特許 6879832 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】6879832

(24)【登録日】2021年5月7日

(45)【発行日】2021年6月2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 20060101AFI20210524BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20210524BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20210524BHJP

   B23K 26/03 20060101ALI20210524BHJP

   H01L 21/304 20060101ALN20210524BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 Q

   H01L21/78 B

   B23K26/53

   B23K26/00 B

   B23K26/03

   !H01L21/304 631

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-117137(P2017-117137)

(22)【出願日】2017年6月14日

(65)【公開番号】特開2019-4035(P2019-4035A)

(43)【公開日】2019年1月10日

【審査請求日】2020年4月6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】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 圭

【審査官】 宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２９７０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０９９５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１９３２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１４５８０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−０２９９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８６２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１７４１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６４９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５２２８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｂ２３Ｋ ２６／０３

Ｂ２３Ｋ ２６／５３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交差する複数の分割予定ラインで区画された表面の各領域に凹凸を有するデバイスが形成され、裏面に補強シートが貼着されたウェーハの加工方法であって、
該ウェーハに貼着した該補強シートに、ダイシングテープを貼着するとともに該ダイシングテープの外周縁を環状フレームに貼着し、補強シート付きウェーハを該環状フレームの開口に支持するダイシングテープ貼着ステップと、
該環状フレームに支持された該ウェーハの表面側をチャックテーブルの保持面で保持する保持ステップと、
該ウェーハの裏面側で露出した該ダイシングテープに、高さ測定器のレーザービームを照射し、該ダイシングテープの露出した面で反射した反射光を用いて、該ダイシングテープの露出した面の該保持面からの高さを測定する高さ測定ステップと、
該高さ測定ステップで測定された高さと、該ダイシングテープ及び該補強シートの厚さとから、該ウェーハ裏面の高さを算出し、該ウェーハの裏面から所定の深さになる加工用レーザービームの集光点の高さを算出する集光点高さ算出ステップと、
該集光点高さ算出ステップで算出した高さに基づいて、該ウェーハ、該ダイシングテープ及び該補強シートに対して透過性を有する波長の加工用レーザービームの該集光点を該ウェーハの内部に設定し、該ダイシングテープ及び該補強シートを越しに該加工用レーザービームを該分割予定ラインに沿って該ウェーハに照射し、該ウェーハの内部に該分割予定ラインに沿った改質層を形成する改質層形成ステップと、を備えるウェーハの加工方法。

【請求項2】

該補強シートを該ウェーハに貼着した後で該ダイシングテープ貼着ステップの前に、該補強シートにレーザー刻印を施すレーザー刻印ステップを備える請求項１に記載のウェーハの加工方法。

【請求項3】

該ウェーハは、該デバイスに電極バンプが搭載されている請求項１又は請求項２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、ウェーハの加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェーハは、表面にデバイスを形成し、研削により薄化した後、個々のデバイスチップに分割され半導体デバイスチップとなる。半導体デバイスチップは、各種電子機器に使用されている。電子機器の軽薄短小化の要求により、半導体デバイスチップは、薄化が進んでいるが、そのため抗折強度が低下しやすい。抗折強度低下を防ぎ半導体デバイスチップを補強するため、ウェーハの裏面に貼り付けてウェーハとともに分割される補強シート（例えば、リンテック社製のＬＣテープ等）が、使われている。補強シートは、半導体デバイスチップの裏側にレーザー刻印が出来るように、レーザービームを吸収しやすく、刻印が目立つような暗色であり、表面が僅かにざらつく凸凹状に形成されている。

【0003】

半導体ウェーハは、切削ブレードでダイシングするほか、レーザービームでウェーハ内部に破断起点となる改質層を形成し、個々の半導体デバイスチップに分割するレーザー加工が用いられる事がある（例えば、特許文献１）。改質層は、ウェーハの厚さに対し所定の位置に形成することで、その破断性が向上する事が解っている。このために、レーザービームを照射して改質層を形成する前に、ウェーハの裏面の高さを測定し、レーザービームの集光点の位置を算出してから加工する加工方法が、知られている（例えば、特許文献２、３参照）。特許文献２及び特許文献３に記載されたレーザー加工装置は、ウェーハの裏面の高さを精密に測定するに、高さ測定用レーザービームを照射し、ウェーハから反射した反射光でウェーハの裏面の高さを割り出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３４０８８０５号公報

