(57)【要約】【課題】手間や時間を要することなく、低コストで、基板の表面に金属膜を含む積層膜が形成されたウェーハを分割予定ラインに沿ってチップに効率的に分割することができるウェーハ加工方法及びウェーハ加工装置を提供する。【解決手段】シリコン基板１４の表面に金属膜を含む積層膜１６が形成されたウェーハ１０にレーザ光Ｌを照射して、ウェーハ１０を分割予定ラインに沿ってチップに分割するウェーハ加工方法であって、シリコン基板１４にレーザ光Ｌの集光点Ｐを合わせて照射することにより、分割予定ラインに沿ってシリコン基板１４に改質領域２０を形成する改質領域形成工程と、積層膜１６にレーザ光Ｌの集光点Ｐを合わせて照射することにより、分割予定ラインに沿って積層膜１６に熱加工領域２４を形成する熱加工工程とを備える。【選択図】図９
2019176079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に金属膜を含む積層膜が形成されたウェーハにレーザ光を照射して、前記ウェーハを分割予定ラインに沿ってチップに分割するウェーハ加工方法であって、
前記レーザ光と前記ウェーハとを前記分割予定ラインに沿って相対的に移動させながら、前記基板に前記レーザ光の集光点を合わせて前記レーザ光を照射することにより、前記分割予定ラインに沿って前記基板に改質領域を形成する改質領域形成工程と、
前記レーザ光と前記ウェーハとを前記分割予定ラインに沿って相対的に移動させながら、前記積層膜に前記レーザ光の集光点を合わせて前記レーザ光を照射することにより、前記分割予定ラインに沿って前記積層膜に熱加工領域を形成する熱加工工程と、
を備えるウェーハ加工方法。
【請求項２】
前記改質領域形成工程及び前記熱加工工程が行われた後、前記ウェーハに外力を加えて前記ウェーハを前記分割予定ラインに沿ってチップに分割する分割工程を備える、
請求項１に記載のウェーハ加工方法。
【請求項３】
前記熱加工工程は、前記改質領域形成工程と同一の装置を用いて行われる、
請求項１又は２に記載のウェーハ加工方法。
【請求項４】
前記熱加工工程は、前記改質領域形成工程の後に行われる、
請求項１から３のいずれか１項に記載のウェーハ加工方法。
【請求項５】
前記熱加工工程は、前記改質領域形成工程の前に行われる、
請求項１から３のいずれか１項に記載のウェーハ加工方法。
【請求項６】
前記熱加工工程は、前記改質領域形成工程と同時に行われる、
請求項１から３のいずれか１項に記載のウェーハ加工方法。
【請求項７】
基板の表面に金属膜を含む積層膜が形成されたウェーハを分割予定ラインに沿ってチップに分割するウェーハ加工装置であって、
レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射された前記レーザ光を集光させる集光レンズとを有するレーザ光照射装置と、
前記ウェーハと前記レーザ光照射装置とを前記分割予定ラインに沿って相対的に移動させる相対移動機構と、
前記ウェーハと前記レーザ光照射装置との間の距離を調整する距離調整機構と、
前記距離調整機構を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記基板に改質領域を形成する場合には、前記基板に前記レーザ光の集光点を合わせるように前記距離調整機構を制御する第１制御と、
前記積層膜に熱加工領域を形成する場合には、前記積層膜に前記レーザ光の集光点を合わせるように前記距離調整機構を制御する第２制御と、を実行する、
ウェーハ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に金属膜を含む積層膜が形成されたウェーハにレーザ光を照射して、ウェーハを分割予定ラインに沿ってチップに分割する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シリコンウェーハなどのウェーハに対して透過性を有する波長のレーザ光をウェーハの内部に集光点を合わせて照射することによって、分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質領域を形成し、この改質領域が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、ウェーハを分割予定ラインに沿ってチップに分割する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、シリコン基板などの基板の表面にＴＥＧ（Test Element Group）などの金属膜を含む積層膜が形成されたウェーハにおいては、上述した方法では、金属膜を分断することができず、良好な品質でチップに分割することができないという問題がある。
【０００４】
上記問題を解消するため、ウェーハの内部に改質領域を形成するのに先立って、ウェーハの表面に形成された積層膜に対して吸収性を有する波長のレーザ光を分割予定ラインに沿って照射し、分割予定ライン上の積層膜を除去して分割溝を形成するアブレーション加工を行う方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３４０８８０５号公報
