JP2009289773A - ウエーハの分割方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ストリートの表面に膜が被覆されたウエーハを、膜を残すことなく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】基板の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ているとともにストリートの表面に膜が被覆されているウエーハを、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であって、膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの表面側からストリートに沿って照射しレーザー加工溝を形成して膜をストリートに沿って分断する膜分断工程と、基板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基板の内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し基板の内部にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、ウエーハを構成する基板の裏面を研削しウエーハを所定の厚さに形成する裏面研削工程と、ウエーハに外力を付与しウエーハをストリートに沿って破断するウエーハ破断工程とを含む。
【選択図】図８
【解決手段】基板の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ているとともにストリートの表面に膜が被覆されているウエーハを、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であって、膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの表面側からストリートに沿って照射しレーザー加工溝を形成して膜をストリートに沿って分断する膜分断工程と、基板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基板の内部に集光点を位置付けてストリートに沿って照射し基板の内部にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、ウエーハを構成する基板の裏面を研削しウエーハを所定の厚さに形成する裏面研削工程と、ウエーハに外力を付与しウエーハをストリートに沿って破断するウエーハ破断工程とを含む。
【選択図】図８
Description
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分割するウエーハの分割方法に関する。
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、液晶ドライバー、フラッシュメモリ等のデバイスを形成する。そして、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。
上述したウエーハの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用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を合わせ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照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加えることにより、ウエーハを破断して分割するものであり、ストリートの幅を狭くすることが可能となる。（例えば、特許文献１参照。）
特許第３４０８８０５号公報
而して、ストリートの表面に金属膜、フッ化シリケートグラス膜、シリコン酸化膜系パシベーション膜(SiO2,SiON)、ポリイミド(PI)系高分子化合物膜、フッ素系高分子化合物膜、フッ素化アモルファスカーボン系化合物膜が被覆されているウエーハにおいては、内部に集光点を合わせてウエーハ基板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、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により、ウエーハ基板を分割することはできるが、ストリートの表面に被覆された膜は分割できないという問題がある。
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、ストリートの表面に膜が被覆されたウエーハを、膜を残すことなく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である。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、基板の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ているとともに該ストリートの表面に膜が被覆されているウエーハを、該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であって、
該膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの表面側から該ストリートに沿って該膜に照射してレーザー加工溝を形成し、該膜を該ストリートに沿って分断する膜分断工程と、
該基板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該基板の内部に集光点を位置付けて該ストリートに沿って照射し、該基板の内部にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施されたウエーハを構成する該基板の裏面を研削し、ウエーハを所定の厚さに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを該ストリートに沿って破断するウエーハ破断工程と、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。
該膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの表面側から該ストリートに沿って該膜に照射してレーザー加工溝を形成し、該膜を該ストリートに沿って分断する膜分断工程と、
該基板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該基板の内部に集光点を位置付けて該ストリートに沿って照射し、該基板の内部にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施されたウエーハを構成する該基板の裏面を研削し、ウエーハを所定の厚さに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを該ストリートに沿って破断するウエーハ破断工程と、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。
また、本発明によれば、基板の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ているとともに該ストリートの表面に膜が被覆されているウエーハを、該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であって、
該膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの表面側から該ストリートに沿って該膜に照射してレーザー加工溝を形成し、該膜を該ストリートに沿って分断する膜分断工程と、
