(57)【要約】【課題】ウェーハの反りを軽減する。【解決手段】ウェーハに対して透過性を有する波長の第１のレーザビームを複数の分割予定ラインの一部の分割予定ラインに沿って照射して集光することで該ウェーハの内部に第１の改質領域を形成する第１のレーザ加工ステップと、ウェーハに対して透過性を有する波長の第２のレーザビームを複数の分割予定ラインの残りの分割予定ラインに沿って照射して集光することで該ウェーハの内部に第２の改質領域を形成する第２のレーザ加工ステップと、を備え、該第１の改質領域は、互いに高さ位置の異なる複数の改質層と、最も該表面に近い改質層から該ウェーハの表面に伸長して表面側に露出するクラックと、を含み、該第２の改質領域は、互いに高さ位置の異なる複数の改質層を含み、該第２の改質領域に含まれる改質層の層数は、該第１の改質領域に含まれる改質層の層数よりも少ない。【選択図】図１
2019009273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に配列された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にそれぞれデバイスが形成された表面を有するウェーハの加工方法であって、
ウェーハに対して透過性を有する波長の第１のレーザビームを該複数の分割予定ラインの一部の分割予定ラインに沿って該ウェーハの内部に照射して集光することで該ウェーハの内部に第１の改質領域を形成する第１のレーザ加工ステップと、
ウェーハに対して透過性を有する波長の第２のレーザビームを該複数の分割予定ラインの残りの分割予定ラインに沿って該ウェーハの内部に照射して集光することで該ウェーハの内部に第２の改質領域を形成する第２のレーザ加工ステップと、を備え、
該第１の改質領域は、互いに高さ位置の異なる複数の改質層と、該複数の改質層のうち最も該表面に近い改質層から該ウェーハの表面に伸長して表面側に露出するクラックと、を含み、
該第２の改質領域は、互いに高さ位置の異なる複数の改質層を含み、
該第２の改質領域に含まれる改質層の層数は、該第１の改質領域に含まれる改質層の層数よりも少ないこと特徴とするウェーハの加工方法。
【請求項２】
該複数の分割予定ラインは、第１の方向と、該第１の方向に交差する第２の方向と、に伸長し、
該複数の分割予定ラインの該一部の分割予定ラインと、該複数の分割予定ラインの該残りの分割予定ラインとは、該第１の方向と、該第２の方向と、のそれぞれにおいて交互に並び、
該第１の方向に並ぶ該一部の分割予定ラインに沿って該第１のレーザ加工ステップを実施した後、該第１の方向に並ぶ該残りの分割予定ラインに沿って該第２のレーザ加工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、ウェーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器には、ＩＣやＬＥＤ等のデバイスを搭載した多数のチップが組み込まれている。半導体でなるウェーハを加工して該チップを形成する加工方法では、該ウェーハの表面に交差する複数の分割予定ラインを設定し、該分割予定ラインによって区画される各領域にデバイスを形成し、該ウェーハを該分割予定ラインに沿って分割する。近年、チップの薄型化に対する要求が高まっているため、例えば、該ウェーハを分割する前に該ウェーハの裏面を研削してウェーハを薄化する。すると、薄化されたチップを作製できる。
【０００３】
ウェーハを分割予定ラインに沿って分割するには、例えば、該分割予定ラインに沿ってウェーハの裏面側から該ウェーハに透過性を有するレーザビームを照射する。そして、該ウェーハの内部に該レーザビームを集光させ多光子吸収を生じさせて、ウェーハの内部に分割の起点となる改質層を形成する。次に、該ウェーハに外力を作用させて該改質層からウェーハの厚さ方向にクラックを伸長させて、その後ウェーハを裏面側から研削して、ウェーハを個々のチップに分割する（特許文献１参照）。
【０００４】
上述のようなウェーハの加工方法に対して、例えば、ウェーハの裏面側の研削と、クラックの伸長と、を同時に実施する加工方法が検討されている。すなわち、ウェーハの内部に改質層を形成して、その後、該ウェーハの裏面側を研削してウェーハを薄化するとともに、研削で生じた力により該改質層から表面にクラックを伸長させて、ウェーハを分割する。このように、分割と研削とを同時に実施するとウェーハの加工方法を簡略化できる。
【０００５】
さらに、ウェーハの裏面からレーザビームを照射して改質層を形成する際に、レーザ加工装置のレーザ照射条件を調整して、改質層を形成するとともに該改質層からウェーハの表面に至るクラックを形成するウェーハの加工方法が検討されている。該加工方法においては、改質層とともにウェーハの表面に至るクラックを形成することで、ウェーハをより確実に分割できる。そして、ウェーハを確実に分割するために、該加工方法におけるクラックの形成状況を判定する技術が検討されている（特許文献２参照）。
