特許 6305853 ウエーハの加工方法

(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】6305853

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】ウエーハの加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20180326BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20180326BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20180326BHJP

   B23K 26/364 20140101ALI20180326BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 Q

   H01L21/78 B

   H01L21/78 X

   H01L21/304 631

   B23K26/53

   B23K26/364

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-140432(P2014-140432)

(22)【出願日】2014年7月8日

(65)【公開番号】特開2016-18881(P2016-18881A)

(43)【公開日】2016年2月1日

【審査請求日】2017年5月16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】100075177

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 尚純

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100186897

【弁理士】

【氏名又は名称】平川 さやか

(74)【代理人】

【識別番号】100194629

【弁理士】

【氏名又は名称】小嶋 俊之

(72)【発明者】

【氏名】中村 勝

【審査官】 内田 正和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−８９７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８７４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−９９５２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２３Ｋ ２６／３６４

Ｂ２３Ｋ ２６／５３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の表面に積層された機能層が格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画され、該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの加工方法であって、
機能層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに幅方向中央の両側に沿って照射し、少なくとも２本のレーザー加工溝を形成することにより機能層を分割予定ラインに沿って分断するレーザー加工溝形成工程と、
基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの裏面側から分割予定ラインに沿って照射し、基板の内部に分割予定ラインに沿って破断起点となる改質層を形成する改質層形成工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。

【請求項2】

該改質層形成工程を実施した後に、ウエーハの基板の裏面にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程と、ダイシングテープを介してウエーハに外力を付与することにより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、請求項１記載のウエーハの加工方法。

【請求項3】

該改質層形成工程を実施する前または実施した後にウエーハの機能層の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、該保護部材貼着工程が実施された後にウエーハの基板の裏面を研削して所定の厚みに形成するとともにウエーハを改質層を破断起点として分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する裏面研削工程と、ウエーハの基板の裏面にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するとともにウエーハの機能層の表面に貼着されている保護部材を剥離するウエーハ支持工程とを実施する、請求項１記載のウエーハの加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板の表面に積層された機能層によってデバイスが形成されたウエーハを、デバイスを区画する複数の分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された機能層によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記デバイスが分割予定ラインによって区画されており、この分割予定ラインに沿って分割することによって個々の半導体デバイスを製造している。

【0003】

近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイスの処理能力を向上するために、シリコン等の基板の表面にＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が積層された機能層によって半導体デバイスを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。

【0004】

このような半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った分割は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物である半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された半導体ウエーハを切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。切削手段は、高速回転せしめられる回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって固定して形成されている。

【0005】

しかるに、上述したＬｏｗ−ｋ膜は、切削ブレードによってに切削することが困難である。即ち、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように非常に脆いことから、切削ブレードにより分割予定ラインに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離がデバイスにまで達しデバイスに致命的な損傷を与えるという問題がある。

【0006】

一方、近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を位置付けて被加工物に対して透過性を有する赤外光領域のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って改質層を連続的に形成し、この改質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、被加工物を分割するものである（例えば、特許文献１参照）。

【0007】

しかるに、表面に低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が積層されたウエーハを上述したレーザー加工方法を用いて分割しようとしても分割予定ラインに沿って確実に分割することができない。即ち、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を合わせてウエーハに対して透過性を有する赤外光領域のパルスレーザー光線を照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成した後に分割予定ラインに沿って外力を付与しても、低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）等の機能層を確実に破断することができない。また、ウエーハが分割予定ラインに沿って破断されたとしても機能層が剥離して個々の分割されたデバイスの品質を低下させるという問題がある。

【0008】

上述した問題を解消するために、機能層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射して機能層をアブレーション加工してレーザー加工溝を形成することによって除去し、その後、基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を基板の裏面側から分割予定ラインに対応する内部に位置付けて照射し、基板の内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成し、この改質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、ウエーハを分割する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特許第３４０８８０５号公報

【特許文献1】特開２０１２−８９７０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

而して、分割予定ラインに対応する内部に改質層を形成すると機能層を除去するために形成されたレーザー加工溝を避けるように改質層からクラックが成長し、ウエーハに外力を付与することにより個々のデバイスに分割すると分割予定ラインから外れた位置で分割され、デバイスの品質を低下させるという問題がある。

