特許 7132786 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】

(24)【登録日】2022-08-30

(45)【発行日】2022-09-07

(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 20060101AFI20220831BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20220831BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 B

B23K26/53

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2018145058

(22)【出願日】2018-08-01

(65)【公開番号】P2020021844

(43)【公開日】2020-02-06

【審査請求日】2021-06-16

(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】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 豊

(72)【発明者】

【氏名】布垣 俊武

【審査官】渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０４５９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０２９９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１１９７１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２３Ｋ ２６／５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェーハを保持する保持手段と、
該保持手段をＸ軸方向に移動させる加工送り手段と、
該ウェーハに対して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を用いてウェーハの高さを測定する高さ測定手段と、
該保持手段に保持されたウェーハに対して透過性を有する加工用レーザービームをウェーハの内部に集光点を位置付けて照射するレーザー加工手段と、を備え、
該レーザー加工手段と該高さ測定手段とは、該ウェーハを加工する際に該保持手段に対する該レーザー加工手段の相対的な移動方向の前方側が該高さ測定手段、後方側が該レーザー加工手段となるように配置されており、
該高さ測定手段によって該ウェーハの高さを測定しながら、該高さ測定手段で測定されたウェーハの高さデータに基づいて該レーザー加工手段の集光点の位置を調整して加工用レーザービームを照射し加工を行う加工装置において、
所定の方向に沿って形成された複数の第一分割予定ラインと該複数の第一分割予定ラインに交差して形成された複数の第二分割予定ラインとによって区画された領域に電極を有する複数のデバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域と、を備え、
該デバイス領域には電極に接続して突出するバンプが配設されているウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、
該ウェーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、
該保護部材配設ステップの後、該保護部材側を保持手段に対面させて該ウェーハを保持する保持ステップと、
該保持ステップの後、該第一分割予定ラインに対して、該測定用レーザービームを照射し、該ウェーハの裏面側で反射した反射光を用いて該ウェーハの裏面の高さを測定しながら、測定結果に基づいてウェーハに対して透過性を有する波長の加工用レーザービームをウェーハ内部の所定の深さに集光点を位置づけてウェーハの裏面側から照射し、第一の改質層を形成する第一改質層形成ステップと、
該第一改質層形成ステップの後、該第二分割予定ラインに対して、該測定用レーザービームを照射し、該ウェーハの裏面側で反射した反射光を用いて該ウェーハの裏面の高さを測定しながら、測定結果に基づいてウェーハに対して透過性を有する波長の加工用レーザービームをウェーハ内部の所定の深さに集光点を位置づけてウェーハの裏面側から照射し、第二の改質層を形成する第二改質層形成ステップと、を含み、
該第一改質層形成ステップでは、
該ウェーハの該第一分割予定ラインの一端から他端に向かって加工用レーザービームを照射して第一の改質層を形成し、
該第二改質層形成ステップは、
該ウェーハのデバイス領域から外周余剰領域の一端へ向かって加工用レーザービームを照射して第二の改質層を形成する第一の外側向き加工ステップと、
該ウェーハのデバイス領域から外周余剰領域の他端へ向かって加工用レーザービームを照射して第二の改質層を形成する第二の外側向き加工ステップと、
によって一本の第二分割予定ラインを加工することを特徴とする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、バンプ付きウェーハの加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスを含むパッケージデバイスのサイズを小さくするために、ＷＬ－ＣＳＰ（wafer level－Chip scale package）と呼ばれる半導体パッケージ技術が注目されている。ＷＬ－ＣＳＰ技術は、ウェーハが分割される前に、デバイスの電極形成およびデバイスの樹脂封止が実施され、ウェーハが分割された後のデバイスチップの大きさがそのままパッケージデバイスの大きさとなるため、パッケージデバイスの小型化及び軽量化に寄与する。

【0003】

ＷＬ－ＣＳＰ技術において、樹脂で封止されたデバイスの電極は、金属ポストを介してバンプと接続される。バンプは、ウェーハの表面から突出するように設けられる。ウェーハの表面は、第一の方向に伸びる複数の第一分割予定ラインと第一分割予定ラインと交差している複数の第二分割予定ラインによって区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と、デバイスが形成されない外周余剰領域とを含んでいる。バンプは、ウェーハのデバイス領域に設けられ、ウェーハの外周余剰領域には設けられない。

【0004】

この種のウェーハの分割方法として、バンプが設けられているウェーハの表面側をチャックテーブルに対面させて保持し、ウェーハの裏面側からウェーハに対して透過性を有するレーザービームを照射して内部に改質層を形成してウェーハを分割する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

上記のような内部に改質層を形成する加工方法において、集光点の位置がずれると、所望の加工結果が得られない。例えば、前述した加工方法は、ウェーハの屈折率によって、集光点の位置が厚み方向に機械的に１μｍずれると、実際に形成される集光点の位置が厚み方向に４μｍ以上ずれてしまい、破断出来なくなったりする場合がある。

【0006】

そこで、ウェーハの高さを予め測定した後、測定された高さに応じて集光点の位置を補正しつつレーザー加工を実施する加工方法も考案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１７－０４５９６５号公報