【０００６】
ウェーハの内部に改質層を形成した後には、ウェーハの裏面側を研削するためにウェーハをレーザ加工装置から研削装置等に搬送し、ウェーハの表面を下側に向けた状態でウェーハを該研削装置のチャックテーブル上に載せる。該研削装置では、ウェーハを該チャックテーブルに吸引保持させて、研削ホイールとチャックテーブルとをそれぞれ回転させながら、研削ホイールとウェーハと接触させて研削を実施する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−８６１６１号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
該改質層を形成する際に該改質層からウェーハの表面に至る該クラックを形成すると、分割予定ラインに沿ってウェーハの表面に該クラックが露出する。該クラックの両壁面は該クラックが形成される前は結合しており、該クラックが形成されるとクラックが占める空間の分だけ該両壁面が移動する。
【０００９】
そのため、複数の分割予定ラインのすべてに該クラックが形成されると、ウェーハの表面には、外周に向かう力（ストレス）がかかる。一方で、ウェーハの裏面にはそのような力がかからない。すると、ウェーハは裏面を内側とするように反ってしまう。
【００１０】
ウェーハが裏面を内側とするように反ると、レーザ加工装置の搬送機構がウェーハを適切に保持できず、ウェーハを搬送できない場合がある。さらに、ウェーハを研削装置に搬送できたとしても、ウェーハの表面を下側に向けてチャックテーブルに載せる際、ウェーハが反っていると該表面がチャックテーブルから部分的に浮いてしまう。すると、チャックテーブルから負圧を作用させて該ウェーハを吸引保持しようとしても、浮いている部分から負圧がリークし、適切な吸引保持が困難となる。
【００１１】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウェーハの反りを軽減し、ウェーハの搬送を容易にして、該ウェーハの吸引保持を可能とする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】
【００１２】
本発明の一態様によれば、格子状に配列された複数の分割予定ラインによって区画された各領域にそれぞれデバイスが形成された表面を有するウェーハの加工方法であって、ウェーハに対して透過性を有する波長の第１のレーザビームを該複数の分割予定ラインの一部の分割予定ラインに沿って該ウェーハの裏面側から該ウェーハの内部に照射して集光することで該ウェーハの内部に第１の改質領域を形成する第１のレーザ加工ステップと、ウェーハに対して透過性を有する波長の第２のレーザビームを該複数の分割予定ラインの残りの分割予定ラインに沿って該ウェーハの裏面側から該ウェーハの内部に照射して集光することで該ウェーハの内部に第２の改質領域を形成する第２のレーザ加工ステップと、を備え、該第１の改質領域は、互いに高さ位置の異なる複数の改質層と、該複数の改質層のうち最も該表面に近い改質層から該ウェーハの表面に伸長して表面側に露出するクラックと、を含み、該第２の改質領域は、互いに高さ位置の異なる複数の改質層を含み、該第２の改質領域に含まれる改質層の層数は、該第１の改質領域に含まれる改質層の層数よりも少ないこと特徴とするウェーハの加工方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の一態様において、該複数の分割予定ラインは、第１の方向と、該第１の方向に交差する第２の方向と、に伸長し、該複数の分割予定ラインの該一部の分割予定ラインと、該複数の分割予定ラインの該残りの分割予定ラインとは、該第１の方向と、該第２の方向と、のそれぞれにおいて交互に並び、該第１の方向に並ぶ該一部の分割予定ラインに沿って該第１のレーザ加工ステップを実施した後、該第１の方向に並ぶ該残りの分割予定ラインに沿って該第２のレーザ加工ステップを実施してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様に係るウェーハの加工方法によると、ウェーハの表面の複数の分割予定ラインに沿って形成された改質層のすべてから該表面に至るクラックを生じさせるのではなく、一部の分割予定ラインにのみ該クラックを形成する。つまり、残りの分割予定ラインにはクラックを形成しないので、その分ウェーハの反りは軽減される。
【００１５】
