特許 7422526 シリコーン層を含む積層体の切断方法

(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】

(24)【登録日】2024-01-18

(45)【発行日】2024-01-26

(54)【発明の名称】シリコーン層を含む積層体の切断方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20240119BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 Q

H01L21/78 B

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019218741

(22)【出願日】2019-12-03

(65)【公開番号】P2021089935

(43)【公開日】2021-06-10

【審査請求日】2022-11-21

(73)【特許権者】

【識別番号】719000328

【氏名又は名称】ダウ・東レ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】赤坂 昌保

(72)【発明者】

【氏名】尼子 雅章

(72)【発明者】

【氏名】須藤 学

(72)【発明者】

【氏名】吉田 伸

【審査官】境 周一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２６０２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１０４９２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００３－００１４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１６９５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２２９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０２５２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５６４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１８１３０９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工程（Ｉ）：基材及び、前記基材と密着した少なくとも一層のシリコーン層を積層させて積層体を得る工程と、
工程（ＩＩ）：前記工程（Ｉ）で得られた前記積層体の切断予定面の内部または外部表面にレーザー光を照射する工程と、
工程（ＩＩＩ）：前記工程（ＩＩ）の終了後、前記基材及び前記基材と密着した少なくとも一層のシリコーン層を含む前記積層体を個片化する工程と、
を少なくとも含み、
前記シリコーン層の引張り強さが２０ＭＰａ以下または、前記シリコーン層の破断伸びが１００％以下である、シリコーン層を含む積層体の切断方法。

【請求項2】

前記工程（ＩＩ）が、
工程（ＩＩ－１）：前記切断予定面に対して平行な面内を通るレーザー光を照射する工程、または
工程（ＩＩ－２）：前記切断予定面内の一点以上に、少なくとも２以上のレーザー光を集光して焦点を形成する工程、
から選ばれる１以上のレーザー光を照射する工程であり、当該工程により、前記積層体の前記切断予定面が切断または改質されることを特徴とする、請求項１に記載のシリコーン層を含む積層体の切断方法。

【請求項3】

前記工程（ＩＩ）が、
工程（ＩＩ－２－Ａ）：前記切断予定面内の少なくとも２点に、それぞれ少なくとも１以上のレーザー光を集光して焦点を形成する工程、
であり、前記焦点のうち少なくとも一点が、前記シリコーン層の内部または前記シリコーン層と前記基材との界面の近傍に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のシリコーン層を含む積層体の切断方法。

【請求項4】

前記工程（ＩＩＩ）が、前記積層体を、切断面または前記切断予定面に対して垂直方向にダイシングテープを用いて引き延ばす方法により、前記積層体を個片化する工程である、請求項１に記載のシリコーン層を含む積層体の切断方法。

【請求項5】

前記シリコーン層が、（Ａ１）硬化反応性シリコーン組成物、（Ａ２）硬化反応が完了したシリコーン硬化反応物、（Ａ３）硬化反応性を有するシリコーン硬化反応物及び、（Ａ４）非硬化反応性シリコーンから選ばれるシリコーン層である、請求項１から４のいずれか一項に記載のシリコーン層を含む積層体の切断方法。

【請求項6】

前記シリコーン層が、（１）光学機能層、（２）接着剤層、（３）熱的機能層、（４）導電層、及び（５）応力緩和層から選ばれる１種類以上の機能を有する層である、請求項１から５のいずれか一項に記載のシリコーン層を含む積層体の切断方法。

【請求項7】

前記基材が、シリコンウェハ、ガラスウェハ、セラミック、サファイヤ、ゴム、熱可塑性樹脂及び熱伝導性板から選ばれる１種類以上である、請求項１から６のいずれか一項に記載のシリコーン層を含む積層体の切断方法。

【請求項8】

前記基材が電気回路を有する、請求項７に記載のシリコーン層を含む積層体の切断方法。

【請求項9】

前記基材及び、前記基材と密着した少なくとも一層の前記シリコーン層からなる構造単位を１または２以上含むシリコーン層を含む積層体である、請求項１から７のいずれか一項に記載のシリコーン層を含む積層体の切断方法。

【請求項10】

前記工程（Ｉ）が、真空ラミネーション、大気圧ラミネーション、ホットロールラミネーション、スピンコーティング、ダイコーティング、トランスファー成形、射出成型、及び圧縮成型から選ばれる１種類以上の工程により、前記基材と前記シリコーン層とを積層させる工程である、請求項１から８のいずれか一項に記載のシリコーン層を含む積層体の切断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー光を積層体へ照射することにより、シリコーン層を含む積層体を切断する方法に関するものである。本発明に係る方法は、工業的生産効率に優れ、切断時のダストの発生が抑制され、かつ、シリコーン層及び基材に対するダメージを与えることなく、両者が一体化した積層体について、端部の凹凸がほとんど生じない形態で切断可能である。

