(57)【要約】【課題】高さや厚さが一様ではない被加工物を円滑に分割する。【解決手段】外周部の高さが中央部を含む領域の高さと異なる被加工物を加工する加工方法であって、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被加工物の内部に集光し、該被加工物と、レーザビームと、を加工予定ラインに沿って相対的に移動させ、被加工物の内部に改質層を形成する改質層形成ステップと、該改質層形成ステップの後に、該被加工物に外力を与えて該改質層に沿って該被加工物を分割する分割ステップと、を含み、該改質層形成ステップは、該被加工物の該中央部を含む領域の高さに基づいてレーザビームの集光点の高さ位置を決定し、該中央部を含む領域にレーザビームを照射する第１の加工ステップと、該被加工物の該外周部の高さに基づいてレーザビームの集光点の高さ位置を決定し、該外周部にレーザビームを照射する第２の加工ステップと、を含む。【選択図】図６
2019186336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持テーブルに保持された状態において外周部の上面の高さが中央部を含む領域の上面の高さと異なる被加工物を加工する加工方法であって、
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被加工物の内部に集光し、該被加工物と、レーザビームと、を被加工物に設定された加工予定ラインに沿って相対的に移動させ、被加工物の内部に該加工予定ラインに沿った改質層を形成する改質層形成ステップと、
該改質層形成ステップの後に、該被加工物に外力を与えて該改質層に沿って該被加工物を分割する分割ステップと、を含み、
該改質層形成ステップは、
該被加工物の該中央部を含む領域の上面の高さに基づいて該レーザビームの集光点の高さ位置を決定し、該集光点を被加工物内部に位置づけ、該中央部を含む領域にレーザビームを照射する第１の加工ステップと、
該被加工物の該外周部の上面の高さに基づいて該レーザビームの該集光点の高さ位置を決定し、該集光点を被加工物内部に位置づけ、該外周部にレーザビームを照射する第２の加工ステップと、を含むことを特徴とする被加工物の加工方法。
【請求項２】
該第２の加工ステップでは、
該加工予定ラインに沿った該外周部の上面の形状に基づいてレーザビームの集光点の高さ位置を変更する集光点位置変更ステップを実施することを特徴とする請求項１に記載の被加工物の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイスが表面に形成され該デバイスに電気的に接続されたバンプが表面に形成され裏面側が研削されたウェーハ等、チャックテーブル上に保持された状態において中央部を含む領域と、外周部と、で厚さまたは高さが異なる被加工物を加工する加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを搭載したＩＣ（Integrated Circuit）チップ等のデバイスチップを作製する際には、まず、円板状の半導体ウェーハの表面に複数の交差する加工予定ラインを設定し、該加工予定ラインによって区画された各領域にデバイスを形成する。その後、加工予定ラインに沿ってウェーハを分割する。
【０００３】
ウェーハを分割する際には、例えば、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを加工予定ラインに沿ってウェーハの裏面側から照射してウェーハの内部に集光し、該内部に改質層を形成する。そして、改質層を起点としてウェーハの厚さ方向にクラックを伸長させると、ウェーハが加工予定ラインに沿って分割され個々のデバイスチップが形成される。なお、改質層の形成は、該レーザビームを被加工物に照射するレーザ加工ユニットと、被加工物を保持する保持テーブルと、を備えるレーザ加工装置で実施される。
【０００４】
ところで、半導体デバイスのパッケージング技術として、デバイスに電気的に接続された金属バンプを該デバイスの表面に形成し、ウェーハの表面と、バンプと、を封止材で覆って封止し、ウェーハを個々のデバイスチップに分割する技術が実用化されている。該パッケージング技術は、ＷＬ−ＣＳＰ（Wafer-level Chip Size Package）と呼ばれる。ＷＬ−ＣＳＰでは、ウェーハが分割されて形成されたデバイスチップの大きさがそのままパッケージの大きさとなるため、デバイスチップの小型化及び軽量化に寄与する。
【０００５】
また、薄型のデバイスチップを形成するために、分割される前のウェーハが裏面側から研削される。ウェーハの研削は、研削ホイールが装着された研削ユニットと、被加工物を保持する保持テーブルと、を備える研削装置で実施される。保持テーブルにウェーハを保持させ、研削ホイール及び保持テーブルを回転させ、該研削ホイールをウェーハの裏面に接触させるとウェーハが研削される。保持テーブルにウェーハを保持させる際は、突出したバンプが設けられている表面側が保持テーブルの上面に対面する。
