(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に記載されたウエーハの加工方法では、切削ブレードの下方先端部の高さ位置を調整することでウエーハを個々のチップに分割することが容易に実現できるものの、特許文献2に記載されたレーザー光線を照射してウエーハを個々のチップに分割する構成では、加工深さの設定が容易に成し得ず、加工中にウエーハが完全切断されたか否かを容易に判定することが困難であり、加工が終了した後に加工が不完全であったことが判明した場合には、レーザー光線の出力を調整した上で再びレーザー加工を施さねばならず、生産性が悪いという問題があった。また、ウエーハのみを完全切断しつつ、該ウエーハを支持する粘着テープを僅かに加工して残す場合には、レーザー光線の出力を微調整することが望まれるが、レーザー光線の照射により完全分割されているか否かをリアルタイムで判定することは困難であり、やはり加工終了後に分割が不完全であることが判明するため、再加工を余儀なくされていた。
【0007】
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、レーザー光線を照射してウエーハを加工する最中に、完全切断されているか否かを確認できるウエーハの加工方法、及び粘着テープを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してウエーハを個々のチップに分割するウエーハの加工方法であって、レーザー光線の照射によってウエーハが発するプラズマ光と異なるプラズマ光を発する粘着テープに該ウエーハを貼着する粘着テープ貼着工程と、チャックテーブルに該粘着テープ側を保持しウエーハを露出させる保持工程と、該チャックテーブルとレーザー光線とを相対的に移動しながらウエーハを分割する分割工程と、該分割工程の際に発生するプラズマ光を検出するプラズマ光検出工程と、を少なくとも含み、該プラズマ光検出工程において、該粘着テープに該レーザー光線が照射されることにより発生するプラズマ光の検出によってウエーハの完全分割を確認する
と共に、該プラズマ光検出工程において、該粘着テープのプラズマ光の検出ができない場合、レーザー光線の出力を上昇させるウエーハの加工方法が提供される。
【0009】
該粘着テープは、ウエーハにレーザー光線が照射された場合に発生するプラズマ光とは異なるプラズマ光が発生する微粉末を含み形成されたものとすることができ、また、ウエーハが251.61nm波長のプラズマ光を発生するSiウエーハの場合、粘着テープの糊層、又はシートにAl、Cu、Fe、Ti、Ni、のいずれかの微粉末が混入されるように構成することが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明に基づき構成されたウエーハの加工方法は、レーザー光線の照射によってウエーハが発するプラズマ光と異なるプラズマ光を発する粘着テープに該ウエーハを貼着する粘着テープ貼着工程と、チャックテーブルに該粘着テープ側を保持しウエーハを露出させる保持工程と、該チャックテーブルとレーザー光線とを相対的に移動しながらウエーハを分割する分割工程と、該分割工程の際に発生するプラズマ光を検出するプラズマ光検出工程と、を少なくとも含み、該プラズマ光検出工程において、該粘着テープに該レーザー光線が照射されることにより発生するプラズマ光の検出によってウエーハの完全分割を確認する
と共に、該プラズマ光検出工程において、該粘着テープのプラズマ光の検出ができない場合、レーザー光線の出力を上昇させるように構成されていることから、ウエーハがレーザー光線により完全切断されたか否かをプラズマ光によって常時監視することができ、切断が不完全である場合にレーザー光線の出力を
上昇させて効率よくウエーハを完全切断することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明に基づき構成されたウエーハの加工方法、及び粘着テープについて添付図面を参照ながら詳細に説明する。
図1には、本発明に基づき構成されるウエーハの加工方法を実現するレーザー加工装置2の全体斜視図が示されている。レーザー加工装置2は、被加工物を保持する保持手段22と、静止基台2a上に配設され該保持手段22を移動させる移動手段23と、該保持手段22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24と、該静止基台2a上の移動手段23の側方に立設される垂直壁部51、及び該垂直壁部51の上端部から水平方向に延びる水平壁部52からなる枠体50とを備えている。枠体50の水平壁部52内部には、本発明のレーザー加工装置2の主要部を構成するレーザー光線照射手段24の光学系が内蔵されており、その構成についてはおって詳述する。なお、保持手段22は、図中左上方に拡大して示す粘着テープTを介して環状のフレームFに保持された被加工物(ウエーハ10)を保持する。
【0015】