ウェーハの反りが軽減されると、ウェーハが搬送機構により搬送されやすくなり、また、研削装置のチャックテーブルに吸引保持されやすくなる。ウェーハの表面に至るクラックが全く存在しなければウェーハは反らないが、ウェーハを個々のチップに分割しにくくなる。該表面に至るクラックが適度に形成されると、ウェーハをチップに分割しやすくなるうえ、ウェーハの反りによる問題も抑制できる。
【００１６】
また、ウェーハの裏面を研削する前にすべての改質層から表面に至るクラックが発生していると、ウェーハの裏面を研削してウェーハを薄化するときに、ウェーハは該クラックにより研削開始後の早いタイミングに分割される。そして、研削加工はウェーハが個々のチップに分割された後にも継続される。すると、さらなる研削により力がかかり個々のチップが該表面に平行な面内を動き、チップ同士が衝突するようになる。特にチップの角部同士が衝突すると、欠けや不要なクラック等の損傷がチップに生じ易い。
【００１７】
一方、すべての改質層から表面に至るクラックを生じさせず、一部の改質層からだけ表面に至るクラックを生じさせ、残りの改質層からは表面に至るクラックを生じさせていなければ、研削の際にウェーハの分割は段階的に進行する。
【００１８】
研削が段階的に進行すると、分割の初期段階では改質層から表面に至るクラックが存在しない箇所で結合が維持され、複数のチップの結合体が形成される。該結合体は、個々のチップよりも大きいため、研削による力が加わっても動きにくく、該結合体がさらに個々のチップに分割されるまでの間、該結合体同士の衝突は抑制される。よって、本発明の一態様により、形成されるチップの損傷を低減できる。
【００１９】
したがって、本発明の一態様により、ウェーハの反りを軽減し、ウェーハの搬送を容易にして、該ウェーハの吸引保持を可能とするウェーハの加工方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（Ａ）は、複数の分割予定ラインの一例を模式的に示すウェーハの上面図であり、図１（Ｂ）は、複数の分割予定ラインの他の一例を模式的に示すウェーハの上面図である。
【図２】図２（Ａ）は、第１のレーザ加工ステップを説明する断面模式図であり、図２（Ｂ）は、第２のレーザ加工ステップを説明する断面模式図である。
【図３】研削ステップを説明する断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る実施形態について説明する。図１（Ａ）に、本実施形態に係る被加工物であるウェーハ１の上面図を示す。該被加工物であるウェーハ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円板状の基板である。
【００２２】
図１（Ａ）に示す通り、該ウェーハ１の表面１ａは、第１の方向１ｃに平行な複数の分割予定ライン３ａと、該第１の方向１ｃに交差する第２の方向１ｄ（例えば、第１の方向１ｃに対して垂直な方向）に平行な複数の分割予定ライン３ｂと、で格子状に区画される。区画された各領域にそれぞれＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）等のデバイス５が形成されている。ウェーハ１は、最終的に分割予定ライン３に沿って分割され、個々のチップが形成される。
【００２３】
本実施形態に係るウェーハの加工方法を実施する間、該デバイス５を保護するために、図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図３に示す通り、ウェーハ１の表面１ａには表面保護テープ１３を貼着してもよい。
【００２４】
本実施形態に係るウェーハの加工方法では、第１の方向１ｃに平行な複数の分割予定ライン３ａと、第２の方向１ｄに平行な複数の分割予定ライン３ｂと、はそれぞれ２つのグループに分けられる。そして、２つのグループの一方の分割予定ラインに沿って後述の第１のレーザ加工ステップが実施され、２つのグループの残りの分割予定ラインに沿って後述の第２のレーザ加工ステップが実施される。
【００２５】
例えば、第１の方向１ｃに平行な複数の分割予定ライン３ａの一部の分割予定ラインを第１の分割予定ライン３ｃとし、第１の方向１ｃに平行な複数の分割予定ライン３ａの残りの分割予定ラインを第２の分割予定ライン３ｄとする。また、第２の方向１ｄに平行な複数の分割予定ライン３ｂの一部の分割予定ラインを第３の分割予定ライン３ｅとし、第２の方向１ｄに平行な複数の分割予定ライン３ｂの残りの分割予定ラインを第４の分割予定ライン３ｆとする。
【００２６】
図１（Ａ）及び後述の図１（Ｂ）では、第１の分割予定ライン３ｃ及び第３の分割予定ライン３ｅを二点鎖線で示し、第２の分割予定ライン３ｄ及び第４の分割予定ライン３ｆを一点鎖線で示す。図１（Ａ）に示される通り、例えば、第１の分割予定ライン３ｃ及び第２の分割予定ライン３ｄは、互いに交互に並ぶように設定され、第３の分割予定ライン３ｅ及び第４の分割予定ライン３ｆは、互いに交互に並ぶように設定される。
