(57)【要約】【課題】ウェーハの内部で反射、散乱されたレーザービームによるデバイスの破壊を防ぐことができる新たなウェーハの加工方法を提供する。【解決手段】ウェーハの加工方法であって、分割予定ラインに沿う改質層をウェーハの内部に形成する改質層形成ステップと、ウェーハに力を付与して改質層を起点にウェーハを分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、を含み、改質層形成ステップは、往路改質層形成ステップと、復路改質層形成ステップと、往路改質層形成ステップの後且つ復路改質層形成ステップの前、又は復路改質層形成ステップの後且つ往路改質層形成ステップの前に、ウェーハに照射される該レーザービームの位相の分布がＸ軸方向において反転するように該位相シフトマスクを反転させる位相シフトマスク反転ステップと、を含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを照射してウェーハの内部に改質層を形成するレーザービーム照射手段と、該保持手段と該レーザービーム照射手段とを相対的にＸ軸方向に移動させる加工送り手段と、を備えたレーザー加工装置を用いて、複数の分割予定ラインによって区画された表面側の各領域にデバイスが形成されたウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、
該レーザービーム照射手段は、
該レーザービームをパルス発振する発振器と、
該発振器が発振する該レーザービームを集光してウェーハに照射する集光器と、
該発振器と該集光器との間に配置され、該ウェーハに照射される該レーザービームの強度分布がＸ軸方向で分離された２個のピークを持つように、該集光器へと導かれる該レーザービームの一部と残りの一部との間に１８０度の位相差を形成する位相シフトマスクと、を含み、
該レーザービームをウェーハの内部に集光させる条件でウェーハの裏面側からウェーハの該分割予定ラインに対応する領域に該レーザービームを照射しながら、該保持手段と該レーザービーム照射手段とを相対的にＸ軸方向に移動させて、該分割予定ラインに沿う改質層をウェーハの内部に形成する改質層形成ステップと、
該改質層形成ステップを実施した後に、ウェーハに力を付与して該改質層を起点にウェーハを該分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、を備え、
該改質層形成ステップは、
該保持手段に対して該レーザービーム照射手段を該Ｘ軸方向の一方側に相対的に移動させながらウェーハに該レーザービームを照射する往路改質層形成ステップと、
該保持手段に対して該レーザービーム照射手段を該Ｘ軸方向の他方側に相対的に移動させながらウェーハに該レーザービームを照射する復路改質層形成ステップと、
往路改質層形成ステップの後且つ復路改質層形成ステップの前、又は復路改質層形成ステップの後且つ往路改質層形成ステップの前に、該ウェーハに照射される該レーザービームの位相の分布がＸ軸方向において反転するように該位相シフトマスクを反転させる位相シフトマスク反転ステップと、を含むことを特徴とするウェーハの加工方法。
【請求項２】
該往路改質層形成ステップでは、該位相シフトマスクによって、該Ｘ軸方向の他方側の該ピークを形成する該レーザービームの位相を、該Ｘ軸方向の一方側の該ピークを形成する該レーザービームの位相に対して１８０度遅らせ、
該復路改質層形成ステップでは、該位相シフトマスクによって、該Ｘ軸方向の一方側の該ピークを形成する該レーザービームの位相を、該Ｘ軸方向の他方側の該ピークを形成する該レーザービームの位相に対して１８０度遅らせることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの加工方法。
【請求項３】
該発振器が発振する該レーザービームの波長は１３００ｎｍ以上１４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハの内部を透過性のレーザービームで改質するウェーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機やパーソナルコンピュータに代表される電子機器では、集積回路等のデバイスを含むデバイスチップが必須の構成要素になっている。デバイスチップは、例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハの表面側を複数の分割予定ライン（ストリート）で区画し、各領域にデバイスを形成した後、この分割予定ラインに沿ってウェーハを分割することで得られる。