【文献】特開２００９－０６３４４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献２等に記載された加工方法は、前述したバンプがデバイス領域に設けられかつ外周余剰領域に設けられていないウェーハを加工すると、第一分割予定ラインに改質層を形成した後で、バンプが存在しない外周余剰領域が割れて落ちてしまう場合がある。特に、ウェーハが反っていて、外周余剰領域がテープにうまく貼着されていない場合などは特にこのような問題が起こりやすい。

【0009】

特許文献２等に記載されている加工方法は、外周余剰領域が割れて落ちた状態で第二分割予定ラインの加工を行う場合、加工前に割れて落ちてしまった部分の高さを測定することになるため、正確なウェーハのデバイス領域の高さを測定できない。この結果として、特許文献２等に記載されている加工方法は、集光点の位置が実際に加工したい位置よりもウェーハ表面側に近い位置に設定されてしまい、アクティブエリアであるデバイスにダメージが入ってしまうという問題があった。

【0010】

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、デバイスにダメージを与えることなく表面にバンプを備えたデバイス領域を有するウェーハを加工することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

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、ウェーハを保持する保持手段と、該保持手段をＸ軸方向に移動させる加工送り手段と、該ウェーハに対して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を用いてウェーハの高さを測定する高さ測定手段と、該保持手段に保持されたウェーハに対して透過性を有する加工用レーザービームをウェーハの内部に集光点を位置付けて照射するレーザー加工手段と、を備え、該レーザー加工手段と該高さ測定手段とは、該ウェーハを加工する際に該保持手段に対する該レーザー加工手段の相対的な移動方向の前方側が該高さ測定手段、後方側が該レーザー加工手段となるように配置されており、該高さ測定手段によって該ウェーハの高さを測定しながら、該高さ測定手段で測定されたウェーハの高さデータに基づいて該レーザー加工手段の集光点の位置を調整して加工用レーザービームを照射し加工を行う加工装置において、所定の方向に沿って形成された複数の第一分割予定ラインと該複数の第一分割予定ラインに交差して形成された複数の第二分割予定ラインとによって区画された領域に電極を有する複数のデバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域と、を備え、該デバイス領域には電極に接続して突出するバンプが配設されているウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、該ウェーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、該保護部材配設ステップの後、該保護部材側を保持手段に対面させて該ウェーハを保持する保持ステップと、該保持ステップの後、該第一分割予定ラインに対して、該測定用レーザービームを照射し、該ウェーハの裏面側で反射した反射光を用いて該ウェーハの裏面の高さを測定しながら、測定結果に基づいてウェーハに対して透過性を有する波長の加工用レーザービームをウェーハ内部の所定の深さに集光点を位置づけてウェーハの裏面側から照射し、第一の改質層を形成する第一改質層形成ステップと、該第一改質層形成ステップの後、該第二分割予定ラインに対して、該測定用レーザービームを照射し、該ウェーハの裏面側で反射した反射光を用いて該ウェーハの裏面の高さを測定しながら、測定結果に基づいてウェーハに対して透過性を有する波長の加工用レーザービームをウェーハ内部の所定の深さに集光点を位置づけてウェーハの裏面側から照射し、第二の改質層を形成する第二改質層形成ステップと、を含み、該第一改質層形成ステップでは、該ウェーハの該第一分割予定ラインの一端から他端に向かって加工用レーザービームを照射して第一の改質層を形成し、該第二改質層形成ステップは、該ウェーハのデバイス領域から外周余剰領域の一端へ向かって加工用レーザービームを照射して第二の改質層を形成する第一の外側向き加工ステップと、該ウェーハのデバイス領域から外周余剰領域の他端へ向かって加工用レーザービームを照射して第二の改質層を形成する第二の外側向き加工ステップと、によって一本の第二分割予定ラインを加工することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本願発明のウェーハの加工方法は、デバイスにダメージを与えることなく表面にバンプを備えたデバイス領域を有するウェーハを加工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】

【0013】

【図1】図１は、実施形態１に係る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2】図２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を示す斜視図である。

【図3】図３は、図２に示されたレーザー加工装置のレーザービーム照射ユニットの構成を示す図である。

【図4】図４は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。

【図5】図５は、図４に示されたウェーハの加工方法の保護部材配設ステップを示す斜視図である。

【図6】図６は、図４に示されたウェーハの加工方法の保持ステップを模式的に示す断面図である。

【図7】図７は、図４に示されたウェーハの加工方法の第一改質層形成ステップを模式的に示す断面図である。

【図8】図８は、図３に示されたウェーハの加工方法の第二改質層形成ステップにおける第一の外側向き加工ステップを模式的に示す断面図である。

【図9】図９は、図３に示されたウェーハの加工方法の第二改質層形成ステップにおける第二の外側向き加工ステップを模式的に示す断面図である。

【図10】図１０は、図３に示されたウェーハの加工方法の第二改質層形成ステップにおける第一の外側向き加工ステップ及び第二の外側向き加工ステップにおいて第二の改質層を形成中の状態を模式的に示す断面図である。