該膜分断工程が実施されたウエーハを構成する該基板の裏面を研削し、ウエーハを所定の厚さに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの該基板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該基板の内部に集光点を位置付けて該ストリートに沿って照射し、該基板の内部にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを該ストリートに沿って破断するウエーハ破断工程と、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。
該膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの表面側から該ストリートに沿って該膜に照射してレーザー加工溝を形成し、該膜を該ストリートに沿って分断する膜分断工程と、
該膜分断工程が実施されたウエーハを構成する該基板の裏面を研削し、ウエーハを所定の厚さに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの該基板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該基板の内部に集光点を位置付けて該ストリートに沿って照射し、該基板の内部にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを該ストリートに沿って破断するウエーハ破断工程と、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。
上記ウエーハ破断工程は、環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面にウエーハの裏面を貼着した状態で該ダイシングテープを拡張することによりウエーハに外力を付与する。
本発明におけるウエーハの分割方法によれば、ウエーハの基板に形成されたストリートの表面に被覆された膜をストリートに沿って分断する膜分断工程と基板の内部にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施し後に、ウエーハに外力を付与してウエーハをストリートに沿って破断するので、ウエーハをストリートに沿って破断する際には膜はストリートに沿って分断されているため、膜が破断されずに残ることはない。
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。
図１には本発明によるウエーハの分割方法によって分割されるウエーハの斜視図が示されており、図２には図１に示すウエーハの要部を拡大した断面図が示されている。図１および図２に示すウエーハ２は、例えば厚さが６００μmのシリコン基板２１の表面２１ａに格子状に形成された複数のストリート２２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、液晶ドライバー、フラッシュメモリ等のデバイス２３が形成されている。このウエーハ２には、図２に示すようにストリート２２およびデバイス２３を含む表面２１ａに図示の実施形態においてはポリイミド(PI)系高分子化合物膜２４が被覆されている。
上述したウエーハ２を個々のデバイス２３に分割するウエーハの分割方法の第１の実施形態について説明する。
第１の実施形態においては、先ずウエーハ２を構成する基板２１の表面２１ａに被覆された高分子化合物膜２４に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの表面側からストリート２２に沿って高分子化合物膜２４に照射してレーザー加工溝を形成し、高分子化合物膜２４をストリートに沿って分断する膜分断工程を実施する。この膜分断工程は、図３に示すレーザー加工装置３を用いて実施する。図３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、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機構によって図３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機構によって図３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。
第１の実施形態においては、先ずウエーハ２を構成する基板２１の表面２１ａに被覆された高分子化合物膜２４に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの表面側からストリート２２に沿って高分子化合物膜２４に照射してレーザー加工溝を形成し、高分子化合物膜２４をストリートに沿って分断する膜分断工程を実施する。この膜分断工程は、図３に示すレーザー加工装置３を用いて実施する。図３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、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機構によって図３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機構によって図３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。
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を含んでいる。ケーシング３２１内には図示しないＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング３２１の先端部には、パルス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するための集光器３２２が装着されている。
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、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）等で構成されている。この撮像手段３３は、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
上述したレーザー加工装置３を用いて実施する膜分断工程について、図３乃至図５を参照して説明する。
膜分断工程は、先ず上述した図３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の裏面２１b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、ウエーハ２をチャックテーブル３１上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３１に保持されたウエーハ２は、表面２１aが上側となる。
膜分断工程は、先ず上述した図３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の裏面２１b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、ウエーハ２をチャックテーブル３１上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３１に保持されたウエーハ２は、表面２１aが上側となる。
上述したようにウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない加工送り機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。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２２と、ストリート２２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に形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリート２２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（アライメント工程）。なお、アライメント工程においては、ウエーハ２のストリート２２およびデバイス２３を含む表面２１ａに被覆されたポリイミド(PI)系高分子化合物膜２４が透明でない場合でも、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、ポリイミド(PI)系高分子化合物膜２４を透過してストリート２２を撮像することができる。