【０００３】
ウェーハを分割する方法の一つとして、ウェーハの裏面側から透過性のレーザービームを照射してウェーハの内部に集光させることで、このウェーハの内部を改質し、他の領域に比べて脆い改質層（改質領域）を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。分割予定ラインに沿って改質層を形成した上で、ウェーハに力を加えれば、この改質層を起点にウェーハを複数のデバイスチップへと分割できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
上述の方法では、ウェーハを透過する波長のレーザービームを使用するので、ウェーハの裏面側から照射されたレーザービームの一部が吸収されることなくウェーハの表面側にまで到達する。よって、例えば、微細なクラックが改質層から不規則に伸展している場合には、このクラックによって反射、散乱されたレーザービームが表面側のデバイスに到達し、デバイスを破壊してしまうことがあった。
【０００６】
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、ウェーハの内部で反射、散乱されたレーザービームによるデバイスの破壊を防ぐことができる新たなウェーハ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】
【０００７】
本発明の一態様によれば、ウェーハを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを照射してウェーハの内部に改質層を形成するレーザービーム照射手段と、該保持手段と該レーザービーム照射手段とを相対的にＸ軸方向に移動させる加工送り手段と、を備えたレーザー加工装置を用いて、複数の分割予定ラインによって区画された表面側の各領域にデバイスが形成されたウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、該レーザービーム照射手段は、該レーザービームをパルス発振する発振器と、該発振器が発振する該レーザービームを集光してウェーハに照射する集光器と、該発振器と該集光器との間に配置され、該ウェーハに照射される該レーザービームの強度分布がＸ軸方向で分離された２個のピークを持つように、該集光器へと導かれる該レーザービームの一部と残りの一部との間に１８０度の位相差を形成する位相シフトマスクと、を含み、該レーザービームをウェーハの内部に集光させる条件でウェーハの裏面側からウェーハの該分割予定ラインに対応する領域に該レーザービームを照射しながら、該保持手段と該レーザービーム照射手段とを相対的にＸ軸方向に移動させて、該分割予定ラインに沿う改質層をウェーハの内部に形成する改質層形成ステップと、該改質層形成ステップを実施した後に、ウェーハに力を付与して該改質層を起点にウェーハを該分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、を備え、該改質層形成ステップは、該保持手段に対して該レーザービーム照射手段を該Ｘ軸方向の一方側に相対的に移動させながらウェーハに該レーザービームを照射する往路改質層形成ステップと、該保持手段に対して該レーザービーム照射手段を該Ｘ軸方向の他方側に相対的に移動させながらウェーハに該レーザービームを照射する復路改質層形成ステップと、往路改質層形成ステップの後且つ復路改質層形成ステップの前、又は復路改質層形成ステップの後且つ往路改質層形成ステップの前に、該ウェーハに照射される該レーザービームの位相の分布がＸ軸方向において反転するように該位相シフトマスクを反転させる位相シフトマスク反転ステップと、を含むウェーハの加工方法が提供される。
【０００８】
本発明の一態様において、該往路改質層形成ステップでは、該位相シフトマスクによって、該Ｘ軸方向の他方側の該ピークを形成する該レーザービームの位相を、該Ｘ軸方向の一方側の該ピークを形成する該レーザービームの位相に対して１８０度遅らせ、該復路改質層形成ステップでは、該位相シフトマスクによって、該Ｘ軸方向の一方側の該ピークを形成する該レーザービームの位相を、該Ｘ軸方向の他方側の該ピークを形成する該レーザービームの位相に対して１８０度遅らせても良い。
