半導体デバイスの製造方法およびレーザー加工装置
【課題】デバイス裏面のダイボンディング用接着フィルムをデバイス毎にレーザで切断するに当たり、デバイスに欠けがあっても切断位置を正しく認識し切断する半導体デバイスの製造方法およびレーザー加工装置を提供する。
【解決手段】先ダイシングにて分割されたウエーハの裏面に接着フィルムを貼着する接着フィルム装着工程と、分割溝に沿って接着フィルムにレーザー光線を照射し接着フィルムを分割する接着フィルム分割工程とを含み、接着フィルム分割工程では、各デバイス２２間の分割溝２１０の溝幅を検出し、溝幅が許容範囲である場合には溝幅の中心座標値を求め、溝幅が許容範囲を超える場合には中心座標値を求めることなく隣接する次のデバイス間の溝幅の中心座標値を求め、中心座標値を結ぶ一次関数を算出し、それをレーザー光線照射位置２１１とし、レーザー光線照射位置２１１に沿って接着フィルムを切断する。
【解決手段】先ダイシングにて分割されたウエーハの裏面に接着フィルムを貼着する接着フィルム装着工程と、分割溝に沿って接着フィルムにレーザー光線を照射し接着フィルムを分割する接着フィルム分割工程とを含み、接着フィルム分割工程では、各デバイス２２間の分割溝２１０の溝幅を検出し、溝幅が許容範囲である場合には溝幅の中心座標値を求め、溝幅が許容範囲を超える場合には中心座標値を求めることなく隣接する次のデバイス間の溝幅の中心座標値を求め、中心座標値を結ぶ一次関数を算出し、それをレーザー光線照射位置２１１とし、レーザー光線照射位置２１１に沿って接着フィルムを切断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に格子状に形成された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とともに、各デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する半導体デバイスの製造方法およびウエーハの裏面に装着された接着フィルムを個々のデバイスに沿ってアブレーション加工することによって分割するためのレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、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形成された分割予定ライン（ストリート）によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域をストリートに沿って分割することにより個々の半導体デバイスを製造している。半導体ウエーハを分割する分割装置としては一般に切削装置が用いられており、この切削装置は厚さが２０μｍ程度の切削ブレードによって半導体ウエーハをストリートに沿って切削する。このようにして分割された半導体デバイスは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。
【０００３】
個々に分割された半導体デバイスは、その裏面にポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等で形成された厚さ２０〜４０μｍのダイアタッチフィルムと呼ばれるダイボンディング用の接着フィルムが装着され、この接着フィルムを介して半導体デバイスを支持するダイボンディングフレームに加熱することによりボンディングされる。半導体デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する方法としては、半導体ウエーハの裏面に接着フィルムを貼着し、この接着フィルムを介して半導体ウエーハをダイシングテープに貼着した後、半導体ウエーハの表面に形成されたストリートに沿って切削ブレードにより接着フィルムと共に切断することにより、裏面に接着フィルムが装着された半導体デバイスを形成している。
【０００４】
近年、携帯電話やパソコン等の電気機器はより軽量化、小型化が求められており、より薄い半導体デバイスが要求されている。より薄く半導体デバイスを分割する技術として所謂先ダイシング法と呼ばれる分割技術が実用化されている。この先ダイシング法は、半導体ウエーハの表面からストリートに沿って所定の深さ（半導体デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の分割溝を形成し、その後、半導体ウエーハの表面に保護テープを貼着して半導体ウエーハの裏面を研削することにより裏面に分割溝を表出させ個々の半導体デバイスに分割する技術であり、半導体デバイスの厚さを５０μｍ以下に加工することが可能である。
【０００５】
しかるに、先ダイシング法によって半導体ウエーハを個々の半導体デバイスに分割する場合には、半導体ウエーハの表面からストリートに沿って所定の深さの分割溝を形成した後に半導体ウエーハの表面に保護テープを貼着して裏面を研削して該裏面に分割溝を表出させるので、ダイボンディング用の接着フィルムを前もって半導体ウエーハの裏面に装着することができない。従って、先ダイシング法によって半導体デバイスを支持するダイボンディングフレームにボンディングする際には、半導体デバイスとダイボンディングフレームとの間にボンド剤を挿入しながら行わなければならず、ボンディング作業を円滑に実施することができないという問題がある。
【０００６】
このような問題を解消するために、先ダイシング法によって個々の半導体デバイスに分割されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着し、この接着フィルムを介して半導体デバイスをダイシングテープに貼着した後、各半導体デバイス間の間隙に露出された該接着フィルムの部分に、半導体デバイスの表面側から上記間隙を通してレーザー光線を照射し、接着フィルムの上記間隙に露出された部分を除去するようにした半導体デバイスの製造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】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１１８０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に開示された半導体デバイスの製造方法においては、切削溝が形成されたウエーハの表面に保護テープを貼着しウエーハの裏面を研削してウエーハを個々の半導体デバイスに分割すると、個々に分割された半導体デバイスが移動して切削溝が蛇行する。従って、個々に分割された半導体デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着した後に、各半導体デバイス間の間隙を通してレーザー光線を照射することが困難であり、レーザー光線が各半導体デバイス間の間隙から外れて半導体デバイスに照射され、半導体デバイスが損傷されるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、先ダイシング法によって分割された個々のデバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムをデバイスの品質を低下させることなく装着することができる半導体デバイスの製造方法およびレーザー加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に格子状に形成された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とともに、各デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する半導体デバイスの製造方法であって、
ウエーハの表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
該分割溝形成工程が実施されたウエーハの裏面を研削して裏面に該分割溝を表出させ、ウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、
該ウエーハ分割工程が実施されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着するとともに接着フィルム側を環状のフレームに装着されたダイシングテープによって支持せしめる接着フィルム装着工程と、
該接着フィルム装着工程を実施した後に、ウエーハの表面側から該分割溝に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、該接着フィルムを該分割溝に沿って分割する接着フィルム分割工程と、を含み、
該接着フィルム分割工程は、分割溝における各デバイス間の検出領域における溝幅を検出する溝幅検出工程と、
該溝幅検出工程によって検出されたデバイス間の溝幅が許容範囲である場合には検出領域の溝幅の中心座標値を求めるとともに、溝幅が許容範囲の上限値を超える場合には中心座標値を求めることなく次の検出領域の溝幅の中心座標値を求める中心座標検出工程と、
該中心座標検出工程によって求められた隣接する中心座標値を結ぶ一次関数を算出してレーザー光線照射位置を求めるレーザー光線照射位置算出工程と、
該レーザー光線照射位置算出工程によって求められた一次関数からなるレーザー光線照射位置に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、該接着フィルムを該レーザー光線照射位置に沿って分割するレーザー光線照射工程とを含んでいる、
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、表面に格子状に形成された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複数のストリートに沿って分割溝が形成されたウエーハの裏面に装着されたダイボンディング用の接着フィルムを該分割溝に沿って分割するためのレーザー加工装置であって、
ウエーハを保持する保持面を有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ウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを加工送り方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを該加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対的に割り出し送りする割り出し送り手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハの加工すべき領域を撮像するための撮像手段と、該撮像手段によって撮像された撮像信号に基づいて該レーザー光線照射手段と該加工送り手段と割り出し送り手段を制御する制御手段とを具備し、
該制御手段は、該撮像手段を作動して各分割溝における各デバイス間の検出領域における溝幅を検出する溝幅検出工程と、
該溝幅検出工程によって検出されたデバイス間の溝幅が許容範囲である場合には検出領域の溝幅の中心座標値を求めるとともに、溝幅が許容範囲の上限値を超える場合には中心座標値を求めることなく次の検出領域の溝幅の中心座標値を求める中心座標検出工程と、
該中心座標検出工程によって求められた隣接する中心座標値を結ぶ一次関数を算出してレーザー光線照射位置を求めるレーザー光線照射位置算出工程と、
該レーザー光線照射位置算出工程によって求められた一次関数からなるレーザー光線照射位置に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、該接着フィルムを該レーザー光線照射位置に沿って分割するレーザー光線照射工程と、を実行する、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【００１２】
上記制御手段は、上記溝幅検出工程によって検出された各デバイス間の溝幅が許容範囲の下限値より小さい場合には、表示手段にエラー表示する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による半導体デバイスの製造方法およびレーザー加工装置における接着フィルム分割工程は、分割溝における各デバイス間の検出領域にける溝幅を検出する溝幅検出工程と、該溝幅検出工程によって検出されたデバイス間の溝幅が許容範囲である場合には検出領域の溝幅の中心座標値を求めるとともに、溝幅が許容範囲の上限値を超える場合には中心座標値を求めることなく次の検出領域の溝幅の中心座標値を求める中心座標検出工程と、該中心座標検出工程によって求められた隣接する中心座標値を結ぶ一次関数を算出してレーザー光線照射位置を求めるレーザー光線照射位置算出工程と、該レーザー光線照射位置算出工程によって求められた一次関数からなるレーザー光線照射位置に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、接着フィルムを該レーザー光線照射位置に沿って分割するレーザー光線照射工程とを含んでいるので、接着フィルムは、分割溝の幅方向中心に沿って分割される。そして、分割溝におけるデバイス間の溝幅が許容範囲を超える場合には中心座標値を求めることなく次の検出領域の溝幅の中心座標値を求め、隣接する中心座標値を結ぶ一次関数からなるレーザー光線照射位置を設定しているので、例えばデバイスに欠けが発生してデバイス間の溝幅が大きくなった場合に一次関数に異常な勾配が生ずることが無い。従って、デバイスに欠けが発生してデバイス間の溝幅が大きくなった場合に、その中心座標値を結ぶ一次関数の勾配が大きくなることにより、デバイスにレーザー光線が照射されることによってデバイスが損傷するという問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ウエーハとしての半導体ウエーハを示す斜視図。