【００２７】
第１乃至第４の分割予定ラインの設定は、図１（Ａ）に示される配置に限られず、例えば、図１（Ｂ）に示す配置に設定してもよい。すなわち、例えば、第１の分割予定ライン３ｃ及び第３の分割予定ライン３ｅをウェーハ１の中央近傍を横切るように配し、第２の分割予定ライン３ｄ及び第４の分割予定ライン３ｆをウェーハ１の中央近傍を横切らないように配してもよい。
【００２８】
以上、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて、ウェーハ１と、第１乃至第４の分割予定ラインの設定例と、について説明した。本実施形態に係るウェーハの加工方法では、第１乃至第４の分割予定ラインを説明した設定例以外の配置に設定してもよい。
【００２９】
次に、本実施形態に係るウェーハ１の加工方法について説明する。該加工方法では、第１のレーザ加工ステップを実施する。該ステップでは、ウェーハ１に対して透過性を有する波長の第１のレーザビームを該複数の分割予定ラインの一部の分割予定ラインに沿って照射して、第１の改質領域を形成する。該複数の分割予定ラインの一部の分割予定ラインとは、例えば、第１の分割予定ライン３ｃである。
【００３０】
図２（Ａ）は、第１の改質領域を形成する第１のレーザ加工ステップを説明する断面模式図である。なお、本図においては、説明の便宜上、一部の構成要素にハッチングを付していない。
【００３１】
第１のレーザ加工ステップでは、該ウェーハ１の裏面１ｂ側から該ウェーハ１の内部に第１の分割予定ライン３ｃに沿って集光点の高さを変えて該第１のレーザビームを複数回照射することで該ウェーハ１の内部に第１の改質領域を形成する。該第１の改質領域には、互いに高さ位置の異なる複数の第１の改質層が含まれる。複数の第１の改質層は、例えば、図２（Ａ）に示される通り３層形成される。
【００３２】
第１のレーザ加工ステップで使用されるレーザ加工装置２は、ウェーハ１を吸引保持するチャックテーブル４と、レーザビームを発振する加工ヘッド８と、を備える。チャックテーブル４は、吸引源（不図示）と接続された吸引路（不図示）を内部に有し、該吸引路の他端がチャックテーブル４上の保持面６に接続されている。該保持面６は多孔質部材によって構成される。保持面６上に載せ置かれたウェーハ１に該多孔質部材を通して該吸引源により生じた負圧を作用させると、チャックテーブル４はウェーハ１を吸引保持する。
【００３３】
加工ヘッド８は、発振された第１のレーザビームをウェーハ１の内部に集光する機能を有し、ウェーハ１の内部の所定の深さに多光子吸収を生じさせて改質層を形成する。なお、該第１のレーザビームには、例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４またはＮｄ：ＹＡＧを媒体として発振され、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が用いられる。レーザ加工装置２は、ウェーハ１の内部の任意の高さに第１のレーザビームを集光できる。
【００３４】
チャックテーブル４は、パルスモータ等を動力とする加工送り手段（不図示）により、レーザ加工装置２の加工送り方向（例えば、図２（Ａ）の矢印の方向）に送られる。ウェーハ１は、チャックテーブル４が加工送り方向に送られて加工送りされる。
【００３５】
第１のレーザ加工ステップでは、まず、ウェーハ１の表面１ａを下側に向け、レーザ加工装置２のチャックテーブル４の保持面６にウェーハ１を載せる。そして、該チャックテーブル４から負圧を作用させて、ウェーハ１を吸引保持させる。
【００３６】
次に、レーザ加工装置２の加工ヘッド８からウェーハ１の裏面１ｂに第１の分割予定ライン３ｃの一つに沿って第１のレーザビームを照射する。該第１のレーザビームをウェーハ１の所定の深さに集光させウェーハ１を加工送りして、複数の第１の改質層のうち最もウェーハ１の表面１ａに近い第１の改質層９ａを形成する。
【００３７】
次に、第１のレーザビームの集光点を第１の改質層９ａよりも裏面１ｂ側の高さ位置に位置付けて、ウェーハ１を加工送りして同じ第１の分割予定ライン３ｃに沿って第１のレーザビームを照射して第１の改質層９ａよりも裏面１ｂに近い高さ位置に第１の改質層９ｂを形成する。第１の改質層９ｂを形成する際は、該第１の改質層９ａを形成した際とは逆方向にウェーハ１を加工送りさせる。
【００３８】