【特許文献2】特開２００５−２９７０１２号公報

【特許文献3】特開２０１１−３３３８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献２及び特許文献３に記載されたレーザー加工装置等は、ダイシングテープ越しにウェーハにレーザービームを照射して加工する際も、ウェーハの裏面の高さを割り出すため高さ測定用レーザービームを用いる。この場合、レーザー加工装置は、高さ測定用レーザービームをダイシングテープ越しに照射し、ウェーハの裏面からの反射光を利用してウェーハの裏面の高さを割り出している。その際、ダイシングテープ表面からの反射光もあるが、レーザー加工装置は、ダイシングテープ表面からの反射光を高さの測定には利用しない。しかし、レーザー加工装置は、裏面に補強シートが貼られたウェーハの場合、高さ測定用レーザービームが補強シートに吸収されたり乱反射したりするため、ウェーハ裏面からの反射光を充分に受光できないという課題があったため、裏面から所定の深さに改質層を形成することが困難となる虞があった。

【0006】

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、改質層の裏面からの深さのばらつきを抑制することが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】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウェーハの加工方法は、交差する複数の分割予定ラインで区画された表面の各領域に凹凸を有するデバイスが形成され、裏面に補強シートが貼着されたウェーハの加工方法であって、該ウェーハに貼着した該補強シートに、ダイシングテープを貼着するとともに該ダイシングテープの外周縁を環状フレームに貼着し、補強シート付きウェーハを該環状フレームの開口に支持するダイシングテープ貼着ステップと、該環状フレームに支持された該ウェーハの表面側をチャックテーブルの保持面で保持する保持ステップと、該ウェーハの裏面側で露出した該ダイシングテープに、高さ測定器のレーザービームを照射し、該ダイシングテープの露出した面で反射した反射光を用いて、該ダイシングテープの露出した面の該保持面からの高さを測定する高さ測定ステップと、該高さ測定ステップで測定された高さと、該ダイシングテープ及び該補強シートの厚さとから、該ウェーハ裏面の高さを算出し、該ウェーハの裏面から所定の深さになる加工用レーザービームの集光点の高さを算出する集光点高さ算出ステップと、該集光点高さ算出ステップで算出した高さに基づいて、該ウェーハ、該ダイシングテープ及び該補強シートに対して透過性を有する波長の加工用レーザービームの該集光点を該ウェーハの内部に設定し、該ダイシングテープ及び該補強シートを越しに該加工用レーザービームを該分割予定ラインに沿って該ウェーハに照射し、該ウェーハの内部に該分割予定ラインに沿った改質層を形成する改質層形成ステップと、を備えることを特徴とする。

【0008】

前記ウェーハの加工方法において、該補強シートを該ウェーハに貼着した後で該ダイシングテープ貼着ステップの前に、該補強シートにレーザー刻印を施すレーザー刻印ステップを備えても良い。

【0009】

前記ウェーハの加工方法において、該ウェーハは、該デバイスに電極バンプが搭載されても良い。

【発明の効果】

【0010】

そこで、本願発明のウェーハの加工方法は、改質層の裏面からの深さのばらつきを抑制することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の加工対象のウェーハの斜視図である。

【図2】図２は、実施形態１に係るウェーハの加工方法を示すフローチャートである。

【図3】図３は、図２に示されたウェーハの加工方法の研削ステップにおいてウェーハに保護テープを貼着する状態を示す斜視図である。

【図4】図４は、図２に示されたウェーハの加工方法の研削ステップを示す側面図である。

【図5】図５は、図２に示されたウェーハの加工方法の補強シート貼着ステップを示す斜視図である。

【図6】図６は、図２に示されたウェーハの加工方法のダイシングテープ貼着ステップにおいてウェーハにダイシングテープを貼着する状態を示す斜視図である。

【図7】図７は、図２に示されたウェーハの加工方法のダイシングテープ貼着ステップにおいてウェーハから保護テープを剥がす状態を示す斜視図である。

【図8】図８は、図２に示されたウェーハの加工方法において用いられるレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。

【図9】図９は、図８に示されたレーザー加工装置の高さ測定器等の構成を示す図である。

【図10】図１０は、図２に示されたウェーハの加工方法の保持ステップにおいてチャックテーブルに載置された保護シートの上面の高さを検出する状態を一部断面で示す側面図である。

【図11】図１１は、図２に示されたウェーハの加工方法の高さ測定ステップにおいてウェーハの裏面側で露出したダイシングテープに高さ測定用レーザービームを照射する状態を一部断面で示す側面図である。

【図12】図１２は、図１１中のＸＩＩ部を拡大して示す断面図である。

【図13】図１３は、図２に示されたウェーハの加工方法の改質層形成ステップを一部断面で示す側面図である。

【図14】図１４は、図１３中のＸＩＶ部を拡大して示す断面図である。

【図15】図１５は、実施形態２に係るウェーハの加工方法を示すフローチャートである。

【図16】図１６は、図１５に示されたウェーハの加工方法のレーザー刻印ステップを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

【0013】

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るウェーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の加工対象のウェーハの斜視図である。