【背景技術】

【0002】

最近の半導体チップの薄膜化、小チップ化への発展は目覚ましく、特に、メモリカードやスマートカードのような半導体ＩＣチップが内蔵されたＩＣカードでは薄膜化が要求されている。ＬＥＤ・ＬＣＤ駆動用デバイスなどでは、小チップ化が要求されている。今後、これらの需要が増えるにつれ、半導体チップの薄膜化、小チップ化のニーズはより一層高まるものと考えられる。また、半導体チップ上に、例えばシリコーンからなる、光学機能、熱的機能、導電機能等を有する機能層を設けた積層体チップのニーズも高まるものと考えられる。

【0003】

これらの半導体チップは、電子回路が集積された半導体ウェハを、バックグラインド工程やエッチング工程等において所定厚みに薄膜化し、次いで、ダイシング工程において個々のチップに分割することにより得られる。特にチップが積層体チップである場合、半導体ウェハを個片化したのち、個々に機能層を設けるのは困難であるため、ウェハ状態で積層化したのち、ダイシング工程を行って個々のチップに分割することが好適である。

【0004】

このダイシング工程においては、従来より、ダイシングブレードにより半導体ウェハを切断する、ブレードダイシング方式が用いられてきた。ブレードダイシング方式では、切断の際、ブレードによる切削抵抗が半導体ウェハに直接加えられる。そのため、この切削抵抗によって、半導体チップに微小な欠け（チッピング）が発生することがある。チッピング発生は半導体チップの外観を損なうだけでなく、場合によっては抗折強度不足によるピックアップ時のチップ破損を招き、チップ上の回路パターンまで破損する可能性がある。また、ウェハの切削に伴いダストが発生するため、水で洗浄を行いながらダイシングを行う、いわゆるウェットプロセスを必要とする。また、ブレードダイシング方式は、ブレードによる物理的な切削工程を利用するため、チップ同士の間隔であるカーフ（スクライブライン、ストリートともいう）の幅を、厚みのあるブレード幅よりも狭小化することができない。その結果、１枚のウェハから得られるチップの数（収率）は少なくなる。さらに、ウェハの加工時間が長いという問題がある。

【0005】

また、ウェハが、例えばシリコンウェハなどの基材と、シリコーン層などの、基材上に設けられた層とを含む積層体である場合には、各層の硬度、粘度、摩擦係数、弾性係数などの物性の違いにより、異なる問題が生じる可能性がある。例えば、シリコーン層などの柔らかい層を切断する場合、ダイシングにより生じるダストがブレードに付着し、このダストがウェハの表面を汚染したり、チップにチッピングや形状の歪みを生じたり、摩擦熱により層が焼損したりする可能性がある。この問題は、特に、シリコーン層がガム状または高い粘度を有する場合に顕著でありうる。また、柔らかい層が、固い基材とダイシングブレードとの間で圧力により変形し、切断面が直線状とならない可能性がある。

【0006】

ブレードダイシング方式以外にも、ダイシング工程として様々な方式が利用されている。例えば、ウェハを薄膜化した後にダイシングを行うのは困難であるため、先に所定の深さの溝をブレードダイシングでウェハに形成し、次いで研削加工を行って薄膜化及びチップへの個片化を同時に行うＤＢＧ（Ｄｉｃｉｎｇ Ｂｅｆｏｒｅ Ｇｌｉｎｄｉｎｇ，先ダイシング）方式がある。この方式は、チップの抗折強度が増大し、チップの破損を抑制できるという利点がある。しかし、溝の形成は従来のブレードダイシングで行うため、カーフ幅はブレードダイシング工程と同様である。また、溝の形成時にダストが発生するため水による洗浄や、ダストによる表面の汚染を生じうる。

【0007】

また、別の方式として、ダイシングをレーザーで行う、レーザーダイシング方式が用いられている。レーザーダイシング方式によればカーフ幅を狭くできる。また、ダストが発生しないため、洗浄が不要であり、ドライプロセスとなる利点もある。レーザーダイシング方式はブレードダイシングよりも処理速度を高速化できるが、依然として１ラインずつ加工しなければならず、特に極小チップの製造には時間を要する。また、レーザーダイシング方式には、レーザーによる切断時に生じる昇華物がウェハ表面に付着し、汚れが生じるという欠点がある。そのため、所定の液状保護剤でウェハ表面を保護する前処理を必要としうる。また、完全なドライプロセスを実現するには至っていない。

