特開 2025-8008 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】P2025008008

(43)【公開日】2025-01-20

(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 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 601Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023109814

(22)【出願日】2023-07-04

(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】110003524

【氏名又は名称】弁理士法人愛宕綜合特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】水谷 彬

(72)【発明者】

【氏名】大武 裕介

【テーマコード（参考）】

5F057

【Ｆターム（参考）】

5F057AA12

5F057BA19

5F057BB03

5F057CA16

5F057DA18

5F057DA22

5F057DA31

5F057DA40

5F057GA03

(57)【要約】

【課題】ウエーハの外周に残存した部分が後工程において脱落して汚染源になったり、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する際にデバイスチップの欠けの原因になり、品質を低下させたりするという問題を解決するウエーハの加工方法を提供する。
【解決手段】ウエーハ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該有効領域と該面取り部との境界部の内部に位置付けて照射して面取り部に沿って改質層を形成する改質層形成工程と、ウエーハをスピンナーテーブルに保持して高速回転して遠心力によって面取り部を飛散させ除去する面取り部除去工程と、ウエーハの裏面を研削して所望の厚みに加工する加工工程と、を含み構成される。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に形成された有効領域と、該有効領域を囲繞して外周に面取り部を有するウエーハの加工方法であって、
ウエーハ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該有効領域と該面取り部との境界部の内部に位置付けて照射して面取り部に沿って改質層を形成する改質層形成工程と、
ウエーハをスピンナーテーブルに保持して高速回転して遠心力によって面取り部を飛散させ除去する面取り部除去工程と、
ウエーハの裏面を研削して所望の厚みに加工する加工工程と、
を含み構成されるウエーハの加工方法。

【請求項2】

該改質層形成工程において、
該レーザー光線の集光点を該有効領域と該面取り部との境界部の内部に位置付けて照射しクラックがウエーハの表面に至る比較的深い第一の改質層を形成する第一のステップと、
該第一の改質層に隣接して外側又は内側に該表面には至らない比較的浅い第二の改質層を形成する第二のステップと、を含み、
該第一の改質層を起点として該面取り部を該有効領域から裏面側に反らす請求項１に記載のウエーハの加工方法。

【請求項3】

ウエーハは、第一のウエーハと第二のウエーハとが積層された積層ウエーハであり、
第一のウエーハに対して、該改質層形成工程と、該面取り部除去工程と、該加工工程と、を実施する請求項１に記載のウエーハの加工方法。

【請求項4】

該第二のステップにおいて、第二の改質層は該加工工程において研削されて除去される位置に形成される請求項２に記載のウエーハの加工方法。

【請求項5】

該面取り部除去工程において、該スピンナーテーブルの回転数は、１０００～３０００ｒｐｍである請求項１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、表面に形成された有効領域と、該有効領域を囲繞して外周に面取り部を有するウエーハの加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されたデバイス領域が表面に形成されたウエーハは、裏面が研削されて所望の厚みに薄化された後、切削装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

【0003】

また、ウエーハの外周には面取り部が形成されていて、ウエーハの裏面を研削して薄化すると、該面取り部がナイフエッジのように鋭利となり、オペレータが怪我をしたり、ウエーハの外周から亀裂が入りデバイスを損傷させたりするという問題がある。

【0004】

そこで、ウエーハの裏面を研削する前に、ウエーハ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面取り部の内側に位置付けて照射し、リング状にウエーハの内部に改質層を形成することで、研削加工を実施する際に面取り部が除去される技術が本出願人によって提案されている（特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－０８８１８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記した特許文献１に記載の技術によれば、研削加工時に加わる外力によって面取り部が除去されることになるが、ウエーハの外周から面取り部が完全に除去されずに僅かに残存することがあり、残存した部分が後工程において脱落して汚染源になったり、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する際にデバイスチップの欠けの原因になったりする等の問題が生じる。

【0007】

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハの外周から面取り部を完全に除去することであり、残存した部分が後工程において脱落して汚染源になったり、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する際にデバイスチップの欠けの原因になり、品質を低下させたりするという問題を解決することができるウエーハの加工方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に形成された有効領域と、該有効領域を囲繞して外周に面取り部を有するウエーハの加工方法であって、ウエーハ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該有効領域と該面取り部との境界部の内部に位置付けて照射して面取り部に沿って改質層を形成する改質層形成工程と、ウエーハをスピンナーテーブルに保持して高速回転して遠心力によって面取り部を飛散させ除去する面取り部除去工程と、ウエーハの裏面を研削して所望の厚みに加工する加工工程と、を含み構成されるウエーハの加工方法が提供される。