【0014】

実施形態１に係るウェーハの加工方法は、図１に示すウェーハ１を加工する方法である。実施形態１に係るウェーハの加工方法の加工対象であるウェーハ１は、実施形態１ではシリコン、サファイア、ガリウムヒ素などを基板２とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハである。ウェーハ１は、図１に示すように、交差（実施形態１では、直交）する複数の分割予定ライン３で区画された表面４の各領域にそれぞれデバイス５が形成されている。ウェーハ１は、デバイス５の表面に複数の電極バンプ６が搭載されている。電極バンプ６は、デバイス５の表面から突出している。デバイス５は、表面に電極バンプ６が搭載されていることで、凹凸を有している。ウェーハ１は、各分割予定ライン３に沿って分割されて、個々のデバイス５に分割される。なお、実施形態１において、ウェーハ１は、デバイス５の表面に電極バンプ６が搭載されて凹凸を有しているが、本発明では、これに限定されない。

【0015】

次に、実施形態１に係るウェーハの加工方法を説明する。図２は、実施形態１に係るウェーハの加工方法を示すフローチャートである。

【0016】

ウェーハの加工方法（以下、単に加工方法と記す）は、裏面７に図５に示す補強シート３０が貼着されたウェーハ１の加工方法であって、図２に示すように、研削ステップＳＴ１と、補強シート貼着ステップＳＴ２と、ダイシングテープ貼着ステップＳＴ３と、保持ステップＳＴ４と、高さ測定ステップＳＴ５と、集光点高さ算出ステップＳＴ６と、改質層形成ステップＳＴ７とを備える。

【0017】

（研削ステップ）
研削ステップＳＴ１は、ウェーハ１の裏面７を研削するステップである。図３は、図２に示されたウェーハの加工方法の研削ステップにおいてウェーハに保護テープを貼着する状態を示す斜視図である。図４は、図２に示されたウェーハの加工方法の研削ステップを示す側面図である。

【0018】

研削ステップＳＴ１では、まず、図３に示すように、ウェーハ１の表面４と保護テープ１０を対向させた後、ウェーハ１の表面４に保護テープ１０を貼着する。研削ステップＳＴ１では、図４に示すように、研削装置２０がチャックテーブル２１に保護テープ１０を介してウェーハ１の表面４を吸引保持し、チャックテーブル２１を軸心回りに回転させつつ研削ユニット２２の研削砥石２３を軸心回りに回転させてウェーハ１の裏面７に接触させて研削する。なお、図３は、電極バンプ６を省略している。加工方法は、研削ステップＳＴ１後、補強シート貼着ステップＳＴ２に進む。

【0019】

（補強シート貼着ステップ）
補強シート貼着ステップＳＴ２は、ウェーハ１の裏面７に補強シート３０を貼着するステップである。図５は、図２に示されたウェーハの加工方法の補強シート貼着ステップを示す斜視図である。補強シート貼着ステップＳＴ２では、まず、図５に示すように、ウェーハ１の裏面７と補強シート３０を対向させた後、ウェーハ１の裏面７に補強シート３０を貼着する。

【0020】

補強シート３０は、ウェーハ１の裏面７を補強するものである。実施形態１において、補強シート３０は、黒色又はこげ茶色などの暗色であり、かつ赤外線を透過させる材質により構成されている。補強シート３０は、例えば、リンテック株式製の製品名がＬＣ２８Ｘ６であるＬＣテープを用いることができる。なお、図５は、電極バンプ６を省略している。加工方法は、補強シート貼着ステップＳＴ２後、ダイシングテープ貼着ステップＳＴ３に進む。

【0021】

（ダイシングテープ貼着ステップ）
ダイシングテープ貼着ステップＳＴ３は、ウェーハ１に貼着した補強シート３０にダイシングテープ４０を貼着するステップである。図６は、図２に示されたウェーハの加工方法のダイシングテープ貼着ステップにおいてウェーハにダイシングテープを貼着する状態を示す斜視図である。図７は、図２に示されたウェーハの加工方法のダイシングテープ貼着ステップにおいてウェーハから保護テープを剥がす状態を示す斜視図である。

【0022】

ダイシングテープ貼着ステップＳＴ３では、図６に示すように、ウェーハ１の裏面７に貼着された補強シート３０にダイシングテープ４０を貼着し、ダイシングテープ４０の外周縁を環状フレーム４１に貼着する。ダイシングテープ貼着ステップＳＴ３では、図７に示すように、ウェーハ１の表面４から保護テープ１０を剥がして、補強シート３０付きウェーハ１を環状フレーム４１の開口に支持する。ダイシングテープ４０は、乳白色又は透明である。

