の（b）において右端）が達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３１の移動を停止する。この結果、ウエーハ２の内部には、ストリート２１に沿ってウエーハ２の表面２a（下面）側に７０μｍ程度の未加工領域２４０を残して第１の変質層２５１が形成される。この第１の変質層２５１は、溶融再固化層として形成される。
【００２０】
上記第１の変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４レーザー
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
平均出力 ：１．２W
繰り返し周波数 ：８０ｋＨｚ
パルス幅 ：１２０ns
集光スポット径 ：φ２μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒
【００２１】
なお、上述した加工条件においては１回のレーザー光線の照射によって形成される第１の変質層２５１の厚さは５０〜６０μｍである。従って、厚みが４００μｍのウエーハ２を容易に分割するには、厚さが５０〜６０μｍの変質層を５層程度形成することが望ましい。このため、図示の実施形態においては、図３の（c）に示すようにウエーハ２の表面２a（下面）側に未加工領域２４０を残して、裏面２b側（上面）に４層の第１の変質層２５１を積層して形成する。なお、第１の変質層形成工程は、ウエーハ２の裏面２b（上面）側からパルスレーザー光線を照射するので、デバイス２２にパルスレーザー光線が照射されることは無い。
【００２２】
このようにして、ウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２１に沿って上記第１の変質層形成工程を実行したならば、チャックテーブル３１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に延びる各ストリート２１に沿って上記第１の変質層形成工程を実行する。
【００２３】
上述した第１の変質層形成工程を実施したならば、表面２a側に未加工領域２４０を残して第１の変質層２５１が形成されたウエーハ２の裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図４に示すように環状のフレーム４の内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープ５の表面にウエーハ２の裏面２bを貼着する。なお、上記ダイシングテープ５は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリオレフィン(PO)からなるシート基材によって形成されており、その表面に粘着剤が厚さ５μｍ程度塗布されている。このようにウエーハ支持工程はウエーハ２の表面２a側に未加工領域２４０を残して第１の変質層２５１が形成されたウエーハ２の裏面２bを環状のフレーム４に装着されたダイシングテープ５に貼着するので、未加工領域２４０が強度を保持しているため、ウエーハ２をレーザー加工装置３のチャックテーブル３１から搬出する際、またはダイシングテープ５に貼着する前後においてウエーハ２がストリート２１に沿って割れるという問題が解消でき、また、ウエーハ２の表面２aであるデバイス２２の表面にダイシングテープ５を貼着する必要がないので図示の実施形態のようにデバイス２２が微小電気機械システム(MEMS)であっても損傷することは無い。
【００２４】
次に、ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線をダイシングテープ５に貼着にされたウエーハ２の表面２a側から内部の未加工領域２４０に集光点を位置付けてストリート２１に沿って照射し、ウエーハ２の未加工領域２４０にストリート２１に沿って第２の変質層を形成する第２の変質層形成工程を実施する。この第２の変質層形成工程は、図５に示すレーザー加工装置３０を用いて実施する。図５に示すレーザー加工装置３０は、被加工物を保持するチャックテーブル３０１以外は上記図２に示すレーザー加工装置３と実質的に同様な構成であるため、同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。チャックテーブル３０１は、上面である保持面に被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図５において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図５において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００２５】
上述したレーザー加工装置３０を用いて、第２の変質層形成工程を実施するには、先ず図５に示すレーザー加工装置３０のチャックテーブル３０１上にウエーハ２の裏面２bが貼着されたダイシングテープ５を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープ５を介してウエーハ２をチャックテーブル３０１上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３０１に保持されたウエーハ２は、表面２aが上側となる。なお、図５においては、ダイシングテープ５が装着された環状のフレーム４を省いて示しているが、環状のフレーム４はチャックテーブル３０１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持されている。このようにして、ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３０１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
【００２６】
チャックテーブル３０１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によってウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段３３および図示しない制御手段は、ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１と、該ストリート２１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成されたストリート２１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。
【００２７】