【0011】

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、基板の表面に低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）等の機能層が積層されたウエーハをデバイスを区画する分割予定ラインに沿って確実に分割することができるウエーハの加工方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に積層された機能層が格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画され、該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの加工方法であって、
機能層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに幅方向中央の両側に沿って照射し、少なくとも２本のレーザー加工溝を形成することにより機能層を分割予定ラインに沿って分断するレーザー加工溝形成工程と、
基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの裏面側から分割予定ラインに沿って照射し、基板の内部に分割予定ラインに沿って破断起点となる改質層を形成する改質層形成工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

【0013】

上記改質層形成工程を実施した後に、ウエーハの基板の裏面にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程と、ダイシングテープを介してウエーハに外力を付与することにより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。
また、上記改質層形成工程を実施する前または実施した後にウエーハの機能層の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、該保護部材貼着工程が実施された後にウエーハの基板の裏面を研削して所定の厚みに形成するとともにウエーハを改質層を破断起点として分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する裏面研削工程と、ウエーハの基板の裏面にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するとともにウエーハの機能層の表面に貼着されている保護部材を剥離するウエーハ支持工程とを実施する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によるウエーハの分割方法は、機能層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに幅方向中央の両側に沿って照射し、少なくとも２本のレーザー加工溝を形成することにより機能層を分割予定ラインに沿って分断するレーザー加工溝形成工程と、基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの裏面側から分割予定ラインに沿って照射し、基板の内部に分割予定ラインに沿って破断起点となる改質層を形成する改質層形成工程とを含んでおり、改質層形成工程において改質層が形成されると、ウエーハの基板には改質層からクラックが発生するが、このクラックは機能層を分断して形成された少なくとも２条のレーザー加工溝間の範囲で成長し、分割予定ラインから外れた領域には成長しない。従って、ウエーハに外力を付与することにより強度が低下せしめられている改質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する際に、改質層から発生したクラックが更に成長するが、このクラックは機能層を分断して形成された少なくとも２条のレーザー加工溝間の範囲で成長し、分割予定ラインから外れた領域には成長しないのでデバイスに達することはないため、分割予定ラインに沿って分割されたデバイスの品質を低下させることはない。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明によるウエーハの加工方法によって加工されるウエーハとしての半導体ウエーハを示す斜視図および要部拡大断面図。

【図2】本発明によるウエーハの加工方法におけるレーザー加工溝形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。

【図3】本発明によるウエーハの加工方法におけるレーザー加工溝形成工程の説明図。

【図4】本発明によるウエーハの加工方法における改質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。

【図5】本発明によるウエーハの加工方法における改質層形成工程の説明図。

【図6】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の説明図。

【図7】本発明によるウエーハの加工方法における分割工程を実施するためのテープ拡張装置の斜視図。

【図8】本発明によるウエーハの加工方法における分割工程の説明図。

【図9】本発明によるウエーハの加工方法におけるピックアップ工程の説明図。

【図10】本発明によるウエーハの加工方法における保護部材貼着工程の説明図。

【図11】本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程の説明図。

【図12】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の他の実施形態を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明によるウエーハの加工方法について添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

【0017】

図１の（a）および(b)には、本発明によるウエーハの加工方法によって加工される半導体ウエーハの斜視図および要部拡大断面図が示されている。図１の（a）および(b)に示す半導体ウエーハ２は、厚みが６００μmのシリコン等の基板２０の表面２０aに絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された機能層２１によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２がマトリックス状に形成されている。そして、各デバイス２２は、格子状に形成された分割予定ライン２３によって区画されている。なお、図示の実施形態においては、機能層２１を形成する絶縁膜は、ＳｉＯ２膜または、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなっており、厚みが１０μmに設定されている。

【0018】

上述した半導体ウエーハ２を分割予定ライン２３に沿って個々のデバイスに分割するには、先ず機能層２１に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ライン２３に幅方向中央の両側に沿って照射し、少なくとも２本のレーザー加工溝を形成することにより機能層２１を分割予定ライン２３に沿って分断するレーザー加工溝形成工程を実施する。このレーザー加工溝形成工程は、図２に示すレーザー加工装置３を用いて実施する。図２に示すレーザー加工装置３は、被加工物を保持するチャックテーブル３１と、該チャックテーブル３１上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３２と、チャックテーブル３１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段３３を具備している。チャックテーブル３１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図２において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図２において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。

【0019】

上記レーザー光線照射手段３２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング３２１を含んでいる。ケーシング３２１内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング３２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器３２２が装着されている。なお、レーザー光線照射手段３２は、集光器３２２によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段（図示せず）を備えている。

