特許 7165531 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】

(24)【登録日】2022-10-26

(45)【発行日】2022-11-04

(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 20060101AFI20221027BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20221027BHJP

   B28D 7/04 20060101ALI20221027BHJP

   B28D 5/00 20060101ALI20221027BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 B

H01L21/78 V

B23K26/53

B28D7/04

B28D5/00 Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018147137

(22)【出願日】2018-08-03

(65)【公開番号】P2020021917

(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

【審査官】中田 剛史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０９８２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３３１６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２３Ｋ ２６／５３

Ｂ２８Ｄ ７／０４

Ｂ２８Ｄ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の方向に伸びる複数の第一の分割予定ラインと複数の該第一の分割予定ラインと交差する複数の第二の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハを、第一の分割予定ラインおよび第二の分割予定ラインに沿って加工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ビームを該第一の分割予定ラインに沿って照射し、該ウエーハの内部に該第一の分割予定ラインに沿って連続した第一の改質層を形成する第一の改質層形成工程と、
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第二の分割予定ラインに沿って照射し、該第一の分割予定ラインとの交差部を除いて第二の改質層を形成する第二の改質層形成工程と、
該第一の改質層形成工程および該第二の改質層形成工程を実施した後に、該ウエーハに外力を付与して該第一および第二の分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスチップへと分割する分割工程と、を含み、
該第二の改質層形成工程は、
該第二の分割予定ラインに沿って該レーザービームを該第一の分割予定ラインとの交差部の手前まで照射した後、該第一の分割予定ラインとの交差部から隣接する次の該第一の分割予定ラインとの交差部まで該レーザービームの照射を停止し、次の該第一の分割予定ラインとの交差部を超えてから再び該レーザービームを照射する動作を繰り返して該第二の分割予定ラインを加工する第一のスキップ改質層形成工程と、
該第一のスキップ改質層形成工程で加工されなかった該第二の分割予定ラインの未加工部を、該第一の分割予定ラインおよび次の該第一の分割予定ラインとの各交差部を除いて加工する第二のスキップ改質層形成工程と、
を備え、
該第一のスキップ改質層形成工程と該第二のスキップ改質層形成工程とでは、該第二の分割予定ラインの同一の直線上に該第二の改質層を形成することを特徴とするウエーハの加工方法。

【請求項2】

ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープに貼着する保護テープ貼着工程を実施した後に、該第一の改質層形成工程、該第二の改質層形成工程、および分割工程を実施す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。

【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、レーザービームを用いてウエーハを個々のデバイスチップに分割する方法が種々開発され、実用化されている。例えば、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の集光点を分割予定ラインに対応するウエーハの内部に位置付けて、レーザービームを分割予定ラインに沿って照射してウエーハ内部に改質層を形成し、その後分割装置によりウエーハに外力を付与して改質層を分割起点としてウエーハを個々のデバイスチップに分割する加工方法が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

ところが、上記の加工方法では、ウエーハの分割予定ラインが交差する近傍において、既に改質層が形成されている部分へレーザービームを重ねて照射するため、改質層が歪んだり十分に形成できない等、加工性が損なわれ、チップの分割不良が発生し易いという問題がある。また、後から入射したレーザービームが既に形成されている改質層によって散乱してしまい表面側のデバイスを傷つけるといった問題も想定された。

【0004】

これらの問題を解決するため、連続した第一の改質層が形成された第一の分割予定ラインと交差した第二の分割予定ラインには第一の分割予定ラインとの交差部を除いて第二の改質層を形成する加工方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第３４０８８０５号公報

【文献】特許第４７６７７１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところが、第一の分割予定ラインに沿って形成された第一の改質層の幅は数［ｕｍ］と非常に細く形成されている。このため、第一の分割予定ラインとの交差部を除いて、第二の分割予定ラインに沿って第二の改質層を形成する加工方法では、第一の改質層の幅に対するレーザービームの照射（発振）および停止の反応が間に合わず、交差部の近傍にレーザービームが照射されない未加工部が発生してチッピングを生じるおそれがあった。

【0007】

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、表面に分割予定ラインが形成されたウエーハを、デバイスを傷つけることなく分割予定ラインに沿って精度良く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にある。