さらに、第１のレーザビームの集光点を第１の改質層９ｂよりも裏面１ｂ側の高さ位置に位置付けて、ウェーハ１を加工送りして同じ第１の分割予定ライン３ｃに沿って第１のレーザビームを照射して複数の第１の改質層のうち最も裏面１ｂに近い第１の改質層９ｃを形成する。第１の改質層９ｃを形成する際は、該第１の改質層９ｂを形成した際とは逆方向にウェーハ１を加工送りさせる。
【００３９】
該第１の改質層９ｃを形成する際の第１のレーザビームの照射により、最も表面１ａに近い第１の改質層９ａから表面１ａに至るクラック７が形成される。以上により、第１の分割予定ライン３ｃの一つに沿って、複数の第１の改質層と、クラック７と、を含む第１の改質領域が形成される。一つの第１の分割予定ライン３ｃに沿って第１の改質領域が形成された後、ウェーハ１を割り出し送りする。そして、残りの第１の分割予定ライン３ｃに沿って次々と第１の改質領域を形成する。
【００４０】
例えば、ウェーハ１にシリコンウェーハを用いる場合、複数の第１の改質層を形成する際に照射される第１のレーザビームには、例えば、シリコンに対して透過性を有する波長１３４２ｎｍのパルスレーザビームを用いる。出力を０．９Ｗ〜１．１Ｗ、繰り返し周波数を９０ｋＨｚとし、ウェーハ１の送り速度を７００ｍｍ／ｓに設定する。
【００４１】
最も表面１ａに近い第１の改質層９ａは、表面１ａから６５μｍ〜７５μｍ離れた高さ位置に形成される。第１の改質層９ａの高さ位置は、該第１の改質層９ａからクラックが伸長するときに該クラックが近接するデバイス５に達しない高さに設定される。次に形成される第１の改質層９ｂは、該第１の改質層９ａから裏面１ｂ側に６０μｍ〜７０μｍ離れた高さ位置に形成される。さらに、最も裏面１ｂ側に近い第１の改質層９ｃは、第１の改質層９ｂから裏面１ｂ側に６０μｍ〜７０μｍ離れた高さ位置に形成される。
【００４２】
本実施形態に係るウェーハの加工方法では、次に第２のレーザ加工ステップを実施する。図２（Ｂ）を用いて第２のレーザ加工ステップを説明する。該ステップでは、ウェーハ１に対して透過性を有する波長の第２のレーザビームを該複数の分割予定ラインの残りの分割予定ラインに沿って照射して、第２の改質領域を形成する。該複数の分割予定ラインの残りの分割予定ラインとは、例えば、第２の分割予定ライン３ｄである。
【００４３】
図２（Ｂ）は、第２の改質領域を形成する第２のレーザ加工ステップを説明する断面模式図である。なお、本図においては、説明の便宜上、一部の構成要素に付されるハッチングを省略している。
【００４４】
第２のレーザ加工ステップでは、該ウェーハ１の裏面１ｂ側から該ウェーハ１の内部に集光点の高さを変えて第２のレーザビームを複数回照射することで、該ウェーハ１の内部に第２の改質領域を形成する。該第２の改質領域は、互いに高さ位置の異なる複数の改質層を含み、該第２の改質領域に含まれる改質層の層数は、該第１の改質領域に含まれる改質層の層数よりも少ない。複数の第２の改質層は、例えば、図２（Ｂ）に示される通り２層形成される。
【００４５】
本ステップでは、第１のレーザ加工ステップで使用されるレーザ加工装置２と同様のレーザ加工装置２ａを使用する。該レーザ加工装置２ａは、上面が保持面６ａとなるチャックテーブル４ａと、加工ヘッド８ａと、を備える。
【００４６】
なお、第１のレーザ加工ステップで使用したレーザ加工装置２を第２のレーザ加工ステップで使用してもよい。その場合、チャックテーブル４にウェーハ１を吸引保持させたまま、第１のレーザ加工ステップと、第２のレーザ加工ステップと、を続けて実施できる。
【００４７】
第２のレーザ加工ステップでは、まず、第１のレーザ加工ステップと同様にウェーハ１を保持面６ａに載せ置き、チャックテーブル４ａに吸引保持させる。なお、レーザ加工装置２を用いて第１のレーザ加工ステップの次に連続して第２のレーザ加工ステップを実施する場合、第１のレーザ加工ステップが完了した後、チャックテーブル４による吸引保持を継続する。
【００４８】
第２のレーザ加工ステップでは、レーザ加工装置２ａの加工ヘッド８ａからウェーハ１の裏面１ｂに第２の分割予定ライン３ｄの一つに沿って第２のレーザビームを照射する。該第２のレーザビームをウェーハ１の所定の深さに集光させウェーハ１を加工送りして、複数の第２の改質層のうち最もウェーハ１の表面１ａに近い第２の改質層１１ａを形成する。
【００４９】
次に、第２のレーザビームの集光点を第２の改質層１１ａよりも裏面１ｂ側の高さ位置に位置付けて、ウェーハ１を加工送りして同じ分割予定ラインに沿って第２のレーザビームを照射して第２の改質層１１ａよりも裏面１ｂに近い高さ位置に第２の改質層１１ｂを形成する。第２の改質層１１ｂを形成する際は、該第２の改質層１１ａを形成した際とは逆方向にウェーハ１を加工送りさせる。以上により、第２の分割予定ライン３ｄの一つに沿って、複数の第２の改質層を含む第２の改質領域が形成される。
【００５０】