【図２】本発明によるデバイスの製造方法における分割溝形成工程の説明図。
【図３】本発明によるデバイスの製造方法における保護テープ貼着工程の説明図。
【図４】本発明によるデバイスの製造方法におけるウエーハ分割工程の説明図。
【図５】本発明によるデバイスの製造方法における接着フィルム装着工程の説明図。
【図６】本発明によるデバイスの製造方法における接着フィルム装着工程の他の実施形態を示す説明図。
【図７】本発明によるデバイスの製造方法における接着フィルム分割工程を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。
【図８】図７に示すレーザー加工装置に装備される制御手段のブロック構成図。
【図９】図４に示すウエーハ分割工程によって個々のデバイスに分割された半導体ウエーハに形成された分割溝の状態を示す説明図。
【図１０】本発明によるデバイスの製造方法において設定されるレーザー光線照射位置の説明図。
【図１１】図７に示すレーザー加工装置に装備される制御手段が実行するレーザー光線照射位置検出工程のフローチャート。 本発明によるデバイスの製造方法において設定されるレーザー光線照射位置の説明図。
【図１２】本発明によるデバイスの製造方法においてレーザー光線照射工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明による半導体デバイスの製造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。
【００１６】
図１には、ウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、例えば厚さが６００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２ａには複数のストリート２１が格子状に形成されている。そして、半導体ウエーハ２の表面２aには、格子状に形成された複数のストリート２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。この半導体ウエーハ２を先ダイシング法によって個々の半導体デバイスに分割する手順について説明する。
【００１７】
半導体ウエーハ２を先ダイシング法によって個々の半導体デバイスに分割するには、先ず半導体ウエーハ２の表面２ａに形成されたストリート２１に沿って所定深さ（各デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の分割溝を形成する（分割溝形成工程）。この分割溝形成工程は、図示の実施形態においては図２の(ａ)に示す切削装置３を用いて実施する。図２の(ａ)に示す切削装置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に保持された被加工物を切削する切削手段３２と、該チャックテーブル３１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、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない切削送り機構によって図２の(ａ)において矢印Ｘで示す切削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機構によって矢印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。
【００１８】
上記切削手段３２は、実質上水平に配置されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に支持された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２の先端部に装着された切削ブレード３２３を含んでおり、回転スピンドル３２２がスピンドルハウジング３２１内に配設された図示しないサーボモータによって矢印３２２aで示す方向に回転せしめられるようになっている。なお、切削ブレード３２３の厚みは、図示の実施形態においては２０μｍに設定されている。上記撮像手段３３は、スピンドルハウジング３２１の先端部に装着されており、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００１９】
上述した切削装置３を用いて分割溝形成工程を実施するには、図２の(ａ)に示すようにチャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２の裏面２b側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２をチャックテーブル３１上に保持する。従って、チャックテーブル３１に保持された半導体ウエーハ２は、表面２ａが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
【００２０】
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半導体ウエーハ２のストリート２１に沿って分割溝を形成すべき切削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、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１と、切削ブレード３２３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、切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリート２１に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。
【００２１】
以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されている半導体ウエーハ２の切削領域を検出するアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル３１を切削領域の切削開始位置に移動する。そして、切削ブレード３２３を図２の(ａ)において矢印３２２aで示す方向に回転しつつ下方に移動して切り込み送りを実施する。この切り込み送り位置は、切削ブレード３２３の外周縁が半導体ウエーハ２の表面からデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ位置（例えば、５０μｍ）に設定されている。このようにして、切削ブレード３２３の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード３２３を回転しつつチャックテーブル３１を図２の(ａ)において矢印Ｘで示す方向に切削送りすることによって、図２の（ｂ）に示すようにストリート２１に沿って幅が２０μｍでデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ（例えば、５０μｍ）の分割溝２１０が形成される（分割溝形成工程）。
【００２２】
上述した分割溝形成工程を実施することにより半導体ウエーハ２の表面２ａにストリート２１に沿って所定深さの分割溝２１０を形成したら、図３の（ａ）および（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａ（デバイス２２が形成されている面）に、保護テープ４を貼着する（保護テープ貼着工程）。
【００２３】
次に、保護テープ４が貼着された半導体ウエーハ２の裏面２ｂを研削し、分割溝２１０を裏面２ｂに表出させて半導体ウエーハ２を個々のデバイス２２に分割するウエーハ分割工程を実施する。このウエーハ分割工程は、図４の（ａ）に示す研削装置5を用いて実施する。図４の（ａ）に示す研削装置５は、被加工物を保持するチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１に保持された被加工物を研削するための研削砥石５２を備えた研削手段５３を具備している。この研削装置５を用いて上記ウエーハ分割工程を実施するには、チャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２の保護テープ４側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２をチャックテーブル５１上に保持する。従って、チャックテーブル５１に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２ｂが上側となる。このようにして、チャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２を保持したならば、チャックテーブル５１を矢印５１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段５３の研削砥石５２を矢印５２aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転しつつ半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接触せしめて研削し、図４の（ｂ）に示すように分割溝２１０が裏面２ｂに表出するまで研削する。このように分割溝２１０が表出するまで研削することによって、図４の（ｃ）に示すように半導体ウエーハ２は個々のデバイス２２に分割される。なお、分割された複数のデバイス２２は、その表面に保護テープ４が貼着されているので、バラバラにはならず半導体ウエーハ２の形態が維持されている。
【００２４】
上述したウエーハ分割工程を実施したならば、個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２の裏面２ｂにダイボンディング用の接着フィルムを装着するとともに該接着フィルム側を環状のフレームに装着されたダイシングテープによって支持せしめる接着フィルム装着工程を実施する。即ち、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接着フィルム６を装着する。このとき、８０〜２００°Ｃの温度で加熱しつつ接着フィルム６を半導体ウエーハ２の裏面２ｂに押圧して装着する。なお、接着フィルム６は、エポキシ系樹脂で形成されており、厚さが２０μｍのフィルム材からなっている。このようにして半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接着フィルム６を装着したならば、図５の（ｃ）に示すように接着フィルム６が装着された半導体ウエーハ２の接着フィルム６側を環状のフレームFに装着された伸張可能なダイシングテープTに貼着する。従って、半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着された保護テープ４は上側となる。そして、半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着されている保護テープ４を剥離する。
【００２５】
上述した接着フィルム装着工程の他の実施形態について、図6を参照して説明する。
図6に示す実施形態は、ダイシングテープTの表面に予め接着フィルム６が貼着された接着フィルム付きのダイシングテープを使用する。即ち、図6の（ａ）、（ｂ）に示すように環状のフレームF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Tの表面に貼着された接着フィルム6に、個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２の裏面２ｂを装着する。このとき、８０〜２００°Ｃの温度で加熱しつつ接着フィルム６を半導体ウエーハ２の裏面２ｂに押圧して装着する。なお、上記ダイシングテープTは、図示の実施形態においては厚さが９５μｍのポリオレフィンシートかならっている。このように接着フィルム付きのダイシングテープを使用する場合には、ダイシングテープTの表面に貼着された接着フィルム6に半導体ウエーハ２の裏面２ｂを装着することにより、接着フィルム6が装着された半導体ウエーハ２が環状のフレームFに装着されたダイシングテープTによって支持される。そして、図6の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着されている保護テープ４を剥離する。
【００２６】
上述した接着フィルム装着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面２a側から分割溝２１０に沿って接着フィルム６にレーザー光線を照射し、接着フィルム６を分割溝２１０に沿って分割する接着フィルム分割工程を実施する。この接着フィルム分割工程は、図７に示すレーザー加工装置を用いて実施する。図７に示すレーザー加工装置７は、静止基台７０と、該静止基台７０に矢印Ｘで示す加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動可能に配設され被加工物であるウエーハを保持するチャックテーブル機構８と、静止基台７０に上記Ｘ軸方向と直交する矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構９と、該レーザー光線照射ユニット支持機構９に矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Z軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット１０とを具備している。