【0023】

（レーザー加工装置）
次に、加工方法の保持ステップＳＴ４、高さ測定ステップＳＴ５、集光点高さ算出ステップＳＴ６及び改質層形成ステップＳＴ７は、図８に示すレーザー加工装置５０を用いる。レーザー加工装置５０の制御ユニット１００は、保持ステップＳＴ４、高さ測定ステップＳＴ５、集光点高さ算出ステップＳＴ６及び改質層形成ステップＳＴ７を実施する。図８は、図２に示されたウェーハの加工方法において用いられるレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。図９は、図８に示されたレーザー加工装置の高さ測定器等の構成を示す図である。

【0024】

図８に示すレーザー加工装置５０は、ウェーハ１、ダイシングテープ４０及び補強シート３０に対して透過性を有する波長の加工用レーザービーム２００（図９に示す）をウェーハ１の裏面７側から各分割予定ライン３に沿って照射し、加工用レーザービーム２００で裏面７に補強シート３０が貼着されたウェーハ１の内部に破断起点となる改質層３００を形成する装置である。なお、改質層３００とは、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味し、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、及びこれらの領域が混在した領域等を例示できる。実施形態１において、改質層３００は、ウェーハ１の裏面７から所定の深さ３０１となる位置に形成される。なお、深さ３０１は、分割予定ライン３に全長に亘って一定である。

【0025】

レーザー加工装置５０は、図８に示すように、ウェーハ１を保持面５１で保持するチャックテーブル５２と、レーザー光線照射ユニット６０と、図９に示す集光点位置調整ユニット７０と、図９に示す高さ測定器８０とを備える。また、レーザー加工装置５０は、チャックテーブル５２とレーザー光線照射ユニット６０とをＸ軸方向に相対移動させるＸ軸移動ユニット５３と、チャックテーブル５２とレーザー光線照射ユニット６０とをＹ軸方向に相対移動させるＹ軸移動ユニット５４と、撮像ユニット５５と、制御ユニット１００とを備える。

【0026】

チャックテーブル５２は、裏面７に補強シート３０とダイシングテープ４０とが順に貼着されたウェーハ１の表面４側を保持面５１で保持する。保持面５１は、ポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続されている。チャックテーブル５２は、保持面５１上に載置されたウェーハ１を吸引保持する。実施形態１では、保持面５１は、水平方向と平行な平面である。チャックテーブル５２の周囲には、ウェーハ１の周囲の環状フレーム４１を挟持するクランプ部５６が複数配置されている。また、チャックテーブル５２は、回転ユニット５７によりＺ軸方向と平行な中心軸線回りに回転させる。回転ユニット５７及びチャックテーブル５２は、Ｘ軸移動ユニット５３によりＸ軸方向に移動される。

【0027】

Ｘ軸移動ユニット５３は、チャックテーブル５２をＸ軸方向に移動させることで、チャックテーブル５２をＸ軸方向に加工送りする加工送り手段である。Ｙ軸移動ユニット５４は、チャックテーブル５２をＹ軸方向に移動させることで、チャックテーブル５２を割り出し送りする割り出し送り手段である。

【0028】

レーザー光線照射ユニット６０は、加工用レーザービーム２００の集光点２０１をウェーハ１の内部に設定し、ダイシングテープ４０及び補強シート３０越しに加工用レーザービーム２００を分割予定ライン３に沿ってウェーハ１に照射し、ウェーハ１の内部に分割予定ライン３に沿った改質層３００を形成するユニットである。

【0029】

レーザー光線照射ユニット６０は、図８に示す加工ヘッド６１と、図９に示す発振器６２と、集光レンズ６３とを備える。加工ヘッド６１は、レーザー加工装置５０の装置本体９０から立設した壁部９１に連なった支持柱９２の先端に取り付けられている。

【0030】

発振器６２は、加工用レーザービーム２００を発振し、発振した加工用レーザービーム２００をダイクロイックミラー８９を介して、加工ヘッド６１の先端からチャックテーブル５２に保持されたウェーハ１に照射する。ダイクロイックミラー８９は、発振器６２と集光レンズ６３との間における加工用レーザービーム２００の光路上に配置されている。ダイクロイックミラー８９は、加工用レーザービーム２００を透過する。発振器６２が発振する加工用レーザービーム２００は、例えば、ＹＡＧレーザー光線またはＹＶＯレーザー光線である。実施形態１において、加工用レーザービーム２００の波長は、例えば、１０６４ｎｍであるが、これに限定されない。集光レンズ６３は、加工用レーザービーム２００をウェーハ１の内部に集光するものである。