一つの第２の分割予定ライン３ｄに沿って第２の改質領域が形成された後、ウェーハ１を割り出し送りする。そして、残りの第２の分割予定ライン３ｄに沿って次々と第２の改質領域を形成する。
【００５１】
例えば、ウェーハ１にシリコンウェーハを用いる場合、複数の第２の改質層を形成する際に照射される第２のレーザビームには、例えば、シリコンに対して透過性を有する波長１３４２ｎｍのパルスレーザビームを用いる。出力を１．１Ｗ〜１．３Ｗ、繰り返し周波数を９０ｋＨｚとし、ウェーハ１の送り速度を７００ｍｍ／ｓに設定する。
【００５２】
最も表面１ａに近い第２の改質層１１ａは、表面１ａから８０μｍ〜９０μｍ離れた高さ位置に形成される。第２の改質層１１ａの高さ位置は、該第２の改質層１１ａからクラックが伸長するときに該クラックが近接するデバイス５に達しない高さに設定される。次の第２の改質層１１ｂは、該第２の改質層１１ａから裏面１ｂ側に６０μｍ〜７０μｍ離れた高さ位置に形成される。
【００５３】
ウェーハ１の内部に形成された改質層に外力が作用すると、該改質層から伸長するクラックが発生する。ウェーハ１の内部に既に形成された改質層に重なるさらなる改質層を形成するようにレーザビームを照射すると、既存の改質層に外力を作用できる。そして、ウェーハ１の表面１ａに近い領域に形成された改質層に加わる外力が所定の水準を超えると、該改質層から伸長するクラックがウェーハ１の表面１ａに至り、該クラックが表面１ａに露出する。
【００５４】
そこで、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、第２のレーザ加工ステップで形成される該第２の改質領域に含まれる改質層の層数を、第１のレーザ加工ステップで形成される該第１の改質領域に含まれる改質層の層数よりも少なくする。例えば、第１の改質領域に含まれる第１の改質層の層数を３とし、第２の改質領域に含まれる第２の改質層の層数を２とする。
【００５５】
すると、第１の改質領域においては、最もウェーハ１の表面１ａに近い第１の改質層９ａに加わる外力が所定の水準を超えて、該第１の改質層９ａから伸長するクラックが表面１ａに至る。その一方で、第２の改質領域においては、最もウェーハ１の表面１ａに近い第２の改質層１１ａに加わる外力が所定の水準を超えにくい。
【００５６】
本実施形態に係るウェーハの加工方法では、改質層から表面１ａに至るクラックがすべての分割予定ラインに沿っては形成されず、その一方で、一部の分割予定ラインに沿って改質層から表面１ａに至るクラックが形成される。そのため、すべての分割予定ラインに沿って改質層から表面１ａに至るクラックが形成される場合と比べ、ウェーハ１の反りを抑えられる。
【００５７】
また、複数の第１の改質層の最も表面１ａに近い第１の改質層９ａ及び複数の第２の改質層の最も表面１ａに近い第２の改質層１１ａは、表面１ａからの深さが、作製される個々のチップの仕上がり厚さよりも深くなるように形成される。
【００５８】
該仕上がり厚さよりも浅い深さに改質層が形成されると、ウェーハ１が薄化されて個々のチップに分割されたときに、個々のチップの側面に該改質層が残り、該チップが衝撃等を受けたとき該改質層から欠けやクラック等の損傷が生じる場合がある。そのため、後述の研削ステップでウェーハ１を薄化する過程で改質層が研削により除去されるように、改質層の深さをこのように設定する。
【００５９】
なお、第１のレーザ加工ステップと、第２のレーザ加工ステップと、はこの順に実施してもよく、両者の順番を入れ替えて実施してもよい。第２のレーザ加工ステップを後に実施すると、ウェーハ１の表面１ａに至るクラック７が形成されウェーハ１の表面１ａに外周に向いた力（ストレス）がかかる状態で改質層９ｂを形成するので後述の分割が容易となる。
【００６０】
第１のレーザ加工ステップと、第２のレーザ加工ステップと、を実施すると、第１の方向１ｃに平行な複数の分割予定ライン３ａのすべてに沿って、改質層が形成される。そして、チャックテーブル４を回転させてウェーハ１を加工送りする方向を切り替えてレーザビームを照射し、すべての分割予定ラインに沿って改質層を形成する。
【００６１】
すなわち、第２の方向１ｄに平行な複数の分割予定ライン３ｂについても、その一部の分割予定ラインに沿って第１のレーザ加工ステップを実施する一方で、残りの分割予定ラインに沿って第２のレーザ加工ステップを実施する。ここで、一部の分割予定ラインとは、例えば、第３の分割予定ライン３ｅであり、残りの分割予定ラインとは、第４の分割予定ライン３ｆである。
【００６２】
