特許 7578451 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】2024-10-28

(45)【発行日】2024-11-06

(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 20060101AFI20241029BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20241029BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20241029BHJP

   B28D 5/02 20060101ALI20241029BHJP

   B24B 7/04 20060101ALI20241029BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 Q

H01L21/78 M

H01L21/78 B

H01L21/78 V

H01L21/304 631

H01L21/304 622L

B23K26/53

B28D5/02 Z

B24B7/04 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020170100

(22)【出願日】2020-10-07

(65)【公開番号】P2022061870

(43)【公開日】2022-04-19

【審査請求日】2023-09-07

(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】110003524

【氏名又は名称】弁理士法人愛宕綜合特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100202496

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿角 剛二

(74)【代理人】

【識別番号】100202692

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 吉文

(72)【発明者】

【氏名】ベ テウ

【審査官】宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１４０３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１３１００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１０４７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１４８１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４０４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０７８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９２７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２０７０１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２３Ｋ ２６／５３

Ｂ２８Ｄ ５／０２

Ｂ２４Ｂ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設工程と、
ウエーハの裏面に透光性フィルムを配設する透光性フィルム配設工程と、
ウエーハの該保護部材側をチャックテーブルに保持するチャックテーブル保持工程と、
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、該透光性フィルムを通してウエーハの内部における表面側に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し改質層を形成する第一の改質層形成工程と、
該第一の改質層形成工程の後、レーザー光線の集光点を、該透光性フィルムを通してウエーハの内部における裏面側に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し改質層を形成する第二の改質層形成工程と、
ウエーハの裏面から該透光性フィルムを除去し、分割予定ラインに沿って形成された改質層に外力を付与してウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、
を含み構成され、
該分割工程は、研削装置を構成するチャックテーブルに該保護部材を介してウエーハの表面側を保持し、ウエーハの裏面から該透光性フィルムを除去しウエーハの裏面を研削して薄化すると共にウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法。

【請求項2】

該透光性フィルム配設工程は、ウエーハの裏面にポリオレフィンフィルムを熱圧着して透光性フィルムを配設する工程、ウエーハの裏面に水溶性液状樹脂を塗布し固化させることによって透光性フィルムを配設する工程、ウエーハの裏面に粘着テープを貼着して透光性フィルムを配設する工程、のうちいずれかである請求項１に記載のウエーハの加工方法。

【請求項3】

該分割工程を実施した後、個々のデバイスチップに分割されたウエーハを収容する開口部を備えたフレームにウエーハを位置付けて、ダイシングテープをウエーハの裏面とフレームとに貼着し、ダイシングテープを介してウエーハをフレームに配設するフレーム支持工程を実施する請求項１又は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、ウエーハを個々のデバイスチップに分割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表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置、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】

レーザー加工装置を用いてウエーハを個々のデバイスチップに分割する技術として、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、ウエーハの裏面から分割予定ラインに対応する内部に位置付けて照射して分割予定ラインの内部に連続的に改質層を形成し、その後、外力を付与して個々のデバイスチップに分割する技術が提案されている（例えば特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

また、ウエーハの分割を容易にするために、ウエーハの内部における表面側に改質層を形成すると共に、裏面側にも改質層を形成する技術が本出願によって提案されている（特許文献２を参照）。

【0005】

【文献】特許第３４０８８０５号公報

【文献】特開２００８－１３１００８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２に記載の技術によれば、改質層を表面側及び裏面側に形成することによりウエーハが湾曲することが抑制され、良好にウエーハを個々のデバイスチップに分割することができ、推奨される加工方法である。

【0007】

しかし、デバイスチップの大きさが１ｍｍ×１ｍｍ以下と小さくなるにつれて、ウエーハの表面側に形成された改質層の内部応力に起因して、裏面側に形成される改質層から意図しない割れが発生し、分割されたデバイスチップの品質の低下を招くと共に、レーザー加工装置からの搬出が困難になるという問題がある。

【0008】

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、裏面側に形成される改質層からの割れを低減し、分割されたデバイスチップの品質の低下を招かず、レーザー加工装置からの搬出を容易に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】

