(57)【要約】【課題】止まり穴の断面形状を容易に把握することを可能とするウェーハの割段方法を提供すること。【解決手段】ウェーハの割段方法は、止まり穴を含む断面でウェーハを割段する仮想線を設定する仮想線設定ステップＳＴ１と、ウェ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ェーハの内部に位置付け、仮想線に沿ってレーザー光線を照射し、ウェーハの内部に仮想線に沿った改質層を形成する改質層形成ステップＳＴ２と、改質層を破断基点にしてウェーハを仮想線に沿って割段する割段ステップＳＴ３とを備える。改質層形成ステップＳＴ２では、止まり穴形成時に設定された止まり穴の深さの範囲に改質層を形成する止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１と、ウェーハの裏面側の止まり穴が形成されていない範囲に改質層を形成する裏面側改質層形成ステップＳＴ２２と、を備える。【選択図】図７
2020113624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＳＶ電極用の底部を有する止まり穴が表面に開口して形成されたウェーハを割段し、該止まり穴を含む該ウェーハの断面を得るウェーハの割段方法であって、
該止まり穴を含む断面で該ウェーハを割段する位置である仮想線を設定する仮想線設定ステップと、
該ウェ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ウェーハの内部に位置付け、該仮想線に沿って該レーザー光線を該ウェーハに照射し、該ウェーハの内部に該仮想線に沿った改質層を形成する改質層形成ステップと、
該ウェーハに対して外力を付与し、該改質層を破断基点にして該ウェーハを該仮想線に沿って割段する割段ステップと、を備え、
該改質層形成ステップでは、
該止まり穴形成時に設定された該止まり穴の深さの範囲に、該改質層を形成する止まり穴側改質層形成ステップと、
該ウェーハの裏面側の該止まり穴が形成されていない範囲に、該改質層を形成する裏面側改質層形成ステップと、を備え、
止まり穴側改質層と裏面側改質層を含む面で該ウェーハが割段されるウェーハの割段方法。
【請求項２】
該ウェーハは、第１のウェーハと、厚さが１５μｍ以下の第２のウェーハとが間に回路層を挟んで積層された積層ウェーハであり、該第１のウェーハ側に開口した該止まり穴の深さは該回路層を貫通する深さに形成され、
該止まり穴側改質層形成ステップでは、該レーザー光線の該集光点を該回路層に位置付けて照射し該回路層から伸展するクラックによって改質層を形成する請求項１に記載のウェーハの割段方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハの割段方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの３次元実装パッケージは、複数のＩＣ（Integrated  Circuit）チップを垂直に積み重ね、１つのパッケージの収める占有面積を小さくしている。従来の３次元実装パッケージは、重ねたＩＣチップの端に沿ってワイヤボンディングにより互いの信号接続を確保している。この方法では、ワイヤボンディングによる結線空間のためにパッケージをわずかながらも大きくしなければならない。
【０００３】
これに対し、ＴＳＶ（Through-Silicon  Via）を使用した３次元実装パッケージ（例えば、特許文献１参照）は、従来のワイヤボンディングによる結線に代わり、シリコン製のウェーハ又はダイといったＩＣチップを厚み方向に貫くビアが、ウェーハやＩＣチップ等を相互に垂直方向に接続する。これにより、ＴＳＶを使用した３次元実装パッケージは、ワイヤボンディングのための結線空間が不要になり、３次元実装パッケージの面積や厚みを縮小することができる。さらに、数μｍ以上でかつ２００μｍ以下程度のピッチ程度の間隔で接続部を配列できるため数千本単位の接続が可能になる。また、ＴＳＶを使用した３次元実装パッケージは、ＩＣチップ同士の接続距離が非常に短くなるためにノイズを受けにくいという利点もあり、回路の高速動作、簡略化および低消費電力化が可能になるという効果がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２５８６８７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、特許文献１に示されたＴＳＶを使用した３次元実装パッケージは、エッチングによってビアを作成するが、用途によって、積層されたウェーハの内表面側のウェーハを貫いて途中で止まる、所謂止まり穴状態に形成される事がある。止まり穴状態のビアは、特に、所望の深さに形成されているか確認したいという要望がある。
