特許 6341666 レーザー加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6341666

(24)【登録日】2018年5月25日

(45)【発行日】2018年6月13日

(54)【発明の名称】レーザー加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/364 20140101AFI20180604BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20180604BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/364

   H01L21/78 B

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-4229(P2014-4229)

(22)【出願日】2014年1月14日

(65)【公開番号】特開2015-131320(P2015-131320A)

(43)【公開日】2015年7月23日

【審査請求日】2016年11月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100132067

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 喜雅

(74)【代理人】

【識別番号】100137903

【弁理士】

【氏名又は名称】菅野 亨

(74)【代理人】

【識別番号】100150304

【弁理士】

【氏名又は名称】溝口 勉

(72)【発明者】

【氏名】大浦 幸伸

(72)【発明者】

【氏名】梁 仙一

(72)【発明者】

【氏名】北原 信康

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−８１９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−８１９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７９７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１５０５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３８０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００ − ２６／７０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物にレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すレーザー加工方法であって、
被加工物に照射するレーザー光線の散乱を抑制するレーザー光散乱抑制剤を含有した保護膜を被加工物の表面に形成する保護膜形成工程と、
該保護膜形成工程を実施した後、被加工物に対してレーザー光線を該保護膜を介して被加工物に照射して、被加工物の表面にアブレーション加工を施す加工工程と、を備え、
該レーザー光散乱抑制剤は、レーザー光線の波長の１／２０〜１／５倍の粒子径に形成されたレーザー加工方法。

【請求項2】

前記保護膜は、有機溶媒に該レーザー光散乱抑制剤が分散含有して形成されており、
該レーザー光散乱抑制剤は、該被加工物に照射するレーザー光線の波長に対して吸収性を有する微粒子であって、ケイ素、金属単体、シリカ、金属酸化物、金属窒化物又は金属硫化物の少なくとも１つからなる、請求項１に記載のレーザー加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被加工物の表面に保護膜を形成してから、レーザー光線を照射してアブレーション加工を施すレーザー加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、半導体デバイスの製造において、被加工物となる薄板状のウェーハの表面に格子状に分割予定ラインが形成され、分割予定ラインにより区画された領域は、ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が形成されたデバイス領域となる。被加工物にあっては、デバイス領域に応じて個々の半導体チップに分割する分割加工が行われる。この分割加工としては、被加工物に対しレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射するアブレーション加工が提案されている（特許文献１参照）。

【0003】

アブレーション加工では、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射する。このレーザー光線のエネルギーが、被加工物で吸収されてバンドギャップエネルギーに達し、被加工物の原子の結合力が破壊されて除去される。このとき、被加工物の上面におけるレーザー光線のエネルギー拡散によって、被加工物が溶融してデブリが発生し、このデブリが飛散して被加工物の表面を汚染するという問題がある。そこで、被加工物の表面に水溶性の保護膜を形成し、飛散したデブリが被加工物表面に付着することを防止している（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０−３０５４２０号公報

【特許文献2】特開２００６−１４０３１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献２に記載のように、被加工物の表面に保護膜を形成した場合、飛散したデブリにレーザー光線が照射されると、飛散デブリによってレーザー光線が散乱する、という問題がある。このため、分割予定ラインから離れたデバイス領域にレーザー光線が照射されてしまい、デバイス領域を傷付けてしまう、という問題もある。

【0006】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、飛散したデブリによるレーザー光線の散乱を抑制することができるレーザー加工方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のレーザー加工方法は、被加工物にレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すレーザー加工方法であって、被加工物に照射するレーザー光線の散乱を抑制するレーザー光散乱抑制剤を含有した保護膜を被加工物の表面に形成する保護膜形成工程と、保護膜形成工程を実施した後、被加工物に対してレーザー光線を保護膜を介して被加工物に照射して、被加工物の表面にアブレーション加工を施す加工工程と、を備え、該レーザー光散乱抑制剤は、レーザー光線の波長の１／２０〜１／５倍の粒子径に形成されたことを特徴とする。