【0009】

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設工程と、ウエーハの裏面に透光性フィルムを配設する透光性フィルム配設工程と、ウエーハの該保護部材側をチャックテーブルに保持するチャックテーブル保持工程と、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、該透光性フィルムを通してウエーハの内部における表面側に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し改質層を形成する第一の改質層形成工程と、該第一の改質層形成工程の後、レーザー光線の集光点を、該透光性フィルムを通してウエーハの内部における裏面側に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し改質層を形成する第二の改質層形成工程と、ウエーハの裏面から該透光性フィルムを除去し、分割予定ラインに沿って形成された改質層に外力を付与してウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、を含み構成され、該分割工程は、研削装置を構成するチャックテーブルに該保護部材を介してウエーハの表面側を保持し、ウエーハの裏面から該透光性フィルムを除去しウエーハの裏面を研削して薄化すると共にウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法が提供される。

【0010】

該透光性フィルム配設工程は、ウエーハの裏面にポリオレフィンフィルムを熱圧着して透光性フィルムを配設する工程、ウエーハの裏面に水溶性液状樹脂を塗布し固化させることによって透光性フィルムを配設する工程、ウエーハの裏面に粘着テープを貼着して透光性フィルムを配設する工程、のうちいずれかであることが好ましい。また、該分割工程を実施した後、個々のデバイスチップに分割されたウエーハを収容する開口部を備えたフレームにウエーハを位置付けて、ダイシングテープをウエーハの裏面とフレームとに貼着し、ダイシングテープを介してウエーハをフレームに配設するフレーム支持工程を実施することが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明のウエーハの加工方法は、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設工程と、ウエーハの裏面に透光性フィルムを配設する透光性フィルム配設工程と、ウエーハの該保護部材側をチャックテーブルに保持するチャックテーブル保持工程と、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、該透光性フィルムを通してウエーハの内部における表面側に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し改質層を形成する第一の改質層形成工程と、該第一の改質層形成工程の後、レーザー光線の集光点を、該透光性フィルムを通してウエーハの内部における裏面側に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し改質層を形成する第二の改質層形成工程と、ウエーハの裏面から該透光性フィルムを除去し、分割予定ラインに沿って形成された改質層に外力を付与してウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、を含み構成され、該分割工程は、研削装置を構成するチャックテーブルに該保護部材を介してウエーハの表面側を保持し、ウエーハの裏面から該透光性フィルムを除去しウエーハの裏面を研削して薄化すると共にウエーハを個々のデバイスチップに分割するので、改質層を表面側、及び裏面側に形成する場合であっても、裏面側に配設された透光性フィルムによって内部応力が抑制され、裏面側に形成される改質層からの意図しない割れの発生を低減することができ、分割工程によって生成されるデバイスチップの品質の低下が防止される。さらに、ウエーハが意図せず割れることがあったとしても、ウエーハは、保護テープ、及び透光性フィルムに挟まれているため、改質層を形成した後の搬出が容易になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】保護部材配設工程の実施態様を示す斜視図である。

【図2】透光性フィルム配設工程の実施態様である第１～第３の例を示す斜視図である。

【図3】本実施形態に好適なレーザー加工装置の全体斜視図である。

【図4】チャックテーブル保持工程の実施態様を示す斜視図である。

【図5】第一の改質層形成工程の実施態様を示す斜視図、及び一部拡大断面図である。

【図6】第二の改質層形成工程の実施態様を示す斜視図、及び一部拡大断面図である。

【図7】分割工程を実施する研削装置にウエーハを搬入する態様を示す斜視図である。

【図8】分割工程の実施態様を示す斜視図である。

【図9】フレーム支持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】

【0013】

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。

【0014】

本実施形態のウエーハの加工方法を実施するに際し、図１に示すように、複数のデバイス１２が分割予定ライン１４によって区画され表面１０ａに形成されたウエーハ１０を用意する。ウエーハ１０は、例えば、シリコンウエーハであり、加工前のウエーハ１０の厚みは７１０μｍであり、仕上げ目標厚みは５０μｍである。また、個々に分割されるデバイス１２は、平面視で１ｍｍ×１ｍｍの寸法に設定されている。なお、図１では、説明の都合上、実際よりもデバイス１２の寸法を大きく記載しており、実際の寸法比に沿ったものではない。

