特許 5770677 ウェーハの加工方法

(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】5770677

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年8月26日

(54)【発明の名称】ウェーハの加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20150806BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20150806BHJP

   B23K 26/40 20140101ALI20150806BHJP

   B23K 26/38 20140101ALI20150806BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 Q

   H01L21/78 V

   H01L21/78 M

   H01L21/78 B

   H01L21/78 X

   H01L21/304 631

   H01L21/304 622J

   B23K26/40

   B23K26/38 320

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-106940(P2012-106940)

(22)【出願日】2012年5月8日

(65)【公開番号】特開2013-235940(P2013-235940A)

(43)【公開日】2013年11月21日

【審査請求日】2014年4月10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】カール・プリワッサ

【審査官】 細川 翔多

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０２３６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４６１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２８５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１２３５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３２４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−００１０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００４５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２４２０５２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２３Ｋ ２６／４０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の分割予定ラインにより区画された領域に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と前記デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とから表面が構成されるウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、
外周領域のみにリング状粘着層を有しウェーハの表面全面を覆うリング粘着テープをウェーハ表面の前記外周余剰領域に前記リング状粘着層を位置付けて、ウェーハの表面に前記リング粘着テープを貼着するテープ貼着工程と、
前記テープ貼着工程の後に、前記リング粘着テープ側を保持テーブルに保持して、ウェーハの裏面からウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを前記分割予定ラインに沿って照射して、前記分割予定ラインに沿ってウェーハ内部に改質層を形成する改質層形成工程と、
前記改質層形成工程の後に、ウェーハの裏面側に保護テープを貼着するとともに前記ウェーハ表面から前記リング粘着テープを剥離するリング粘着テープ剥離工程と、
前記リング粘着テープ剥離工程の後に、ウェーハに外力を付与して前記改質層を起点にウェーハを前記分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する分割工程と、
から構成されるウェーハの加工方法。

【請求項2】

前記テープ貼着工程の後で前記改質層形成工程の前に、前記リング粘着テープ側を保持テーブルに保持して、研削手段によりウェーハ裏面を研削し、研磨手段によりウェーハ裏面を研磨する研削研磨工程を含む、請求項１記載のウェーハの加工方法。

【請求項3】

前記リング粘着テープ剥離工程における前記保護テープはエキスパンド性を有する部材で形成されており、
前記分割工程の後に、前記保護テープを拡張して隣接する前記デバイスの間隔を拡張するエキスパンド工程を含む、請求項１又は２記載のウェーハの加工方法。

【請求項4】

前記改質層形成工程では、前記リング粘着テープにリングフレームに張られた支持テープが貼着されており、
前記リング粘着テープ剥離工程では、ウェーハの表面側から前記支持テープと共に前記リング粘着テープが剥離される請求項１から３のいずれかに記載のウェーハの加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表面に微細構造を有するウェーハを分割するウェーハの加工方法に関し、特にＭＥＭＳウェーハ及びＣＭＯＳウェーハを分割するウェーハの加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

表面に複数のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスが形成されたウェーハは、表面を区画する分割予定ラインに沿って分割されることで、個々のデバイスチップに分割される。このようなＭＥＭＳウェーハは、ブレードダイシングにより切削されると、ＭＥＭＳデバイスの微細構造で切削水が飛散して微細構造が破損するおそれがあった。このため、表面に保護テープを貼着したＭＥＭＳウェーハに対して裏面側からレーザ光線を照射して分割する方法が提案されている（特許文献１参照）。

【0003】

また、表面にＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子が形成されたウェーハの場合には、ブレードダイシングにより切削されると、切削屑等が表面に付着してデバイス不良となるおそれがあった。このため、ＣＭＯＳウェーハ等の表面に対しても保護テープを貼着して切削する方法が採用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１４０３４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、ＭＥＭＳデバイス側に保護テープが貼着されると、ＭＥＭＳウェーハから保護テープを剥離する際に、粘着層の粘着力によってＭＥＭＳのデバイス構造が破損されるという問題があった。また、ＣＭＯＳウェーハから保護テープを剥離する際には、粘着層が固体撮像素子に付着してデバイス不良が引き起こされる問題があった。