【０００６】
そこで通常、ビアに沿ってウェーハを切削ブレードで切削して断面を観察するが、積層されたウェーハの間にある回路層が金属を含むため切削ブレードの目詰まりを誘発させやすく、ウェーハの断面、特に表面のビア開口付近はチッピングなどにより平滑面を得にくい。平滑な面が得られれば、光学顕微鏡でビアの深さや太さ、形状を正確に測定できずに、電子顕微鏡を用いて３次元的なデータを取らなければ確認出来ないという手間があった。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、止まり穴の断面形状を容易に把握することを可能とするウェーハの割段方法を提供することである。
【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、本発明のウェーハの割段方法は、ＴＳＶ電極用の底部を有する止まり穴が表面に開口して形成されたウェーハを割段し、該止まり穴を含む該ウェーハの断面を得るウェーハの割段方法であって、該止まり穴を含む断面で該ウェーハを割段する位置である仮想線を設定する仮想線設定ステップと、該ウェ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ウェーハの内部に位置付け、該仮想線に沿って該レーザー光線を該ウェーハに照射し、該ウェーハの内部に該仮想線に沿った改質層を形成する改質層形成ステップと、該ウェーハに対して外力を付与し、該改質層を破断基点にして該ウェーハを該仮想線に沿って割段する割段ステップと、を備え、該改質層形成ステップでは、該止まり穴形成時に設定された該止まり穴の深さの範囲に、該改質層を形成する止まり穴側改質層形成ステップと、該ウェーハの裏面側の該止まり穴が形成されていない範囲に、該改質層を形成する裏面側改質層形成ステップと、を備え、止まり穴側改質層と裏面側改質層を含む面で該ウェーハが割段されることを特徴とする。
【０００９】
前記ウェーハの割段方法において、該ウェーハは、第１のウェーハと、厚さが１５μｍ以下の第２のウェーハとが間に回路層を挟んで積層された積層ウェーハであり、該第１のウェーハ側に開口した該止まり穴の深さは該回路層を貫通する深さに形成され、該止まり穴側改質層形成ステップでは、該レーザー光線の該集光点を該回路層に位置付けて照射し該回路層から伸展するクラックによって改質層を形成しても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明のウェーハの割段方法は、止まり穴の断面形状を容易に把握することを可能と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】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態１に係るウェーハの割段方法の割段対象のウェーハの一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図３は、図１中のＩＩＩ部を拡大して示す斜視図である。
【図４】図４は、図１に示すウェーハの第１のウェーハと第２のウェーハとを回路層同士を対向させた状態を示す斜視図である。
【図５】図５は、図４に示された第１のウェーハと第２のウェーハとが接合された状態の断面図である。
【図６】図６は、図５に示された第２のウェーハが薄化された状態の断面図である。
【図７】図７は、実施形態１に係るウェーハの割段方法の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、図７に示されたウェーハの割段方法の仮想線設定ステップにおいて設定される仮想線を示す斜視図である。
【図９】図９は、図７に示されたウェーハの割段方法の止まり穴側改質層形成ステップを一部模式的な断面で示す側面図である。
【図１０】図１０は、図７に示されたウェーハの割段方法の止まり穴側改質層形成ステップ中のウェーハの要部を拡大して示す断面図である。
【図１１】図１１は、図７に示されたウェーハの割段方法の裏面側改質層形成ステップを一部模式的な断面で示す側面図である。
【図１２】図１２は、図７に示されたウェーハの割段方法の裏面側改質層形成ステップ中のウェーハの要部を拡大して示す断面図である。
