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公開番号2025152401
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024054275
出願日2024-03-28
発明の名称レーザ加工方法およびレーザ加工装置
出願人株式会社東京精密
代理人個人,個人
主分類H01L 21/301 20060101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】分割ラインに沿ってレーザを照射してウエハの内部に改質層を形成するレーザ加工においてスプラッシュダメージを低減しつつ、分割ラインに沿ったウエハの分割を精度よく行うことのできるレーザ加工方法およびレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】レーザ加工方法は、第1分割ラインに沿って改質層を形成する第1レーザ加工工程と、第1レーザ加工工程の後に行われ、第1分割ラインと交差する第2分割ラインに沿って改質層を形成する第2レーザ加工工程と、を備える。第2レーザ加工工程では、ウエハ10の厚み方向における位置が異なる第1改質層15Aと第2改質層15Bとが形成されるとともに、第1分割ライン11と第2分割ラインとの交差部において、第1分割ライン11との間の距離を第1改質層15Aよりも第2改質層15Bで大きくする。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
分割ラインに沿ってレーザを照射してウエハの内部に改質層を形成するレーザ加工方法であって、
第１方向に延びる第１分割ラインに沿って改質層を形成する第１レーザ加工工程と、
前記第１レーザ加工工程の後に行われ、前記第１方向と交差する第２方向に延びて前記第１分割ラインと交差する第２分割ラインに沿って改質層を形成する第２レーザ加工工程と、を備え、
前記第２レーザ加工工程では、前記ウエハの厚み方向における位置が異なる第１改質層と第２改質層とが形成されるとともに、前記第１分割ラインと前記第２分割ラインとの交差部において、前記第２方向における前記第１分割ラインとの間の距離を前記第１改質層と前記第２改質層とで異ならせる
レーザ加工方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１改質層は、前記厚み方向において前記第２改質層よりも前記ウエハのデバイス面に近い位置に形成される改質層であり、
前記第２方向における前記第１分割ラインとの間の距離を前記第２改質層よりも前記第１改質層で小さくする
請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
ｎを３以上の整数とするとき、
前記第２レーザ加工工程では、前記ウエハの厚み方向における位置が異なる改質層として、第（ｎ－１）改質層に対する前記デバイス面の反対側の裏面側に第ｎ改質層がさらに形成され、
前記交差部において、前記第２改質層と前記第２方向における前記第１分割ラインとの間の距離を距離Ｌ２、前記第ｎ改質層と前記第２方向における前記第１分割ラインとの間の距離を距離Ｌｎとするとき、距離Ｌｎ≧距離Ｌ（ｎ－１）とする
請求項２に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
前記第２レーザ加工工程では、前記ウエハの厚み方向における位置が異なる改質層として、前記第ｎ改質層に対する前記裏面側に裏面側改質層が形成され、
前記裏面側改質層は、前記第２分割ラインに沿って前記レーザを連続的に照射することにより形成される
請求項３に記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
前記第２レーザ加工工程では、前記第１レーザ加工工程による前記ウエハの膨張度合いに応じて、前記第２方向における前記レーザの照射位置を調整する
請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記第２レーザ加工工程では、前記第２方向における前記交差部の両側において、前記第１分割ラインに近づくように改質層が形成される方向を加工方向としてレーザ加工を行う
請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
ウエハを支持するワークテーブルと、
前記ウエハにレーザを照射するレーザ照射部と、
前記ワークテーブルと前記レーザ照射部とを相対移動させる相対移動機構と、
前記ウエハの内部に分割ラインに沿った改質層が形成されるように、前記レーザ照射部および前記相対移動機構を制御する制御装置と、を備えるレーザ加工装置であって、
前記制御装置は、
第１方向に延びる第１分割ラインに沿って改質層を形成する第１レーザ加工処理と、
前記第１レーザ加工処理の後に、前記第１方向と交差する第２方向に延びて前記第１分割ラインと交差する第２分割ラインに沿って改質層を形成する第２レーザ加工処理と、を実行し、
前記第２レーザ加工処理では、前記ウエハの厚み方向における位置が異なる第１改質層と第２改質層とを形成するとともに、前記第１分割ラインと前記第２分割ラインとの交差部において、前記第２方向における前記第１分割ラインとの間の距離を前記第１改質層と前記第２改質層とで異ならせる
レーザ加工装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハにレーザを照射してウエハの内部に改質層を形成するレーザ加工方法およびレーザ加工装置に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置や電子部品などの各種素子が形成されるウエハは、格子状の分割ラインに沿って分割されることにより個々のチップに分割される。こうしたウエハの分割に関連して、例えば特許文献１には、分割ラインに沿ってレーザを照射するレーザ加工により、ウエハの厚み方向における位置が異なる第１改質層と第２改質層とをウエハの内部に形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－６３９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、レーザ加工が行われるウエハには、レーザ加工にともなう熱ダメージであるスプラッシュダメージが生じる場合がある。