特許 7529478 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】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(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 20060101AFI20240730BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20240730BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20240730BHJP

   B23K 26/03 20060101ALI20240730BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 B

H01L21/78 X

H01L21/78 Q

H01L21/78 P

H01L21/68 N

B23K26/53

B23K26/03

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020136679

(22)【出願日】2020-08-13

(65)【公開番号】P2022032665

(43)【公開日】2022-02-25

【審査請求日】2023-06-29

(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】100142804

【弁理士】

【氏名又は名称】大上 寛

(72)【発明者】

【氏名】バン ヒョンジン

(72)【発明者】

【氏名】バン ギソク

(72)【発明者】

【氏名】キム テヒ

【審査官】杢 哲次

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－５０５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２１８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０７８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２１６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－５４０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－６５３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２９９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９０９３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｂ２３Ｋ ２６／５３

Ｂ２３Ｋ ２６／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に交差する複数のストリートを有し、該表面に凹凸が形成されたウェーハの加工方法であって、
保護シートと、該保護シート上に配設された外的刺激で硬化する硬化樹脂と、からなる保護部材の該硬化樹脂上に、樹脂フィルムを介してウェーハの表面側を配設し、該ウェーハの表面側の該凹凸を該樹脂フィルムを介して該硬化樹脂に埋め込ませ該ウェーハの裏面側を平坦な状態とする配設ステップと、
該配設ステップを実施した後、該硬化樹脂に該外的刺激を付与して該硬化樹脂を硬化させ、保護シートと、該保護シート上の該硬化樹脂と、該硬化樹脂上の該樹脂フィルムと、該樹脂フィルム上に配設されて裏面が露出した該ウェーハと、からなるウェーハユニットを形成するウェーハユニット形成ステップと、
該ウェーハユニットの該保護シート側を保持テーブルで保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、該ストリートに対応した該ウェーハの該裏面の上面高さ位置を検出する上面高さ位置検出ステップと、
該上面高さ位置検出ステップで検出した上面高さ位置に基づいて該ウェ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該ウェーハの内部に位置付けた状態で、該レーザービームを該ウェーハの該裏面側から該ストリートに沿って照射して該ストリートに沿った改質層を形成するレーザービーム照射ステップと、
を備え、
該レーザービーム照射ステップを実施した後、該ウェーハの該裏面にエキスパンドシートを貼着し、該ウェーハの該表面から該保護部材と該樹脂フィルムとを除去する転写ステップと、
該転写ステップを実施した後、該エキスパンドシートを拡張して該ウェーハを該改質層に沿って個々のチップへと分割する分割ステップと、
を備えた、ウェーハの加工方法。

【請求項2】

該ウェーハは、該ストリートで区画される領域にそれぞれデバイスが形成されるとともに、該デバイスには複数のバンプが形成され、
該分割ステップを実施した後、該バンプを介して該デバイスを実装する実装ステップ、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のウェーハの加工方法。

【請求項3】

該樹脂フィルムにおいて、該ウェーハの表面に配設される側の面には、糊層が形成されないこととする、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウェーハの加工方法。

【請求項4】

該配設ステップにおいて、該ウェーハの表面に対し該樹脂フィルムを真空マウントで一体化させることとする、
ことを特徴とする請求項３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、表面に交差する複数のストリートを有し、ストリート上に凹凸を有したウェーハの加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体ウェーハのレーザー加工方法において、ウェーハの内部にレーザービームの集光点を設定し、ストリート（分割予定ライン）に沿って改質層を形成した後、外力を加えてチップに分割する加工方法が知られている。

【0003】

この場合、ウェーハの内部の一定高さ位置に改質層を形成する必要があるため、レーザービームを照射するストリートに沿ってレーザービームの被照射面高さを検出し、検出した高さ位置に基づいてレーザービームの集光点位置を調整してレーザービームをウェーハに照射している（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－２６９０７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、例えばストリート上にＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）等が形成されたウェーハの場合では、ウェーハの表面側を保持テーブルの平坦な保持面で吸引保持すると、ウェーハの裏面側にＴＥＧが存在する領域の高さ（裏面の上面高さ）は、ＴＥＧが存在しない領域の高さよりも高くなる。

【0006】

したがって、このような場合に検出された裏面の上面高さ位置に基づいて集光点を位置付けると、ＴＥＧが存在する領域ではＴＥＧが存在しない領域と比較して、ウェーハの裏面側にずれた位置に改質層が形成されてしまうことになる。これにより、改質層が形成される高さ位置がばらついてしまうという問題が生じる。

【0007】

特にレーザービームが入射されるウェーハ厚みが５０μｍ以下と薄い場合には、ＴＥＧに対応した領域では、集光点の位置がウェーハの裏面側に近づいてしまい、アブレーションが生じてしまうという恐れもある。

【0008】

本発明は以上の問題に鑑み、ストリート上にＴＥＧ等の凹凸が存在するウェーハについて、改質層が形成される位置のばらつきを抑えることを可能とする新規な加工方法を提案するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