【図11】図１１は、図３に示されたウェーハの加工方法の第二改質層形成ステップにおける第一の外側向き加工ステップ及び第二の外側向き加工ステップにおいて第二の改質層を形成した後の状態を模式的に示す断面図である。

【図12】図１２は、比較例のウェーハの加工方法の第二改質層形成ステップにおいて第二の改質層を形成中の状態を模式的に示す断面図である。

【図13】図１３は、比較例の図１２に示された状態よりもデバイス領域の中央側に第二の改質層を形成中の状態を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

〔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２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を示す斜視図である。図３は、図２に示されたレーザー加工装置のレーザービーム照射ユニットの構成を示す図である。図４は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。

【0016】

実施形態１に係るウェーハの加工方法は、加工装置である図１に示すレーザー加工装置１において、図２に示すウェーハ２００をレーザー加工する方法である。

【0017】

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２００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２００は、図２に示すように、デバイス領域２０１と、外周余剰領域２０２とを表面２０３に備える。

【0018】

デバイス領域２０１は、所定の方向に沿って直線状に形成された複数の第一分割予定ライン２０４と、複数の第一分割予定ライン２０４に交差（実施形態１では、直交）して形成された複数の第二分割予定ライン２０５とによって区画された表面２０３の各領域にそれぞれ図示しない電極を有する複数のデバイス２０６が形成されている。デバイス領域２０１には、各デバイス２０６の電極に接続して、表面２０３よりも突出したバンプ２０７が配設されている。外周余剰領域２０２は、デバイス領域２０１を全周に亘って囲繞し、デバイス２０６等が形成されていない領域である。

【0019】

実施形態１において、ウェーハ２００は、分割予定ライン２０４，２０５に沿ってレーザー加工等が施されて、個々のデバイス２０６に分割される。また、実施形態１では、ウェーハ２００が基板の表面側がバンプ２０７を除いて図示しない樹脂で封止されており、ウェーハ２００から個々に分割されたデバイス２０６は、ＷＬ－ＣＳＰ（wafer level－Chip scale package）技術により構成されたパッケージデバイスとなる。

【0020】

ウェーハ２００は、図１に示すように、デバイス２０６が複数形成されている表面２０３に保護部材である保護テープ２１０が貼着され、保護テープ２１０の外縁が環状フレーム２１１に貼着されることで、環状フレーム２１１の開口に保護テープ２１０で支持される。実施形態１において、ウェーハ２００は、環状フレーム２１１の開口に保護テープ２１０で支持された状態で、分割予定ライン２０４，２０５に沿ってレーザー加工等が施されて、個々のデバイス２０６に分割される。

【0021】

図１に示すレーザー加工装置１は、図３に示すように、ウェーハ２００に対して透過性を有する波長の加工用レーザービーム２２０をウェーハ２００の裏面２０８側から各分割予定ライン２０４，２０５に沿って照射し、ウェーハ２００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２００の裏面２０８から所定の深さ３１０となる位置に形成される。なお、所定の深さ３１０は、分割予定ライン２０４，２０５に全長に亘って一定である。また、改質層３００は、ウェーハ２００の他の部分よりも機械的な強度等が低い。

【0022】

また、実施形態１において、レーザー加工装置１は、パルス状の加工用レーザービーム２２０を照射して、分割予定ライン２０４，２０５の長手方向に沿って改質層３００を形成する。なお、図３は、ウェーハ２００のバンプ２０７を省略している。

【0023】

レーザー加工装置１は、図１に示すように、ウェーハ２００を保持面１１で保持する保持手段であるチャックテーブル１０と、レーザー加工手段であるレーザービーム照射ユニット２０と、チャックテーブル１０を保持面１１と平行な方向であるＸ軸方向に移動させる加工送り手段であるＸ軸移動ユニット３０と、チャックテーブル１０を保持面１１と平行でかつＸ軸方向と直交する方向であるＹ軸方向に移動させる割り出し送り手段であるＹ軸移動ユニット４０と、高さ測定手段である高さ測定ユニット５０と、図示しない撮像ユニットと、制御ユニット１００とを備える。

【0024】

チャックテーブル１０は、保護テープ２１０を介してウェーハ２００の表面２０３側を保持面１１で保持する。保持面１１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１０は、保持面１１上に載置されたウェーハ２００を吸引保持する。実施形態１では、保持面１１は、水平方向と平行な平面である。チャックテーブル１０の周囲には、ウェーハ２００の周囲の環状フレーム２１１を挟持するクランプ部１２が複数配置されている。また、チャックテーブル１０は、回転ユニット１３によりＺ軸方向と平行な中心軸線回りに回転される。回転ユニット１３及びチャックテーブル１０は、Ｘ軸移動ユニット３０によりＸ軸方向に移動される。

【0025】

Ｘ軸移動ユニット３０、及びＹ軸移動ユニット４０は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ３１，４１、ボールねじ３１，４１を軸心回りに回転させる周知のパルスモータ３２，４２及びチャックテーブル１０をＸ軸方向、又はＹ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレール３３，４３を備える。