【0008】

この構成によれば、レーザー光散乱抑制剤を含有した保護膜を形成するので、レーザー光線の照射によって飛散するデブリにもレーザー光散乱抑制剤が含有され、デブリにおいてレーザー光線が散乱することを抑制することができる。これにより、被加工物においてアブレーション加工を施す予定位置から離れた位置にレーザー光線が照射されることで意図しない領域に生じる損傷を低減することができる。また、上述の粒子径としたので、レーザー光散乱抑制剤で散乱するレーザー光線の強度を弱くすることができる。

【0009】

また、本発明のレーザー加工方法では、前記保護膜は、有機溶媒にレーザー光散乱抑制剤が分散含有して形成されており、レーザー光散乱抑制剤は、該被加工物に照射するレーザー光線の波長に対して吸収性を有する微粒子であって、ケイ素、金属単体、シリカ、金属酸化物、金属窒化物又は金属硫化物の少なくとも１つからなるとよい。この構成では、デブリに含有されるレーザー光散乱抑制剤でレーザー光線を吸収でき、デブリで反射して散乱するレーザー光線を減少することができる。これにより、デブリにおけるレーザー光線の散乱をより良く抑制することができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、飛散したデブリによるレーザー光線の散乱を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１Ａは、本実施の形態に係る被加工物を粘着テープを介してフレームに支持した状態を示す斜視図であり、図１Ｂは、図１Ａの側断面図である。

【図2】本実施の形態のレーザー加工方法を実施する際に用いる被覆装置の側断面図であり、保持工程の一例を示す図である。

【図3】本実施の形態に係る保護膜形成工程の一例を示す図である。

【図4】本実施の形態に係る乾燥工程の一例を示す図である。

【図5】本実施の形態のレーザー加工方法を実施する際に用いるレーザー加工手段の斜視図であり、加工工程の一例を示す図である。

【図6】本実施の形態に係る洗浄工程の一例を示す図である。

【図7】図７Ａは、光散乱分布パターンの説明図であり、図７Ｂは、粒子径と光散乱分布パターンの関係図である。

【図8】異なる粒子径での散乱光量とパターンの違いを示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

添付図面を参照して、本実施の形態に係るレーザー加工方法について説明する。図１を参照して、レーザー加工の対象となる被加工物について説明する。図１は、本実施の形態に係る被加工物を粘着テープを介してフレームに支持した状態を示し、図１Ａは斜視図、図１Ｂは断面図である。

【0013】

図１に示すように、被加工物Ｗは、厚さが例えば数百μｍ程度の円板状の半導体ウェーハとされる。被加工物Ｗの裏面Ｗｂ（図１Ｂ中下面）には粘着テープＴが貼着され、この粘着テープＴを介して環状のフレームＦに被加工物Ｗが支持されている。従って、フレームＦに支持された状態で、被加工物Ｗの表面Ｗａが上方に露出した状態となり、表面Ｗａに後述する保護膜Ｒａが形成される。被加工物Ｗの表面Ｗａは、格子状に配列された分割予定ラインＷ１によって複数の領域に区画され、この区画によって矩形状の複数のデバイス領域Ｗ２が形成される。デバイス領域Ｗ２では、被加工物Ｗの表面Ｗａにエピタキシャル膜が形成されている。なお、本実施の形態では、被加工物Ｗを半導体ウェーハとしているが、本発明の被加工物は半導体ウェーハに限定されず、例えばサファイア基板、ガラス等からなる板状物等が被加工物として挙げられる。

【0014】

次いで、図２〜図４、図６を参照して、本実施の形態のレーザー加工方法を実施する際に用いる被覆装置１について説明する。図２〜図４、図６は、上記被覆装置の側断面図である。

【0015】

図２〜図４、図６に示すように、被覆装置１は、スピンナテーブル１０上の被加工物Ｗに対して混合液Ｒを供給し、スピンナテーブル１０の回転に伴う遠心力によって被加工物Ｗの表面全域に混合液Ｒを塗布するように構成されている。被覆装置１は、上方を開口する装置ケース３を有している。装置ケース３は、円筒状の周壁部４ａと底壁部４ｂとからなる有底筒状のケース本体４と、底壁部４ｂの中心に形成された孔４ｃを塞ぐカバー５とを備えている。カバー５には、下方からモータ７の駆動軸８が貫通して固定されている。