【0015】

上記したウエーハ１０を用意したならば、図１に示すように、ウエーハ１０の表面１０ａに保護部材として保護テープＴ１を配設する保護部材配設工程を実施する。より具体的には、保護テープＴ１は、例えば、表面に粘着剤層が配設されたＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）フィルムを採用することができ、図１に示すように、ウエーハ１０の表面１０ａに貼着して一体とする。ウエーハ１０と保護テープＴ１とを一体としたならば、次工程に備えて反転し、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側を上方に向ける。なお、保護テープＴ１は、上記したＥＶＡフィルムに限定されず、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムであってもよい。

【0016】

上記したように、保護部材配設工程を実施したならば、ウエーハ１０の裏面１０ｂに透光性フィルムを配設する透光性フィルム配設工程を実施する。本実施形態の透光性フィルムは、透明、半透明を含み、後述する第一、第二の改質層形成工程において照射されるレーザー光線ＬＢが透過する材料である。図２を参照しながら、透光性フィルム配設工程の実施態様について、より具体的に説明する。

【0017】

図２（１）には、透光性フィルム配設工程の第１の例の実施態様が示されている。第１の例では、透光性フィルムとして、例えばポリオレフィンフィルムＴ２が用意される。ポリオレフィンフィルムＴ２は、ウエーハ１０と同一の寸法で形成され、ウエーハ１０の裏面１０ｂ上に載置される。ポリオレフィンフィルムＴ２の表面には粘着剤層は形成されておらず、そのままでは貼着された状態とならない。そこで、図２（１）の下方側に２点鎖線で示す熱圧着ローラ１００を用意する。熱圧着ローラ１００は、その内部に熱圧着ローラ１００の表面を所定の温度に加熱する加熱手段を備え、表面にはフッ素樹脂がコーティングされている。この熱圧着ローラ１００を、該加熱手段を作動させると共に、ポリオレフィンフィルムＴ２の上から押圧し、矢印Ｒ１で示す方向に回転させて矢印Ｒ２で示す方向に移動させる。該所定の温度は、ポリオレフィンフィルムＴ２として、ポリエチレンシートが選択された場合は１２０℃～１４０℃に設定され、ポリプロピレンシートが選択された場合は１６０℃～１８０℃に設定され、ポリスチレンシートが選択された場合は２２０℃～２４０℃に設定されることが好ましい。上記した各温度は、各シートの溶融温度近傍の温度であり、このような温度に設定されることで、ポリオレフィンフィルムＴ２が過剰に溶融することなく粘着力が発揮されて、ウエーハ１０の裏面１０ｂに透光性フィルムＴＡとしてポリオレフィンフィルムＴ２が良好に熱圧着される。

【0018】

図２（２）には、透光性フィルム配設工程の第２の例の実施態様が示されている。第２の例では、ウエーハ１０の裏面１０ｂに透光性フィルムを配設すべく、ウエーハ１０を、図示を省略するスピンコータに搬送して、該スピンコータのチャックテーブルに、ウエーハ１０の裏面１０ｂを上方に向けて載置して吸引保持する。次いで、図に示すように、ウエーハ１０の中央の上方に水溶性液状樹脂供給手段１１０のノズル１１２を位置付け、ウエーハ１０を矢印Ｒ３で示す方向に回転させながら、ノズル１１２から溶融状態の水溶性液状樹脂Ｌ、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を所定量滴下する。滴下された水溶性液状樹脂Ｌは、ウエーハ１０の裏面１０ｂ上で、遠心力により均等に広がり、所定時間経過することで固化し、透光性フィルムＴＡとしてＰＶＡフィルムＴ３が配設される。なお、水溶性液状樹脂Ｌとしては、該ＰＶＡに限定されず、例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等の、その他の水溶性の液状樹脂から選択することができる。