【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、本発明は、所定の方向に伸びる複数の第一の分割予定ラインと複数の該第一の分割予定ラインと交差する複数の第二の分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハを、第一の分割予定ラインおよび第二の分割予定ラインに沿って加工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ビームを該第一の分割予定ラインに沿って照射し、該ウエーハの内部に該第一の分割予定ラインに沿って連続した第一の改質層を形成する第一の改質層形成工程と、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第二の分割予定ラインに沿って照射し、該第一の分割予定ラインとの交差部を除いて第二の改質層を形成する第二の改質層形成工程と、該第一の改質層形成工程および該第二の改質層形成工程を実施した後に、該ウエーハに外力を付与して該第一および第二の分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスチップへと分割する分割工程と、を含み、該第二の改質層形成工程は、該第二の分割予定ラインに沿って該レーザービームを該第一の分割予定ラインとの交差部の手前まで照射した後、該第一の分割予定ラインとの交差部から隣接する次の該第一の分割予定ラインとの交差部まで該レーザービームの照射を停止し、次の該第一の分割予定ラインとの交差部を超えてから再び該レーザービームを照射する動作を繰り返して該第二の分割予定ラインを加工する第一のスキップ改質層形成工程と、該第一のスキップ改質層形成工程で加工されなかった該第二の分割予定ラインの未加工部を、該第一の分割予定ラインおよび次の該第一の分割予定ラインとの各交差部を除いて加工する第二のスキップ改質層形成工程と、を備え、該第一のスキップ改質層形成工程と該第二のスキップ改質層形成工程とでは、該第二の分割予定ラインの同一の直線上に該第二の改質層を形成するものである。

【0009】

この構成によれば、第一のスキップ改質層形成工程および第二のスキップ改質層形成工程において、第二の分割予定ラインに沿って、隣接する第一の分割予定ライン間のデバイスチップ１つ分に相当する領域ごとに、レーザービームの照射と停止とを交互に繰り返すことにより、レーザービーム２１Ａの照射（発振）および停止の反応時間を十分に確保することができる。このため、既に第一の改質層が加工された、もしくは、後に第一の改質層が加工される第一の分割予定ラインとの交差部に対して、ぎりぎりまで加工することができ、デバイスを傷つけることなく、かつ精度良く分割することができる。

【0010】

この構成において、ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープに貼着する保護テープ貼着工程を実施した後に、該第一の改質層形成工程、該第二の改質層形成工程、および分割工程を実施してもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、第一のスキップ改質層形成工程および第二のスキップ改質層形成工程において、第二の分割予定ラインに沿って、隣接する第一の分割予定ライン間のデバイスチップ１つ分に相当する領域ごとに、レーザービームの照射と停止とを交互に繰り返すことにより、レーザービーム２１Ａの照射（発振）および停止の反応時間を十分に確保することができる。このため、既に第一の改質層が加工された、もしくは、後に第一の改質層が加工される第一の分割予定ラインとの交差部に対して、ぎりぎりまで加工することができ、デバイスを傷つけることなく、かつ精度良く分割することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本実施形態に係るウエーハの加工方法の手順を示すフローチャートである。

【図2】図２は、本実施形態の加工対象であるウエーハの構成例を示す斜視図である。

【図3】図３は、保護テープを介してウエーハを環状のフレームに装着した構成例を示す斜視図である。

【図4】図４は、改質層を形成するために用いられるレーザー加工装置の要部斜視図である。

【図5】図５は、第一の改質層形成工程において、第一の改質層を形成する前のウエーハの側断面を示す図である。

【図6】図６は、第一の改質層形成工程において、第一の改質層が形成されたウエーハの側断面図である。

【図7】図７は、第一のスキップ改質層形成工程において、第二の改質層を形成する前のウエーハの側断面を示す図である。

【図8】図８は、第一のスキップ改質層形成工程において、第二の改質層が間欠的に形成されたウエーハの側断面図である。

【図9】図９は、第一のスキップ改質層形成工程において、第二の改質層を形成する際のレーザービームの照射タイミングを示すタイムチャートである。

【図10】図１０は、第二のスキップ改質層形成工程において、第二の改質層を形成する前のウエーハの側断面を示す図である。

【図11】図１１は、第二のスキップ改質層形成工程において、第二の改質層が形成されたウエーハの側断面図である。

【図12】図１２は、第一のスキップ改質層形成工程において、第二の改質層を形成する際のレーザービームの照射タイミングを示すタイムチャートである。

【図13】図１３は、ウエーハを分割する前の状態を示す図である。

【図14】図１４は、ウエーハを分割した後の状態を示す図である。

【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。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、置換又は変更を行うことができる。