【０００９】
また、本発明の一態様において、該発振器が発振する該レーザービームの波長は１３００ｎｍ以上１４００ｎｍ以下でも良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、位相シフトマスクを含むレーザービーム照射手段を用い、Ｘ軸方向で分離された２個のピークを持つ強度分布のレーザービームをウェーハに照射する。これにより、ウェーハの内部で反射、散乱されたレーザービームによるデバイスの破壊を防ぐことができる。
【００１１】
レーザービームの２個のピークによってクラックが伸展する方向を制御することで、改質層から不規則な方向にクラックが伸展する可能性を低く抑え、この不規則なクラックによるレーザービームの反射、散乱を抑制して、デバイスの破壊を防ぐことができるのである。
【００１２】
また、本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、往路改質層形成ステップの後且つ復路改質層形成ステップの前、又は復路改質層形成ステップの後且つ往路改質層形成ステップの前に、ウェーハに照射されるレーザービームの位相の分布がＸ軸方向において反転するように位相シフトマスクを反転させる。これにより、保持手段とレーザービーム照射手段との相対的な移動の方向が変わっても、ウェーハを一定の加工条件で精度良く加工できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】レーザー加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。
【図２】レーザービーム照射ユニットの構成例を模式的に示す図である。
【図３】図３（Ａ）は、位相シフトマスクの構成例を模式的に示す平面図であり、図３（Ｂ）は、位相シフトマスクの構成例を模式的に示す側面図である。
【図４】位相シフトマスク等を通過するレーザービームの様子を模式的に示す図である。
【図５】ウェーハ等の構成例を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、往路改質層形成ステップでウェーハの内部に改質層が形成される様子を模式的に示す一部断面側面図である。
【図７】往路改質層形成ステップで形成される改質層の配置等を模式的に示す平面図である。
【図８】位相シフトマスク反転ステップで位相シフトマスクが反転された後の状態を模式的に示す図である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、復路改質層形成ステップでウェーハの内部に改質層が形成される様子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】
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。本実施形態に係るウェーハの加工方法は、改質層形成ステップと、分割ステップと、を含む。改質層形成ステップでは、Ｘ軸方向で分離された２個のピークを持つ強度分布のレーザービームをウェーハに照射して、分割予定ラインに沿う改質層（改質領域）をウェーハの内部に形成する。分割ステップでは、この改質層を起点にウェーハを分割予定ラインに沿って分割する。以下、本実施形態に係るウェーハの加工方法について詳述する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るウェーハの加工方法に使用されるレーザー加工装置２の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、レーザー加工装置２は、各構成要素が搭載される基台４を備えている。基台４の上面には、ウェーハ１１（図５等参照）を吸引、保持するチャックテーブル（保持手段）６をＸ軸方向（加工送り方向）及びＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動させる水平移動機構（加工送り手段、割り出し送り手段）８が設けられている。
【００１６】
水平移動機構８は、基台４の上面に固定されＸ軸方向に概ね平行な一対のＸ軸ガイドレール１０を備えている。Ｘ軸ガイドレール１０には、Ｘ軸移動テーブル１２がスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動テーブル１２の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール１０に概ね平行なＸ軸ボールネジ１４が螺合されている。