【0019】

さらに、図２（３）には、透光性フィルム配設工程の第３の例の実施態様が示されている。この第３の例では、透光性フィルムとして、粘着テープで構成された、例えば、表面に粘着剤層を有するＥＶＡフィルムＴ４が採用される。ＥＶＡフィルムＴ４は、まず、図２（３）に示すように、ウエーハ１０の裏面１０ｂに載置される。次いで、図中下方側に示すように、２点鎖線で示す圧着用ローラ１２０をＥＶＡフィルムＴ４上に位置付けて上方から押圧し、矢印Ｒ４で示す方向に回転させながら矢印Ｒ５で示す方向に移動して、ウエーハ１０の裏面１０ｂに透光性フィルムＴＡとしてのＥＶＡフィルムＴ４を貼着して一体とする。なお、該粘着テープは、上記したＥＶＡに限定されず、上記保護テープＴ１と同様に、ＰＥＴであってもよい。

【0020】

上記したように、透光性フィルム配設工程が実施されて、ウエーハ１０の裏面１０ｂに透光性フィルムＴＡ（ポリオレフィンフィルムＴ２、ＰＶＡフィルムＴ３、ＥＶＡフィルムＴ４のいずれか）が配設されたならば、ウエーハ１０を図３に示すレーザー加工装置１に搬送する。レーザー加工装置１の概略について、図を参照しながら以下に説明する。

【0021】

図３には、本実施形態であるレーザー加工装置１の全体斜視図が示されている。レーザー加工装置１は、基台２と、枠体３と、レーザー光線照射手段４と、撮像手段５と、被加工物であるウエーハ１０を保持する保持手段２０と、保持手段２０を移動させる移動手段３０と、制御手段（図示は省略する）とを備える。

【0022】

保持手段２０は、図中に矢印Ｘで示すＸ軸方向において移動自在に基台２に載置される矩形状のＸ軸方向可動板２１と、図中に矢印Ｙで示すＹ軸方向において移動自在にＸ軸方向可動板２１に載置される矩形状のＹ軸方向可動板２３と、Ｙ軸方向可動板２３の上面に固定された円筒状の支柱２４と、支柱２４の上端に固定された矩形状のカバー板２５とを含む。カバー板２５には長穴２６を通って上方に延びる円盤状のチャックテーブル２７が配設されており、チャックテーブル２７は、図示しない回転駆動手段により回転可能に構成されている。チャックテーブル２７の上面を構成するＸ軸座標、及びＹ軸座標により規定される保持面２８は、多孔質材料から形成されて通気性を有し、支柱２４の内部を通る流路によって図示しない吸引手段に接続されている。

【0023】

移動手段３０は、基台２上に配設され、保持手段２０をＸ軸方向に加工送りするＸ軸方向送り手段３１と、Ｙ軸方向可動板２３をＹ軸方向に割り出し送りするＹ軸方向送り手段３２と、を備えている。Ｘ軸方向送り手段３１は、パルスモータ３３の回転運動を、ボールねじ３４を介して直線運動に変換してＸ軸方向可動板２１に伝達し、基台２上の案内レール２ａ、２ａに沿ってＸ軸方向可動板２１をＸ軸方向において進退させる。Ｙ軸方向送り手段３２は、パルスモータ３５の回転運動を、ボールねじ３６を介して直線運動に変換してＹ軸方向可動板２３に伝達し、Ｘ軸方向可動板２１上の案内レール２２、２２に沿ってＹ軸方向可動板２３をＹ軸方向において進退させる。なお、図示は省略するが、Ｘ軸方向送り手段３１、Ｙ軸方向送り手段３２、及びチャックテーブル２７には、位置検出手段が配設されており、チャックテーブル２７のＸ軸座標、Ｙ軸座標、周方向の回転位置が正確に検出されて、その位置情報は、図示しない制御手段に送られる。そして、その位置情報に基づいて該制御手段から指示される指示信号により、Ｘ軸方向送り手段３１、Ｙ軸方向送り手段３２、及び図示しないチャックテーブル２７の回転駆動手段が駆動されて、基台２上の所望の位置にチャックテーブル２７を位置付けることができる。

【0024】

枠体３は、基台２上において、移動手段３０の側方に立設される。枠体３は、基台２上に配設される垂直壁部３ａ、及び垂直壁部３ａの上端部から水平方向に延びる水平壁部３ｂと、を備えている。枠体３の水平壁部３ｂの内部には、レーザー光線照射手段４の図示を省略する光学系が収容されており、該光学系の一部を構成する集光器４ａが水平壁部３ｂの先端部下面に配設されている。