【0016】

被覆装置１は、ケース本体４内に収容されたスピンナテーブル１０を更に含む。スピンナテーブル１０は、被加工物Ｗを支持するリングフレームＦよりも若干小径に形成されており、上面に多孔質材料で吸着チャックが形成されている。吸着チャックはスピンナテーブル１０内の図示しない配管を通じて吸引源に接続されており、吸着チャック上に生じる負圧によって粘着テープＴを介して被加工物Ｗが吸引保持される。スピンナテーブル１０は、下面中央においてモータ７の駆動軸８の上端部が固定され、モータ７の駆動により水平回転可能に支持されている。

【0017】

スピンナテーブル１０の周縁部には、複数の遠心クランプ１１が取り付けられている。遠心クランプ１１は、スピンナテーブル１０の回転によって遠心力が生じるとフレームＦを上方から押さえ付けるように作動し、フレームＦはこれら遠心クランプ１１によって保持される。

【0018】

モータ７は、不図示の昇降手段で昇降可能に支持されており、この昇降手段の駆動によって、スピンナテーブル１０は、図２に示すケース本体４の上方開口付近の着脱位置と、図３、図４及び図６に示すケース本体４内の処理位置との間を昇降可能に設けられる。

【0019】

ケース本体４内のスピンナテーブル１０の周囲には、供給ノズル１２及び洗浄ノズル１３が設けられている。スピンナテーブル１０上の被加工物Ｗの裏面Ｗｂに対し、供給ノズル１２は液状の混合液Ｒ（図３参照）を滴下し、洗浄ノズル１３は、洗浄液Ｃ（図６参照）を滴下する。供給ノズル１２及び洗浄ノズル１３は、同一構造であって、ケース本体４の底壁部４ｂにそれぞれ旋回可能に支持されている。供給ノズル１２及び洗浄ノズル１３は、旋回モータ１２ｂ、１３ｂでそれぞれ駆動され、先端に下向きに形成された吐出口１２ａ（図３参照）、１３ａ（図６参照）が、スピンナテーブル１０の中心の真上に位置付けられるようになっている。

【0020】

次いで、図５を参照して、本実施の形態のレーザー加工方法を実施する際に用いるレーザー加工手段について説明する。図５は、上記レーザー加工手段の概略斜視図である。

【0021】

レーザー加工手段２０は、分割予定ラインＷ１に沿ってレーザー光線Ｌを被加工物Ｗの裏面Ｗｂに向かって照射し、裏面Ｗｂに溝Ｗ３を形成するアブレーション加工を施す。レーザー加工手段２０は、レーザー光線Ｌを下方に向けて照射する照射部２１と、照射部２１に固定されたアライメント手段２２とを有している。アライメント手段２２は被加工物Ｗの分割予定ラインＷ１を検出するもので、被加工物Ｗを撮像するカメラ２３を備えている。

【0022】

ここで、アブレーションとは、レーザー光線の照射強度が所定の加工閾値以上になると、固体表面で電子、熱的、光科学的及び力学的エネルギーに変換され、その結果、中性原子、分子、正負のイオン、ラジカル、クラスタ、電子、光が爆発的に放出され、固体表面がエッチングされる現象をいう。本実施の形態のアブレーション加工において、照射部２１からは、被加工物Ｗに対して吸収性をほとんど有さない例えば波長２００〜４００ｎｍのレーザー光線Ｌが照射される。また、この他のレーザー光線Ｌの条件としては、例えば、平均出力：０．５−１．５ｋｗ、繰り返し周波数：９０ｋＨｚに設定される。

【0023】

レーザー加工手段２０の下方には、回転可能な不図示の保持手段が配設され、この保持手段にフレームＦ及び被加工物Ｗが裏面Ｗｂを上方に露出させた状態で水平に保持される。レーザー加工手段２０と、保持手段（不図示）に保持された被加工物Ｗとは、図５に示すＸ方向の加工送り方向と、Ｙ方向の割り出し送り方向に相対的に移動可能に設けられている。