【0010】

本発明の一態様によれば、
表面に交差する複数のストリートを有し、該表面に凹凸が形成されたウェーハの加工方法であって、
保護シートと、該保護シート上に配設された外的刺激で硬化する硬化樹脂と、からなる保護部材の該硬化樹脂上に、樹脂フィルムを介してウェーハの表面側を配設し、該ウェーハの表面側の該凹凸を該樹脂フィルムを介して該硬化樹脂に埋め込ませ該ウェーハの裏面側を平坦な状態とする配設ステップと、
該配設ステップを実施した後、該硬化樹脂に該外的刺激を付与して該硬化樹脂を硬化させ、保護シートと、該保護シート上の該硬化樹脂と、該硬化樹脂上の該樹脂フィルムと、該樹脂フィルム上に配設されて裏面が露出した該ウェーハと、からなるウェーハユニットを形成するウェーハユニット形成ステップと、
該ウェーハユニットの該保護シート側を保持テーブルで保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、該ストリートに対応した該ウェーハの該裏面の上面高さ位置を検出する上面高さ位置検出ステップと、
該上面高さ位置検出ステップで検出した上面高さ位置に基づいて該ウェ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該ウェーハの内部に位置付けた状態で、該レーザービームを該ウェーハの該裏面側から該ストリートに沿って照射して該ストリートに沿った改質層を形成するレーザービーム照射ステップと、
を備えた、ウェーハの加工方法とするものである。

【0011】

また、本発明の一態様によれば、
該レーザービーム照射ステップを実施した後、該ウェーハの該裏面にエキスパンドシートを貼着し、該ウェーハの該表面から該保護部材と該樹脂フィルムとを除去する転写ステップと、
該転写ステップを実施した後、該エキスパンドシートを拡張して該ウェーハを該改質層に沿って個々のチップへと分割する分割ステップと、
を備えた、
ウェーハの加工方法とするものである。

【0012】

また、本発明の一態様によれば、
該ウェーハは、該ストリートで区画される領域にそれぞれデバイスが形成されるとともに、該デバイスには複数のバンプが形成され、
該分割ステップを実施した後、該バンプを介して該デバイスを実装する実装ステップ、をさらに備える、
ウェーハの加工方法とするものである。

【0013】

また、本発明の一態様によれば、
該樹脂フィルムにおいて、該ウェーハの表面に配設される側の面には、糊層が形成されないこととする、
ウェーハの加工方法とするものである。

【0014】

また、本発明の一態様によれば、
該配設ステップにおいて、該ウェーハの表面に対し該樹脂フィルムを真空マウントで一体化させることとする、
ウェーハの加工方法とするものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一態様によれば、硬化樹脂が硬化することにより平坦な基準面が形成され、ウェーハの上面高さ位置がばらつきのない一定の高さとなり、この上面高さ位置に基づいてレーザービームの集光点を位置付けることで、改質層が形成される位置のばらつきを抑えることができる。

【0016】

また、本発明の一態様によれば、転写ステップにおいては、ウェーハの表面が樹脂フィルムで覆われているため、硬化樹脂が異物としてウェーハの表面に残存することがない。

【0017】

また、本発明の一態様によれば、硬化樹脂が異物としてウェーハの表面に残存することがないため、バンプに異物が付着することによるボンディング不良が防止できる。

【0018】

また、本発明の一態様によれば、転写ステップにおいて、ウェーハの表面から保護部材と樹脂フィルムとを除去する際に、糊層が異物となってウェーハの表面に残存してしまうことがない。

【0019】

また、本発明の一態様によれば、糊層のない樹脂フィルムをウェーハと一体化させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】被加工物であるウェーハの一例について示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るフローチャートである。

【図3】（Ａ）は真空マウント装置の構成例について説明する図である。（Ｂ）は樹脂フィルム配設ステップについて説明する図である。

【図4】硬化樹脂配設ステップについて説明する図である。

【図5】ウェーハユニット形成ステップについて説明する図である。

【図6】保持ステップについて説明する図である。

【図7】上面高さ位置検出ステップについて説明する図である。

【図8】レーザー加工装置の光学系の構成例について説明する図である。

【図9】ウェーハの高さ位置が異なる場合に形成されるスポットの違いについて説明する図である。

【図10】第１の受光素子から出力される電圧値Ｖ１と第２の受光素子から出力される電圧値Ｖ２との比（Ｖ１／Ｖ２）と、集光レンズからウェーハの上面までの距離との関係を示すマップである。

【図11】レーザービーム照射ステップについて説明する図である。

【図12】（Ａ）はエキスパンドシートについて説明する図である。（Ｂ）はエキスパンドシートを貼着することについて説明する図である。（Ｃ）ウェーハユニットを上下反転させた状態について説明する図である。（Ｄ）は保護部材と樹脂フィルムを除去する様子について説明する図である。

【図13】ウェーハが転写されたウェーハユニットについて説明する図である。

【図14】（Ａ）分割ステップにおいてウェーハユニットをセットした状態について説明する図である。（Ｂ）分割ステップによりチップに個片化する様子について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付図面を参照して、本実施の形態について説明する。
図１には、本発明によるウェーハの加工方法によって加工されるウェーハが示されている。図１に示すウェーハ１０は、シリコンを母材とする半導体ウェーハであり、円板形状のウェーハ１０の表面１０ａには、複数のストリート１２（分割予定ライン）によって格子状に区画された複数の領域に、ＩＣやＬＳＩ等のデバイス１４が形成されている。

【0022】

図１の拡大部分に示すように、各デバイス１４の周縁部分には、ウェーハ１０の表面１０ａから突出する複数のバンプ１６（電極）が形成されている。

【0023】

図１の拡大部分に示すように、ストリート１２の一部には、ウェーハ１０の表面１０ａから突出するＴＥＧ１８（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）が複数箇所に形成されている。

