(57)【要約】【課題】異なる厚さのウエーハを同じ加工条件で加工し、加工不良を生じさせることなくチップを製造することができるチップの製造方法を提供すること。【解決手段】チップの製造方法は、被加工物（ウエーハ１０）の表面１６側から機能層２４に対して吸収性を有する波長のレーザビームを分割予定ラインに沿って照射し、加工溝２６を形成する加工溝形成ステップと、加工溝形成ステップの後、被加工物の裏面１８側から被加工物に対して透過性を有する波長のレーザビームを分割予定ラインに沿って照射し、分割起点となる改質層２８を形成する改質層形成ステップと、を含み、改質層形成ステップは、被加工物毎の厚みばらつき３２を吸収できるように、多焦点形成手段を用いてレーザビームを集光し、被加工物の厚み方向（Ｚ軸方向）に複数の集光点を形成するように加工する多焦点形成ステップを含む。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる厚みを有する被加工物を同じ加工条件で加工してチップを製造するチップの製造方法であって、
該被加工物は、
格子状に設定された複数の分割予定ラインで区画され、表面側の該分割予定ラインで区画された領域に機能層を含むデバイスを有し、
該被加工物の表面側から該機能層に対して吸収性を有する波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿って照射し、加工溝を形成する加工溝形成ステップと、
該加工溝形成ステップの後、該被加工物の裏面側から該被加工物に対して透過性を有する波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿って照射し、分割起点となる改質層を形成する改質層形成ステップと、
を含み、
該改質層形成ステップは、
被加工物毎の厚みばらつきを吸収できるように、
多焦点形成手段を用いて該レーザビームを集光し、
該被加工物の厚み方向に複数の集光点を形成するように加工する多焦点形成ステップを含むことを特徴とする、チップの製造方法。
【請求項２】
該被加工物毎の厚みばらつきは、該被加工物の裏面を研削することによって生じることを特徴とする、請求項１に記載のチップの製造方法。
【請求項３】
該多焦点形成手段は、ＬＣＯＳであることを特徴とする、請求項１または２に記載のチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエーハ等の被加工物をチップサイズに分割する方法として、分割予定ラインに沿ってレーザビームを照射して分割起点となる改質層を形成し、改質層を形成した後、外力を加えて分割するレーザ加工装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９２３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の分割方法において、ウエーハ毎に厚さばらつきがある場合、同じ加工条件で加工すると、斜め割れ等の加工不良や分割できないウエーハが生じる恐れがあった。加工前にウエーハの厚みを測定し、測定した厚みに基づいて加工条件を都度変更する方法が考案されたが、同じロット内で異なる加工条件を使用することによって、品質のばらつきが生じる恐れがある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、異なる厚さのウエーハを同じ加工条件で加工し、加工不良を生じさせることなくチップを製造することができるチップの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のチップの製造方法は、異なる厚みを有する被加工物を同じ加工条件で加工してチップを製造するチップの製造方法であって、該被加工物は、格子状に設定された複数の分割予定ラインで区画され、表面側の該分割予定ラインで区画された領域に機能層を含むデバイスを有し、該被加工物の表面側から該機能層に対して吸収性を有する波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿って照射し、加工溝を形成する加工溝形成ステップと、該加工溝形成ステップの後、該被加工物の裏面側から該被加工物に対して透過性を有する波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿って照射し、分割起点となる改質層を形成する改質層形成ステップと、を含み、該改質層形成ステップは、被加工物毎の厚みばらつきを吸収できるように、多焦点形成手段を用いて該レーザビームを集光し、該被加工物の厚み方向に複数の集光点を形成するように加工する多焦点形成ステップを含むことを特徴とする。
【０００７】
前記チップの製造方法では、該被加工物毎の厚みばらつきは、該被加工物の裏面を研削することによって生じてもよい。