【０００６】
ウェーハの表面側は、デバイスが形成された中央部を含む領域と、該中央部を囲む外周部と、に分けられる。該中央部を含む領域はデバイス領域と呼ばれ、該外周部は、外周余剰領域と呼ばれる。バンプはウェーハのデバイス領域に設けられ、外周余剰領域には設けられない。
【０００７】
そのため、ウェーハの研削時には、ウェーハの中央部を含む領域はバンプを介して保持テーブルに支持される一方で、バンプのない外周部は支持されない。したがって、保持テーブルにウェーハが保持されるとき、中央部を含む領域に対して外周部が垂れ下がった状態となる（特許文献１参照）。
【０００８】
外周部が垂れ下がった状態でウェーハの裏面側が研削されると、研削後のウェーハの厚さは中央部を含む領域よりも外周部の方が厚くなる。さらに、研削後に保持テーブルによるウェーハの保持を解除すると、ウェーハの反り返りが生じる場合がある。
【０００９】
ウェーハの内部に改質層を形成する際、例えば、ウェーハの裏面側にフレームに貼られたテープを貼着し、ウェーハの裏面側から該テープ越しにレーザビームを照射する。この際も、ウェーハの表面側が保持テーブルに支持される。保持テーブルは、上面の外周側にフレームを把持するクランプを備え、ウェーハが保持テーブルに保持される際には、クランプによりフレームが把持される。
【００１０】
クランプがフレームを把持すると、ウェーハは、保持テーブルと、テープと、に挟まれ押し下げられる方向の力をテープから受ける。ウェーハの中央部を含む領域はバンプを介して保持テーブルに支持される一方で、バンプのない外周部は支持されないため、レーザビームの照射時は中央部を含む領域と、外周部と、でウェーハの高さが一致しなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−２１０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このように、加工予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質層を形成する際、レーザビームが照射されるウェーハの高さや厚さが一様とはならない場合がある。高さや厚さが不均一な状態のウェーハに対して加工予定ラインに沿ってレーザビームを照射して改質層を形成すると、部分的に所定の高さ位置から大きくずれた改質層が形成されるおそれがある。
【００１３】
高さや厚さの不均一さの程度が所定の範囲に収まるのであれば、レーザ加工装置がウェーハの上面の形状に対応してレーザビームの照射を実施できる。しかし、該不均一さの程度が限度を超えるとレーザ加工装置が適切に対応できず、また、異常を検知してレーザビームの照射を停止して、改質層が部分的に形成されなくなる場合がある。形成された改質層の高さ位置が所定の高さ位置から大きくずれる場合や改質層が部分的に形成されない場合等、改質層が適切に形成されなければウェーハを安定的に分割できない
【００１４】
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、中央部を含む領域と、外周部と、で高さや厚さが一様ではない被加工物を加工する場合でも被加工物を円滑に分割できる被加工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】
【００１５】
本発明の一態様によれば、保持テーブルに保持された状態において外周部の上面の高さが中央部を含む領域の上面の高さと異なる被加工物を加工する加工方法であって、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被加工物の内部に集光し、該被加工物と、レーザビームと、を被加工物に設定された加工予定ラインに沿って相対的に移動させ、被加工物の内部に該加工予定ラインに沿った改質層を形成する改質層形成ステップと、該改質層形成ステップの後に、該被加工物に外力を与えて該改質層に沿って該被加工物を分割する分割ステップと、を含み、該改質層形成ステップは、該被加工物の該中央部を含む領域の上面の高さに基づいて該レーザビームの集光点の高さ位置を決定し、該集光点を被加工物内部に位置づけ、該中央部を含む領域にレーザビームを照射する第１の加工ステップと、該被加工物の該外周部の上面の高さに基づいて該レーザビームの該集光点の高さ位置を決定し、該集光点を被加工物内部に位置づけ、該外周部にレーザビームを照射する第２の加工ステップと、を含むことを特徴とする被加工物の加工方法が提供される。
【００１６】
好ましくは、該第２の加工ステップでは、該加工予定ラインに沿った該外周部の上面の形状に基づいてレーザビームの集光点の高さ位置を変更する集光点位置変更ステップを実施する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様に係る被加工物の加工方法では、ウェーハ等の被加工物の内部にレーザビームを集光し、加工予定ラインに沿って被加工物の内部に改質層を形成する改質層形成ステップを実施する。該改質層形成ステップは、被加工物の中央部を含む領域にレーザビームを照射する第１の加工ステップと、被加工物の外周部にレーザビームを照射する第２の加工ステップと、を実施する。