【0014】

本実施形態に係るウエーハの加工方法について説明する。図１は、本実施形態に係るウエーハの加工方法の手順を示すフローチャートである。図２は、本実施形態の加工対象であるウエーハの構成例を示す斜視図である。本実施形態に係る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交差する複数の分割予定ラインに沿って照射して、ウエーハの内部に各分割予定ラインに沿って改質層を形成した後、ウエーハに外力を付与して分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスチップへと分割するものである。本実施形態のウエーハの加工方法は、図１に示すように、保護テープ貼着工程ＳＴ１と、第一の改質層形成工程ＳＴ２と、第二の改質層形成工程ＳＴ３と、分割工程ＳＴ４とを備える。第二の改質層形成工程ＳＴ３は、第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａと第二のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ｂとから構成される。

【0015】

本実施形態に係るウエーハの加工方法の加工対象であるウエーハ２は、図２に示すように、例えばシリコンを母材とする円板状の半導体ウエーハや、サファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などを母材とする光デバイスウエーハである。ウエーハ２の表面２Ａには、所定の方向に延びる複数の第一の分割予定ライン３Ａと、これら複数の第一の分割予定ライン３Ａと直交する方向に交差して延びる複数の第二の分割予定ライン３Ｂとが形成されている。ウエーハ２の表面２Ａには、第一の分割予定ライン３Ａと第二の分割予定ライン３Ｂによって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス４が形成されている。なお、第一の分割予定ライン３Ａ及び第二の分割予定ライン３Ｂと区別する必要が無い場合には、単に分割予定ライン３と称する。次に、図１のフローチャートに示す各工程について説明する。

【0016】

［保護テープ貼着工程ＳＴ１］
図３は、保護テープを介してウエーハを環状のフレームに装着した構成例を示す斜視図である。ウエーハ２は、図３に示すように、保護テープ６を介して環状のフレーム７に装着される。保護テープ６は、伸縮性を有する合成樹脂で構成されたエキスパンドテープであり、ウエーハ２の表面２Ａ側に貼着されて表面２Ａのデバイス４を保護する。環状のフレーム７は、ウエーハ２よりも大径の開口を有し、この開口内にウエーハ２が保持される。本実施形態では、ウエーハ２、保護テープ６および環状のフレーム７を備えてウエーハユニット８を構成し、このウエーハユニット８の状態で加工が行われる。ウエーハ２は、保護テープ６に表面２Ａ側が貼着されるため、裏面２Ｂが上側となって露出する。

【0017】

図４は、改質層を形成するために用いられるレーザー加工装置の要部斜視図である。保護テープ貼着工程ＳＴ１を実施した後、ウエーハユニット８のウエーハ２の内部には、図４に示すレーザー加工装置２０を用いて、分割予定ライン３に沿った改質層９が形成される。改質層とは、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変質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。レーザー加工装置２０は、レーザービーム２１Ａをウエーハ２に向けて照射する照射ヘッド２１と、この照射ヘッド２１とＸ方向（加工送り方向）に横並びに配置された撮像部２２とを備える。照射ヘッド２１は、ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザービームを発振する発振器（不図示）と、発振されたレーザービームを集光する集光器（不図示）とを備える。発振器は、例えば、ＹＡＧレーザー発振器またはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー発振器である。照射ヘッド２１は、ウエーハ２に向けて照射されるレーザービーム２１Ａの集光位置（フォーカス位置）をＺ方向（鉛直方向）に調整する。撮像部２２は、照射ヘッド２１に対するウエーハ２の配置状況及びウエーハ２への加工状況などを撮像するカメラである。撮像部２２は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、ウエーハ２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制御手段（不図示）に送る。本実施形態では、レーザー加工装置２０は、ウエーハ２（ウエーハユニット８）を保持するチャックテーブル１０（後述する）がＹ方向（割出送り方向）に移動可能に構成されているが、ウエーハ２に対して、レーザー加工装置２０がＹ方向に移動する構成としてもよい。

【0018】

ウエーハユニット８は、チャックテーブル１０に吸引保持される。このチャックテーブル１０は、例えばポーラスセラミック等で構成された保持面を備え、真空吸引源（不図示）の負圧により、保持面上にウエーハユニット８を吸引して保持する。また、チャックテーブル１０は、移動機構（不図示）により上記したＸ方向に移動可能に構成される。また、チャックテーブルは、回転機構（不図示）により鉛直方向と平行な軸心１０Ａ回りに回転可能に構成されている。本実施形態では、ウエーハ２（ウエーハユニット８）を保持するチャックテーブル１０がＸ方向に移動する構成としたが、ウエーハ２に対して、レーザー加工装置２０がＸ方向に相対的に移動すれば、レーザー加工装置２０がＸ方向に移動する構成としてもよい。なお、図４に示すレーザー加工装置２０は、チャックテーブル１０の移動量を検出するための移動量検出手段（不図示）を備えており、この移動量検出手段は検出信号を制御手段に送る。また、制御手段は、ウエーハ２に形成された第一の分割予定ライン３Ａと第二の分割予定ライン３Ｂとの交差部の座標値を格納するメモリを備えており、該交差部の座標値と移動量検出手段からの検出信号とを照合して照射ヘッド２１に制御信号を出力する。