【０００８】
前記チップの製造方法では、該多焦点形成手段は、ＬＣＯＳであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明は、異なる厚さのウエーハを同じ加工条件で加工し、加工不良を生じさせることなくチップを製造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】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係るチップの製造方法の被加工物の斜視図である。
【図２】図２は、実施形態に係るチップの製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、図２に示されたチップの製造方法の裏面研削ステップを示す斜視図である。
【図４】図４は、図２に示されたチップの製造方法の加工溝形成ステップを示す斜視図である。
【図５】図５は、図２に示されたチップの製造方法の改質層形成ステップを示す斜視図である。
【図６】図６は、図２に示されたチップの製造方法の改質層形成ステップを示す断面図である。
【図７】図７は、実施形態に係るチップの製造方法において多焦点加工を実施した被加工物の断面図である。
【図８】図８は、変形例に係るチップの製造方法において改質層形成ステップの流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、変形例に係るチップの製造方法において多焦点加工および単焦点加工を実施した被加工物の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
〔実施形態〕
図１は、実施形態に係るチップの製造方法の加工対象のウエーハの斜視図である。図２は、実施形態に係るチップの製造方法の流れを示すフローチャートである。
【００１３】
実施形態に係るチップの製造方法は、図１に示すウエーハ１０を分割して複数のチップ１２を製造する方法である。チップの製造方法の被加工物であるウエーハ１０は、シリコン、サファイア、ガリウムヒ素などの基板１４を有する円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。
【００１４】
ウエーハ１０は、図１に示すように、基板１４の表面１６に格子状に設定される複数の分割予定ライン２０と、分割予定ライン２０によって区画されるデバイス２２と、を有する。デバイス２２は、表面１６側の分割予定ライン２０で区画された領域に機能層２４を含む。デバイス２２は、例えば、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、又はＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等のイメージセンサ等である。
【００１５】
実施形態において、ウエーハ１０は、分割予定ライン２０に沿って個々のデバイス２２に分割されて、チップ１２に製造される。チップ１２は、基板１４の一部と、基板１４上のデバイス２２と、を含む。
【００１６】
実施形態に係るチップの製造方法は、異なる厚みを有する被加工物であるウエーハ１０を、同じ加工条件で加工してチップ１２を製造する。チップの製造方法は、図２に示すように、裏面研削ステップＳＴ１と、加工溝形成ステップＳＴ２と、改質層形成ステップＳＴ３と、を含む。なお、以下では、作業者が各加工装置を操作するものとして記載するが、自動加工装置や搬送装置を用いて自動で作業を行うようにしてもよい。以下の説明において、Ｘ軸方向は、水平面における一方向である。Ｙ軸方向は、水平面において、Ｘ軸方向に交差する方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に交差する方向である。
【００１７】
（裏面研削ステップ）
図３は、図２に示されたチップの製造方法の裏面研削ステップを示す斜視図である。裏面研削ステップＳＴ１は、研削ユニット５０によって、ウエーハ１０を裏面１８から研削して所定の厚さまで薄化するステップである。
【００１８】
裏面研削ステップＳＴ１において、作業者は、チャックテーブル６０の保持面６２にウエーハ１０の表面１６を吸引保持させる。この際、作業者は、基板１４の機能層２４を異物から保護するために、バックグラインドテープをウエーハ１０の表面１６に貼り付けておくことが好ましい。
【００１９】