【００１８】
第１の加工ステップと、第２の加工ステップと、においては、それぞれ加工を実施する領域の被加工物の高さに基づいて集光点の高さ位置を決定して集光点を被加工物の内部に位置づけ、レーザビームを被加工物に照射する。被加工物の上面の形状に対応して集光点の高さ位置が決定されるため、形成される改質層の被加工物の上面（裏面）からの深さ位置を被加工物の全域において一様にできる。
【００１９】
被加工物を分割する際には、例えば、被加工物に外力を付与し、形成された改質層から被加工物の厚さ方向にクラックを伸長させる。そして、クラックが被加工物の上面（裏面）に達すると被加工物が分割される。該改質層の被加工物の上面からの深さが大きくなるほどクラックが該上面に達しにくくなり、被加工物が分割されにくくなる。すなわち、改質層の上面からの深さと、被加工物の分割しやすさと、には相関がある。
【００２０】
該改質層の被加工物の上面（裏面）からの深さ位置が被加工物の全域において一様である場合、被加工物が加工予定ラインに沿って同様に分割されやすくなる。そのため、本発明の一態様によると、中央部を含む領域と、外周部と、で高さや厚さが一様ではない被加工物を安定的に分割できる。
【００２１】
したがって、本発明の一態様により中央部を含む領域と、外周部と、で高さや厚さが一様ではない被加工物を加工する場合でも被加工物を円滑に分割できる被加工物の加工方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１（Ａ）は、ウェーハを模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、ウェーハの表面への保護部材の貼着を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、研削ステップを模式的に示す断面図であり、図２（Ｂ）は、研削されたウェーハを拡大して模式的に示す断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、ウェーハの表面からの保護部材の剥離を模式的に示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、改質層形成ステップを模式的に示す斜視図である。
【図４】第１の加工ステップを模式的に示す断面図である。
【図５】第１の加工ステップで形成される改質層の位置を模式的に示す平面図である。
【図６】図６（Ａ）は、第２の加工ステップを模式的に示す断面図であり、図６（Ｂ）は、第２の加工ステップで形成される改質層を模式的に示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、第２の加工ステップにおいて集光点位置変更ステップが実施される前に形成される改質層の位置を模式的に示す平面図であり、図７（Ｂ）は、第２の加工ステップにおいて集光点位置変更ステップが実施された後に形成される改質層の位置を模式的に示す平面図である。
【図８】反りが生じたウェーハを模式的に示す断面図である。
【図９】図９（Ａ）は、比較例に係る改質層形成ステップを模式的に示す断面図であり、図９（Ｂ）は、比較例に係る改質層形成ステップで形成される改質層を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、被加工物の一例として、表面に複数のデバイスが形成されたウェーハを加工する加工方法について説明する。まず、ウェーハについて図１（Ａ）を用いて説明する。図１（Ａ）は、ウェーハを模式的に示す斜視図である。ウェーハ１は、例えば、シリコン、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板である。
【００２４】
ウェーハ１の表面１ａは交差する複数の加工予定ライン（ストリート）９で複数の領域に区画されており、複数の加工予定ライン９により区画された各領域にはＩＣ（Integrated circuit）等のデバイス１１が形成されている。最終的に、ウェーハ１が薄化され加工予定ライン９に沿って分割されることで、個々のデバイスチップが形成される。
【００２５】
デバイスチップの製造コストを低下させるために、ウェーハ１の表面１ａには可能な限り多くのデバイス１１が形成される。しかし、ウェーハ１とデバイス１１の形状等に起因して、ウェーハ１の外周部７にはデバイス１１が形成されない。そのため、外周部７は外周余剰領域と呼ばれる。デバイス１１は、外周部７に囲まれた中央部を含む領域５に形成される。デバイス１１が形成される領域はデバイス領域と呼ばれる。ただし、外周部７と、中央部を含む領域５と、の境界１５は必ずしも明瞭でない。