なお、レーザ加工ステップの実施の順番はこれに限らない。例えば、第１の分割予定ライン３ｃと、第３の分割予定ライン３ｅと、について第１のレーザ加工ステップを連続して実施する。次に、第２の分割予定ライン３ｄと、第４の分割予定ライン３ｆについて第２のレーザ加工ステップを連続して実施する。この場合、レーザビームの照射条件を変更する回数を少なくできるため、より安定的にそれぞれのレーザ加工ステップを実施できる。
【００６３】
改質層からウェーハ１の表面１ａに至るクラックが形成されると、該クラックの両壁面を移動させるように力がかかる。該クラックがウェーハ１のすべての分割予定ライン３に形成される場合、該力の総計としてウェーハ１の表面１ａにウェーハ１の外周に向いた力（ストレス）がかかり、ウェーハ１は裏面１ｂを内側にして反るようになる。そこで、本実施形態に係るウェーハの加工方法においては、分割予定ライン３のすべてに該クラックが形成されないようにする。
【００６４】
本実施形態に係るウェーハの加工方法では、第１の方向１ｃに平行な複数の分割予定ライン３ａを構成する第１の分割予定ライン３ｃ及び第２の分割予定ライン３ｄは図１（Ａ）に示す通り、例えば、交互に並ぶように配されてもよい。この場合、表面１ａに至るクラックが発生する改質層の数が全改質層の半数程度になり、ウェーハ１の表面１ａ側にかかる力を表面１ａ全体で均一に小さくできる。
【００６５】
次に、図３を用いて研削ステップについて説明する。図３は、研削ステップにおけるウェーハ１の断面を模式的に説明する部分断面図である。本図では、説明の便宜上、一部の構成要素にハッチングを付していない。該研削ステップは、第１のレーザ加工ステップと、第２のレーザ加工ステップと、が実施された後に実施される。該研削ステップでは、ウェーハ１の裏面１ｂ側が研削されウェーハ１が所定の厚さに薄化されるとともにウェーハ１が個々のチップへと分割される。
【００６６】
本ステップでは研削装置１０が用いられる。研削装置１０は、研削ホイール１４に垂直な回転軸を構成するスピンドル１２と、該スピンドル１２の一端側に装着され下側に研削砥石１６を備える円盤状の研削ホイール１４と、を備える。該スピンドル１２の他端側にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、該モータが該スピンドル１２を回転させると、該スピンドル１２に装着された研削ホイール１４も回転する。
【００６７】
また、研削装置１０は、研削ホイール１４と対面し研削の対象を保持するチャックテーブル１８を有する。チャックテーブル１８の上面には、吸引源（不図示）に接続された多孔質部材が配される。なお、チャックテーブル１８は、その保持面２０に略垂直な軸の周りに回転可能である。
【００６８】
研削ステップでは、まず、ウェーハ１の表面１ａを下側に向け、チャックテーブル１８の保持面２０上にウェーハ１を載せ置く。そして、該多孔質部材を通して該吸引源による負圧を作用させて、ウェーハ１をチャックテーブル１８上に保持させる。
【００６９】
このとき、ウェーハ１に設定されたすべての分割予定ライン３に沿ってウェーハ１の表面に至るクラック７が発生していると、ウェーハ１の反りが大きくなりやすい。すると、ウェーハ１の表面１ａを下側に向け、チャックテーブル１８の保持面２０上にウェーハ１を載せるときに、ウェーハ１の表面１ａと、保持面２０と、の間に大きな隙間を生じる。そのため、チャックテーブル１８から負圧を作用させてウェーハ１を該チャックテーブル１８に吸引保持させようとしても、隙間から負圧がリークして吸引保持は困難である。
【００７０】
これに対して、本実施形態に係るウェーハの加工方法においては、ウェーハ１に形成された一部の改質層からウェーハ１の表面１ａに至るクラック７が発生しているが、他の改質層からは該クラックが発生していない。そのため、ウェーハ１の反りが軽減される。すると、該ウェーハ１をチャックテーブル１８に載せたときに、ウェーハ１の表面１ａと、保持面２０と、の間の隙間は小さくなり、チャックテーブル１８からウェーハ１に適切に負圧を作用しやすくなるため、吸引保持が容易となる。
【００７１】
ウェーハ１をチャックテーブル１８に吸引保持させた後、チャックテーブル１８を回転させ、さらに、スピンドル１２を回転させて研削ホイール１４を回転させる。そして、研削ホイール１４を下降させ研削砥石１６がウェーハ１の裏面１ｂに接触すると、該裏面１ｂの研削が開始される。研削ホイール１４をさらに下降させてウェーハ１を所定の厚さに薄化する。なお、研削加工中に改質層からウェーハ１の厚さ方向にクラックが伸長し、該クラックがウェーハ１を厚さ方向に貫くと、該クラックによりウェーハ１は分割される。
【００７２】
例えば、予めすべての改質層から表面１ａに至るクラック７が形成されている場合、研削ステップでは、ウェーハ１は早いタイミングで該クラック７により個々のチップに分割される。そして、研削はその後も継続され、研削により該表面１ａに平行な面内を動くように各チップに力がかかり、チップ同士が衝突する。特にチップの角部同士が衝突すると、大きな衝撃が生じて欠け等の損傷がチップに生じてしまう。