【0006】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ウェーハの表面側に破損及び汚染を生じさせることなく、ウェーハを個々のデバイスチップに分割できるウェーハの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】

本発明のウェーハの加工方法は、複数の分割予定ラインにより区画された領域に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と前記デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とから表面が構成されるウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、外周領域のみにリング状粘着層を有しウェーハの表面全面を覆うリング粘着テープをウェーハ表面の前記外周余剰領域に前記リング状粘着層を位置付けて、ウェーハの表面に前記リング粘着テープを貼着するテープ貼着工程と、前記テープ貼着工程の後に、前記リング粘着テープ側を保持テーブルに保持して、ウェーハの裏面からウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを前記分割予定ラインに沿って照射して、前記分割予定ラインに沿ってウェーハ内部に改質層を形成する改質層形成工程と、前記改質層形成工程の後に、ウェーハの裏面側に保護テープを貼着するとともに前記ウェーハ表面から前記リング粘着テープを剥離するリング粘着テープ剥離工程と、前記リング粘着テープ剥離工程の後に、ウェーハに外力を付与して前記改質層を起点にウェーハを前記分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する分割工程と、から構成される。

【0008】

この構成によれば、複数のデバイスが形成されたデバイス領域がリング粘着テープによって保護されるため、デバイス領域を傷つけることなくウェーハ内部に改質層を形成することができる。この場合、ウェーハ表面の外周余剰領域にのみリング粘着テープのリング状粘着層が位置付けられるため、ウェーハの表面のデバイス領域にリング状粘着層が付着することがない。よって、ウェーハの表面からリング粘着テープを剥離する際に、リング状粘着層によってデバイス領域に破損及び汚染が生じることがない。

【0009】

また、本発明の上記ウェーハの加工方法において、前記テープ貼着工程の後で前記改質層形成工程の前に、前記リング粘着テープ側を保持テーブルに保持して、研削手段によりウェーハ裏面を研削し、研磨手段によりウェーハ裏面を研磨する研削研磨工程を含んでいる。

【0010】

また、本発明の上記ウェーハの加工方法において、前記リング粘着テープ剥離工程における前記保護テープはエキスパンド性を有する部材で形成されており、前記分割工程の後に、前記保護テープを拡張して隣接する前記デバイスの間隔を拡張するエキスパンド工程を含んでいる。さらに、本発明の上記ウェーハの加工方法において、前記改質層形成工程では、前記リング粘着テープにリングフレームに張られた支持テープが貼着されており、前記リング粘着テープ剥離工程では、ウェーハの表面側から前記支持テープと共に前記リング粘着テープが剥離される。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、ウェーハの外周余剰領域にリング粘着テープの外周領域のリング状粘着層を位置付けて貼着することで、ウェーハのデバイス領域の破損及び汚染を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】リング粘着テープ及びウェーハの斜視図である。

【図2】研削装置の斜視図である。

【図3】レーザ加工装置の斜視図である。

【図4】拡張装置の斜視図である。

【図5】第１の実施の形態に係るウェーハの加工方法の流れの説明図である。

【図6】第２の実施の形態に係るウェーハの加工方法の流れの説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付の図面を参照して、第１の本実施の形態に係るウェーハの加工方法について説明する。第１の実施の形態に係る加工方法を用いたウェーハの分割は、テープ貼着工程、研削装置及び研磨装置による研削研磨工程、レーザ装置による改質層形成工程、テープ貼替装置によるリング粘着テープ剥離工程、拡張装置による分割工程を経て実施される。テープ貼着工程では、複数のデバイスが形成されたウェーハの表面にリング粘着テープが貼着される。リング粘着テープは、外周領域にのみ粘着層を有するため、ウェーハ中央のデバイス領域に粘着層が付着することがない。

【0014】

研削研磨工程では、ウェーハの裏面が所定厚みまで研削された後、薄化されたウェーハの裏面が研磨される。改質層形成工程では、ウェーハの裏面側からレーザ光線が照射されて、ウェーハの内部に分割予定ラインに沿った改質層が連続的に形成される。リング粘着テープ剥離工程では、ウェーハの裏面側に保護テープが貼着されると共に、ウェーハの表面側からリング粘着テープが剥離される。分割工程では、ウェーハに対して外力が付与され、改質層を起点としてウェーハが個々のデバイスチップに分割される。以下、本実施の形態に係るウェーハの加工方法の詳細について説明する。