【００２７】
上記チャックテーブル機構８は、静止基台７０上にＸ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール８１、８１と、該案内レール８１、８１上にＸ軸方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック８２と、該第１の滑動ブロック８２上にY軸方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック８３と、該第２の滑動ブロック８３上に円筒部材８４によって支持された支持テーブル８５と、チャックテーブル８６を具備している。このチャックテーブル８６は多孔性材料から形成された吸着チャック８６１を具備しており、吸着チャック８６１の上面である保持面上に被加工物である例えば円形形状の半導体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。このように構成されたチャックテーブル８６は、円筒部材８４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル８６には、上記環状のフレームFを固定するためのクランプ８６２が配設されている。
【００２８】
上記第１の滑動ブロック８２は、その下面に上記一対の案内レール８１、８１と嵌合する一対の被案内溝８２１、８２１が設けられているとともに、その上面にＸ軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール８２２、８２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック８２は、被案内溝８２１、８２１が一対の案内レール８１、８１に嵌合することにより、一対の案内レール８１、８１に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構８は、第１の滑動ブロック８２を一対の案内レール８１、８１に沿ってＸ軸方向に移動させるための加工送り手段８７を具備している。加工送り手段８７は、上記一対の案内レール８１と８１の間に平行に配設された雄ネジロッド８７１と、該雄ネジロッド８７１を回転駆動するためのパルスモータ８７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド８７１は、その一端が上記静止基台７０に固定された軸受ブロック８７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ８７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド８７１は、第１の滑動ブロック８２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ８７２によって雄ネジロッド８７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック８２は案内レール８１、８１に沿ってＸ軸方向に移動せしめられる。
【００２９】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置７は、上記チャックテーブル８６の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段８７４を備えている。加工送り量検出手段８７４は、案内レール８１に沿って配設されたリニアスケール８７４aと、第１の滑動ブロック８２に配設され第１の滑動ブロック８２とともにリニアスケール８７４aに沿って移動する読み取りヘッド８７４bとからなっている。この加工送り量検出手段８７４の読み取りヘッド８７４bは、図示の実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル８６の加工送り量を検出する。
【００３０】
上記第２の滑動ブロック８３は、その下面に上記第１の滑動ブロック８２の上面に設けられた一対の案内レール８２２、８２２と嵌合する一対の被案内溝８３１、８３１が設けられており、この被案内溝８３１、８３１を一対の案内レール８２２、８２２に嵌合することにより、Y軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構８は、第２の滑動ブロック８３を第１の滑動ブロック８２に設けられた一対の案内レール８２２、８２２に沿ってY軸方向に移動させるための第１の割り出し送り手段８８を具備している。第１の割り出し送り手段８８は、上記一対の案内レール８２２と８２２の間に平行に配設された雄ネジロッド８８１と、該雄ネジロッド８８１を回転駆動するためのパルスモータ８８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド８８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック８２の上面に固定された軸受ブロック８８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ８８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド８８１は、第２の滑動ブロック８３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ８８２によって雄ネジロッド８８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック８３は案内レール８２２、８２２に沿ってY軸方向に移動せしめられる。
【００３１】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置７は、上記第２の滑動ブロック８３の割り出し加工送り量を検出するための割り出し送り量検出手段８８４を備えている。割り出し送り量検出手段８８４は、案内レール８２２に沿って配設されたリニアスケール８８４aと、第２の滑動ブロック８３に配設され第２の滑動ブロック８３とともにリニアスケール８８４aに沿って移動する読み取りヘッド８８４bとからなっている。この割り出し送り量検出手段８８４の読み取りヘッド８８４bは、図示の実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル８６の割り出し送り量を検出する。
【００３２】
上記レーザー光線照射ユニット支持機構９は、静止基台７０上にY軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール９１、９１と、該案内レール９１、９１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台９２を具備している。この可動支持基台９２は、案内レール９１、９１上に移動可能に配設された移動支持部９２１と、該移動支持部９２１に取り付けられた装着部９２２とからなっている。装着部９２２は、一側面にZ軸方向に延びる一対の案内レール９２３、９２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構９は、可動支持基台９２を一対の案内レール９１、９１に沿ってY軸方向に移動させるための第２の割り出し送り手段９３を具備している。第２の割り出し送り手段９３は、上記一対の案内レール９１、９１の間に平行に配設された雄ネジロッド９３１と、該雄ネジロッド９３１を回転駆動するためのパルスモータ９３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド９３１は、その一端が上記静止基台７０に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ９３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド９３１は、可動支持基台９２を構成する移動支持部９２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ９３２によって雄ネジロッド９３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台９２は案内レール９１、９１に沿ってY軸方向に移動せしめられる。
【００３３】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット１０は、ユニットホルダ１０１と、該ユニットホルダ１０１に取り付けられたレーザー光線照射手段１０２を具備しており、ユニットホルダ１０１が上記可動支持基台９２の装着部９２２に一対の案内レール９２３、９２３に沿って矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持される。レーザー光線照射手段１０２は、ユニットホルダ１０１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング１０３と、該ケーシング１０３内に配設されたＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器等のレーザー光線発振手段（図示せず）と、ケーシング１０３の先端に配設されレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光して上記チャックテーブル８６に保持された被加工物に照射する集光器１０４を具備している。
【００３４】
上記レーザー光線照射手段１０２を構成するケーシング１０３の前端部には、上記レーザー光線照射手段１０２によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段１０５が配設されている。この撮像手段１０５は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。
【００３５】
図７に基づいて説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置７は、ユニットホルダ１０１を可動支持基台９２の装着部９２２に設けられた一対の案内レール９２３、９２３に沿って矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Z軸方向）即ちチャックテーブル８６の保持面に対して垂直な方向に移動させるための集光点位置調整手段１０６を具備している。集光点位置調整手段１０６は、一対の案内レール９２３、９２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ１０６a等の駆動源を含んでおり、パルスモータ１０６aによって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、上記レーザー光線照射ユニット１０を案内レール９２３、９２３に沿ってZ軸方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ１０６aを正転駆動することによりレーザー光線照射ユニット１０を上方に移動し、パルスモータ１０６aを逆転駆動することによりレーザー光線照射ユニット１０を下方に移動するようになっている。
【００３６】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置７は、図８に示す制御手段１１を具備している。制御手段１１はマイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）１１１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１１２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１３と、入力インターフェース１１４および出力インターフェース１１５とを備えている。このように構成された制御手段１１の入力インターフェース１１４には、加工送り量検出手段８７４、割り出し送り量検出手段８８４、撮像手段１０５等からの検出信号が入力される。また、出力インターフェース１１５からは、上記加工送り手段８７のパルスモータ８７２、第１の割り出し送り手段８８のパルスモータ８８２、第２の割り出し送り手段９３のパルスモータ９３２、レーザー光線照射手段１０２、集光点位置調整手段１０６のパルスモータ１０６a、表示手段１１６等に制御信号を出力する。
【００３７】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置７は以上のように構成されており、以下、レーザー加工装置７を用いて実施する半導体ウエーハ２の表面２a側から分割溝２１０に沿って接着フィルム６にレーザー光線を照射し、接着フィルム６を分割溝２１０に沿って分割する接着フィルム分割工程について説明する。