【0026】

また、レーザー加工装置１は、チャックテーブル１０のＸ軸方向の位置を検出するため図示しないＸ軸方向位置検出ユニットと、チャックテーブル１０のＹ軸方向の位置を検出するための図示しないＹ軸方向位置検出ユニットとを備える。Ｘ軸方向位置検出ユニット及びＹ軸方向位置検出ユニットは、Ｘ軸方向、又はＹ軸方向と平行に設置されたリニアスケールと、Ｘ軸方向、又はＹ軸方向にチャックテーブル１０を移動する移動基台に設置されたリニアスケールを読み取る読み取りヘッドとにより構成することができる。Ｘ軸方向位置検出ユニット、及びＹ軸方向位置検出ユニットは、チャックテーブル１０のＸ軸方向又はＹ軸方向の位置を制御ユニット１００に出力する。

【0027】

レーザービーム照射ユニット２０は、図３に示すように、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００に対して集光レンズ２１で集光した加工用レーザービーム２２０を照射するユニットである。また、レーザービーム照射ユニット２０は、ウェーハ２００に対して透過性を有する波長のパルス状の加工用レーザービーム２２０を、ウェーハ２００の内部の裏面２０８から所定の深さ３１０となる位置に集光点２２１を位置付けて照射し、ウェーハ２００の内部に分割予定ライン２０４，２０５に沿った改質層３００を形成するユニットでもある。

【0028】

レーザービーム照射ユニット２０は、図３に示すように、加工ヘッド２２と、発振器２３と、集光点位置調整ユニット２４とを備える。加工ヘッド２２は、レーザー加工装置１の装置本体２から立設した壁部３に連なった支持部材４の先端に取り付けられている。加工ヘッド２２は、支持部材４の先端に取り付けられ、集光レンズ２１を収容している。集光レンズ２１は、チャックテーブル１０の保持面１１に対向して配置され、加工用レーザービーム２２０をウェーハ２００の内部に集光する。

【0029】

発振器２３は、加工用レーザービーム２２０を発振し、発振した加工用レーザービーム２２０を、ミラー２６を介して、集光レンズ２１を通して加工ヘッド２２の先端からチャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００に照射する。ミラー２６は、発振器２３と集光レンズ２１との間における加工用レーザービーム２２０の光路上に配置されている。ミラー２６は、加工用レーザービーム２２０を集光レンズ２１に向けて反射する。発振器２３が発振する加工用レーザービーム２２０は、例えば、ＹＡＧレーザービームまたはＹＶＯレーザービームである。実施形態１において、加工用レーザービーム２２０の波長は、例えば、１０６４ｎｍであるが、これに限定されない。

【0030】

集光点位置調整ユニット２４は、加工用レーザービーム２２０の集光点２２１の位置を鉛直方向と平行な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２４は、集光レンズ２１を保持するレンズホルダ２７と、レンズホルダ２７をＺ軸方向に移動させる駆動ユニット２８とを備える。駆動ユニット２８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。なお、実施形態１において、駆動ユニット２８は、例えば、Ｚ軸方向に±２０μｍ即ち４０μｍの範囲内で集光点２２１の高さを変更することができるが、本発明では、駆動ユニット２８の集光点２２１の高さを変更する範囲は、これに限定されない。

【0031】

撮像ユニットは、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００を撮像するものである。撮像ユニットは、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００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。撮像ユニットは、撮像して得た画像を制御ユニット１００に出力する。

【0032】

高さ測定ユニット５０は、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００に対して測定用レーザービーム４００を照射し、ウェーハ２００から反射した反射光を用いてウェーハ２００の裏面２０８のＺ軸方向の高さを測定するものである。実施形態１において、高さ測定ユニット５０は、一対設けられている。

【0033】

一対の高さ測定ユニット５０は、レーザービーム照射ユニット２０の加工ヘッド２２を互いの間に位置付け、Ｘ軸方向に沿って配置され、支持部材４の先端に取り付けられている。即ち、一対の高さ測定ユニット５０は、Ｘ軸方向に間隔をあけて配置され、互いの間にレーザービーム照射ユニット２０の加工ヘッド２２を位置付けている。高さ測定ユニット５０は、チャックテーブル１０の保持面１１に対向して配置され、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００の裏面２０８に測定用レーザービーム４００を連続して照射して、ウェーハ２００の裏面２０８の高さの測定結果を０．５ｍｍ間隔でフィードバックする。なお、実施形態１では、高さ測定ユニット５０は、ウェーハ２００の裏面２０８の高さを０．５ｍｍ間隔で補正する。

【0034】

高さ測定ユニット５０は、チャックテーブル１０の保持面１１に保持されたウェーハ２００の裏面２０８で反射された反射光を受光して、保持面１１又はウェーハ２００の裏面２０８の高さを測定する。実施形態１において、高さ測定ユニット５０は、ウェーハ２００の裏面２０８のＺ軸方向の位置を検出するレーザー変位計である。各高さ測定ユニット５０は、測定結果を制御ユニット１００に出力する。