【図１３】図１３は、図７に示されたウェーハの割段方法の割段ステップにおいて、ウェーハを割段装置に保持した状態を模式的に示す断面図である。
【図１４】図１４は、図７に示されたウェーハの割段方法の割段ステップにおいて割段されたウェーハの断面の一部を拡大して示す図である。
【図１５】図１５は、実施形態１の変形例に係るウェーハの割段方法の止まり穴側改質層形成ステップ中のウェーハの要部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るウェーハの割段方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るウェーハの割段方法の割段対象のウェーハの一例を示す斜視図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、図１中のＩＩＩ部を拡大して示す斜視図である。図４は、図１に示すウェーハの第１のウェーハと第２のウェーハとを回路層同士を対向させた状態を示す斜視図である。図５は、図４に示された第１のウェーハと第２のウェーハとが接合された状態の断面図である。図６は、図５に示された第２のウェーハが薄化された状態の断面図である。図７は、実施形態１に係るウェーハの割段方法の流れを示すフローチャートである。
【００１４】
実施形態１に係るウェーハの割段方法は、図１及び図２に示すウェーハ１を割段する方法である。実施形態１では、割段対象のウェーハ１は、第１のウェーハ２−１と、厚さ１４が０μｍを超えかつ１５μｍ以下の第２のウェーハ２−２とを備えている。本明細書は、第１のウェーハ２−１と第２のウェーハ２−２とは、厚さ以外の構成が同等であるので、以下、第１のウェーハ２−１を代表して説明し、第２のウェーハ２−２の第１のウェーハ２−１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。第１のウェーハ２−１は、シリコン、サファイア、又はガリウムヒ素などを基板３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。
【００１５】
第１のウェーハ２−１は、図１に示すように、交差する複数の分割予定ライン６で区画された表面の各領域それぞれにデバイス５が形成されている。デバイス５は、例えば、ＩＣ（Integrated  Circuit）、又はＬＳＩ（Large  Scale  Integration）等の集積回路等である。
【００１６】
また、第１のウェーハ２−１は、図１及び図２に示すように、基板３の表面に回路層４が形成されている。回路層４は、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（以下、Ｌｏｗ−ｋ膜と呼ぶ）と、導電性の金属により構成された導電体膜とを備えている。Ｌｏｗ−ｋ膜は、導電体膜と積層されて、デバイス５を形成する。導電体膜は、デバイス５の回路を構成する。デバイス５は、互いに積層されたＬｏｗ−ｋ膜と、Ｌｏｗ−ｋ膜間に積層された導電体膜とにより構成される。なお、分割予定ライン６上では、回路層４は、Ｌｏｗ−ｋ膜により構成され、ＴＥＧ（Test  Element  Group）を除いて導電体膜を備えていない。
【００１７】
ウェーハ１は、第１のウェーハ２−１と第２のウェーハ２−２とが回路層４同士が接合されて、第１のウェーハ２−１と第２のウェーハ２−２とが間に回路層４，４を挟んで積層された積層ウェーハである。実施形態１では、第１のウェーハ２−１と第２のウェーハ２−２とは、デバイス５の表面に露出した図示しない電極同士が導電性の金属により構成されたマイクロバンプにより接合されている。
【００１８】
本明細書は、以下、第２のウェーハ２−２の基板３の裏面をウェーハ１の表面１２と記し、第１のウェーハ２−１の基板３の裏面をウェーハ１の裏面１３と記す。また、実施形態１において、第２のウェーハ２−２の基板３の厚さ１４（図２に示す）は、第１のウェーハ２−１の厚さよりもはるかに薄い。
【００１９】
また、ウェーハ１は、図２及び図３に示すように、止まり穴１０が表面１２に開口して形成されている。止まり穴１０は、表面１２に開口し、第２のウェーハ２−２の基板３、第２のウェーハ２−２の回路層４を貫通して、第１のウェーハ２−１側に開口している。また、止まり穴１０は、第１のウェーハ２−１の回路層４を貫通し、第１のウェーハ２−１の基板３内に底部１１を有している。このように、止まり穴１０の表面１２から底部１１までの深さ１５は、回路層４，４を貫通する深さ１５に形成されている。