【0025】

撮像手段５は、水平壁部３ｂの先端下面であって、レーザー光線照射手段４の集光器４ａとＸ軸方向に間隔をおいた位置に配設されている。撮像手段５には、被加工物に赤外線を照射する赤外線照射手段、赤外線照射手段により照射された赤外線を捕らえる光学系、該光学系が捕らえた赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等が含まれる。撮像手段５によって撮像された画像は、該制御手段に送られ、適宜表示手段（図示は省略する）に表示される。

【0026】

該制御手段は、コンピュータから構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とを含む。そして制御手段は、レーザー光線照射手段４、撮像手段５、移動手段３０等に電気的に接続され、各手段の作動を制御する。

【0027】

上記した透光性フィルム配設工程が施されたウエーハ１０を、上記したレーザー加工装置１のチャックテーブル２７に搬送して、図４に示すように、透光性フィルムＴＡ（ポリオレフィンフィルムＴ２、ＰＶＡフィルムＴ３、ＥＶＡフィルムＴ４のいずれか）側を上方に、保護テープＴ１側を下方に向けてチャックテーブル２７の保持面２８上に載置する。次いで、図示しない吸引手段を作動して、チャックテーブル２７を介して保持面２８上に負圧を供給して、ウエーハ１０を吸引保持する（チャックテーブル保持工程）。なお、図４以降に示す透光性フィルムＴＡは、ポリオレフィンフィルムＴ２を熱圧着したものとして説明する。

【0028】

上記チャックテーブル保持工程を実施したならば、以下に説明する改質層１５０を形成する第一の改質層形成工程を実施する。より具体的には、まず、上記した移動手段３０を作動して、チャックテーブル２７を撮像手段５の直下に位置付けて、透光性フィルムＴＡ側、すなわちウエーハ１０の裏面１０ｂ側から赤外線を照射して撮像し、ウエーハ１０のレーザー加工位置となる分割予定ライン１４を検出して、その位置情報を該制御手段に記憶する。

【0029】

次いで、チャックテーブル２７と共に、ウエーハ１０をレーザー光線照射手段４の集光器４ａの直下に移動して、所定の方向に形成された分割予定ライン１４をＸ軸方向に整合させる。所定の分割予定ライン１４におけるレーザー加工開始位置を集光器４ａの直下に位置付けたならば、図５に示すように、集光器４ａにより集光点Ｐの位置を調整して、レーザー光線ＬＢの集光点Ｐを、透光性フィルムＴＡを通して、ウエーハ１０の内部における表面１０ａ側に位置付ける。次いで、レーザー光線照射手段４を作動して、レーザー光線ＬＢを照射すると共に、図３に基づいて説明した移動手段３０のＸ軸方向送り手段３１を作動して、チャックテーブル２７をＸ軸方向で移動させて、分割予定ライン１４に沿って改質層１５０を形成する。なお、本実施形態において形成される改質層１５０は、図５の右方側に示すように深さ位置が異なる２層で形成されるものであり、最初に所定の分割予定ライン１４に沿ってウエーハ１０の表面１０ａに近い側に集光点Ｐを位置付けて照射して改質層１５０の下層側を形成した後、集光点Ｐの位置を僅かに上昇させて、同一の分割予定ライン１４に沿って２回目のレーザー光線ＬＢを照射して、ウエーハ１０の分割予定ライン１４に沿って改質層１５０の上層側を形成する。

【0030】

所定の分割予定ライン１４に沿って上記した改質層１５０を形成したならば、Ｙ軸方向送り手段３２を作動して、チャックテーブル２７をＹ軸方向に割り出し送りしして、既に改質層１５０を形成した分割予定ライン１４に隣接する未加工の分割予定ライン１４を集光器４ａの直下に位置付ける。次いで、上記したのと同様にして、レーザー光線ＬＢを照射しながらＸ軸方向送り手段３１を作動して、分割予定ライン１４に沿ってウエーハ１０の内部に２層の改質層１５０を形成する。このようなレーザー加工を繰り返し実施して、所定の方向に沿う全ての分割予定ライン１４に沿って改質層１５０を形成する。次いで、チャックテーブル２７を９０度回転し、先に改質層１５０を形成した分割予定ライン１４と直交する方向の未加工の分割予定ライン１４をＸ軸方向と整合させ、上記したのと同様の手順により、全ての分割予定ライン１４に沿ってウエーハ１０の表面１０ａ側に改質層１５０を形成する。以上により第一の改質層形成工程が完了する。