【特許文献２】特開２００７−１７３４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の方法（特許文献２に記載された方法）では、ウェーハの内部に改質領域を形成する前にアブレーション加工を実施しなければならず、生産性が悪いという問題がある。また、アブレーション加工を実施するためには、樹脂等の保護膜をウェーハの表面に形成しなければならず、しかもアブレーション加工を実施した後には保護膜の除去が必要となる。このように従来の方法では、手間や時間がかかり、コストアップになるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、手間や時間を要することなく、低コストで、基板の表面に金属膜を含む積層膜が形成されたウェーハを分割予定ラインに沿ってチップに効率的に分割することができるウェーハ加工方法及びウェーハ加工装置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】
【０００８】
上記目的を達成するために、以下の発明を提供する。
【０００９】
本発明の第１態様に係るウェーハ加工方法は、基板の表面に金属膜を含む積層膜が形成されたウェーハにレーザ光を照射して、ウェーハを分割予定ラインに沿ってチップに分割するウェーハ加工方法であって、レーザ光とウェーハとを分割予定ラインに沿って相対的に移動させながら、基板にレーザ光の集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、分割予定ラインに沿って基板に改質領域を形成する改質領域形成工程と、レーザ光とウェーハとを分割予定ラインに沿って相対的に移動させながら、積層膜にレーザ光の集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、分割予定ラインに沿って積層膜に熱加工領域を形成する熱加工工程と、を備える。
【００１０】
本発明の第２態様に係るウェーハ加工方法は、第１態様において、改質領域形成工程及び熱加工工程が行われた後、ウェーハに外力を加えてウェーハを分割予定ラインに沿ってチップに分割する分割工程を備える。
【００１１】
本発明の第３態様に係るウェーハ加工方法は、第１態様又は第２態様において、熱加工工程は、改質領域形成工程と同一の装置を用いて行われる。
【００１２】
本発明の第４態様に係るウェーハ加工方法は、第１態様から第３態様のいずれか１つの態様において、熱加工工程は、改質領域形成工程の後に行われる。
【００１３】
本発明の第５態様に係るウェーハ加工方法は、第１態様から第３態様のいずれか１つの態様において、熱加工工程は、改質領域形成工程の前に行われる。
【００１４】
本発明の第６態様に係るウェーハ加工方法は、第１態様から第３態様のいずれか１つの態様において、熱加工工程は、改質領域形成工程と同時に行われる。
【００１５】
本発明の第７態様に係るウェーハ加工装置は、基板の表面に金属膜を含む積層膜が形成されたウェーハを分割予定ラインに沿ってチップに分割するウェーハ加工装置であって、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザ光を集光させる集光レンズとを有するレーザ光照射装置と、ウェーハとレーザ光照射装置とを分割予定ラインに沿って相対的に移動させる相対移動機構と、ウェーハとレーザ光照射装置との間の距離を調整する距離調整機構と、距離調整機構を制御する制御部と、を備え、制御部は、基板に改質領域を形成する場合には、基板にレーザ光の集光点を合わせるように距離調整機構を制御する第１制御と、積層膜に熱加工領域を形成する場合には、積層膜にレーザ光の集光点を合わせるように距離調整機構を制御する第２制御と、を実行する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、手間や時間を要することなく、低コストで、基板の表面に金属膜を含む積層膜が形成されたウェーハを分割予定ラインに沿ってチップに効率的に分割することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係るウェーハ加工方法の流れを示したフローチャート
【図２】ウェーハの一例を示した平面図
【図３】図２のウェーハの一部断面図
【図４】レーザ加工装置の概略を示した構成図
【図５】レーザ加工装置における制御装置の構成を示したブロック図
【図６】第１の実施形態における改質領域形成工程を説明するための図
【図７】第１の実施形態における改質領域形成工程を説明するための図
【図８】第１の実施形態における改質領域形成工程を説明するための図
【図９】第１の実施形態における熱加工工程を説明するための図
【図１０】第１の実施形態における熱加工工程を説明するための図
【図１１】第１の実施形態における分割工程を説明するための図
【図１２】第２の実施形態における改質領域形成工程を説明するための図
【図１３】第３の実施形態に係るウェーハ加工方法の流れを示したフローチャート
【図１４】第３の実施形態における熱加工工程を説明するための図
【図１５】第３の実施形態における改質領域形成工程を説明するための図
【図１６】第４の実施形態に係るウェーハ加工方法の流れを示したフローチャート
