特開 2024-153501 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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024153501

(43)【公開日】2024-10-29

(54)【発明の名称】ウエーハの加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241022BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 601Z

B23K26/53

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067436

(22)【出願日】2023-04-17

(71)【出願人】

【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】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】水谷 彬

(72)【発明者】

【氏名】田中 圭

【テーマコード（参考）】

4E168

5F057

【Ｆターム（参考）】

4E168AE01

4E168CA06

4E168CB23

4E168DA02

4E168EA19

4E168JA12

4E168JA13

5F057AA05

5F057BA19

5F057BB03

5F057BB07

5F057BB09

5F057BB12

5F057CA16

5F057DA22

5F057DA31

(57)【要約】

【課題】研削時のデバイス破損を抑制するとともにデバイスの取り個数を増加させることができるウエーハの加工方法を提供すること。
【解決手段】ウエーハの加工方法は、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを、ウエーハの外周縁に沿って形成された面取り部と表面または裏面を構成する平坦面との境界領域に沿って裏面側から照射することで、内部に環状の改質層を形成する環状改質層形成ステップ３と、環状改質層形成ステップ３を実施した後、裏面を研削して所定の厚みまで薄化する薄化ステップと、を備え、環状改質層形成ステップ３では、境界領域より径方向外側の面取り部にはレーザービームが照射されず、境界領域より径方向内側の平坦面にはレーザービームが照射されるように、レーザービームの断面形状を半円形状、欠円形状、三日月形に欠けた円形状、または楕円形状に成形した状態でウエーハに対してレーザービームを集光照射する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周縁に沿って面取り部が形成されたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、
該ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを、該面取り部と、該ウエーハの表面または裏面を構成する平坦面と、の境界領域に沿って、該ウエーハの該裏面側から照射することで、該ウエーハの内部に環状の改質層を形成する環状改質層形成ステップと、
該環状改質層形成ステップを実施した後、該ウエーハの該裏面を研削して所定の厚みまで薄化する薄化ステップと、を備え、
該環状改質層形成ステップでは、
該境界領域より径方向外側の面取り部には該レーザービームが照射されず、該境界領域より径方向内側の該平坦面には該レーザービームが照射されるように、該レーザービームの断面形状を半円形状、欠円形状、三日月形に欠けた円形状、または楕円形状に成形した状態で該ウエーハに対して該レーザービームを集光照射する
ことを特徴とする、ウエーハの加工方法。

【請求項2】

該環状改質層形成ステップを実施する前に、
該ウエーハの該外周縁から、該面取り部と該平坦面との該境界領域までの距離を測定する測定ステップを更に備える
ことを特徴とする、請求項１に記載のウエーハの加工方法。

【請求項3】

該薄化ステップを実施する前に、
該ウエーハの該表面側を、該ウエーハとは異なる支持ウエーハに貼り合わせる貼り合わせステップを更に備える
ことを特徴とする、請求項１または２に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、ウエーハの加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年のデバイスチップの低背化や高集積化に伴い、３次元積層された半導体ウエーハの開発が進んでいる。例えばＴＳＶ（Through-Silicon Via）ウエーハは、貫通電極によって２つのチップ同士の貼り合わせによる両チップの電極の接続を可能にしている。

【0003】

こうしたウエーハは、基台となる支持ウエーハ（シリコンやガラス、セラミックス等）に貼り合わされた状態で研削して薄化される。通常、ウエーハは、外周縁が面取りされているため、極薄に研削されると外周縁が所謂ナイフエッジとなり、研削中にエッジの欠けが発生しやすい。これにより、デバイスにまで欠けが延長してデバイスの破損に繋がる可能性がある。

【0004】

ナイフエッジの対策として、ウエーハを貼り合わせてから、デバイスの外周縁に沿ってレーザービームを照射して環状の改質層を形成することで、その研削中に発生するウエーハのエッジ欠けがデバイスに伸展することを抑制するエッジトリミング方法も考案された（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－０５７７０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、外周縁に沿って改質層を形成する際の加工位置は、デバイスの取り個数増加のためにもできるだけ外周縁に近い位置が好ましい。しかしながら、外周縁に沿って形成された面取り部は曲面で構成されているため、ウエーハの内部における改質層の形成や加工位置の制御が困難になるという問題がある。