【００２０】
また、止まり穴１０は、各ウェーハ１の回路層４のうちデバイス５を構成する部分を貫通しており、ＴＳＶ（Through-Silicon  Via）電極用の穴である。即ち、止まり穴１０は、銅、タングステン、アルミニウム、ニッケル、金、銀、錫又は鉛等の導電性の金属が内側に充填されて、ＴＳＶ電極を構成する。実施形態１では、止まり穴１０は、各デバイス５に複数設けられ、各デバイス５に複数設けられ止まり穴１０は、分割予定ライン６と平行な方向に沿って配置されている。なお、実施形態１では、互いに隣り合うデバイス５同士も止まり穴１０が、分割予定ライン６と平行な方向に沿って配置されている。
【００２１】
前述した構成のウェーハ１は、第２のウェーハ２−２が薄化される前に、図４に示すように、ウェーハ２−１，２−２の回路層４同士が対向された後、図５に示すように、ウェーハ２−１，２−２の回路層４，４同士が接合される。なお、第２のウェーハ２−２が薄化される前では、ウェーハ２−１，２−２の厚さは、１５μｍよりも遥かに厚い。ウェーハ１は、ウェーハ２−１，２−２が接合された後、第２のウェーハ２−２の基板３の裏面側に研削加工が施されて、図６に示すように、第２のウェーハ２−２の基板３が厚さ１４まで薄化される。その後、ウェーハ１は、エッチング等が施されて、図２に示すように、止まり穴１０が形成される。
【００２２】
実施形態１に係るウェーハの割段方法は、ウェーハ１を複数の止まり穴１０に沿って割段して、止まり穴１０を含むウェーハ１の断面を得る、即ち、止まり穴１０の断面を露出させる方法である。実施形態１に係るウェーハの割段方法は、図７に示すように、仮想線設定ステップＳＴ１と、改質層形成ステップＳＴ２と、割段ステップＳＴ３とを備え、改質層形成ステップＳＴ２は、止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１と、裏面側改質層形成ステップＳＴ２２とを備える。
【００２３】
実施形態１では、オペレータが、加工内容情報を図９に示すレーザー加工装置２０の制御ユニットに登録し、加工前のウェーハ１をレーザー加工装置２０の図９に示すチャックテーブル２１に載置する。実施形態１では、オペレータが第１のウェーハ２−１の基板３の裏面、即ちウェーハ１の裏面１３をチャックテーブル２１の保持面２２に載置する。その後、レーザー加工装置２０は、オペレータからの加工動作の開始指示を受け付けると、ウェーハ１をチャックテーブル２１の保持面２２に吸引保持して、実施形態１に係るウェーハの割段方法の仮想線設定ステップＳＴ１及び止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１を順に実施する。
【００２４】
（仮想線設定ステップ）
図８は、図７に示されたウェーハの割段方法の仮想線設定ステップにおいて設定される仮想線を示す斜視図である。仮想線設定ステップＳＴ１は、止まり穴１０を含む断面でウェーハ１を割段する位置である仮想線１００を設定するステップである。
【００２５】
仮想線設定ステップＳＴ１では、レーザー加工装置２０がチャックテーブル２１に保持されたウェーハ１の表面１２を図示しない撮像ユニットで撮像する。仮想線設定ステップＳＴ１では、レーザー加工装置２０の制御ユニットが、撮像ユニットが撮像して得た画像から止まり穴１０を検出して、止まり穴１０の中心の位置を検出する。なお、実施形態１では、止まり穴１０の中心の位置は、チャックテーブル２１に保持されたウェーハ１の予め定められた基準位置からの互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の距離で定められる。
【００２６】
仮想線設定ステップＳＴ１では、レーザー加工装置２０の制御ユニットが図８に示すように、互いに隣り合う止まり穴１０の中心の同士を結ぶ線分（図８中に点線で示す）を仮想線１００として設定し、仮想線１００の位置を一旦記憶して、改質層形成ステップＳＴ２の止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１に進む。なお、図８に示す仮想線１００は、直線であるが、本発明では、仮想線１００は、直線に限定されない。
【００２７】
（止まり穴側改質層形成ステップ）
図９は、図７に示されたウェーハの割段方法の止まり穴側改質層形成ステップを一部模式的な断面で示す側面図である。図１０は、図７に示されたウェーハの割段方法の止まり穴側改質層形成ステップ中のウェーハの要部を拡大して示す断面図である。
【００２８】