【0024】

以下、図２から図６を参照して、本実施の形態に係るレーザー加工方法について詳細に説明する。本実施の形態のレーザー加工方法では、被加工物Ｗに対し、保持工程、保護膜形成工程、乾燥工程、加工工程、洗浄工程を行う。図２は保持工程、図３は保護膜形成工程、図４は乾燥工程、図５は加工工程、図６は洗浄工程のそれぞれ一例を示す図である。

【0025】

図２に示すように、保持工程を行う前に、被加工物Ｗの裏面Ｗｂが露出するように、フレームＦ及び被加工物Ｗに粘着テープＴを貼着し、粘着テープＴを介してフレームＦに被加工物Ｗを支持させて一体化させておく。保持工程では、不図示の搬送手段によって、被加工物Ｗの裏面Ｗｂを上向き、粘着テープＴが被加工物Ｗの下側に位置する向きとしてスピンナテーブル１０上にフレームＦに支持された被加工物Ｗを搬送する。そして、スピンナテーブル１０の上面にフレームＦ及び被加工物Ｗを載置した後、スピンナテーブル１０を吸引源（不図示）に連通し、スピンナテーブル１０で粘着テープＴを介してフレームＦに支持された被加工物Ｗを保持する。

【0026】

図３に示すように、保持工程の後には保護膜形成工程を実施する。保護膜形成工程では、先ず、スピンナテーブル１０を所定位置まで下降する。次に、供給ノズル１２を旋回させて吐出口１２ａを被加工物Ｗの中央上方に位置付け、吐出口１２ａから被加工物Ｗの裏面Ｗｂに混合液Ｒを所定量吐出する。混合液Ｒを吐出後、スピンナテーブル１０及び被加工物Ｗを低回転（例えば１０ｒｐｍ）で回転する。これにより、混合液Ｒに遠心力が作用し、この遠心力によって被加工物Ｗの裏面Ｗｂ全域に混合液Ｒが広がって裏面Ｗｂを被覆する。なお、混合液Ｒは、予め低速で回転する被加工物Ｗに吐出する他、回転停止した被加工物Ｗに吐出し、吐出後に上述のように回転するようにしてもよい。また、混合液Ｒの吐出量は、形成したい後述する保護膜Ｒａの厚みや被加工物Ｗのサイズに応じて適宜設定する。

【0027】

図４に示すように、保護膜形成工程の後には乾燥工程を実施する。乾燥工程では、先ず、混合液Ｒの供給を停止した供給ノズル１２を退避させる。そして、スピンナテーブル１０の回転速度を上げ、高速で所定時間スピンナテーブル１０を回転し、混合液Ｒの水分を飛ばして乾燥する。この際、遠心クランプ１１によってフレームＦをスピンナテーブル１０に押さえ付けて保持する。例えば、スピンナテーブル１０の回転速度は２０００ｒｐｍ、回転時間は６０秒とされ、乾燥によって被加工物Ｗの裏面Ｗｂには均一厚さの保護膜Ｒａ（図５及び図６参照）が形成される。

【0028】

保護膜Ｒａの厚さは必要に応じた厚さでよく、また、所望の厚さの保護膜Ｒａが得られるまで、保護膜形成工程と乾燥工程とを繰り返してもよい。例えば、比較的厚い保護膜Ｒａを形成する場合、一度で保護膜Ｒａを形成するよりも保護膜形成工程と乾燥工程とを交互に複数回繰り返した方が均一厚さの保護膜Ｒａを得やすい。