接着フィルム分割工程を実施するには、上記図５および図６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半導体ウエーハ２（個々のデバイス２２に分割されているとともに裏面２ｂに接着フィルム６が装着されている）は、図７に示すレーザー加工装置７のチャックテーブル８６上にダイシングテープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２は、ダイシングテープTを介してチャックテーブル８６上に吸引保持される。また、環状のフレームFは、クランプ８６２によって固定される。
【００３８】
上述したようにチャックテーブル８６上に半導体ウエーハ２を吸引保持したならば、加工送り手段８７を作動してチャックテーブル８６を撮像手段１０５の直下の撮像領域に位置付ける。そして、チャックテーブル８６に保持された半導体ウエーハ２の裏面に装着された接着フィルム６のレーザー加工すべきレーザー光線照射位置を検出するレーザー光線照射位置検出工程を実施する。
【００３９】
ここで、チャックテーブル８６上にダイシングテープTを介して保持された半導体ウエーハ２の個々に分割されたデバイス２２の配列について説明する。
上記図２に示す分割溝形成工程において半導体ウエーハ２の表面側に形成された分割溝２１０はストリート２１に沿って正確に形成されているが、上記図４に示すウエーハ分割工程において半導体ウエーハ２の裏面を研削して半導体ウエーハ２を個々のデバイス２２に分割すると、図９に示すようにデバイス２２がズレて分割溝２１０が蛇行したり、一部のデバイス２２に欠け２２aが発生している場合がある。
【００４０】
図９に示す半導体ウエーハ２の裏面に装着された接着フィルム６のレーザー加工すべきレーザー光線照射位置を検出するレーザー光線照射位置検出工程は、図１０に示すように分割溝２１０における各デバイス２２間を撮像手段１０５の撮像領域に順次位置付けて実施する。即ち、図１０においてNo.1〜No.６の検出領域を順次撮像手段１０５の撮像領域に位置付ける。そして、撮像手段１０５は、各検出領域においてデバイス２２間を含む撮像領域を撮像し、撮像信号を制御手段１１に送る。この撮像手段１０５からの撮像信号に基づいて制御手段１１が実行するレーザー光線照射位置の検出手順について、図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。制御手段１１は、ステップS1において撮像手段１０５からの撮像信号を入力する。次に制御手段１１はステップS2に進んで、撮像手段１０５からの撮像信号に基づいてデバイス２２間の溝幅(B)を検出し、この溝幅(B)が許容範囲の下限値（A1：たとえば１０μｍ）以下であるか否かをチェックする。溝幅(B)が下限値（A1：たとえば１０μｍ）以下である場合には、制御手段１１は溝幅(B)が狭く、溝幅(B)を通してレーザー光線を照射することが難しく、デバイス２２を損傷させる虞があると判断し、ステップS３に進んで表示手段１１６にエラー表示してこのルーチンを終了する。このようにエラー表示された半導体ウエーハ２は、レーザー加工による接着フィルム６の分割が困難であるため、チャックテーブル８６から除去し、次の半導体ウエーハ２をチャックテーブル８６に保持してレーザー光線照射位置検出工程を実施する。
【００４１】
上記ステップS2において溝幅(B)が下限値（A1：たとえば１０μｍ）より大きい場合には、制御手段１１はステップS４に進んで溝幅(B)が許容範囲の上限値（A2：たとえば５０μｍ）以下であるか否かをチェックする。溝幅(B)が許容範囲の上限値（A2：たとえば５０μｍ）より大きい場合は、制御手段１１はデバイス２２の単なるズレではなく図１０におけるNo.４の検出位置のようにデバイス２２に欠け２２ａが発生していると判断し、ステップS6に進む。ステップS4において溝幅(B)が許容範囲の上限値（A2：たとえば５０μｍ）以下の場合には、制御手段１１はステップS５に進んで図１０に示すように溝幅(B)の中心座標値（ｘ、ｙ）を求め、この座標値をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１３に格納する。なお、上記ステップS４において溝幅(B)が許容範囲の上限値（A2：たとえば５０μｍ）より大きい場合（図１０においてNo.4の検出位置）には、溝幅(B)の中心座標値（ｘ、ｙ）を求めずに、この検出位置を飛ばして次の検出位置における溝幅を検出するためにステップS6に進む。
【００４２】
次に、制御手段１１はステップS６に進んで次の検出位置があるか否かをチェックし、次の検出位置がある場合には、制御手段１１はステップS７に進んで次の検出領域を撮像手段１０５の撮像領域に位置付けて、上記ステップS１に戻る。一方、ステップS6において次の検出位置が無い場合には、制御手段１１はステップS8に進んで、隣接する中心座標値を結ぶ一次関数を算出し、この一次関数を連結することによってレーザー光線照射位置２１１を求め、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１３に格納する。なお、上記溝幅(B)の中心座標値（ｘ、ｙ）はデバイス２２のＸ軸方向における中間位置を検出しているので、レーザー光線照射位置２１１の両端である始点と終点は溝幅(B)の両端の中心座標値（ｘ、ｙ）をY軸と平行に結んだ位置とする。
【００４３】
次に、上述したレーザー光線照射位置検出工程によって求められたレーザー光線照射位置２１１に沿ってレーザー光線を照射し接着フィルム６を分割するレーザー光線照射工程を実施する。
レーザー光線照射工程は、先ずチャックテーブル８６をレーザー光線照射手段１０２の集光器１０４が位置するレーザー光線照射領域に移動し、図１２の(a)に示すように所定の分割溝２１０に沿って求めた上記レーザー光線照射位置２１１の一端（図１２の(a)において左端）をレーザー光線照射手段１０２の集光器１０４の直下に位置付ける。そして、レーザー光線照射手段１０２を作動して集光器１０４から接着フィルム６に対して吸収性を有する波長のレーザー光線LBを照射しつつチャックテーブル８６を図１２の(a)において矢印X1で示す方向に移動せしめる。このとき、制御手段１１は、加工送り手段８７および第１の割り出し送り手段８８を制御して上記レーザー光線照射位置２１１に沿ってチャックテーブル８６を移動する。そして、図１２の(b)に示すように分割溝２１０の他端（図１２の(b)において右端）が集光器１０４の照射位置に達したら、レーザー光線照射手段１０２の作動を停止するとともに加工送り手段８７および第１の割り出し送り手段８８の作動を停止する。この結果、接着フィルム６は、図１２の(c)に示すように分割溝２１０の幅方向中心に沿って分割され分断溝６０が形成される。なお、上記図１０におけるNo.4の検出位置のように分割溝２１０におけるデバイス２２間の溝幅(B)が上限値を超える場合には中心座標値は検出せず、次の検出位置の中心座標値を検出して隣接する中心座標値を結ぶ一次関数からなるレーザー光線照射位置２１１を設定しているので、一次関数に異常な勾配が生ずることが無い。従って、デバイス２２に欠けが発生してデバイス２２間の溝幅(B)が大きくなった場合に、その中心座標値を結ぶ一次関数の勾配が大きくなることにより、デバイス２２にレーザー光線が照射されることによってデバイス２２が損傷するという問題を解消することができる。
【００４４】
なお、上記レーザー光線照射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。
レーザー光線の種類 ：固体レーザー（ＹＶＯ４レーザー、ＹＡＧレーザー）
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
平均出力 ：０．５Ｗ
集光スポット径 ：φ５μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒
【００４５】
上記レーザー光線照射工程を半導体ウエーハ２の所定方向に形成された全ての分割溝２１０に沿って実施する。次に、チャックテーブル８６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形成された分割溝２１０に沿って上記第１の接着フィルム分割工程および第２の接着フィルム分割工程を交互に実行することにより、半導体ウエーハ２の裏面に装着された接着フィルム２６は分割溝２１０によって分割されたデバイス２２毎に切断され分割される。
【符号の説明】
【００４６】
２：半導体ウエーハ
２１：ストリート
２１０：分割溝
３：切削装置
３１：切削装置のチャックテーブル
３２：切削手段
３２３：切削ブレード
４：保護テープ
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５３：研削手段
６：接着フィルム
７：レーザー加工装置
８：チャックテーブル機構
８６：チャックテーブル
８７：加工送り手段
８７４：加工送り量検出手段
８８：第１の割り出し送り手段
８８４：割り出し送り量検出手段
９：レーザー光線照射ユニット支持機構
１０：レーザー光線照射ユニット
１０２：レーザー光線照射手段
１０４：集光器
１０５：撮像手段
１０６：集光点位置調整手段
１１：制御手段
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に格子状に形成された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とともに、各デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する半導体デバイスの製造方法およびウエーハの裏面に装着された接着フィルムを個々のデバイスに沿ってアブレーション加工することによって分割するためのレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、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形成された分割予定ライン（ストリート）によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域をストリートに沿って分割することにより個々の半導体デバイスを製造している。半導体ウエーハを分割する分割装置としては一般に切削装置が用いられており、この切削装置は厚さが２０μｍ程度の切削ブレードによって半導体ウエーハをストリートに沿って切削する。このようにして分割された半導体デバイスは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。
【０００３】
個々に分割された半導体デバイスは、その裏面にポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等で形成された厚さ２０〜４０μｍのダイアタッチフィルムと呼ばれるダイボンディング用の接着フィルムが装着され、この接着フィルムを介して半導体デバイスを支持するダイボンディングフレームに加熱することによりボンディングされる。半導体デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する方法としては、半導体ウエーハの裏面に接着フィルムを貼着し、この接着フィルムを介して半導体ウエーハをダイシングテープに貼着した後、半導体ウエーハの表面に形成されたストリートに沿って切削ブレードにより接着フィルムと共に切断することにより、裏面に接着フィルムが装着された半導体デバイスを形成している。
【０００４】
近年、携帯電話やパソコン等の電気機器はより軽量化、小型化が求められており、より薄い半導体デバイスが要求されている。より薄く半導体デバイスを分割する技術として所謂先ダイシング法と呼ばれる分割技術が実用化されている。この先ダイシング法は、半導体ウエーハの表面からストリートに沿って所定の深さ（半導体デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の分割溝を形成し、その後、半導体ウエーハの表面に保護テープを貼着して半導体ウエーハの裏面を研削することにより裏面に分割溝を表出させ個々の半導体デバイスに分割する技術であり、半導体デバイスの厚さを５０μｍ以下に加工することが可能である。
【０００５】
しかるに、先ダイシング法によって半導体ウエーハを個々の半導体デバイスに分割する場合には、半導体ウエーハの表面からストリートに沿って所定の深さの分割溝を形成した後に半導体ウエーハの表面に保護テープを貼着して裏面を研削して該裏面に分割溝を表出させるので、ダイボンディング用の接着フィルムを前もって半導体ウエーハの裏面に装着することができない。従って、先ダイシング法によって半導体デバイスを支持するダイボンディングフレームにボンディングする際には、半導体デバイスとダイボンディングフレームとの間にボンド剤を挿入しながら行わなければならず、ボンディング作業を円滑に実施することができないという問題がある。
【０００６】