【0009】

該改質層形成工程において、該レーザー光線の集光点を該有効領域と該面取り部との境界部の内部に位置付けて照射しクラックがウエーハの表面に至る比較的深い第一の改質層を形成する第一のステップと、該第一の改質層に隣接して外側又は内側に該表面には至らない比較的浅い第二の改質層を形成する第二のステップと、を含み、該第一の改質層を起点として該面取り部を該有効領域から裏面側に反らすことが好ましい。また、ウエーハは、第一のウエーハと第二のウエーハとが積層された積層ウエーハであり、第一のウエーハに対して、該改質層形成工程と、該面取り部除去工程と、該加工工程と、を実施することができる。さらに、該第二のステップにおいて、第二の改質層は該加工工程において研削されて除去される位置に形成されることが好ましい。該面取り部除去工程において、該スピンナーテーブルの回転数は、１０００～３０００ｒｐｍであることが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明の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光線の集光点を該有効領域と該面取り部との境界部の内部に位置付けて照射して面取り部に沿って改質層を形成する改質層形成工程と、ウエーハをスピンナーテーブルに保持して高速回転して遠心力によって面取り部を飛散させ除去する面取り部除去工程と、ウエーハの裏面を研削して所望の厚みに加工する加工工程と、を含み構成されていることから、ウエーハの裏面を研削して所望の厚みに加工する加工工程を実施する前に、ウエーハの外周端から面取り部を完全に除去することが可能になり、面取り部がウエーハの外周に残存して、後の工程で脱落して汚染源になったり、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する際にデバイスチップの欠けの原因になったりして、デバイスの品質を低下させる等の問題を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】（ａ）本実施形態において被加工物となる積層ウエーハの斜視図、（ｂ）本実施形態において被加工物となる単体のウエーハの斜視図である。

【図2】（ａ）改質層形成工程において、チャックテーブルにウエーハを載置する態様を示す斜視図、（ｂ）改質層形成工程において、改質層を形成する態様を示す斜視図である。

【図3】（ａ）ハーフカットとなる第一の改質層の形態を示す概略断面図、（ｂ）（ａ）に示す第一の改質層に隣接して第二の改質層の形態を示す概略断面図、（ｃ）第二の改質層の別の形態を示す概略断面図である。

【図4】（ａ）フルカットとなる第一の改質層の形態を示す概略断面図、（ｂ）（ａ）に示す第一の改質層に隣接して第二の改質層の形態を示す概略断面図、（ｃ）第二の改質層の別の形態を示す概略断面図である。

【図5】図１（ａ）に示す第一のウエーハに対して、放射状の分割用改質層を形成した状態を示す平面図である。

【図6】スピンナーテーブルを備えた面取り部除去装置の全体斜視図である。

【図7】図６に示す面取り部除去装置の一部を断面として面取り部除去工程の実施態様を示す側面図である。

【図8】加工工程の実施態様を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に基づいて構成されるウエーハの加工方法に係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

【0013】

図１（ａ）には、本発明に基づき構成されるウエーハの加工方法によって加工されるウエーハＷが示されている。ウエーハＷは、第一のウエーハ１０Ａと、第二のウエーハ１０Ｂとを積層し一体とした積層ウエーハである。第一のウエーハ１０Ａは、例えば、直径が３００ｍｍであって、厚みが３００μｍのシリコンのウエーハであり、複数のデバイス１２Ａが分割予定ライン１４Ａによって区画され表面１０Ａａに形成されている。ウエーハ１０Ａは、表面１０Ａａと裏面１０Ａｂとを有し、製品として使用されるデバイス１２Ａが形成された中央寄りの有効領域１６Ａと、有効領域１６Ａを囲繞する外周の端部に形成された面取り部１７Ａと、該有効領域１６Ａと面取り部１７Ａとの間であって製品となるデバイス１２Ａが形成されていない境界部１８Ａとを備えている。第二のウエーハ１０Ｂも、第一のウエーハ１０Ａと同様の構成を備え、図示はされていないが、図中下面側に向けられた表面１０Ｂａに、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され形成されたシリコンのウエーハである。第一のウエーハ１０Ａと第二のウエーハ１０Ｂとは、例えば、第一のウエーハ１０Ａの表面１０Ａａと第二のウエーハ１０Ｂの表面１０Ｂａとを貼り合わせて熱処理することによるシロキサン結合で一体とされている。