【0031】

集光点位置調整ユニット７０は、加工用レーザービーム２００の集光点２０１の位置をＺ軸方向に変位させるものである。集光点位置調整ユニット７０は、集光レンズ６３を保持するレンズホルダ７１と、レンズホルダ７１をＺ軸方向に移動させる駆動ユニット７２とを備える。駆動ユニット７２は、周知のボールねじやパルスモータ、ピエゾモータにより構成される。

【0032】

高さ測定器８０は、ウェーハ１の裏面７で露出したダイシングテープ４０に図９に示すレーザービームである高さ測定用レーザービーム４００を集光レンズ６３を通して照射する。高さ測定器８０は、チャックテーブル５２に保持されたウェーハ１の裏面７に貼着されて裏面７側で露出したダイシングテープ４０の面４２で反射した反射光を受光して、面４２の保持面５１からの高さを測定する。なお、本発明では、高さは、保持面５１を基準（０μｍ）としたＺ軸方向の位置である。高さ測定器８０は、検出用発振器８１と、コリメートレンズ８２と、偏光ビームスプリッター８３と、凸レンズ８４と、シリンドリカルレンズ８５と、光検出器８６と、λ／４板８７と、凸レンズ８８とを有する。

【0033】

検出用発振器８１は、例えばレーザーダイオードから構成され、所定の波長の高さ測定用レーザービーム４００を発振し、高さ測定用レーザービーム４００をコリメートレンズ８２と偏光ビームスプリッター８３とλ／４板８７と凸レンズ８８とに順に通してダイクロイックミラー８９に照射する。光検出器８６は、４つの図示しない分割領域を備えるフォトダイオードから構成される。検出用発振器８１から照射された高さ測定用レーザービーム４００は、コリメートレンズ８２により平行光に変換された後、偏光ビームスプリッター８３、及びλ／４板８７を透過し、ダイクロイックミラー８９で反射される。ダイクロイックミラー８９で反射された高さ測定用レーザービーム４００は、集光レンズ６３を介して保持面５１上のウェーハ１の裏面７及び補強シート３０に貼着されたダイシングテープ４０の面４２に照射されて、ダイシングテープ４０の面４２で反射される。

【0034】

ダイシングテープ４０の面４２で反射された高さ測定用レーザービーム４００の反射光は、ダイクロイックミラー８９で反射され、凸レンズ８８を透過してλ／４板８７に入射する。ここで、ウェーハ１の裏面７で反射された高さ測定用レーザービーム４００は、ウェーハ１に向かう往路と該ウェーハ１で反射された復路とでλ／４板８７を２回通過しているため、その偏光方向が９０°回転する。このため、ダイシングテープ４０の面４２で反射された高さ測定用レーザービーム４００は、偏光ビームスプリッター８３において反射され、凸レンズ８４により集光されてシリンドリカルレンズ８５に入射する。

【0035】

シリンドリカルレンズ８５は、円柱を軸方向に沿って半分にした略半円柱状を呈する。シリンドリカルレンズ８５は、例えば、α方向のみにレンズ効果を有し、β方向においてはレンズ効果を有しない。すなわち、ダイシングテープ４０の面４２で反射された高さ測定用レーザービーム４００は、シリンドリカルレンズ８５を通過する際、α方向の焦点位置とβ方向の焦点位置がずれて非点収差が発生した状態で光検出器８６に入射する。

【0036】

シリンドリカルレンズ８５を透過した高さ測定用レーザービーム４００は、ビームの平面形状が光軸上の位置によって縦長楕円形、円形、横長楕円形の順に変化する。このため、４分割フォトダイオードからなる光検出器８６は、受光するビームの平面形状に応じて各分割領域に入射する光量のバランスが変化する。

【0037】

高さ測定器８０の光検出器８６は、Ｘ軸移動ユニット５３とＹ軸移動ユニット５４とにより各分割予定ライン３に沿って各分割予定ライン３に対して相対的に移動されながら各分割予定ライン３の全長に亘って高さ測定用レーザービーム４００を照射する。高さ測定器８０の光検出器８６は、各分割領域で検出した入射光量を制御ユニット１００に出力する。なお、実施形態１において、高さ測定器８０は、図９に示す構成としたが、本発明では、高さ測定器８０の構成は、図９に示すものに限定されない。

【0038】

撮像ユニット５５は、チャックテーブル５２に保持されたウェーハ１を撮像するものであり、レーザー光線照射ユニット６０とＸ軸方向に並列する位置に配設されている。実施形態１では、撮像ユニット５５は、支持柱９２の先端に取り付けられている。撮像ユニット５５は、チャックテーブル５２に保持されたウェーハ１を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラや赤外線カメラにより構成される。

【0039】

制御ユニット１００は、レーザー加工装置５０の構成要素をそれぞれ制御して、ウェーハ１に改質層３００を形成する動作をレーザー加工装置５０に実施させるものである。制御ユニット１００は、コンピュータである。制御ユニット１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。