【００１７】
Ｘ軸ボールネジ１４の一端部には、Ｘ軸パルスモータ１６が連結されている。Ｘ軸パルスモータ１６でＸ軸ボールネジ１４を回転させることにより、Ｘ軸移動テーブル１２は、Ｘ軸ガイドレール１０に沿ってＸ軸方向に移動する。Ｘ軸ガイドレール１０に隣接する位置には、Ｘ軸方向においてＸ軸移動テーブル１２の位置を検出するＸ軸位置検出センサ（不図示）が設けられている。
【００１８】
Ｘ軸移動テーブル１２の表面（上面）には、Ｙ軸方向に概ね平行な一対のＹ軸ガイドレール１８が固定されている。Ｙ軸ガイドレール１８には、Ｙ軸移動テーブル２０がスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸移動テーブル２０の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール１８に概ね平行なＹ軸ボールネジ２２が螺合されている。
【００１９】
Ｙ軸ボールネジ２２の一端部には、Ｙ軸パルスモータ２４が連結されている。Ｙ軸パルスモータ２４でＹ軸ボールネジ２２を回転させることにより、Ｙ軸移動テーブル２０はＹ軸ガイドレール１８に沿ってＹ軸方向に移動する。Ｙ軸ガイドレール１８に隣接する位置には、Ｙ軸方向においてＹ軸移動テーブル２０の位置を検出するＹ軸位置検出センサ（不図示）が設けられている。
【００２０】
Ｙ軸移動テーブル２０の表面側（上面側）には、テーブルマウント２６が設けられており、このテーブルマウント２６の上部には、カバー２８を介してチャックテーブル６が配置されている。チャックテーブル６の上面の一部は、ウェーハ１１の表面１１ａ（図５等参照）側を吸引、保持する保持面６ａになっている。
【００２１】
保持面６ａは、チャックテーブル６の内部に形成された吸引路（不図示）等を介してエジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。また、保持面６ａの周囲には、ウェーハ１１を支持する環状のフレーム１９（図５等参照）を四方から固定するための４個のクランプ６ｂが設けられている。テーブルマウント２６には、回転駆動源（不図示）が連結されており、チャックテーブル６は、この回転駆動源によってＺ軸方向（鉛直方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転する。
【００２２】
水平移動機構８の後方には、支持構造３０が設けられている。支持構造３０は、柱状の柱部３０ａと、柱部３０ａの上端からＹ軸方向の水平移動機構８側に突き出たアーム部３０ｂと、を含む。例えば、このアーム部３０ｂの先端側には、レーザービームをパルス発振してチャックテーブル６上のウェーハ１１に照射するレーザービーム照射ユニット（レーザービーム照射手段）３２が設けられている。
【００２３】
レーザービーム照射ユニット３２に隣接する位置には、チャックテーブル６に保持されたウェーハ１１等を撮像するカメラ３４が設けられている。カメラ３４でウェーハ１１等を撮像して形成された画像は、例えば、ウェーハ１１とレーザービーム照射ユニット３２との位置等を調整する際に使用される。
【００２４】
チャックテーブル６、水平移動機構８（特に、Ｘ軸パルスモータ１６及びＹ軸パルスモータ２４）、レーザービーム照射ユニット３２、カメラ３４等の構成要素は、制御ユニット（不図示）に接続されている。制御ユニットは、ウェーハ１１が適切に加工されるように、各構成要素の動作を制御する。
【００２５】
図２は、レーザービーム照射ユニット３２の構成例を模式的に示す図である。レーザービーム照射ユニット３２は、ウェーハ１１に対して透過性を有する波長のレーザービームＬをパルス発振する発振器３６を含む。発振器３６に隣接する位置には、発振器３６で発振されたレーザービームＬの光量を調整する調整器３８が配置されている。
【００２６】
調整器３８で光量を調整されたレーザービームＬは、例えば、ミラー４０で反射された後に、位相シフトマスク４２に入射する。図３（Ａ）は、位相シフトマスク４２の構成例を模式的に示す平面図であり、図３（Ｂ）は、位相シフトマスク４２の構成例を模式的に示す側面図である。