こうしたスプラッシュダメージは、分割ラインが交差する交差部において生じやすい。特許文献１では、分割ラインの交差部において、一方の分割ラインについては非加工領域としているものの、スプラッシュダメージを低減しつつ、分割ラインに沿ったウエハの分割を精度よく行ううえで改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するレーザ加工方法は、分割ラインに沿ってレーザを照射してウエハの内部に改質層を形成する。レーザ加工方法は、第１方向に延びる第１分割ラインに沿って改質層を形成する第１レーザ加工工程と、前記第１レーザ加工工程の後に行われ、前記第１方向と交差する第２方向に延びて前記第１分割ラインと交差する第２分割ラインに沿って改質層を形成する第２レーザ加工工程と、を備える。前記第２レーザ加工工程では、前記ウエハの厚み方向における位置が異なる第１改質層と第２改質層とが形成されるとともに、前記第１分割ラインと前記第２分割ラインとの交差部において、前記第２方向における前記第１分割ラインとの間の距離を前記第１改質層と前記第２改質層とで異ならせる。
【０００６】
上記課題を解決するレーザ加工装置は、ウエハを支持するワークテーブルと、前記ウエハにレーザを照射するレーザ照射部と、前記ワークテーブルと前記レーザ照射部とを相対移動させる相対移動機構と、前記ウエハの内部に分割ラインに沿った改質層が形成されるように、前記レーザ照射部および前記相対移動機構を制御する制御装置と、を備えるレーザ加工装置であって、前記制御装置は、第１方向に延びる第１分割ラインに沿って改質層を形成する第１レーザ加工処理と、前記第１レーザ加工処理の後に、前記第１方向と交差する第２方向に延びて前記第１分割ラインと交差する第２分割ラインに沿って改質層を形成する第２レーザ加工処理と、を実行し、前記第２レーザ加工処理では、前記ウエハの厚み方向における位置が異なる第１改質層と第２改質層とを形成するとともに、前記第１分割ラインと前記第２分割ラインとの交差部において、前記第２方向における前記第１分割ラインとの間の距離を前記第１改質層と前記第２改質層とで異ならせる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、レーザ加工に起因するウエハのスプラッシュダメージを低減しつつ、分割ラインに沿ったウエハの分割を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態において、レーザ加工方法の一実施形態を用いたレーザ加工が行われるウエハを模式的に示す平面図である。
図２は、第１実施形態において、レーザ加工装置の一実施形態の概略構成とともに第１分割ラインに沿って第１改質層および第２改質層が形成されたウエハを模式的に示す図である。
図３は、第１実施形態において、レーザ加工装置の電気的な構成を示す機能ブロック図である。
図４は、第１実施形態において、レーザ加工方法の一実施形態の手順を示すフローチャートである。
図５は、第１実施形態において、第１レーザ加工処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図６は、第１実施形態において、第２レーザ加工処理の手順の一例を示すフローチャートである。
第１実施形態において、図７（ａ）は第２レーザ加工処理において第１改質層に関するＯＦＦ位置を模式的に示す図であり、図７（ｂ）は第２レーザ加工処理において第１改質層に関するＯＮ位置を模式的に示す図である。
第１実施形態において、図８（ａ）は第２レーザ加工処理において第２改質層に関するＯＦＦ位置を模式的に示す図であり、図８（ｂ）は第２レーザ加工処理において第２改質層に関するＯＮ位置を模式的に示す図である。
図９は、第２実施形態において、レーザ加工装置の電気的な構成を示す機能ブロック図である。
図１０は、第２実施形態において、レーザ加工装置の電気的な構成を示す機能ブロック図である。
図１１は、第３実施形態において、第２レーザ加工工程における加工方向を模式的に示す図である。
第３実施形態において、図１２（ａ）は＋Ｘ方向にワークテーブルを移動させながら第１改質層が形成される様子を模式的に示す図であり、図１２（ｂ）は－Ｘ方向にワークテーブルを移動させながら第１改質層が形成される様子を模式的に示す図である。
第３実施形態において、図１３（ａ）は＋Ｘ方向にワークテーブルを移動させながら第２改質層が形成される様子を模式的に示す図であり、図１３（ｂ）は－Ｘ方向にワークテーブルを移動させながら第２改質層が形成される様子を模式的に示す図である。
図１４は、変形例において、第３改質層および第４改質層が形成されたウエハの一例を示す断面図である。
図１５は、変形例において、第５改質層および第６改質層が形成されたウエハの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
図１～図８を参照して、レーザ加工方法の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、ウエハ１０は、第１方向Ｄ１に延びる第１分割ライン１１と第２方向Ｄ２に延びる第２分割ライン１２とで構成される格子状の分割ラインに沿って分割されることにより個々のチップに分割される。ウエハ１０において、半導体装置や電子部品等の各種素子が形成される表面をデバイス面１０ａといい、デバイス面１０ａの反対側の面を裏面１０ｂ（図２参照）という。また、第１分割ライン１１と第２分割ライン１２とが交差する部分を交差部１３という。
【００１０】
なお、以下では、ウエハ１０のデバイス面１０ａおよび裏面１０ｂが延びる面方向をＸＹ方向、ＸＹ方向における１つの方向をＸ方向、ＸＹ方向においてＸ方向に直交する方向をＹ方向という。Ｘ方向は、各工程において加工対象となる分割ラインが延びる方向である。Ｘ方向については、場合によって、図中の矢印が指す方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向という。また、ＸＹ方向に直交する方向をＺ方向という。Ｚ方向は、ウエハ１０の厚み方向である。
（【００１１】以降は省略されています）

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