【0008】

特許文献１には、シリコンウェハなどの半導体ウェハと、粘着剤層を介して基材上に設けられた樹脂などの層とを含む積層体にレーザーを照射し、ダイシングを行う方法が開示されている。しかし、この方法では、各層の硬度、粘度、弾性係数などの物性の違いにより、分割が良好に行われない可能性がある。

【0009】

また、ダイシングを水圧で行うウォータージェット方式などのウェットプロセスも用いられうる。しかし、この方式では、カーフ幅の狭小化には制約があり、得られるチップの収率も低くなる。また、ウェットプロセスであるため、ＭＥＭＳデバイスやＣＭＯＳセンサーなど、表面汚染を高度に抑えることが必要な材料において問題が起きる可能性がある。

【0010】

また、改質層をウェハの厚み方向にレーザーで形成し、次いでウェハをエキスパンドして分断することにより、チップを個片化する、いわゆるステルスダイシング方式（登録商標）も知られている（例えば、特許文献２、３）。この方式は、カーフ幅をゼロにでき、ドライプロセスで加工できるという利点を有する。しかし、改質層形成時の熱履歴によりチップ抗折強度が低下する傾向があり、また、エキスパンドによる分割の際に、ウェハ材料に起因するダストが発生する場合がある。さらに、隣接するチップが互いに衝突し、抗折強度不足を引き起こす可能性がある。またさらに、ウェハが、例えばシリコンウェハなどの基材と、シリコーン層などの、基材上に設けられた層とを含む積層体である場合には、各層の硬度、粘度、弾性係数などの物性の違いにより、分割が良好に行われない可能性がある。

【0011】

さらに、ステルスダイシング（登録商標）と先ダイシングを合わせた方式として、狭スクライブ幅対応チップ個片化方式が挙げられる。この方式は、薄膜化の前に、所定の厚み分だけ改質層を形成し、次いで裏面研削加工を行って薄膜化及びチップへの個片化を同時に行う。この技術は、前述のプロセスの欠点を改善したものであり、ウェハ裏面研削加工中に、応力でシリコンの改質層が劈開し、個片化する。そのため、この技術は、カーフ幅がゼロであり、チップ収率が高く、抗折強度も増大するという利点を有する。しかし、裏面研削加工中に個片化されるため、チップ端面が隣接するチップと衝突して、チップコーナーが欠ける現象がみられる場合がある。またさらに、ウェハが、例えばシリコンウェハなどの基材と、シリコーン層などの、基材上に設けられた層とを含む積層体である場合には、各層の硬度、粘度、弾性係数などの物性の違いにより、分割が良好に行われない可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】特許出願公開第２００５－２５２０９４号公報

【文献】特許第３４０８８０５号公報

【文献】特許第４７３３９３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、工業的生産効率に優れ、切断時のダストの発生が抑制され、高いチップ収率及び、製造されたチップが高い抗折強度を有する、積層体の切断方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の解決手段を提供する。

【0015】

本発明に係るシリコーン層を含む積層体の切断方法は、工程（Ｉ）：基材及び、基材と密着した少なくとも一層のシリコーン層を積層させて積層体を得る工程と、
工程（ＩＩ）：工程（Ｉ）で得られた積層体の切断予定面の内部または外部にレーザー光を照射する工程と、
工程（ＩＩＩ）：工程（ＩＩ）の終了後、基材及び基材と密着した少なくとも一層のシリコーン層を含む積層体を個片化する工程と、
を少なくとも含む。

【0016】

また、本発明に係るシリコーン層を含む積層体の切断方法は、工程（ＩＩ）が、
工程（ＩＩ－１）：切断予定面に対して平行な面内を通るレーザー光を照射する工程、または
工程（ＩＩ－２）：切断予定面内の一点以上に、少なくとも２以上のレーザー光を集光して焦点を形成する工程、
から選ばれる１以上のレーザー光を照射する工程であり、当該工程により、積層体の切断予定面が切断または改質されることを特徴とする。

【0017】

また、本発明に係るシリコーン層を含む積層体の切断方法は、工程（ＩＩ）が、
工程（ＩＩ－２－Ａ）：切断予定面内の少なくとも２点に、少なくとも２以上のレーザー光を集光して焦点を形成する工程、
であり、焦点のうち少なくとも一点が、シリコーン層の内部またはシリコーン層と基材との界面の近傍に形成されることを特徴とする。

【0018】

また、本発明に係るシリコーン層を含む積層体の切断方法は、工程（ＩＩＩ）が、積層体を、切断面または切断予定面に対して垂直方向にダイシングテープを用いて引き延ばす方法により、積層体を個片化する工程である。