【0020】

上記レーザー光線照射手段３２を構成するケーシング３２１の先端部に装着された撮像手段３３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

【0021】

上述したレーザー加工装置３を用いて、機能層２１に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ライン２３に幅方向中央の両側に沿って照射し、少なくとも２本のレーザー加工溝を形成することにより機能層２１を分割予定ライン２３に沿って分断するレーザー加工溝形成工程について、図２および図３を参照して説明する。
先ず、上述した図２に示すレーザー加工装置３のチャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０b側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ２をチャックテーブル３１上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３１に保持された半導体ウエーハ２は、機能層２１の表面２１aが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。

【0022】

チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段３３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２３と、該分割予定ライン２３に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン２３に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。

【0023】

上述したアライメント工程を実施したならば、図３で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、図３の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２に形成された所定の分割予定ライン２３の一端(図３の（ａ）において左端)が集光器３２２の直下に位置するように位置付ける。このとき、分割予定ライン２３の幅方向中央から一方の側に５〜１０μｍの位置が集光器３２２の直下に位置するように位置付ける。次に、レーザー光線照射手段３２の集光器３２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３１を図３の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図３の（ｂ）で示すように分割予定ライン２３の他端（図３の（ｂ）において右端）が集光器３２２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３１の移動を停止する。このレーザー加工溝形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを分割予定ライン２３の表面付近に合わせる。

【0024】

次に、チャックテーブル３１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に１０〜２０μｍ移動する。この結果、分割予定ライン２３の幅方向中央から他方の側に５〜１０μｍの位置が集光器３２２の直下に位置付けられることになる。そして、レーザー光線照射手段３２の集光器３２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３１を図３の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめ、図３の（ａ）に示す位置に達したらパルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３１の移動を停止する。

【0025】

上述したレーザー加工溝形成工程を実施することにより、半導体ウエーハ２には図３の（c）に示すように機能層２１の厚さより深い、即ち基板２０に至る２条のレーザー加工溝２４、２４が形成される。この結果、機能層２１は、２条のレーザー加工溝２４、２４によって分断される。そして、上述したレーザー加工溝形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２３に沿って実施する。

【0026】

なお、上記レーザー加工溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：２Ｗ
繰り返し周波数 ：２００ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ６μｍ
加工送り速度 ：５００ｍｍ／秒

【0027】

上述したレーザー加工溝形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の基板２０に対して透過性を有する波長のレーザー光線を半導体ウエーハ２の基板２０の裏面２０b側から分割予定ライン２３に沿って照射し、基板２０の内部に分割予定ライン２３に沿って破断起点となる改質層を形成する改質層形成工程を実施する。この改質層形成工程は、図４に示すレーザー加工装置３０を用いて実施する。なお、レーザー加工装置３０は、上記図２に示すレーザー加工装置３と同様に構成されており、同一部材には同一符号を付して詳細な説明は省略する。レーザー加工装置３０を用いて実施する改質層形成行程について、図４及び図５を参照して説明する。

【0028】

先ず、図４に示すレーザー加工装置３０のチャックテーブル３１上に上記レーザー加工溝形成工程が実施された半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１a側を載置し、図示しない吸引手段を作動することによりチャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する。従って、チャックテーブル３１上に保持された半導体ウエーハ２は、基板２０の裏面２０ｂが上側となる。このようにして半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない移動機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。

【0029】

チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。このアライメント作業は、レーザー加工溝形成工程におけるアライメント作業と実質的に同様である。なお、このアライメント作業においては、半導体ウエーハ２の分割予定ライン２３が形成されている機能層２１の表面２１ａは下側に位置しているが、撮像手段３３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面２ｂから透かして分割予定ライン２３を撮像することができる。

【0030】

以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されている半導体ウエーハ２に形成されている分割予定ライン２３を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図５の（ａ）で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン２３の一端（図５の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の直下に位置付ける。このとき、分割予定ライン２３の幅方向中央位置が集光器３２２の直下に位置するように位置付ける。そして、集光器３２２から基板２０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３１を図５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図５の（ｂ）で示すように集光器３２２の照射位置が分割予定ライン２３の他端の位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３１の移動を停止する。この改質層形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ２の基板２０の内部に合わせることにより、図５の（ｂ）および図５の(c)に示すように半導体ウエーハ２の基板２０の内部に分割予定ライン２３に沿って改質層２５が形成される。このようして改質層２５が形成されると、図５の(c)に示すように半導体ウエーハ２の基板２０には改質層２５からクラック２６が発生するが、このクラック２６は機能層２１を分断して形成された２条のレーザー加工溝２４、２４間の範囲で成長し、分割予定ライン２３から外れた領域には成長しない。
上述した改質層形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２３に沿って実施する。