【0024】

なお、本発明が加工対象とするウェーハは、図１に示す形態以外にも種々のものを採用可能であり、半導体ウェーハのみならず光デバイスウェーハ等にも適用することができる。

【0025】

以上のようなストリート１２の一部にＴＥＧ１８が形成されるウェーハ１０について、ウェーハ１０の裏面の上面高さ位置を検出する際に、ＴＥＧ１８等の凹凸の影響を無くしつつ、レーザー加工を行う方法について説明する。以下の実施例では、図２に示すフローチャートの各ステップが順に実施される。

【0026】

＜配設ステップＳ１＞
配設ステップＳ１は、ウェーハ１０の表面１０ａを糊層のない樹脂フィルム２２で覆う樹脂フィルム配設ステップＳ１－１と、樹脂フィルム２２を硬化樹脂２４で覆う硬化樹脂配設ステップＳ１－２と、を含む。

【0027】

＜樹脂フィルム配設ステップＳ１－１＞
図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、まず、ウェーハ１０の表面１０ａを樹脂フィルム２２で覆うとともに、樹脂フィルム２２を真空によりウェーハ１０の表面１０ａと一体化させる真空マウントが実施される。

【0028】

図３（Ａ）（Ｂ）は、真空マウント装置３０を示すものであり、上側筐体３２と下側筐体３４を有して構成される。上側筐体３２には、外部から上側内部空間３２ａに通じる排気路３２ｂが設けられ、排気路３２ｂが気圧計３２ｃ及び制御バルブ３２ｄを介して吸引源３２ｅに接続される。

【0029】

下側筐体３４には、外部から下側内部空間３４ａに通じる排気路３４ｂが設けられ、排気路３４ｂが気圧計３４ｃ及び制御バルブ３４ｄを介して吸引源３４ｅに接続される。下側内部空間３４ａには、ウェーハ１０を支持する支持台３４ｆが設けられ、支持台３４ｆには、ウェーハ１０を加熱するための面状のヒーター３４ｇが設けられる。

【0030】

樹脂フィルム２２は、その表面には糊層が存在せず、ウェーハ１０の表面１０ａに粘着しないように構成される。これにより、後に剥離される際にデバイス１４の表面やバンプ１６（図１）に糊が付着して残存することがない。

【0031】

樹脂フィルム２２の素材は特に限定されるものではないが、例えば、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）、ＥＶＡ（酢酸ビニル）などが採用され得る。また、樹脂フィルム２２の厚みは、例えば、５～１００μｍとすることができるが、特に限定されるものではない。

【0032】

以上の構成とし、図３（Ａ）に示すように、支持台３４ｆの保持面３４ｈにウェーハ１０の裏面１０ｂを載置し、ウェーハ１０の表面１０ａを上側に露出させる。ウェーハ１０の表面１０ａには、図１に示すように、デバイス１４、バンプ１６、ＴＥＧ１８が形成されている。

【0033】

次いで、図３（Ａ）に示すように、樹脂フィルム２２をウェーハ１０の表面１０ａの全体を覆うように被せる。樹脂フィルム２２の端の周辺部分は、下側筐体３４からはみ出す状態とされる。

【0034】

次いで、図３（Ｂ）に示すように、上側筐体３２を下側筐体３４に被せて一体化し、両者の間に樹脂フィルム２２の端部分を挟み込んで挟持した状態とする。上側内部空間３２ａと下側内部空間３４ａは、樹脂フィルム２２を挟んで対向し、それぞれ閉じられた減圧チャンバー（減圧室）を構成する。

【0035】

次いで、図３（Ｂ）に示すように、制御バルブ３２ｄ，３４ｄを通じて吸引源３２ｅ，３４ｅよる真空引きが行われ、上側内部空間３２ａと下側内部空間３４ａが所定の圧力まで減圧される。

【0036】

所定の圧力まで減圧後、制御バルブ３２ｄを閉じて上側内部空間３２ａの減圧を停止する一方で、制御バルブ３４ｄを開き続けて下側内部空間３４ａの減圧を継続することで、樹脂フィルム２２をウェーハ１０の表面１０ａに圧着させる。樹脂フィルム２２の表面には、ウェーハ１０の表面１０ａに形成されていた凹凸に対応し、凹凸が形成されることになる。なお、所定の圧力まで減圧後、上側内部空間３２ａを大気開放することで樹脂フィルム２２をウェーハ１０に圧着させることとしてもよい。

【0037】

また、以上の一連の過程において、ヒーター３４ｇによりウェーハ１０を加熱することで、樹脂フィルム２２を軟化させ、ウェーハ１０の表面１０ａに形成される凹凸に沿うように樹脂フィルム２２を圧着させることができる。

【0038】

所定時間経過後、真空状態を解除して内部を大気圧にし、上側筐体３２を開いて樹脂フィルム２２が一体化されたウェーハ１０を取り出す。ウェーハ１０からはみ出す樹脂フィルム２２の余剰部分は、適宜カッターなどで除去される。

【0039】

樹脂フィルム配設ステップＳ１－１を終えた状態では、図４の拡大部分に示すように、樹脂フィルム２２は、ウェーハ１０の表面１０ａから突出するデバイス１４、バンプ１６、ＴＥＧ１８の凹凸に沿うように、ウェーハ１０の表面１０ａ全体を覆う。