【0015】

図１を参照して、テープ貼着工程でウェーハに貼着されるリング粘着テープについて説明する。なお、テープ貼着工程におけるリング粘着テープの貼着は、オペレータによって手動で行われてもよいし、不図示のテープ貼着装置で行われてもよい。

【0016】

図１に示すように、ウェーハＷは、略円板状に形成されており、表面に格子状に配列された図示しない分割予定ラインによって複数の領域に区画されている。分割予定ラインによって区画された各領域には、ウェーハＷの中央に複数のデバイス６０１が形成されている。ウェーハＷの表面は、複数のデバイス６０１が形成されたデバイス領域６０２と、デバイス領域６０２を囲む外周余剰領域６０３とから形成されている。外周余剰領域６０３には、結晶方位を示すノッチ６０４が形成されている。

【0017】

なお、本実施の形態においては、ウェーハＷとして表面にＭＥＭＳデバイスが形成されたＭＥＭＳウェーハを例に挙げて説明するが、この構成に限定されるものではない。ウェーハＷは、表面に固体撮像素子として、ＣＭＯＳが形成されたＣＭＯＳウェーハでもよい。また、ウェーハＷは、シリコン基板にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されたシリコンウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア系の無機材料基板にＬＥＤ等の光デバイスが形成された光デバイスウェーハでもよい。

【0018】

リング粘着テープ６１１は、ポリオレフィン等によりウェーハＷの外径と略同一な円形状に形成されており、外周領域にリング状粘着層６１２が塗布されている。リング状粘着層６１２は、ＵＶ照射で硬化する成分を含むアクリル系樹脂によって形成されている。このリング状粘着層６１２は、リング粘着テープ６１１が貼着されるウェーハＷの外周余剰領域６０３に収まるように塗布されている。このリング粘着テープ６１１がウェーハＷの表面に貼着されることで、粘着剤をデバイス領域６０２に付着させることなく、デバイス領域６０２が保護される。ウェーハＷは、リング粘着テープ６１１が貼着された後で研削装置１００に搬入される。

【0019】

なお、本実施の形態においては、リング粘着テープ６１１がウェーハＷと略同一形状に形成される構成としたが、この構成に限定されない。リング粘着テープ６１１は、ウェーハＷの表面全体を覆い、ウェーハＷの外周余剰領域６０３に付着されるリング状粘着層６１２が塗布されていればよい。また、リング状粘着層６１２は、外部刺激により硬化する液状樹脂で形成される構成であればよく、例えば、熱硬化する熱硬化樹脂で形成されてもよい。ここでいう外部刺激とは、紫外線や熱だけでなく、その他放射線、電子線、電界、化学反応等の少なくともいずれかによる刺激をいう。

【0020】

図２を参照して、研削研磨工程において、ウェーハを薄化する研削装置及びウェーハを研磨する研磨装置について説明する。なお、研磨装置は、研削装置と略同様な構成であるため、相違点についてのみ説明する。なお、研削装置及び研磨装置は、図２に示す構成に限定されない。研削装置は、ウェーハを薄化可能であればよく、研磨装置は、ウェーハを研磨可能であれば、どのような構成でもよい。

【0021】

図２に示すように、研削装置１００は、ウェーハＷが保持されたチャックテーブル１０２と研削ホイール１３１とを相対回転させることで、ウェーハＷを研削するように構成されている。研削装置１００は、略直方体状の基台１０１を有している。基台１０１の上面の前方側には、研削装置１００に対する指示を受け付ける操作パネル１１１が設けられている。また、基台１０１の上面には、操作パネル１１１の後方に、Ｘ軸方向に延在する開口部１１２が形成され、開口部１１２の後方に研削ユニット１０３を支持する壁部１１３が立設されている。

【0022】

開口部１１２は、チャックテーブル１０２と共に移動可能な移動板１２１および蛇腹状の防水カバー１２２により覆われている。防水カバー１２２の下方には、チャックテーブル１０２を前後方向に移動させる不図示のボールねじ式の移動機構が設けられている。チャックテーブル１０２は、ウェーハＷが供給される供給位置と研削ユニット１０３に臨む加工位置との間をＸ軸方向に往復動される。