【0019】

また、本発明に係るシリコーン層を含む積層体の切断方法は、シリコーン層が、（Ａ１）硬化反応性シリコーン組成物、（Ａ２）硬化反応が完了したシリコーン硬化反応物、（Ａ３）硬化反応性を有するシリコーン硬化反応物及び、（Ａ４）非硬化反応性シリコーンから選ばれるシリコーン層である。

【0020】

また、本発明に係るシリコーン層を含む積層体の切断方法は、シリコーン層の引張り強さが２０ＭＰａ以下または、シリコーン層の破断伸びが１００％以下である。

【0021】

また、本発明に係るシリコーン層を含む積層体の切断方法は、シリコーン層が、（１）光学機能層、（２）接着剤層、（３）熱的機能層、（４）導電層、及び（５）応力緩和層から選ばれる１種類以上の機能を有する。

【0022】

また、本発明に係るシリコーン層を含む積層体の切断方法は、基材が、シリコンウェハ、ガラスウェハ、セラミック、サファイヤ、ゴム、熱可塑性樹脂及び熱伝導性板から選ばれる１種類以上である。

【0023】

また、本発明に係るシリコーン層を含む積層体の切断方法は、基材が電気回路を有する。

【0024】

また、本発明に係るシリコーン層を含む積層体の切断方法は、積層体が、基材及び、基材と密着した少なくとも一層のシリコーン層からなる構造単位を１または２以上含むシリコーン層を含む。

【0025】

また、本発明に係るシリコーン層を含む積層体の切断方法は、工程（Ｉ）が、真空ラミネーション、大気圧ラミネーション、ホットロールラミネーション、スピンコーティング、ダイコーティング、トランスファー成形、射出成型、及び圧縮成型から選ばれる１種類以上の工程により、基材とシリコーン層とを積層させる工程である。

【発明の効果】

【0026】

本発明に係るシリコーン層を含む積層体の切断方法によれば、工業的生産効率に優れ、切断時のダストの発生が抑制され、高いチップ収率及び、製造されたチップが高い抗折強度を有する。

【0027】

本発明の好適な実施形態及びその他の実施形態、並びにそれらの利点は、添付した図面とともに、以下の発明の詳細な説明を参照することにより、より明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の１つの実施形態に係る積層体を示す断面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る積層体にレーザー光を照射し、チップに分割する方法を示す断面図である。

【図3】本発明の第２の実施形態に係る積層体にレーザー光を照射し、チップに分割する方法を示す断面図である。

【図4】本発明の第３の実施形態に係る積層体にレーザー光を照射した状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明は、基材上に設けられたシリコーン層を含む積層体を切断する方法を提供する。図１は、積層体１を示す断面模式図である。積層体１は、基材１２及び、基材１２上に密着して設けられたシリコーン層１４を含む。

【0030】

基材１２は、ウェハ状であり、様々な材料から形成されうるが、例えば、シリコンウェハ、ガラスウェハ、セラミック、サファイヤ、ゴム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＳｉＮ、チタニア、Ａｌ、プラスチック基板、熱可塑性樹脂及び熱伝導性板から選ばれる一種類以上でありうる。基材１２は、保護層を含みうる。基材１２は、可視光に対して透明、半透明または不透明でありうる。図１では、基材１２は単一の材料からなるものとして示しているが、基材１２は、それぞれ異なる材料からなる複数の層からなるものでありうる。基材１２は、表面にパターンを形成されたものでありうる。基材１２は、例えば電子集積回路、発光素子、受光素子、微小電気機械（Ｍｉｃｒｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ＭＥＭＳ）素子、受動素子などの電気回路を含むものでありうる。

【0031】

シリコーン層１４は、例えば、（Ａ１）硬化反応性シリコーン組成物、（Ａ２）硬化反応性を有しないシリコーン硬化反応物（すなわち、硬化反応が完了したシリコーン硬化反応物）、（Ａ３）硬化反応性を有するシリコーン硬化反応物（すなわち、多段階または継続的な硬化反応性を有するために、全ての硬化反応が完結しておらず、硬化反応が進行可能な状態にあるシリコーン硬化反応物）及び、（Ａ４）非硬化反応性シリコーンから選ばれるシリコーン層でありうる。硬化反応性シリコーン組成物は、例えばヒドロシリル化反応を用いて硬化されうる。

【0032】

シリコーン層１４は、様々な機能を有する層でありうる。例えば、シリコーン層１４は、（１）光学機能層、（２）接着剤層、（３）熱的機能層、（４）導電層、（５）応力緩和層、（６）保護層などから選ばれる１種類以上の機能を有する層でありうる。例えば、基材１２が発光素子または受光素子などである場合、シリコーン層１４は、光フィルター層、光回折層、光散乱層、光拡散層、光反射層、光導波路層、光吸収黒色層、ＵＶフォトクロミック層、波長変換層、透過層、位相遅延層などの光学機能層でありうる。また、シリコーン層１４は、少なくとも２つの層を物理的に接着する接着剤層でありうる。また、シリコーン層は熱管理層、例えば熱拡散層でありうる。また、シリコーン層は、ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ，Ｄｉｅ－Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ）ホットメルトによるシリコーン拡散層、シリコーンガム、シリコーン感圧接着剤、ホットメルトシリコーン層でありうる。