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２２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４の（ａ）で示すようにチャックテーブル３１を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２２を集光器３２２の直下に位置付ける。このとき、図４の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は、ストリート２２の一端(図４の（ａ）において左端)が集光器３２２の直下に位置するように位置付けられる。次に、レーザー光線照射手段３２の集光器３２２からウエーハ２の高分子化合物膜２４に対して吸収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４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４の（ｂ）で示すようにストリート２２の他端（図４の（ｂ）において右端）が集光器３２２の直下位置に達したら、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。この膜分断工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐをウエーハ２の表面に被覆された高分子化合物膜２４の表面（上面）付近に合わせる。
上述した膜分断工程を実施することにより、図５に示すように高分子化合物膜２４にはストリート２２に沿って基板２１に達するレーザー加工溝２４０が形成される。この結果、ストリート２２に被覆された高分子化合物膜２４は、レーザー加工溝２４０によってストリート２２に沿って分断される。この膜分断工程においては、高分子化合物膜２４はレーザー加工するが直ちに昇華され、シリコンからなる基板２１は加工しないので、レーザー加工によるデブリの発生が抑制される。
なお、上記膜分断工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の光源 ：LD励起QスイッチNd:YVO4レーザー
波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：１Ｗ
パルス幅 ：４０ns
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ５μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒
レーザー光線の光源 ：LD励起QスイッチNd:YVO4レーザー
波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：１Ｗ
パルス幅 ：４０ns
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ５μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒
以上のようにして、ウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２２に沿って上述した膜分断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角に延びる各ストリート２２に沿って上述した保護膜分断工程を実行する。
上述した保護膜分断工程を実行したならば、ウエーハ２の基板２１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の裏面側から基板２１の内部に集光点を位置付けてストリート２２に沿って照射し、基板２１の内部にストリート２２に沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程を実施するに際し、図示の実施形態においてはウエーハ２の表面に形成されたデバイス２３を保護するために、図６の(a)および(b)に示すようにウエーハ２の表面２１ａに塩化ビニール等からなる保護テープ４を貼着する（保護テープ貼着工程）。
上述したようにウエーハ２の表面２１ａに保護テープ４を貼着しならば、ウエーハ２の基板２１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の裏面側から基板２１の内部に集光点を位置付けてストリート２２に沿って照射し、基板２１の内部にストリート２２に沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程は、図７に示すように上記図３に示すレーザー加工装置３と同様のレーザー加工装置３を用いて実施する。従って、レーザー加工装置３の各構成部材には図３に示す符号と同一符号を付して説明する。なお、レーザー光線照射手段３２は、基板２１に対して透過性を有する波長（例えば、１０６４ｎｍ）のパルスレーザー光線を発振するパルスレーザー光線発振手段を備えている。
図７に示すレーザー加工装置３を用いて変質層形成工程を実施するには、図７に示すようにチャックテーブル３１上にウエーハ２の表面２１ａに貼着された保護テープ４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、保護テープ４を介してウエーハ２をチャックテーブル３１上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３１に保持されたウエーハ２は、裏面２１bが上側となる。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３１は、図示しない加工送り機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
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、上記保護膜分断工程と同様に撮像手段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に形成されているストリート２２と、ストリート２２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。このアライメント工程を実施する際にはウエーハ２のストリート２２が形成されている表面２１ａ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２１ｂから透かしてストリート２２を撮像することができる。
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が行われたならば、図８の（ａ）で示すようにチャックテーブル３１を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２２（レーザー加工溝２４０が形成されている）の一端（図８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、集光器３２２からシリコン基板２１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８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８の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の照射位置がストリート２２の他端（図８の（b）において右端）の位置に達したら、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。この変質層形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ２の厚さ方向中間部に位置付ける。この結果、ウエーハ２の基板２１には、図８の（b）および図９に示すようにストリート２２に沿って厚さ方向中間部に変質層２１０が形成される。このようにウエーハ２の基板２１の内部にストリート２２に沿って変質層２１０が形成されると、基板２１には図９に示すように変質層２１０から表面２１aおよび裏面２１bに向けてストリート２２に沿ってクラック２１１が発生する。