【0014】

図１（ｂ）には、本実施形態のウエーハの加工方法によって加工される別のウエーハ１０Ｃが示されている。ウエーハ１０Ｃは単体のウエーハであり、該ウエーハ１０Ｃの表面１０Ｃａに貼着される保護テープＴも示されている。図示のウエーハ１０Ｃは、例えば、上記したウエーハ１０Ａと同一の構成であり、直径が３００ｍｍ、厚みが３００μｍのシリコンのウエーハであり、複数のデバイス１２Ｃが分割予定ライン１４Ｃによって区画され表面１０Ｃａに形成されている。ウエーハ１０Ｃは、表面１０Ｃａと裏面１０Ｃｂとを有し、製品として使用されるデバイス１２Ｃが形成された中央寄りの有効領域１６Ｃと、有効領域１６Ｃを囲繞する外周の端部に形成された面取り部１７Ｃと、該有効領域１６Ｃと面取り部１７Ｃとの間であって製品となるデバイス１２Ｃが形成されていない境界部１８Ｃとを備えている。上記したように、本実施形態のウエーハの加工方法によって加工される際には、図示のように、表面１０Ｃａ側に保護テープＴが貼着されて一体とされる。

【0015】

なお、本発明のウエーハの加工方法によって加工されるウエーハは、上記した２枚のシリコンのウエーハを積層したウエーハＷ、単体のシリコンのウエーハ１０Ｃに限定されず、有効領域と該有効領域を囲繞する外周の端部に面取り部を有する様々なウエーハが含まれる。例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）のウエーハ、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）のウエーハ、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ_３）のウエーハ、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ_３）のウエーハであってもよく、さらには、中央領域にデバイスは形成されていないが、該中央領域が、後に加工されて製品として使用されるウエーハ（例えばガラスウエーハ）であってもよい。以下に説明する実施形態では、上記した積層ウエーハであるウエーハＷを例にしながら、本実施形態のウエーハの加工方法について説明する。

【0016】

（改質層形成工程）
本実施形態のウエーハの加工方法をウエーハＷに対して実施するに際し、第一のウエーハ１０Ａの裏面１０Ａｂから、第一ウエーハ１０Ａ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有効領域１６Ａと面取り部１７Ａとの間の境界部１８Ａの内部に位置付けて照射して、面取り部１７Ａに沿って改質層を形成する改質層形成工程を実施する。

【0017】

形質層形成工程では、まず、ウエーハＷを、図２（ａ）、（ｂ）に示すレーザー加工装置２０（一部のみを示している）に搬送する。レーザー加工装置２０は、図２（ａ）に示すチャックテーブル２１と、図２（ｂ）に示すレーザー光線照射手段２２とを少なくとも備えている。チャックテーブル２１は、上面側において保持面を構成する通気性を有する部材により形成された吸着チャック２１ａと、該吸着チャック２１ａを囲繞する枠体２１ｂとを備えている。レーザー光線照射手段２２は、ウエーハＷを構成する第一のウエーハ１０Ａに対して透過性を有する波長のレーザー光線を発振するレーザー発振器（図示は省略する）と、該レーザー発振器により発振されたレーザー光線ＬＢを集光して照射する集光器２３とを備えている。さらに、レーザー加工装置２０は、チャックテーブル２１を移動させる移動手段、チャックテーブル２１を回転させる回転駆動手段、吸着チャック２１ａの上面に負圧を生成する吸引手段等（いずれも図示は省略する）を備えている。

【0018】

レーザー加工装置２０にウエーハＷを搬送したならば、図２（ａ）に示すように、第二のウエーハ１０Ｂの裏面１０Ｂｂ側を下方に、第一のウエーハ１０Ａの裏面１０Ａｂ側を上方に向けて、チャックテーブル２１に載置し、図示を省略する吸引手段を作動して吸引保持する。該チャックテーブル２１に吸引保持されたウエーハＷに対し、レーザー加工装置２０に配設されたアライメント手段及び高さ検出手段（いずれも図示は省略する）を用いてアライメントが実施され、第一のウエーハ１０Ａの面取り部１７Ａが形成された外周端部の位置と第一のウエーハ１０Ａの中心位置とを検出すると共に、第一のウエーハ１０Ａの裏面１０Ａｂの上面の高さを検出し、上記した境界部１８Ａにおいてレーザー光線ＬＢを照射すべき加工位置を検出する。

【0019】

本発明において実施される改質層形成工程は、例えば、以下に説明する第一のステップと、第二のステップとを含み実施することができる。

【0020】

（第一のステップ）
第一のウエーハ１０Ａの面取り部１７Ａが形成された外周の端部の位置と第一のウエーハ１０Ａの中心位置を検出することにより、例えば、第一のウエーハ１０Ａの外周の端部から面取り部１７Ａが形成された領域（例えば外周の端部から０．５ｍｍの領域）よりも内側であって、上記した境界部１８Ａに対応して環状に設定される第一のウエーハ１０Ａの中心点から例えば半径１４７ｍｍの位置が、第一のステップによってレーザー加工が施され改質層を形成する所定の加工位置として検出される。このようにして検出された加工位置の位置情報は、図示しない制御手段に記憶される。