【0033】

また、シリコーン層１４は、様々な種類のフィラー粒子を含みうる。例えば、フィラー粒子は、シリカ、アルミナ、蛍光体、リン光体、ＺｎＯ、Ａｇなどでありうる。

【0034】

シリコーン層１４は、例えば２５℃で５０００Ｐａ．ｓ以上の粘度を有しうる。

【0035】

シリコーン層１４は、様々な方法で基材１２に設けられうる。例えば、液体状の未硬化シリコーンを基材１２にローラーコーティング、スピンコーティング、ダイコーティング、射出成型、圧縮成型などの方法で塗布し、熱処理によって硬化させ、シリコーン層１４を設けることができる。また、硬化されたシリコーンの薄膜を、真空ラミネーション、大気圧ラミネーション、ホットロールラミネーション、トランスファー成形などの方法で基材１２に貼り付け、シリコーン層１４を設けることにより、積層体１を得ることができる。真空ラミネーションを用いる場合、例えば、５０から２００℃の温度で基材１２にラミネートすることができる。

【0036】

シリコーン層１４は、基材１２に密着して設けられるが、例えば、密着力を向上するために、基材１２及びシリコーン層１４の表面に、例えばシランカップリング剤の塗布や、プラズマの照射などの表面処理を行うことも可能である。このような表面処理を行った場合であっても、シリコーン層１４が基材１２に設けられれば、シリコーン層１４は基材１２に密着する。

【0037】

図１では一層のシリコーン層１４を含む積層体１を示しているが、積層体１は、複数のシリコーン層を含むものであってもよい。例えば、複数のシリコーン層は、同じ機能を有する層であってもよく、異なる機能を有する層であってもよい。

【0038】

次に、図２（ａ）から２（ｃ）を参照して、積層体１をレーザーアブレーション法を用いて切断し、個々のチップに分割する、シリコーン層を含む積層体の切断方法に係る第１の実施形態を説明する。

【0039】

図２（ａ）は、積層体１をダイシングテープ１６に載置する工程を示す断面図である。積層体１は、シリコーン層１４がダイシングテープ１６と接するように、ダイシングテープ１６に載置される。

【0040】

図２（ｂ）は、積層体１の切断予定面１０２の内部にレーザー光１０４を照射する工程を示す断面図である。レーザー光１０４は、ダイシングテープ１６を通して切断予定面１０２に照射される。レーザー光１０４は、赤外線、可視光、紫外線から選択された特定の波長を有する。レーザー光１０４は、切断予定面１０２に対して平行な面内を通りうる。図２（ｂ）は、ダイシングテープ１６を通してシリコーン層１４に集光され、切断予定面１０２内に焦点を形成されるレーザー光１０４を示している。この場合、レーザー光２０はシリコーン層１４に吸収される波長を有する。異なる実施形態として、レーザー光２０を基材１２側から照射し、シリコーン層１４に集光することもできる。この場合、レーザー光２０は基材１２に対しては吸収率が小さく、ほとんどが透過するが、シリコーン層１４に対する吸収率が大きな波長を有する。さらに異なる実施形態として、レーザー光１０４を基材１２側から照射し、基材１２に集光することもできる。この場合、レーザー光１０４は基材１２に対する吸収率が大きな波長を有する。またさらに異なる実施形態として、レーザー光１０４をシリコーン層１４側から照射し、基材１２に集光することもできる。この場合、レーザー光１０４はシリコーン層１４に対しては吸収率が小さく、ほとんどが透過するが、基材１２に対する吸収率が大きな波長を有する。レーザー光１０４が切断予定面１０２において基材１２またはシリコーン層１４に吸収されると、切断予定面１０２の物質が加熱され、蒸散する。そのため、レーザー光１０４を切断予定面１０２に沿って積層体１の表面を走査させると、積層体１に切断面が形成され、個々のチップ１０８に分割することができる。なお、切断予定面１０２の材料を蒸散させることができるのであれば、レーザー光１０４は、切断予定面１０２の外部の表面に照射されてもよい。