【００２７】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、位相シフトマスク４２は、例えば、所定の厚さの第１領域４４と、第１領域４４より厚い第２領域４６と、を含む円盤状に形成されたレベンソンマスクである。第１領域４４と第２領域４６との境界４２ａは、例えば、位相シフトマスク４２の径方向に設定されている。
【００２８】
第１領域４４と第２領域４６との厚みの差Δは、第１領域４４を通過するレーザービームＬと、第２領域４６を通過するレーザービームＬと、の間に１８０度（π）の位相差を形成できるように調整される。ここで、空気の屈折率をｎ１、位相シフトマスク４２を構成する材料の屈折率をｎ２、真空中での光の波長をλとすると、光の位相が１８０度（π）ずれる条件は、ｎ１Δ−ｎ２Δ＝（２ｍ−１）・λ・π／２π（ただし、ｍは正の整数）で表される。
【００２９】
よって、例えば、レーザービームＬの波長が１０６４ｎｍで、位相シフトマスク４２を構成する材料が石英ガラスの場合、２０℃、１気圧、１０６４ｎｍの波長において、空気の屈折率が約１．００、石英ガラスの屈折率が約１．４５であることを考慮すると、厚みの差Δは、約１１８０（２ｍ−１）（ｎｍ）となる。すなわち、Δは、約１.１８μｍ、約３．５４μｍ、約５．９０μｍ等である。
【００３０】
同様に、例えば、レーザービームＬの波長が１３４２ｎｍで、位相シフトマスク４２を構成する材料が石英ガラスの場合、２０℃、１気圧、１３４２ｎｍの波長において、空気の屈折率が約１．００、石英ガラスの屈折率が約１．４５であることを考慮すると、厚みの差Δは、約１４９０（２ｍ−１）（ｎｍ）となる。すなわち、Δは、約１.４９μｍ、約４．４７μｍ、約７．４５μｍ等である。
【００３１】
図４は、位相シフトマスク４２等を通過するレーザービームＬの様子を模式的に示す図である。図４に示すように、レーザービームＬは、位相シフトマスク４２を通過することによって、１８０度（π）の位相差がある第１レーザービームＬ１と第２レーザービームＬ２とに分けられる。より詳細には、厚い第２領域４６を通過した第２レーザービームＬ２の位相が、薄い第１領域４４を通過した第１レーザービームＬ１の位相に対して１８０度（π）遅れた状態になる。
【００３２】
位相シフトマスク４２を通過したレーザービームＬ（第１レーザービームＬ１及び第２レーザービームＬ２）は、それぞれ、レンズ４８によって集光される。第１レーザービームＬ１と第２レーザービームＬ２との間には、１８０度（π）の位相差があるので、第１レーザービームＬ１及び第２レーザービームＬ２は、位相シフトマスク４２の境界４２ａに対応する領域（第１レーザービームＬ１と第２レーザービームＬ２との境界付近）で弱め合う。
【００３３】
その結果、第１レーザービームＬ１及び第２レーザービームＬ２は、レンズ４８によって２個のピークＰ１，Ｐ２を持つように集光される。すなわち、レンズ４８で集光されるレーザービームＬの強度分布は、互いに分離された２個のピークＰ１，Ｐ２を持つことになる。本実施形態のレーザー加工装置２では、この２個のピークＰ１，Ｐ２がＸ軸方向に沿って配列されるように位相シフトマスク４２の向き等が調整される。
【００３４】
図５は、本実施形態に係るウェーハの加工方法で加工されるウェーハ１１等の構成例を模式的に示す斜視図である。ウェーハ１１は、例えば、シリコン等の半導体材料で円盤状に形成されている。このウェーハ１１の表面１１ａ側は、交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイス１５が形成されている。
【００３５】
また、このウェーハ１１の表面１１ａ側には、ウェーハ１１よりも径の大きい粘着テープ（ダイシングテープ）１７が貼付されている。粘着テープ１７の外周部分には、環状のフレーム１９が固定されており、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が露出している。つまり、ウェーハ１１は、粘着テープ１７を介してフレーム１９に支持されている。
【００３６】
なお、本実施形態では、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハ１１を用いるが、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板をウェーハ１１とすることもできる。また、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。