【0021】

上記したアライメントによって検出された第一のステップに係る加工位置の情報に基づき、チャックテーブル２１を移動して、図２（ｂ）に示すように、レーザー光線照射手段２２の集光器２３の直下に、上記した所定の加工位置を位置付ける。次いで、第一のウエーハ１０Ａの裏面１０Ａｂ側から、境界部１８Ａの内部にレーザー光線ＬＢの集光点を位置付けて照射すると共に、チャックテーブル２１を矢印Ｒ１で示す方向に回転して第一のウエーハ１０Ａの面取り部１７Ａに沿って全周に渡り第一の改質層１００を形成する。

【0022】

上記した第一のステップによって形成される第一の改質層１００は、図３（ａ）に示すように、第一の改質層１００を形成することによりクラック１０１が生じ、該クラック１０１が第一のウエーハ１０Ａの表面１０Ａａ側に至る比較的深い位置に形成される。さらに、この第一の改質層１００は、上下方向に複数の層で形成することが好ましい。例えば、図３（ａ）に示す第一の改質層１００は、上下方向に４層の改質層で構成されている。このような第一の改質層１００を形成するに際しては、まず、レーザー光線ＬＢの集光点を、第一のウエーハ１０Ａの境界部１８Ａの内部の最深部（例えば、裏面１０Ａｂから１８０μｍの深さ）に設定された位置に位置付けてレーザー光線ＬＢを照射すると共にチャックテーブル２１を上記したように回転して、面取り部１７Ａに沿って１層目の環状の改質層を形成し、その後、チャックテーブル２１を回転させながら、該集光点を３回に渡って裏面１０Ａｂ側（上方）に向けて、例えば、裏面１０Ａｂからの深さを１７０μｍ→１６０μｍ→１５０μｍの深さとなるように上昇させて、面取り部１７Ａに沿って合計４層の環状の改質層を形成すると共に、第一のウエーハ１０Ａの表面１０Ａａ側に至るクラック１０１を生じさせる。なお、上記した第一のステップにより形成される第一の改質層１００及びクラック１０１は、第一のウエーハ１０Ａの表面１０Ａａから裏面１０Ａｂに至るものではないため、図３に示す第一の改質層１００は、以下においてハーフカットとも称する。以上により、第一のステップが完了する。

【0023】

（第二のステップ）
上記したように第一のステップによって第一の改質層１００を形成したならば、第一の改質層１００の外側又は内側に第一のウエーハ１０Ａの表面１０Ａａには至らない比較的浅い第二の改質層を形成する第二のステップを実施する。より具体的には、例えば、図３（ｂ）に示すように、第一の改質層１００における最上部（裏面１０Ａｂから１５０μｍの深さ）の改質層の外側で隣接する位置に、レーザー光線ＬＢの集光点を位置づけて照射し、チャックテーブル２１を回転して、環状の改質層１０２を形成する。この第二のステップにより形成される第二の改質層は、図３（ｂ）に示すように、複数の改質層によって形成することが好ましく、本実施形態では、環状の改質層１０２の外側に隣接し、改質層１０２と同じ深さ位置にレーザー光線ＬＢの集光点を位置付けて照射して、上記した環状の改質層１０２に加え、環状の改質層１０４、１０６を形成する。以上により第二のステップが完了し、形質層形成工程が完了する。

【0024】

上記した第一のステップを実行して第一の改質層１００を形成することで、第一のウエーハ１０Ａの表面１０Ａａ側に至るクラック１０１を生成し、さらに第二のステップを実行して上記の如く第二の改質層１０２、１０４、１０６を形成することで、第一の改質層１００に応力が掛かる。これにより、図３（ｂ）に示すように、第一の改質層１００に沿って上下方向にクラック１０１がさらに伸展し、該第一の改質層１００を起点として、面取り部１７Ａを全周に渡って図中矢印Ｒ２で示す方向、すなわち裏面１０Ａｂ側に反らすことができる。なお、第二の改質層を形成する場合、上記したように３箇所に集光点を位置付けて環状の改質層を形成することに限定されず、２箇所以下、又は４箇所以上に集光点を位置付けて環状の改質層を形成してもよく、好ましくは、３～６箇所に集光点を位置づけて照射して環状の改質層を形成する。

【0025】

上した第一のステップ、第二のステップを含む改質層形成工程を実施する際のレーザー加工条件は、例えば、以下のように設定される。
波長 ：１０９９ｎｍ
繰り返し周波数 ：８０ｋＨｚ
平均出力 ：２．０Ｗ
加工送り速度 ：４５０ｍｍ／ｓ
又は
波長 ：１３４２ｎｍ
繰り返し周波数 ：９０ｋＨｚ
平均出力 ：１．９Ｗ
加工送り速度 ：４００ｍｍ／ｓ

