(57)【要約】【課題】加工時における加工対象面の高さ位置のばらつきを抑制し、糊や接着剤の残存を防ぐことのできる板状物の加工方法を提供する。【解決手段】板状物（１１）を支持プレート（２０）上に載置する位置決めステップと、支持プレート上に載置された板状物の外周部（１９）にレーザビーム（２６）を照射して板状物の外周部で板状物が支持プレートに溶着した溶着領域（３０）を形成し、板状物を支持プレート上に固定する結合ステップと、結合ステップを実施した後、板状物に加工を施す加工ステップと、を備える構成とした。【選択図】図２
2014207270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状物の加工方法であって、
板状物を支持プレート上に載置する位置決めステップと、
該支持プレート上に載置された板状物の外周部にレーザビームを照射して板状物の外周部で該板状物が該支持プレートに溶着した溶着領域を形成し、板状物を該支持プレート上に固定する結合ステップと、
該結合ステップを実施した後、板状物に加工を施す加工ステップと、を備えたことを特徴とする板状物の加工方法。
【請求項２】
前記加工ステップを実施した後、板状物を前記溶着領域に沿って分断する分断溝を形成し、板状物を前記支持プレートから取り外す取り外しステップを更に備え、
該取り外しステップでは、該分断溝の内周が該溶着領域の内周位置から板状物の中央側に位置づくよう、該分断溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
【請求項３】
前記溶着ステップでは、前記支持プレート上に載置された板状物の露出面からレーザビームの集光点を板状物と支持プレートとの界面に位置付けて該レーザビームを照射することで板状物の外周縁の内側に前記溶着領域を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工方法。
【請求項４】
前記溶着領域は、前記支持プレート上に載置された板状物の側面を含む領域であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ等の板成物を加工する加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等の板状物の加工においては、表面側に形成されたデバイスを保護するために保護テープを使用することがある（例えば、特許文献１参照）。保護テープは、例えば、基材と、基材上の糊層とで構成されており、糊層に含まれる糊の粘着力により板状物の表面側に貼着される。
【０００３】
また、加工時の割れ、欠け等の破損を防ぐために板状物を支持する支持プレートを用いることもある（例えば、特許文献２参照）。支持プレートは、板状物の支持に必要な剛性を備えており、熱可塑性または熱硬化性の樹脂を含む接着剤によって加工対象となる板状物の表面側に貼着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１９８５４２号公報
【特許文献２】特開２００４−２０７６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
保護テープを構成する糊層の厚みはある程度ばらついているので、例えば、板状物の表面に保護テープの表面を貼着すると、保護テープの裏面から板状物の裏面までの厚みは板状物面内で一定でなくなる。同様に、支持プレートと板状物とに介在する接着剤の厚みを均一にするのは難しく、板状物の表面に支持プレートの表面を貼着すると、支持プレートの裏面から板状物の裏面までの厚みは板状物面内で一定でなくなる。
【０００６】
保護テープの裏面または支持プレートの裏面から、加工対象面となる板状物の裏面までの厚みが板状物面内で一定でないと、加工装置の保持手段に保持された状態で、板状物の裏面の高さ位置にばらつきが現れてしまう。このように、加工対象面となる裏面の高さ位置にばらつきのある状態で板状物を研削加工すると、板状物の仕上げ厚みを均一にできないという問題が発生する。
【０００７】
また、加工後の板状物から保護テープや支持プレートを除去する際に、糊や接着剤の一部が板状物に残存してしまうこともある。特に、デバイスが形成された表面側に保護テープや支持プレートを貼着する場合、デバイスによって形成された微小な凹凸に糊や接着剤が残存し、デバイスの不良の原因となる恐れもあった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加工対象面の高さ位置のばらつきを抑制し、糊や接着剤の残存を防ぐことのできる板状物の加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、板状物の加工方法であって、板状物を支持プレート上に載置する位置決めステップと、該支持プレート上に載置された板状物の外周部にレーザビームを照射して板状物の外周部で該板状物が該支持プレートに溶着した溶着領域を形成し、板状物を該支持プレート上に固定する結合ステップと、該結合ステップを実施した後、板状物に加工を施す加工ステップと、を備えたことを特徴とする板状物の加工方法が提供される。