【図１７】第４の実施形態における改質領域形成・熱加工工程を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳説する。
【００１９】
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、第１の実施形態に係るウェーハ加工方法の流れを示したフローチャートである。図１に示すように、本実施形態に係るウェーハ加工方法は、改質領域形成工程（ステップＳ１０）と、熱加工工程（ステップＳ１２）と、分割工程（ステップＳ１４）とを備えている。
【００２１】
＜ウェーハ＞
まず、本実施形態において加工対象となるウェーハ１０について、図２及び図３を参照して簡単に説明する。図２は、ウェーハ１０の一例を示した平面図である。図３は、図２のウェーハ１０の一部断面図である。
【００２２】
図２及び図３に示すように、ウェーハ１０は、格子状に配列された分割予定ライン１２によって複数の領域に区画され、この区画された各領域に半導体チップを構成する各種デバイスが形成されている。このウェーハ１０はシリコン基板１４を備えており、ウェーハ１０の表面１０ａ側（すなわち、シリコン基板１４の表面）には金属膜を含む積層膜１６が形成されている。なお、ウェーハ１０の表面１０ａ側の積層膜１６には、分割予定ライン１２上にデバイスの機能をテストするためのＴＥＧ（テストエレメントグループ）と称される金属膜が部分的に複数配設されている。なお、ウェーハ１０を構成する基板としては、シリコン基板１４に限定されず、例えば、ガラス基板や圧電セラミック基板などであってもよい。
【００２３】
＜レーザ加工装置＞
本実施形態では、改質領域形成工程（ステップＳ１０）及び熱加工工程（ステップＳ１２）は、図４に示すレーザ加工装置１００を用いて実施される。レーザ加工装置１００は、本発明の「ウェーハ加工装置」の構成要素の１つである。以下、レーザ加工装置１００の構成について説明する。
【００２４】
図４は、レーザ加工装置１００の概略を示した構成図である。図４に示すように、レーザ加工装置１００は、主として、ウェーハ１０を移動させるステージ１１０と、ウェーハ１０をレーザ加工するレーザ加工ヘッド１２０と、レーザ加工装置１００の各部を制御する制御装置１５０とから構成されている。
【００２５】
ステージ１１０は、ウェーハ１０を吸着保持するものである。ステージ１１０は、図示しないステージ移動機構を含んで構成され、ステージ移動機構によりＸＹＺθ方向に移動可能に構成される。ステージ移動機構としては、例えば、ボールねじ駆動、リニアモータ機構等の種々の機構にて構成することができる。ステージ１１０は、本発明の「相対移動機構」及び「距離調整機構」の一例である。
【００２６】
なお、図４に示す例では、ＸＹＺの３方向は互いに直交し、このうちＸ方向およびＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。またθ方向は、鉛直方向軸（Ｚ軸）を回転軸とする回転方向である。
【００２７】
レーザ加工ヘッド１２０は、ステージ１１０に対向する位置に配置される。レーザ加工ヘッド１２０は、ウェーハ１０を吸着保持するステージ１１０に対して相対的に移動しながら、加工用のレーザ光Ｌをウェーハ１０に対して照射するものである。レーザ加工ヘッド１２０は、本発明の「レーザ光照射装置」の一例である。
【００２８】
レーザ加工ヘッド１２０は、主として、レーザ光源１２２、空間光変調器１２８、集光レンズ１３８等を備えている。
【００２９】
レーザ光源１２２は、制御装置１５０の制御に従って、ウェーハ１０に照射される加工用のレーザ光Ｌを出力する。改質領域形成工程及び熱加工工程において照射されるレーザ光Ｌは、ウェーハ１０を構成するシリコン基板１４に対して透過性を有する波長に設定されている。このレーザ光Ｌの波長としては、１０００ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の波長、好ましくは１０５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下、さらに好ましくは１１００ｎｍ以上１１５０ｎｍ以下の波長のものが用いられる。本実施形態では、一例として、改質領域形成工程及び熱加工工程において同一の波長（例えば１１３５ｎｍ）のレーザ光Ｌが照射される。
【００３０】
空間光変調器１２８は、位相変調型のものであり、レーザ光源１２２から出力されたレーザ光Ｌを入力し、２次元配列された複数の画素それぞれにおいてレーザ光Ｌの位相を変調する所定のホログラムパターン（変調パターン）を呈示して、その位相変調後のレーザ光Ｌを出力する。
【００３１】
空間光変調器１２８としては、例えば、反射型液晶（LCOS：Liquid Crystal on Silicon）の空間光変調器（SLM：Spatial Light Modulator）が用いられる。空間光変調器１２８の動作、及び空間光変調器１２８で呈示されるホログラムパターンは、制御装置１５０によって制御される。なお、空間光変調器１２８の具体的な構成や空間光変調器１２８で呈示されるホログラムパターンについては既に公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３２】