改質層形成ステップＳＴ２は、ウェーハ１に対して透過性を有する波長のレーザー光線２４の集光点２４−１をウェーハ１の内部に位置付け、仮想線１００に沿ってレーザー光線２４をウェーハ１に照射し、ウェーハ１の内部に仮想線１００に沿った改質層２００を形成するステップである。止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１は、止まり穴１０形成時に設定された止まり穴１０の深さ１５の範囲に、改質層２００（以下、止まり穴側改質層２０２と記す）を形成するステップである。止まり穴１０の深さ１５の範囲は、ウェーハ１の表面１２から止まり穴１０の底部１１との間である。
【００２９】
なお、改質層２００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では、改質層２００の機械的な強度は、周囲の機械的な強度よりも低い。
【００３０】
実施形態１において、止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１では、レーザー加工装置２０がウェーハ１とレーザー光線照射ユニット２３とを仮想線１００に沿って例えば、図９中の点線で示す位置から実線で示す位置まで相対的に移動させながら、図１０に示すようにレーザー光線照射ユニット２３からウェーハ１に対して透過性を有する波長のレーザー光線２４の集光点２４−１を回路層４，４に位置付けて照射する。実施形態１では、止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１では、レーザー加工装置２０がチャックテーブル２１を図９中の矢印Ｘ１方向に移動させながらレーザー光線照射ユニット２３からレーザー光線２４をウェーハ１に照射する。
【００３１】
すると、レーザー光線２４により回路層４，４が加熱されて、回路層４の熱によって第１のウェーハ２−１と第２のウェーハ２−２とのうち薄い第２のウェーハ２−２の基板３を改質して、回路層４，４から第２のウェーハ２−２の基板に向かってクラックが伸展する。クラックによって、止まり穴側改質層２０２が第２のウェーハ２−２の内部に仮想線１００に沿って形成される。このように、止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１では、レーザー加工装置２０が仮想線１００に沿って第２のウェーハ２−２の基板３の内部に止まり穴側改質層２０２を形成する。なお、実施形態１では、止まり穴側改質層２０２は、第２のウェーハ２−２の厚さ方向の全体に亘って形成される。レーザー加工装置２０は、全ての仮想線１００に沿ってレーザー光線２４を照射すると、止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１を終了して、チャックテーブル２１の吸引保持を解除する。
【００３２】
実施形態１では、オペレータが、ウェーハ１を裏返した後、ウェーハ１をレーザー加工装置２０のチャックテーブル２１に載置する。実施形態１では、オペレータが第２のウェーハ２−２の基板３の裏面、即ちウェーハ１の表面１２をチャックテーブル２１の保持面２２に載置する。その後、レーザー加工装置は、オペレータからの加工動作の開始指示を受け付けると、ウェーハ１をチャックテーブル２１の保持面２２に吸引保持して、裏面側改質層形成ステップＳＴ２２を実施する。
【００３３】
（裏面側改質層形成ステップ）
図１１は、図７に示されたウェーハの割段方法の裏面側改質層形成ステップを一部模式的な断面で示す側面図である。図１２は、図７に示されたウェーハの割段方法の裏面側改質層形成ステップ中のウェーハの要部を拡大して示す断面図である。裏面側改質層形成ステップＳＴ２２は、ウェーハ１の裏面１３側の止まり穴１０が形成されていない範囲に、改質層２００（以下、裏面側改質層２０１と記す）を形成するステップである。ウェーハ１の裏面１３側の止まり穴１０が形成されていない範囲は、止まり穴１０の底部１１と裏面１３との間である。
【００３４】
実施形態１において、裏面側改質層形成ステップＳＴ２２では、レーザー加工装置２０がウェーハ１とレーザー光線照射ユニット２３とを仮想線１００に沿って例えば、図１１中の点線で示す位置から実線で示す位置まで相対的に移動させながら、図１２に示すようにレーザー光線照射ユニット２３からレーザー光線２４の集光点２４−１を第１のウェーハ２−１の基板３の止まり穴１０の底部１１と裏面１３との間に位置付けて照射する。実施形態１では、裏面側改質層形成ステップＳＴ２２では、レーザー加工装置２０がチャックテーブル２１を図１１中の矢印Ｘ２方向に移動させながらレーザー光線照射ユニット２３からレーザー光線２４をウェーハ１に照射する。