【0026】

本発明の改質層形成工程において実施される第二のステップによって形成される第二の改質層の位置は、図３（ｂ）に示す形態に限定されない。例えば、図３（ｃ）に示すように、上記した第一の改質層１００に隣接した位置であって、境界部１８Ａにおける内部の内側（有効領域側）において、第一のウエーハ１０Ａの表面１０Ａａには至らない比較的浅い位置にレーザー光線ＬＢの集光点を位置付けて照射して、第二の改質層（改質層１０７、１０８、１０９）を形成するようにしてもよい。図３（ｃ）に示す第二の改質層（改質層１０７、１０８、１０９）も、図３（ｂ）に示す第二の改質層（改質層１０２、１０４、１０６）と同様のレーザー加工条件によって実施され、第一の改質層１００に対して応力を掛けることができ、第一の改質層１００に沿って上下方向にクラック１０１を伸展させて、該第一の改質層１００を起点として、面取り部１７Ａを図中矢印Ｒ２で示す方向に、すなわち裏面１０Ａｂ側に反らすことができる。この形態における第二の改質層（改質層１０７、１０８、１０９）は、後の加工工程で第一のウエーハ１０Ａの裏面１０Ａｂが研削されて所望の厚みに加工された場合に、除去される深さ位置に設定される。

【0027】

本発明の改質層形成工程において形成される改質層は、上記した形態に限定されない。図４（ａ）には、図３に基づき説明した改質層形成工程の第一のステップとは別の実施形態により形成される第一の改質層１００’が示されている。図４（ａ）に示す第一のステップでは、レーザー光線ＬＢの集光点を、有効領域１６Ａと面取り部１７Ａとの境界部１８Ａの内部に位置付けて照射し、クラック１０１が第一のウエーハ１０Ａの表面１０Ａａに至ると共に裏面１０Ａｂに至る第一の改質層１００’を形成する。このような第一の改質層１００’を形成するに際しては、例えば、まず、レーザー光線ＬＢの集光点を、第一のウエーハ１０Ａの境界部１８Ａの内部の最深部（例えば、裏面１０Ａｂから１７５μｍの深さ）に設定された位置に位置付けてレーザー光線ＬＢを照射すると共にチャックテーブル２１を、図２（ｂ）に示すＲ２の方向に回転して、面取り部１７Ａに沿って１層目の環状の改質層を形成する。その後、チャックテーブル２１を回転させながら、該集光点を多数回に渡って裏面１０Ａｂ側（上方）に向けて、例えば、裏面１０Ａｂからの深さを１６５μｍ→１５５μｍ→１３５μｍ→１２０μｍ→１０５μｍ→９０μｍ→７０μｍ→５０μｍ→３５μｍ→２０μｍの深さとなるように上昇させて、面取り部１７Ａに沿って合計１１層の環状の改質層を形成する。以上により、第一のステップが完了する。なお、図４（ａ）に基づき説明する第一のステップにより形成される第一の改質層１００’及びクラック１０１は、第一のウエーハ１０Ａの表面１０Ａａから裏面１０Ａｂに至る領域全域に形成するものであることから、図３に示した第一の改質層１００をハーフカットと称するのに対し、フルカットと称する。

【0028】

上記した第一のステップを実施したならば、第二のステップを実施する。該第二のステップは、図３（ｂ）、（ｃ）に基づき説明した第二のステップと同様の手順により実施することができる。具体的には、第一の改質層１００’の外側又は内側に第一のウエーハ１０Ａの表面１０Ａａには至らない比較的浅い第二の改質層を形成する。例えば、図４（ｂ）に示すように、第一の改質層１００’において、裏面１０Ａｂから１５０μｍの深さで形成した改質層の外側に隣接する位置に、レーザー光線ＬＢの集光点を位置づけて照射し、チャックテーブル２１を回転して、環状の改質層１０２を形成する。本実施形態においても、第二のステップにより形成される第二の改質層は、図４（ｂ）に示すように、複数の改質層によって形成することが好ましく、本実施形態では、環状の改質層１０２の外側に隣接する位置にレーザー光線ＬＢの集光点を位置付けて照射して、上記した環状の改質層１０２に加え、環状の改質層１０４、１０６を形成する。以上により第二のステップが完了し、改質層形成工程が完了する。

【0029】

上記した第一のステップを実行して第一の改質層１００’を形成し、さらに第二のステップを実行して上記の如く第二の改質層１０２、１０４、１０６を形成することで、第一の改質層１００’に応力が掛かる。これにより、先に説明した実施形態と同様に、該第一の改質層１００’を起点として、面取り部１７Ａを図４（ｂ）中の矢印Ｒ２で示す方向、すなわち裏面１０Ａｂ側に反らすことができる。