【0019】

［第一の改質層形成工程ＳＴ２］
本実施形態では、第一の改質層形成工程ＳＴ２として、第一の分割予定ライン３Ａに沿ってウエーハ２の内部に第一の改質層９Ａが形成される。図５は、第一の改質層形成工程において、第一の改質層を形成する前のウエーハの側断面を示す図である。図６は、第一の改質層形成工程において、第一の改質層が形成されたウエーハの側断面図である。これら図５および図６では、ウエーハユニット８は、保護テープ６が装着された環状のフレーム７を省いて示している。図５に示すように、チャックテーブル１０上にウエーハユニット８を載置して、該ウエーハユニット８をチャックテーブル１０に吸引保持する。この際、ウエーハ２の裏面２Ｂが上に向いてチャックテーブル１０上に保持され、チャックテーブル１０は、移動機構によって撮像部２２（図４）の直下に位置付けられる。

【0020】

チャックテーブル１０が撮像部２２の直下に位置付けられると、撮像部２２および制御手段（不図示）によってウエーハ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。すなわち、撮像部２２および制御手段は、ウエーハ２の所定方向に形成されている第一の分割予定ライン３Ａと、該第一の分割予定ライン３Ａに沿ってレーザービームを照射する照射ヘッド２１の集光器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、レーザービームの照射位置のアライメントを遂行する。ここで、ウエーハ２は、第一の分割予定ライン３Ａの形成されている表面２Ａ側が下を向いて配置されているが、撮像部２２は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）等で構成されているため、裏面２Ｂから赤外線を透過して第一の分割予定ライン３Ａを撮像することができる。

【0021】

ウエーハ２の第一の分割予定ライン３Ａを検出し、レーザー加工装置２０の照射ヘッド２１のアライメントを実行すると、図５に示すように、チャックテーブル１０を照射ヘッド２１が位置するレーザービーム照射領域に移動し、所定の第一の分割予定ライン３Ａの一端（図５の左端）を照射ヘッド２１の直下に位置付ける。そして、照射ヘッド２１の集光器からウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザービーム２１Ａを照射しつつチャックテーブル１０を図５の矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動する。

【0022】

そして、図６に示すように、照射ヘッド２１の照射位置が第一の分割予定ライン３Ａの他端（図６の右端）の位置に達したら、レーザービーム２１Ａ（図５）の照射を停止するとともにチャックテーブル１０の移動を停止する。ここで、１本の第一の分割予定ライン３Ａに対して、レーザービーム２１Ａの集光点をウエーハ２の厚み方向に異ならせて複数回照射される。この結果、ウエーハ２の内部には、第一の分割予定ライン３Ａに沿って表面２Ａから内部に向けて連続した第一の改質層９Ａが形成される。すべての第一の分割予定ライン３Ａに沿って第一の改質層９Ａが形成されると、第一の改質層形成工程ＳＴ２を終了する。

【0023】

ウエーハ２の所定方向に延在するすべての第一の分割予定ライン３Ａに沿って連続する第一の改質層９Ａを形成した後、続いて、第二の分割予定ライン３Ｂに沿って、第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２を除いて第二の改質層９Ｂを形成する。ここで、第一の分割予定ライン３Ａに沿って形成された第一の改質層９Ａの幅は、例えば数［ｕｍ］と非常に細く形成されている。このため、上記交差部１２の直前でレーザービーム２１Ａの照射を停止して該交差部１２の直後にレーザービーム２１Ａの照射を再開する加工方法では、第一の改質層９Ａの幅に対するレーザービームの照射（発振）および停止の反応が間に合わない。従って、交差部１２の近傍にレーザービーム２１Ａが照射されない未加工領域が発生し、デバイスチップへの分割時にチッピングを生じるおそれがあった。

【0024】

本実施形態では、レーザー加工装置２０を用いて、第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａと第二のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ｂとの二段階に分けることにより、第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２を除いて第二の改質層９Ｂを形成している。次に、第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａと第二のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ｂについてそれぞれ説明する。