【0029】

図５に示すように、乾燥工程の後には加工工程を実施する。加工工程では、先ず、スピンナテーブル１０（図２参照）からレーザー加工手段２０の下方に位置する保持手段（不図示）に、粘着テープＴを介してフレームＦに支持された被加工物Ｗを搬送する。その後、アライメント手段２２で被加工物Ｗを撮像して分割予定ラインＷ１を検出する。次いで、その検出結果に基づき、被加工物Ｗを保持する保持手段（不図示）を回転し、格子状の分割予定ラインＷ１が、加工送り方向となるＸ方向及び割り出し送り方向となるＹ方向と平行になるように位置合わせする。そして、Ｙ方向に割り出し送りをしてレーザー光線Ｌを照射する分割予定ラインＷ１の上方に照射部２１を位置付ける。

【0030】

この状態から、Ｘ方向に所定速度（例えば１２０ｍｍ／ｓ）で加工送りしながら、被加工物Ｗの裏面Ｗｂに保護膜Ｒａを介して分割予定ラインＷ１に沿ってレーザー光線Ｌを照射し、アブレーション加工を施して所定深さの溝Ｗ３を形成する。１本の分割予定ラインＷ１へのレーザービーム照射を終えたら、分割予定ラインＷ１間の間隔である割り出し送り量に基づく割り出し送りと、加工送りとを交互に繰り返す。Ｘ方向と平行な分割予定ラインＷ１全てに溝Ｗ３を形成した後、被加工物Ｗを保持する保持手段（不図示）を９０°回転する。すると、格子状の分割予定ラインＷ１のうち、溝Ｗ３が未形成の分割予定ラインＷ１がＸ方向と平行となる。この状態から前述と同様にＸ方向と平行な分割予定ラインＷ１全てにレーザー光線を照射し、格子状の分割予定ラインＷ１全てにアブレーション加工を施して溝Ｗ３を形成する。アブレーション加工によってデブリが飛散するが、保護膜Ｒａにデブリが付着して、被加工物Ｗの裏面Ｗｂにデブリが直に付着することがない。

【0031】

図６に示すように、加工工程の後には洗浄工程を実施する。洗浄工程では、先ず、レーザー加工手段２０（図５参照）の保持手段（不図示）からスピンナテーブル１０に、フレームＦに支持された被加工物Ｗを搬送する。搬送後、スピンナテーブル１０で被加工物Ｗを吸着保持してから、洗浄ノズル１３を旋回させて吐出口１３ａを被加工物Ｗの中央上方に位置付け、吐出口１３ａから被加工物Ｗの裏面Ｗｂに洗浄液Ｃを所定量吐出する。そして、洗浄液Ｃを吐出しながらスピンナテーブル１０を回転させ、デブリが付着した保護膜Ｒａを被加工物Ｗ上から除去する。この後、スピンナテーブル１０の回転を続けることで、被加工物Ｗを乾燥する。例えば、洗浄時にはスピンナテーブル１０を８００ｒｐｍで２０秒回転して洗浄を行い、次いで回転速度を２０００ｒｐｍに上げて６０秒回転することで乾燥を終えるといった手順で洗浄及び乾燥を行う。

【0032】

上記の各工程を終えたら被加工物Ｗを被覆装置１から搬出した後、被加工物Ｗに対して外力を与え、溝Ｗ３によって強度が低下した分割予定ラインＷ１に沿って被加工物Ｗを割断し、複数のデバイス領域Ｗ２に対応して個々の光デバイスに分割する。

【0033】

次いで、上記の混合液Ｒについて詳細に説明する。混合液Ｒは、有機溶媒と、レーザー光散乱抑制剤と、から少なくともなる混合液であり、有機溶媒にレーザー光散乱抑制剤が分散含有してなる。従って、混合液Ｒを塗布して形成される保護膜Ｒａにおいても、レーザー光散乱抑制剤が分散含有して形成される。

【0034】

混合液Ｒの有機溶媒としては、水溶性樹脂と非水溶性樹脂の両方が挙げられる。水溶性樹脂は、保護膜Ｒａの基材となるものである。水溶性樹脂は、水などの溶剤に溶解させて、塗布・乾燥して膜を形成し得るものであれば特に限定されず、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリメチルビニルエーテル、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコールポリアクリル酸ブロック共重合体などが例示することができ、これらは、１種単独で使用することができるし、２種類以上組み合わせて使用することができる。混合液Ｒの有機溶媒が水溶性樹脂の場合、洗浄液Ｃに適宜な洗浄水を利用することができる。