【0007】

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、研削時のデバイス破損を抑制するとともにデバイスの取り個数を増加させ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】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの加工方法は、外周縁に沿って面取り部が形成されたウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、該ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを、該面取り部と、該ウエーハの表面または裏面を構成する平坦面と、の境界領域に沿って、該ウエーハの該裏面側から照射することで、該ウエーハの内部に環状の改質層を形成する環状改質層形成ステップと、該環状改質層形成ステップを実施した後、該ウエーハの該裏面を研削して所定の厚みまで薄化する薄化ステップと、を備え、該環状改質層形成ステップでは、該境界領域より径方向外側の面取り部には該レーザービームが照射されず、該境界領域より径方向内側の該平坦面には該レーザービームが照射されるように、該レーザービームの断面形状を半円形状、欠円形状、三日月形に欠けた円形状、または楕円形状に成形した状態で該ウエーハに対して該レーザービームを集光照射することを特徴とする。

【0009】

また、本発明のウエーハの加工方法は、該環状改質層形成ステップを実施する前に、該ウエーハの該外周縁から、該面取り部と該平坦面との該境界領域までの距離を測定する測定ステップを更に備えてもよい。

【0010】

また、本発明のウエーハの加工方法は、該薄化ステップを実施する前に、該ウエーハの該表面側を、該ウエーハとは異なる支持ウエーハに貼り合わせる貼り合わせステップを更に含んでもよい。

【発明の効果】

【0011】

本願発明は、研削時のデバイス破損を抑制するとともにデバイスの取り個数を増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施形態に係るウエーハの加工方法の加工対象のウエーハの一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。

【図3】図３は、実施形態に係るウエーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。

【図4】図４は、図３に示す貼り合わせステップの一状態を示す斜視図である。

【図5】図５は、図４の貼り合わせステップの後のウエーハの一部を拡大して示す断面図である。

【図6】図６は、図３に示す環状改質層形成ステップの一状態を一部断面で示す側面図である。

【図7】図７は、図６の環状改質層形成ステップにおけるウエーハの一部を拡大して示す断面図である。

【図8】図８は、図６の環状改質層形成ステップにおけるレーザービームの断面形状の一例を示す平面図である。

【図9】図９は、図６の環状改質層形成ステップにおけるレーザービームの断面形状の他の一例を示す平面図である。

【図10】図１０は、比較例の環状改質層形成ステップにおけるウエーハの一部を拡大して示す断面図である。

【図11】図１１は、図３に示す薄化ステップの一状態を一部断面で示す側面図である。

【図12】図１２は、図１１の薄化ステップの後のウエーハの一部を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。更に、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。

【0014】

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係るウエーハ１０の加工方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係るウエーハ１０の加工方法の加工対象のウエーハ１０の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。

【0015】

図１および図２に示すウエーハ１０は、シリコン（Ｓｉ）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）または炭化ケイ素（ＳｉＣ）等を基板１１とする円板状の半導体ウエーハ、光デバイスウエーハ等のウエーハであり、実施形態において、シリコンウエーハである。ウエーハ１０は、図２に示すように、外周縁１２に沿って面取り部が形成されている。

【0016】

ウエーハ１０は、デバイス面である表面１３が、例えば、支持ウエーハ３０（図４等参照）と貼り合わされて貼り合わせウエーハを構成した後、裏面１４側が研削されて薄化される。実施形態のウエーハ１０では、表面１３側の面取り部より、裏面１４側の面取り部の方が、範囲が広く緩やかである。ウエーハ１０の裏面１４は、面取り部の傾斜面１５と、平坦面１６と、を含む。

【0017】

ウエーハ１０は、図１に示すように、基板１１の表面１３側にデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周領域１８と、を含む。デバイス領域１７は、基板１１の表面１３に格子状に設定された複数の分割予定ライン１９と、分割予定ライン１９によって区画された各領域に形成されたデバイス２０と、を有している。外周領域１８は、全周に亘ってデバイス領域１７を囲繞し、かつデバイス２０が形成されていない領域である。なお、デバイス領域１７と外周領域１８との境界は、裏面１４側の面取り部の傾斜面１５と平坦面１６との境界領域２１と略同一の位置に位置するものとする。