【0031】

上記改質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４スレーザー
波長 ：１０６４ｎｍ
出力 ：０．５W
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒

【0032】

上述した改質層形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０ｂにダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図６の（ａ）および（ｂ）に示すように上記改質層形成工程が実施された半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０ｂを環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着する。なお、図６の（ａ）および（b）に示す実施形態においては、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０ｂを貼着する例を示したが、半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０ｂにダイシングテープTを貼着するとともにダイシングテープTの外周部を環状のフレームFに同時に装着してもよい。

【0033】

上述したウエーハ支持工程を実施したならば、ダイシングテープTを介して半導体ウエーハ２に外力を付与することにより半導体ウエーハ２を個々のデバイスに分割する分割工程を実施する。この分割工程は、図７に示すテープ拡張装置４を用いて実施する。図７に示すテープ拡張装置４は、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段４１と、該フレーム保持手段４１に保持された環状のフレームFに装着されたダイシングテープTを拡張するテープ拡張手段４２と、ピックアップコレット４３を具備している。フレーム保持手段４１は、環状のフレーム保持部材４１１と、該フレーム保持部材４１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ４１２とからなっている。フレーム保持部材４１１の上面は環状のフレームFを載置する載置面４１１ａを形成しており、この載置面４１１ａ上に環状のフレームFが載置される。そして、載置面４１１ａ上に載置された環状のフレームFは、クランプ４１２によってフレーム保持部材４１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段４１は、テープ拡張手段４２によって上下方向に進退可能に支持されている。

【0034】

テープ拡張手段４２は、上記環状のフレーム保持部材４１１の内側に配設される拡張ドラム４２１を具備している。この拡張ドラム４２１は、環状のフレームFの内径より小さく該環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着される半導体ウエーハ２の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム４２１は、下端に支持フランジ４２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段４２は、上記環状のフレーム保持部材４１１を上下方向に進退可能な支持手段４２３を具備している。この支持手段４２３は、上記支持フランジ４２２上に配設された複数のエアシリンダ４２３aからなっており、そのピストンロッド４２３bが上記環状のフレーム保持部材４１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ４２３aからなる支持手段４２３は、図８の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材４１１を載置面４１１ａが拡張ドラム４２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図８の（b）に示すように拡張ドラム４２１の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。

【0035】

以上のように構成されたテープ拡張装置４を用いて実施する分割工程について図８を参照して説明する。即ち、半導体ウエーハ２が貼着されているダイシングテープTが装着された環状のフレームFを、図８の（ａ）に示すようにフレーム保持手段４１を構成するフレーム保持部材４１１の載置面４１１ａ上に載置し、クランプ４１２によってフレーム保持部材４１１に固定する（フレーム保持工程）。このとき、フレーム保持部材４１１は図８の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。

【0036】

上述したフレーム保持工程を実施したならば、図８の(b)に示すようにテープ拡張手段４２を構成する支持手段４２３としての複数のエアシリンダ４２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材４１１を拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材４１１の載置面４１１ａ上に固定されている環状のフレームFも下降するため、図８の（b）に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTは拡張ドラム４２１の上端縁に接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、ダイシングテープTに貼着されている半導体ウエーハ２は放射状に引張力が作用する。このように半導体ウエーハ２に放射状に引張力が作用すると、分割予定ライン２３に沿って形成された改質層２５は強度が低下せしめられているので、半導体ウエーハ２を構成する基板２０は強度が低下せしめられている改質層２５が破断起点となって分割予定ライン２３に沿って破断され個々のデバイス２２に分割される。この分割工程においては、上述した改質層形成工程において改質層２５から発生したクラック２６が更に成長するが、このクラック２６は機能層２１を分断して形成された２条のレーザー加工溝２４、２４間の範囲で成長し、分割予定ライン２３から外れた領域には成長しないのでデバイス２２に達することはないため、分割予定ライン２３に沿って分割されたデバイス２２の品質を低下させることはない。

【0037】

上述した分割工程を実施したならば、図９に示すようにピックアップコレット４３を作動してデバイス２２を吸着し、ダイシングテープTから剥離してピックアップする。なお、ピックアップ工程においては、個々のデバイス２２間の隙間Sが広げられているので、隣接するデバイス２２と接触することなく容易にピックアップすることができる。