【0031】

上記したように第一の改質層形成工程を実施したならば、その後、図６に示すように、レーザー光線ＬＢの集光点Ｐを、透光性フィルムＴＡを通してウエーハ１０の内部における裏面１０ｂ側に位置付けて分割予定ライン１４に沿って照射し、後述する改質層１６０を形成する第二の改質層形成工程を実施する。より具体的には、移動手段３０を作動して、先に第一の改質層１５０を形成した、所定方向の分割予定ライン１４をＸ軸方向に整合させる。次いで、分割予定ライン１４のレーザー加工開始位置を集光器４ａの直下に位置付け、図６に示すように、集光器４ａを調整し、レーザー光線ＬＢの集光点Ｐの位置を、透光性フィルムＴＡを通して分割予定ライン１４に沿ったウエーハ１０の内部における裏面１０ｂ側に位置付ける。次いで、レーザー光線照射手段４を作動してレーザー光線ＬＢを照射すると共に、図３に基づいて説明した移動手段３０のＸ軸方向送り手段３１を作動して、チャックテーブル２７をＸ軸方向で移動させて、分割予定ライン１４に沿って改質層１６０を形成する。なお、本実施形態において形成される改質層１６０も、上記した改質層１５０と同様に、深さ位置が異なる２層で形成されるものであり、最初に所定の分割予定ライン１４に沿ってウエーハ１０の裏面１０ｂ側に集光点Ｐを位置付けて１層目のレーザー光線ＬＢを照射した後、集光点位置Ｐを僅かに上昇させてさらに裏面１０ｂに近い位置に位置付け、同一の分割予定ライン１４に沿って２層目のレーザー光線ＬＢを照射して、ウエーハ１０の分割予定ライン１４に沿った内部における裏面１０ｂ側に２層の改質層１６０を形成する。

【0032】

所定方向の分割予定ライン１４に沿って上記した改質層１６０を形成したならば、Ｙ軸方向送り手段３２を作動して、チャックテーブル２７をＹ軸方向に割り出し送りしして、既に改質層１６０を形成した分割予定ライン１４に隣接し、まだ改質層１６０を形成していない分割予定ライン１４を集光器４ａの直下に位置付ける。次いで、上記したのと同様にして、レーザー光線ＬＢを照射しながらＸ軸方向送り手段３１を作動して、分割予定ライン１４に沿ってウエーハ１０の内部に２層の改質層１６０を形成する。このようなレーザー加工を繰り返し実施して、Ｘ軸方向に沿う全ての分割予定ライン１４に沿って改質層１６０を形成する。次いで、チャックテーブル２７を９０度回転し、先に改質層１６０を形成した分割予定ライン１４と直交する方向の未加工の分割予定ライン１４をＸ軸方向と整合させ、上記したのと同様の手順により、全ての分割予定ライン１４に沿ってウエーハ１０の裏面１０ｂ側に改質層１６０を形成して、第二の改質層形成工程を完了する。なお、図５、図６には、説明の都合上、改質層１５０、１６０を破線で表記しているが、改質層１５０、１６０はウエーハ１０の内部に形成されるものであり、実際に視認することはできない。

【0033】

本実施形態の第一の改質層形成工程、第二の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、以下に示すように設定される。
波長 ：１３４２ｎｍ
繰り返し周波数 ：９０ｋＨｚ
平均出力 ：１．２～１．５Ｗ
Ｘ軸方向送り速度 ：７０ｍｍ／秒