上記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 ：1Ｗ
パルス幅 ：４０ns
繰り返し周波数 ：10０ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：1００ｍｍ／秒
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 ：1Ｗ
パルス幅 ：４０ns
繰り返し周波数 ：10０ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：1００ｍｍ／秒
以上のようにして、ウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２２に沿って上述した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角に延びる各ストリート２２に沿って上述した変質層形成工程を実行する。
上述した変質層形成工程を実行したならば、ウエーハ２を構成する基板２１の裏面２１bを研削し、ウエーハ２を所定の厚さに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図１０の(a)に示す研削装置５を用いて実施する。図１０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を用いて上記裏面研削工程を実施するには、チャックテーブル５１上にウエーハ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に保持されたウエーハ２は、裏面２１ｂが上側となる。このようにして、チャックテーブル５１上にウエーハ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することにより、図１０の（ｂ）に示すように所定の厚さ（例えば１００μm）に形成する。なお、上記変質層形成工程において形成される変質層２１０をウエーハ２の表面２aから例えば１００μm以内の位置に形成すれば上記裏面研削工程を実施した後にも変質層２１０は残るが、上記変質層形成工程において形成される変質層２１０をウエーハ２の表面２aから例えば１００μmの位置より裏面２ｂに形成することにより、上記裏面研削工程を実施することにより変質層２１０が形成された位置まで研削され、変質層２１０は除去される。従って、ウエーハ２の基板２１には、図１０の（ｂ）に示すようにストリート２２に沿って形成されたクラック２１１が残される。
次に、上述した裏面研削工程が実施されたウエーハ２に外力を付与し、ウエーハ２をストリートに沿って破断するウエーハ破断工程を実施する。このウエーハ破断工程を実施するには、図１１に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面にウエーハ２における基板２１の裏面２１bを貼着する（ウエーハ支持工程）。そして、ウエーハ２における基板２１の表面２１aに貼着されている保護テープ４を剥離する（保護テープ剥離工程）。
以上のようにしてウエーハ支持工程および保護テープ剥離工程を実施したならば、上記膜分断工程および変質層形成工程が実施されているウエーハ２、即ち高分子化合物膜２４がストリート２２に沿って分断されるとともに２１基板の内部にストリート２２に沿ってクラック２１１が形成されたウエーハ２に外力を付与し、ウエーハ２をストリート２２に沿って破断するウエーハ破断工程を実施する。このウエーハ破断工程は、図示の実施形態においては図１２に示すテープ拡張装置６を用いて実施する。図１２に示すテープ拡張装置６は、上記環状のフレームF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Ｆに装着されたダイシングテープTを拡張するテープ拡張手段６２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の上面には環状のフレームFを載置する載置面６１１ａが形成されており、この載置面６１１ａ上に環状のフレームF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F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。
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Fの内径より小さく該環状のフレームFに装着されたダイシングテープT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６３を具備している。この支持手段６３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６３１からなっており、そのピストンロッド６３２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６３１からなる支持手段６３は、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、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。従って、複数のエアシリンダ６３１からなる支持手段６３は、拡張ドラム６２１とフレーム保持部材６１１とを上下方向に相対移動する拡張移動手段として機能する。
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破断工程について図１３を参照して説明する。即ち、ウエーハ２（ストリート２２に沿って基板２１にクラック２１１が形成されているとともに高分子化合物膜２４にレーザー加工溝２４０が形成されている）の裏面２１ｂが貼着されているダイシングテープTが装着された環状のフレームFを、図１３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。このとき、フレーム保持部材６１１は図１３の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段６２を構成する支持手段６３としての複数のエアシリンダ６３１を作動して、環状のフレーム保持部材６１１を図１３の（ｂ）に示す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Fも下降するため、図１３の（ｂ）に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTは拡張ドラム６２１の上端縁に接して拡張せしめられる。この結果、ダイシングテープTに貼着されているウエーハ２には放射状に引張力が作用するため、ウエーハ２の基板２１はクラック２１１が形成されることによって強度が低下せしめられたストリート２２に沿って破断され個々のデバイス２３に分割される。このとき、ウエーハ２の基板２１の表面に被覆されている高分子化合物膜２４はストリート２２に沿って形成されたレーザー加工溝２４０によって分断されているので、破断されずに残ることはない。
上述した実施形態においては、上記裏面研削工程でウエーハ２の基板２１の裏面を研削して変質層２１０が除去されており、ウエーハ２は基板２１に形成されたクラック２１１に沿って破断される。従って、個々の分割されたデバイス２３の破断面には変質層２１０が残存しないため、デバイス２３の抗折強度が向上する。
次に、本発明によるウエーハの分割方法の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態においても、先ず高分子化合物膜２４に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの表面側からストリート２２に沿って高分子化合物膜２４に照射してレーザー加工溝を形成し、高分子化合物膜２４をストリートに沿って分断する膜分断工程を実施する。この膜分断工程は、上記第１の実施形態における膜分断工程と同様に実施する。