【0040】

制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、レーザー加工装置５０を制御するための制御信号を入出力インターフェース装置を介してレーザー加工装置５０の上述した構成要素に出力する。また、制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される表示ユニット１０１や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力ユニット１０２と接続されている。入力ユニット１０２は、表示ユニット１０１に設けられたタッチパネルと、キーボード等とのうち少なくとも一つにより構成される。

【0041】

また、制御ユニット１００は、分割領域で検出した入射光量同士の差分値を算出し、算出した差分値に基づいて、各分割予定ライン３上の集光レンズ６３とダイシングテープ４０の面４２とのＺ軸方向の距離、即ちダイシングテープ４０の面４２の高さを、各分割予定ライン３の全長に亘って所定距離毎に算出する。なお、実施形態１において、集光レンズ６３による加工用レーザービーム２００の集光点２０１の位置と、集光レンズ６３による高さ測定用レーザービーム４００の集光点の位置とは互いに異なる。また、制御ユニット１００は、ダイシングテープ４０の面４２の高さと、ダイシングテープ４０及び補強シート３０の厚さとからウェーハ１の裏面７から所定の深さ３０１になる加工用レーザービーム２００の集光点２０１の高さを、各分割予定ライン３の全長に亘って所定距離毎に算出する。

【0042】

（保持ステップ）
保持ステップＳＴ４は、環状フレーム４１に支持されたウェーハ１の表面４側をチャックテーブル５２の保持面５１で保持するステップである。図１０は、図２に示されたウェーハの加工方法の保持ステップにおいてチャックテーブルに載置された保護シートの上面の高さを検出する状態を一部断面で示す側面図である。

【0043】

保持ステップＳＴ４は、オペレータが入力ユニット１０２を操作して加工内容情報を制御ユニット１００に登録し、オペレータがチャックテーブル５２に可撓性と通気性を有する保護シート１１０を載置し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に実施される。保持ステップＳＴ４では、図１０に示すように、制御ユニット１００がチャックテーブル５２の保持面５１に載置された保護シート１１０の上面の高さを高さ測定器８０に測定させ、測定後、加工動作を中断する。本発明では、保持ステップＳＴ４では、制御ユニット１００が保護シート１１０の上面の少なくとも１箇所に高さ測定器８０から高さ測定用レーザービーム４００を照射させて、保護シート１１０の上面の少なくとも１箇所の高さを測定する。保持ステップＳＴ４では、オペレータがウェーハ１の表面４側を保護シート１１０上に載置した後に、制御ユニット１００は、オペレータから加工動作の再開指示があると、真空吸引源を駆動させてチャックテーブル５２にウェーハ１を吸引保持し、クランプ部５６に環状フレーム４１をクランプさせる。加工方法は、保持ステップＳＴ４後、高さ測定ステップＳＴ５に進む。

【0044】

（高さ測定ステップ）
高さ測定ステップＳＴ５は、ウェーハ１の裏面７側で露出したダイシングテープ４０に、高さ測定器８０の高さ測定用レーザービーム４００を照射し、ダイシングテープ４０の露出した面４２で反射した反射光を用いて、ダイシングテープ４０の露出した面４２の保持面５１からの高さを測定するステップである。図１１は、図２に示されたウェーハの加工方法の高さ測定ステップにおいてウェーハの裏面側で露出したダイシングテープに高さ測定用レーザービームを照射する状態を一部断面で示す側面図である。図１２は、図１１中のＸＩＩ部を拡大して示す断面図である。

【0045】

高さ測定ステップＳＴ５では、制御ユニット１００は、撮像ユニット５５にチャックテーブル５２に保持されたウェーハ１を撮像させて、アライメントを遂行し、アライメント結果に基づいて、図１１及び図１２に示すように、Ｘ軸移動ユニット５３及びＹ軸移動ユニット５４に各分割予定ライン３に沿って加工ヘッド６１とチャックテーブル５２とを相対的に移動させながら加工ヘッド６１から高さ測定用レーザービーム４００を各分割予定ライン３上のダイシングテープ４０の面４２に照射させる。高さ測定ステップＳＴ５では、制御ユニット１００は、分割領域で検出した入射光量に基づいて、各分割予定ライン３上の所定距離毎のダイシングテープ４０の面４２の高さを算出する。加工方法は、高さ測定ステップＳＴ５後、集光点高さ算出ステップＳＴ６に進む。