【0034】

上記したように第一の改質層形成工程、第二の改質層形成工程を実施したならば、ウエーハ１０の裏面１０ｂから透光性フィルムＴＡを除去し、分割予定ライン１４に形成された改質層１５０、１６０に外力を付与してウエーハ１０を、後述するように個々のデバイスチップ１２’に分割する分割工程を実施する。該分割工程について、図７、図８を参照しながら、以下に説明する。

【0035】

第一、第二の改質層形成工程が施されたウエーハ１０は、図７に示す研削装置８０（一部のみを示している）に搬送される。

【0036】

研削装置８０は、図７に示すチャックテーブル８２と、図８に示す研削手段８４とを備えている。チャックテーブル８２は、ウエーハ１０を吸引するポーラスで形成された通気性を有する吸着チャック８２ａを備えている。吸着チャック８２ａは、図示を省略する吸引手段に接続され、該吸引手段の作用により、吸着チャック８２ａの上面に吸引負圧が供給される。チャックテーブル８２は、図示を省略する回転手段、及び移動手段を備え、該回転手段の作用により回転可能に構成されると共に、該移動手段の作用により、チャックテーブル８２上にウエーハ１０を搬出入する搬出入領域と、研削手段８４によって研削加工される研削加工領域とで移動させられる。図８に示す研削手段８４は、図示しない電動モータによって回転させられる回転スピンドル８４２と、回転スピンドル８４２の下端に配設されたホイールマウント８４４と、ホイールマウント８４４の下面に装着される研削ホイール８４６と、研削ホイール８４６の下面に環状に配設された複数の研削砥石８４８と、を備えている。

【0037】

研削装置８０に搬送されたウエーハ１０は、図７に示すように、保護テープＴ１側（表面１０ａ側）を下方に向けられてチャックテーブル８２の吸着チャック８２ａ上に載置され、図示を省略する吸引手段の作用により吸着チャック８２ａ上に吸引負圧が供給されて吸引保持される。これに合わせて、透光性フィルムＴＡを加熱、又は冷却して粘着力を低下させて、ウエーハ１０の裏面１０ｂから透光性フィルムＴＡを除去する。なお、透光性フィルムＴＡが水溶性液状樹脂Ｌを固化させることにより形成したＰＶＡフィルムＴ３である場合は、チャックテーブル２２の上方から洗浄水を供給してＰＶＡフィルムＴ３を溶融させて除去することができ、透光性フィルムＴＡが保護テープＴ１と同様の例えばＥＶＡフィルムＴ４である場合は、紫外線を照射する等して粘着力を低下させて剥離することができる。

【0038】

次いで、チャックテーブル３２は、該移動手段により、図８に示す研削手段８４の直下、すなわち研削加工領域に移動させられ、上方から見て、チャックテーブル８２に保持されたウエーハ１０の中心Ｏを、研削ホイール８４６の下面に環状に配設された研削砥石８４８が通過する位置に位置付ける。このようにウエーハ１０を該研削加工領域に位置付けたならば、チャックテーブル８２を図８において矢印Ｒ６で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転させ、これと同時に研削手段８４の研削ホイール８４６を図８において矢印Ｒ７で示す方向に、例えば６０００ｒｐｍで回転させる。そして、図示しない研削送り手段を作動して、研削手段８４を矢印Ｒ８で示す方向に下降させて、チャックテーブル８２上のウエーハ１０の裏面１０ｂに上方から接触させ、例えば１．０μｍ／秒の研削送り速度で研削送りする。この際、図示しない測定ゲージによりウエーハ１０の厚みを測定しながら、所望の厚み（例えば５０μｍ）になるまで研削加工を進める。

【0039】

上記したように、研削加工を実施してウエーハ１０の裏面１０ｂを所定量研削することにより、分割予定ライン１４に形成された改質層１５０、１６０に外力が付与される。それにより、図８に示すように、ウエーハ１０の内部に形成された改質層１５０、１６０に沿ってウエーハ１０が分割されて、ウエーハ１０が個々のデバイスチップ１２’に分割される。以上により分割工程が完了する。