【0040】

＜硬化樹脂配設ステップＳ１－２＞
図４に示すように、樹脂フィルム２２を外的刺激によって硬化する硬化樹脂４２で覆うステップである。

【0041】

まず、図４に示すように、平坦なステージ４０上に紫外線を透過させる保護シート４１が配設され、保護シート４１の上面に所定量の硬化樹脂４２を載せた状態とする。

【0042】

硬化樹脂４２は、紫外線硬化樹脂であり、後述するように外的刺激として紫外線を照射することで硬化するものであり、例えば、アクリル系、エポキシ系の光硬化樹脂を用いることができる。

【0043】

アクリル系の樹脂は、（メタ）アクリレートであり、ウレタン結合（ウレタン基）を有する（メタ）アクリレートやウレタン結合（ウレタン基）を有しない（メタ）アクリレートを用いることができる。

【0044】

なお、（メタ）アクリレートとは、アクリル酸化合物であるアクリレート、又はメタクリル酸化合物であるメタクリレートを指す。具体的には、例えば、テトラヒドロフルフリルアクリレート（Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒｆｕｒｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅ）、イソボルニルアクリレート（Ｉｓｏｂｏｒｎｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅ）、１，９－ノナンジオールジアクリレート（１，９－Ｎｏｎａｎｅｄｉｏｌ ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ）等を用いることができる。

【0045】

また、エポキシ系樹脂は、エポキシ基を含有する樹脂であり、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂や脂肪族型エポキシ樹樹脂（ダイマー酸型エポキシ樹脂）等を用いることができる。

【0046】

保護シート４１は、硬化樹脂４２と同一の樹脂で構成され、予めシート状に成形されたものとすることが好ましい。なお、保護シート４１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）にて構成されることとしてもよい。

【0047】

次いで、図４に示すように、ウェーハ１０の裏面１０ｂを保持具４３の平坦な保持面４３ａにて保持し、樹脂フィルム２２が下側に配置された状態とし、樹脂フィルム２２を保護シート４１に対向させた状態とする。本実施例では、保持具４３は、ウェーハ１０の裏面１０ｂを吸引して保持する構成とするが、具体的な保持の構成については、特に限定するものではない。

【0048】

次いで、図５に示すように、保持具４３を下降させることで、樹脂フィルム２２の表面によって硬化樹脂４２を押し広げ、硬化樹脂４２を樹脂フィルム２２の表面全体に行き渡らせる。保護シート４１と樹脂フィルム２２の間の隙間に硬化樹脂４２が入り込み、樹脂フィルム２２の表面に形成された凹凸の箇所に硬化樹脂４２が埋め込まれる。

【0049】

＜ウェーハユニット形成ステップＳ２＞
図５に示すように、硬化樹脂４２を硬化させるとともにウェーハ１０と環状フレーム１１を一体化させたウェーハユニット１３を構成するステップである。

【0050】

ステージ４０の下方に配置された光照射器４６の光源４６ａから紫外線を発生させ、透明部材で構成されたステージ４０、及び、保護シート４１を介し、紫外線をウェーハ１０の硬化樹脂４２に照射する。

【0051】

ステージ４０はガラス等の透明部材で構成することができる。光照射器４６の光源４６ａは、所定波長の紫外線を照射するＬＥＤライト（又は低圧水銀ランプ等）にて構成するこことができる。

【0052】

なお、本実施例では硬化樹脂４２として紫外線硬化樹脂を使用するため、外的刺激となる紫外線を照射するための光照射器４６を設けることとしたが、硬化樹脂４２として熱硬化樹脂を用いる場合には、外的刺激となる熱を付与するための加熱器が設けられる。

【0053】

紫外線が所定時間照射されることで硬化樹脂４２が硬化し、樹脂フィルム２２と硬化樹脂４２が一体化される。また、硬化樹脂４２の硬化に際し、硬化樹脂４２は保護シート４１とも一体される。保護シート４１は硬化樹脂４２と同一の樹脂で構成される場合には、硬化樹脂４２と保護シート４１が強固に一体化され、後に両者を一体として容易に剥離することができる。

【0054】

図６の拡大部分に示すように、硬化樹脂４２が硬化することにより樹脂層４２Ａが形成され、この樹脂層４２Ａの下面において平坦な基準面４２ａが形成される。このような平坦な基準面４２ａが形成されることで、後述するように、ウェーハ１０の上面高さ位置１０ｚがばらつきのない一定の高さとなる。

【0055】

そして、図６の拡大部分に示すように、硬化樹脂４２による樹脂層４２Ａと、保護シート４１により、ウェーハ１０の表面１０ａを保護する保護部材４５が構成される。

【0056】

さらに、図５に示すように、保護シート４１に対し、ウェーハ１０を取り囲むように環状フレーム１１が載置され、保護シート４１と一体化される。この一体化は、保護シート４１側に接着層を形成して保護シート４１に貼着することとする他、保護シート４１において環状フレーム１１が載置される箇所に粘着層を形成することによるものとしてもよい。

【0057】

なお、この保護シート４１に対する環状フレーム１１の設置は、図４に示すように、ウェーハユニット形成ステップＳ２の前の硬化樹脂配設ステップＳ１－２において実施することとしてもよい。