【0030】

なお、図４に示す改質層形成工程における第二のステップによって形成される第二の改質層は、図４（ｃ）に示すように、上記した第一の改質層１００’に隣接した位置であって、境界部１８Ａにおける内部の内側（有効領域側）において、ウエーハ１０Ａの表面１０Ａａには至らない浅い位置にレーザー光線ＬＢの集光点を位置付けて照射して、第二の改質層（改質層１０７、１０８、１０９）を形成するようにしてもよい。図４（ｃ）に示す第二の改質層（改質層１０７、１０８、１０９）は、図３（ｃ）に基づき説明した手順により形成することができ、図４（ｂ）に示す第二の改質層（改質層１０２、１０４、１０６）と同様に、第一の改質層１００’に対して応力を掛けることができ、該第一の改質層１００’を起点として、面取り部１７Ａを図中矢印Ｒ２で示す方向に、すなわち裏面１０Ａｂ側に反らすことができる。この形態における第二の改質層（改質層１０７、１０８、１０９）も、後の加工工程でウエーハ１０Ａの裏面１０Ａｂが研削されて所望の厚みに加工された場合に、除去される深さ位置に設定される。

【0031】

図４に基づき説明した改質層形成工程を実施する際のレーザー加工条件は、例えば、以下のように設定される。なお、ＤＦはレーザー光線ＬＢの集光点のデフォーカス位置であり、第一のウエーハ１０Ａの裏面１０Ａｂからの深さ位置を示す。
波長 ：１０９９ｎｍ
繰り返し周波数 ：８０ｋＨｚ
平均出力 ：ＤＦ（μｍ）≧１３５の場合→２Ｗ
ＤＦ（μｍ）＜１３５の場合→１Ｗ
加工送り速度 ：４５０ｍｍ／ｓ
又は
波長 ：１３４２ｎｍ
繰り返し周波数 ：９０ｋＨｚ
平均出力 ：ＤＦ（μｍ）≧１３５の場合→１．９Ｗ
ＤＦ（μｍ）＜１３５の場合→１Ｗ
加工送り速度 ：４００ｍｍ／ｓ

【0032】

改質層形成工程によって形成した第一の改質層、第二の改質層に加え、例えば、図５に示すように、第一の改質層１００’から、面取り部１７Ａが形成された外周端方向に伸びる放射状の分割用改質層１１０を形成してもよい。図示の分割用改質層１１０は、面取り部１７Ａをより細かく分割するための改質層であり、例えば、上記した第一の改質層１００、１００’と同様のレーザー加工条件によってレーザー光線ＬＢが照射されて形成され、第一のウエーハ１０Ａの面取り部１７Ａに沿って、均等な間隔で複数箇所（図示の実施形態では４箇所）に形成される。この分割用改質層１１０を形成することにより、後述する面取り部除去工程において面取り部１７Ａを除去する際に、面取り部１７Ａが細かく分断されて、面取り部１７Ａの除去が良好に実施される。

【0033】

図１（ｂ）に基づき説明した単体のシリコンのウエーハ１０Ｃに対して、本発明に基づく改質層形成工程を実施する場合も、上記した第一のステップ、第二のステップを実施して、図３、４に基づき説明した第一の改質層１００又は１００’、及び第二の改質層（改質層１０２、１０４、１０６又は改質層１０７、１０８、１０９）を形成することができる。ウエーハ１０Ｃに対して改質層形成工程を実施する場合の手順は、上記した積層されたウエーハＷに対して改質層を形成する手順に対し、ウエーハ１０Ｃの裏面１０Ｃｂを上方に向け、保護テープＴ側をレーザー加工装置２０のチャックテーブル２１に吸引保持する以外は同一の手順であることから、詳細な説明は省略する。以下の説明では、上記した改質層形成工程によって、ウエーハＷの第一のウエーハ１０Ａに対し、第一の改質層１００及び第二の改質層（改質層１０２、１０４、１０６）を形成したものとして説明を続ける。

【0034】

（面取り部除去工程）
上記したように改質層形成工程を実施したならば、ウエーハＷを高速回転して遠心力によって面取り部１７Ａを飛散させ除去する面取り部除去工程を実施する。図６には、本発明の面取り部除去工程を実施するのに好適な面取り部除去装置３０が示されている。