該保持手段22は、図中に矢印Xで示すX方向において移動自在に基台2aに搭載された矩形状のX方向可動板30と、図中に矢印Yで示すY方向において移動自在にX方向可動板30に搭載された矩形状のY方向可動板31と、Y方向可動板31の上面に固定された円筒状の支柱32と、支柱32の上端に固定された矩形状のカバー板33とを含む。カバー板33には該カバー板33上に形成された長穴を通って上方に延びる円形状の被加工物を保持し、図示しない回転駆動手段により回転可能に構成されたチャックテーブル34が配設されている。チャックテーブル34の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック35が配置されている。吸着チャック35は、支柱32を通る流路によって図示しない吸引手段に接続されている。なお、X方向は
図1に矢印Xで示す方向であり、Y方向は矢印Yで示す方向であってX方向に直交する方向である。X方向、Y方向で規定される平面は実質上水平である。
【0016】
移動手段23は、X方向移動手段40と、Y方向移動手段42と、を含む。X方向移動手段40は、モータの回転運動を、ボールねじを介して直線運動に変換してX方向可動板30に伝達し、基台2a上の案内レールに沿ってX方向可動板30をX方向において進退させる。Y方向移動手段42は、モータの回転運動を、ボールねじを介して直線運動に変換し、Y方向可動板31に伝達し、X方向可動板30上の案内レールに沿ってY方向可動板31をY方向において進退させる。なお、図示は省略するが、X方向移動手段40、Y方向移動手段42には、それぞれ位置検出手段が配設されており、チャックテーブル34のX方向の位置、Y方向の位置、周方向の回転位置が正確に検出され、後述する制御手段から指示される信号に基づいてX方向移動手段40、Y方向移動手段42、及び図示しない回転駆動手段が駆動され、任意の位置および角度にチャックテーブル34を正確に位置付けることが可能になっている。
【0017】
図1に示すように、ウエーハ10は複数のデバイス14が分割予定ライン12によって区画され表面に形成されており、粘着テープTを介して環状のフレームFに支持された状態でチャックテーブル34に保持される。そして、レーザー光線照射手段24を作動させて集光器24aからSiからなるウエーハ10に対して吸収性を有する波長のレーザー光線LBを照射しながら、上記したX方向移動手段40、Y方向移動手段42を作動させることにより、該分割予定ライン12に対してアブレーション加工を実施し分割起点100を形成する。
【0018】
図2に基づいて、本発明のウエーハの加工方法を実現すべく構成されたレーザー光線照射手段24をより具体的に説明する。レーザー光線照射手段24は、Siからなるウエーハ10に対して吸収性を有する355nm波長のレーザー光線を発振し、集光器24aから照射するためのレーザー発振器24bを備えている。レーザー発振器24bから発振されたレーザー光線は、透過率を調整することによりレーザー光線の出力を調整するアッテネータ24cに入射される。アッテネータ24cにて所望の出力に調整されたレーザー光線は、ウエーハ10側に方向を変換する反射ミラー24dにて方向が変換される。反射ミラー24dにて方向が変換されたレーザー光線は、350〜360nmの波長のみを透過するダイクロイックミラー24eを透過して集光器24aの集光レンズLを介してチャックテーブル34上に保持されたウエーハ10の所定の位置に照射される。なお、集光レンズLは、複数のレンズを適宜組み合わせた集合体から構成することができる。
【0019】
チャックテーブル34側から発せられた光は集光器24aを介して逆行し上記したダイクロイックミラー24eにて350〜360nm以外の波長の光が反射される。ダイクロイックミラー24eにて反射された光路上には、所定の波長領域(例えば、390〜400nm)のみを透過させるバンドパスフィルター24f、該バンドパスフィルター24fを透過した光の光量値を計測するホトデテクタ24gが配設される。そして、該ホトデテクタ24gで計測された光量値は、レーザー加工装置2の各手段を制御するために配設された制御手段20に出力される。
【0020】
制御手段20は、コンピュータにより構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置(CPU)と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ(ROM)と、検出した検出値、演算結果等を一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)と、入力インターフェース、及び出力インターフェースとを備えている(詳細についての図示は省略)。該制御手段20は、レーザー加工装置に配設された各種手段を制御するものであり、レーザー光線照射手段24のレーザー発振器24b、アッテネータ24cの制御等も行う。
【0021】
図3に基づいて、上記したウエーハ10を支持する粘着テープTについて、詳細に説明する。
図3(a)は、本実施形態の
図2の点線Aで示す部位の一部拡大断面図を示している。粘着テープTは、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル等から形成されたシートtaと、シートta上に形成されたゴム系やアクリル系の糊層(粘着層)tbとから構成され、糊層tb上にウエーハ10が貼着され支持される。該糊層tbを形成する材料には、例えばAlの微粉末が混練されて均等に分散され、シートtaが形成される。該糊層taに対して該355nm波長のレーザー光線が照射されると、Alの微粉末が混練されていることで396.15nm波長のプラズマ光が発生する。