【0035】

非水溶性樹脂も保護膜Ｒａの基材となるものである。非水溶性樹脂は、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルＮ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド等の有機溶剤に溶解させて、塗布・乾燥して膜を形成し得るものであれば特に限定されず、ポリメチルメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリフェニレンビリレンなどが例示することができ、これらは、１種単独で使用することができるし、２種類以上組み合わせて使用することができる。混合液Ｒの有機溶媒が非水溶性樹脂の場合、洗浄液Ｃに適宜な溶媒を利用することができる。

【0036】

レーザー光散乱抑制剤は、被加工物Ｗに照射するレーザー光線Ｌの波長に対して吸収性を有する微粒子である。レーザー光散乱抑制剤としては、例えば、Ｓｉ（ケイ素）に加え、Ｓｎ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｃｅ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｖ等の金属単体を例示することができる。また、レーザー光散乱抑制剤としては、例えば、ＳｉＯ_２（シリカ）に加え、ＳｎＯ_２，ＴｉＯ_２，ＺｒＯ_２，ＺｎＯ，Ｆｅ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３，ＦｅＯ，Ｃｒ_２Ｏ_３，Ｃｏ_２Ｏ_３，ＣｅＯ_２，Ｉｎ_２Ｏ_３，ＮｉＯ，ＭｎＯ，ＣｕＯ等の金属酸化物、ＴｉＮ，ＡｌＮ等の金属窒化物、ＺｎＳ等の金属硫化物を例示することができる。これらは、１種単独で使用することができるし、２種以上の複合体を使用することもできる。混合液Ｒにおけるレーザー光散乱抑制剤の混合比率は０．５〜５ｖｏｌ％とした。

【0037】

レーザー光散乱抑制剤の粒子径は、レーザー光線Ｌの波長の１／２０〜１／５倍の粒子径に形成することが好ましい。１／２０倍より小径の粒子径とすると、レーザー光線を吸収するには小さすぎてしまう。１／５倍より大径の粒子径とすると、レーザー光線は吸収されるとともに散乱してしまう。例えば、レーザー光線Ｌの波長が３５５ｎｍの場合、粒子径が２０〜７０ｎｍの微粒子を用いる。

【0038】

ここで、図７及び図８を参照し、レーザー光散乱抑制剤を構成する微粒子の粒子径を２０〜７０ｎｍとした理由を詳細に説明する。図７Ａは、光散乱分布パターンの説明図であり、図７Ｂは、３７５ｎｍのレーザー光線を用いた場合の粒子径と光散乱分布パターンの関係図である。図７Ａに示すように、レーザー光散乱抑制剤を構成する微粒子に後方からレーザー光線が入射したときに、微粒子から散乱光が発生する。図７Ｂでは、その散乱光の前方、後方及び側方への分布パターンを示す。なお、図７Ｂの各パターンは、各粒子径の微粒子において、前方への散乱光の光強度を基準とした前方以外の方向の光強度を相対的に示すものである。従って、例えば、１．０μｍのパターンと０．０５μｍのパターンとの比較において、前方の光強度が同一になることを示すものでない。図８は、異なる粒子径での散乱光量とパターンの違いを示す説明図であり、実線で示すモデルが最も粒子径が小さく、二点鎖線、点線で示すモデルの順に粒子径が大きくなる。なお、散乱は、図８中上下対称となるため、下半分の図示を省略している。

【0039】

先ず、微粒子の粒子径をレーザー光線の波長３５５ｎｍの１／５倍、７０ｎｍ以下とした理由を説明する。３７５ｎｍのレーザー光線を用いた場合において、図７Ｂに示すように、例えば、レーザー光線の波長よりも長い１μｍの微粒子から発せられる散乱光は、前方方向に集中している。図示省略したが、１μｍよりもさらに粒子径が大きくなると、さらに散乱角度の狭い範囲に散乱光は集中する。この点については、図８からも理解できる。レーザー回折・散乱式の原理によれば、図８に示すように、レーザー光線を微粒子に照射した場合、粒子径が大きい点線のモデルは全周方向に散乱強度が強く、特に前方の散乱光強度が強いのが特徴となる。