【0058】

＜保持ステップＳ３＞
図６に示すように、ウェーハユニット１３の保護シート４１側を保持テーブル５０で保持するステップである。

【0059】

保持テーブル５０はレーザー加工装置に備えられるものであり、Ｘ軸方向に加工送りされるものである。保持テーブル５０は、保持面５１ａを形成する多孔質プレート５１と、多孔質プレート５１に通じる吸引路５１ｂと、を有して構成される。吸引路５１ｂは、バルブ５１ｃを介して吸引源５１ｄに接続される。

【0060】

多孔質プレート５１の保持面５１ａには、保護シート４１、硬化樹脂４２（硬化樹脂層）、樹脂フィルム２２を介してウェーハ１０が位置付けられ、バルブ５１ｃを開いて負圧を生じさせることで、裏面１０ｂが上側に露出した状態でウェーハ１０が吸引保持される。

【0061】

露出するウェーハ１０の裏面１０ｂの高さ位置は、ウェーハ１０の上面高さ位置１０ｚとなる。ウェーハ１０の表面１０ａの凹凸が硬化樹脂４２によって解消され、平坦な基準面４２ａが構成されることにより、ウェーハ１０の上面高さ位置１０ｚは、ばらつきのない一定の高さとなる。

【0062】

＜上面高さ位置検出ステップＳ４＞
図７に示すように、ストリートに対応したウェーハ１０の裏面１０ｂの上面高さ位置１０ｚを検出するステップである。

【0063】

図７に示すように、保持テーブル５０を第一方向（Ｘ軸方向往路）に移動させ、ストリート１２（図１）に沿ってウェーハ１０の裏面１０ｂを走査することで、上面高さ位置１０ｚを連続的に計測する。

【0064】

上面高さ位置１０ｚ（図７）の検出は、例えば、図８に示すレーザー加工装置の光学系により実施することができる。この光学系では、被加工物であるウェーハ１０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発振する加工用レーザー発振器６２と、上面高さ位置１０ｚ（図７）を検出するためのセンシング用レーザービームを発振するセンシング用レーザー発振器７０と、を備える構成とするものである。

【0065】

センシング用レーザー発振器７０は例えばＨｅ－Ｎｅレーザーから構成され、例えば波長６３３ｎｍ、出力１０ｍＷ、ビーム径１．０ｍｍのレーザービームを発振する。

【0066】

センシング用レーザー発振器７０から発振されたセンシング用レーザービームＬＢ２は、その一部がハーフミラー７２を透過し、ダイクロイックミラー６６で反射されて集光レンズ６８に入射する。該ダイクロイックミラー６６は例えばピエゾ素子等から構成されるミラー回転手段７４により紙面に垂直な回転軸周りに回転可能に配設されている。

【0067】

図８においては、ダイクロイックミラー６６は反時計回り方向に回転されて、ダイクロイックミラー６６の反射面がセンシング用レーザービームの光路７３に対して４５度からマイナス０．１４度傾くように配設されている。

【0068】

これにより、例えば焦点距離が２００ｍｍの集光レンズ６８を使用してダイクロイックミラー６６から集光レンズ６８までの距離と集光レンズ６８からウェーハ１０までの距離が概略等しい場合、加工用レーザービームＬＢ１が照射される箇所より０．５ｍｍ先に、即ち加工方向進行側にセンシング用レーザービームを照射することができる。矢印Ａは加工方向を示している。

【0069】

ウェーハ１０の表面で反射されたセンシング用反射ビーム（反射光）は、集光レンズ６８を透過してダイクロイックミラー６６で反射され、その一部がハーフミラー７２で反射され、更にミラー７６で反射されて高さ位置検出部７８に入射される。

【0070】

即ち、ミラー７６で反射されたセンシング用反射ビームは、ピンホールマスク８０のピンホール８０ａを通過してビームスプリッタ８２に入射され、ビームスプリッタ８２により第１の光路８３ａと第２の光路８３ｂに分割される。

【0071】

第１の光路８３ａに分割されたセンシング用反射ビームは集光レンズ８４によって１００％集光され、第１の受光素子８６に受光される。第１の受光素子８６は、受光した光量に対応した電圧信号を図示せぬコントローラに出力する。

【0072】

一方、第２の光路８３ｂに分割されたセンシング用反射ビームは、受光領域規制手段８８のシリンドリカルレンズ９０によって一次元に集光され、一次元マスク９２によって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９４に受光される。第２の受光素子９４は、受光した光量に対応した電圧信号を図示せぬコントローラに出力する。

【0073】

ここで、第１の受光素子８６と第２の受光素子９４によって受光される反射光の受光量の関係について説明する。第１の受光素子８６で受光されるセンシング用反射光は、集光レンズ８４によって１００％集光されるので受光量は一定であり、第１の受光素子８６から出力される電圧値（Ｖ値）は一定（例えば１０Ｖ）となる。

【0074】

一方、第２の受光素子９４によって受光されるセンシング用反射光は、シリンドリカルレンズ９０によって一次元に集光された後、一次元マスク９２によって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９４に受光される。

【0075】

従って、図９に示すようにセンシング用レーザービームＬＢ２がウェーハ１０の上面に照射される際に、集光器３６の集光レンズ６８からウェーハ１０の上面までの距離、即ちウェーハ１０の高さ位置によって第２の受光素子９４の受光量は変化する。従って、第２の受光素子９４から出力される電圧値（Ｖ２）は、センシング用レーザービームＬＢ２が照射されるウェーハ１０の上面高さ位置によって変化する。