【0040】

上記分割工程が実施された後、必要に応じて図９に示すフレーム保持工程を実施してもよい。より具体的には、まず、図９に示すような、ウエーハ１０を収容可能な大きさの開口Ｆａを有する環状のフレームＦを用意する。次いで、前記した分割工程を実施したことにより個々のデバイスチップ１２’に分割されたウエーハ１０を、裏面１０ｂ側を下方に向けて、フレームＦの開口Ｆａの中央に位置付けて、ウエーハ１０の裏面１０ｂと、フレームＦとにダイシングテープＴ５を貼着する。これにより、ダイシングテープＴ５を介してウエーハ１０がフレームＦに保持されて一体とされる。ダイシングテープＴ５は、上記した保護テープＴ１と同様のテープを採用することができる。これにより、ウエーハ１０から個々に分割されたデバイスチップ１２’を容易に次工程に搬送することができ、例えば、ピックアップ工程を実施することができる。なお、ウエーハ１０の表面１０ａ側に貼着されていた保護テープＴ１は、このフレーム配設工程を実施する際に同時に剥離されることが好ましい。

【0041】

本実施形態によれば、上記したように、ウエーハ１０の表面１０ａ側に保護部材としての保護テープＴ１を配設し、裏面１０ｂ側に透光性フィルムＴＡ（例えば、ポリオレフィンフィルムＴ２、ＰＶＡフィルムＴ３、ＥＶＡフィルムＴ４のいずれか）を配設して、第一の改質層形成工程、及び第二の改質層形成工程を実施する。これにより、ウエーハ１０の内部に改質層１５０、１６０を形成する場合であっても、裏面１０ｂ側に配設された透光性フィルムＴＡによって、表面１０ａ側に形成される改質層１５０に起因する内部応力が裏面１０ｂ側に及ぶことが抑制され、裏面１０ｂ側に形成される改質層１６０からの意図しない割れの発生を低減することができ、分割工程によって生成されるデバイスチップ１２’の品質の低下が防止される。さらに、ウエーハ１０が意図せず割れることがあったとしても、ウエーハ１０は、保護テープＴ１、及び透光性フィルムＴＡに挟まれているため、レーザー加工装置１からの搬出が容易になるという効果を奏する。

【0042】

なお、上記した実施形態では、分割工程において分割予定ライン１４に形成された改質層１５０、１６０に沿ってウエーハ１０を個々のデバイスチップ１２’に分割する際に、研削装置８０を使用して外力を付与したが、本発明はこれに限定されない。例えば、分割工程を実施する前のウエーハ１０を、図９に示すような環状のフレームＦに伸縮性を有するテープを介して支持させ、該テープを拡張して、改質層１５０、１６０に外力を付与して、ウエーハ１０を個々のデバイスチップ１２’に分割することができる。また、該分割工程を実施する前のウエーハ１０を、柔らかいウレタンマット等に載置し、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側から、ウエーハ１０全域にローラを押し付けて外力を付与し、改質層１５０、１６０に沿って個々のデバイスチップ１２’に分割するようにすることもできる。

【0043】

また、上記した実施形態では、第一、第二の改質層形成工程を実施して形成した改質層１５０、改質層１６０を、それぞれ２層としたが、本発明はこれに限定されず、１層、又は３層以上で構成することもできる。

【符号の説明】

【0044】

１：レーザー加工装置
２：基台
３：枠体
３ａ：垂直壁部
３ｂ：水平壁部
４：レーザー光線照射手段
４ａ：集光器
５：撮像手段
１０：ウエーハ
１０ａ：表面
１０ｂ：裏面
１２：デバイス
１２’：デバイスチップ
１４：分割予定ライン
２０：保持手段
２７：チャックテーブル
２８：保持面
３０：移動手段
３１：Ｘ軸方向送り手段
３２：Ｙ軸方向送り手段
８０：研削装置
８２：チャックテーブル
８２ａ：吸着チャック
８４：研削手段
８４６：研削ホイール
８４８：研削砥石
１００：熱圧着ローラ
１１０：水溶性樹脂供給手段
１１２：ノズル
１２０：圧着用ローラ
ＴＡ：透光性フィルム
Ｔ１：保護テープ
Ｔ２：ポリオレフィンフィルム
Ｔ３：ＰＶＡフィルム
Ｔ４：ＥＶＡフィルム
Ｌ：水溶性液状樹脂
ＬＢ：レーザー光線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】