【0040】

一方、図７Ｂに戻り、粒子径が小さくなると、散乱光が発せられる角度が広がり、粒子径が０．２μｍ以下になると、側方や後方の散乱光も強くなってくる。さらに、０．０５μｍ（５０ｎｍ）になると後方と前方の散乱強度はほとんど変わらなくなってくる。つまり、粒径が５０ｎｍの場合、ある角度（全ての角度）における散乱強度は非常に弱くなり、さらに、微粒子自身がレーザー光線Ｌの波長に対して吸収性を有すると、側方より前方に近い散乱角度の散乱、いわゆる前方散乱は非常に弱くなる。この点については、図８の二点鎖線及び実線のモデルも同様であり、粒子径が小さくなるに従い、全体的に散乱光強度が弱くなり、強い前方散乱光が弱まることがわかる。従って、微粒子の粒子径をレーザー光線の波長の１／５倍以下とすると、散乱強度が小さく、散乱しても散乱する範囲が小さくなり、また、微粒子自体がその波長を吸収するので、前方散乱は非常に弱くなる。よって、粒子径をレーザー光線の波長の１／５倍、７０ｎｍ以下とすることが好ましい。

【0041】

続いて、微粒子の粒子径をレーザー光線の波長３５５ｎｍの１／２０倍、２０ｎｍ以上にする理由を説明する。粒子径を小さくすると、凝集が起こりやすくなるため、保護膜Ｒａにおいて微粒子層を形成した時、凝集した大きいサイズの粒子が作製され、実質的に、粒子径が７０ｎｍより大きい粒子が存在する可能性がある。さらに、保護膜Ｒａにおいて、高濃度な微粒子層を作製することが困難になる。よって、微粒子の粒子径を２０ｎｍ以上とすることが好ましい。

【0042】

なお、照射されるレーザー光線の波長は２００〜４００ｎｍの範囲において、図７Ｂと同様となる粒子径と光散乱分布パターンの関係になる。従って、この範囲において、レーザー光散乱抑制剤を構成する粒子径を、レーザー光線の波長の１／２０〜１／５倍に形成することが好ましい。

【0043】

以上のように、本実施の形態では、保護膜Ｒａを形成する混合液Ｒにレーザー光散乱抑制剤が含有されるので、加工工程（図５参照）において、飛散したデブリにレーザー光散乱抑制剤を含有させることができる。従って、飛散したデブリにレーザー光線Ｌが照射されても、レーザー光散乱抑制剤でレーザー光線Ｌを吸収できデブリで散乱する散乱光強度を弱くすることができる。これにより、加工工程におけるレーザー光線Ｌの照射によって、分割予定ラインＷ１から離れたデバイス領域Ｗ２に散乱光が照射されることを抑制でき、散乱光に起因するデバイス領域Ｗ２の損傷を低減することができる。また、仮に、デバイス領域Ｗ２に損傷が生じても、分割予定ラインＷ１に近い狭い範囲での損傷に抑制することができる。更に、上述した粒子径としたので、レーザー光散乱抑制剤で散乱するレーザー光線Ｌの強度を弱くし、デバイス領域Ｗ２に照射される散乱光をより一層抑制することができる。

【0044】

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

【0045】

例えば、上記した実施の形態で行われる各工程は、別々の装置で実施してもよいし、同一の装置で実施してもよい。

【0046】

また、被覆装置１やレーザー加工手段２０は、一例に過ぎないものであり、上記のようにレーザー加工を行える限りにおいて、他の構成に変更してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0047】

以上説明したように、本発明は、飛散したデブリによるレーザー光線の散乱を抑制できるという効果を有し、特に、複数の光デバイスを得るために被加工物を分割するためのレーザー加工方法に有用である。

【符号の説明】

【0048】

Ｃ 洗浄液
Ｌ レーザー光線
Ｒａ 保護膜
Ｗ 被加工物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】