【0018】

デバイス２０は、実施形態において、３ＤＮＡＮＤフラッシュメモリを構成し、電極パッドと、電極パッドに接続した貫通電極とを備える。貫通電極は、基板１１が薄化されてデバイス２０がウエーハ１０から個々に分割された際に、基板１１の裏面１４側に貫通する。すなわち、実施形態のウエーハ１０は、個々に分割されたデバイス２０が貫通電極を有する所謂ＴＳＶウエーハである。なお、本発明のウエーハ１０は、実施形態のような貫通電極を有するＴＳＶウエーハに限定されず、貫通電極のないデバイスウエーハであってもよい。

【0019】

図３は、実施形態に係るウエーハ１０の加工方法の流れを示すフローチャートである。図３に示すように、実施形態のウエーハ１０の加工方法は、貼り合わせステップ１と、測定ステップ２と、環状改質層形成ステップ３と、薄化ステップ４と、を備える。ウエーハ１０の加工方法は、外周縁１２に沿って面取り部が形成されたウエーハ１０の面取り部（傾斜面１５）と平坦面１６との境界領域２１に沿って環状の改質層２３を形成した後、裏面１４側を研削して所定の厚み２５まで薄化するとともに外周領域１８を除去する加工方法である。

【0020】

（貼り合わせステップ１）
図４は、図３に示す貼り合わせステップ１の一状態を示す斜視図である。図５は、図４の貼り合わせステップ１の後のウエーハ１０の一部を拡大して示す断面図である。貼り合わせステップ１は、ウエーハ１０の表面１３側を、ウエーハ１０とは異なる支持ウエーハ３０に貼り合わせるステップである。

【0021】

図４に示す支持ウエーハ３０は、シリコンやガラス、セラミックス等を基板３１とし、かつウエーハ１０と同径である円板状のサブストレートウエーハであるが、本発明ではウエーハ１０と同様のＴＳＶウエーハであってもよい。支持ウエーハ３０は、ウエーハ１０と同様に、外周縁３２に沿って面取り部が形成されている。また、実施形態の支持ウエーハ３０は、ウエーハ１０に貼り合わせる側の面である一方の面３３側の面取り部より、他方の面３４側の面取り部の方が、範囲が広く緩やかである。

【0022】

貼り合わせステップ１では、まず、図４に示すように、ウエーハ１０の表面１３と、支持ウエーハ３０の一方の面３３とを、間隔をあけて対向させる。次に、図５に示すように、ウエーハ１０の表面１３と支持ウエーハ３０の一方の面３３とを、貼り合わせる。これにより、貼り合わせウエーハを形成する。

【0023】

この際、ウエーハ１０と支持ウエーハ３０との間に接合層を設ける場合は、ウエーハ１０の表面１３と支持ウエーハ３０の一方の面３３とのうちの一方に接合層を積層してから、ウエーハ１０の表面１３と支持ウエーハ３０の一方の面３３とを、接合層を介して貼り合わせる。なお、接合層は、基材層の表裏面に粘着材層が積層された両面テープであってもよいし、酸化膜でもよいし、樹脂等を含む接着剤が塗布されることにより形成されるものでもよい。また、接合層を用いず、ウエーハ１０と支持ウエーハ３０とを直接接合してもよい。

【0024】

図３に示すフローチャートのとおり、実施形態の貼り合わせステップ１は、環状改質層形成ステップ３の前に実施されるが、測定ステップ２を実施した後、環状改質層形成ステップ３を実施する前に実施されてもよい。また、貼り合わせステップ１は、環状改質層形成ステップ３を実施した後、薄化ステップ４を実施する前に実施されてもよい。

【0025】

なお、実施形態のウエーハ１０の加工方法では、ウエーハ１０の表面１３側に支持ウエーハ３０を貼り合わせた状態において、ウエーハ１０の各加工を実施するが、本発明で加工するウエーハ１０は、必ずしも貼り合わせウエーハを構成するウエーハ１０に限定されず、単独のウエーハ１０を加工してもよい。すなわち、貼り合わせステップ１は、実施されなくてもよい。