【0076】

例えば、図９（Ａ）に示すように、ウェーハ１０の高さ位置が高く集光レンズ６８からウェーハ１０の上面までの距離Ｈが小さい場合には、センシング用レーザービームＬＢ２はウェーハ１０の上面に照射される小さなスポットＳ１で反射する。

【0077】

この反射光は上述したようにビームスプリッタ８２により第１の光路８３ａと第２の光路８３ｂに分割されるが、第１の光路８３ａに分割されたスポットＳ１の反射光は集光レンズ８４によって１００％集光されるので、反射光の全ての光量が第１の受光素子８６に受光される。

【0078】

一方、ビームスプリッタ８２によって第２の光路８３ｂに分割されたスポットＳ１の反射光は、シリンドリカルレンズ９０によって一次元に集光されるので断面が略長方形となる。

【0079】

このようにして断面が略長方形に絞られた反射光は、一次元マスク９２によって所定の単位長さに規制されるので、第２の光路８３ｂに分割された反射光の一部が第２の受光素子９４によって受光されることになる。従って、第２の受光素子９４に受光される反射光の光量は、第１の受光素子８６に受光される光量より少なくなる。

【0080】

次に、図９（Ｂ）に示すように、ウェーハ１０の高さ位置が低く、集光レンズ６８からウェーハ１０の上面までの距離Ｈが大きい場合には、センシング用レーザービームＬＢ２はウェーハ１０の上面に照射されるスポットＳ２で反射する。このスポットＳ２は図９（Ａ）のスポットＳ１より大きい。

【0081】

スポットＳ２の反射光はビームスプリッタ８２により第１の光路８３ａと第２の光路８３ｂに分割されるが、第１の光路８３ａに分割されたスポットＳ２の反射光は集光レンズ８４によって１００％集光されるので、反射光の全ての光量が第１の受光素子８６に受光される。

【0082】

一方、ビームスプリッタ８２により第２の光路８３ｂに分割されたスポットＳ２の反射光は、シリンドリカルレンズ９０によって一次元に集光されるので断面が略長方形となる。この略長方形の長辺の長さは、反射光のスポットＳ２がスポットＳ１より大きいので、スポットＳ１の場合より長くなる。

【0083】

このようにして断面が略長方形に集光された反射光は、一次元マスク９２によって所定の長さに区切られ、一部が第２の受光素子９４によって受光される。従って、第２の受光素子９４によって受光される光量は、図９（Ａ）に示す場合より少なくなる。

【0084】

このように第２の受光素子９４に受光される反射光の光量は、集光レンズ６８からウェーハ１０の上面までの距離Ｈが小さい程、即ちウェーハ１０の高さ位置が高い程多く、集光レンズ６８からウェーハ１０の上面までの距離Ｈが大きい程、即ちウェーハ１０の高さ位置が低い程少なくなる。

【0085】

ここで、第１の受光素子８６から出力される電圧値Ｖ１と第２の受光素子９４から出力される電圧値Ｖ２との比と、集光レンズ６８からウェーハ１０の上面までの距離Ｈ、即ちウェーハ１０の高さ位置との関係について、図１０に示すマップを参照して説明する。

【0086】

尚、図１０において横軸は集光レンズ６８からウェーハ１０の上面までの距離Ｈであり、縦軸は第１の受光素子８６から出力される電圧値Ｖ１と第２の受光素子９４から出力される電圧値Ｖ２との比（Ｖ１／Ｖ２）を示している。

【0087】

図１０に示す例においては、集光レンズ６８からウェーハ１０の上面までの距離Ｈが３０．０ｍｍの場合、電圧値の比（Ｖ１／Ｖ２）は１であり、距離Ｈが３０．６ｍｍの場合、電圧値の比（Ｖ１／Ｖ２）は１０に設定されている。

【0088】

図示せぬコントローラは、第１の受光素子８６から出力される電圧値Ｖ１と第２の受光素子９４から出力される電圧値Ｖ２との比（Ｖ１／Ｖ２）を求め、この電圧値の比（Ｖ１／Ｖ２）を図１０に示すマップに照合することにより、集光レンズ６８からウェーハ１０の上面までの距離Ｈを求めることができる。尚、図１０に示すマップは、図示せぬコントローラのＲＯＭに格納されている。

【0089】

以上のようにして、集光レンズ６８を通してウェーハ１０に照射されるセンシング用レーザービームＬＢ２と、高さ位置検出部７８と、により、ウェーハ１０の上面高さ位置を検出可能な検出手段を構成することができ、上面高さ位置１０ｚ（図７）の検出が可能となる。

【0090】

＜レーザービーム照射ステップＳ５＞
図１１に示すように、上面高さ位置１０ｚに基づいてウェーハ１０に対して透過性を有する波長の加工用レーザービームＬＢ１の集光点をウェーハ１０の内部に位置付けた状態で、加工用レーザービームＬＢ１をウェーハ１０の裏面１０ｂ側からストリート１２（図１）に沿って照射してストリートに沿った改質層を形成するステップである。