【００１０】
また、上記加工方法においては、前記加工ステップを実施した後、板状物を前記溶着領域に沿って分断する分断溝を形成し、板状物を前記支持プレートから取り外す取り外しステップを更に備え、該取り外しステップでは、該分断溝の内周が該溶着領域の内周位置から板状物の中央側に位置づくよう、該分断溝が形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、支持プレート上に載置された板状物の外周部にレーザビームを照射して板状物と支持プレートとが溶着された溶着領域を形成するので、糊層や接着剤を用いることなく板状物を支持プレート上に固定できる。
【００１２】
よって、糊層や接着剤の使用に伴う加工対象面の高さ位置のばらつきを抑制できる。また、板状物への糊や接着剤の残存を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（Ａ）は、本実施の形態の加工方法の対象となるウェーハの構成例を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、位置決めステップを示す斜視図である。
【図２】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、結合ステップの第１の態様を模式的に示す一部断面側面図であり、図２（Ｃ）は、第１の態様に係る結合ステップ実施後のウェーハの斜視図である。
【図３】加工ステップを模式的に示す一部断面側面図である。
【図４】取り外しステップの第１の態様を模式的に示す一部断面側面図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、結合ステップの第２の態様を模式的に示す一部断面側面図であり、図５（Ｃ）は、第２の態様に係る結合ステップ実施後のウェーハの斜視図である。
【図６】取り外しステップの第２の態様を模式的に示す一部断面側面図である。
【図７】取り外しステップの第３の態様を模式的に示す一部断面側面図である。
【図８】取り外しステップの第４の態様を模式的に示す一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、表面側にデバイスが形成されたウェーハを加工対象とする加工方法について説明するが、本発明の加工対象となる板状物はこれに限定されない。デバイス形成前のウェーハ等を加工対象としても良い。
【００１５】
本実施の形態の板状物の加工方法は、位置決めステップ（図１参照）と、結合ステップ（図２参照）と、加工ステップ（図３参照）と、取り外しステップ（図４参照）とを含む。位置決めステップでは、支持プレート２０に対して加工対象となるウェーハ（板状物）１１の位置を合わせ、支持プレート２０上にウェーハ１１を載置する（図１参照）。
【００１６】
結合ステップでは、ウェーハ１１の外周余剰領域（外周部）１９にレーザビーム２６を照射して、ウェーハ１１と支持プレート２０とを溶着させ、ウェーハ１１を支持プレート２０に固定する（図２参照）。
【００１７】
加工ステップでは、支持プレート２０に固定されたウェーハ１１を加工する（図３参照）。取り外しステップでは、支持プレート２０に固定されたウェーハ１１を分断し、支持プレート２０からウェーハ１１を取り外す（図４参照）。以下、本実施の形態に係る加工方法の各ステップ等について詳述する。
【００１８】
図１（Ａ）は、本実施の形態の加工方法の対象となるウェーハの構成例を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、本実施の形態に係る加工方法の位置決めステップを示す斜視図である。図１（Ａ）に示すように、本実施の形態の加工方法の対象となるウェーハ（板状物）１１は、円盤状の外形を有する半導体ウェーハであり、中央のデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲う外周余剰領域１９とを備えている。
【００１９】
ウェーハ１１の表面１１ａ側のデバイス領域１７は、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）１３で複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイス１５が形成されている。ウェーハ１１の外周（側面）１１ｅは面取り加工されており、断面形状は円弧状になっている（図２等参照）。
【００２０】
本実施の形態の加工方法では、まず、支持プレート２０上にウェーハ１１を載置する位置決めステップを実施する。図１（Ｂ）に示すように、支持プレート２０は、ウェーハ１１と同等の外径を有する円盤状に形成されており、ウェーハ１１を支持するために必要な剛性を備えている。また、支持プレート２０は、十分に平坦な表面２０ａ及び裏面２０ｂを有している。