【００３７】
本実施形態に係るウェーハの加工方法では、まず、上述したウェーハ１１の内部に改質層（改質領域）を形成する改質層形成ステップを行う。この改質層形成ステップは、保持ステップと、往路改質層形成ステップと、位相シフトマスク反転ステップと、復路改質層形成ステップと、を含んでいる。
【００３８】
保持ステップでは、上述したレーザー加工装置２のチャックテーブル６でウェーハ１１を吸引、保持する。具体的には、ウェーハ１１の表面１１ａ側に貼付されている粘着テープ１７をチャックテーブル６の保持面６ａに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。併せて、チャックテーブル６のクランプ６ｂでフレーム１９を固定する。これにより、ウェーハ１１は、裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル６に吸引、保持される。
【００３９】
保持ステップの後には、例えば、往路改質層形成ステップを行う。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、往路改質層形成ステップでウェーハ１１の内部に改質層２１が形成される様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図７は、改質層２１の配置等を模式的に示す平面図である。往路改質層形成ステップでは、まず、チャックテーブル６を回転させて、例えば、対象となる分割予定ライン１３をＸ軸方向に対して平行にする。
【００４０】
次に、チャックテーブル６を移動させて、加工の対象となる分割予定ライン１３の延長線上にレーザービーム照射ユニット３２の射出口の位置を合わせる。そして、図６（Ａ）に示すように、レーザービーム照射ユニット３２からウェーハ１１にレーザービームＬ（第１レーザービームＬ１及び第２レーザービームＬ２）を照射しながら、チャックテーブル６をＸ＋側（Ｘ軸方向の他方側）に移動させる。
【００４１】
言い換えれば、レーザービーム照射ユニット３２からウェーハ１１にレーザービームＬを照射しながら、チャックテーブル６に対してレーザービーム照射ユニット３２をＸ−側（Ｘ軸方向の一方側）に相対的に移動させる。
【００４２】
また、レーザービームＬがウェーハ１１の内部に集光されるように、レーザービーム照射ユニット３２を調整、制御しておく。このように、ウェーハ１１に対して透過性を有する波長のレーザービームＬをウェーハ１１の内部に集光させることで、レーザービームＬが集光した領域（すなわち、ピークＰ１，Ｐ２）及びその近傍でウェーハ１１を多光子吸収によって改質し、分割の起点となる改質層２１（改質層２１ａ，２１ｂ）を形成できる。
【００４３】
具体的な加工条件は、例えば、次の通りである。
レーザービームＬの波長：１０６４ｎｍ又は１３４２ｎｍ
繰り返し周波数：９０ｋＨｚ
チャックテーブル６の送り速度（加工送り速度）：５００ｍｍ／ｓ
レンズ４８の開口数（ＮＡ）：０．７
１パルス当たりのレーザービームＬのエネルギー：１２μＪ
ピークＰ１とピークＰ２との間隔：１μｍ〜２μｍ
【００４４】
ただし、加工条件に特段の制限はない。例えば、シリコン等の半導体材料で形成されたウェーハ１１を加工する場合には、９００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下、好ましくは１０００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下又は１３００ｎｍ以上１４００ｎｍ以下の他の波長のレーザービームＬを用いることもできる。図６（Ｂ）及び図７に示すように、加工の対象となる分割予定ライン１３に沿って改質層２１が形成されると、往路改質層形成ステップは終了する。
【００４５】
本実施形態の往路改質層形成ステップでは、図６（Ａ）に示すように、Ｘ＋側（Ｘ軸方向の他方側）のピークＰ２を形成する第２レーザービームＬ２の位相を、Ｘ−側（Ｘ軸方向の一方側）のピークＰ１を形成する第１レーザービームＬ１の位相に対して１８０度（π）遅らせるように、位相シフトマスク４２の向き等が調整されている。これにより、ウェーハ１１の内部で反射、散乱されたレーザービームＬ（第１レーザービームＬ１及び第２レーザービームＬ２）によるデバイス１５の破壊を防止できる。
【００４６】