【0023】

チャックテーブル１０２は、円板状に形成されており、移動板１２１の上面に回転可能に設けられている。チャックテーブル１０２の上面には、ポーラスセラミックス材により吸着面１２３が形成されている。ウェーハＷは、デバイス保護用のリング粘着テープ６１１が貼着された表面を下向きにして、チャックテーブル１０２に吸着保持される。

【0024】

壁部１１３の前面には、研削ユニット１０３を上下方向に移動させる研削ユニット移動機構１０４が設けられている。研削ユニット移動機構１０４は、上下方向に延在する互いに平行な一対のガイドレール１４１と、一対のガイドレール１４１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル１４２とを有している。Ｚ軸テーブル１４２の背面側には、不図示のナット部が形成され、このナット部にボールネジ１４３が螺合されている。ボールネジ１４３の一端には駆動モータ１４４が連結され、駆動モータ１４４によりボールネジ１４３が回転駆動される。

【0025】

Ｚ軸テーブル１４２の前面には、支持部１４５を介して研削ユニット１０３が支持されている。研削ユニット１０３は、円筒状のスピンドル１３２の下部に複数の研削砥石１３３が固定された研削ホイール１３１が装着されている。研削砥石１３３は、例えば、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成されている。研削砥石１３３は、スピンドル１３２の駆動に伴ってＺ軸回りに高速回転される。そして、研削砥石１３３の研削面とウェーハＷの裏面とが平行状態で回転接触させることで、ウェーハＷが所定の厚みまで研削される。

【0026】

研削装置１００によって薄化されたウェーハＷは、不図示の研磨装置に搬入される。研磨装置は、フェルトに砥粒を分散して適宜のボンド剤で固定したフェルト砥石からなる研磨工具を用いるドライポリッシュやＣＭＰで研磨を行ってもよい。研磨装置は、薄化されたウェーハＷの裏面を研磨して、後段の改質層形成工程でウェーハＷの裏面側から照射されるレーザ光線の散乱を抑制している。

【0027】

また、裏面研磨されたウェーハＷは、リング粘着テープ６１１側を下向きにして、リングフレーム６３１に張られた支持テープ６３２に貼着される（図３参照）。支持テープ６３２に貼着されたウェーハＷは、レーザ加工装置２００に搬入される。

【0028】

図３を参照して、改質層形成工程においてウェーハの内部に改質層を形成するレーザ加工装置について説明する。なお、レーザ加工装置は、図３に示す構成に限定されない。レーザ加工装置は、ウェーハ内部に改質層を形成可能であれば、どのような構成でもよい。

【0029】

図３示すように、レーザ加工装置２００は、レーザビームを照射するレーザ加工ユニット２０３とウェーハＷを保持したチャックテーブル２０２とを相対移動させてウェーハＷを加工するように構成されている。レーザ加工装置２００は、直方体状の基台２０１を有している。基台２０１の上面には、チャックテーブル２０２をＸ軸方向に加工送りすると共に、Ｙ軸方向に割出送りするチャックテーブル移動機構２０４が設けられている。チャックテーブル移動機構２０４の後方には、壁部２１１が立設されている。壁部２１１の前面からはアーム部２１２が突出しており、アーム部２１２にはチャックテーブル２０２に対向するようにレーザ加工ユニット２０３が支持されている。

【0030】

チャックテーブル移動機構２０４は、基台２０１の上面に配置されたＸ軸方向に平行な一対のガイドレール２４１と、一対のガイドレール２４１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＸ軸テーブル２４２とを有している。また、チャックテーブル移動機構２０４は、Ｘ軸テーブル２４２上面に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール２４３と、一対のガイドレール２４３にスライド可能に設置されたモータ駆動のＹ軸テーブル２４４とを有している。

【0031】

Ｙ軸テーブル２４４の上部には、チャックテーブル２０２が設けられている。なお、Ｘ軸テーブル２４２、Ｙ軸テーブル２４４の背面側には、それぞれ図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ２４５、２４６が螺合されている。そして、ボールネジ２４５、２４６の一端部に連結された駆動モータ２４７、２４８が回転駆動されることで、チャックテーブル２０２がガイドレール２４１、２４３に沿ってＸ軸方向及びＹ軸方向に移動される。