【００２６】
ウェーハ１の表面１ａには、デバイスチップの接続端子となる突出した複数のバンプ１３が形成される。バンプ１３は、金、または銅等の金属等で形成されており、デバイス１１に電気的に接続される。なお、バンプ１３は、ウェーハ１の表面１ａの中央部を含む領域５にだけ形成され、デバイス１１が形成されない外周部７には形成されない。
【００２７】
次に、本実施形態に係るウェーハ１の加工方法で使用される各加工装置について説明する。なお、該加工方法はこれに限定されず、下記の加工装置の一部または全部は使用されなくてもよい。
【００２８】
図２（Ａ）には、ウェーハ１の裏面１ｂ側を研削してウェーハ１を薄化する研削装置２が模式的に示されている。研削装置２は、被加工物であるウェーハ１を吸引保持する保持テーブル４と、保持テーブル４に保持されたウェーハ１を研削加工する研削ユニット６と、を備える。
【００２９】
保持テーブル４は、上面側に露出する多孔質部材（不図示）と、該多孔質部材に接続された吸引源（不図示）と、を備え、該多孔質部材の上面は、ウェーハ１を保持する保持面となる。保持面上にウェーハ１を載せ、該多孔質部材の孔を通してウェーハ１に対して吸引源により生じた負圧を作用させると、ウェーハ１は保持テーブル４に吸引保持される。また、保持テーブル４は、保持面に垂直な軸の周りに回転可能である。
【００３０】
研削ユニット６は、保持テーブル４の保持面に垂直な方向に沿ったスピンドル１０と、該スピンドル１０の下端に配されたホイールマウント１２と、該ホイールマウント１２に装着された研削ホイール１４と、を備える。研削ホイール１４は、基台１６と、該基台１６の下面に取り付けられた研削砥石１８と、を備える。スピンドル１０を該保持面に垂直な方向の周りに回転させると、研削ホイール１４を回転できる。また、研削ユニット６は、保持テーブル４の保持面に垂直な方向に沿って昇降可能である。
【００３１】
保持テーブル４の保持面上にウェーハ１を保持し、研削ホイール１４と、保持テーブル４と、をそれぞれ回転させ、研削ユニット６を下降させて研削砥石１８をウェーハ１に接触させると、ウェーハ１は研削加工される。
【００３２】
図３（Ｂ）及び図４には、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームをウェーハ１の内部に照射して、多光子吸収過程によりウェーハ１に改質層１９を形成するレーザ加工装置２０が模式的に示されている。レーザ加工装置２０は、ウェーハ１を吸引保持する保持テーブル２２と、該保持テーブル２２に保持されたウェーハ１にレーザビームを照射するレーザ加工ユニット２４と、を備える。保持テーブル２２は、上述の研削装置２が備える保持テーブル４と同様である。
【００３３】
レーザ加工ユニット２４は、ウェーハ１に対して透過性を有する波長のレーザビーム２６ａを発振できる。レーザビーム２６ａは、加工ヘッド２６によりウェーハ１の所定の高さ位置に集光される。レーザ加工ユニット２４は、保持テーブル２２の保持面に垂直な方向に昇降する等してレーザビーム２６ａの集光高さを変更できる。保持テーブル２２と、レーザ加工ユニット２４と、は、該保持面に平行な方向に相対的に移動できる。
【００３４】
レーザ加工ユニット２４は、さらにカメラユニット２８を備える。カメラユニット２８でウェーハ１を撮影すると、ウェーハ１の加工予定ライン９の位置を確認できる。そして、カメラユニット２８を使用すると、レーザ加工ユニット２４をアライメントできる。
【００３５】
レーザ加工を実施する際は、まず、レーザ加工ユニット２４をウェーハ１の加工予定ライン９の延長線上で所定の高さに位置づける。そして、レーザ加工ユニット２４にレーザビーム２６ａを発振させながらレーザ加工ユニット２４と、保持テーブル２２と、を加工予定ライン９に沿って相対移動させる。すると、加工予定ライン９に沿ってウェーハ１の内部に改質層１９が形成される。
【００３６】
一つの加工予定ライン９に沿って加工を実施した後、保持テーブル２２及びレーザ加工ユニット２４を該保持面に平行かつ加工予定ライン９に垂直な方向に相対移動させ、他の加工予定ライン９に沿って加工を実施する。一つの方向に沿った加工予定ライン９に沿って加工を実施した後、保持テーブル２２を所定の角度で回転させ、他の方向に沿った加工予定ライン９に沿って同様に加工を実施する。すると、すべての加工予定ライン９に沿って改質層１９を形成できる。
【００３７】
次に、本実施形態に係る被加工物の加工方法の各ステップについて説明する。まず、研削装置２において、ウェーハ１の裏面１ｂを研削してウェーハ１を薄化する研削ステップを実施する。ウェーハ１が研削装置２に搬入される前に、ウェーハ１の表面１ａ側には、該表面１ａ側を保護する保護部材１７が貼着される。図１（Ｂ）は、ウェーハ１の表面１ａへの保護部材１７の貼着を模式的に示す斜視図である。
【００３８】