集光レンズ１３８は、レーザ光Ｌをウェーハ１０の内部に集光させる対物レンズ（赤外対物レンズ）である。この集光レンズ１３８の開口数（ＮＡ）は、例えば０．６５である。
【００３３】
レーザ加工ヘッドは、上記構成の他、ビームエキスパンダ１２４、λ／２波長板１２６、縮小光学系１３６等を備えている。
【００３４】
ビームエキスパンダ１２４は、レーザ光源１２２から出力されたレーザ光Ｌを空間光変調器１２８のために適切なビーム径に拡大する。λ／２波長板１２６は、空間光変調器１２８へのレーザ光入射偏光面を調整する。縮小光学系１３６は、第１レンズ１３６ａ及び第２レンズ１３６ｂからなるアフォーカル光学系（両側テレセントリックな光学系）であり、空間光変調器１２８で変調されたレーザ光Ｌを集光レンズ１３８に縮小投影する。
【００３５】
また、図示を省略したが、レーザ加工ヘッドには、ウェーハ１０とのアライメントを行うためのアライメント光学系、ウェーハ１０と集光レンズ１３８との間の距離（ワーキングディスタンス）を一定に保つためのオートフォーカスユニット等が備えられている。
【００３６】
制御装置１５０は、例えばパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータなどの汎用のコンピュータによって実現されるものである。
【００３７】
制御装置１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び入出力インターフェース等を備えている。制御装置１５０では、ＲＯＭに記憶されている制御プログラム等の各種プログラムがＲＡＭに展開され、ＲＡＭに展開されたプログラムがＣＰＵによって実行されることにより、図５に示した制御装置１５０内の各部の機能が実現され、入出力インターフェースを介して各種の演算処理や制御処理が実行される。
【００３８】
図５は、制御装置１５０の構成を示したブロック図である。図５に示すように、制御装置１５０は、主制御部１５２と、ステージ制御部１５４と、レーザ制御部１５６と、空間光変調器制御部１５８として機能する。
【００３９】
主制御部１５２は、制御装置１５０を構成する各部、すなわち、ステージ制御部１５４、レーザ制御部１５６、及び空間光変調器制御部１５８を統括的に制御する。
【００４０】
ステージ制御部１５４は、ステージ１１０の移動（回転を含む）を制御する制御信号をステージ１１０に出力する。なお、ステージ制御部１５４は、主制御部１５２とともに、本発明の「制御部」の構成要素の１つである。
【００４１】
レーザ制御部１５６は、レーザ光Ｌの出射を制御する部分であり、レーザ光Ｌの波長、パルス幅、強度、出射タイミング、及び繰り返し周波数などを制御する制御信号をレーザ光源１２２に出力する。
【００４２】
空間光変調器制御部１５８は、空間光変調器１２８の動作を制御する制御信号を空間光変調器１２８に出力する。すなわち、この空間光変調器制御部１５８は、所定のホログラムパターンを空間光変調器１２８に呈示させる制御を行う。なお、空間光変調器１２８に呈示させるホログラムパターンは、改質領域の形成位置、照射するレーザ光Ｌの波長、及び集光レンズ１３８やウェーハ１０の屈折率等に基づいて予め導出され、制御装置１５０のメモリ部（不図示）に記憶されている。
【００４３】
レーザ加工装置１００はこの他に、図示しないウェーハ搬送手段、操作板、テレビモニタ、及び表示灯等から構成されている。
【００４４】
操作板には、レーザ加工装置１００の各部の動作を操作するスイッチ類や表示装置が取り付けられている。テレビモニタは、図示しない撮像装置（ＣＣＤカメラ等）で撮像したウェーハ画像の表示、又はプログラム内容や各種メッセージ等を表示する。表示灯は、レーザ加工装置１００の加工中、加工終了、非常停止等の稼働状況を表示する。
【００４５】
＜改質領域形成工程＞
次に、図１に示す改質領域形成工程（ステップＳ１０）について説明する。
【００４６】
図６から図８は、第１の実施形態における改質領域形成工程を説明するための図であり、ウェーハ１０の一部断面図である。なお、図６及び図７は、ウェーハ１０の分割予定ライン１２に沿った方向に直交する方向の断面図である。また、図８は、ウェーハ１０の分割予定ライン１２に沿った方向の断面図（図６及び図７の紙面に直交する方向の断面図に相当）である。
【００４７】
図１に示すように、本実施形態のウェーハ加工方法が開始されると、最初に、改質領域形成工程（ステップＳ１０）が行われる。この改質領域形成工程は、図４に示したレーザ加工装置１００を用いて実施される。以下、改質領域形成工程について詳細に説明する。
【００４８】
まず、ウェーハ１０の裏面（すなわち、シリコン基板１４の裏面）１０ｂを上側にしてウェーハ１０をレーザ加工装置１００のステージ１１０上に載置する。続いて、図示しないアライメント光学系を用いてウェーハ１０のアライメントが行われる。
【００４９】
次に、図６に示すように、ステージ制御部１５４の制御（本発明の「第１制御」に相当）に従って、ステージ１１０を移動させてウェーハ１０のシリコン基板１４の内部にレーザ光Ｌの集光点Ｐを合わせる。このステージ１１０の初期位置は、ウェーハ１０の厚さや屈折率、集光レンズ１３８の開口数等に基づいて決定される。