【0035】

図６に示すように、面取り部除去装置３０は、スピンナーテーブル３２と、スピンナーテーブル３２の側方全体を囲み、上方に円形の開口部３１ａを有するカバー部３１とを備える。なお、図６では、説明の都合上、カバー部３１の手前側の一部を切り欠いて示している。スピンナーテーブル３２は、通気性を有するポーラス部材により形成された吸着チャック３２ａと、吸着チャック３２ａを囲繞する枠部３２ｂとにより構成されている。吸着チャック３２ａは、図示を省略する吸引手段に接続されて、吸着チャック３２ａの上面に吸引力を生成することができる。スピンナーテーブル３２には、回転シャフト３３が接続され、該回転シャフト３３は、モータ３４によって駆動されてスピンナーテーブル３２を回転駆動する。モータ３４の外周にはエアピストン３５が複数配設されている。該エアピストン３５によってロッド３６を上下方向に進退させることで、スピンナーテーブル３２、軸部３３、及びモータ３４を一体的に昇降させることができる。前記した回転シャフト３３、及びモータ３４は、スピンナーテーブル３２を支持する基台として機能する。

【0036】

図６から理解されるように、カバー部３１は、環状の底壁３１ｃと、底壁３１ｃの外周に立設された外壁３１ｄと、底壁３１ｃの内周に立設された内壁３１ｅとを備えると共に、カバー部３１を支持する複数の脚部３１ｂを備えている。外壁３１ｄは、上方に行くに従って徐々に縮径する湾曲形状をなしており、円形の開口部３１ａは、スピンナーテーブル３２の枠部３２ｂの外形寸法に対して、僅かに大きい寸法で形成されている。スピンナーテーブル３２の下側には、回転シャフト３３に配設され、該回転シャフト３３と共に回転するスカート部３７が配設されている。面取り部除去装置３０は、概ね上記したとおりの構成を備えており、面取り部除去装置３０を使用して、面取り部除去工程を実施する手順について、図６に加え、図７も参照しながら、以下に説明する。なお、図７では、説明の都合上、上記したカバー部３１の外壁３１ｄ及びスカート部３７を断面で示すと共に、カバー部３１の脚部３１ｂ、及びエアピストン３５の記載は省略している。

【0037】

面取り部除去工程を実施するに際し、図７（ａ）に示すように、上記したエアピストン３５を作動して、カバー部３１の内部空間３８内でスピンナーテーブル３２を上昇し、ウエーハＷを搬入する搬出入位置であるカバー部３１の開口部３１ａの近傍に位置付ける。そして、改質層形成工程が施されたウエーハＷの第一のウエーハ１０Ａを上方に向け、第二のウエーハ１０Ｂ側を下方に向けてスピンナーテーブル３２に載置し、図示を省略する吸引手段を作動して、スピンナーテーブル３２にウエーハＷを吸引保持する。

【0038】

スピンナーテーブル３２にウエーハＷを吸引保持したならば、エアピストン３５を作動して、スピンナーテーブル３２を下降し、図７（ｂ）に示す面取り部除去位置に位置付ける。このとき、スカート部３７は、カバー部３１の内壁３１ｅの外側を覆う状態となる。

【0039】

次いで、モータ３４を作動し、スピンナーテーブル３２を回転させる回転シャフト３３を図７（ｂ）に矢印Ｒ３で示す方向に、所定時間、高速で回転させる。該回転シャフト３３の回転速度は、例えば、１０００～３０００ｒｐｍが好ましい。このように、スピンナーテーブル３２を高速で回転させることにより、面取り部１７Ａに対して強い遠心力が作用する。これにより、上記した改質層形成工程によって形成した第一の改質層１００、又は第一の改質層１００’を起点として、面取り部１７Ａが分離して、第一のウエーハ１０Ａの外周端１０Ａｃからカバー部３１の内部空間３８内に飛散して、第一のウエーハ１０Ａから面取り部１７Ａが除去され、面取り部除去工程が完了する。このとき、カバー部３１の外壁３１ｄは、上記したように、上方に行くに従い縮径するように形成されていることから、飛散した面取り部１７Ａはカバー部３１の外壁３１ｄの内面に沿って落下し、カバー部３１の外側に飛散することが抑制される。第一のウエーハ１０Ａから除去された面取り部１７Ａは、カバー部３１の底壁３１ｃ上に溜まるため、複数のウエーハＷに対してこの面取り部除去工程を実施した後、定期的に回収される。

【0040】

上記した面取り部除去工程が完了したならば、ウエーハＷの第一のウエーハ１０Ａの裏面１０Ａｂを研削して、所望の厚みに加工する加工工程を実施する。以下の説明では、上記した面取り部除去工程によって面取り部１７Ａが除去された第一のウエーハ１０Ａを含むウエーハＷの裏面１０Ａｂを研削して所望の厚みに加工する加工工程を実施する形態について説明する。