保護部材１７は、粘着面を有する粘着層１７ｂ（図２（Ａ）参照）と、該粘着層１７ｂを支持するフィルム状の基材層１７ａ（図２（Ａ）参照）と、を備え、粘着層１７ｂ側がウェーハ１の表面１ａ側に貼着される。例えば、基材層１７ａにはＰＯ（ポリオレフィン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等が用いられる。また、粘着層１７ｂには、例えば、シリコーンゴム、アクリル系材料、エポキシ系材料等が用いられる。
【００３９】
保護部材１７が表面１ａ側に貼着されたとき、該粘着層１７ｂは該表面１ａの凹凸形状に追従して変形する。また、粘着層１７ｂは、例えば、紫外線硬化樹脂であり、保護部材１７をウェーハ１から剥離する際に該保護部材１７に紫外線を照射して粘着層１７ｂを硬化させると、剥離が容易となる。
【００４０】
図２（Ａ）は、研削ステップを模式的に示す断面図である。研削装置２には、表面１ａに保護部材１７が貼着されたウェーハ１を搬入する。表面１ａを下方に向け、ウェーハ１を保持テーブル４の保持面上に該保護部材１７を介して載せ、保持テーブル４の吸引源を作動させて保持テーブル４にウェーハ１を吸引保持させる。すると、ウェーハ１の被研削面である裏面１ｂが上方に露出する。
【００４１】
次に、保持テーブル４及び研削ホイール１４を該保持面に垂直な軸の周りに回転させながら、研削ユニット６を保持テーブル４に向けて下降させる。すると、研削砥石１８がウェーハ１の裏面１ｂに接触して研削加工が開始される。そして、ウェーハ１が所定の厚さとなるように、研削ユニット６を所定の高さ位置に下降させる。すると、ウェーハ１が所定の厚さに薄化される。
【００４２】
図２（Ｂ）は、研削されたウェーハ１を拡大して模式的に示す断面図である。図２（Ｂ）に示す通り、保持テーブル４にウェーハ１を保持させた際に、保護部材１７の粘着層１７ｂは、ウェーハ１の表面１ａ側の形状に追従して変形する。そして、ウェーハ１の中央部を含む領域５は、主にバンプ１３を介して該保持テーブル４に支持される。
【００４３】
これに対して、外周部７にはバンプ１３が形成されていない。該粘着層１７ｂはバンプ１３よりも柔軟性が高く、ウェーハ１を支持する能力が弱い。そのため、保持テーブル４の上にウェーハ１が置かれたとき、中央部を含む領域５に対して外周部７が垂れ下がった状態となる。外周部７が垂れ下がった状態でウェーハ１の裏面１ｂ側が研削されると、図２（Ｂ）に示す通り、研削後のウェーハ１の厚さは外周部７の内周縁から外周縁に向かって厚くなる。
【００４４】
本実施形態に係る加工方法では、次に、改質層形成ステップを実施する。改質層形成ステップは、上述のレーザ加工装置２０で実施される。ウェーハ１の表面１ａ側に貼着されていた保護部材１７は、予め剥離される。図３（Ａ）は、ウェーハ１の表面１ａからの保護部材１７の剥離を模式的に示す斜視図である。保護部材１７に紫外線硬化樹脂が使用されている場合、紫外線を照射し該保護部材１７を硬化させると剥離が容易となる。
【００４５】
なお、図３（Ａ）に示す通り、ウェーハ１がレーザ加工装置２０に搬入される前に、ウェーハ１の裏面１ｂ側には金属等でなる環状のフレーム２３に貼られたテープ２１が貼着される。すなわち、ウェーハ１と、テープ２１と、フレーム２３と、が一体となったフレームユニット２５が形成される。テープ２１は、保護部材１７と同様に構成され、粘着面を有する粘着層２１ｂ（図４参照）と、該粘着層２１ｂを支持するフィルム状の基材層２１ａ（図４参照）と、を備える。
【００４６】
図３（Ｂ）は、改質層形成ステップを模式的に示す斜視図であり、図４は、改質層形成ステップを模式的に示す断面図である。改質層形成ステップでは、ウェーハ１の表面１ａ側を下方に向けた状態でフレームユニット２５をレーザ加工装置２０の保持テーブル２２上に載せる。そして、フレーム２３を保持テーブル２２の外周側に配設されたクランプ２２ａに把持させる。
【００４７】
次に、レーザ加工ユニット２４の赤外線カメラユニット２８（図３（Ｂ）参照）を用いて、ウェーハ１の加工予定ライン９を捉えて、保持テーブル４と、レーザ加工ユニット２４と、の相対位置及び向きを調整する。
【００４８】
そして、ウェーハ１に対して透過性を有する波長のレーザビーム２６ａを加工予定ライン９に沿ってウェーハ１の内部に集光させる。このとき、レーザビーム２６ａは、フレームユニット２５のテープ２１越しにウェーハ１の裏面１ｂ側から照射される。そして、多光子吸収過程によりウェーハ１の内部に改質層１９が形成される。
【００４９】
形成される改質層１９は、ウェーハ１を分割する際の分割起点となる。すなわち、ウェーハ１に外力を加える等して該改質層１９からウェーハ１の厚さ方向にクラックを伸長させ、クラックがウェーハ１の表面１ａ及び裏面１ｂに達すると、ウェーハ１が分割される。なお、該クラックは、改質層２７の形成と同時に伸長してもよい。
【００５０】
改質層形成ステップでは、一つの加工予定ライン９に沿って複数の高さ位置にレーザビーム２６ａを照射し、複数の互いに高さの異なる改質層１９をウェーハ１の内部に形成してもよい。この場合、被照射面（裏面１ｂ）から最も遠い改質層１９の形成高さにレーザビーム２６ａを集光させ、浅い改質層１９の形成高さにレーザビーム２６ａを順次集光させる。複数の改質層１９が形成されると、クラックが伸長しやすくなるためウェーハ１が分割されやすくなる。