【００５０】
次に、レーザ制御部１５６及びステージ制御部１５４の制御に従って、レーザ加工ヘッド１２０のレーザ光源１２２からレーザ光Ｌを出射し、集光レンズ１３８により集光されたレーザ光Ｌがウェーハ１０の分割予定ライン１２上をスキャンするようにステージ１１０を移動させる。すなわち、ウェーハ１０の裏面１０ｂをレーザ光入射面としてシリコン基板１４の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを照射し、ステージ１１０の移動によって、格子状に形成された各分割予定ライン１２に沿って集光点Ｐを相対的に移動させる。
【００５１】
このとき、レーザ光源１２２から出力されたレーザ光Ｌは、ビームエキスパンダ１２４によってビーム径が拡大され、第１ミラー１３０によって反射され、λ／２波長板１２６によって偏光方向が変更されて空間光変調器１２８に入射される。
【００５２】
空間光変調器１２８に入射されたレーザ光Ｌは、空間光変調器１２８に呈示された所定のホログラムパターンに従って変調される。その際、空間光変調器制御部１５８は、シリコン基板１４の内部においてレーザ光Ｌの集光点Ｐを合わせる位置で収差補正が行われるように、レーザ光Ｌを変調するためのホログラムパターンを空間光変調器１２８に呈示させる制御を行う。
【００５３】
空間光変調器１２８から出射されたレーザ光Ｌは、第２ミラー１３１、第３ミラー１３２によって順次反射された後、第１レンズ１３６ａを通過し、さらに第４ミラー１３３、第５ミラー１３４によって反射され、第２レンズ１３６ｂを通過し、集光レンズ１３８に入射される。これにより、空間光変調器１２８から出射されたレーザ光Ｌは、第１レンズ１３６ａ、第２レンズ１３６ｂからなる縮小光学系１３６によって集光レンズ１３８に縮小投影される。そして、集光レンズ１３８に入射されたレーザ光Ｌは、集光レンズ１３８によりシリコン基板１４の内部に集光される。
【００５４】
ウェーハ１０の裏面１０ｂから入射したレーザ光Ｌの集光点Ｐがシリコン基板１４の内部に設定されているので、図６に示すように、ウェーハ１０の裏面１０ｂを透過したレーザ光Ｌは、シリコン基板１４の内部の集光点Ｐでエネルギーが集中し、シリコン基板１４の内部の集光点Ｐの近傍に改質領域２０が形成される。また、改質領域２０が形成されると、改質領域２０を起点としてウェーハ１０の厚さ方向に亀裂２２が発生する。
【００５５】
このような各分割予定ライン１２に沿ったレーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的な移動を１本の分割予定ライン１２に対して複数回行う。このとき、集光点Ｐを合わせる位置を裏面１０ｂからの距離を各回で変えることにより、図７に示すように、表面１０ａ側から順に、ウェーハ１０の厚さ方向に複数の改質領域２０をシリコン基板１４の内部に形成する。これにより、図８に示すように、シリコン基板１４の内部には、分割予定ライン１２の方向に沿って改質領域２０の層が２層形成される。
【００５６】
なお、本実施形態では、一例として、シリコン基板１４の内部に改質領域２０の層を２層形成する場合を示したが、これに限らず、シリコン基板１４の内部に１層又は３層以上の改質領域２０を形成してもよい。
【００５７】
＜熱加工工程＞
次に、図１に示す熱加工工程（ステップＳ１２）について説明する。
【００５８】
図９及び図１０は、第１の実施形態における熱加工工程を説明するための図であり、ウェーハ１０の一部断面図である。なお、図９は、ウェーハ１０の分割予定ライン１２に沿った方向に直交する方向の断面図である。また、図１０は、ウェーハ１０の分割予定ライン１２に沿った方向の断面図（図９の紙面に直交する方向の断面図に相当）である。
【００５９】
図１に示すように、本実施形態のウェーハ加工方法では、改質領域形成工程が行われた後、熱加工工程（ステップＳ１２）が行われる。この熱加工工程は、図４に示すレーザ加工装置１００を用いて実施される。以下、熱加工工程について詳細に説明する。
【００６０】
熱加工工程は、レーザ加工装置１００のステージ１１０上にウェーハ１０を載置したままの状態で行われる。すなわち、同一の装置（レーザ加工装置１００）を用いて改質領域工程と熱加工工程とが実施されるため、改質領域形成工程においてウェーハ１０のアライメントが行われた後は、ウェーハ１０のアライメントを再度行うことが不要となる。
【００６１】
熱加工工程では、図９に示すように、ステージ制御部１５４の制御（本発明の「第２制御」に相当）に従って、ステージ１１０を移動させてウェーハ１０の積層膜１６の内部にレーザ光Ｌの集光点Ｐを合わせる。
【００６２】
次に、レーザ制御部１５６及びステージ制御部１５４の制御に従って、レーザ加工ヘッド１２０のレーザ光源１２２からレーザ光Ｌを出射し、集光レンズ１３８により集光されたレーザ光Ｌがウェーハ１０の分割予定ライン１２上をスキャンするようにステージ１１０を移動させる。すなわち、ウェーハ１０の裏面１０ｂをレーザ光入射面として積層膜１６の内部に集光点Ｐを合わせてレーザ光Ｌを照射し、ステージ１１０の移動によって、格子状に形成された各分割予定ライン１２に沿って集光点Ｐを相対的に移動させる。