【0026】

（測定ステップ２）
測定ステップ２は、ウエーハ１０の外周縁１２から、面取り部（傾斜面１５）と平坦面１６との境界領域２１までの距離２２（図５参照）を測定するステップである。測定ステップ２は、環状改質層形成ステップ３を実施する前に実施される。実施形態の測定ステップ２は、貼り合わせステップ１を実施した後に実施されるが、貼り合わせステップ１を実施する前に実施されてもよい。

【0027】

測定ステップ２は、例えば、後述の環状改質層形成ステップ３を実施するレーザー加工装置４０の保持テーブル４１上に支持ウエーハ３０を介してウエーハ１０を保持した状態で実施される（図６参照）。測定ステップ２では、まず、外周縁１２および境界領域２１の位置を検知し、次いで、外周縁１２と境界領域２１との距離２２を算出する。外周縁１２の位置は、例えば、撮像ユニットを用いて検知する。外周縁１２の位置は、ウエーハ１０の中心が保持テーブル４１の軸心に正確に位置合わせされている前提で、既知のウエーハ１０の直径に基づいて算出してもよい。なお、ウエーハ１０の中心が保持テーブル４１の軸心に正確に位置合わせされていなくても、ウエーハ１０の外周縁１２の３点以上の座標位置からウエーハ１０の中心および直径を算出して、保持テーブル４１の軸心からの位置ずれを検知することができるため、算出したウエーハ１０の中心を基準に以降の加工を実施することは可能である。

【0028】

境界領域２１の位置を検知する方法としては、例えば、撮像ユニットを用いる方法が挙げられる。撮像ユニットは、例えば、後述の環状改質層形成ステップ３を実施するレーザー加工装置４０に搭載され、ウエーハ１０を撮像するための撮像ユニットである。撮像ユニットでは、ウエーハ１０の裏面１４側を、裏面１４に垂直な方向から、平坦面１６に焦点を合わせた状態で撮像する。この際、面取り部の傾斜面１５では、焦点が合わなくなるため、焦点が合う部分と合わない部分との境界を境界領域２１として認識することができる。

【0029】

また、境界領域２１の位置を検知する方法としては、例えば、非接触式高さセンサを用いる方法が挙げられる。非接触式高さセンサは、後述の環状改質層形成ステップ３を実施するレーザー加工装置４０に搭載され、ウエーハ１０の厚みを測定するための非接触式高さセンサである。非接触式高さセンサでは、ウエーハ１０の裏面１４の高さを測定する。この際、面取り部の傾斜面１５では、平坦面１６に対して高さが低くなるため、高さが略一定である部分と高さが低くなる部分との境界を境界領域２１として認識することができる。

【0030】

外周縁１２と境界領域２１との距離２２の算出は、例えば、後述の環状改質層形成ステップ３を実施するレーザー加工装置４０に搭載され、各部を制御する制御装置が実施してもよい。また、境界領域２１の検知と、外周縁１２と境界領域２１との距離２２の算出とは、ウエーハ１０の周方向の１点において実施してもよいが、複数点で実施して平均化してもよい。

【0031】

（環状改質層形成ステップ３）
図６は、図３に示す環状改質層形成ステップ３の一状態を一部断面で示す側面図である。図７は、図６の環状改質層形成ステップ３におけるウエーハ１０の一部を拡大して示す断面図である。図８は、図６の環状改質層形成ステップ３におけるレーザービーム４３の断面形状の一例を示す平面図である。図９は、図６の環状改質層形成ステップ３におけるレーザービーム４３の断面形状の他の一例を示す平面図である。環状改質層形成ステップ３は、ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザービーム４３を、面取り部（傾斜面１５）と平坦面１６との境界領域２１に沿って、ウエーハ１０の裏面１４側から照射することで、ウエーハ１０の内部に環状の改質層２３を形成するステップである。

【0032】

ここで、改質層２３とは、レーザービーム４３が照射されることによって、密度、屈折率、機械的強度または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する。改質層２３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、およびこれらの領域が混在した領域等である。改質層２３は、ウエーハ１０の他の部分よりも機械的な強度等が低い。