【００５１】
なお、図４に示す通り、保持テーブル２２の上に載るウェーハ１は、テープ２１により下方に押さえつけられる場合がある。ウェーハ１の表面１ａの中央部を含む領域５にはバンプ１３が配設されており、この領域でウェーハ１はバンプ１３により支持される。その一方で、ウェーハ１の外周部７にはバンプ１３が配設されないため、外周部７ではウェーハ１はバンプ１３に支持されない。そのため、図４に示す通り、ウェーハ１の外周部７は中央部を含む領域５に対して垂れ下がる。
【００５２】
また、上述の研削ステップでは、同様にウェーハ１の外周部７が中央部を含む領域５に対して垂れ下がった状態でウェーハ１の裏面１ｂ側が研削されるため、研削されたウェーハ１では外周部７が中央部を含む領域５よりも厚くなる。このように、改質層形成ステップでレーザビーム２６ａが照射される際、ウェーハ１の厚さや高さ位置は全体的に一様とはならない。特に、外周部７と、中央部を含む領域５と、で厚さや高さ位置は大きく異なる。
【００５３】
そのため、加工予定ライン９に沿って、集光点をウェーハ１の内部の所定の高さ位置に位置づけ、ウェーハ１の一端から他端まで連続的にレーザビーム２６ａを照射しようとするとき、外周部７では、所定の高さ位置にレーザビーム２６ａを照射できない場合がある。図９（Ａ）を用いて、本実施形態に係る被加工物の加工方法によらない比較例に係る改質層形成ステップを説明する。図９（Ａ）は、比較例に係る改質層形成ステップを模式的に示す断面図である。
【００５４】
比較例に係る改質層形成ステップでは、レーザビーム２６ａをウェーハ１の内部に集光させる際、中央部を含む領域５においてレーザビーム２６ａの集光点３０が所定の高さ位置となるようにレーザ加工ユニット２６の高さ位置等が調整される。しかし、図９（Ａ）に示す通り、外周部７と、中央部を含む領域５と、でウェーハ１の厚さや高さ位置は大きく異なるため、外周部７では所定の高さ位置にレーザビーム２６ａを集光できない場合がある。
【００５５】
さらに、一部のレーザ加工装置２０では、レーザビーム２６ａの照射位置におけるウェーハ１の被加工物等の厚さの不均一さの程度が大きく、適切にレーザビーム２６ａを照射できないことが明らかである場合に、レーザビーム２６ａの照射を停止する。ウェーハ１の外周部７では、これらの理由により、改質層１９が適切な高さ位置に形成できず、または、部分的に形成されない場合がある。
【００５６】
図９（Ｂ）は、レーザビーム２６ａの照射が完了しクランプ２２ａによるフレーム２３の把持を解除したときのウェーハ１を模式的に示す断面図である。図９（Ｂ）に示す通り、外周部７では改質層１９が適切に形成されない。
【００５７】
改質層１９からクラックを伸長させる際は、改質層１９と、ウェーハ１の表面１ａ又は裏面１ｂと、の距離に応じてその伸長の様子が変化する。そして、該距離が大きくなる程クラックが適切に伸長しにくくなり、ウェーハ１が破断されにくくなる。そのため、改質層１９が適切に形成されなければ、改質層１９からウェーハ１の厚さ方向にクラックを伸長させようとしても、外周部７では中央部を含む領域５と同様にはクラックを伸長できない。したがって、特に外周部７ではウェーハ１を適切に分割できない。
【００５８】
そこで、保持テーブル２２に保持された状態において外周部７の上面の高さが中央部を含む領域５の上面の高さと異なる被加工物を加工する本実施形態に係る加工方法では、改質層形成ステップにおいて第１の加工ステップと、第２の加工ステップと、を実施する。第１の加工ステップでは、中央部を含む領域５にレーザビーム２６ａを照射し、第２の加工ステップでは、外周部７にレーザビーム２６ａを照射する。次に、第１の加工ステップと、第２の加工ステップと、について説明する。
【００５９】
図４は、第１の加工ステップを模式的に示す断面図である。改質層形成ステップの第１の加工ステップでは、中央部を含む領域５の上面の高さに基づいてレーザビーム２６ａの集光点３０の高さ位置を決定する。例えば、中央部を含む領域５の上面と、集光点３０と、の距離が所定の値となるように、中央部を含む領域５の上面の高さから該所定の値だけ低い高さを集光点３０の高さ位置とする。そして、該集光点３０を被加工物であるウェーハ１の内部に位置づけ、加工予定ライン９に沿ってウェーハ１にレーザビーム２６ａを照射する。第１の加工ステップを実施すると、中央部を含む領域５において適切な高さ位置に改質層１９を形成できる。
【００６０】
図５は、第１の加工ステップで形成される改質層の位置を模式的に示す平面図である。図５には、第１の加工ステップにて中央部を含む領域５に形成される改質層１９ａの形成位置が実線で示される。
【００６１】