作業者は、チャックテーブル６０を軸心６４回りに回転させ、かつ、研削ユニット５０の研削ホイール５２を軸心５４周りに回転させる。作業者は、研削水を供給しながら、研削ホイール５２の研削用砥石５６を所定の送り速度でチャックテーブル６０に近付ける。研削用砥石５６がウエーハ１０の裏面１８に接触すると、研削用砥石５６は、ウエーハ１０の裏面１８側を研削する。作業者は、裏面研削ステップＳＴ１において、研削ユニット５０によって、ウエーハ１０を所定の厚さまで薄化させると、チャックテーブル６０による吸引保持を解除して、加工溝形成ステップＳＴ２に移行する。なお、実施形態においては、複数のウエーハ１０を裏面研削ステップＳＴ１において研削する場合、ウエーハ１０毎に厚みばらつき３２（後述の図７参照）が生じることを想定する。
【００２０】
（加工溝形成ステップ）
図４は、図２に示されたチップの製造方法の加工溝形成ステップを示す斜視図である。加工溝形成ステップＳＴ２は、ウエーハ１０の表面１６側から機能層２４に対して吸収性を有する波長のレーザビーム７０を分割予定ライン２０に沿って照射し、加工溝２６を形成するステップである。
【００２１】
加工溝形成ステップＳＴ２では、作業者は、基板１４の機能層２４を異物から保護するために、環形状のフレーム４０が貼り付けられたダイシングテープ４２を、ウエーハ１０の裏面１８に貼り付けることが好ましい。ダイシングテープ４２は、伸縮性を有する合成樹脂で構成された基材層と、基材層に積層されかつ伸縮性及び粘着性を有する合成樹脂で構成された粘着層とを含む。
【００２２】
作業者は、チャックテーブル８０の保持面に、ウエーハ１０の裏面１８を載置する。作業者は、チャックテーブル８０の保持面に、ダイシングテープ４２を介してウエーハ１０の裏面１８を吸引保持させる。
【００２３】
作業者は、撮像ユニット７２によって、ウエーハ１０の表面１６を撮像する。作業者は、撮像ユニット７２によって撮像した撮像画像から分割予定ライン２０を検出する。作業者は、分割予定ライン２０の長手方向が、所定方向と平行になるように位置合わせをする。所定方向は、実施形態において、Ｘ軸方向及びＹ軸方向である。作業者は、レーザビーム７０の集光点７４が分割予定ライン２０に一致するように、レーザ光線照射ユニット７６とウエーハ１０との位置合わせをする。
【００２４】
作業者は、チャックテーブル８０に対してレーザ光線照射ユニット７６を相対的に移動させながら、機能層２４に対して吸収性を有する波長のレーザビーム７０を照射させる。これにより、作業者は、ウエーハ１０の表面１６側に、分割予定ライン２０に沿う加工溝２６を形成する。加工溝２６の深さは、機能層２４の厚さよりも大きい。作業者は、加工溝形成ステップＳＴ２において、全ての分割予定ライン２０に加工溝２６を形成すると、チャックテーブル８０による吸引保持を解除して、改質層形成ステップＳＴ３に移行する。
【００２５】
（改質層形成ステップ）
図５は、図２に示されたチップの製造方法の改質層形成ステップを示す斜視図である。図６は、図２に示されたチップの製造方法の改質層形成ステップを示す断面図である。改質層形成ステップＳＴ３は、加工溝形成ステップＳＴ２の後、ウエーハ１０の裏面１８側からウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザビーム９０を分割予定ライン２０に沿って照射し、分割起点となる改質層２８を形成するステップである。
【００２６】
改質層２８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する。改質層２８は、例えば、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である。改質層２８は、実施形態において、ウエーハ１０の裏面１８から所定の深さ３０となる位置に形成される。所定の深さ３０は、分割予定ライン２０に全長に亘って一定である。改質層２８は、ウエーハ１０の他の部分よりも機械的な強度等が低い。
【００２７】
改質層形成ステップＳＴ３において、作業者は、フレーム４０及びダイシングテープ４２に支持されたウエーハ１０を裏返して、ウエーハ１０の表面１６をチャックテーブル１００の保持面１０２に載置する。作業者は、チャックテーブル１００の保持面１０２に、ウエーハ１０の表面１６を吸引保持させる。ダイシングテープ４２は、なくてもよい。この際、作業者は、基板１４の機能層２４を異物から保護するために、バックグラインドテープをウエーハ１０の表面１６に貼り付けておくことが好ましい。
【００２８】
作業者は、撮像ユニット９２によって、ウエーハ１０を撮像する。作業者は、撮像ユニット９２によって撮像した撮像画像から分割予定ライン２０を検出する。作業者は、レーザビーム９０の集光点９４が分割予定ライン２０において所定の深さ３０に一致するように、レーザ光線照射ユニット９６とウエーハ１０との位置合わせをする。
【００２９】
作業者は、チャックテーブル１００に対してレーザ光線照射ユニット９６を相対的に移動させながら、分割予定ライン２０に透過性を有する波長のレーザビーム９０を照射させる。レーザビーム９０は、ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザビーム９０であるため、ウエーハ１０の裏面１８から所定の深さ３０になる位置に改質層２８を形成する。