【００２１】
支持プレート２０としては、ウェーハ１１と同様の半導体ウェーハを用いることができる。例えば、ウェーハ１１としてシリコンウェーハを用いる場合、支持プレート２０にもシリコンウェーハを用いることができる。このように、ウェーハ１１と支持プレート２０との材質を共通にすることで、加工コストを大幅に増加させることなく、後の結合ステップにおいてウェーハ１１と支持プレート２０との適切な溶着が可能になる。
【００２２】
ただし、支持プレート２０の構成はこれに限定されない。平坦な表面及び裏面を有し、後の結合ステップにおいてウェーハ１１と適切に溶着できる剛体板であれば、支持プレート２０として使用できる。例えば、ガラス基板等を支持プレート２０として用いても良い。
【００２３】
位置決めステップにおいては、上述したウェーハ１１の表面１１ａ側と支持プレート２０の表面２０ａ側とを対向させるように、支持プレート２０の上方にウェーハ１１を位置付ける。そして、ウェーハ１１と支持プレート２０とを近接させ、支持プレート２０上にウェーハ１１を載置する。つまり、位置決めステップの終了時には、ウェーハ１１の表面１１ａと支持プレート２０の表面２０ａとが接触する。
【００２４】
位置決めステップの後には、ウェーハ１１を支持プレート２０に固定する結合ステップを実施する。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、本実施の形態に係る加工方法の結合ステップを模式的に示す一部断面側面図であり、図２（Ｃ）は、結合ステップ実施後のウェーハの斜視図である。なお、結合ステップには、図２に示す結合ステップの第１の態様に代えて、後述する結合ステップの第２の態様を適用することもできる。
【００２５】
図２（Ａ）に示すように、結合ステップにおいては、まず、ウェーハ１１と支持プレート２０との位置関係を保ったまま、支持プレート２０の裏面２０ｂ側をチャックテーブル２２に吸着させる。次に、ウェーハ１１の外周余剰領域１９の上方にレーザ加工ヘッド２４を位置付け、チャックテーブル２２を回転させながら、ウェーハ１１に向けてレーザビーム２６を照射する。
【００２６】
レーザビーム２６は、例えば、ＹＡＧ、ＹＶＯ４、Ｅｒ／Ｙｂ／Ｔｍドープファイバー等をレーザ媒質として発振され、ウェーハ１１の露出面である裏面１１ｂに照射される。また、レーザビーム２６の集光点２８は、ウェーハ１１と支持プレート２０との界面（表面１１ａ及び表面２０ａ）の近傍に位置付けられる。レーザビーム２６を集光する光学系は、長焦点距離を可能とするものが好ましい。
【００２７】
レーザビーム２６の波長は特に限定されないが、ウェーハ１１に吸収されにくい波長とすることが好ましい。例えば、ウェーハ１１としてシリコンウェーハを用いる場合には、赤外領域の波長（例えば、７００ｎｍより長波長）のレーザビーム２６を用いる。
【００２８】
レーザビーム２６をこのような波長とすれば、ウェーハ１１の内部におけるレーザビーム２６の吸収を抑制して、ウェーハ１１と支持プレート２０との界面近傍に十分な強度のレーザビーム２６を到達させることができる。
【００２９】
図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示すように、ウェーハ１１と支持プレート２０との界面近傍に十分な強度のレーザビーム２６が照射されると、ウェーハ１１の表面１１ａ側の一部と、支持プレート２０の表面２０ａ側の一部とが溶融する。
【００３０】
その結果、ウェーハ１１の外周余剰領域１９において、ウェーハ１１と支持プレート２０とを溶着する溶着領域３０が形成され、ウェーハ１１は、溶着領域３０を介して支持プレート２０上に固定される。
【００３１】
この結合ステップでは、チャックテーブル２２を回転させながらレーザビーム２６を照射するので、溶着領域３０は、デバイス領域１７を囲む円環状に形成される。ただし、溶着領域３０の形状等はこれに限定されない。溶着領域３０は、少なくとも外周余剰領域１９において、ウェーハ１１と支持プレート２０とを溶着するように形成されれば良い。
【００３２】
結合ステップの後には、支持プレート２０に固定されたウェーハ１１を加工する加工ステップを実施する。図３は、本実施の形態に係る加工方法の加工ステップを模式的に示す一部断面側面図である。なお、本実施の形態では、加工ステップの一例として、研削ステップを示している。
【００３３】
図３に示すように、加工ステップ（研削ステップ）においては、支持プレート２０の裏面２０ｂ側をチャックテーブル３２に吸着させ、ウェーハ１１の裏面１１ｂに研削ホイール３４の研削砥石３６を接触させる。この状態で、チャックテーブル３２と研削ホイール３４とを相対回転させれば、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が研削される。