【0046】

（集光点高さ算出ステップ）
集光点高さ算出ステップＳＴ６は、高さ測定ステップＳＴ５で測定された高さと、ダイシングテープ４０及び補強シート３０の厚さとから、ウェーハ１の裏面７の高さを算出し、ウェーハ１の裏面７から所定の深さ３０１になる加工用レーザービーム２００の集光点２０１の高さを算出するステップである。集光点高さ算出ステップＳＴ６では、制御ユニット１００は、高さ測定ステップＳＴ５で測定された各分割予定ライン３上の所定距離毎のダイシングテープ４０の面４２の高さからダイシングテープ４０及び補強シート３０の厚さを引いて、各分割予定ライン３上の所定距離毎のウェーハ１の裏面７の高さを算出する。制御ユニット１００は、各分割予定ライン３上の所定距離毎のウェーハ１の裏面７の高さと所定の深さ３０１とに基づいて、加工用レーザービーム２００の集光点２０１の高さを各分割予定ライン３の所定距離毎に算出する。

【0047】

（改質層形成ステップ）
改質層形成ステップＳＴ７は、集光点高さ算出ステップＳＴ６で算出した集光点２０１の高さに基づいて、ウェーハ１、ダイシングテープ４０及び補強シート３０に対して透過性を有する波長の加工用レーザービーム２００の集光点２０１をウェーハ１の内部に設定し、ダイシングテープ４０及び補強シート３０を越しに加工用レーザービーム２００を分割予定ライン３に沿ってウェーハ１に照射し、ウェーハ１の内部に分割予定ライン３に沿った改質層３００を形成するステップである。図１３は、図２に示されたウェーハの加工方法の改質層形成ステップを一部断面で示す側面図である。図１４は、図１３中のＸＩＶ部を拡大して示す断面図である。

【0048】

改質層形成ステップＳＴ７では、制御ユニット１００は、アライメント結果に基づいて、例えば、図１３に示すように、Ｘ軸移動ユニット５３及びＹ軸移動ユニット５４に各分割予定ライン３に沿って加工ヘッド６１とチャックテーブル５２とを相対的に移動させながら加工ヘッド６１から加工用レーザービーム２００を照射させる。改質層形成ステップＳＴ７では、制御ユニット１００は、照射する加工用レーザービーム２００の集光点２０１の高さが集光点高さ算出ステップＳＴ６で算出した各分割予定ライン３の所定距離毎の加工用レーザービーム２００の集光点２０１の高さとなるように、駆動ユニット７２に集光レンズ６３をＺ軸方向に移動させる。このために、改質層形成ステップＳＴ７では、制御ユニット１００は、例えば、図１４に示すように、ウェーハ１の外周に向かうにしたがって裏面７の高さが低くなる場合では、点線で示す集光レンズ６３の位置よりもウェーハ１の外縁部に改質層３００を形成する実線で示す集光レンズ６３の位置を低くする。加工方法は、改質層形成ステップＳＴ７において全ての分割予定ライン３に沿って改質層３００を形成すると終了する。

【0049】

以上説明したように、実施形態１に係る加工方法は、高さ測定ステップＳＴ５において、補強シート３０に貼着するダイシングテープ４０からの反射光を用いて高さを測定して、集光点高さ算出ステップＳＴ６において高さ測定ステップＳＴ５で測定した高さから厚さがほぼ均一な補強シート３０及びダイシングテープ４０の厚さを引く。このために、加工方法は、ウェーハ１の裏面７の高さを割り出すことができ、凹凸のあるウェーハ１の内部に均一な深さとなる位置に改質層３００を形成できるという効果を奏する。とくに、加工方法は、電極バンプ６付きウェーハ１に対して有効であり、外周の電極バンプ６がない領域にも均一な深さに改質層３００を形成できる。その結果、加工方法は、改質層３００の裏面７からの深さのばらつきを抑制することができるという効果を奏する。

【0050】

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係るウェーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１５は、実施形態２に係るウェーハの加工方法を示すフローチャートである。図１６は、図１５に示されたウェーハの加工方法のレーザー刻印ステップを示す斜視図である。図１５及び図１６は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

【0051】

実施形態２に係るウェーハの加工方法（以下、単に加工方法と記す）は、図１５に示すように、補強シート貼着ステップＳＴ２後即ち補強シート３０をウェーハ１に貼着した後で、ダイシングテープ貼着ステップＳＴ３の前に、レーザー刻印ステップＳＴ１０を備えること以外、実施形態１の加工方法と同様である。

【0052】

レーザー刻印ステップＳＴ１０は、図１６に示すように、補強シート３０のデバイス５と重なる位置にデバイス５の製造会社名やデバイス５の品番を示すレーザー刻印５００を施す。レーザー刻印５００は、デバイス５の製造会社名やデバイス５の品番を示す文字や数字等により構成される。実施形態１において、レーザー刻印ステップＳＴ１０は、補強シート３０が吸収性を有する波長のレーザー光線５０１を照射してレーザー刻印５００を施す。