【0035】

また、一対の高さ測定ユニット５０は、レーザー加工装置１がウェーハ２００を加工する際に、チャックテーブル１０に対するレーザービーム照射ユニット２０の相対的な移動方向Ｘ１（図３に示す）の前方側の一方の高さ測定ユニット５０が測定用レーザービーム４００を照射してウェーハ２００の裏面２０８の高さを測定する。このように、レーザービーム照射ユニット２０と高さ測定ユニット５０とは、ウェーハ２００を加工する際にチャックテーブル１０に対するレーザービーム照射ユニット２０の相対的な移動方向Ｘ１（図３に示す）の前方側が裏面２０８の高さを測定する高さ測定ユニット５０、後方側がレーザービーム照射ユニット２０となるように配置されている。

【0036】

なお、実施形態１において、レーザー加工装置１は、ウェーハ２００を加工する際に、Ｘ軸移動ユニット３０にチャックテーブル１０を移動方向Ｘ１の逆向きのＸ２方向に移動させながらレーザービーム照射ユニット２０から加工用レーザービーム２２０をウェーハ２００に照射する。また、実施形態１において、レーザー加工装置１は、一方の高さ測定ユニット５０の測定用レーザービーム４００の光軸とレーザービーム照射ユニット２０の加工用レーザービーム２２０の光軸との間隔が例えば２５ｍｍに設定され、レーザービーム照射ユニット２０の加工用レーザービーム２２０の光軸と他方の高さ測定ユニット５０の測定用レーザービーム４００の光軸との間隔が例えば２５ｍｍに設定されている。

【0037】

制御ユニット１００は、レーザー加工装置１の上述した構成要素をそれぞれ制御して、ウェーハ２００に対する加工動作をレーザー加工装置１に実施させるものである。なお、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コンピュータである。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１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１の上述した構成要素に出力して、制御ユニット１００の機能を実現する。

【0038】

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図示しない表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットと、図示しない報知ユニットとが接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。

【0039】

レーザー加工装置１は、高さ測定ユニット５０によってウェーハ２００の裏面２０８の高さを測定しながら、高さ測定ユニット５０で測定されたウェーハ２００の裏面２０８の高さデータに基づいてレーザービーム照射ユニット２０の集光点２２１の位置を調整して加工用レーザービーム２２０を照射して、レーザー加工を行う。なお、制御ユニット１００は、各高さ測定ユニット５０がウェーハ２００の裏面２０８の高さを測定している間において、各高さ測定ユニット５０が測定したウェーハ２００の裏面２０８の高さのうち少なくとも最新の高さ（高さデータに相当）を記憶する。制御ユニット１００は、各高さ測定ユニット５０が測定して記憶したウェーハ２００の裏面２０８の最新の高さに基づいて裏面２０８から所定の深さ３１０となる位置に集光点２２１を位置付けて、レーザービーム照射ユニット２０に加工用レーザービーム２２０を照射させる。

【0040】

次に、実施形態１に係るウェーハの加工方法について説明する。実施形態１に係るウェーハの加工方法は、図４に示すように、保護部材配設ステップＳＴ１と、保持ステップＳＴ２と、第一改質層形成ステップＳＴ３と、第二改質層形成ステップＳＴ４とを含む。

【0041】

（保護部材配設ステップ）
図５は、図４に示されたウェーハの加工方法の保護部材配設ステップを示す斜視図である。保護部材配設ステップＳＴ１は、ウェーハ２００の表面２０３に保護テープ２１０を配設するステップである。なお、実施形態１において、保護テープ２１０は、ウェーハ２００よりも大径な円板状に形成され、かつ、図５に示すように、合成樹脂から構成された基材層２１２と、基材層２１２上に積層されかつウェーハ２００の表面２０３に貼着する粘着層２１３とを備える。

【0042】

実施形態１において、保護部材配設ステップＳＴ１では、図５に示すように、周知のマウンタが保護テープ２１０をウェーハ２００の表面２０３と、環状フレーム２１１とに対向させる。保護部材配設ステップＳＴ１では、マウンタが、保護テープ２１０の中央部をウェーハ２００の表面２０３に貼着するとともに、保護テープ２１０の外縁部を環状フレーム２１１に貼着する。保護部材配設ステップＳＴ１では、ウェーハ２００を環状フレーム２１１の開口内に支持する。ウェーハの加工方法は、保護部材配設ステップＳＴ１後、保持ステップＳＴ２に進む。

【0043】

（保持ステップ）
図６は、図４に示されたウェーハの加工方法の保持ステップを模式的に示す断面図である。保持ステップＳＴ２は、保護部材配設ステップＳＴ１の後、保護テープ２１０側をチャックテーブル１０に対面させてウェーハ２００を保持するステップである。

【0044】

保持ステップＳＴ２では、オペレータが加工内容情報を制御ユニット１００に登録し、環状フレーム２１１の開口に支持されたウェーハ２００の表面２０３に貼着した保護テープ２１０をチャックテーブル１０の保持面１１に載置する。保持ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１の制御ユニット１００が、オペレータから加工動作の開始指示を受け付けると、チャックテーブル１０の保持面１１にウェーハ２００を吸引保持するとともに、クランプ部１２に環状フレーム２１１をクランプさせる。ウェーハの加工方法は、保持ステップＳＴ２後、第一改質層形成ステップＳＴ３に進む。