【0091】

具体的には、図７に示すように、上面高さ位置検出ステップＳ４において保持テーブル５０を第一方向（Ｘ軸方向往路）に移動させて上面高さ位置１０ｚを検出した後、図１１に示すように、保持テーブル５０を第二方向（Ｘ軸方向復路）に移動させつつ、上面高さ位置１０ｚに基づいて集光点の高さ（Ｚ軸方向高さ）を追従させながら、加工用レーザービームＬＢ１を照射する。

【0092】

加工用レーザービームＬＢ１を照射するための構成は、上述した図８に示す光学系により実現できる。
図８に示す加工用レーザー発振器６２は、例えば波長が１０６４ｎｍである加工用レーザービームＬＢ１を発振するＹＶＯ４パルスレーザー発振器或いはＹＡＧパルスレーザー発振器で構成される。

【0093】

加工用レーザー発振器６２から発振された加工用レーザービームＬＢ１はミラー６４で反射されてダイクロイックミラー６６を透過する。ダイクロイックミラー６６を透過した加工用レーザービームＬＢ１は集光レンズ（対物レンズ）６８に垂直に（集光レンズ６８の光軸に平行に）入射し、集光レンズ６８によりウェーハ１０の内部に集光点を合わせて照射され、ウェーハ１０の内部にストリートに沿って改質層を連続的に形成する。

【0094】

＜転写ステップＳ６＞
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｄ）に示すように、ウェーハ１０の裏面１０ｂにエキスパンドシート１９を貼着し、ウェーハ１０の表面１０ａから保護部材４５と樹脂フィルム２２とを除去するステップである。

【0095】

具体的には、まず図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように、ウェーハ１０の裏面１０ｂに対し、粘着層を有するエキスパンドシート１９を貼着する。エキスパンドシート１９は、環状フレーム１１の上面１１ａにも貼着される。

【0096】

次いで、図１２（Ｃ）に示すように、ウェーハユニット１３を上下反転させて、保護シート４１を上側に配置し、図１２（Ｄ）に示すように、保護シート４１を環状フレーム１１から剥がし始め、そのままウェーハ１０の位置に到達すると、保護シート４１とともに硬化樹脂４２（樹脂層４２Ａ）と、樹脂フィルム２２がともに剥離される。

【0097】

以上のようにして、図１３に示すように、エキスパンドシート１９側にウェーハ１０と環状フレーム１１が転写され、ウェーハ１０の表面１０ａが露出したウェーハユニット１３Ａが構成される。

【0098】

以上の転写ステップＳ６においては、ウェーハ１０の表面１０ａが樹脂フィルム２２で覆われているため、硬化樹脂４２がウェーハ１０の表面１０ａに残存することがなく、また、樹脂フィルム２２には糊層が存在しないため、樹脂フィルム２２を容易に剥離させることができ、ウェーハ１０の表面１０ａに異物が残存することが防がれる。

【0099】

なお、以上の一連の転写ステップＳ６は、装置により自動で行うことが可能であり、その装置の具体的な構成は特に限定されるものではない。

【0100】

＜分割ステップＳ７＞
図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、エキスパンドシート１９を拡張してウェーハ１０を改質層に沿って個々のチップへと分割するステップである。

【0101】

図１４（Ａ）は、分割ステップＳ７を実施するためのエキスパンド装置３０５の構成例について示すものである。エキスパンド装置３０５は、エキスパンドシート１９の直径よりも大径の環状テーブル３５０を具備しており、環状テーブル３５０の開口３５０ｃの直径はエキスパンドシート１９の直径よりも小さく形成されている。環状テーブル３５０の外周部には、複数の固定クランプ３５２が均等に配設されている。固定クランプ３５２は、バネ等によって回転軸３５２ｃを軸として回動可能に構成され、環状テーブル３５０の環状の保持面３５０ａと固定クランプ３５２の下面との間に環状フレーム１１を挟み込む。環状テーブル３５０は、例えば、エアシリンダ等からなる環状テーブル昇降手段３５５によって上下動可能に構成される。

【0102】

環状テーブル３５０の開口３５０ｃ内には、円筒状の拡張ドラム３５３が高さ位置を固定して配設されており、環状テーブル３５０の中心と拡張ドラム３５３の中心とは略合致している。この拡張ドラム３５３の外径は、ウェーハ１０の直径よりも大径となっている。

【0103】

以上の構成において、まず図１４（Ａ）に示すように、基準高さ位置に位置付けられた環状テーブル３５０の保持面３５０ａに環状フレーム１１を載置するとともに、固定クランプ３５２にて環状フレーム１１を挟持固定する。この状態で、拡張ドラム３５３の上端面が、エキスパンドシート１９の環状フレーム１１の内周縁とウェーハ１０の外周縁との間の領域に、エキスパンドシート１９の下面に当接する。

【0104】

次いで、図１４（Ｂ）に示すように、環状テーブル昇降手段３５５にて環状テーブル３５０を下降させると、環状フレーム１１が拡張ドラム３５３の上端面よりも下方に移動し、エキスパンドシート１９が拡張ドラム３５３の上端面で押し上げられて径方向外側に向かって放射状にエキスパンドされる。

【0105】

これにより、外力（拡張力）がエキスパンドシート１９を介してウェーハ１０の改質層の箇所に集中的に加わり、改質層が形成されたストリートに沿ってウェーハ１０がチップに分割される。