【0053】

実施形態２に係る加工方法は、実施形態１と同様に、高さ測定ステップＳＴ５において、補強シート３０に貼着するダイシングテープ４０からの反射光を用いて高さを測定して、集光点高さ算出ステップＳＴ６において高さ測定ステップＳＴ５で測定した高さから厚さがほぼ均一な補強シート３０及びダイシングテープ４０の厚さを引くために、改質層３００の裏面７からの深さのばらつきを抑制することができるという効果を奏する。

【0054】

次に、本発明の発明者は、実施形態１に係る加工方法の効果を確認した。結果を以下の表１に示す。

【0055】

【表1】

【0056】

表１は、改質層３００の裏面７からの深さのばらつきを評価している。表１中の比較例は、補強シート３０からの反射光により集光点２０１の高さを割り出して改質層３００を形成した。本発明品は、ダイシングテープ４０の面４２からの反射光により集光点２０１の高さを割り出して改質層３００を形成した。比較例は、反射光のDisplacement信号が厚さ方向に変化しないためにデバイス５が凹凸を有していても補強シート３０の高さの測定誤差が大きく改質層３００の裏面７からの深さのばらつきが大きかった。この比較例に対して、本発明品は、反射光のDisplacement信号が厚さ方向に変化するためにデバイス５が凹凸を有していても補強シート３０の高さの測定誤差を抑制でき、改質層３００の裏面７からの深さのばらつきが殆どなかった。したがって、表１によれば、高さ測定ステップＳＴ５において、補強シート３０に貼着するダイシングテープ４０からの反射光を用いて高さを測定して、集光点高さ算出ステップＳＴ６において高さ測定ステップＳＴ５で測定した高さから厚さがほぼ均一な補強シート３０及びダイシングテープ４０の厚さを引くことにより、改質層３００の裏面７からの深さのばらつきを抑制することが明らかとなった。

【0057】

なお、前述した実施形態１に係るウェーハの加工方法によれば、以下のレーザー加工装置が得られる。
（付記１）
交差する複数の分割予定ラインで区画された表面の各領域に凹凸を有するデバイスが形成され、裏面に補強シートが貼着されたウェーハに改質層を形成するレーザー加工装置であって、
裏面に補強シートとダイシングテープとが順に貼着されたウェーハの表面側を保持面で保持するチャックテーブルと、
該ウェーハの裏面側で露出した該ダイシングテープに高さ測定用レーザービームを照射し、該ダイシングテープの露出した面で反射した反射光を受光する高さ測定器と、
該ウェーハ、該ダイシングテープ及び該補強シートに対して透過性を有する波長の加工用レーザービームの集光点を該ウェーハの内部に設定し、該ダイシングテープ及び該補強シートを越しに該加工用レーザービームを該分割予定ラインに沿って該ウェーハに照射し、該ウェーハの内部に該分割予定ラインに沿った改質層を形成するレーザー光線照射ユニットと、
各構成要素を制御する制御ユニットとを備え、
制御ユニットは、該ダイシングテープの露出した面で反射した高さ測定用レーザービームの反射光を用いて、該ダイシングテープの露出した面の該保持面からの高さを測定する高さ測定ステップと、
該高さ測定ステップで測定された高さと、該ダイシングテープ及び該補強シートの厚さとから、該ウェーハ裏面の高さを算出し、該ウェーハの裏面から所定の深さになる加工用レーザービームの集光点の高さを算出する集光点高さ算出ステップと、を実施することを特徴とするレーザー加工装置。

【0058】

上記レーザー加工装置は、実施形態１及び実施形態２に係るウェーハの加工方法と同様に、高さ測定ステップにおいて、補強シートに貼着するダイシングテープからの反射光を用いて高さを測定して、集光点高さ算出ステップにおいて高さ測定ステップで測定した高さから厚さがほぼ均一な補強シート及びダイシングテープの厚さを引くために、改質層の深さのばらつきを抑制することができるという効果を奏する。

【0059】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【符号の説明】

【0060】

１ ウェーハ
３ 分割予定ライン
４ 表面
５ デバイス
６ 電極バンプ
７ 裏面
３０ 補強シート
４０ ダイシングテープ
４１ 環状フレーム
４２ 面
５１ 保持面
５２ チャックテーブル
８０ 高さ測定器
２００ 加工用レーザービーム
２０１ 集光点
３００ 改質層
４００ 高さ測定用レーザービーム（レーザービーム）
５００ レーザー刻印
ＳＴ３ ダイシングテープ貼着ステップ
ＳＴ４ 保持ステップ
ＳＴ５ 高さ測定ステップ
ＳＴ６ 集光点高さ算出ステップ
ＳＴ７ 改質層形成ステップ
ＳＴ１０ レーザー刻印ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】