【0025】

［第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａ（第二の改質層形成工程ＳＴ３）］
図７は、第一のスキップ改質層形成工程において、第二の改質層を形成する前のウエーハの側断面を示す図である。図８は、第一のスキップ改質層形成工程において、第二の改質層が間欠的に形成されたウエーハの側断面図である。図９は、第一のスキップ改質層形成工程において、第二の改質層を形成する際のレーザービームの照射タイミングを示すタイムチャートである。これら図７および図８では、ウエーハユニット８は、保護テープ６が装着された環状のフレーム７を省いて示している。また、図８では、第二の改質層９Ｂは、便宜的に第一の改質層９Ａよりも厚み方向に低く示しているが、第二の改質層９Ｂと第一の改質層９Ａとは同等の高さに形成されている。

【0026】

第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａでは、図７に示すように、第一の改質層９Ａが形成されたウエーハ２を保持したチャックテーブル１０を９０度回動した位置に位置付ける。チャックテーブル１０を９０度回動した位置に位置付けると、チャックテーブル１０を照射ヘッド２１が位置するレーザービーム照射領域に移動し、所定の第二の分割予定ライン３Ｂの一端（図７の左端）を照射ヘッド２１の直下に位置付ける。本実施形態では、第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａは、所定の第二の分割予定ライン３Ｂの一端（図７の左端）から他端（図８の右端）まで、図７の矢印Ｘ１で示す方向の移動（往路移動）する際に実行される。

【0027】

第二の分割予定ライン３Ｂの一端が照射ヘッド２１の直下に位置付けられると、照射ヘッド２１の集光器からウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザービーム２１Ａを照射しつつチャックテーブル１０を図７の矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動する。この場合、照射ヘッド２１は、図８に示すように、第二の分割予定ライン３Ｂに沿って、レーザービーム２１Ａを第一の改質層９Ａが形成された第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２の手前まで照射した後、この第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２の手前から、この交差部１２に隣接（加工方向の下流側に位置する）し、第一の改質層９Ａが形成された次の第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２まで該レーザービーム２１Ａの照射を停止する。そして、この次の第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２の直後（交差部１２を超えて）から再び該レーザービーム２１Ａの照射を開始するといった一連の動作を繰り返し実行し、照射ヘッド２１の照射位置が第二の分割予定ライン３Ｂの他端（図８の右端）の位置に達したら、レーザービーム２１Ａの照射を停止するとともにチャックテーブル１０の移動を停止する。

【0028】

具体的には、照射ヘッド２１（図８）は、図９に示すように、第一の改質層９Ａが形成された第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２の直後（例えば、交差部１２から１～１５０［μm］加工方向後側；図９における第一の分割予定ライン３Ａの右側）に位置する加工開始位置で、レーザービーム２１Ａの照射が開始（ＯＮ）するように、この照射開始のタイミングよりも所定時間Ｔ１Ａ早くＧａｔｅ信号（制御信号）を出力（ＯＮ）する。交差部１２からの距離は、チッピングの防止およびデバイス面のダメージ防止の観点から定められ、１［μｍ］以下とすると、交差部１２（第一の改質層９Ａ）と接触する可能性が生じ、チッピングを防止できる一方、反射光によってデバイス面がダメージ（損傷）するおそれがある。また、１５０［μm］以上とすると、交差部１２（第一の改質層９Ａ）から離間するため、デバイス面のダメージを抑える一方、チッピングが生じる可能性が高まる。このため、交差部１２から１～１５０［μm］となる範囲で所定時間Ｔ１Ａが設定される。