【0045】

（第一改質層形成ステップ）
図７は、図４に示されたウェーハの加工方法の第一改質層形成ステップを模式的に示す断面図である。第一改質層形成ステップＳＴ３は、保持ステップＳＴ２の後、第一分割予定ライン２０４に対して、測定用レーザービーム４００を照射し、ウェーハ２００の裏面２０８側で反射した反射光を用いてウェーハ２００の裏面２０８の高さを測定するステップである。また、第一改質層形成ステップＳＴ３は、ウェーハ２００の裏面２０８の高さを測定しながら、測定結果に基づいてウェーハ２００に対して透過性を有する波長の加工用レーザービーム２２０をウェーハ２００の内部の所定の深さ３１０に集光点２２１を位置づけてウェーハ２００の裏面２０８側から照射し、改質層３００（以下、第一の改質層３０１と記す）を形成するステップである。

【0046】

第一改質層形成ステップＳＴ３では、レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、Ｘ軸移動ユニット３０によりチャックテーブル１０をレーザービーム照射ユニット２０の下方に向かって移動させて、撮像ユニットの下方にチャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００を位置付け、撮像ユニットにウェーハ２００を撮像させる。第一改質層形成ステップＳＴ３では、レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００の第一分割予定ライン２０４と、レーザービーム照射ユニット２０の加工ヘッド２２との位置合わせを行なうためのパターンマッチング等の画像処理を実行する。第一改質層形成ステップＳＴ３では、レーザー加工装置１の制御ユニット１００は、回転ユニット１３に第一分割予定ライン２０４がＸ軸方向と平行になるようにチャックテーブル１０の軸心回りの位置を調整させ、移動ユニット３０，４０に複数の第一分割予定ライン２０４のうちの一つの一端の上方に加工ヘッド２２を位置させる。

【0047】

第一改質層形成ステップＳＴ３では、制御ユニット１００は、加工内容情報に基づいて、Ｘ軸移動ユニット３０とＹ軸移動ユニット４０と回転ユニット１３に、加工ヘッド２２とウェーハ２００とを第一分割予定ライン２０４に沿って相対的に移動させて、ウェーハ２００に第一分割予定ライン２０４に沿った改質層３００を形成する。第一改質層形成ステップＳＴ３では、制御ユニット１００は、図７に示すように、チャックテーブル１０をＸ軸移動ユニット３０にＸ２方向に移動させて、加工ヘッド２２を第一分割予定ライン２０４の一端から他端に向かって移動させる。第一改質層形成ステップＳＴ３では、制御ユニット１００は、チャックテーブル１０に対する加工ヘッド２２の相対的な移動方向Ｘ１の前方側の高さ測定ユニット５０から測定用レーザービーム４００を照射させながらレーザービーム照射ユニット２０の加工ヘッド２２から加工用レーザービーム２２０を照射させる。

【0048】

第一改質層形成ステップＳＴ３では、制御ユニット１００は、加工ヘッド２２のチャックテーブル１０に対する移動方向Ｘ１の前方側の高さ測定ユニット５０の測定結果に基づいて、駆動ユニット２８を制御して、集光点２２１を裏面２０８から所定の深さ３１０になる位置に位置付ける。第一改質層形成ステップＳＴ３では、制御ユニット１００は、一つの第一分割予定ライン２０４の全長に亘ってウェーハ２００の内部に第一の改質層３０１を形成すると、同様に、他の第一分割予定ライン２０４の全長に亘ってウェーハ２００の内部に第一の改質層３０１を形成する。ウェーハの加工方法は、全ての第一分割予定ライン２０４に沿ってウェーハ２００の内部に第一の改質層３０１を形成すると、第二改質層形成ステップＳＴ４に進む。

【0049】

（第二改質層形成ステップ）
図８は、図３に示されたウェーハの加工方法の第二改質層形成ステップにおける第一の外側向き加工ステップを模式的に示す断面図である。図９は、図３に示されたウェーハの加工方法の第二改質層形成ステップにおける第二の外側向き加工ステップを模式的に示す断面図である。図１０は、図３に示されたウェーハの加工方法の第二改質層形成ステップにおける第一の外側向き加工ステップ及び第二の外側向き加工ステップにおいて第二の改質層を形成中の状態を模式的に示す断面図である。図１１は、図３に示されたウェーハの加工方法の第二改質層形成ステップにおける第一の外側向き加工ステップ及び第二の外側向き加工ステップにおいて第二の改質層を形成した後の状態を模式的に示す断面図である。

【0050】

第二改質層形成ステップＳＴ４は、第一改質層形成ステップＳＴ３の後、第二分割予定ライン２０５に対して、測定用レーザービーム４００を照射し、ウェーハ２００の裏面２０８側で反射した反射光を用いてウェーハ２００の裏面２０８の高さを測定するステップである。また、第二改質層形成ステップＳＴ４は、ウェーハ２００の裏面２０８の高さを測定しながら、測定結果に基づいてウェーハ２００に対して加工用レーザービーム２２０をウェーハ２００の内部の所定の深さ３１０に集光点２２１を位置づけてウェーハ２００の裏面２０８側から照射し、改質層３００（以下、第二の改質層３０２と記す）を形成するステップである。また、第二改質層形成ステップＳＴ４は、第一の外側向き加工ステップＳＴ４１と、第二の外側向き加工ステップＳＴ４２とによって一本即ち各第二分割予定ライン２０５を加工する。