【0033】

実施形態の環状改質層形成ステップ３では、レーザー加工装置４０によるステルスダイシングによって、ウエーハ１０の内部に環状の改質層２３を形成する。レーザー加工装置４０は、保持テーブル４１と、レーザービーム照射ユニット４２と、保持テーブル４１とレーザービーム照射ユニット４２とを相対的に移動させる不図示の移動ユニットと、支持ウエーハ３０を介して保持テーブル４１に保持されたウエーハ１０を撮像する不図示の撮像ユニットと、を備える。

【0034】

保持テーブル４１は、支持ウエーハ３０を介してウエーハ１０を保持面（上面）に保持し、垂直な軸心回りに回動可能である。レーザービーム照射ユニット４２は、支持ウエーハ３０を介して保持テーブル４１に保持されたウエーハ１０に対してレーザービーム４３を照射する。レーザービーム照射ユニット４２は、例えば、レーザー発振器と、レーザー発振器から出射されたレーザービーム４３を保持テーブル４１に支持ウエーハ３０を介して保持されたウエーハ１０に集光照射する集光器と、レーザー発振器から集光器までレーザービーム４３を伝搬する各種の光学部品と、を有する。

【0035】

また、レーザービーム照射ユニット４２は、レーザー発振器と集光器との間に、ウエーハ１０に照射されるレーザービーム４３の断面形状を成形する成形手段を有する。成型手段は、例えば、波面を制御するＬＣＯＳ（Liquid-Crystal on Silicon）等の空間光変調器や、レーザービーム４３の一部を遮光するピンホール等を含む。レーザービーム４３は、例えば、図８に示す半円形状（照射領域４５）や、図９に示す欠円形状（照射領域４５－１）に成形される。

【0036】

環状改質層形成ステップ３では、ウエーハ１０の裏面１４側からレーザービーム４３を照射し、面取り部（傾斜面１５）と平坦面１６との境界領域２１に沿ってウエーハ１０の内部に環状の改質層２３を形成する。なお、レーザービーム４３は、ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザービームであり、例えば、赤外線（Infrared Rays；ＩＲ）である。

【0037】

環状改質層形成ステップ３では、まず、支持ウエーハ３０の他方の面３４側を保持テーブル４１の保持面（上面）に吸引保持する。なお、測定ステップ２を保持テーブル４１上で実施した場合、本手順は省略される。次に、ウエーハ１０とレーザービーム照射ユニット４２の集光器との位置合わせを行う。具体的には、不図示の移動ユニットによって、保持テーブル４１をレーザービーム照射ユニット４２の下方の加工領域まで移動させる。

【0038】

次に、不図示の撮像ユニットでウエーハ１０を撮影しアライメントすることで、レーザービーム照射ユニット４２の照射部をウエーハ１０の裏面１４の面取り部（傾斜面１５）と平坦面１６との境界領域２１に向けて鉛直方向に対向させた後、レーザービーム４３の集光点４４を、ウエーハ１０の内部に設定する。この際、レーザービーム４３の照射領域４５において、半円形状または欠円形状の弦となる欠部４６、４６－１がウエーハ１０の径方向外側に向くように位置合わせする。なお、図７に示すように、集光点４４の位置は、境界領域２１より若干ウエーハ１０の径方向内側に設定してもよい。

【0039】

環状改質層形成ステップ３では、次に、保持テーブル４１を垂直な軸心回りに回転させながら、レーザービーム照射ユニット４２からレーザービーム４３を、ウエーハ１０の裏面１４側から照射する。このように、レーザービーム４３の集光点４４をウエーハ１０の外周縁１２から所定距離内側の境界領域２１に位置付けた状態で、境界領域２１に沿って環状に照射することで、ウエーハ１０の内部に環状の改質層２３を形成する。

【0040】

レーザービーム４３の照射によって形成された改質層２３からは、クラック２４が伸展し、ウエーハ１０の内部から表面１３に対して垂直な側面を有する円筒形状の分割起点が形成される。なお、環状改質層形成ステップ３では、改質層２３から伸展したクラック２４が、表面１３に表出するように、レーザービーム４３を照射することが好ましい。なお、ウエーハ１０の表面１３に対して垂直とは、伸展したクラック２４全体を平面に近似した近似平面の垂直面に対する傾きが、±５度以内、好ましくは±２度以内であることを示す。