【0032】

チャックテーブル２０２は、円板状に形成されており、θテーブル２２１を介してＹ軸テーブル２４４の上面に回転可能に設けられている。チャックテーブル２０２の上面には、ポーラスセラミックス材によりウェーハＷを保持する吸着面２２２が形成されている。チャックテーブル２０２の周囲には、一対の支持アームを介して４つのクランプ部２２３が設けられている。４つのクランプ部２２３がアクチュエータにより駆動されることで、ウェーハＷの周囲のリングフレーム６３１が四方から挟持固定される。

【0033】

レーザ加工ユニット２０３は、アーム部２１２の先端に設けられた加工ヘッド２３１を有している。アーム部２１２及び加工ヘッド２３１内には、レーザ加工ユニット２０３の光学系が設けられている。加工ヘッド２３１は、発振器から発振されたレーザビームを集光レンズによって集光し、チャックテーブル２０２上に保持されたウェーハＷをレーザ加工する。この場合、レーザビームは、ウェーハＷに対して透過性を有する波長で照射され、ウェーハＷの内部に集光するように調整される。

【0034】

このレーザビームの照射によりウェーハＷの内部に分割起点となる改質層６４１（図５参照）が形成される。改質層６４１は、レーザビームの照射によってウェーハＷの内部の密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲と異なる状態となり、周囲よりも強度が低下する領域のことをいう。改質層６４１は、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域であり、これらが混在した領域でもよい。

【0035】

このように構成されたレーザ加工装置２００では、Ｙ軸テーブル２４４の移動によって加工ヘッド２３１の射出口がウェーハＷの分割予定ラインに位置合わせされる。そして、加工ヘッド２３１からレーザビームを照射した状態でＸ軸テーブル２４２が移動されることで、ウェーハＷの内部に分割予定ラインに沿った改質層６４１が形成される。改質層６４１が形成されたウェーハＷは、リング粘着テープ剥離工程で用いられる不図示のテープ貼替装置に搬入される。

【0036】

テープ貼替装置では、ウェーハＷの裏面側にエキスパンド性を有する保護テープ６５１が貼着され、ウェーハＷの表面側から支持テープ６３２と共にリング粘着テープ６１１が剥離される（図５Ｄ参照）。このシートの貼替作業によって、ウェーハＷの上面Ｗ１側のデバイス領域６０２が露出されると共に、後段の分割加工時に被保持面となるウェーハＷの裏面Ｗ２が保護テープ６５１で保護される。

【0037】

このリング粘着テープ６１１の剥離時には、リング状粘着層６１２がウェーハＷの外周余剰領域６０３に付着されているため、リング状粘着層６１２によってデバイス領域６０２に破損及び汚染が生じることがない。なお、テープの貼着作業と剥離作業は、それぞれ個別の装置で行われてもよい。テープが貼り替えられたウェーハＷは、デバイス６０１が形成された表面を上に向けて、拡張装置３００に搬入される。

【0038】

図４を参照して、分割工程において、保護テープを拡張してウェーハを分割する拡張装置について説明する。なお、拡張装置は、図４に示す構成に限定されない。拡張装置は、改質層を分割起点としてウェーハを分割可能であれば、どのような構成でもよい。

【0039】

図４に示すように、拡張装置３００は、リングフレーム６３１が支持される環状テーブル３０２を拡張ドラム３０３に対して上下に相対移動させることで、保護テープ６５１を拡張できるように構成されている。拡張装置３００は略円板状の基台３０１を備えており、基台３０１の上面中央には円筒状の拡張ドラム３０３が設けられている。基台３０１の上面には、拡張ドラム３０３の外周を囲うように４つの昇降機構３０４が設けられている。

【0040】

各昇降機構３０４は、シリンダケース３４１及びピストンロッド３４２で構成されており、ピストンロッド３４２の上端部には環状テーブル３０２が連結されている。環状テーブル３０２にリングフレーム６３１が載置されると、ウェーハＷが拡張ドラム３０３の上方に位置付けられる。環状テーブル３０２の周囲には、リングフレーム６３１を四方から挟持固定する４つのクランプ部３２１が設けられている。また、拡張ドラム３０３の上方には、各チップを吸着可能なピックアップコレット５００が配置されている。