以上のようにしてチャックテーブル３０１上に保持されたウエーハ２の表面に形成されているストリート２１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図６の（ａ）で示すようにチャックテーブル３０１をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２１の一端（図６の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の直下に位置付ける。そして、パルスレーザー光線の集光点Ｐをウエーハ２の表面２a側に残された未加工領域２４０の厚さ方向中間位置に合わせる。次に、集光器３２２からシリコン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しつつチャックテーブル３０１を図６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６の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の照射位置にストリート２１の他端（図６の（b）において右端）が達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３０１の移動を停止する。この結果、図６の（b）および図６の（c）に示すようにウエーハ２の上記未加工領域２４０には、ストリート２１に沿って第２の変質層２５２が形成される。この第２の変質層２５２は、溶融再固化層として形成される。なお、第２の変質層形成工程における加工条件は上記第１の変質層形成工程の加工条件と同様でよい、従って、ウエーハ２の上記未加工領域２４０には、厚さが５０〜６０μｍの第２の変質層２５２が形成される。この第２の変質層形成工程は、ウエーハ２の表面２a側から表面側の浅い位置に残された未加工領域２４０にレーザー光線の集光点を位置付けて照射するので、ストリート２１の幅が狭くともレーザー光線がデバイス２２に照射されることは無い。
【００２８】
上述した第２の変質層形成工程を実施したならば、ウエーハ２に外力を付与し、第１の変質層２５１および第２の変質層２５２が形成されたストリート２１に沿って破断する破断工程を実施する。この破断工程は、図７に示すテープ拡張装置６を用いて実施する。図７に示すテープ拡張装置６は、上記環状のフレーム４を保持するフレーム保持手段６１と、該フレーム保持手段６１に保持された環状のフレーム４に装着されたダイシングテープ５を拡張するテープ拡張手段６２と、ピックアップコレット６３を具備している。フレーム保持手段６１は、環状のフレーム保持部材６１１と、該フレーム保持部材６１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ６１２とからなっている。フレーム保持部材６１１の上面は環状のフレーム４を載置する載置面６１１ａを形成しており、この載置面６１１ａ上に環状のフレーム４が載置される。そして、載置面６１１ａ上に載置された環状のフレーム４は、クランプ６１２によってフレーム保持部材６１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段６１は、テープ拡張手段６２によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００２９】
テープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１の内側に配設される拡張ドラム６２１を具備している。この拡張ドラム６２１は、環状のフレーム４の内径より小さく該環状のフレーム４に装着されたダイシングテープ５に貼着されるウエーハ２の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム６２１は、下端に支持フランジ６２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１を上下方向に進退可能な支持手段６２３を具備している。この支持手段６２３は、上記支持フランジ６２２上に配設された複数のエアシリンダ６２３aからなっており、そのピストンロッド６２３bが上記環状のフレーム保持部材６１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ６２３aからなる支持手段６２３は、図８の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材６１１を載置面６１１ａが拡張ドラム６２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図８の（b）に示すように拡張ドラム６２１の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。
【００３０】
以上のように構成されたテープ拡張装置６を用いて実施するウエーハは破断工程について図８を参照して説明する。即ち、ウエーハ２が貼着されているダイシングテープ５が装着された環状のフレーム４を、図８の（ａ）に示すようにフレーム保持手段６１を構成するフレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に載置し、クランプ６１２によってフレーム保持部材６１１に固定する（フレーム保持工程）。このとき、フレーム保持部材６１１は図８の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。
【００３１】
上述したフレーム保持工程を実施したならば、図８の(b)に示すようにテープ拡張手段６２を構成する支持手段６２３としての複数のエアシリンダ６２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材６１１を拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に固定されている環状のフレーム４も下降するため、図８の（b）に示すように環状のフレーム４に装着されたダイシングテープ５は拡張ドラム６２１の上端縁に接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、ダイシングテープ５に貼着されているウエーハ２は放射状に引張力が作用する。このようにウエーハ２に放射状に引張力が作用すると、ストリート２１に沿って形成された第１の変質層２５１および第２の変質層２５２は強度が低下せしめられているので、ウエーハ２は強度が低下せしめられている第１の変質層２５１および第２の変質層２５２が破断起点となってストリート２１に沿って破断され個々のデバイス２２に分割される。
【００３２】
上述したウエーハ破断工程を実施することにより、ウエーハ２を第１の変質層２５１および第２の変質層２５２が形成されたストリート２１に沿って破断し個々のデバイス２２に分割したならば、図９に示すようにピックアップコレット６３を作動してデバイス２２を吸着し、ダイシングテープ５から剥離してピックアップする。なお、ピックアップ工程においては、個々のデバイス２２間の隙間Sが広げられているので、隣接するデバイス２２と接触することなく容易にピックアップすることができる。
【００３３】
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては微小電気機械システム(MEMS)からなるデバイスが形成されたウエーハを個々のデバイスに分割する例を示したが、本発明はＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成された半導体ウエーハや発光ダイオード、CCD等の光デバイスが形成された光デバイスウエーハに適用してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