【0106】

＜実装ステップＳ８＞
分割ステップＳ７を実施した後、デバイスに形成されたバンプを介してデバイスを実装するステップである。

【0107】

分割ステップＳ７により個片化されたチップの表面には、異物が残存しないため、バンプに異物が付着することによるボンディング不良が防止できる。

【0108】

以上のようにして本発明を実現することができる。
即ち、図１乃至図１４に示すように、
表面１０ａに交差する複数のストリート１２を有し、表面１０ａに凹凸が形成されたウェーハ１０の加工方法であって、
保護シート４１と、保護シート４１上に配設された外的刺激で硬化する硬化樹脂４２と、からなる保護部材４５の硬化樹脂４２上に、樹脂フィルム２２を介してウェーハ１０の表面１０ａ側を配設し、ウェーハ１０の表面１０ａ側の凹凸を樹脂フィルム２２を介して硬化樹脂４２に埋め込ませウェーハ１０の裏面１０ｂ側を平坦な状態とする配設ステップＳ１と、
配設ステップＳ１を実施した後、硬化樹脂４２に外的刺激を付与して硬化樹脂４２を硬化させ、保護シート４１と、保護シート４１上の硬化樹脂４２と、硬化樹脂４２上の樹脂フィルム２２と、樹脂フィルム２２上に配設されて裏面１０ｂが露出したウェーハ１０と、からなるウェーハユニット１３を形成するウェーハユニット形成ステップＳ２と、
ウェーハユニット１３の保護シート４１側を保持テーブル５０で保持する保持ステップＳ３と、
保持ステップＳ３を実施した後、ストリート１２に対応したウェーハ１０の裏面１０ｂの上面高さ位置１０ｚを検出する上面高さ位置検出ステップＳ４と、
上面高さ位置検出ステップＳ４で検出した上面高さ位置１０ｚに基づいてウェーハ１０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ウェーハ１０の内部に位置付けた状態で、レーザービームをウェーハ１０の裏面１０ｂ側からストリート１２に沿って照射してストリート１２に沿った改質層を形成するレーザービーム照射ステップＳ５と、
を備えた、ウェーハ１０の加工方法とするものである。

【0109】

これにより、硬化樹脂４２が硬化することにより平坦な基準面４２ａが形成され、ウェーハ１０の上面高さ位置１０ｚ（図６）がばらつきのない一定の高さとなり、この上面高さ位置１０ｚに基づいてレーザービームの集光点を位置付けることで、改質層が形成される位置のばらつきを抑えることができる。

【0110】

また、図１３及び図１４に示すように、
レーザービーム照射ステップＳ５を実施した後、ウェーハ１０の裏面１０ｂにエキスパンドシート１９を貼着し、ウェーハ１０の表面１０ａから保護部材４５と樹脂フィルム２２とを除去する転写ステップＳ６と、
転写ステップＳ６を実施した後、エキスパンドシート１９を拡張してウェーハ１０を改質層に沿って個々のチップＣへと分割する分割ステップＳ７と、
を備えることとするものである。

【0111】

これにより、転写ステップＳ６においては、ウェーハ１０の表面１０ａが樹脂フィルム２２で覆われているため、硬化樹脂４２が異物としてウェーハ１０の表面１０ａに残存することがない。

【0112】

また、図１及び図２に示すように、
ウェーハ１０は、ストリート１２で区画される領域にそれぞれデバイス１４が形成されるとともに、デバイス１４には複数のバンプ１６が形成され、
分割ステップＳ７を実施した後、バンプ１６を介してデバイス１４を実装する実装ステップ、をさらに備えることとするものである。

【0113】

この場合、硬化樹脂４２が異物としてウェーハ１０の表面１０ａに残存することがないため、バンプに異物が付着することによるボンディング不良が防止できる。

【0114】

また、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、樹脂フィルム２２において、ウェーハ１０の表面１０ａに配設される側の面には、糊層が形成されないこととするものである。

【0115】

これにより、転写ステップＳ６において、ウェーハ１０の表面１０ａから保護部材４５と樹脂フィルム２２とを除去する際に、糊層が異物となってウェーハ１０の表面１０ａに残存してしまうことがない。

【0116】

また、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、配設ステップＳ１において、ウェーハ１０の表面１０ａに対し樹脂フィルム２２を真空マウントで一体化させることとするものである。

【0117】

これにより、糊層のない樹脂フィルム２２をウェーハ１０と一体化させることが可能となる。

【符号の説明】

【0118】

１０ ウェーハ
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１０ｚ 上面高さ位置
１１ 環状フレーム
１２ ストリート
１３ ウェーハユニット
１４ デバイス
１６ バンプ
１９ エキスパンドシート
２２ 樹脂フィルム
２４ 硬化樹脂
３０ 真空マウント装置
４０ ステージ
４１ 保護シート
４２ 硬化樹脂
４２Ａ 樹脂層
４２ａ 基準面
４６ 光照射器
４６ａ 光源
ＬＢ１ 加工用レーザービーム
ＬＢ２ センシング用レーザービーム
３０５ エキスパンド装置
Ｓ１ 配設ステップ
Ｓ１―１ 樹脂フィルム配設ステップ
Ｓ１―２ 硬化樹脂配設ステップ
Ｓ２ ウェーハユニット形成ステップ
Ｓ３ 保持ステップ
Ｓ４ 位置検出ステップ
Ｓ５ レーザービーム照射ステップ
Ｓ６ 転写ステップ
Ｓ７ 分割ステップ
Ｓ８ 実装ステップ

【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】