【0041】

拡張ドラム３０３の外径はリングフレーム６３１の内径より小さくなっており、拡張ドラム３０３の内径はウェーハＷの外径より大きくなっている。このため、拡張ドラム３０３の上端部は、ウェーハＷの外縁部とリングフレーム６３１の内縁部との間に位置付けられる。ウェーハＷの裏面には保護テープ６５１が貼着されているので、拡張ドラム３０３の上端部がウェーハＷの外縁部とリングフレーム６３１の内縁部との間で保護テープ６５１に当接される。

【0042】

このように構成された拡張装置３００では、リングフレーム６３１が保持された環状テーブル３０２を昇降機構３０４により下降させる。そして、拡張ドラム３０３が環状テーブル３０２に対して相対的に上昇され、保護テープ６５１が上方に押し上げられて拡張される。保護テープ６５１が拡張されると、ウェーハＷの内部に形成された改質層６４１に外力が付与される。ウェーハＷは、分割予定ラインに沿って形成された改質層６４１を分割起点として、個々のデバイスチップ６６１に分割される（図５Ｅ参照）。分割されたデバイスチップ６６１は、保護テープ６５１の拡張によってチップ間隔が広げられた後、ピックアップコレット５００に吸着されて保護テープ６５１から剥離される。

【0043】

図５を参照して、第１の実施の形態に係るウェーハの加工方法の流れについて説明する。なお、図５Ａから図５Ｅに示す各工程は、あくまでも一例に過ぎず、この構成に限定されるものではない。

【0044】

まず、図５Ａに示すテープ貼着工程が実施される。テープ貼着工程では、ウェーハＷのデバイス領域６０２が形成された表面Ｗ１に対して、リング粘着テープ６１１が貼着される。リング粘着テープ６１１には、ウェーハＷの外周余剰領域６０３に対応した外周領域にのみリング状粘着層６１２が塗布されているので、ウェーハＷのデバイス領域６０２に粘着剤が付着することがない。また、ウェーハＷのデバイス領域６０２は、リング粘着テープ６１１のリング状粘着層６１２が塗布されていない領域によって保護される。なお、テープ貼着工程は、オペレータによる手作業で行われてもよいし、不図示のテープ貼着装置によって行われてもよい。

【0045】

次に、図５Ｂに示す研削研磨工程が実施される。研削研磨工程では、ウェーハＷのリング粘着テープ６１１側がチャックテーブル１０２によって保持される。そして、研削砥石１３３が回転しながらチャックテーブル１０２に近付けられ、研削砥石１３３がウェーハＷの裏面Ｗ２に押し当てられて研削加工が行われる。ウェーハＷが所望の厚みまで薄化されると、引き続き研磨砥石によってウェーハＷの裏面Ｗ２に研磨加工が行われる。ウェーハＷが薄化されると共にウェーハＷの裏面Ｗ２が研磨されることで、改質層６４１の形成に適したウェーハＷが形成される。薄化されたウェーハＷの表面Ｗ１側には、リング粘着テープ６１１を介してリングフレーム６３１に張られた支持テープ６３２に貼着される。

【0046】

次に、図５Ｃに示す改質層形成工程が実施される。改質層形成工程では、ウェーハＷの支持テープ６３２側がチャックテーブル２０２によって保持される。また、加工ヘッド２３１の射出口がウェーハＷの分割予定ラインに位置付けられると共に、レーザ光線の集光点がウェーハＷの内部に調整される。そして、レーザ光線の集光点を調整しつつ、ウェーハＷを保持したチャックテーブル２０２がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動されることで、ウェーハＷの内部に分割予定ラインに沿った所定の厚みの改質層６４１が形成される。このとき、ウェーハＷの裏面Ｗ２が研磨されているため、ウェーハＷの裏面Ｗ２側から照射されるレーザ光線の散乱が抑制される。

【0047】

次に、図５Ｄに示すリング粘着テープ剥離工程が実施される。リング粘着テープ剥離工程では、ウェーハＷの裏面Ｗ２側に保護テープ６５１が貼着されると共に、ウェーハＷの表面Ｗ１側から支持テープ６３２とリング粘着テープ６１１とが剥離される。リング粘着テープ６１１のリング状粘着層６１２は、ウェーハＷの表面Ｗ１のデバイス領域６０２には付着していないので、粘着力によってデバイス６０１を破損させたり、デバイス６０１上に付着した状態で残存したりすることがない。