このような問題を解消するために、先ダイシング法によって個々の半導体デバイスに分割されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着し、この接着フィルムを介して半導体デバイスをダイシングテープに貼着した後、各半導体デバイス間の間隙に露出された該接着フィルムの部分に、半導体デバイスの表面側から上記間隙を通してレーザー光線を照射し、接着フィルムの上記間隙に露出された部分を除去するようにした半導体デバイスの製造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】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１１８０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に開示された半導体デバイスの製造方法においては、切削溝が形成されたウエーハの表面に保護テープを貼着しウエーハの裏面を研削してウエーハを個々の半導体デバイスに分割すると、個々に分割された半導体デバイスが移動して切削溝が蛇行する。従って、個々に分割された半導体デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着した後に、各半導体デバイス間の間隙を通してレーザー光線を照射することが困難であり、レーザー光線が各半導体デバイス間の間隙から外れて半導体デバイスに照射され、半導体デバイスが損傷されるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、先ダイシング法によって分割された個々のデバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムをデバイスの品質を低下させることなく装着することができる半導体デバイスの製造方法およびレーザー加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に格子状に形成された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とともに、各デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する半導体デバイスの製造方法であって、
ウエーハの表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
該分割溝形成工程が実施されたウエーハの裏面を研削して裏面に該分割溝を表出させ、ウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、
該ウエーハ分割工程が実施されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着するとともに接着フィルム側を環状のフレームに装着されたダイシングテープによって支持せしめる接着フィルム装着工程と、
該接着フィルム装着工程を実施した後に、ウエーハの表面側から該分割溝に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、該接着フィルムを該分割溝に沿って分割する接着フィルム分割工程と、を含み、
該接着フィルム分割工程は、分割溝における各デバイス間の検出領域における溝幅を検出する溝幅検出工程と、
該溝幅検出工程によって検出されたデバイス間の溝幅が許容範囲である場合には検出領域の溝幅の中心座標値を求めるとともに、溝幅が許容範囲の上限値を超える場合には中心座標値を求めることなく次の検出領域の溝幅の中心座標値を求める中心座標検出工程と、
該中心座標検出工程によって求められた隣接する中心座標値を結ぶ一次関数を算出してレーザー光線照射位置を求めるレーザー光線照射位置算出工程と、
該レーザー光線照射位置算出工程によって求められた一次関数からなるレーザー光線照射位置に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、該接着フィルムを該レーザー光線照射位置に沿って分割するレーザー光線照射工程とを含んでいる、
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、表面に格子状に形成された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複数のストリートに沿って分割溝が形成されたウエーハの裏面に装着されたダイボンディング用の接着フィルムを該分割溝に沿って分割するためのレーザー加工装置であって、
ウエーハを保持する保持面を有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ウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを加工送り方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを該加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対的に割り出し送りする割り出し送り手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハの加工すべき領域を撮像するための撮像手段と、該撮像手段によって撮像された撮像信号に基づいて該レーザー光線照射手段と該加工送り手段と割り出し送り手段を制御する制御手段とを具備し、
該制御手段は、該撮像手段を作動して各分割溝における各デバイス間の検出領域における溝幅を検出する溝幅検出工程と、
該溝幅検出工程によって検出されたデバイス間の溝幅が許容範囲である場合には検出領域の溝幅の中心座標値を求めるとともに、溝幅が許容範囲の上限値を超える場合には中心座標値を求めることなく次の検出領域の溝幅の中心座標値を求める中心座標検出工程と、
該中心座標検出工程によって求められた隣接する中心座標値を結ぶ一次関数を算出してレーザー光線照射位置を求めるレーザー光線照射位置算出工程と、
該レーザー光線照射位置算出工程によって求められた一次関数からなるレーザー光線照射位置に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、該接着フィルムを該レーザー光線照射位置に沿って分割するレーザー光線照射工程と、を実行する、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
【００１２】
上記制御手段は、上記溝幅検出工程によって検出された各デバイス間の溝幅が許容範囲の下限値より小さい場合には、表示手段にエラー表示する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による半導体デバイスの製造方法およびレーザー加工装置における接着フィルム分割工程は、分割溝における各デバイス間の検出領域にける溝幅を検出する溝幅検出工程と、該溝幅検出工程によって検出されたデバイス間の溝幅が許容範囲である場合には検出領域の溝幅の中心座標値を求めるとともに、溝幅が許容範囲の上限値を超える場合には中心座標値を求めることなく次の検出領域の溝幅の中心座標値を求める中心座標検出工程と、該中心座標検出工程によって求められた隣接する中心座標値を結ぶ一次関数を算出してレーザー光線照射位置を求めるレーザー光線照射位置算出工程と、該レーザー光線照射位置算出工程によって求められた一次関数からなるレーザー光線照射位置に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、接着フィルムを該レーザー光線照射位置に沿って分割するレーザー光線照射工程とを含んでいるので、接着フィルムは、分割溝の幅方向中心に沿って分割される。そして、分割溝におけるデバイス間の溝幅が許容範囲を超える場合には中心座標値を求めることなく次の検出領域の溝幅の中心座標値を求め、隣接する中心座標値を結ぶ一次関数からなるレーザー光線照射位置を設定しているので、例えばデバイスに欠けが発生してデバイス間の溝幅が大きくなった場合に一次関数に異常な勾配が生ずることが無い。従って、デバイスに欠けが発生してデバイス間の溝幅が大きくなった場合に、その中心座標値を結ぶ一次関数の勾配が大きくなることにより、デバイスにレーザー光線が照射されることによってデバイスが損傷するという問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ウエーハとしての半導体ウエーハを示す斜視図。
【図２】本発明によるデバイスの製造方法における分割溝形成工程の説明図。
【図３】本発明によるデバイスの製造方法における保護テープ貼着工程の説明図。
【図４】本発明によるデバイスの製造方法におけるウエーハ分割工程の説明図。
【図５】本発明によるデバイスの製造方法における接着フィルム装着工程の説明図。
【図６】本発明によるデバイスの製造方法における接着フィルム装着工程の他の実施形態を示す説明図。
【図７】本発明によるデバイスの製造方法における接着フィルム分割工程を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。
【図８】図７に示すレーザー加工装置に装備される制御手段のブロック構成図。
【図９】図４に示すウエーハ分割工程によって個々のデバイスに分割された半導体ウエーハに形成された分割溝の状態を示す説明図。
【図１０】本発明によるデバイスの製造方法において設定されるレーザー光線照射位置の説明図。
【図１１】図７に示すレーザー加工装置に装備される制御手段が実行するレーザー光線照射位置検出工程のフローチャート。 本発明によるデバイスの製造方法において設定されるレーザー光線照射位置の説明図。
【図１２】本発明によるデバイスの製造方法においてレーザー光線照射工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明による半導体デバイスの製造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。
【００１６】
図１には、ウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、例えば厚さが６００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２ａには複数のストリート２１が格子状に形成されている。そして、半導体ウエーハ２の表面２aには、格子状に形成された複数のストリート２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。この半導体ウエーハ２を先ダイシング法によって個々の半導体デバイスに分割する手順について説明する。
【００１７】
半導体ウエーハ２を先ダイシング法によって個々の半導体デバイスに分割するには、先ず半導体ウエーハ２の表面２ａに形成されたストリート２１に沿って所定深さ（各デバイスの仕上がり厚さに相当する深さ）の分割溝を形成する（分割溝形成工程）。この分割溝形成工程は、図示の実施形態においては図２の(ａ)に示す切削装置３を用いて実施する。図２の(ａ)に示す切削装置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に保持された被加工物を切削する切削手段３２と、該チャックテーブル３１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、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない切削送り機構によって図２の(ａ)において矢印Ｘで示す切削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機構によって矢印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。
【００１８】
上記切削手段３２は、実質上水平に配置されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に支持された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２の先端部に装着された切削ブレード３２３を含んでおり、回転スピンドル３２２がスピンドルハウジング３２１内に配設された図示しないサーボモータによって矢印３２２aで示す方向に回転せしめられるようになっている。なお、切削ブレード３２３の厚みは、図示の実施形態においては２０μｍに設定されている。上記撮像手段３３は、スピンドルハウジング３２１の先端部に装着されており、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００１９】
上述した切削装置３を用いて分割溝形成工程を実施するには、図２の(ａ)に示すようにチャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２の裏面２b側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２をチャックテーブル３１上に保持する。従って、チャックテーブル３１に保持された半導体ウエーハ２は、表面２ａが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
【００２０】
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半導体ウエーハ２のストリート２１に沿って分割溝を形成すべき切削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、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１と、切削ブレード３２３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、切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリート２１に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。