２：ウエーハ
２１：ストリート
２２：デバイス
２２０：デバイス領域
２３０：外周余剰領域
３：レーザー加工装置
３１：レーザー加工装置のチャックテーブル
３２：レーザー光線照射手段
３２２：集光器
３３：撮像手段
３０：レーザー加工装置
３０１：レーザー加工装置のチャックテーブル
４：環状のフレーム
５：ダイシングテープ
６：テープ拡張装置
６１：フレーム保持手段
６２：テープ拡張手段
６３：ピックアップコレット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、ストリートに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの分割方法に関する。
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ、微小電気機械システム(MEMS)等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。
【０００３】
上述したウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、ウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に切削送りする切削送り手段とを具備し、切削ブレードを回転するとともに該切削ブレードによる切削部に切削水を供給しつつチャックテーブルを切削送りすることにより、ウエーハをストリートに沿って切断する。
【０００４】
しかるに、切削ブレードは２０〜３０μｍ程度の厚さを有するため、デバイスを区画するストリートとしては幅が５０μｍ程度必要となる。このため、ストリートの占める面積比率が高くなり、生産性が悪いという問題がある。
【０００５】
一方、ウエーハをストリートに沿って分割する方法として、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内部に集光点を合わせストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って破断の起点となる変質層を連続的に形成し、この破断起点となる変質層が形成され強度が低下せしめられたストリートに沿って外力を加えることにより、ウエーハをストリートに沿って分割する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載されたウエーハを分割する方法として、ストリートが形成されていないウエーハの裏面側からストリートと対応する領域の内部にレーザー光線の集光点を位置付けてレーザー光線を照射することにより変質層を形成し、その後ウエーハの裏面をダイシングテープに貼着し、ストリートに沿って内部に変質層が形成されたウエーハに外力を加えることによりウエーハを分割する方法が実施されている。しかるに、ストリートに沿って内部に変質層が形成されたウエーハをダイシングテープに貼着する際にウエーハがストリートに沿って割れるという問題がある。
一方、ウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着した状態で、ウエーハの表面側からストリートの内部にレーザー光線を集光させて変質層を形成する方法を実施することのより、上述した問題は回避されるが、レーザー光線の照射領域としてウエーハの厚みに対して２０〜３０％の幅が必要であり、例えば４００μｍの厚みを有する微小電気機械システム(MEMS)が形成されたウエーハにおいては、１００μｍ前後のストリート幅が必要となり、ウエーハの設計上の制約が大きく生産性が悪いという問題がある。
なお、ウエーハの表面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着した状態で、ウエーハの裏面側からストリートの内部にレーザー光線を集光させて変質層を形成する方法を採用すれば、上記問題を解消することはできるが、マイクロホーン、加速度センサー、圧力センサー等の微小電気機械システム(MEMS)からなるデバイスが形成されたウエーハにおいては、デバイスの表面をダイシングテープに貼着すると粘着剤が微小電気機械システム(MEMS)に付着してデバイスが損傷するという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、ストリート幅を大きくすること無くウエーハの内部にストリートに沿って変質層を形成することができ、デバイスに損傷を与えることなくストリートに沿って個々のデバイスに分割することができるウエーハの分割方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数のストリートが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハをストリートに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
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ウエーハの裏面側から内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハの内部に表面側に未加工領域を残してストリートに沿って第１の変質層を形成する第１の変質層形成工程と、
該第１の変質層形成工程が実施されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程と、
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ダイシングテープに貼着されたウエーハの表面側から内部の該未加工領域に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハの該未加工領域にストリートに沿って第２の変質層を形成する第２の変質層形成工程と、
該第２の変質層形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、該第１の変質層および第２の変質層が形成されたストリートに沿って破断する破断工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法が提供される。
【００１０】
ウエーハに形成されるデバイスは微小電気機械システム(MEMS)からなるデバイスであって、上記第１の変質層形成工程は上記外周余剰領域のみを支持した状態で実施する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるウエーハの分割方法においては、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ウエーハの裏面側から内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハの内部に表面側に未加工領域を残してストリートに沿って第１の変質層を形成する第１の変質層形成工程を実施した後に、ウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程を実施するので、未加工領域が強度を保持しているため、ウエーハをレーザー加工装置のチャックテーブルから搬出する際、またはダイシングテープに貼着する前後においてウエーハがストリートに沿って割れるという問題が解消でき、また、ウエーハの表面であるデバイスの表面にダイシングテープを貼着する必要がないので特にデバイスが微小電気機械システム(MEMS)であっても損傷することは無い。