【００６３】
ウェーハ１０の裏面１０ｂから入射したレーザ光Ｌの集光点Ｐが積層膜１６の内部に設定されているので、図９に示すように、ウェーハ１０の裏面１０ｂから照射されたレーザ光Ｌは、シリコン基板１４を透過して、積層膜１６の内部の集光点Ｐでエネルギーが集中し、ＴＥＧ等の金属膜を含む積層膜１６で吸収されて熱に変換され、その熱エネルギーで積層膜１６の材料を溶融させる熱加工が行われる。すなわち、レーザ光Ｌの集光点Ｐを積層膜１６の内部に合わせてレーザ光Ｌを照射することにより、金属膜を含む積層膜１６に対して効果的に熱影響を与えることができ、積層膜１６の内部の集光点Ｐの近傍に積層膜１６の材料が熱変形した熱加工領域（溶融領域）２４が形成される。これにより、図１０に示すように、積層膜１６の内部には、分割予定ライン１２の方向に沿って熱加工領域２４の層が１層形成される。
【００６４】
なお、熱加工工程においても、上述した改質領域形成工程と同様に、空間光変調器制御部１５８は、積層膜１６の内部においてレーザ光Ｌの集光点Ｐを合わせる位置で収差補正が行われるように、レーザ光Ｌを変調するためのホログラムパターンを空間光変調器１２８に呈示させる制御を行う。
【００６５】
本実施形態において、熱加工工程においてウェーハ１０に照射されるレーザ光Ｌの波長は、改質領域形成工程が行われるときにウェーハ１０に照射されるレーザ光Ｌの波長と同一である。なお、熱加工工程においてウェーハ１０に照射されるレーザ光Ｌの波長は、シリコン基板１４に対して透過性を有するものであればよく、改質領域形成工程が行われるときにウェーハ１０に照射されるレーザ光Ｌの波長と異なっていてもよい。
【００６６】
また、熱加工工程においてウェーハ１０に照射されるレーザ光Ｌの強度は、改質領域形成工程が行われるときにウェーハ１０に照射されるレーザ光Ｌの強度と同一でもよいし異ならせてもよい。例えば、積層膜１６の材料や厚さに応じて、熱加工工程においてウェーハ１０に照射されるレーザ光Ｌの強度を、改質領域形成工程が行われるときにウェーハ１０に照射されるレーザ光Ｌの強度よりも大きくしてもよいし小さくしてもよい。
【００６７】
＜分割工程＞
次に、図１に示す分割工程（ステップＳ１４）について説明する。
【００６８】
図１１は、第１の実施形態における分割工程を説明するための図であり、ウェーハ１０の一部断面図である。なお、図１１は、ウェーハ１０の分割予定ライン１２に沿った方向に直交する方向の断面図（図９の断面図に相当）するものである。
【００６９】
図１に示すように、本実施形態のウェーハ加工方法では、熱加工工程が行われた後、分割工程（ステップＳ１４）が実施される。分割工程は、図示しない分割装置を用いて実施される。分割装置としては公知の構成のものを適用可能であるため、ここでは詳細な説明を省略する（例えば、特開２０１２−１８６４４６号公報等を参照）。なお、分割装置は、上述したレーザ加工装置１００とともに、本発明の「ウェーハ加工装置」の構成要素の１つである。
【００７０】
分割工程では、ウェーハ１０に外力を加えて、ウェーハ１０を分割予定ライン１２に沿ってチップに分割する。
【００７１】
具体的には、図１１の符号ＸＩＡに示すように、片面に粘着剤を有するエキスパンドテープ２６をウェーハ１０の裏面１０ｂに貼着するとともに、エキスパンドテープ２６を介してフレーム（不図示）にマウントされたウェーハ１０を分割装置のテーブル上に載置する。そして、フレーム固定機構（不図示）によりフレームを固定した状態で、エキスパンドリング（突き上げリング）の上昇によりエキスパンドテープ２６を下から押し上げて、ウェーハ１０が貼り付けられたエキスパンドテープ２６を放射状に引き伸ばすことにより、図１１の符号ＸＩＢに示すように、ウェーハ１０に対して、ウェーハ１０の平面方向に沿う放射状の引張力Ｆを加える。これにより、シリコン基板１４の内部の改質領域２０から伸展した亀裂２２が分割起点となり、ウェーハ１０を分割予定ラインに沿ってチップに分割することができる。
【００７２】
ここで、本実施形態においては、熱加工工程において積層膜１６の内部には熱加工領域２４が形成されているので、ウェーハ１０に引張力Ｆを加えると、熱加工領域２４を起点として積層膜１６に含まれる金属膜を容易に分断することができ、ウェーハ１０をチップに分割するのを助けることができる。
【００７３】
なお、分割工程においてウェーハ１０に外力を加える態様としては、エキスパンドリングを用いた態様に限らず、例えば、スキージやローラなどの部材でウェーハ１０に対して外力を付与するようにしてもよい。
【００７４】
＜効果＞
次に、本実施形態の効果について説明する。
【００７５】