【００２１】
以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されている半導体ウエーハ２の切削領域を検出するアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル３１を切削領域の切削開始位置に移動する。そして、切削ブレード３２３を図２の(ａ)において矢印３２２aで示す方向に回転しつつ下方に移動して切り込み送りを実施する。この切り込み送り位置は、切削ブレード３２３の外周縁が半導体ウエーハ２の表面からデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ位置（例えば、５０μｍ）に設定されている。このようにして、切削ブレード３２３の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード３２３を回転しつつチャックテーブル３１を図２の(ａ)において矢印Ｘで示す方向に切削送りすることによって、図２の（ｂ）に示すようにストリート２１に沿って幅が２０μｍでデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ（例えば、５０μｍ）の分割溝２１０が形成される（分割溝形成工程）。
【００２２】
上述した分割溝形成工程を実施することにより半導体ウエーハ２の表面２ａにストリート２１に沿って所定深さの分割溝２１０を形成したら、図３の（ａ）および（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａ（デバイス２２が形成されている面）に、保護テープ４を貼着する（保護テープ貼着工程）。
【００２３】
次に、保護テープ４が貼着された半導体ウエーハ２の裏面２ｂを研削し、分割溝２１０を裏面２ｂに表出させて半導体ウエーハ２を個々のデバイス２２に分割するウエーハ分割工程を実施する。このウエーハ分割工程は、図４の（ａ）に示す研削装置5を用いて実施する。図４の（ａ）に示す研削装置５は、被加工物を保持するチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１に保持された被加工物を研削するための研削砥石５２を備えた研削手段５３を具備している。この研削装置５を用いて上記ウエーハ分割工程を実施するには、チャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２の保護テープ４側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２をチャックテーブル５１上に保持する。従って、チャックテーブル５１に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２ｂが上側となる。このようにして、チャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２を保持したならば、チャックテーブル５１を矢印５１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段５３の研削砥石５２を矢印５２aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転しつつ半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接触せしめて研削し、図４の（ｂ）に示すように分割溝２１０が裏面２ｂに表出するまで研削する。このように分割溝２１０が表出するまで研削することによって、図４の（ｃ）に示すように半導体ウエーハ２は個々のデバイス２２に分割される。なお、分割された複数のデバイス２２は、その表面に保護テープ４が貼着されているので、バラバラにはならず半導体ウエーハ２の形態が維持されている。
【００２４】
上述したウエーハ分割工程を実施したならば、個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２の裏面２ｂにダイボンディング用の接着フィルムを装着するとともに該接着フィルム側を環状のフレームに装着されたダイシングテープによって支持せしめる接着フィルム装着工程を実施する。即ち、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接着フィルム６を装着する。このとき、８０〜２００°Ｃの温度で加熱しつつ接着フィルム６を半導体ウエーハ２の裏面２ｂに押圧して装着する。なお、接着フィルム６は、エポキシ系樹脂で形成されており、厚さが２０μｍのフィルム材からなっている。このようにして半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接着フィルム６を装着したならば、図５の（ｃ）に示すように接着フィルム６が装着された半導体ウエーハ２の接着フィルム６側を環状のフレームFに装着された伸張可能なダイシングテープTに貼着する。従って、半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着された保護テープ４は上側となる。そして、半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着されている保護テープ４を剥離する。
【００２５】
上述した接着フィルム装着工程の他の実施形態について、図6を参照して説明する。
図6に示す実施形態は、ダイシングテープTの表面に予め接着フィルム６が貼着された接着フィルム付きのダイシングテープを使用する。即ち、図6の（ａ）、（ｂ）に示すように環状のフレームF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Tの表面に貼着された接着フィルム6に、個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２の裏面２ｂを装着する。このとき、８０〜２００°Ｃの温度で加熱しつつ接着フィルム６を半導体ウエーハ２の裏面２ｂに押圧して装着する。なお、上記ダイシングテープTは、図示の実施形態においては厚さが９５μｍのポリオレフィンシートかならっている。このように接着フィルム付きのダイシングテープを使用する場合には、ダイシングテープTの表面に貼着された接着フィルム6に半導体ウエーハ２の裏面２ｂを装着することにより、接着フィルム6が装着された半導体ウエーハ２が環状のフレームFに装着されたダイシングテープTによって支持される。そして、図6の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａに貼着されている保護テープ４を剥離する。
【００２６】
上述した接着フィルム装着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面２a側から分割溝２１０に沿って接着フィルム６にレーザー光線を照射し、接着フィルム６を分割溝２１０に沿って分割する接着フィルム分割工程を実施する。この接着フィルム分割工程は、図７に示すレーザー加工装置を用いて実施する。図７に示すレーザー加工装置７は、静止基台７０と、該静止基台７０に矢印Ｘで示す加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動可能に配設され被加工物であるウエーハを保持するチャックテーブル機構８と、静止基台７０に上記Ｘ軸方向と直交する矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構９と、該レーザー光線照射ユニット支持機構９に矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Z軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット１０とを具備している。
【００２７】
上記チャックテーブル機構８は、静止基台７０上にＸ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール８１、８１と、該案内レール８１、８１上にＸ軸方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック８２と、該第１の滑動ブロック８２上にY軸方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック８３と、該第２の滑動ブロック８３上に円筒部材８４によって支持された支持テーブル８５と、チャックテーブル８６を具備している。このチャックテーブル８６は多孔性材料から形成された吸着チャック８６１を具備しており、吸着チャック８６１の上面である保持面上に被加工物である例えば円形形状の半導体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。このように構成されたチャックテーブル８６は、円筒部材８４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル８６には、上記環状のフレームFを固定するためのクランプ８６２が配設されている。
【００２８】
上記第１の滑動ブロック８２は、その下面に上記一対の案内レール８１、８１と嵌合する一対の被案内溝８２１、８２１が設けられているとともに、その上面にＸ軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール８２２、８２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック８２は、被案内溝８２１、８２１が一対の案内レール８１、８１に嵌合することにより、一対の案内レール８１、８１に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構８は、第１の滑動ブロック８２を一対の案内レール８１、８１に沿ってＸ軸方向に移動させるための加工送り手段８７を具備している。加工送り手段８７は、上記一対の案内レール８１と８１の間に平行に配設された雄ネジロッド８７１と、該雄ネジロッド８７１を回転駆動するためのパルスモータ８７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド８７１は、その一端が上記静止基台７０に固定された軸受ブロック８７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ８７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド８７１は、第１の滑動ブロック８２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ８７２によって雄ネジロッド８７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック８２は案内レール８１、８１に沿ってＸ軸方向に移動せしめられる。
【００２９】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置７は、上記チャックテーブル８６の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段８７４を備えている。加工送り量検出手段８７４は、案内レール８１に沿って配設されたリニアスケール８７４aと、第１の滑動ブロック８２に配設され第１の滑動ブロック８２とともにリニアスケール８７４aに沿って移動する読み取りヘッド８７４bとからなっている。この加工送り量検出手段８７４の読み取りヘッド８７４bは、図示の実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル８６の加工送り量を検出する。
【００３０】
上記第２の滑動ブロック８３は、その下面に上記第１の滑動ブロック８２の上面に設けられた一対の案内レール８２２、８２２と嵌合する一対の被案内溝８３１、８３１が設けられており、この被案内溝８３１、８３１を一対の案内レール８２２、８２２に嵌合することにより、Y軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構８は、第２の滑動ブロック８３を第１の滑動ブロック８２に設けられた一対の案内レール８２２、８２２に沿ってY軸方向に移動させるための第１の割り出し送り手段８８を具備している。第１の割り出し送り手段８８は、上記一対の案内レール８２２と８２２の間に平行に配設された雄ネジロッド８８１と、該雄ネジロッド８８１を回転駆動するためのパルスモータ８８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド８８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック８２の上面に固定された軸受ブロック８８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ８８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド８８１は、第２の滑動ブロック８３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ８８２によって雄ネジロッド８８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック８３は案内レール８２２、８２２に沿ってY軸方向に移動せしめられる。