レーザービームの２個のピークＰ１，Ｐ２によってクラックが伸展する方向を制御することで、改質層２１から不規則な方向にクラックが伸展する可能性を低く抑え、この不規則なクラックによるレーザービームＬの反射、散乱を抑制して、デバイス１５の破壊を防ぐことができるのである。
【００４７】
往路改質層形成ステップの後には、ウェーハ１１に照射されるレーザービームＬの位相の分布がＸ軸方向において反転するように位相シフトマスク４２を反転させる位相シフトマスク反転ステップを行う。図８は、位相シフトマスク反転ステップで位相シフトマスク４２が反転された後の状態を模式的に示す図である。
【００４８】
この位相シフトマスク反転ステップでは、例えば、レーザービームＬの進行方向に平行な回転軸の周りに位相シフトマスク４２を１８０度回転させて、ウェーハ１１に照射されるレーザービームＬの位相の分布をＸ軸方向において反転させる。その結果、図８に示すように、Ｘ−側（Ｘ軸方向の一方側）のピークＰ２を形成する第２レーザービームＬ２の位相が、Ｘ＋側（Ｘ軸方向の他方側）のピークＰ１を形成する第１レーザービームＬ１の位相に対して１８０度（π）遅れることになる。
【００４９】
位相シフトマスク反転ステップの後には、復路改質層形成ステップを行う。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、復路改質層形成ステップでウェーハ１１の内部に改質層２１が形成される様子を模式的に示す一部断面側面図である。復路改質層形成ステップでは、まず、チャックテーブル６を移動させて、加工の対象となる分割予定ライン１３（例えば、往路改質層形成ステップで加工の対象とした分割予定ライン１３に隣接する分割予定ライン１３）の延長線上にレーザービーム照射ユニット３２の射出口の位置を合わせる。
【００５０】
そして、図９（Ａ）に示すように、レーザービーム照射ユニット３２からウェーハ１１にレーザービームＬ（第１レーザービームＬ１及び第２レーザービームＬ２）を照射しながら、チャックテーブル６をＸ−側（Ｘ軸方向の一方側）に移動させる。言い換えれば、レーザービーム照射ユニット３２からウェーハ１１にレーザービームＬを照射しながら、チャックテーブル６に対してレーザービーム照射ユニット３２をＸ＋側（Ｘ軸方向の他方側）に相対的に移動させる。
【００５１】
また、レーザービームＬがウェーハ１１の内部に集光されるように、レーザービーム照射ユニット３２を調整、制御しておく。このように、ウェーハ１１に対して透過性を有する波長のレーザービームＬをウェーハ１１の内部に集光させることで、レーザービームＬが集光した領域（すなわち、ピークＰ１，Ｐ２）及びその近傍でウェーハ１１を多光子吸収によって改質し、分割の起点となる改質層２１（改質層２１ａ，２１ｂ）を形成できる。
【００５２】
具体的な加工条件は、往路改質層形成ステップと同じで良い。ただし、加工条件に特段の制限はない。図９（Ｂ）に示すように、加工の対象となる分割予定ライン１３に沿って改質層２１が形成されると、復路改質層形成ステップは終了する。
【００５３】
本実施形態の復路改質層形成ステップでは、図９（Ａ）に示すように、Ｘ−側（Ｘ軸方向の一方側）のピークＰ２を形成する第２レーザービームＬ２の位相を、Ｘ＋側（Ｘ軸方向の他方側）のピークＰ１を形成する第１レーザービームＬ１の位相に対して１８０度（π）遅らせるように、位相シフトマスク４２の向き等が調整されている。これにより、ウェーハ１１の内部で反射、散乱されたレーザービームＬ（第１レーザービームＬ１及び第２レーザービームＬ２）によるデバイス１５の破壊を防止できる。
【００５４】
また、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、往路改質層形成ステップの後、復路改質層形成ステップの前に、位相シフトマスク反転ステップを行い、位相シフトマスク４２を反転させている。これにより、ウェーハ１１に照射されるレーザービームＬの位相の分布がＸ軸方向において反転するので、チャックテーブル６とレーザービーム照射ユニット３２との相対的な移動の方向が変わっても、ウェーハ１１を一定の加工条件で精度良く加工できる。
【００５５】
なお、この復路改質層形成ステップの後には、更に、位相シフトマスク反転ステップを行い、その後、往路改質層形成ステップ、位相シフトマスク反転ステップ、復路改質層形成ステップ、位相シフトマスク反転ステップを必要に応じて繰り返しても良い。全ての分割予定ライン１３に沿って改質層２１が形成されると、改質層形成ステップは終了する。