【0041】

また、図２（ｂ）では１つのレーザー光１０４を積層体１に照射することが示されているが、例えば、切断予定面１０２に沿って、一点に２以上のレーザー光を集光して照射してもよい。この場合、各レーザー光のエネルギーを減少させることができるため、レーザー光が通過する経路に与える損傷を低下させることができる。また、例えば、切断予定面１０２に沿って、深さの異なる２つ以上の位置にレーザー光を集光して焦点を形成してもよい。２つ以上の位置に集光されるレーザー光は、１つの光源から放出されたレーザー光の集光位置を、レンズにより変更することにより実現することができる。レーザー光１０４を基材１２内の位置及びシリコーン層１４内の位置にそれぞれ集光させる場合、フィルターや波長変換素子を利用して、基材１２内に集光させる場合には基材１２に対して大きな吸収率を有する波長、シリコーン層１４内に集光させる場合にはシリコーン層１４に対して大きな吸収率を有する波長に変換することもできる。また、１つの光源から放出されたレーザー光を複数に分割し、それぞれ異なる位置に集光させてもよい。また、複数の光源から放出された複数のレーザー光を、それぞれ異なる位置に集光させてもよい。複数の位置におけるレーザー光の照射及び集光は、同時に行ってもよく、異なる時間において行ってもよい。

【0042】

また、基材１２に吸収される波長を有するレーザー光を基材１２に集光し、同時に、または異なる時間において、シリコーン層１４に吸収される波長を有する別のレーザー光をシリコーン層１４に集光して、積層体１を切断することもできる。このような構成によれば、基材１２及びシリコーン層１４の両方を確実に切断することが可能になる。また、シリコーン層１４が、光拡散、光散乱、光反射などの特性を有する光学機能層である場合には、基材１２に吸収される波長を有するレーザー光を、基材１２側から入射し、基材１２内に集光することが有利でありうる。

【0043】

図２（ｃ）は、チップ１０８に分割され、個片化された積層体１を示す。レーザー光の照射の終了後、積層体１には切断面が形成される。次いで、ダイシングテープ１６が切断面に対して垂直方向にエキスパンドされ、チップ１０８の間隔が広げられる。そのため、チップ同士を衝突させることなく、容易にチップ１０８をピックアップすることができる。なお、チップ１０８の間隔を、超音波、振動その他の外部からの物理的刺激により、切断面に対して垂直方向に広げることもできる。

【0044】

また、図２（ａ）から２（ｃ）では、積層体１を、シリコーン層１４がダイシングテープ１６と接するように載置し、ダイシングテープ１６側からレーザー光１０４を入射し、シリコーン層１４に集光する例を示した。しかし、積層体１を、基材１２がダイシングテープ１６と接するように載置することもまた可能である。この場合、基材１２に吸収される波長を有するレーザー光をダイシングテープ１６側から入射し、基材１２内で集光させることも可能であるし、シリコーン層１４に吸収される波長を有するレーザー光をシリコーン層１４側から入射し、シリコーン層１４内で集光させることも可能である。

【0045】

以上のように、第１の実施形態によれば、本方法はカーフ幅が小さく、チップ収率が高い。また、積層体に外力を加えずに切断を行うことができるため、チップの高い抗折強度を維持することができる。さらに、レーザー光により積層体の切断予定面の物質を蒸散させるため、ダストの発生が抑制される。

【0046】

次に、図３（ａ）から３（ｃ）を参照して、レーザー光による物質の改質により、積層体１を切断し、個々のチップに分割する、シリコーン層を含む積層体の切断方法に係る第２の実施形態を説明する。

【0047】

図３（ａ）は、積層体１をダイシングテープ１６に載置した状態を示す断面図である。積層体１は、シリコーン層１４がダイシングテープ１６と接するように、ダイシングテープ１６に載置される。

【0048】

図３（ｂ）は、積層体１の切断予定面２０２に２つのレーザー光２０４、２０６を照射した状態を示す断面図である。レーザー光２０４は、ダイシングテープ１６を通して、切断予定面２０２に対して平行な面内を通り、切断予定面２０２に照射される。レーザー光２０４は、赤外線、可視光、紫外線から選択された特定の波長を有するが、第１の実施形態と異なり、レーザー光２０４、２０６は、基材１２及びシリコーン層１４のいずれに対しても、吸収率の小さい波長を有する。レーザー光２０４、２０６は、切断予定面２０２に対して平行な面内を通りうる。図３（ｂ）には、レーザー光２０４が、ダイシングテープ１６を通して、シリコーン層１４内の切断予定面２０２に集光され、レーザー２０６がダイシングテープ１６及びシリコーン層１４を通して、基材１２内の切断予定面２０２に集光されることが示されている。しかし、レーザー２０４、２０６は、基材１２の側から、それぞれシリコーン層１４及び基材１２に集光することもできる。レーザー光２０４、２０６がそれぞれシリコーン層１４及び基材１２に集光すると、集光位置の基材１２及びシリコーン層１４が、結晶構造の変化や原子の拡散、移動などにより改質され、改質領域２１０を形成する。改質領域２１０の形成は、切断予定面２０２に応力を加え、微小なクラックなどを発生させることもある。レーザー光２０４、２０６を切断予定面２０２に沿って積層体１の表面を走査させると、積層体１の切断予定面２０２に沿って改質領域２１０が形成される。