本実施形態によれば、シリコン基板１４にレーザ光Ｌの集光点を合わせてレーザ光Ｌを照射する改質領域形成工程と、積層膜１６にレーザ光Ｌの集光点を合わせてレーザ光Ｌを照射する熱加工工程とが実施される。したがって、従来の方法で行われていたアブレーション工程が不要となり、さらにはその前後で実施される保護膜形成・除去工程も不要となり、工程の単純化、低コスト化を図ることができる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、改質領域形成工程及び熱加工工程の両方の工程では、シリコン基板１４に対して透過性を有する波長のレーザ光Ｌが用いられる。そのため、熱加工工程において、積層膜１６の内部にレーザ光Ｌの集光点を合わせた状態でウェーハ１０の裏面１０ｂ側からレーザ光Ｌを照射しても、シリコン基板１４に熱影響（熱ダメージ）を与えることないので、チップの抗折強度を高めることができるとともに、積層膜１６に対して効果的に熱影響を与えることができ、積層膜１６の内部に熱加工領域２４が形成することができる。これにより、熱加工領域２４を起点として積層膜１６に含まれる金属膜を容易に分断することができ、ウェーハ１０をチップに分割するのを助けることができる。
【００７７】
したがって、本実施形態によれば、手間や時間を要することなく、低コストで、シリコン基板１４の表面に金属膜を含む積層膜１６が形成されたウェーハ１０を分割予定ラインに沿ってチップに効率的に分割することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、アブレーション工程を行う場合に比べてカーフ幅（切断幅）を狭くすることができるので、チップの収率向上を図ることができる。
【００７９】
なお、本実施形態では、好ましい態様として、改質領域形成工程と熱加工工程とが同一の装置（レーザ加工装置１００）を用いて実施される態様を示したが、本発明は必ずしもこの態様に限らず、改質領域形成工程と熱加工工程とが異なる装置を用いて実施されてもよい。
【００８０】
また、本実施形態では、ステージ１１０がＸＹＺθ方向に移動可能に構成されているが、レーザ加工ヘッド１２０とステージ１１０とをＸＹＺθ方向に相対的に移動することができるものであれば他の構成であってもよい。例えば、ステージ１１０がＸＺθ方向に移動可能に構成され、レーザ加工ヘッド１２０がＹ方向に移動可能に構成されていてもよい。
【００８１】
以上、第１の実施形態について説明したが、本発明の実施形態はこれに限らない。そこで、以下では、本発明を実施するための他の各実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態はいずれも基本的には第１の実施形態と同様である。そのため、以下では、各実施形態について、第１の実施形態と異なる点を中心に説明することとし、第１の実施形態と重複する内容については説明を省略する。
【００８２】
［第２の実施形態］
第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、改質領域形成工程において、集光レンズ１３８により集光するレーザ光Ｌを分岐させて互いに異なる複数の位置に同時に集光させるようにした点にある。
【００８３】
図１２は、第２の実施形態における改質領域形成工程を説明するための図であり、ウェーハ１０の分割予定ライン１２に沿った方向の断面図である。
【００８４】
本実施形態では、改質領域形成工程において、空間光変調器制御部１５８が空間光変調器１２８に呈示させるホログラムパターンを制御することによって、図１２に示すように、集光レンズ１３８により集光するレーザ光Ｌを分岐させて互いに異なる２つの位置（集光点Ｐ１、Ｐ２）に同時に集光させる。このとき、２つの集光点Ｐ１、Ｐ２は、ウェーハ１０の厚さ方向に互いに異なり、かつ分割予定ライン１２に沿った方向（スキャン方向）に互いに離れた位置となる位置関係となっている。そして、シリコン基板１４の内部に２つの集光点Ｐ１、Ｐ２を合わせた状態で、レーザ光Ｌを分割予定ライン１２に沿ってスキャンさせることにより、シリコン基板１４の内部には、分割予定ライン１２の方向に沿って改質領域２０の層が２層形成される。
【００８５】
本実施形態によれば、改質領域形成工程において、１回のスキャンで複数の改質層を形成することができるので、生産性をさらに向上させることが可能となる。
【００８６】
なお、本実施形態では、集光レンズ１３８により集光するレーザ光Ｌを互いに異なる２つの位置に集光させているが、これに限らず、互いに異なる３つ以上の位置に集光させてもよい。
【００８７】
［第３の実施形態］
第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、改質領域形成工程と熱加工工程との順序を逆にした点にある。なお、第３の実施形態における改質領域形成工程は、第２の実施形態と同様に、集光レンズ１３８により集光するレーザ光Ｌを分岐させて互いに異なる複数の位置に同時に集光させるようにしたものである。
【００８８】
図１３は、第３の実施形態に係るウェーハ加工方法の流れを示したフローチャートである。図１４は、第３の実施形態における熱加工工程を説明するための図であり、ウェーハ１０の分割予定ライン１２に沿った方向の断面図である。図１５は、第３の実施形態における改質領域形成工程を説明するための図であり、ウェーハ１０の分割予定ライン１２に沿った方向の断面図である。
【００８９】
図１３に示すように、本実施形態では、最初に、熱加工工程（ステップＳ２０）が行われる。この熱加工工程では、レーザ光Ｌの集光点Ｐをウェーハ１０の積層膜１６の内部に合わせた状態で、レーザ光Ｌを分割予定ライン１２に沿ってスキャンさせる点以外は、第１の実施形態の改質領域形成工程（ステップＳ１０）と基本的に同様である。熱加工工程が行われることにより、図１４に示すように、積層膜１６の内部には、分割予定ライン１２の方向に沿って熱加工領域２４の層が１層形成される。