【0029】

次に、照射ヘッド２１は、第一の改質層９Ａが形成され、隣接する次の第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２の直前（例えば、交差部１２から１～１５０［μm］加工方向前側；図９における第一の分割予定ライン３Ａの左側）に位置する加工停止位置でレーザービーム２１Ａの照射が停止（ＯＦＦ）するように、この照射停止のタイミングよりも所定時間Ｔ１Ｂ早くＧａｔｅ信号（制御信号）の出力を停止（ＯＦＦ）する。この所定時間Ｔ１Ｂは、チッピングの防止およびデバイス面のダメージ防止の観点から交差部１２から１～１５０［μm］となる範囲で設定される。そして、照射ヘッド２１は、第一の改質層９Ａが形成された、更に次（加工方向前側）の第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２の直前の加工開始位置に達するとレーザービーム２１Ａの照射を再開するといった動作を繰り返し実行する。レーザービーム２１Ａの照射と停止は、メモリに格納されたウエーハ２の第一の分割予定ライン３Ａと第二の分割予定ライン３Ｂとの交差部の座標値と移動量検出手段からの検出信号（加工開始位置の座標値、加工停止位置の座標値、および所定時間Ｔ１Ａ、Ｔ１Ｂを含む）に基づいて、制御手段がレーザー加工装置２０を制御することにより実行される。このように、第二の分割予定ライン３Ｂに沿って、第一の改質層９Ａがそれぞれ形成された第一の分割予定ライン３Ａ，３Ａ間の領域に対して、レーザービーム２１Ａの照射と停止とを交互に繰り返すことにより、図８に示すように、ウエーハ２の内部には、第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２を除いて、第二の分割予定ライン３Ｂに沿って第二の改質層９Ｂと未加工部１３とが交互に形成される。なお、上記した交差部１２からの距離（所定時間Ｔ１Ａ、Ｔ１Ｂを含む）は、一例であり、ウエーハの厚みや、改質層の形成深さ、レーザー加工時の出力などによって適宜変更することができる。

【0030】

［第二のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ｂ（第二の改質層形成工程ＳＴ３）］
図１０は、第二のスキップ改質層形成工程において、第二の改質層を形成する前のウエーハの側断面を示す図である。図１１は、第二のスキップ改質層形成工程において、第二の改質層が形成されたウエーハの側断面図である。図１２は、第一のスキップ改質層形成工程において、第二の改質層を形成する際のレーザービームの照射タイミングを示すタイムチャートである。これら図１０および図１１では、ウエーハユニット８は、保護テープ６が装着された環状のフレーム７を省いて示している。また、図１１では、第二の改質層９Ｂは、便宜的に第一の改質層９Ａよりも厚み方向に低く示しているが、第二の改質層９Ｂと第一の改質層９Ａとは同等の高さに形成されている。

【0031】

第二のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ｂでは、図１０に示すように、チャックテーブル１０を照射ヘッド２１が位置するレーザービーム照射領域に移動し、第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａが実行された第二の分割予定ライン３Ｂの他端（図１０の右端）を照射ヘッド２１の直下に位置付ける。本実施形態では、第二のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ｂは、第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａが実行された第二の分割予定ライン３Ｂの他端（図１０の右端）から一端（図１１の左端）まで、図１０の矢印Ｘ２で示す方向の移動（復路移動）する際に実行される。

【0032】

第二の分割予定ライン３Ｂの他端が照射ヘッド２１の直下に位置付けられると、照射ヘッド２１の集光器からウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザービーム２１Ａを照射しつつチャックテーブル１０を図１０の矢印Ｘ２で示す方向に所定の加工送り速度で移動する。この場合、照射ヘッド２１は、図１０に示すように、第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａで加工されなかった第二の分割予定ライン３Ｂの未加工部１３に対して、第一の改質層９Ａがそれぞれ形成された第一の分割予定ライン３Ａおよび次の第一の分割予定ライン３Ａとの各交差部１２を除いて、レーザービーム２１Ａを照射する。照射ヘッド２１の照射位置が第二の分割予定ライン３Ｂの一端の位置に達したら、レーザービーム２１Ａの照射を停止するとともにチャックテーブル１０の移動を停止する。

【0033】

具体的には、第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａとは反対に、照射ヘッド２１（図１０）は、図１２に示すように、第一の改質層９Ａが形成された第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２の直後（例えば、交差部１２から１～１５０［μm］加工方向後側；図１２における第一の分割予定ライン３Ａの左側）に位置する加工開始位置で、レーザービーム２１Ａの照射が開始（ＯＮ）するように、この照射開始のタイミングよりも所定時間Ｔ２Ａ早くＧａｔｅ信号（制御信号）を出力（ＯＮ）する。