【００３１】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置７は、上記第２の滑動ブロック８３の割り出し加工送り量を検出するための割り出し送り量検出手段８８４を備えている。割り出し送り量検出手段８８４は、案内レール８２２に沿って配設されたリニアスケール８８４aと、第２の滑動ブロック８３に配設され第２の滑動ブロック８３とともにリニアスケール８８４aに沿って移動する読み取りヘッド８８４bとからなっている。この割り出し送り量検出手段８８４の読み取りヘッド８８４bは、図示の実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル８６の割り出し送り量を検出する。
【００３２】
上記レーザー光線照射ユニット支持機構９は、静止基台７０上にY軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール９１、９１と、該案内レール９１、９１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台９２を具備している。この可動支持基台９２は、案内レール９１、９１上に移動可能に配設された移動支持部９２１と、該移動支持部９２１に取り付けられた装着部９２２とからなっている。装着部９２２は、一側面にZ軸方向に延びる一対の案内レール９２３、９２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構９は、可動支持基台９２を一対の案内レール９１、９１に沿ってY軸方向に移動させるための第２の割り出し送り手段９３を具備している。第２の割り出し送り手段９３は、上記一対の案内レール９１、９１の間に平行に配設された雄ネジロッド９３１と、該雄ネジロッド９３１を回転駆動するためのパルスモータ９３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド９３１は、その一端が上記静止基台７０に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ９３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド９３１は、可動支持基台９２を構成する移動支持部９２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ９３２によって雄ネジロッド９３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台９２は案内レール９１、９１に沿ってY軸方向に移動せしめられる。
【００３３】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット１０は、ユニットホルダ１０１と、該ユニットホルダ１０１に取り付けられたレーザー光線照射手段１０２を具備しており、ユニットホルダ１０１が上記可動支持基台９２の装着部９２２に一対の案内レール９２３、９２３に沿って矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持される。レーザー光線照射手段１０２は、ユニットホルダ１０１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング１０３と、該ケーシング１０３内に配設されたＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器等のレーザー光線発振手段（図示せず）と、ケーシング１０３の先端に配設されレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光して上記チャックテーブル８６に保持された被加工物に照射する集光器１０４を具備している。
【００３４】
上記レーザー光線照射手段１０２を構成するケーシング１０３の前端部には、上記レーザー光線照射手段１０２によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段１０５が配設されている。この撮像手段１０５は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。
【００３５】
図７に基づいて説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置７は、ユニットホルダ１０１を可動支持基台９２の装着部９２２に設けられた一対の案内レール９２３、９２３に沿って矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Z軸方向）即ちチャックテーブル８６の保持面に対して垂直な方向に移動させるための集光点位置調整手段１０６を具備している。集光点位置調整手段１０６は、一対の案内レール９２３、９２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ１０６a等の駆動源を含んでおり、パルスモータ１０６aによって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、上記レーザー光線照射ユニット１０を案内レール９２３、９２３に沿ってZ軸方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ１０６aを正転駆動することによりレーザー光線照射ユニット１０を上方に移動し、パルスモータ１０６aを逆転駆動することによりレーザー光線照射ユニット１０を下方に移動するようになっている。
【００３６】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置７は、図８に示す制御手段１１を具備している。制御手段１１はマイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）１１１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１１２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１３と、入力インターフェース１１４および出力インターフェース１１５とを備えている。このように構成された制御手段１１の入力インターフェース１１４には、加工送り量検出手段８７４、割り出し送り量検出手段８８４、撮像手段１０５等からの検出信号が入力される。また、出力インターフェース１１５からは、上記加工送り手段８７のパルスモータ８７２、第１の割り出し送り手段８８のパルスモータ８８２、第２の割り出し送り手段９３のパルスモータ９３２、レーザー光線照射手段１０２、集光点位置調整手段１０６のパルスモータ１０６a、表示手段１１６等に制御信号を出力する。
【００３７】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置７は以上のように構成されており、以下、レーザー加工装置７を用いて実施する半導体ウエーハ２の表面２a側から分割溝２１０に沿って接着フィルム６にレーザー光線を照射し、接着フィルム６を分割溝２１０に沿って分割する接着フィルム分割工程について説明する。
接着フィルム分割工程を実施するには、上記図５および図６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半導体ウエーハ２（個々のデバイス２２に分割されているとともに裏面２ｂに接着フィルム６が装着されている）は、図７に示すレーザー加工装置７のチャックテーブル８６上にダイシングテープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２は、ダイシングテープTを介してチャックテーブル８６上に吸引保持される。また、環状のフレームFは、クランプ８６２によって固定される。
【００３８】
上述したようにチャックテーブル８６上に半導体ウエーハ２を吸引保持したならば、加工送り手段８７を作動してチャックテーブル８６を撮像手段１０５の直下の撮像領域に位置付ける。そして、チャックテーブル８６に保持された半導体ウエーハ２の裏面に装着された接着フィルム６のレーザー加工すべきレーザー光線照射位置を検出するレーザー光線照射位置検出工程を実施する。
【００３９】
ここで、チャックテーブル８６上にダイシングテープTを介して保持された半導体ウエーハ２の個々に分割されたデバイス２２の配列について説明する。
上記図２に示す分割溝形成工程において半導体ウエーハ２の表面側に形成された分割溝２１０はストリート２１に沿って正確に形成されているが、上記図４に示すウエーハ分割工程において半導体ウエーハ２の裏面を研削して半導体ウエーハ２を個々のデバイス２２に分割すると、図９に示すようにデバイス２２がズレて分割溝２１０が蛇行したり、一部のデバイス２２に欠け２２aが発生している場合がある。
【００４０】
図９に示す半導体ウエーハ２の裏面に装着された接着フィルム６のレーザー加工すべきレーザー光線照射位置を検出するレーザー光線照射位置検出工程は、図１０に示すように分割溝２１０における各デバイス２２間を撮像手段１０５の撮像領域に順次位置付けて実施する。即ち、図１０においてNo.1〜No.６の検出領域を順次撮像手段１０５の撮像領域に位置付ける。そして、撮像手段１０５は、各検出領域においてデバイス２２間を含む撮像領域を撮像し、撮像信号を制御手段１１に送る。この撮像手段１０５からの撮像信号に基づいて制御手段１１が実行するレーザー光線照射位置の検出手順について、図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。制御手段１１は、ステップS1において撮像手段１０５からの撮像信号を入力する。次に制御手段１１はステップS2に進んで、撮像手段１０５からの撮像信号に基づいてデバイス２２間の溝幅(B)を検出し、この溝幅(B)が許容範囲の下限値（A1：たとえば１０μｍ）以下であるか否かをチェックする。溝幅(B)が下限値（A1：たとえば１０μｍ）以下である場合には、制御手段１１は溝幅(B)が狭く、溝幅(B)を通してレーザー光線を照射することが難しく、デバイス２２を損傷させる虞があると判断し、ステップS３に進んで表示手段１１６にエラー表示してこのルーチンを終了する。このようにエラー表示された半導体ウエーハ２は、レーザー加工による接着フィルム６の分割が困難であるため、チャックテーブル８６から除去し、次の半導体ウエーハ２をチャックテーブル８６に保持してレーザー光線照射位置検出工程を実施する。
【００４１】
上記ステップS2において溝幅(B)が下限値（A1：たとえば１０μｍ）より大きい場合には、制御手段１１はステップS４に進んで溝幅(B)が許容範囲の上限値（A2：たとえば５０μｍ）以下であるか否かをチェックする。溝幅(B)が許容範囲の上限値（A2：たとえば５０μｍ）より大きい場合は、制御手段１１はデバイス２２の単なるズレではなく図１０におけるNo.４の検出位置のようにデバイス２２に欠け２２ａが発生していると判断し、ステップS6に進む。ステップS4において溝幅(B)が許容範囲の上限値（A2：たとえば５０μｍ）以下の場合には、制御手段１１はステップS５に進んで図１０に示すように溝幅(B)の中心座標値（ｘ、ｙ）を求め、この座標値をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１３に格納する。なお、上記ステップS４において溝幅(B)が許容範囲の上限値（A2：たとえば５０μｍ）より大きい場合（図１０においてNo.4の検出位置）には、溝幅(B)の中心座標値（ｘ、ｙ）を求めずに、この検出位置を飛ばして次の検出位置における溝幅を検出するためにステップS6に進む。
【００４２】
次に、制御手段１１はステップS６に進んで次の検出位置があるか否かをチェックし、次の検出位置がある場合には、制御手段１１はステップS７に進んで次の検出領域を撮像手段１０５の撮像領域に位置付けて、上記ステップS１に戻る。一方、ステップS6において次の検出位置が無い場合には、制御手段１１はステップS8に進んで、隣接する中心座標値を結ぶ一次関数を算出し、この一次関数を連結することによってレーザー光線照射位置２１１を求め、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１３に格納する。なお、上記溝幅(B)の中心座標値（ｘ、ｙ）はデバイス２２のＸ軸方向における中間位置を検出しているので、レーザー光線照射位置２１１の両端である始点と終点は溝幅(B)の両端の中心座標値（ｘ、ｙ）をY軸と平行に結んだ位置とする。
【００４３】
次に、上述したレーザー光線照射位置検出工程によって求められたレーザー光線照射位置２１１に沿ってレーザー光線を照射し接着フィルム６を分割するレーザー光線照射工程を実施する。