また、本発明によるウエーハの分割方法においては、ウエーハの該未加工領域にストリートに沿って第２の変質層を形成する第２の変質層形成工程は、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ダイシングテープに貼着されたウエーハの表面側から内部の該未加工領域に集光点を位置付けてストリートに沿って照射するので、ウエーハの表面側から表面側の浅い位置に残された未加工領域にレーザー光線の集光点を位置付けて照射するため、ストリートの幅が狭くともレーザー光線がデバイスに照射されることは無い。従って、ウエーハの設計上においてストリートの幅が制約されることは無い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるウエーハの分割方法によって個々のデバイスに分割されるウエーハの斜視図。
【図２】本発明によるウエーハの分割方法における第１の変質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図３】本発明によるウエーハの分割方法における第１の変質層形成行程の説明図。
【図４】本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ支持工程の説明図。
【図５】本発明によるウエーハの分割方法における第２の変質層形成行程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図６】本発明によるウエーハの分割方法における第２の変質層形成行程の説明図。
【図７】本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ破断工程を実施するためのテープ拡張装置の斜視図。
【図８】本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ破断工程の説明図。
【図９】本発明によるウエーハの分割方法におけるピックアップ工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明によるウエーハの分割方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１には、本発明によるウエーハの分割方法によって個々のデバイスに分割されるウエーハの斜視図が示されている。図１に示すウエーハ２は、厚みが例えば４００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２aに格子状に形成された複数のストリート２１によって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域にデバイス２２としての微小電気機械システム(MEMS)が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ２は、デバイス２２が形成されているデバイス領域２２０と、該デバイス領域２２０を囲繞する外周余剰領域２３０を備えている。
【００１５】
以下、上述したウエーハ２を複数のストリート２１に沿って個々のデバイス２２に分割する方法について説明する。
先ず、ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハ２の裏面側から内部に集光点を位置付けてストリート２１に沿って照射し、ウエーハ２の内部に表面側に未加工領域を残してストリート２１に沿って第１の変質層を形成する第１の変質層形成工程を実施する。この第１の変質層形成工程は、図２に示すレーザー加工装置３を用いて実施する。図２に示すレーザー加工装置３は、被加工物を保持するチャックテーブル３１と、該チャックテーブル３１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２と、チャックテーブル３１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段３３を具備している。チャックテーブル３１は、中央部上面に形成された円形の凹部３１１と、該円形の凹部３１１の外側に形成された環状の吸引保持部３１２とからなっている。環状の吸引保持部３１２には、上面である吸引保持面に開口する複数の吸引孔３１３が形成されており、この複数の吸引孔３１３が図示しない吸引手段に連通されている。従って、図示しない吸引手段を作動することにより、環状の吸引保持部３１２の上面である吸引保持面に載置された被加工物を吸引保持する。このように構成されたチャックテーブル３１は、図示しない加工送り手段によって図２において矢印Ｘで示す方向に加工送りされるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図２において矢印Ｙで示す方向に割り出し送りされるようになっている。
【００１６】
上記レーザー光線照射手段３２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング３２１の先端に装着された集光器３２２からパルスレーザー光線を照射する。また、上記レーザー光線照射手段３２を構成するケーシング３２１の先端部に装着された撮像手段３３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００１７】
上述したレーザー加工装置３を用いて実施する第１の変質層形成工程について、図２および図３を参照して説明する。
第１の変質層形成工程を実施するには、先ず上述した図２に示すレーザー加工装置３のチャックテーブル３１上にウエーハ２の表面２ａ側を載置する。このとき、図３の(a)に示すようにチャックテーブル３１の環状の吸引保持部３１２の上面である吸引保持面にウエーハ２の外周余剰領域２３０を載置し、図示しない吸引手段を作動してチャックテーブル３１の環状の吸引保持部３１２上にウエーハ２の外周余剰領域２３０を吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３１上に保持されたウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにチャックテーブル３１上に表面側が保持されたウエーハ２は、外周余剰領域２３０のみが環状の吸引保持部３１２上に支持されるので、デバイス２２が損傷することは無い。このようにしてウエーハを吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
【００１８】
チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によってウエーハ２のストリート２１に沿ってレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち、撮像手段３３および図示しない制御手段は、ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１と、該ストリート２１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、ウエーハ２に形成されている複数のストリート２１と直交する方向に形成されている複数のストリート２１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、ウエーハ２の複数のストリート２１が形成されている表面２ａは下側に位置しているが、撮像手段３３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面２ｂから透かしてストリート２１を撮像することができる。
【００１９】
以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されたウエーハ２に形成されているストリート２１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図３の（ａ）で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２１の一端（図３の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の直下に位置付ける。そして、パルスレーザー光線の集光点Ｐをウエーハ２の表面２a（下面）から例えば１００μｍ上方位置に合わせる。次に、集光器３２２からシリコン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しつつチャックテーブル３１を図３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３の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の照射位置にストリート２１の他端（図３の（b）において右端）が達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３１の移動を停止する。この結果、ウエーハ２の内部には、ストリート２１に沿ってウエーハ２の表面２a（下面）側に７０μｍ程度の未加工領域２４０を残して第１の変質層２５１が形成される。この第１の変質層２５１は、溶融再固化層として形成される。
【００２０】
上記第１の変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４レーザー
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
平均出力 ：１．２W
繰り返し周波数 ：８０ｋＨｚ
パルス幅 ：１２０ns
集光スポット径 ：φ２μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒
【００２１】
なお、上述した加工条件においては１回のレーザー光線の照射によって形成される第１の変質層２５１の厚さは５０〜６０μｍである。従って、厚みが４００μｍのウエーハ２を容易に分割するには、厚さが５０〜６０μｍの変質層を５層程度形成することが望ましい。このため、図示の実施形態においては、図３の（c）に示すようにウエーハ２の表面２a（下面）側に未加工領域２４０を残して、裏面２b側（上面）に４層の第１の変質層２５１を積層して形成する。なお、第１の変質層形成工程は、ウエーハ２の裏面２b（上面）側からパルスレーザー光線を照射するので、デバイス２２にパルスレーザー光線が照射されることは無い。
【００２２】
このようにして、ウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２１に沿って上記第１の変質層形成工程を実行したならば、チャックテーブル３１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に延びる各ストリート２１に沿って上記第１の変質層形成工程を実行する。
【００２３】
上述した第１の変質層形成工程を実施したならば、表面２a側に未加工領域２４０を残して第１の変質層２５１が形成されたウエーハ２の裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図４に示すように環状のフレーム４の内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープ５の表面にウエーハ２の裏面２bを貼着する。なお、上記ダイシングテープ５は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリオレフィン(PO)からなるシート基材によって形成されており、その表面に粘着剤が厚さ５μｍ程度塗布されている。このようにウエーハ支持工程はウエーハ２の表面２a側に未加工領域２４０を残して第１の変質層２５１が形成されたウエーハ２の裏面２bを環状のフレーム４に装着されたダイシングテープ５に貼着するので、未加工領域２４０が強度を保持しているため、ウエーハ２をレーザー加工装置３のチャックテーブル３１から搬出する際、またはダイシングテープ５に貼着する前後においてウエーハ２がストリート２１に沿って割れるという問題が解消でき、また、ウエーハ２の表面２aであるデバイス２２の表面にダイシングテープ５を貼着する必要がないので図示の実施形態のようにデバイス２２が微小電気機械システム(MEMS)であっても損傷することは無い。
【００２４】
次に、ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線をダイシングテープ５に貼着にされたウエーハ２の表面２a側から内部の未加工領域２４０に集光点を位置付けてストリート２１に沿って照射し、ウエーハ２の未加工領域２４０にストリート２１に沿って第２の変質層を形成する第２の変質層形成工程を実施する。この第２の変質層形成工程は、図５に示すレーザー加工装置３０を用いて実施する。図５に示すレーザー加工装置３０は、被加工物を保持するチャックテーブル３０１以外は上記図２に示すレーザー加工装置３と実質的に同様な構成であるため、同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。チャックテーブル３０１は、上面である保持面に被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図５において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図５において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００２５】