【0034】

次に、照射ヘッド２１は、上記交差部１２に隣接し、第一の改質層９Ａが形成された次の第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２の直前（例えば、交差部１２から１～１５０［μm］加工方向前側；図１２における第一の分割予定ライン３Ａの右側）に位置する加工停止位置でレーザービーム２１Ａの照射が停止（ＯＦＦ）するように、この照射停止のタイミングよりも所定時間Ｔ２Ｂ早くＧａｔｅ信号（制御信号）の出力を停止（ＯＦＦ）する。この所定時間Ｔ２Ａ、所定時間Ｔ２Ｂは、チッピングの防止およびデバイス面のダメージ防止の観点から、それぞれ交差部１２から１～１５０［μm］となる範囲で設定される。なお、上記した交差部１２からの距離（所定時間Ｔ２Ａ、Ｔ２Ｂを含む）についても、一例であり、ウエーハの厚みや、改質層の形成深さ、レーザー加工時の出力などによって適宜変更することができる。そして、照射ヘッド２１は、第一の改質層９Ａが形成された、更に次（加工方向前側）の第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２の直前の加工開始位置に達するとレーザービーム２１Ａの照射を再開するといった動作を繰り返し実行する。これにより、第二のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ｂでは、未加工部１３に対して、レーザービーム２１Ａが照射されることにより、この未加工部１３に対して、第一の改質層９Ａがそれぞれ形成された第一の分割予定ライン３Ａおよび次の第一の分割予定ライン３Ａとの各交差部１２を除いて第二の改質層９Ｂが形成されため、図１１に示すように、ウエーハ２の内部に第二の分割予定ライン３Ｂに沿って、第一の改質層９Ａが形成された第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２を除いて第二の改質層９Ｂを形成することができる。このように形成された第二の改質層９Ｂと第一の改質層９Ａとは、第一の分割予定ライン３Ａと第二の分割予定ライン３Ｂの交差部１２において重ねて形成されない。さらに、第二の分割予定ライン３Ｂに沿って、第一の分割予定ライン３Ａ，３Ａ間のデバイスチップ１つ分に相当する領域ごとに、レーザービーム２１Ａの照射と停止とを交互に繰り返すことにより、このレーザービーム２１Ａの照射（発振）および停止の反応時間を十分に確保することができる。このため、既に第一の改質層９Ａが加工された第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２に対して、ぎりぎりまで加工することができ、デバイス４を傷つけることなく、かつチッピングを防止した分割を実現することができる。ウエーハ２に形成されたすべての第二の分割予定ライン３Ｂに対して、第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａおよび第二のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ｂが実行された後、第二の改質層形成工程ＳＴ３を終了する。

【0035】

［分割工程ＳＴ４］
図１３は、ウエーハを分割する前の状態を示す図である。図１４は、ウエーハを分割した後の状態を示す図である。上記した第一の改質層形成工程ＳＴ２と、第二の改質層形成工程ＳＴ３とを実行すると、続いて、ウエーハ２に径方向に沿って外力を付与して保護テープ６を拡張することにより、第一の分割予定ライン３Ａおよび第二の分割予定ライン３Ｂに沿ってそれぞれウエーハ２を個々のデバイスチップ１１へと分割する分割工程ＳＴ４を実施する。この分割工程ＳＴ４は、図１３に示す分割装置３０を用いて実施する。

【0036】

分割装置３０は、図１３に示すように、フレーム保持テーブル３１と、昇降ユニット３２と、テープ拡張ドラム３３とを備える。フレーム保持テーブル３１は環状に形成されており、環状のフレーム７を載置する載置面３１Ａと、環状のフレーム７を保持するクランプ３１Ｂとが設けられている。昇降ユニット３２は、フレーム保持テーブル３１の下方に配置されて該フレーム保持テーブル３１を昇降する。昇降ユニット３２は、複数のエアシリンダ３２Ａを備えて構成され、各エアシリンダ３２Ａのピストンロッド３２Ｂがフレーム保持テーブル３１の下面に連結されている。昇降ユニット３２は、ピストンロッド３２Ｂを伸縮することにより、フレーム保持テーブル３１の載置面３１Ａをテープ拡張ドラム３３の上端３３Ａと略同一高さとなる基準位置と、該上端３３Ａより所定量下方の拡張位置との間を上下方向に移動させる。

【0037】

テープ拡張ドラム３３は、上記した環状のフレーム保持テーブル３１の内側に配置された筒状体であり、ウエーハユニット８のウエーハ２よりも大きく、環状のフレーム７の開口よりも小さい内径及び外径を備えている。このため、テープ拡張ドラム３３の上端３３Ａは、ウエーハユニット８におけるウエーハ２と環状のフレーム７との間の保護テープ６に接触する。

【0038】

ウエーハ２を分割する場合、図１３に示すように、ウエーハユニット８を分割装置３０のフレーム保持テーブル３１に保持する。具体的には、フレーム保持テーブル３１の載置面３１Ａに環状のフレーム７を載置するとともに、この環状のフレーム７をクランプ３１Ｂで保持する。この際、フレーム保持テーブル３１の載置面３１Ａは、テープ拡張ドラム３３の上端３３Ａと略同一高さとなる基準位置に位置付けられるように、昇降ユニット３２のピストンロッド３２Ｂを伸長する。