【００３４】
本実施の形態の加工方法では、結合ステップにおいて、糊層や接着剤を用いることなくウェーハ１１を支持プレート２０上に固定しているので、ウェーハ１１の加工対象面となる裏面１１ｂの高さ位置のばらつきを十分に抑制できる。よって、研削ステップの仕上げ厚みを均一にできる。
【００３５】
なお、研削ステップ以外の加工ステップを実施しても良い。例えば、研削ステップに代えて、ＴＳＶ（スルー・シリコン・ビア）を形成するＴＳＶ形成ステップや、ウェーハ１１の内部に改質層を形成するレーザ加工ステップ等を実施できる。研削ステップに加えて、ＴＳＶ形成ステップやレーザ加工ステップ等を実施しても良い。
【００３６】
加工ステップの後には、支持プレート２０からウェーハ１１を取り外す取り外しステップを実施する。図４は、本実施の形態に係る加工方法の取り外しステップを模式的に示す一部断面側面図である。なお、取り外しステップには、図４に示す取り外しステップの第１の態様に代えて、後述する取り外しステップの第２の態様、第３の態様、または第４の態様を適用することもできる。
【００３７】
取り外しステップにおいては、図４（Ａ）に示すように、まず、支持プレート２０の裏面２０ｂ側をチャックテーブル３８に吸着させる。そして、高速回転する切削ブレード４０を、溶着領域３０の内側に位置付けウェーハ１１の裏面１１ｂ側に切り込ませ、チャックテーブル３８を回転させる。
【００３８】
切削ブレード４０の切り込み深さは、加工ステップ後のウェーハ１１の厚み以上とする。これにより、支持プレート２０に到達する深さの分断溝４２が形成される。切削ブレード４０は、少なくとも、分断溝４２の内周が溶着領域３０の内周よりウェーハ１１の中央側に形成されるように位置付けられる。
【００３９】
分断溝４２を境に、ウェーハ１１の中央側（デバイス領域１７側）と外周側（外周余剰領域１９側）とは分断される。そのため、図４（Ｂ）に示すように、支持プレート２０からウェーハ１１のデバイス領域１７側を容易に取り外すことができる。
【００４０】
本実施の形態の加工方法では、結合ステップにおいて、糊層や接着剤を用いることなくウェーハ１１を支持プレート２０上に固定しているので、取り外しステップにおいて、ウェーハ１１への糊や接着剤の残存を防ぐことができる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態の加工方法では、レーザビーム２６の照射によってウェーハ１１と支持プレート２０とを溶着することで、糊層や接着剤を用いることなくウェーハ１１を支持プレート２０上に固定できる。よって、糊層や接着剤の使用に伴うウェーハ１１の加工対象面となる裏面１１ｂの高さ位置のばらつきを抑制できる。また、ウェーハ１１への糊や接着剤の残存を防ぐことができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態の結合ステップまたは取り外しステップを、他の態様に変更することもできる。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、結合ステップの第２の態様を模式的に示す一部断面側面図であり、図５（Ｃ）は、第２の態様に係る結合ステップ実施後のウェーハの斜視図である。図６、図７、及び図８は、それぞれ、取り外しステップの第２の態様、第３の態様、及び第４の態様を模式的に示す一部断面側面図である。
【００４３】
結合ステップの第２の態様では、図５（Ａ）に示すように、支持プレート２０の裏面２０ｂ側をチャックテーブル２２に吸着させた後、ウェーハ１１の外周１１ｅの外側にレーザ加工ヘッド２４を位置付ける。そして、チャックテーブル２２を回転させながら、レーザビーム２６を照射する。
【００４４】
レーザビーム２６は、例えば、ＹＡＧ、ＹＶＯ４、Ｅｒ／Ｙｂ／Ｔｍドープファイバー等をレーザ媒質として発振され、ウェーハ１１の側方からウェーハ１１と支持プレート２０との界面に向けて照射される。レーザビーム２６の集光点２８は、ウェーハ１１と支持プレート２０との界面の近傍に位置付けられる。
【００４５】
図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示すように、ウェーハ１１と支持プレート２０との界面近傍に十分な強度のレーザビーム２６が照射されると、ウェーハ１１の表面１１ａ側の一部と、支持プレート２０の表面２０ａ側の一部とが溶融する。その結果、ウェーハ１１の外周余剰領域１９において、ウェーハ１１と支持プレート２０とを溶着する溶着領域４４が形成され、ウェーハ１１は、溶着領域４４を介して支持プレート２０上に固定される。
【００４６】
取り外しステップの第２の態様では、図６（Ａ）に示すように、支持プレート２０の裏面２０ｂ側をチャックテーブル３８に吸着させる。そして、高速回転する切削ブレード４０を、溶着領域３０の内側の縁３０ａと重なるように位置付けウェーハ１１の裏面１１ｂ側に切り込ませ、チャックテーブル３８を回転させる。