【0049】

レーザー光２０４、２０６は、図２（ｂ）に関して説明したのと同様に、１つの光源から放出されたレーザーを複数に分割し、それぞれ異なる位置に集光させてもよい。また、複数の光源から放出されたレーザー光を、それぞれ異なる位置に集光させてもよい。また、それぞれ２以上のレーザーを、各位置に集光させてもよい。複数の位置におけるレーザー光の照射及び集光は、同時に行ってもよく、異なる時間において行ってもよい。また、２つのレーザー光２０４、２０６の代わりに、３つ以上のレーザー光を、切断予定面２０２の異なる深さに集光し、３つ以上の改質領域を形成してもよい。

【0050】

図３（ｃ）は、チップ２０８に分割され、個片化された積層体１を示す。レーザー光の照射の終了後、積層体１の切断予定面２０２には改質領域２１０が形成される。そのため、切断予定面２０２に沿った開裂／劈開／個片化が容易になる。次いで、ダイシングテープ１６が切断予定面２０２に対して垂直方向にエキスパンドされると、改質領域２１０に応力が集中し、改質領域２１０から分離してチップ２０８に分割される。また、エキスパンドではなく、超音波、振動その他の外部からの物理的刺激を印加することにより切断予定面２０２を開裂させ、個片化することもできる。

【0051】

図２（ａ）から２（ｃ）に関して説明した第１の実施形態と同様に、図３（ａ）から３（ｃ）に関して説明した第２の実施形態においても、積層体１を、基材１２がダイシングテープ１６と接するように載置することも可能である。この場合においても、レーザー光２０４、２０６はダイシングテープ１６側から入射してもよいし、シリコーン層１４側から入射してもよい。

【0052】

第２の実施形態によれば、レーザー光による積層体の蒸散がないため、カーフ幅が原理的にゼロであり、チップ収率が高い。また、蒸散がないため、ダストが発生せず、積層体の表面が汚染されない。さらに、積層体に加える外力は、改質領域を分離できる程度に小さくすることができるため、チップの高い抗折強度を維持することができる。

【0053】

次に、図４を参照して、レーザー光による物質の改質により、積層体１を切断し、個々のチップに分割する、シリコーン層を含む積層体の切断方法に係る第３の実施形態を説明する。なお、第３の実施形態においては、積層体１をダイシングテープ１６に載置する工程及び、ダイシングテープ１６をエキスパンドして積層体１を個々のチップに分割し、個片化する工程については、第２の実施形態と同様であり、その詳細な説明は省略する。

【0054】

図４は、第２の実施形態と同様にダイシングテープ１６に載置された積層体１の切断予定面３０２に２つのレーザー光３０４、３０６を照射した状態を示す断面図である。レーザー光３０４、３０６は、基材１２に対して吸収率の小さい波長を有する。レーザー光３０４、３０６は、切断予定面３０２に対して平行な面内を通りうる。レーザー光３０４は、基材１２側から切断予定面３０２に入射され、基材１２内であって、基材１２の表面の近傍に第１の改質領域３１０を形成する。レーザー光３０６も、基材１２側から切断予定面３０２に入射され、基材１２内であって、基材１２とシリコーン層１４との界面の近傍に第２の改質領域３１２を形成する。第２の改質領域３１２の中心と界面との距離は、例えば基材１２の厚さの約５％でありうる。

【0055】

第１及び第２の改質領域３１０、３１２は、レーザー光３０４、３０６の集光により、基材１２が結晶構造の変化や原子の拡散、移動などにより改質されることによって形成される。第１及び第２の改質領域３１０、３１２の形成は、切断予定面３０２に応力を加え、微小なクラックなどを発生させることもある。基材１２とシリコーン層１４との界面の近傍の領域に形成された第２の改質層３１２は、シリコーン層１４にも応力や微小なクラック等を生じさせうる。レーザー光３０４、３０６を切断予定面３０２に沿って積層体１の表面を走査させると、積層体１の切断予定面３０２に沿って改質領域３１０が形成される。