【0039】

次に、図１４に示すように、昇降ユニット３２のピストンロッド３２Ｂを収縮させて、フレーム保持テーブル３１の載置面３１Ａを拡張位置に低下させる。従って、フレーム保持テーブル３１の載置面３１Ａに固定されている環状のフレーム７も下降するため、環状のフレーム７に装着された保護テープ６は、テープ拡張ドラム３３の上端３３Ａに当接して拡張される。この結果、保護テープ６に貼着されているウエーハ２に対して放射状に外力（引張力）が付与されるため、ウエーハ２は分割予定ライン３に形成された改質層９（図１３）に沿ってデバイスチップ１１に分割される。

【0040】

以上、本実施形態によれば、ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザービーム２１Ａを第二の分割予定ライン３Ｂに沿って照射し、第一の改質層９Ａが形成された第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２を除いて第二の改質層９Ｂを形成する第二の改質層形成工程ＳＴ３を有し、この第二の改質層形成工程ＳＴ３は、第二の分割予定ライン３Ｂに沿ってレーザービーム２１Ａを第一の改質層９Ａが形成された第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２の直前まで照射した後、第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２から隣接すると共に第一の改質層９Ａが形成された次の第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２までレーザービーム２１Ａの照射を停止し、次の第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２の直後から再びレーザービーム２１Ａを照射する動作を繰り返して第二の分割予定ライン３Ｂを加工する第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａと、第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａで加工されなかった第二の分割予定ライン３Ｂの未加工部１３を、第一の改質層９Ａがそれぞれ形成された第一の分割予定ライン３Ａおよび次の第一の分割予定ライン３Ａとの各交差部１２を除いて加工する第二のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ｂとを備えるため、第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａおよび第二のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ｂにおいて、レーザービーム２１Ａの照射（発振）および停止の反応時間を十分に確保することができる。このため、既に第一の改質層９Ａが加工された第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２に対して、ぎりぎりまで加工することができ、デバイス４を傷つけることなく、かつチッピングを防止した分割を実現することができる。

【0041】

また、本実施形態によれば、ウエーハ２を環状のフレーム７に装着された保護テープ６に貼着する保護テープ貼着工程ＳＴ１を実施した後に、第一の改質層形成工程ＳＴ２、第二の改質層形成工程ＳＴ３、および分割工程ＳＴ４を実施するため、ウエーハ２を容易に取り扱うことができる。

【0042】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、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。例えば、本実施形態では、一本の第二の分割予定ライン３Ｂ上を照射ヘッド２１が相対的に往復移動することで第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａと第二のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ｂとを実行しているが、これに限るものではなく、ウエーハ２に形成されたすべての第二の分割予定ライン３Ｂに対して第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａを実行した後、すべての第二の分割予定ライン３Ｂに対してそれぞれ第二のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ｂを実行してもよい。また、本実施形態では、第一の改質層形成工程ＳＴ２を第二の改質層形成工程ＳＴ３よりも先に実施する構成としたが、第二の改質層形成工程ＳＴ３、すなわち、第一のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ａと第二のスキップ改質層形成工程ＳＴ３Ｂとを実施した後、第一の分割予定ラインに沿って、後から第一の改質層９Ａを形成してもよい。この場合には、後に第一の改質層９Ａが加工される第一の分割予定ライン３Ａとの交差部１２に対して、予め第二の改質層９Ｂをぎりぎりまで加工することができる。

【符号の説明】

【0043】

２ ウエーハ
２Ａ 表面
２Ｂ 裏面
３ 分割予定ライン
３Ａ 第一の分割予定ライン
３Ｂ 第二の分割予定ライン
４ デバイス
６ 保護テープ
７ 環状のフレーム
８ ウエーハユニット
９ 改質層
９Ａ 第一の改質層
９Ｂ 第二の改質層
１０ チャックテーブル
１０Ａ 軸心
１１ デバイスチップ
１２ 交差部
１３ 未加工部
２０ レーザー加工装置
２１ 照射ヘッド
２１Ａ レーザービーム
２２ 撮像部
３０ 分割装置
３１ フレーム保持テーブル
３１Ａ 載置面
３１Ｂ クランプ
３２ 昇降ユニット
３２Ａ エアシリンダ
３２Ｂ ピストンロッド
３３ テープ拡張ドラム

【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】