【００４７】
切削ブレード４０の切り込み深さは、加工ステップ後のウェーハ１１の厚み以上とする。これにより、支持プレート２０に到達する深さの分断溝４２が形成される。分断溝４２を境に、ウェーハ１１の中央側と外周側とは分断され、図６（Ｂ）に示すように、支持プレート２０からウェーハ１１のデバイス領域１７側を容易に取り外すことができる。
【００４８】
取り外しステップの第３の態様では、図７（Ａ）に示すように、まず、支持プレート２０に固定されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側に、円環状のフレーム４６に張られたダイシングテープ４８を貼着する。
【００４９】
ダイシングテープ４８を介してウェーハ１１の裏面１１ｂ側をチャックテーブル３８に吸着させた後に、チャックテーブル３８を回転させる。そして、高速回転する切削ブレード４０を溶着領域３０の内側に位置付け、支持プレート２０の裏面２０ｂ側に切り込ませる。
【００５０】
切削ブレード４０の切り込み深さは、支持プレート２０の厚みと加工ステップ後のウェーハ１１の厚みとの和以上とする。これにより、ダイシングテープ４８に到達する深さの分断溝４２が形成される。切削ブレード４０は、少なくとも、分断溝４２の内周が溶着領域３０の内周よりウェーハ１１の中央側に形成されるように位置付けられる。
【００５１】
分断溝４２を境に、ウェーハ１１の中央側と外周側とは分断される。そのため、図７（Ｂ）に示すように、支持プレート２０からウェーハ１１のデバイス領域１７側を容易に取り外すことができる。取り外しステップの第３の態様では、支持プレート２０から取り外されたウェーハ１１はダイシングテープ４８及びフレーム４６に支持されるので、ハンドリング時におけるウェーハ１１の破損リスクを下げることができる。
【００５２】
取り外しステップの第４の態様では、図８（Ａ）に示すように、まず、支持プレート２０に固定されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側に、円環状のフレーム４６に張られたダイシングテープ４８を貼着する。
【００５３】
ダイシングテープ４８を介してウェーハ１１の裏面１１ｂ側をチャックテーブル３８に吸着させた後に、チャックテーブル３８を回転させる。そして、高速回転する切削ブレード４０を溶着領域３０と重なるように位置付け、支持プレート２０の裏面２０ｂ側に切り込ませる。
【００５４】
切削ブレード４０の切り込み深さは、支持プレート２０の厚みと加工ステップ後のウェーハ１１の厚みとの和以上とする。これにより、ダイシングテープ４８に到達する深さの分断溝４２が形成され、図８（Ｂ）に示すように、支持プレート２０からウェーハ１１のデバイス領域１７側を容易に取り外すことができる。
【００５５】
取り外しステップの第４の態様では、取り外しステップの第３の態様と同様に、支持プレート２０から取り外されたウェーハ１１はダイシングテープ４８及びフレーム４６に支持されるので、ハンドリング時におけるウェーハ１１の破損リスクを下げることができる。
【００５６】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、切削ブレード４０で分断溝４２を形成することにより支持プレート２０からウェーハ１１を取り外す取り外しステップを示したが、レーザビームの照射によるアブレーション加工で分断溝４２を形成しても良い。
【００５７】
その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、ウェーハ等の板状物を加工する際に有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１１  ウェーハ（板状物）
１１ａ  表面
１１ｂ  裏面
１１ｅ  外周（側面）
１３  ストリート（分割予定ライン）
１５  デバイス
１７  デバイス領域
１９  外周余剰領域（外周部）
２０  支持プレート
２０ａ  表面
２０ｂ  裏面
２２  チャックテーブル
２４  レーザ加工ヘッド
２６  レーザビーム
２８  集光点
３０  溶着領域
３２  チャックテーブル
３４  研削ホイール
３６  研削砥石
３８  チャックテーブル
４０  切削ブレード
４２  分断溝
４４  溶着領域
４６  フレーム
４８  ダイシングテープ
【図１】
2014207270.tif 000003
【図２】
2014207270.tif 000004
【図３】
2014207270.tif 000005
【図４】
2014207270.tif 000006
【図５】
2014207270.tif 000007
【図６】
2014207270.tif 000008
【図７】
2014207270.tif 000009
【図８】
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