【００３５】
裏面側改質層形成ステップＳＴ２２では、レーザー加工装置２０が仮想線１００に沿って第１のウェーハ２−１の基板３の内部でかつ裏面１３と底部１１との間に裏面側改質層２０１を形成する。レーザー加工装置２０は、全ての仮想線１００に沿ってレーザー光線２４を照射すると、裏面側改質層形成ステップＳＴ２２を終了して、チャックテーブル２１の吸引保持を解除する。ウェーハの割段方法は、割段ステップＳＴ３に進む。
【００３６】
（割段ステップ）
図１３は、図７に示されたウェーハの割段方法の割段ステップにおいて、ウェーハを割段装置に保持した状態を模式的に示す断面図である。図１４は、図７に示されたウェーハの割段方法の割段ステップにおいて割段されたウェーハの断面の一部を拡大して示す図である。割段ステップＳＴ３は、ウェーハ１に対して外力を付与し、改質層２０１，２０２を破断基点にしてウェーハ１を仮想線１００に沿って割段するステップである。
【００３７】
実施形態１において、割段ステップＳＴ３では、図１３に示すように、ウェーハ１の裏面１３にウェーハ１よりも大径な粘着テープ３００を貼着し、粘着テープ３００の外周縁に環状フレーム３０１を貼着して、ウェーハ１を環状フレーム３０１で支持する。実施形態１において、割段ステップＳＴ３では、表面１２側を上方に向けた状態で、割段装置３０が、クランプ部３１で環状フレーム３０１を挟み込んで、ウェーハ１を固定する。このとき、図１３に示すように、割段装置３０は、円筒状の拡張ドラム３２を粘着テープ３００のウェーハ１と環状フレーム３０１との間の領域に当接させておく。拡張ドラム３２は、環状フレーム３０１の内径より小さくウェーハ１の外径より大きい内径および外径を有し、クランプ部３１により固定される環状フレーム３０１と同軸となる位置に配置される。
【００３８】
実施形態１において、割段ステップＳＴ３では、割段装置３０がクランプ部３１を下降させる。すると、粘着テープ３００が拡張ドラム３２に当接しているために、粘着テープ３００が面方向に拡張される。割段ステップＳＴ３では、拡張の結果、粘着テープ３００は、放射状の引張力が作用する。このようにウェーハ１の裏面１３側に貼着された粘着テープ３００に放射状に引張力が作用すると、ウェーハ１が、改質層形成ステップＳＴ２において、仮想線１００に沿った改質層２０１，２０２が形成されているために、改質層２０１，２０２を破断起点にしてウェーハ２−１，２−２が割段される。こうして、割段ステップＳＴ３では、ウェーハ１は、図１４に示すように、止まり穴側改質層２０２と裏面側改質層２０１とを含む面で割段される。
【００３９】
なお、実施形態１では、割段ステップＳＴ３において、クランプ部３１を下降させて粘着テープ３００を拡張したが、本発明は、これに限定されることなく、拡張ドラム３２を上昇させても良く、要するに、拡張ドラム３２をクランプ部３１に対して相対的に上昇させ、クランプ部３１を拡張ドラム３２に対して相対的に下降させれば良い。また、本発明では、ウェーハの割段方法は、割段ステップＳＴ３において、オペレータが手作業でウェーハ１を仮想線１００に沿って割段しても良く、治具等を用いて仮想線１００に沿ってウェーハ１を押し割っても良い。ウェーハの割段方法は、仮想線１００に沿ってウェーハ１を割段すると、終了する。
【００４０】
実施形態１に係るウェーハの割段方法は、止まり穴１０の深さ１５の範囲内と止まり穴１０が形成されていない範囲それぞれに、仮想線１００に沿って改質層２０１，２０２を形成する。このために、ウェーハの割段方法は、割段ステップＳＴ３において、安定してウェーハ１を仮想線１００に沿って割段でき、割段後の断面を平滑面としながらも止まり穴１０の断面を得る事ができる。その結果、ウェーハの割段方法は、ＴＳＶ電極用の止まり穴１０の断面を光学顕微鏡で確認することができ、止まり穴１０の断面形状を容易に把握することを可能とすることができるという効果を奏する。
【００４１】
また、一般に、止まり穴１０の開口した表面側の第２のウェーハ２−２の厚さ１４が３０μｍ以下と薄い場合、レーザー光線２４を第２のウェーハ２−２の基板３内に集光点２４−１を設定しても充分に集光できず、通常の改質層２００を得ることが難しい。しかしながら、実施形態１に係るウェーハの割段方法は、止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１において、レーザー光線２４の集光点２４−１を第２のウェーハ２−２の基板３よりも下の回路層４，４に位置付けるので、回路層４，４に集光されたレーザー光線２４によって発熱の影響により第２のウェーハ２−２の基板３に止まり穴側改質層２０２を形成することができる。その結果、ウェーハの割段方法は、３０μｍよりも薄い第２のウェーハ２−２を備えるウェーハ１も平滑に割段することが出来る。