【００７３】
これに対して、本実施形態においては、一部の改質層から表面１ａに至るクラック７を生じさせるため、研削ステップではウェーハ１の分割は段階的に進行する。すなわち、研削が進行すると、まず表面１ａに至るクラック７が存在する箇所でウェーハ１は分割される。次に、該クラック７が生じていない改質層９が存在する箇所でウェーハ１は分割される。
【００７４】
分割が段階的に進行すると、表面１ａに至るクラック７の存在する箇所でウェーハ１が分割される際、該クラック７が存在しない箇所では結合が維持され、複数のチップの結合体が形成される。該結合体は、個々のチップよりも大きいため、研削による力が加わっても該チップよりも動きにくく、該結合体がさらに個々のチップに分割されるまでの間、該結合体同士の衝突は抑制される。したがって、本発明の一態様により、形成されるチップの損傷を低減できる。
【００７５】
そして、すべての改質層からクラックが伸長し、該クラックがウェーハ１を上下に貫き、ウェーハ１がチップの仕上がり厚さにまで研削されると、個々のチップが形成される。
【００７６】
以上に説明したウェーハの加工方法により、ウェーハ１の反りが軽減されウェーハ１の吸引保持が可能となり、適切にウェーハ１を研削して個々のチップを形成できる。
【００７７】
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、上記実施形態では、第１の分割予定ライン３ｃのすべてについて第１のレーザ加工ステップを実施し、その前後に第２の分割予定ライン３ｄのすべてについて第２のレーザ加工ステップをする場合について説明したが、本発明はこれに限らない。
【００７８】
例えば、第１の分割予定ライン３ｃと、第２の分割予定ライン３ｄと、を交互に並ぶように設定し、並ぶ順番にレーザビームを照射して該順番で改質層を形成してもよい。このとき、第１のレーザ加工ステップにおける照射条件のレーザビームと、第２のレーザ加工ステップにおける照射条件のレーザビームと、をそれぞれ対応する分割予定ラインに交互に照射する。このようにレーザビームを照射すると、ウェーハ１の割り出し送りの総距離を最小限にできるため、レーザ加工に要する時間を最小にできる。
【００７９】
また、第１のレーザ加工ステップ及び第２のレーザ加工ステップにおいて、各分割予定ラインに沿って、ウェーハの裏面側からレーザビームを照射する場合について説明した。しかし、例えば、第１のレーザ加工ステップ及び第２のレーザ加工ステップにおいては、ウェーハの表面側からレーザビームを照射してもよい。その場合、第１の改質領域及び第２の改質領域に含まれる複数の改質層は、ウェーハ１の裏面１ｂ側から順に形成される。
【００８０】
さらに、上記実施形態では、第１のレーザ加工ステップ及び第２のレーザ加工ステップにおいて、各分割予定ラインに沿って、レーザビームを集光点の高さを変えて複数回照射する場合について説明した。しかし、第１のレーザ加工ステップ及び第２のレーザ加工ステップにおいて、レーザビームを各分割予定ラインに沿って複数回照射しなくてもよい。
【００８１】
例えば、一度のレーザビームの照射で複数の異なる高さ位置にレーザビームを集光できる多焦点光学系を用いてレーザビームを照射してもよい。該多焦点光学系を用いると、レーザビームをウェーハの内部に照射しながらウェーハ１を１度加工送りするだけで、互いに高さの異なる複数の改質層を分割予定ラインに沿って同時に形成できる。
【００８２】
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】
【００８３】
１  ウェーハ
１ａ  表面
１ｂ  裏面
１ｃ  第１の方向
１ｄ  第２の方向
３  分割予定ライン
３ａ  第１の方向に平行な分割予定ライン
３ｂ  第２の方向に平行な分割予定ライン
３ｃ  第１の分割予定ライン
３ｄ  第２の分割予定ライン
３ｅ  第３の分割予定ライン
３ｆ  第４の分割予定ライン
５  デバイス
７  クラック
９ａ，９ｂ，９ｃ  第１の改質層
１１ａ，１１ｂ  第２の改質層
１３  表面保護テープ
２，２ａ  レーザ加工装置
４，４ａ  チャックテーブル
６，６ａ  保持面
８，８ａ  加工ヘッド
１０  研削装置
１２  スピンドル
１４  研削ホイール
１６  研削砥石
１８  チャックテーブル
２０  保持面
【図１】
2019009273.tif 000003
【図２】
2019009273.tif 000004
【図３】
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