上述したレーザー加工装置３０を用いて、第２の変質層形成工程を実施するには、先ず図５に示すレーザー加工装置３０のチャックテーブル３０１上にウエーハ２の裏面２bが貼着されたダイシングテープ５を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープ５を介してウエーハ２をチャックテーブル３０１上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３０１に保持されたウエーハ２は、表面２aが上側となる。なお、図５においては、ダイシングテープ５が装着された環状のフレーム４を省いて示しているが、環状のフレーム４はチャックテーブル３０１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持されている。このようにして、ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３０１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
【００２６】
チャックテーブル３０１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によってウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段３３および図示しない制御手段は、ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１と、該ストリート２１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成されたストリート２１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。
【００２７】
以上のようにしてチャックテーブル３０１上に保持されたウエーハ２の表面に形成されているストリート２１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図６の（ａ）で示すようにチャックテーブル３０１をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２１の一端（図６の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の直下に位置付ける。そして、パルスレーザー光線の集光点Ｐをウエーハ２の表面２a側に残された未加工領域２４０の厚さ方向中間位置に合わせる。次に、集光器３２２からシリコン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しつつチャックテーブル３０１を図６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６の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の照射位置にストリート２１の他端（図６の（b）において右端）が達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３０１の移動を停止する。この結果、図６の（b）および図６の（c）に示すようにウエーハ２の上記未加工領域２４０には、ストリート２１に沿って第２の変質層２５２が形成される。この第２の変質層２５２は、溶融再固化層として形成される。なお、第２の変質層形成工程における加工条件は上記第１の変質層形成工程の加工条件と同様でよい、従って、ウエーハ２の上記未加工領域２４０には、厚さが５０〜６０μｍの第２の変質層２５２が形成される。この第２の変質層形成工程は、ウエーハ２の表面２a側から表面側の浅い位置に残された未加工領域２４０にレーザー光線の集光点を位置付けて照射するので、ストリート２１の幅が狭くともレーザー光線がデバイス２２に照射されることは無い。
【００２８】
上述した第２の変質層形成工程を実施したならば、ウエーハ２に外力を付与し、第１の変質層２５１および第２の変質層２５２が形成されたストリート２１に沿って破断する破断工程を実施する。この破断工程は、図７に示すテープ拡張装置６を用いて実施する。図７に示すテープ拡張装置６は、上記環状のフレーム４を保持するフレーム保持手段６１と、該フレーム保持手段６１に保持された環状のフレーム４に装着されたダイシングテープ５を拡張するテープ拡張手段６２と、ピックアップコレット６３を具備している。フレーム保持手段６１は、環状のフレーム保持部材６１１と、該フレーム保持部材６１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ６１２とからなっている。フレーム保持部材６１１の上面は環状のフレーム４を載置する載置面６１１ａを形成しており、この載置面６１１ａ上に環状のフレーム４が載置される。そして、載置面６１１ａ上に載置された環状のフレーム４は、クランプ６１２によってフレーム保持部材６１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段６１は、テープ拡張手段６２によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００２９】
テープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１の内側に配設される拡張ドラム６２１を具備している。この拡張ドラム６２１は、環状のフレーム４の内径より小さく該環状のフレーム４に装着されたダイシングテープ５に貼着されるウエーハ２の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム６２１は、下端に支持フランジ６２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１を上下方向に進退可能な支持手段６２３を具備している。この支持手段６２３は、上記支持フランジ６２２上に配設された複数のエアシリンダ６２３aからなっており、そのピストンロッド６２３bが上記環状のフレーム保持部材６１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ６２３aからなる支持手段６２３は、図８の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材６１１を載置面６１１ａが拡張ドラム６２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図８の（b）に示すように拡張ドラム６２１の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。
【００３０】
以上のように構成されたテープ拡張装置６を用いて実施するウエーハは破断工程について図８を参照して説明する。即ち、ウエーハ２が貼着されているダイシングテープ５が装着された環状のフレーム４を、図８の（ａ）に示すようにフレーム保持手段６１を構成するフレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に載置し、クランプ６１２によってフレーム保持部材６１１に固定する（フレーム保持工程）。このとき、フレーム保持部材６１１は図８の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。