【００９０】
次に、改質領域形成工程（ステップＳ２２）が行われる。この改質領域形成工程は、第２の実施形態と同様にして、空間光変調器制御部１５８が空間光変調器１２８に呈示させるホログラムパターンを制御することによって、図１５に示すように、集光レンズ１３８により集光するレーザ光Ｌを分岐させて互いに異なる２つの位置（集光点Ｐ１、Ｐ２）に同時に集光させる。そして、シリコン基板１４の内部に２つの集光点Ｐ１、Ｐ２を合わせた状態で、レーザ光Ｌを分割予定ライン１２に沿ってスキャンさせることにより、シリコン基板１４の内部には、分割予定ライン１２の方向に沿って改質領域２０の層が２層形成される。
【００９１】
その後、分割工程（ステップＳ２４）が行われる。分割工程は、第１の実施形態の分割工程（ステップＳ１４）と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００９２】
本実施形態によれば、改質領域形成工程の前に熱加工工程が行われるので、熱加工工程では、改質領域形成工程においてシリコン基板１４の内部に形成される改質領域２０の影響を受けることなく、積層膜１６の内部の集光点Ｐの近傍（被加工部分）のみにレーザ光Ｌのエネルギーを集中させることができる。これにより、積層膜１６の内部に熱加工領域２４を精度よく形成することができ、チップの品質を向上させることが可能となる。
【００９３】
［第４の実施形態］
第４の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、改質領域形成工程と熱加工工程とを同時に実施するようにした点にある。
【００９４】
図１６は、第４の実施形態に係るウェーハ加工方法の流れを示したフローチャートである。図１７は、第４の実施形態における改質領域形成・熱加工工程を説明するための図であり、ウェーハ１０の分割予定ライン１２に沿った方向の断面図である。
【００９５】
図１６に示すように、本実施形態では、改質領域形成・熱加工工程（ステップＳ３０）が行われる。この改質領域形成・熱加工工程は、空間光変調器制御部１５８が空間光変調器１２８に呈示させるホログラムパターンを制御することによって、集光レンズ１３８により集光するレーザ光Ｌを分岐させて互いに異なる３つの位置（集光点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）に同時に集光させる。このとき、３つの集光点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はウェーハ１０の厚さ方向に互いに異なり、かつ分割予定ライン１２に沿った方向（スキャン方向）に互いに離れた位置となる位置関係となっている。そして、図１７に示すように、３つの集光点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のうち、シリコン基板１４の内部に第１集光点Ｐ１及び第２集光点Ｐ２を合わせ、かつ積層膜１６の内部に第３集光点Ｐ３を合わせた状態で、レーザ光Ｌを分割予定ライン１２に沿ってスキャンさせることにより、シリコン基板１４の内部には、分割予定ライン１２の方向に沿って改質領域２０の層が２層形成されるとともに、積層膜１６の内部には、分割予定ライン１２の方向に沿って熱加工領域２４の層が１層形成される。
【００９６】
分割工程（ステップＳ３２）は、第１の実施形態の分割工程（ステップＳ１４）と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００９７】
本実施形態によれば、改質領域工程と熱加工工程とを同時に実施するようにしたので、生産性をさらに向上させることが可能となる。
【００９８】
なお、本実施形態では、集光レンズ１３８により集光するレーザ光Ｌを互いに異なる３つの位置に集光させているが、これに限らず、例えば、ウェーハ１０を構成するシリコン基板１４の厚さが薄い場合には、レーザ光Ｌを互いに異なる２つの位置に集光させて、一方の集光点をシリコン基板１４の内部に合わせ、かつ他方の集光点を積層膜１６の内部に合わせた状態で、レーザ光Ｌを分割予定ライン１２に沿ってスキャンさせるようにしてもよい。
【００９９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【０１００】
１０…ウェーハ、１２…分割予定ライン、１４…シリコン基板、１６…積層膜、２０…改質領域、２２…亀裂、２４…熱加工領域、２６…エキスパンドテープ、１００…レーザ加工装置、１１０…ステージ、１２０…レーザ加工ヘッド、１２２…レーザ光源、１２４…ビームエキスパンダ、１２６…λ／２波長板、１２８…空間光変調器、１３６…縮小光学系、１３８…集光レンズ、１５０…制御装置、１５２…主制御部、１５４…ステージ制御部、１５６…レーザ制御部、１５８…空間光変調器制御部、Ｐ…集光点、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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