【0038】

次に、上述した改質層形成工程が実施された半導体ウエーハ２を個々のデバイスに分割する他の実施形態について説明する。
先ず、上述した改質層形成工程が実施された半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。即ち、図１０に示すように半導体ウエーハ２を構成する機能層２１に形成されたデバイス２２を保護するために、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに保護部材としての保護テープ５を貼着する。この保護テープ５は、図示の実施形態においては厚さが１００μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート状基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ５μｍ程度塗布されている。なお、保護部材貼着工程は、上述した改質層形成工程を実施する前に実施してもよい。

【0039】

次に、半導体ウエーハ２の基板２０の裏面２０bを研削して所定の厚みに形成するとともに半導体ウエーハ２を改質層を破断起点として分割予定ライン２３に沿って個々のデバイスに分割する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図１１の(a)に示す研削装置６を用いて実施する。図１１の(a)に示す研削装置６は、被加工物を保持する保持手段としてのチャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１に保持された被加工物を研削する研削手段６２を具備している。チャックテーブル６１は、上面に被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない回転駆動機構によって図１１の(a)において矢印Aで示す方向に回転せしめられる。研削手段６２は、スピンドルハウジング６３と、該スピンドルハウジング６３に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル６４と、該回転スピンドル６４の下端に装着されたマウンター６５と、該マウンター６５の下面に取り付けられた研削ホイール６６とを具備している。この研削ホイール６６は、円環状の基台６７と、該基台６７の下面に環状に装着された研削砥石６８とからなっており、基台６７がマウンター６５の下面に締結ボルト６９によって取り付けられている。

【0040】

上述した研削装置６を用いて上記裏面研削工程を実施するには、図１１の(a)に示すようにチャックテーブル６１の上面（保持面）に半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに貼着されている保護テープ５側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２を保護テープ５を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル６１上に保持された半導体ウエーハ２は、基板２０の裏面２０bが上側となる。このようにチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２を保護テープ５を介して吸引保持したならば、チャックテーブル６１を図１１の(a)において矢印Aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段６２の研削ホイール６６を図１１の(a)において矢印Bで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて、図１１の(b)に示すように研削砥石６８を被加工面である半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bに接触せしめ、研削ホイール６６を矢印Cで示すように例えば１μm／秒の研削送り速度で下方（チャックテーブル６１の保持面に対し垂直な方向）に所定量研削送りする。この結果、基板２０の裏面２０bが研削されて半導体ウエーハ２は所定の厚み（例えば１００μm）に形成されるとともに、改質層２５が形成され強度が低下せしめられている分割予定ライン２３に沿って個々のデバイス２２に分割される。この裏面研削工程においては、上述した改質層形成工程において改質層２５から発生したクラック２６が更に成長するが、このクラック２６は機能層２１を分断して形成された２条のレーザー加工溝２４、２４間の範囲で成長し、分割予定ライン２３から外れた領域には成長しないのでデバイス２２に達することはないため、分割予定ライン２３に沿って分割されたデバイス２２の品質を低下させることはない。

【0041】

上述した裏面研削工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０ｂにダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するとともに半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに貼着されている保護部材としての保護テープ５を剥離するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図１２に示すように上記改質層形成工程が実施された半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０ｂを環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着する。そして、機能層２１の表面２１aに貼着されている保護テープ５を剥離する。

【0042】

上述したようにウエーハ支持工程を実施したならば、分割予定ライン２３に沿って分割されたデバイス２２をダイシングテープTから剥離してピックアップするピックアップ工程に搬送される。このピックアップ工程は上記図７に示すテープ拡張装置４を用いて図９に示すように実施することができる。

【符号の説明】

【0043】

２：半導体ウエーハ
２０：基板
２１：機能層
２２：デバイス
２３：分割予定ライン
３：レーザー加工溝形成工程を実施するレーザー加工装置
３０：改質層形成工程を実施するレーザー加工装置
３１：チャックテーブル
３２：レーザー光線照射手段
３２２：集光器
４：テープ拡張装置
４１：フレーム保持手段
４２：テープ拡張手段
４３：ピックアップコレット
５：保護テープ
６：研削装置
６１：チャックテーブル
６２：研削手段
６６：研削ホイール
Ｆ：環状のフレーム
Ｔ：ダイシングテープ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】