【００３１】
上述したフレーム保持工程を実施したならば、図８の(b)に示すようにテープ拡張手段６２を構成する支持手段６２３としての複数のエアシリンダ６２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材６１１を拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に固定されている環状のフレーム４も下降するため、図８の（b）に示すように環状のフレーム４に装着されたダイシングテープ５は拡張ドラム６２１の上端縁に接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、ダイシングテープ５に貼着されているウエーハ２は放射状に引張力が作用する。このようにウエーハ２に放射状に引張力が作用すると、ストリート２１に沿って形成された第１の変質層２５１および第２の変質層２５２は強度が低下せしめられているので、ウエーハ２は強度が低下せしめられている第１の変質層２５１および第２の変質層２５２が破断起点となってストリート２１に沿って破断され個々のデバイス２２に分割される。
【００３２】
上述したウエーハ破断工程を実施することにより、ウエーハ２を第１の変質層２５１および第２の変質層２５２が形成されたストリート２１に沿って破断し個々のデバイス２２に分割したならば、図９に示すようにピックアップコレット６３を作動してデバイス２２を吸着し、ダイシングテープ５から剥離してピックアップする。なお、ピックアップ工程においては、個々のデバイス２２間の隙間Sが広げられているので、隣接するデバイス２２と接触することなく容易にピックアップすることができる。
【００３３】
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては微小電気機械システム(MEMS)からなるデバイスが形成されたウエーハを個々のデバイスに分割する例を示したが、本発明はＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成された半導体ウエーハや発光ダイオード、CCD等の光デバイスが形成された光デバイスウエーハに適用してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
２：ウエーハ
２１：ストリート
２２：デバイス
２２０：デバイス領域
２３０：外周余剰領域
３：レーザー加工装置
３１：レーザー加工装置のチャックテーブル
３２：レーザー光線照射手段
３２２：集光器
３３：撮像手段
３０：レーザー加工装置
３０１：レーザー加工装置のチャックテーブル
４：環状のフレーム
５：ダイシングテープ
６：テープ拡張装置
６１：フレーム保持手段
６２：テープ拡張手段
６３：ピックアップコレット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数のストリートが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハをストリートに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
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ウエーハの裏面側から内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハの内部に表面側に未加工領域を残してストリートに沿って第１の変質層を形成する第１の変質層形成工程と、
該第１の変質層形成工程が実施されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程と、
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ダイシングテープに貼着されたウエーハの表面側から内部の該未加工領域に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハの該未加工領域にストリートに沿って第２の変質層を形成する第２の変質層形成工程と、
該第２の変質層形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、該第１の変質層および第２の変質層が形成されたストリートに沿って破断する破断工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法。
【請求項２】
ウエーハに形成されるデバイスは微小電気機械システム(MEMS)からなるデバイスであって、該第１の変質層形成工程は該外周余剰領域のみを支持した状態で実施する、請求項１記載のウエーハの分割方法。
【請求項１】
表面に複数のストリートが格子状に形成され該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハをストリートに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
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ウエーハの裏面側から内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハの内部に表面側に未加工領域を残してストリートに沿って第１の変質層を形成する第１の変質層形成工程と、
該第１の変質層形成工程が実施されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程と、
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ダイシングテープに貼着されたウエーハの表面側から内部の該未加工領域に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハの該未加工領域にストリートに沿って第２の変質層を形成する第２の変質層形成工程と、
該第２の変質層形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、該第１の変質層および第２の変質層が形成されたストリートに沿って破断する破断工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法。
【請求項２】
ウエーハに形成されるデバイスは微小電気機械システム(MEMS)からなるデバイスであって、該第１の変質層形成工程は該外周余剰領域のみを支持した状態で実施する、請求項１記載のウエーハの分割方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１７８５２３（Ｐ２０１２−１７８５２３Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１７７９（Ｐ２０１１−４１７７９）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]