レーザー光線照射工程は、先ずチャックテーブル８６をレーザー光線照射手段１０２の集光器１０４が位置するレーザー光線照射領域に移動し、図１２の(a)に示すように所定の分割溝２１０に沿って求めた上記レーザー光線照射位置２１１の一端（図１２の(a)において左端）をレーザー光線照射手段１０２の集光器１０４の直下に位置付ける。そして、レーザー光線照射手段１０２を作動して集光器１０４から接着フィルム６に対して吸収性を有する波長のレーザー光線LBを照射しつつチャックテーブル８６を図１２の(a)において矢印X1で示す方向に移動せしめる。このとき、制御手段１１は、加工送り手段８７および第１の割り出し送り手段８８を制御して上記レーザー光線照射位置２１１に沿ってチャックテーブル８６を移動する。そして、図１２の(b)に示すように分割溝２１０の他端（図１２の(b)において右端）が集光器１０４の照射位置に達したら、レーザー光線照射手段１０２の作動を停止するとともに加工送り手段８７および第１の割り出し送り手段８８の作動を停止する。この結果、接着フィルム６は、図１２の(c)に示すように分割溝２１０の幅方向中心に沿って分割され分断溝６０が形成される。なお、上記図１０におけるNo.4の検出位置のように分割溝２１０におけるデバイス２２間の溝幅(B)が上限値を超える場合には中心座標値は検出せず、次の検出位置の中心座標値を検出して隣接する中心座標値を結ぶ一次関数からなるレーザー光線照射位置２１１を設定しているので、一次関数に異常な勾配が生ずることが無い。従って、デバイス２２に欠けが発生してデバイス２２間の溝幅(B)が大きくなった場合に、その中心座標値を結ぶ一次関数の勾配が大きくなることにより、デバイス２２にレーザー光線が照射されることによってデバイス２２が損傷するという問題を解消することができる。
【００４４】
なお、上記レーザー光線照射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。
レーザー光線の種類 ：固体レーザー（ＹＶＯ４レーザー、ＹＡＧレーザー）
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
平均出力 ：０．５Ｗ
集光スポット径 ：φ５μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒
【００４５】
上記レーザー光線照射工程を半導体ウエーハ２の所定方向に形成された全ての分割溝２１０に沿って実施する。次に、チャックテーブル８６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形成された分割溝２１０に沿って上記第１の接着フィルム分割工程および第２の接着フィルム分割工程を交互に実行することにより、半導体ウエーハ２の裏面に装着された接着フィルム２６は分割溝２１０によって分割されたデバイス２２毎に切断され分割される。
【符号の説明】
【００４６】
２：半導体ウエーハ
２１：ストリート
２１０：分割溝
３：切削装置
３１：切削装置のチャックテーブル
３２：切削手段
３２３：切削ブレード
４：保護テープ
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５３：研削手段
６：接着フィルム
７：レーザー加工装置
８：チャックテーブル機構
８６：チャックテーブル
８７：加工送り手段
８７４：加工送り量検出手段
８８：第１の割り出し送り手段
８８４：割り出し送り量検出手段
９：レーザー光線照射ユニット支持機構
１０：レーザー光線照射ユニット
１０２：レーザー光線照射手段
１０４：集光器
１０５：撮像手段
１０６：集光点位置調整手段
１１：制御手段
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に格子状に形成された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とともに、各デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する半導体デバイスの製造方法であって、
ウエーハの表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
該分割溝形成工程が実施されたウエーハの裏面を研削して裏面に該分割溝を表出させ、ウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、
該ウエーハ分割工程が実施されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着するとともに接着フィルム側を環状のフレームに装着されたダイシングテープによって支持せしめる接着フィルム装着工程と、
該接着フィルム装着工程を実施した後に、ウエーハの表面側から該分割溝に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、該接着フィルムを該分割溝に沿って分割する接着フィルム分割工程と、を含み、
該接着フィルム分割工程は、分割溝における各デバイス間の検出領域にける溝幅を検出する溝幅検出工程と、
該溝幅検出工程によって検出されたデバイス間の溝幅が許容範囲である場合には検出領域の溝幅の中心座標値を求めるとともに、溝幅が許容範囲の上限値を超える場合には中心座標値を求めることなく次の検出領域の溝幅の中心座標値を求める中心座標検出工程と、
該中心座標検出工程によって求められた隣接する中心座標値を結ぶ一次関数を算出してレーザー光線照射位置を求めるレーザー光線照射位置算出工程と、
該レーザー光線照射位置算出工程によって求められた一次関数からなるレーザー光線照射位置に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、該接着フィルムを該レーザー光線照射位置に沿って分割するレーザー光線照射工程とを含んでいる、
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
表面に格子状に形成された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複数のストリートに沿って分割溝が形成されたウエーハの裏面に装着されたダイボンディング用の接着フィルムを該分割溝に沿って分割するためのレーザー加工装置であって、
ウエーハを保持する保持面を有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ウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを加工送り方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを該加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対的に割り出し送りする割り出し送り手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハの加工すべき領域を撮像するための撮像手段と、該撮像手段によって撮像された撮像信号に基づいて該レーザー光線照射手段と該加工送り手段と割り出し送り手段を制御する制御手段とを具備し、
該制御手段は、該撮像手段を作動して各分割溝における各デバイス間の検出領域にける溝幅を検出する溝幅検出工程と、
該溝幅検出工程によって検出されたデバイス間の溝幅が許容範囲である場合には検出領域の溝幅の中心座標値を求めるとともに、溝幅が許容範囲の上限値を超える場合には中心座標値を求めることなく次の検出領域の溝幅の中心座標値を求める中心座標検出工程と、
該中心座標検出工程によって求められた隣接する中心座標値を結ぶ一次関数を算出してレーザー光線照射位置を求めるレーザー光線照射位置算出工程と、
該レーザー光線照射位置算出工程によって求められた一次関数からなるレーザー光線照射位置に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、該接着フィルムを該レーザー光線照射位置に沿って分割するレーザー光線照射工程と、を実行する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項３】
該制御手段は、該溝幅検出工程によって検出された各デバイス間の溝幅が許容範囲の下限値より小さい場合には、表示手段にエラー表示する、請求項２記載のレーザー加工装置。
【請求項１】
表面に格子状に形成された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とともに、各デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する半導体デバイスの製造方法であって、
ウエーハの表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
該分割溝形成工程が実施されたウエーハの裏面を研削して裏面に該分割溝を表出させ、ウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、
該ウエーハ分割工程が実施されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着するとともに接着フィルム側を環状のフレームに装着されたダイシングテープによって支持せしめる接着フィルム装着工程と、
該接着フィルム装着工程を実施した後に、ウエーハの表面側から該分割溝に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、該接着フィルムを該分割溝に沿って分割する接着フィルム分割工程と、を含み、
該接着フィルム分割工程は、分割溝における各デバイス間の検出領域にける溝幅を検出する溝幅検出工程と、
該溝幅検出工程によって検出されたデバイス間の溝幅が許容範囲である場合には検出領域の溝幅の中心座標値を求めるとともに、溝幅が許容範囲の上限値を超える場合には中心座標値を求めることなく次の検出領域の溝幅の中心座標値を求める中心座標検出工程と、
該中心座標検出工程によって求められた隣接する中心座標値を結ぶ一次関数を算出してレーザー光線照射位置を求めるレーザー光線照射位置算出工程と、
該レーザー光線照射位置算出工程によって求められた一次関数からなるレーザー光線照射位置に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、該接着フィルムを該レーザー光線照射位置に沿って分割するレーザー光線照射工程とを含んでいる、
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
表面に格子状に形成された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複数のストリートに沿って分割溝が形成されたウエーハの裏面に装着されたダイボンディング用の接着フィルムを該分割溝に沿って分割するためのレーザー加工装置であって、
ウエーハを保持する保持面を有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ウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを加工送り方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを該加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対的に割り出し送りする割り出し送り手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハの加工すべき領域を撮像するための撮像手段と、該撮像手段によって撮像された撮像信号に基づいて該レーザー光線照射手段と該加工送り手段と割り出し送り手段を制御する制御手段とを具備し、
該制御手段は、該撮像手段を作動して各分割溝における各デバイス間の検出領域にける溝幅を検出する溝幅検出工程と、
該溝幅検出工程によって検出されたデバイス間の溝幅が許容範囲である場合には検出領域の溝幅の中心座標値を求めるとともに、溝幅が許容範囲の上限値を超える場合には中心座標値を求めることなく次の検出領域の溝幅の中心座標値を求める中心座標検出工程と、
該中心座標検出工程によって求められた隣接する中心座標値を結ぶ一次関数を算出してレーザー光線照射位置を求めるレーザー光線照射位置算出工程と、
該レーザー光線照射位置算出工程によって求められた一次関数からなるレーザー光線照射位置に沿って該接着フィルムにレーザー光線を照射し、該接着フィルムを該レーザー光線照射位置に沿って分割するレーザー光線照射工程と、を実行する、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項３】
該制御手段は、該溝幅検出工程によって検出された各デバイス間の溝幅が許容範囲の下限値より小さい場合には、表示手段にエラー表示する、請求項２記載のレーザー加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１７４７３２（Ｐ２０１２−１７４７３２Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３２４２６（Ｐ２０１１−３２４２６）
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【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１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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