【0048】

次に、図５Ｅに示す分割工程が実施される。分割工程では、リングフレーム６３１がクランプ部３２１によって環状テーブル３０２に保持される。そして、拡張ドラム３０３が環状テーブル３０２に対して相対的に上昇されることで保護テープ６５１が拡張され、ウェーハＷの改質層６４１に対して外力が付与される。ウェーハＷは、改質層６４１を分割起点として個々のデバイスチップ６６１に分割される。ウェーハＷの分割後も保護テープ６５１が拡張されて、デバイスチップ６６１が保護テープ６５１から剥離し易いようにデバイスチップ６６１のチップ間隔が広げられる。デバイスチップ６６１のチップ間隔が広がると、ピックアップコレット５００にデバイスチップ６６１が吸着されて保護テープ６５１から剥離される。

【0049】

以上のように、第１の実施の形態に係るウェーハＷの加工方法によれば、デバイス領域６０２がリング粘着テープ６１１によって保護されるため、デバイス領域６０２を傷つけることなくウェーハＷの内部に改質層６４１を形成できる。この場合、ウェーハＷの表面の外周余剰領域６０３にのみリング粘着テープ６１１のリング状粘着層６１２が位置付けられるため、ウェーハＷの表面のデバイス領域６０２にリング状粘着層６１２が付着することがない。よって、ウェーハＷの表面からリング粘着テープ６１１を剥離する際に、粘着層の粘着力によってＭＥＭＳのデバイス構造が破損されることがない。

【0050】

続いて、第２の本実施の形態に係るウェーハの加工方法について説明する。第２の実施の形態に係る加工方法を用いたウェーハの分割は、テープ貼着工程、研削装置及び研磨装置による研削研磨工程、レーザ装置による改質層形成工程、テープ貼替装置によるリング粘着テープ剥離工程、ブレーキング装置による分割工程、拡張装置によるエキスパンド工程を経て実施される。第２の実施の形態は、分割工程をブレーキング装置で行い、分割後のウェーハを拡張装置で拡張する点について、第１の実施の形態について相違している。

【0051】

図６を参照して、第２の実施の形態に係るウェーハの加工方法の流れについて説明する。なお、図６Ａから図６Ｆに示す各工程は、あくまでも一例に過ぎず、この構成に限定されるものではない。なお、図６Ａから図６Ｄに示す各工程は、図５Ａから図５Ｄに示す各工程と同一であるので、ここでは説明を省略する。また、第２の実施の形態では、ブレーキング装置を用いた分割加工を実施するため、比較的破損し易いＭＥＭＳウェーハの分割には適さない。ここでは、ウェーハとしてＭＥＭＳウェーハの代わりにＣＭＯＳウェーハを分割する場合について説明する。

【0052】

図６Ｅに示すように、テープが貼り替えられたウェーハＷは、デバイス６０１が形成された表面Ｗ１を下に向けて、ブレーキング装置４００に搬入される。ブレーキング装置４００は、環状テーブル４０２上に保持されたウェーハＷに対して押圧刃４０３を押し当てることで、改質層６４１を分割起点としてウェーハＷを分割するように構成されている。環状テーブル４０２は、不図示の移動機構によってＸ軸方向に移動されると共に、Ｚ軸回りに回転可能に構成されている。また、環状テーブル４０２に載置されたリングフレーム６３１は、環状テーブル４０２の四方に設けたクランプ部４２１によって保持される。

【0053】

環状テーブル４０２の下方には、ウェーハＷの表面保護用の支持基板６７１を支持する一対の支持刃４０５が設置されている。一対の支持刃４０５は、Ｙ軸方向に延在しており、一対の支持刃４０５の間には不図示の撮像部が設置されている。この撮像部によって一対の支持刃４０５の間から支持基板６７１を介してウェーハＷの表面Ｗ１が撮像される。一対の支持刃４０５の上方には、ウェーハＷ及び支持基板６７１を上方から押圧する押圧刃４０３が設けられている。押圧刃４０３は、Ｙ軸方向に延在しており、不図示の押圧機構によって上下動される。