【００３０】
（多焦点形成ステップ）
改質層形成ステップＳＴ３は、多焦点形成ステップＳＴ４を含む。図７は、実施形態に係るチップの製造方法において多焦点加工を実施した被加工物の断面図である。多焦点形成ステップＳＴ４は、ウエーハ１０毎の厚みばらつき３２を吸収できるように、多焦点形成手段を用いてレーザビーム９０を集光し、ウエーハ１０の厚み方向に複数の集光点９４を形成するように加工するステップである。
【００３１】
レーザ光線照射ユニット９６は、多焦点形成手段を含む。多焦点形成手段を含むレーザ光線照射ユニット９６は、例えば、レーザ光源と、コリメートレンズと、偏光制御素子と、プリズムミラーと、空間光位相変調器と、を備える。
【００３２】
レーザ光源は、直線偏光を有する発散光を放出する。コリメートレンズは、レーザ光源から放出された発散光を平行光に変換する。偏光制御素子は、コリメートレンズから入射する平行光の直線偏光方向を光軸に対して回転変更する。偏光制御素子から出力されたレーザ光は、プリズムミラーを介して空間光位相変調器に入射する。
【００３３】
空間光位相変調器は、入射するレーザ光の位相変調を行う。空間光位相変調器は、実施形態において、浜松ホトニクス株式会社製のＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）である。空間光位相変調器は、入射したレーザ光の空間的な位相変調を行う。空間光位相変調器は、回析を利用して入射したレーザ光を複数のレーザ光に分岐させる。空間光位相変調器は、分岐させたレーザ光をそれぞれ任意の位置に集光させる。
【００３４】
撮像ユニット９２によって撮像した撮像画像から分割予定ライン２０を検出した後、作業者は、多焦点形成ステップＳＴ４において、分割予定ライン２０のウエーハ１０の厚み方向に複数の集光点９４が形成するように多焦点形成手段を設定する。ウエーハ１０の厚み方向は、実施形態において、Ｚ軸方向である。上述したように、複数のウエーハ１０は、裏面研削ステップＳＴ１による研削加工によって、ウエーハ１０毎に厚みばらつき３２が生じることが想定される。作業者は、複数のウエーハ１０のうち、最も厚みが大きいウエーハ１０を基準にして、焦点間距離及び焦点数を設定する。作業者は、ウエーハ１０の厚み方向において、最も裏面１８側にある集光点９４の位置を、裏面１８を基準に位置合わせする。
【００３５】
作業者は、チャックテーブル１００に対してレーザ光線照射ユニット９６を相対的に移動させながら、分割予定ライン２０に透過性を有する波長のレーザビーム９０を照射させる。この際、レーザビーム９０は、ウエーハ１０の厚み方向に並ぶ複数の集光点９４に対して、ほぼ同時に集光する。レーザビーム９０は、ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザビーム９０であるため、ウエーハ１０の内部の集光点９４に改質層２８を形成する。
【００３６】
作業者は、多焦点形成ステップＳＴ４を含む改質層形成ステップＳＴ３において、全ての分割予定ライン２０に改質層２８を形成すると、チャックテーブル１００による吸引保持を解除する。作業者は、改質層形成ステップＳＴ３の後、ウエーハ１０を分割予定ライン２０に沿って個々のデバイス２２に分割して、チップ１２を製造する。作業者は、例えば、ダイシングテープ４２を拡張することによってウエーハ１０に外力を付与する。ウエーハ１０は、改質層２８を起点として分割予定ライン２０に沿って分割する。
【００３７】
以上説明したように、実施形態に係るチップの製造方法は、ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザビーム９０を分割予定ライン２０に沿って照射して改質層２８を形成する際に、多焦点形成手段を用いてウエーハ１０の厚み方向に複数の集光点９４を形成するように加工する。
【００３８】
これにより、厚みばらつき３２を有するウエーハ１０を加工する際に、想定される最も厚みの厚いウエーハ１０に合わせてレーザビーム９０の集光点９４を複数形成することができる。想定される最も厚みの厚いウエーハ１０に合わせてレーザビーム９０の集光点９４を複数形成することにより、厚みの異なるウエーハ１０に対して同じ条件で加工しても、加工不良を生じることなく、チップ１２を製造することができる。また、ほぼ同時に異なる厚みに集光する多焦点加工を用いることにより、加工時間を短縮することができる。ウエーハ１０の厚みが薄い場合には、集光点９４がウエーハ１０からはみ出すが、表面１６側の機能層２４を加工溝形成ステップＳＴ２において除去しているので、デバイス２２への影響を抑制することができる。さらに、加工溝形成ステップＳＴ２において、レーザビーム７０によって形成された加工溝２６は、溝底に凹凸を有するので、レーザビーム９０は、加工溝２６の溝底に吸収又は反射する。これにより、チャックテーブル１００の損傷を抑制することができる。