図６（Ａ）は、第２の加工ステップを模式的に示す断面図である。図６（Ａ）では、説明の便宜のため、第２の加工ステップで形成される改質層１９ｂ及び改質層１９ｃが示されている。第２の加工ステップでは、被加工物であるウェーハ１の外周部７の高さに基づいてレーザビーム２６ａの集光点３０の高さ位置を決定し、集光点３０を被加工物であるウェーハ１の内部に位置づける。例えば、外周部７の上面と、集光点３０と、の距離が所定の値となるように、外周部７の上面の高さから該所定の値だけ低い高さを集光点３０の高さ位置とする。
【００６２】
第２の加工ステップでは、例えば、加工予定ラインに沿った外周部７の上面の形状における最高点と、最低点と、の差が大きい場合に、その形状に基づいてレーザビーム２６ａの集光点３０の高さ位置を変更する集光点位置変更ステップをさらに実施してもよい。この場合、集光点位置変更ステップは、該差の大きさに基づいた回数で実施する。図６（Ａ）に示す例では、第２の加工ステップにおいて集光点位置変更ステップを１回実施して、高さ位置の異なる改質層１９ｂ，１９ｃを形成する。
【００６３】
集光点位置変更ステップを実施する場合、レーザ加工装置２０は、カメラユニット２８等を使用して予めウェーハ１の上面の高さの分布に関する情報を取得する。そして、レーザ加工装置２０が適切にレーザビーム２６ａをウェーハ１の内部に集光できないと見込まれる程度に、または、レーザビーム２６ａの照射を停止すると見込まれる程度に高さの不均一さが大きい場合、集光点位置変更ステップの実施を決定する。
【００６４】
より具体的には、例えば、レーザビーム２６ａの照射を停止させる被加工物上面の起伏の大きさとしてレーザ加工装置２０に設定された値で外周物７の上面の形状における最高点と、最低点と、の差の値を割る。そして、算出された値を超えない整数回以上で集光点位置変更ステップを実施するのが好ましい。例えば、該レーザ加工装置２０に設定された該値が２０μｍであり、該最高点と、該最低点と、の差が５０μｍ程度となる場合、集光点位置変更ステップを２回以上実施するのが好ましい。
【００６５】
なお、実施する回数が決定された後、集光点位置変更ステップの実施位置を加工予定ラインに沿った外周部７の上面の形状に基づいて決定してもよい。例えば、該最高点と、該最低点と、の差の数値を決定された該回数に１を加えた数で割り該差を均等に分けて集光点位置変更ステップの実施高さを決定し、外周部７の上面の高さが該実施高さとなる位置で集光点位置変更を実施する。ただし、集光点位置変更ステップの実施位置は、他の方法で決定されてもよい。
【００６６】
図６（Ｂ）は、レーザビーム２６ａの照射が完了しクランプ２２ａによるフレーム２３の把持を解除したときのウェーハ１を模式的に示す断面図である。図６（Ｂ）に示す通り、第２の加工ステップを実施すると、外周部７においてもウェーハ１のそれぞれの領域の高さに対応した高さ位置で改質層１９ｂ，１９ｃが形成される。
【００６７】
図７（Ａ）は、第２の加工ステップで２つの高さの異なる改質層１９ｂ，１９ｃを形成する場合における、集光点位置変更ステップが実施される前に形成される改質層１９ｂの位置を模式的に示す平面図である。また、図７（Ｂ）は、第２の加工ステップにおいて集光点位置変更ステップが実施された後に形成される改質層１９ｃの位置を模式的に示す平面図である。
【００６８】
図６（Ｂ）、図７（Ａ）、及び図７（Ｂ）に示す通り、第１のステップと、第２のステップと、を実施すると、ウェーハ１の全面においてより均一な高さ位置に改質層１９ａ，１９ｂ，１９ｃを形成できる。
【００６９】
改質層形成ステップを実施した後、ウェーハ１を分割して個々のデバイチップを形成するために、例えば、テープ２１を拡張する。ウェーハ１を分割する際には、改質層１９からウェーハの厚さ方向にクラックを伸長させる。改質層１９の形成と同時にクラックを伸長させてもよく、テープ２１の拡張により改質層１９に外力を付与してクラックを伸長させてもよい。
【００７０】
いずれにしても、外周部７においても中央部を含む領域５と同様にクラックを適切にウェーハ１の厚さ方向に伸長でき、外周部７を含めウェーハ１の全面において加工予定ライン９に沿ってウェーハ１を一様に分割できる。したがって、本実施形態に係るウェーハ１等の被加工物の加工方法によると、中央部を含む領域５と、外周部７と、で高さや厚さが一様ではない被加工物を加工する場合でも被加工物を円滑に分割できる被加工物の加工方法が提供される。
【００７１】
なお、本発明は上記実施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、上記の実施形態では、改質層形成ステップを実施する際に、保持テーブル２２に保持された被加工物であるウェーハ１において、外周部７が中央部を含む領域５に対して垂れ下がる場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。
【００７２】
例えば、図８に示す通り、裏面１ｂ側が研削されたウェーハ１が裏面１ｂ側を内側にして反り返る場合がある。この場合においても、改質層形成ステップにて第１のステップと、第２の加工ステップと、を実施することで、ウェーハ１の各領域に適切に改質層１９を形成できる。