【００５６】
改質層形成ステップの後には、改質層２１が形成された分割予定ライン１３に沿ってウェーハ１１を分割する分割ステップを行う。この分割ステップでは、任意の方法でウェーハ１１に力を加えて、改質層２１を起点にウェーハ１１を破断、分割する。なお、ウェーハ１１に対して力を加える方法に特段の制限はない。
【００５７】
例えば、粘着テープ１７を拡張する方法で力を加えてウェーハ１１を分割することができる。また、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削する方法や、分割予定ラインに沿って棒状（刃状）の部材を押し当てる方法等で力を加えてウェーハ１１を分割しても良い。全ての分割予定ライン１３に沿ってウェーハ１１が分割されると、分割ステップは終了する。
【００５８】
なお、本発明は、上記実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態に係るレーザー加工装置２では、位相シフトマスク４２としてレベンソンマスクを用いているが、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ（Liquid Crystal on Silicon - Spatial Light Modulator）等に代表される空間位相変調器を位相シフトマスクとして用いても良い。
【００５９】
また、上記実施形態に係るレーザー加工装置２では、レーザービームＬを位相シフトマスク４２に入射させる前にミラー４０で反射させる構成のレーザービーム照射ユニット（レーザービーム照射手段）３２が採用されているが、レーザービーム照射ユニットを構成する構成要素の配置等に特段の制限はない。例えば、位相シフトマスクを通過したレーザービームをミラーで反射させるようにレーザービーム照射ユニットを構成することもできる。
【００６０】
また、上記実施形態の往路改質層形成ステップでは、ウェーハ１１にレーザービームＬを照射しながら、チャックテーブル６に対してレーザービーム照射ユニット３２をＸ−側に相対的に移動させているが、本発明はこの態様に限定されない。例えば、往路改質層形成ステップにおいて、ウェーハ１１にレーザービームＬを照射しながら、チャックテーブル６に対してレーザービーム照射ユニット３２をＸ＋側に相対的に移動させても良い。つまり、Ｘ−とＸ＋との関係を入れ替えることもできる。
【００６１】
また、上記実施形態の改質層形成ステップの後、分割ステップの前に、別の改質層形成ステップを追加で行っても良い。例えば、上記実施形態の改質層形成ステップでウェーハ１１の第１の深さの位置に改質層２１を形成してから、別の改質層形成ステップでウェーハ１１の第２の深さの位置に別の改質層を形成することができる。この場合、別の改質層形成ステップでは、必ずしも位相シフトマスク４２を用いなくて良い。
【００６２】
その他、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】
【００６３】
１１  ウェーハ
１１ａ  表面
１１ｂ  裏面
１３  分割予定ライン（ストリート）
１５  デバイス
１７  粘着テープ
１９  フレーム
２１，２１ａ，２１ｂ  改質層
Ｌ  レーザービーム
Ｌ１  第１レーザービーム
Ｌ２  第２レーザービーム
Ｐ１，Ｐ２  ピーク
２  レーザー加工装置
４  基台
６  チャックテーブル（保持手段）
６ａ  保持面
８  水平移動機構（加工送り手段、割り出し送り手段）
１０  Ｘ軸ガイドレール
１２  Ｘ軸移動テーブル
１４  Ｘ軸ボールネジ
１６  Ｘ軸パルスモータ
１８  Ｙ軸ガイドレール
２０  Ｙ軸移動テーブル
２２  Ｙ軸ボールネジ
２４  Ｙ軸パルスモータ
２６  テーブルマウント
２８  カバー
３０  支持構造
３０ａ  柱部
３０ｂ  アーム部
３２  レーザービーム照射ユニット（レーザービーム照射手段）
３４  カメラ
３６  発振器
３８  調整器
４０  ミラー
４２  位相シフトマスク
４２ａ  境界
４４  第１領域
４６  第２領域
４８  レンズ
【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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