【００４２】
なお、実施形態１では、止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１では、レーザー光線２４の集光点２４−１を回路層４，４に設定したが、本発明では、集光点２４−１の位置がこれに限定されることなく、図１５に示すように、集光点２４−１が第１のウェーハ２−１の基板３の内部に設定されても良い。図１５は、実施形態１の変形例に係るウェーハの割段方法の止まり穴側改質層形成ステップ中のウェーハの要部を拡大して示す断面図である。
【００４３】
なお、集光点２４−１が第１のウェーハ２−１の基板３の内部設定される場合には、集光点２４−１を回路層４，４と止まり穴１０の底部１１との間に位置付ける。なお、図１５に示された場合、レーザー光線２４により回路層４，４が加熱されて、回路層４の熱によって第１のウェーハ２−１と第２のウェーハ２−２とのうち薄い第２のウェーハ２−２の基板３を改質して、回路層４，４から第２のウェーハ２−２の基板に向かってクラックが伸展する。クラックによって、止まり穴側改質層２０２が第２のウェーハ２−２の基板３の内部に仮想線１００に沿って形成される。このように、本発明は、止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１では、レーザー光線２４の集光点２４−１を回路層４，４、又は、回路層４，４と止まり穴１０の底部１１との間の第１のウェーハ２−１の基板３に設定する。
【００４４】
次に、本発明の発明者らは、実施形態１に係るウェーハの割段方法の効果を確認した。結果を以下の表１に示す。効果の確認にあたっては、発明者らは、仮想線設定ステップＳＴ１と、止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１とを順に実施して、比較例１、比較例２、比較例３、比較例４、比較例５、本発明品１、本発明品２、本発明品３、及び本発明品４の止まり穴側改質層２０２の形成状況を確認した。
【００４５】
【表１】
2020113624.tif 000003
【００４６】
比較例１は、第２のウェーハ２−２の基板３の厚さ１４が３０μｍでかつ回路層４，４が無いウェーハ１に集光点２４−１を表面１２から２０μｍ以上でかつ３０μｍ以下の範囲に設定して仮想線１００に沿ってレーザー光線２４をウェーハ１に照射した。比較例２は、第２のウェーハ２−２の基板３の厚さ１４が２０μｍでかつ回路層４，４が無いウェーハ１に集光点２４−１を表面１２から１５μｍ以上でかつ２０μｍ以下の範囲に設定して仮想線１００に沿ってレーザー光線２４をウェーハ１に照射した。比較例３は、第２のウェーハ２−２の基板３の厚さ１４が１５μｍでかつ回路層４，４が有るウェーハ１に集光点２４−１を表面１２から１０μｍ以上でかつ１５μｍ以下の範囲に設定して仮想線１００に沿ってレーザー光線２４をウェーハ１に照射した。比較例４は、第２のウェーハ２−２の基板３の厚さ１４が１０μｍでかつ回路層４，４が有るウェーハ１に集光点２４−１を表面１２から１０μｍとなる位置に設定して仮想線１００に沿ってレーザー光線２４をウェーハ１に照射した。比較例５は、第２のウェーハ２−２の基板３の厚さ１４が５μｍでかつ回路層４，４が有るウェーハ１に集光点２４−１を表面１２から５μｍとなる位置に設定して仮想線１００に沿ってレーザー光線２４をウェーハ１に照射した。
【００４７】
本発明品１は、第２のウェーハ２−２の基板３の厚さ１４が１５μｍでかつ回路層４，４が有るウェーハ１に集光点２４−１を表面１２から１５μｍとなる位置に設定して仮想線１００に沿ってレーザー光線２４をウェーハ１に照射した。本発明品２は、第２のウェーハ２−２の基板３の厚さ１４が１５μｍでかつ回路層４，４が有るウェーハ１に集光点２４−１を表面１２から２０μｍ以上でかつ３０μｍ以下の範囲に設定して仮想線１００に沿ってレーザー光線２４をウェーハ１に照射した。本発明品３は、第２のウェーハ２−２の基板３の厚さ１４が１０μｍでかつ回路層４，４が有るウェーハ１に集光点２４−１を表面１２から２０μｍ以上でかつ３０μｍ以下の範囲に設定して仮想線１００に沿ってレーザー光線２４をウェーハ１に照射した。本発明品４は、第２のウェーハ２−２の基板３の厚さ１４が５μｍでかつ回路層４，４が有るウェーハ１に集光点２４−１を表面１２から２０μｍ以上でかつ３０μｍ以下の範囲に設定して仮想線１００に沿ってレーザー光線２４をウェーハ１に照射した。