【0041】

環状改質層形成ステップ３では、レーザービーム４３の集光点４４の高さを、ウエーハ１０の厚さ方向に変更して複数回レーザービーム４３を照射する、すなわち、一つの集光点４４を有するレーザービーム４３をウエーハ１０の境界領域２１に沿って一周照射した後、集光点４４の高さを、ウエーハ１０の厚さ方向に変更して、複数回同様にレーザービーム４３を照射することで、環状、かつウエーハ１０の表面１３に対して垂直な方向に複数の改質層２３を形成してもよい。あるいは、ウエーハ１０の厚さ方向に離れた複数の集光点４４を有するレーザービーム４３を照射することで、ウエーハ１０の表面１３に対して垂直な方向に複数の改質層２３を形成してもよい。

【0042】

また、上記説明では、図８および図９に示すように、レーザービーム４３を半円形状または欠円形状に成形する例を挙げたが、レーザービーム４３の照射領域４５、４５－１が、円形に対して外周縁１２側の一部が欠けた形状であれば、他の形状でも構わない。すなわち、レーザービーム４３の照射領域４５、４５－１が境界領域２１より外周縁１２側に存在せず、かつレーザービーム４３の光軸ができる限り境界領域２１に近いことが好ましい。したがって、例えば、図８に示す照射領域４５は、真円から同径の半円を欠いた半円形状であり、図９に示す照射領域４５－１は、真円から同径の弓形を欠いた欠円形状であるが、真円から三日月形状を欠いた形状であってもよい。あるいは、ウエーハ１０の径方向に短軸を有する楕円形状でもよい。

【0043】

ここで、環状改質層形成ステップ３の比較例について説明する。図１０は、比較例の環状改質層形成ステップ３におけるウエーハ１０の一部を拡大して示す断面図である。比較例の環状改質層形成ステップ３では、ウエーハ１０の裏面１４側に照射されるレーザービーム４３－１の断面形状が真円形状である。

【0044】

図１０に示す例では、断面形状が真円形状のレーザービーム４３－１が、面取り部（傾斜面１５）に照射されないように、境界領域２１より径方向内側に集光点４４－１を位置づけている。図１０に示す集光点４４－１の位置は、図７に示す実施形態の集光点４４の位置より径方向内側である。このため、形成される改質層２３より内側の領域であるデバイス領域１７は、実施形態と比較して小さくなるため、デバイス２０の取り個数が減少してしまう。

【0045】

例えば、断面形状が真円形状のレーザービーム４３－１の集光点４４－１を図７に示す実施形態の集光点４４の位置と同一の位置に設定して改質層２３を形成する場合、裏面１４側に照射されるレーザービーム４３－１の一部は、境界領域２１より径方向外側の傾斜面１５にも照射される。このように曲面に入射させると、レーザービーム４３－１の集光の制御が難しくなり、改質層２３の形成位置が意図せずずれたり、不安定な改質層２３が形成されたりして、デバイス領域１７側にクラック２４が伸展してしまう可能性がある。

【0046】

（薄化ステップ４）
図１１は、図３に示す薄化ステップ４の一状態を一部断面で示す側面図である。図１２は、図１１の薄化ステップ４の後のウエーハ１０の一部を拡大して示す断面図である。薄化ステップ４は、環状改質層形成ステップ３を実施した後に実施される。薄化ステップ４は、ウエーハ１０の裏面１４を研削して所定の厚み２５まで薄化するステップである。

【0047】

実施形態の薄化ステップ４では、研削装置５０によって、ウエーハ１０の裏面１４を研削して所定の厚み２５まで薄化する。研削装置５０は、保持テーブル５１と、研削ユニット５２と、保持テーブル５１と研削ユニット５２とを相対的に移動させる不図示の移動ユニットと、を備える。

【0048】

保持テーブル５１は、保持面（上面）で支持ウエーハ３０を介してウエーハ１０を吸引保持し、鉛直な軸心回りに回転する。研削ユニット５２は、回転軸部材であるスピンドル５３と、スピンドル５３の下端に取り付けられた研削ホイール５４と、研削ホイール５４の下面に装着される研削砥石５５と、不図示の研削水供給ユニットと、を備える。スピンドル５３および研削ホイール５４は、保持テーブル５１の軸心と平行な回転軸で回転する。研削ホイール５４の直径は、少なくともウエーハ１０の半径より大きい。