【0056】

レーザー光３０４、３０６は、図２（ｂ）及び３（ｂ）に関して説明したのと同様に、１つの光源から放出されたレーザーを複数に分割し、それぞれ異なる位置に集光させてもよい。また、複数の光源から放出されたレーザー光を、それぞれ異なる位置に集光させてもよい。複数の位置におけるレーザー光の照射及び集光は、同時に行ってもよく、異なる時間において行ってもよい。また、２つのレーザー光３０４、３０６の代わりに、３つ以上のレーザー光を、切断予定面３０２の異なる深さに集光し、３つ以上の改質領域を形成してもよい。

【0057】

図４に示したレーザー光の照射工程は、特に、シリコーン層１４が、光拡散、光散乱、光反射などの特性を有する光学機能層である場合に特に有利でありうる。シリコーン層１４が光学機能層である場合、レーザー光を入射しても、レーザー光が光拡散等の光学的な機能の影響を受け、シリコーン層１４内に集光して改質層を形成することが困難である場合がありうるからである。

【0058】

図４に示すように第１及び第２の改質領域３１０、３１２を形成したのち、第２の実施例と同様にダイシングテープ１６をエキスパンドしてチップに分割する。

【0059】

図４に関して説明した第３の実施形態においても、積層体１を、基材１２がダイシングテープ１６と接するように載置することも可能である。この場合、レーザー光３０４、３０６はダイシングテープ１６側から基材１２に入射されうる。

【0060】

第３の実施形態によれば、レーザー光による積層体の蒸散がないため、カーフ幅が原理的にゼロであり、チップ収率が高い。また、蒸散がないため、ダストが発生せず、積層体の表面が汚染されない。さらに、積層体に加える外力は、改質領域を分離できる程度に小さくすることができるため、チップの高い抗折強度を維持することができる。またさらに、シリコーン層が光学機能層であっても、基材内であって基材とシリコーン層との界面の近傍に改質領域を形成することにより、積層体を容易にチップに分割することができる。

【0061】

前述の第１から第３の実施形態では、積層体を２つのチップに分割する例を示したが、例えば第１の方向に平行な複数の切断予定面及び、第１の方向に対して垂直な第２の方向に平行な複数の切断予定面に沿って積層体を切断し、複数のチップに分割することもできる。また、切断予定面を直線ではなく、折れ線状にすることにより、例えば、六角形、三角形、円形、リング状、穴を有する形状など、正方形、長方形以外の形状を有するチップを製造することもできる。

【0062】

本発明の切断方法において、任意で、レーザー光の照射によるレーザーステルス法と同時に、あるいは、レーザーステルス法による改質領域の形成の前、あるいは、形成の後に、当該切断予定面に対して、レーザーアブレーション方式によるダイシング処理を行ってもよい。レーザーステルス法による改質領域の形成と、レーザーアブレーションダイシング方式によるダイシング処理を同時に、あるいは時差を設けて組み合わせることで、個別の切断方法では円滑な切断および個片化が行えない積層体であっても、積層体をチップに分割、個片化することができる場合がある。

【0063】

また、積層体の準備の際、基材とシリコーン層との密着を強化し、安定させるために、基材にシリコーン層を密着して設けて積層体を製造し、所定の時間（例えば、１時間程度）経過後に積層体の分割を行うこともできる。

【0064】

また、前述の第１から第３の実施形態では、一層の基材１２及び少なくとも一層のシリコーン層１４を含む積層体１の切断方法について説明した。しかし、例えば、基材及び、基材と密着した少なくとも一層のシリコーン層からなる構造単位を、２以上含む積層体にも、本発明の切断方法は適用されうる。このような積層体は、例えば、基材／シリコーン層／基材またはシリコーン層／基材／シリコーン層の順に積層されたものでありうる。また、基材／シリコーン層／基材／シリコーン層／・・・の順に、任意の数の基材及びシリコーン層を積層したものでありうる。この場合、複数の基材及びシリコーン層のそれぞれの内部に、例えば３点以上の深さにレーザー光を集光させて蒸散または改質層を形成することにより、第１から第３の実施形態で説明された方法と同様の方法で積層体をチップに分割、個片化することができる。

【0065】

ダイシングテープのエキスパンドによる積層体の分割の際、積層体に用いられるシリコーン層の引張強さが大きすぎると、または破断伸びが大きすぎると、シリコーン層が分割されない恐れがある。そこで、シリコーン層の引張り強さは、２０ＭＰａ以下またはその破断伸びが１００％以下であることが好ましい。

【0066】

以上、本発明の実施形態を例示的に説明したが、当業者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で様々な改変、改良、変形を行うことが可能であることは了解されるべきである。

【符号の説明】

【0067】

１ 積層体
１２ 基材
１４ シリコーン層
１６ ダイシングテープ
１０２、２０２、３０２ 切断予定面
１０４、２０４、２０６、３０４、３０６ レーザー光
１０８、２０８ チップ
２１０、３１０、３１２ 改質領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】