【００３９】
〔変形例〕
図８は、変形例に係るチップの製造方法において改質層形成ステップの流れを示すフローチャートである。図９は、変形例に係るチップの製造方法において多焦点加工および単焦点加工を実施した被加工物の断面図である。改質層形成ステップＳＴ３は、図８に示すように、多焦点形成ステップＳＴ４と、単焦点形成ステップＳＴ５と、を含む。
【００４０】
変形例は、実施形態と比較して、多焦点形成ステップＳＴ４及び単焦点形成ステップＳＴ５によって改質層２８を形成する点で異なる。変形例において、改質層２８は、多焦点加工による改質層３４と、単焦点加工による改質層３６とを含む。多焦点形成ステップＳＴ４は、ウエーハ１０の厚み方向の表面１６側の約半分に多焦点加工による改質層３４を形成するステップである。単焦点形成ステップＳＴ５は、ウエーハ１０の厚み方向の裏面１８側の約半分に単焦点加工による改質層３６を複数形成するステップである。
【００４１】
変形例に係る多焦点形成ステップＳＴ４において、作業者は、分割予定ライン２０のウエーハ１０の厚み方向の表面１６側の約半分に複数の集光点９４が形成するように多焦点形成手段を設定する。作業者は、複数のウエーハ１０のうち、最も厚みが大きいウエーハ１０を基準にして、焦点間距離及び焦点数を設定する。作業者は、ウエーハ１０の厚み方向において、最も裏面１８側にある集光点９４の位置を、裏面１８を基準に位置合わせする。
【００４２】
作業者は、チャックテーブル１００に対してレーザ光線照射ユニット９６を相対的に移動させながら、分割予定ライン２０に透過性を有する波長のレーザビーム９０を照射させる。この際、レーザビーム９０は、ウエーハ１０の厚み方向に並ぶ複数の集光点９４に対して、ほぼ同時に集光する。レーザビーム９０は、ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザビーム９０であるため、ウエーハ１０の内部の集光点９４に多焦点加工による改質層３４を形成する。作業者は、多焦点形成ステップＳＴ４において、全ての分割予定ライン２０に多焦点加工による改質層３４を形成すると、単焦点形成ステップＳＴ５に移行する。
【００４３】
単焦点形成ステップＳＴ５において、作業者は、レーザ光線照射ユニット９６が単焦点のレーザビーム９０を照射するように設定する。作業者は、分割予定ライン２０のウエーハ１０の厚み方向において、最も裏面１８側にある多焦点加工による改質層３４より裏面１８側に集光点９４が形成するようレーザ光線照射ユニット９６を位置合わせする。
【００４４】
作業者は、チャックテーブル１００に対してレーザ光線照射ユニット９６を相対的に移動させながら、分割予定ライン２０に透過性を有する波長のパルス状のレーザビーム９０を照射させる。作業者は、レーザビーム９０をウエーハ１０の厚み方向に複数回照射させることによって、内部の集光点９４に単焦点加工による改質層３６を形成する。作業者は、単焦点形成ステップＳＴ５において、全ての分割予定ライン２０に単焦点加工による改質層３６を形成すると、チャックテーブル１００による吸引保持を解除する。
【００４５】
このように、改質層２８を、多焦点加工及び単焦点加工によって形成することができる。改質層２８の一部を、単焦点加工によって形成することによって、十分なエネルギーを投入することができ、分割性を向上することが可能となる。
【００４６】
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】
【００４７】
１０  ウエーハ（被加工物）
１２  チップ
１４  基板
１６  表面
１８  裏面
２０  分割予定ライン
２２  デバイス
２４  機能層
２６  加工溝
２８  改質層
３０  深さ
３２  厚みばらつき
３４  多焦点加工による改質層
３６  単焦点加工による改質層
４０  フレーム
４２  ダイシングテープ
５０  研削ユニット
５２  研削ホイール
５４、６４  軸心
５６  研削用砥石
６０  チャックテーブル
６２  保持面
７０、９０  レーザビーム
７２、９２  撮像ユニット
７４、９４  集光点
７６、９６  レーザ光線照射ユニット
８０、１００  チャックテーブル
１０２  保持面
ＳＴ１  裏面研削ステップ
ＳＴ２  加工溝形成ステップ
ＳＴ３  改質層形成ステップ
ＳＴ４  多焦点形成ステップ
ＳＴ５  単焦点形成ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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