【００４８】
表１によれば、比較例１及び比較例２は、第２のウェーハ２−２の基板３内に止まり穴側改質層２０２を良好に形成することができた。このために、表１によれば、第２のウェーハ２−２の基板３の厚さ１４が２０μｍ以上であると、集光点２４−１を第２のウェーハ２−２の基板３の内部に設定しても第２のウェーハ２−２の基板３内に止まり穴側改質層２０２を形成できることが明らかとなった。
【００４９】
表１によれは、比較例３は、第２のウェーハ２−２の基板３内に僅かに止まり穴側改質層２０２が形成されている箇所が存在し、比較例４及び比較例５は、第２のウェーハ２−２の基板３内に止まり穴側改質層２０２を形成できなかった。このために、表１によれば、第２のウェーハ２−２の基板３の厚さ１４が１５μｍ以下であると、集光点２４−１を第２のウェーハ２−２の基板３の内部に設定しても第２のウェーハ２−２の基板３内に止まり穴側改質層２０２を形成できないことが明らかとなった。
【００５０】
また、表１によれば、比較例３、比較例４及び比較例５に対して、本発明品１から本発明品５では、回路層４，４以下となる位置に集光点２４−１を設定して、回路層４，４がレーザー光線２４のエネルギーを吸収して、第２のウェーハ２−２の基板３内に止まり穴側改質層２０２を良好に形成することができた。このために、表１によれば、集光点２４−１を回路層４，４又は回路層４，４よりも下側の第１のウェーハ２−１の基板３の内部に設定することで、第１のウェーハ２−１の基板３内に止まり穴側改質層２０２を形成できることが明らかとなった。また、表１によれば、第２のウェーハ２−２の基板３の厚さ１４が５μｍ以上でかつ１５μｍ以下であっても、集光点２４−１を回路層４，４又は回路層４，４よりも下側の第１のウェーハ２−１の基板３の内部に設定することで、第２のウェーハ２−２の基板３内に止まり穴側改質層２０２を形成できることが明らかとなった。
【００５１】
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。実施形態１では、ウェーハの割段方法は、改質層形成ステップＳＴ２において、止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１を実施した後に、裏面側改質層形成ステップＳＴ２２を実施したが、本発明は、改質層形成ステップＳＴ２において、裏面側改質層形成ステップＳＴ２２を実施した後に、止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１を実施しても良い。要するに、本発明は、止まり穴側改質層形成ステップＳＴ２１と、裏面側改質層形成ステップＳＴ２２とをどちらから実施しても良い。
【符号の説明】
【００５２】
１  ウェーハ
２−１  第１のウェーハ
２−２  第２のウェーハ
４  回路層
１０  止まり穴
１１  底部
１２  表面
１３  裏面
１４  厚さ
１５  深さ
２４  レーザー光線
２４−１  集光点
１００  仮想線
２００  改質層
２０１  裏面側改質層
２０２  止まり穴側改質層
ＳＴ１  仮想線設定ステップ
ＳＴ２  改質層形成ステップ
ＳＴ３  割段ステップ
ＳＴ２１  止まり穴側改質層形成ステップ
ＳＴ２２  裏面側改質層形成ステップ
【図１】
2020113624.tif 000004
【図２】
2020113624.tif 000005
【図３】
2020113624.tif 000006
【図４】
2020113624.tif 000007
【図５】
2020113624.tif 000008
【図６】
2020113624.tif 000009
【図７】
2020113624.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020113624.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2020113624.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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