【0022】
なお、上述したレーザー加工装置によるレーザー加工時の加工条件は、例えば以下のように設定される。
ウエーハ :Siウエーハ
レーザー波長 :355nm
平均出力 :3.0W
繰り返し周波数 :30kHz
集光スポット径 :φ10μm
加工送り速度 :100mm/秒
【0023】
本実施形態のレーザー加工装置2は、概ね以上のような構成を備えており、該レーザー加工装置2によって実施される本発明のウエーハの加工方法の作用について以下に説明する。
【0024】
本発明に基づき構成されるウエーハの加工方法を実施するに際し、先ずレーザー光線の照射によってウエーハ10が発するプラズマ光とは異なるプラズマ光を発する粘着テープTに該ウエーハ10を貼着する粘着テープ貼着工程を実施する。本実施形態のウエーハ10はSi(シリコン)から構成されており、Siに対して吸収性を有する波長(355nm)のレーザー光線を該ウエーハ10に照射すると、251.61nmの波長のプラズマ光を発し、粘着テープTに該レーザー光線が照射されると396.15nm波長のプラズマ光が発生する。
【0025】
上記したように、粘着テープ貼着工程が実施されたならば、ウエーハ10をチャックテーブル34に保持する保持工程を実施する。より具体的には、
図1に示すレーザー加工装置2のチャックテーブル34に粘着テープT側を下にして載置し、図示しない吸引手段を作動させて吸着チャック35を介して吸引保持し、ウエーハ10を上方に露出させてクランプ等により環状フレームFをクランプして固定する。
【0026】
上記した保持工程を実施したならば、ウエーハを個々のデバイスに分割する分割工程を実施する。分割工程を実施するに際し、先ずウエーハ10の加工領域を撮像する撮像手段26を用いて、ウエーハ10の加工領域(分割予定ライン12)と、レーザー光線照射手段24の集光器24aの照射位置との位置合わせを行うアライメントを実施する。
【0027】
アライメント実施後、チャックテーブル24を移動して分割予定ライン12の一端にレーザー光線の照射位置を位置付ける。そして、上記したレーザー加工条件、すなわち、レーザー光線照射手段24の集光器24aによりウエーハ10に対して吸収性を有する波長(355nm)のレーザー光線をウエーハ10の表面位置に集光して照射しつつ、移動手段23を作動してチャックテーブル34を矢印Xで示す方向に所定の加工送り速度で移動させる。この時、本発明では、レーザー光線を照射しながら、ウエーハ10が完全分割しているか否かを判定すべく、プラズマ光検出工程を実施する。
図4を参照しながら、プラズマ光検出工程についてより具体的に説明する。
【0028】
プラズマ光検出工程は、制御手段20に記憶されている制御プログラムによって実行される。該制御プログラムのフローチャートを
図4に示す。
図4のフローチャートで示す制御プログラムは、所定時間(数ミリ秒)毎に繰り返し実行されるものであり、該分割工程が実行される際には継続して実行される。
【0029】
上述したように、分割工程が開始されると、レーザー光線照射手段24の集光器24aからレーザー光線がウエーハ10に照射される。レーザー光線照射手段24のレーザー発振器24bから照射されるレーザー光線の出力は、予めウエーハ10を完全分割し、且つ該ウエーハ10を支持する粘着テープTを僅かに加工する程度に設定されているが、レーザー発振器24bにて発振されるレーザー光線の出力の微小な変化や、種々の外乱により、必ずしも一定の出力で照射されるとは限らない。よって、レーザー加工を開始する際のレーザー光線の出力は、過剰な出力でレーザー光線が照射されないように、ウエーハが完全分割される出力に対し、僅かに小さい値に設定されることが好ましい。
【0030】
図4のフローチャートのステップS1では、制御手段20を介してホトデテクタ24gからの出力を参照し、プラズマ光が検出されたと判定(Yes)されたならば、ステップS2へ進む。ウエーハ10を構成するSiに355nm波長のレーザー光線が照射されている間は、251.61nm波長のプラズマ光が発生する。よって、ダイクロイックミラー24eで反射された該プラズマ光は、390〜400nm波長の領域の光のみを透過するバンドパスフィルター24fを透過せず、ホトデテクタ24gでプラズマ光が計測されない。よって、該ステップS1ではNoと判定され、ステップS3に進み、不完全切断が生じていると判定されてステップS4に進み、所定幅だけレーザー光線の出力が上昇するように、アッテネータ24cに出力上昇の指示が送られる。ステップS2〜S4が実施されたならば、フローチャートの終端(RETURN)から始端(START)に戻り、繰り返し該制御プログラムが実施される。
【0031】