【0051】

第一の外側向き加工ステップＳＴ４１は、ウェーハ２００のデバイス領域２０１から外周余剰領域２０２の一端へ向かって加工用レーザービーム２２０を照射して第二の改質層３０２を形成するステップである。第一の外側向き加工ステップＳＴ４１では、制御ユニット１００は、回転ユニット１３に第二分割予定ライン２０５がＸ軸方向と平行になるようにチャックテーブル１０の軸心回りの位置を調整させ、移動ユニット３０，４０に複数の第二分割予定ライン２０５のうちの一つの中央の上方に加工ヘッド２２を位置させる。

【0052】

第一の外側向き加工ステップＳＴ４１では、制御ユニット１００は、加工内容情報に基づいて、図８に示すように、チャックテーブル１０をＸ軸移動ユニット３０にＸ２－１方向に移動させて、加工ヘッド２２を第二分割予定ライン２０５の中央から一端に向かって移動させる。第一の外側向き加工ステップＳＴ４１では、制御ユニット１００は、チャックテーブル１０に対する加工ヘッド２２の相対的な移動方向Ｘ１－１の前方側の高さ測定ユニット５０から測定用レーザービーム４００を照射させながらレーザービーム照射ユニット２０の加工ヘッド２２から加工用レーザービーム２２０を照射させる。

【0053】

第一の外側向き加工ステップＳＴ４１では、制御ユニット１００は、チャックテーブル１０に対する加工ヘッド２２の相対的な移動方向Ｘ１－１の前方側の高さ測定ユニット５０の測定結果に基づいて、駆動ユニット２８を制御して、集光点２２１を裏面２０８から所定の深さ３１０になる位置に位置付ける。第一の外側向き加工ステップＳＴ４１では、制御ユニット１００は、第二分割予定ライン２０５の中央から一端に亘って第二の改質層３０２を形成すると、レーザービーム２２０，４００の照射を停止させて、第二の外側向き加工ステップＳＴ４２に進む。

【0054】

第二の外側向き加工ステップＳＴ４２は、ウェーハ２００のデバイス領域２０１から外周余剰領域２０２の他端へ向かって加工用レーザービーム２２０を照射して第二の改質層３０２を形成するステップである。第二の外側向き加工ステップＳＴ４２では、制御ユニット１００は、Ｘ軸移動ユニット３０に中央から一端に亘って第二の改質層３０２が形成された一つの第二分割予定ライン２０５の中央の上方に加工ヘッド２２を位置させる。

【0055】

第二の外側向き加工ステップＳＴ４２では、制御ユニット１００は、加工内容情報に基づいて、図９に示すように、チャックテーブル１０をＸ軸移動ユニット３０にＸ２－１方向と逆向きのＸ２－２方向に移動させて、加工ヘッド２２を第二分割予定ライン２０５の中央から他端に向かって移動させる。第二の外側向き加工ステップＳＴ４２では、制御ユニット１００は、チャックテーブル１０に対する加工ヘッド２２の相対的な移動方向Ｘ１－２の前方側の高さ測定ユニット５０から測定用レーザービーム４００を照射させながらレーザービーム照射ユニット２０の加工ヘッド２２から加工用レーザービーム２２０を照射させる。

【0056】

第二の外側向き加工ステップＳＴ４２では、制御ユニット１００は、チャックテーブル１０に対する加工ヘッド２２の相対的な移動方向Ｘ１－２の前方側の高さ測定ユニット５０の測定結果に基づいて、駆動ユニット２８を制御して、集光点２２１を裏面２０８から所定の深さ３１０になる位置に位置付ける。第二の外側向き加工ステップＳＴ４２において、制御ユニット１００は、第二分割予定ライン２０５の中央から他端に亘って第二の改質層３０２を形成すると、レーザービーム２２０，４００の照射を停止させる。なお、実施形態１では、第一の外側向き加工ステップＳＴ４１及び第二の外側向き加工ステップＳＴ４２において、第二分割予定ライン２０５の中央から一端又は他端に向かって第二の改質層３０２を形成するが、本発明は、第一の外側向き加工ステップＳＴ４１及び第二の外側向き加工ステップＳＴ４２において、デバイス領域２０１の任意の位置から第二の改質層３０２を形成しても良く、要するに、デバイス領域２０１の任意の位置から外周余剰領域２０２に向かって第二の改質層３０２を形成すれば良い。