【0049】

薄化ステップ４では、まず、支持ウエーハ３０の他方の面３４側を保持テーブル５１の保持面（上面）に吸引保持する。次に、支持ウエーハ３０を介して保持テーブル５１に保持されたウエーハ１０と研削ホイール５４との位置合わせを行う。具体的には、不図示の移動ユニットによって、保持テーブル５１を研削ホイール５４の下方の加工領域まで移動させ、研削砥石５５とウエーハ１０の裏面１４側とを対向させる。

【0050】

次に、保持テーブル５１を軸心回りに回転させた状態で、研削ホイール５４を軸心回りに回転させる。不図示の研削水供給ユニットによって研削水を加工点に供給するとともに、研削ホイール５４の研削砥石５５を保持テーブル５１に所定の送り速度で近付けることによって、研削砥石５５でウエーハ１０の裏面１４側を研削し、図１２に示す所定の厚み２５までウエーハ１０を薄化する。この際、ウエーハ１０の改質層２３より外周縁１２側の領域（外周領域１８）は、研削負荷により除去される。

【0051】

以上説明したように、実施形態のウエーハ１０の加工方法は、外周領域１８を除去する分割起点となる環状の改質層２３をウエーハ１０の内部に形成する。ここで、改質層２３を形成するためのレーザービーム４３が照射される照射領域４５、４５－１は、外周縁１２近傍であるため、外周縁１２の面取り部、すなわち傾斜面１５に設定される可能性がある。

【0052】

傾斜面１５に対してレーザービーム４３を照射すると、照射領域でのウエーハ１０の厚みが一定ではないため、形成される改質層２３の高さ位置が意図せずずれる可能性がある。また、曲面である傾斜面１５に対してレーザービーム４３が入射することで乱反射し、安定的に改質層２３が形成できない可能性がある。

【0053】

これに対し、実施形態では、環状改質層形成ステップ３において、ウエーハ１０の裏面１４側に照射するレーザービーム４３の断面形状を、半円形状、欠円形状、三日月形に欠けた円形状、または楕円形状にしている。すなわち、面取り部にはレーザービーム４３が照射されないようにレーザービーム４３を成形した状態で、面取り部（傾斜面１５）と平坦面１６との境界領域２１に沿ってレーザービーム４３を照射する。

【0054】

これにより、面取り部にレーザービーム４３が照射された際にウエーハ１０内部に形成される可能性のある不安定な改質層２３やクラック２４の影響を排除し、安定的に改質層２３およびクラック２４を形成することができる。また、レーザービーム４３の光軸を、境界領域２１近傍に設定できるので、改質層２３およびクラック２４を境界領域２１近傍に形成でき、デバイス２０の破損を抑制しつつ、デバイス２０の取り個数の増加を実現できるという効果を奏する。

【0055】

なお、本発明は、上記実施形態および変形例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。

【0056】

例えば、薄化ステップ４における外周領域１８の除去を促進するため、外周領域１８を複数の領域に予め分断するレーザー加工を薄化ステップ４より前に実施してもよい。この場合、例えば、ステルスダイシングにより、外周領域１８に放射状の改質層を形成することによって、外周領域１８を放射状に分割してもよい。

【0057】

あるいは、外力を付与することによって、外周領域１８を除去してもよい。外力は、例えば、外周領域１８を上方から押圧するまたは外周領域１８を持ち上げることによるせん断方向への外力や、ローラによる破砕等、機械的な外力でもよいし、超音波による振動や、外周領域１８への液体および固体の少なくともいずれかを吹き付けた際のこれらが衝突する力、ウエーハ１０の研削仕上げ面に貼り付けたエキスパンドテープを拡張することによる放射方向への外力であってもよい。

【符号の説明】

【0058】

１０ ウエーハ
１１ 基板
１２ 外周縁
１３ 表面
１４ 裏面
１５ 傾斜面
１６ 平坦面
１７ デバイス領域
１８ 外周領域
１９ 分割予定ライン
２０ デバイス
２１ 境界領域
２２ 距離
２３ 改質層
２４ クラック
２５ 厚み
３０ 支持ウエーハ
４３、４３－１ レーザービーム
４４、４４－１ 集光点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】