【0054】

ブレーキング装置４００を用いた分割工程では、ウェーハＷが支持基板６７１を介して一対の支持刃４０５に載置されると共に、リングフレーム６３１がクランプ部４２１によって環状テーブル４０２に保持される。支持基板６７１は可視光を透過する材料で形成されており、撮像部によって支持基板６７１を介してウェーハＷの表面Ｗ１が撮像される。そして、撮像画像に基づいて一対の支持刃４０５の間かつ押圧刃４０３の直下に分割予定ラインが位置付けられ、押圧刃４０３が下降されることで改質層６４１を分割起点としてウェーハＷが分割される。ウェーハＷは、環状テーブル４０２のＸ軸方向への移動及び回転により、全ての分割予定ラインに押圧刃４０３が押し当てられることで個々のデバイスチップ６６１に分割される。

【0055】

次に、図６Ｆに示すエキスパンド工程が実施される。エキスパンド工程では、リングフレーム６３１がクランプ部３２１によって環状テーブル３０２に保持される。そして、拡張ドラム３０３が環状テーブル３０２に対して相対的に上昇されることで保護テープ６５１が拡張され、個々のデバイスチップ６６１のチップ間隔が広げられる。デバイスチップ６６１のチップ間隔が広がると、ピックアップコレット５００にデバイスチップ６６１が吸着されて保護テープ６５１から剥離される。

【0056】

以上のように、第２の実施の形態に係るウェーハＷの加工方法によれば、第１の実施の形態に係るウェーハＷの加工方法と同様に、デバイス領域６０２を傷つけることなくウェーハＷの内部に改質層６４１を形成できる。また、ウェーハＷの表面の外周余剰領域６０３にのみリング粘着テープ６１１のリング状粘着層６１２が位置付けられるため、ウェーハＷの表面Ｗ１のデバイス領域６０２にリング状粘着層６１２が付着することがない。よって、ウェーハＷの表面Ｗ１からリング粘着テープ６１１を剥離する際に、リング状粘着層６１２によって固体撮像素子に粘着層が付着して、デバイス不良が引き起こされることがない。

【0057】

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。

【0058】

例えば、上記第１、第２の実施の形態において、研削研磨工程を有する工程としたが、この工程は必ずしも必要ではない。ウェーハＷの内部に改質層６４１を形成できれば、研削研磨工程を省略してもよい。また、研削研磨工程の研削加工及び研磨加工のいずれか一方だけを実施するようにしてもよい。

【0059】

また、第１の実施の形態において、改質層形成工程がレーザ加工装置、研削研磨工程が研削装置及び研磨装置、リング粘着テープ剥離工程がテープ貼替装置、分割工程が拡張装置で行われるが、一部の工程又は全ての工程が１つの装置で行われてもよい。また、第２の実施の形態において、改質層形成工程がレーザ加工装置、研削研磨工程が研削装置及び研磨装置、リング粘着テープ剥離工程がテープ貼替装置、分割工程がブレーキング装置、エキスパンド工程が拡張装置で行われるが、一部の工程又は全ての工程が１つの装置で行われてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0060】

以上説明したように、本発明は、ウェーハの表面側に破損及び汚染を生じさせることなく、ウェーハを個々のデバイスチップに分割できるという効果を有し、特に、ＭＥＭＳウェーハ及びＣＭＯＳウェーハを分割する加工方法に有用である。

【符号の説明】

【0061】

１００ 研削装置
１０２ チャックテーブル（保持テーブル）
１０３ 研削ユニット（研削手段）
２００ レーザ加工装置
２０２ チャックテーブル（保持テーブル）
２０３ レーザ加工ユニット
３００ 拡張装置
３０１ 基台
３０２ 環状テーブル
３０３ 拡張ドラム
４００ ブレーキング装置
４０２ 環状テーブル
４０３ 押圧刃
４０５ 支持刃
５００ ピックアップコレット
６０１ デバイス
６０２ デバイス領域
６０３ 外周余剰領域
６１１ リング粘着テープ
６１２ リング状粘着層
６４１ 改質層
６５１ 保護テープ
６６１ デバイスチップ
６７１ 支持基板
Ｗ ウェーハ
Ｗ１ 表面
Ｗ２ 裏面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】