【0057】

その後、第二改質層形成ステップＳＴ４において、制御ユニット１００は、全ての第二分割予定ライン２０５に第二の改質層３０２を形成済であるか否かを判定する（ステップＳＴ４３）。制御ユニット１００は、全ての第二分割予定ライン２０５に第二の改質層３０２を形成済ではないと判定する（ステップＳＴ４３：Ｎｏ）と、第一の外側向き加工ステップＳＴ４１に戻り、第二の改質層３０２が未形成の他の第二分割予定ライン２０５に沿って第二の改質層３０２を形成する。制御ユニット１００は、全ての第二分割予定ライン２０５に第二の改質層３０２を形成済であると判定する（ステップＳＴ４３：Ｙｅｓ）と、チャックテーブル１０を加工ヘッド２２の下方から離れる方向に移動させてウェーハ２００が載置された位置で停止させて、保持面１１の吸引保持とクランプ部１２のクランプを解除して、ウェーハの加工を終了する。ウェーハ２００は、次工程において、改質層３０１，３０２を起点に個々のデバイス２０６に分割される。

【0058】

なお、実施形態１に係るウェーハの加工方法では、第一改質層形成ステップＳＴ３後のウェーハ２００は、図１０及び図１１に示すように、最も外周余剰領域２０２寄りの第一分割予定ライン２０４に沿って形成された第一の改質層３０１を起点に割れることがある。図１０及び図１１に示された場合、第二の外側向き加工ステップＳＴ４２では、チャックテーブル１０に対する加工ヘッド２２の相対的な移動方向Ｘ１－２の前方側の高さ測定ユニット５０がウェーハ２００の割れた箇所の上方に位置すると、反射光を受光できずに、ウェーハ２００の裏面２０８の高さを測定することができない。この場合、レーザー加工装置１は、制御ユニット１００に記憶されたウェーハ２００の裏面２０８の最新の高さに基づいて、第二の改質層３０２を形成するので、第二の外側向き加工ステップＳＴ４２では、図１１に示すように、デバイス領域２０１の中央側の第二の改質層３０２と同じ高さで外周余剰領域２０２寄りの第二分割予定ライン２０５の端部に第二の改質層３０２を形成することとなる。

【0059】

一方、第二改質層形成ステップＳＴ４において、第二分割予定ライン２０５の一端から他端に向かって第二の改質層３０２を形成する比較例のウェーハの加工方法では、レーザー加工装置１－１は、図１２に示すように、高さ測定ユニット５０が、第一の改質層３０１を起点に割れた第一分割予定ライン２０４よりも外周側の裏面２０８の高さを測定してしまう。このために、比較例のウェーハの加工方法では、レーザー加工装置１－１は、図１３に示すように、比較例の外周余剰領域２０２及びデバイス領域２０１の外周余剰領域２０２寄りの位置において、デバイス領域２０１の中央寄りの位置よりも改質層３００をデバイス２０６側に形成してしまう。

【0060】

なお、図１２及び図１３に示す比較例のウェーハの加工方法は、第二改質層形成ステップＳＴ４において、第二分割予定ライン２０５のＸ１-３方向に沿って一端から他端に向かって第二の改質層３０２を形成すること以外、実施形態１と同じである。図１２は、比較例のウェーハの加工方法の第二改質層形成ステップにおいて第二の改質層を形成中の状態を模式的に示す断面図である。図１３は、比較例の図１２に示された状態よりもデバイス領域の中央側に第二の改質層を形成中の状態を模式的に示す断面図である。なお、図１２及び図１３は、実施形態１と同じ部分に同一符号を付して説明を省略する。また、図１０、図１１、図１２及び図１３は、第一の改質層３０１を省略している。

【0061】

以上説明したように、実施形態１に係るウェーハの加工方法は、第二改質層形成ステップＳＴ４において、ウェーハ２００の中央から外周側に向かってウェーハ２００の裏面２０８の高さを測定し、その測定結果に基づいて加工用レーザービーム２２０の集光点２２１をウェーハ２００の内部に位置付ける。このために、ウェーハの加工方法は、裏面２０８の高さを測定でき、第二分割予定ライン２０５の全長に亘って、デバイス領域２０１の裏面２０８から所定の深さ３１０になる所望の位置に第二の改質層３０２を形成できる。従って、ウェーハの加工方法は、デバイス２０６にダメージを与えることなく表面２０３にバンプ２０７を備えたデバイス領域２０１を有するウェーハ２００を加工することができるという効果を奏する。

【0062】

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】

【0063】

１ レーザー加工装置
１０ チャックテーブル（保持手段）
２０ レーザービーム照射ユニット（レーザー加工手段）
３０ Ｘ軸移動ユニット（加工送り手段）
５０ 高さ測定ユニット（高さ測定手段）
２００ ウェーハ
２０１ デバイス領域
２０２ 外周余剰領域
２０４ 第一分割予定ライン
２０５ 第二分割予定ライン
２０６ デバイス
２０７ バンプ
２１０ 保護テープ（保護部材）
２２０ 加工用レーザービーム
２２１ 集光点
３００ 改質層
３０１ 第一の改質層
３０２ 第二の改質層
３１０ 所定の深さ
４００ 測定用レーザービーム
ＳＴ１ 保護部材配設ステップ
ＳＴ２ 保持ステップ
ＳＴ３ 第一改質層形成ステップ
ＳＴ４ 第二改質層形成ステップ
ＳＴ４１ 第一の外側向き加工ステップ
ＳＴ４２ 第二の外側向き加工ステップ

【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】