【００７３】
また、第１の加工ステップが実施される中央部を含む領域５は、デバイス１１が形成されるデバイス領域に対応しなくてもよく、第２の加工ステップが実施される外周部７は、デバイス１１が形成されない外周余剰領域に対応しなくてもよい。特に、図８に示す通り、ウェーハ１が裏面１ｂ側を内側にして反り返る場合、ウェーハ１の高さ等の変化がデバイス領域や外周余剰領域に対応しない場合がある。
【００７４】
そのような場合においても、本発明の一態様に係る加工方法によると、被加工物の全面に亘って改質層を適切に形成でき、被加工物の厚さ方向に改質層からクラックを伸長させることで被加工物を分割できる。
【００７５】
さらに、上記実施形態では、図５、図７（Ａ）、及び図７（Ｂ）に示す通り、改質層１９ａ，１９ｂ，１９ｃを順次形成する場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、改質層形成ステップでは、一つの加工予定ライン９に沿ってウェーハ１にレーザビーム２６ａを照射しながら所定の位置でレーザビーム２６ａの集光点３０の高さ位置を切り替えて改質層１９ａ，１９ｂ，１９ｃを形成してもよい。
【００７６】
また、第１の加工ステップと、第２の加工ステップと、で形成される改質層は、それぞれの加工予定ライン９において、ウェーハ１の上面の形状に応じて異なる高さに形成されてもよい。さらに、第２の加工ステップでは、それぞれの加工予定ライン９において、ウェーハ１の上面の形状に応じて異なる回数で集光点位置変更ステップが実施されてもよい。
【００７７】
なお、上記実施形態では、改質層形成ステップを実施する際、予め、ウェーハ１の表面１ａ側に貼着されていた保護部材１７が剥離され、その後、ウェーハ１の内部に改質層１９が形成される場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。さらに、上記実施形態では、改質層形成ステップを実施する際、予め、ウェーハ１の裏面１ｂ側に環状のフレーム２３に貼られたテープ２１を貼着し、フレームユニット２５を形成する場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。
【００７８】
すなわち、保護部材１７は改質層１９が形成される際にウェーハ１の表面１ａ側に貼着されていてもよい。改質層１９が形成される際にウェーハ１の表面１ａ側に保護部材１７が貼着されていると、レーザ加工装置２０の保持テーブル２２にウェーハ１の表面１ａ側が直接接触せず、ウェーハ１の表面１ａ側が保護される。この場合、該保護部材１７は、例えば、テープ２１を拡張してウェーハ１を分割する前にウェーハ１から剥離させる。
【００７９】
また、特に、前述のように改質層形成ステップを実施する際にウェーハ１の表面１ａ側に保護部材１７が貼着されている場合、環状のフレーム２３に貼られたテープ２１をウェーハ１の裏面１ｂ側に貼着せず、フレームユニット２５を形成しなくてもよい。この場合、ウェーハ１の裏面１ｂ側にレーザビーム２６ａを直接照射できるため、テープ２１によるレーザビーム２６ａの吸収を考慮することなくレーザビーム２６ａの照射条件を決定できる。
【００８０】
このように、ウェーハ１と、テープ２１と、環状のフレーム２３と、が一体となったフレームユニット２５を形成しない場合においても、研削ステップによりウェーハ１の中央を含む領域５と、外周部７と、で厚さや高さが異なるようになる。そのため、この場合においても、本発明の一態様に係る被加工物の加工方法によるとウェーハ１を適切に分割できるとの効果を奏する。
【００８１】
上記実施形態に係る構造、方法等は、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。
【符号の説明】
【００８２】
１  ウェーハ
１ａ  表面
１ｂ  裏面
５  中央部を含む領域
７  外周部
９  加工予定ライン
１１  デバイス
１３  バンプ
１５  境界
１７  保護部材
１７ａ，２１ａ  基材
１７ｂ，２１ｂ  粘着層
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ  改質層
２１  テープ
２３  フレーム
２３ａ  開口
２５  フレームユニット
２  研削装置
４，２２  保持テーブル
６  研削ユニット
１０  スピンドル
１２  マウント
１４  研削ホイール
１６  基台
１８  研削砥石
２０  レーザ加工装置
２２ａ  クランプ
２４  レーザ加工ユニット
２６  加工ヘッド
２６ａ  レーザビーム
２８  カメラユニット
３０  集光点
【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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