レーザー光線が必要な出力に調整され、ウエーハ10が完全切断されたならば、粘着テープTにレーザー光線が達し、粘着テープTのウエーハ10側に位置する糊層taに混練されたAlと反応して396.15nm波長のプラズマ光が発生する。該プラズマ光は、バンドパスフィルター24fを透過してホトデテクタ24gにて検出される。よって、ステップS1にてプラズマ光が検出されてYesとなり、ステップS2に進み、完全分割されていると判断され、照射されるレーザー光線の出力が十分な値に調整されているとしてアッテネータ24cの出力制御が維持される。該レーザー加工中はこの制御プログラムが繰り返し実行され、外乱等により再び不完全切断が判定されたならば、出力上昇させる制御を実施する。なお、ウエーハを支持する粘着テープTを僅かに切削して残余の部分を残しウエーハを完全切断するような制御を実現すべく、所定時間、ステップS1においてNoの判定がなされない場合に、アッテネータ24cを制御してレーザー光線の出力を微小幅だけ徐々に低下させるようにしてもよい。その場合、レーザー光線の出力がウエーハ10を完全切断する出力に対し小さくなった時点、すなわちステップS1でプラズマ光が検出されなくなり、再びレーザー光線の出力が上昇させられ、所望の完全切断が常に維持される。
【0032】
上述したように、プラズマ光検出工程を実施しながら分割工程を実施して、分割予定ライン12の他端が集光器24aの照射位置に達したならば、レーザー光線の照射を停止すると共にチャックテーブル34の移動を停止する。この結果、ウエーハ10の所定の分割予定ライン12に沿って分割溝100が形成される。
【0033】
上述したレーザー加工により、所定の分割予定ライン12の一端から他端に渡り分割溝100が形成されたならば、保持手段22、移動手段23、及び図示しない回転駆動手段を作動してチャックテーブル34を移動させて、集光器24aに対するウエーハ10の位置を変更しながらその余の分割予定ライン12に対し同様の加工を施すことにより、ウエーハ10の全ての分割予定ライン12に沿って分割溝100を形成する。
【0034】
本発明は、上記のような構成を備えていることにより、常にウエーハ10の分割予定ライン12に沿って完全分割が実現されているか否かを確認することができ、所望の分割溝100が得られる様に、適宜の対策を施すことができる。
【0035】
本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の技術的範囲に含まれる限り種々の変形例を想定することができる。上記の実施形態では、ウエーハ10が貼着される粘着テープTを、
図3(a)に示したように糊層taと、シートtbから構成し、レーザー光線が照射されることによりウエーハ10と異なるプラズマ光を発生させるための微粉末を糊層taに混練して形成した例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、
図3(b)に示すように、粘着テープTを構成するポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル等に対してウエーハ10とは異なるプラズマ光を発生するための微粉末を混練して形成してもよい。
【0036】
上記実施形態では、ウエーハ10と異なるプラズマ光を発生させるための微粉末としてAlを選択して粘着テープTの糊層taに混練したが、本発明はこれに限定されない。ウエーハ10を構成する素材がSiである場合、Siから発せられる251.61nm波長、288.16nm波長のプラズマ光とは異なるプラズマ光を発生させるため、例えば、以下の材料からなる微粉末のいずれかから選択して混練することもできる。なお、下記の材料を選択し355nm波長のレーザー光線が粘着テープTに照射された場合の発生プラズマ光の波長を右側に示す。粘着テープTに混練する微粉末の素材としては、以下の素材に限定されるものではなく、以下の素材と異なる素材を選択することを除外するものではない。
<微粉末材質> <プラズマ光の波長>
Au 400nm、250nm
Cu 282nm、324.75nm
Fe 259.96nm、296.69nm、371.99nm
404.48nm
Ti 365.35nm
【0037】
粘着テープTに混練する微粉末としてAuを選択した場合は、レーザー光線が粘着テープTに照射された際に250nm波長のプラズマ光が発生するため、バンドパスフィルター24fを透過させて検出する波長を250nm付近に設定してしまうと、Siから発生されるプラズマ光も透過して完全切断がなされているのか否か区別がつかない可能性があるため、その場合は、バンドパスフィルター24fを透過させる波長を400nm付近に設定するとよい。また、上記した実施形態では、ウエーハ10の素材としてSiである場合を例にして説明したが、ウエーハ10を構成する素材として別の素材を選択し、他の波長のプラズマ光が発生する場合は、ウエーハ10から発せられるプラズマ光の波長を考慮して粘着テープTに混練する微粉末の素材を選択する。なお、レーザー光線が照射されてプラズマ光が発生する微粉末としては、Na(波長589nm)、K(404.41nm)も候補となり得るが、レーザー光線が照射された時に、ウエーハ10に形成されたデバイスを汚損する虞があり好ましくない。
【0038】
上記実施形態では、プラズマ光検出工程においてプラズマ光を検出しつつ、制御手段20に記憶された制御プログラムに従い、ウエーハ10に照射されるレーザー光線の出力調整が実施されるように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、レーザー加工を実施している最中に完全分割できていないことが確認された時にアラート(警告)を表示画面(図示しない)に表示する等してオペレータに知らせ、オペレータ自身が適宜出力調整作業を行うようにしてもよい。