第２の実施形態においても、先ず高分子化合物膜２４に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの表面側からストリート２２に沿って高分子化合物膜２４に照射してレーザー加工溝を形成し、高分子化合物膜２４をストリートに沿って分断する膜分断工程を実施する。この膜分断工程は、上記第１の実施形態における膜分断工程と同様に実施する。
次に、膜分断工程が実施されたウエーハ２を構成する基板２１の裏面２１bを研削し、ウエーハ２を所定の厚さに形成する裏面研削工程を実施する。なお、この裏面研削工程を実施するには、ウエーハ２の表面に形成されたデバイス２３を保護するために、上記図６の(a)および(b)に示すようにウエーハ２の表面２１ａに塩化ビニール等からなる保護テープ４を貼着する（保護テープ貼着工程）。
上述した膜分断工程が実施されたウエーハ２の裏面研削工程は、上記図１０の(a)に示す研削装置５を用いて上記第１の実施形態における裏面研削工程と同様に実施する。この結果、図１４に示すようにウエーハ２は、基板２１の裏面２１bが研削されて所定の厚さ（例えば１００μm）に形成される。
裏面研削工程を実施したならば、ウエーハ２の基板２１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の裏面側から基板２１の内部に集光点を位置付けてストリート２２に沿って照射し、基板２１の内部にストリート２２に沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程は、上記図７に示すようにレーザー加工装置３を用いて上記図８に示す変質層形成工程と同様に実施する。この結果、図１５に示すように所定の厚さ（例えば１００μm）に形成されたウエーハ２の基板２１には、内部にストリート２２に沿って変質層２１０が形成されるとともに、変質層２１０から表面２１aおよび裏面２１bに向けてクラック２１１が発生する。
次に、上述した変質層形成工程が実施されたウエーハ２、即ち高分子化合物膜２４がストリート２２に沿って分断されるとともに基板２１の内部にストリート２２に沿って変質層２１０が形成されているウエーハ２に外力を付与し、ウエーハ２をストリート２２に沿って破断するウエーハ破断工程を実施する。このウエーハ破断工程を実施するには、上記図１１に示すように環状のフレームF装着されたダイシングテープTの表面にウエーハ２における基板２１の裏面２１bを貼着する（ウエーハ支持工程）。そして、ウエーハ２を構成する基板２１の表面２１aに貼着されている保護テープ４を剥離する（保護テープ剥離工程）。
上記ウエーハ支持工程および保護テープ剥離工程を実施したならば、ウエーハ２に外力を付与しウエーハ２をストリート２２に沿って破断するウエーハ破断工程を実施する。このウエーハ破断工程は、上記図１２に示すテープ拡張装置６を用いて上記図１３に示すウエーハ破断工程と同様に実施する。この結果、ウエーハ２の基板２１は変質層２１０およびクラック２１１が形成されることによって強度が低下せしめられたストリート２２に沿って破断され個々のデバイス２３に分割される。このとき、ウエーハ２の基板２１の表面に被覆されている高分子化合物膜２４は上述したようにストリート２２に沿って形成されたレーザー加工溝２４０によって分断されているので、破断されずに残ることはない。
２：ウエーハ
２１：基板
２１０：変質層
２１１：クラック
２２：ストリート
２３：デバイス
２４：高分子化合物膜
２４０：レーザー加工溝
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
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
５２：研削砥石
５３：研削手段
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
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
２１：基板
２１０：変質層
２１１：クラック
２２：ストリート
２３：デバイス
２４：高分子化合物膜
２４０：レーザー加工溝
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
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
５２：研削砥石
５３：研削手段
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
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
Claims (4)
- 基板の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ているとともに該ストリートの表面に膜が被覆されているウエーハを、該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であって、
該膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの表面側から該ストリートに沿って該膜に照射してレーザー加工溝を形成し、該膜を該ストリートに沿って分断する膜分断工程と、
該基板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該基板の内部に集光点を位置付けて該ストリートに沿って照射し、該基板の内部にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施されたウエーハを構成する該基板の裏面を研削し、ウエーハを所定の厚さに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを該ストリートに沿って破断するウエーハ破断工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法。 - 該ウエーハ破断工程は、環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面にウエーハの裏面を貼着した状態で該ダイシングテープを拡張することによりウエーハに外力を付与する、請求項１記載のウエーハの分割方法。
- 基板の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ているとともに該ストリートの表面に膜が被覆されているウエーハを、該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であって、
該膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハの表面側から該ストリートに沿って該膜に照射してレーザー加工溝を形成し、該膜を該ストリートに沿って分断する膜分断工程と、
該膜分断工程が実施されたウエーハを構成する該基板の裏面を研削し、ウエーハを所定の厚さに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの該基板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該基板の内部に集光点を位置付けて該ストリートに沿って照射し、該基板の内部にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを該ストリートに沿って破断するウエーハ破断工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法。 - 該ウエーハ破断工程は、環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面にウエーハの裏面を貼着した状態で該ダイシングテープを拡張することによりウエーハに外力を付与する、請求項３記載のウエーハの分割方法。
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