【0041】

面取り部除去工程が施されたウエーハＷを、図８の右方側に示す研削装置５０（一部のみ示している）に搬送する。図示のように、研削装置５０は、チャックテーブル５１上に吸引保持される被加工物を研削して薄化するための研削手段５２を備えている。研削手段５２は、図示しない回転駆動機構により回転させられる回転スピンドル５２ａと、回転スピンドル５２ａの下端に装着されたホイールマウント５２ｂと、ホイールマウント５２ｂの下面に取り付けられる研削ホイール５２ｃとを備え、該研削ホイール５２ｃの下面には複数の研削砥石５２ｄが環状に配設されている。

【0042】

図示のように、ウエーハＷを研削装置５０に搬送し、第二のウエーハ１０Ｂ側を下方に向けてチャックテーブル５１上に載置して、図示を省略する吸引手段を作動して吸引保持する。次いで、研削手段５２の回転スピンドル５２ａを図８において矢印Ｒ４で示す方向に、例えば６０００ｒｐｍで回転させつつ、チャックテーブル５１を矢印Ｒ５で示す方向に、例えば３００ｒｐｍで回転させる。そして、図示を省略する研削水供給手段により、研削水を第一のウエーハ１０Ａの裏面１０Ａｂ上に供給しつつ、研削砥石５２ｄを第一のウエーハ１０Ａの裏面１０Ａｂに接触させ、研削ホイール５２ｃを、例えば１．０μｍ／秒の研削送り速度で、矢印Ｒ６で示す下方に向けて研削送りする。この際、図示しない接触式又は非接触式の測定ゲージによりウエーハＷの厚みを測定しながら研削を進めることができる。第一のウエーハ１０Ａの裏面１０Ａｂを所定量研削して、ウエーハＷを所望の厚みとしたならば、研削手段５２を停止して退避させ、該加工工程が完了する。なお、前記加工工程が完了したならば、適宜、詳細を省略する洗浄、乾燥工程等が実施される。上記した加工工程では、第一のウエーハ１０Ｂと第二のウエーハ１０Ｃとを積層したウエーハＷにおける第一のウエーハ１０Ａの裏面１０Ａｂを研削して所望の厚みに加工する形態を示したが、改質層形成工程及び面取り部除去工程が施された単体のウエーハ１０Ｃの裏面１０Ｃｂを研削して所望の厚みに加工する場合も、上記した研削装置５０によって、同様の手順によって加工することができる。以上により本実施形態のウエーハの加工方法が完了する。

【0043】

上記した実施形態の加工方法によれば、ウエーハの裏面を研削して所望の厚みに加工する加工工程を実施する前に、ウエーハの外周端から面取り部を完全に除去することが可能になり、面取り部がウエーハの外周に残存して、後の工程で脱落して汚染源になったり、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する際にデバイスチップの欠けの原因になったりして、デバイスの品質を低下させる等の問題が解消する。

【0044】

なお、本発明における改質層形成工程によって形成される改質層は、上記した第一のステップ及び第二のステップによって形成される改質層に限定されない。例えば、第二のステップを省略し、第一のステップのみを実行し、ハーフカットの第一の改質層１００、又はフルカットの第一の改質層１００’のみを形成するものであってもよい。また、第一のステップのみを実施して上記した第一の改質層１００、又は第一の改質層１００’を形成した後、上記した放射状の分割用改質層１１０を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0045】

１０Ａ：第一のウエーハ
１０Ａａ：表面
１０Ａｂ：裏面
１２Ａ：デバイス
１４Ａ：分割予定ライン
１６Ａ：有効領域
１７Ａ：面取り部
１８Ａ：境界部
１０Ｂ：第二のウエーハ
１０Ｂａ：表面
１０Ｂｂ：裏面
１０Ｃ：ウエーハ（単体ウエーハ）
１０Ｃａ：表面
１０Ｃｂ：裏面
１２Ｃ：デバイス
１４Ｃ：分割予定ライン
１６Ｃ：有効領域
１７Ｃ：面取り部
１８Ｃ：境界部
２０：レーザー加工装置
２１：チャックテーブル
２２：レーザー光線照射手段
３０：面取り部除去装置
３１：カバー部
３１ａ：開口部
３１ｂ：脚部
３１ｃ：底壁
３１ｄ：外壁
３１ｅ：内壁
３２：スピンナーテーブル
３３：回転シャフト
３４：モータ
３５：エアピストン
３６：ロッド
３７：内部空間
５０：研削装置
５１：チャックテーブル
５２：研削手段
５２ａ：回転スピンドル
５２ｂ：ホイールマウント
５２ｃ：研削ホイール
５２ｄ：研削砥石
１００、１００’：第一の改質層
１０１：クラック
１０２、１０４、１０６：第二の改質層
１０７、１０８、１０９：第二の改質層
１１０：分割用改質層
Ｗ：積層ウエーハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】