(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の表面に積層された機能層に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、デバイスに悪影響を与えることなく分割することができるウエーハの加工方法を提供する。【解決手段】ウエーハを構成する機能層２１の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、ウエーハの保護部材側をチャックテーブルに保持し、基板の裏面側から分割予定ラインと対応する領域に切削ブレードを位置付けて機能層に至らない一部を残して切削溝を形成する切削溝形成工程と、ウエーハを構成する基板の裏面にダイシングテープ５０を貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するとともに、保護部材を剥離するウエーハ支持工程と、ウエーハを構成する機能層に形成された分割予定ライン２２に沿ってレーザー光線ＬＢを照射し、機能層をアブレーション加工して切断する機能層切断工程とを含む。【選択図】図１０
2015005558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に積層された機能層に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハを構成する機能層の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの該保護部材側をチャックテーブルに保持し、基板の裏面側から分割予定ラインと対応する領域に切削ブレードを位置付けて機能層に至らない一部を残して切削溝を形成する切削溝形成工程と、
該切削溝形成工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するとともに、該保護部材を剥離するウエーハ支持工程と、
該ウエーハ支持工程が実施されたウエーハを構成する機能層に形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、機能層をアブレーション加工して切断する機能層切断工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該ウエーハ支持工程は、該チャックテーブルに保持され該切削溝形成工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面に環状のフレームに装着されたダイシングテープを貼着する、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
該ウエーハ支持工程は、該チャックテーブルに保持され該切削溝形成工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面全面を吸引保持する第１の吸引保持パッドによって該チャックテーブルからウエーハを搬出し、その後ウエーハを構成する機能層の表面に貼着された保護部材の全面を吸引保持する第２の吸引保持パッドにウエーハを移し替えた後、ウエーハを構成する基板の裏面に環状のフレームに装着されたダイシングテープを貼着する、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に積層された機能層に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された機能層によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記デバイスが格子状に形成された分割予定ラインによって区画されており、この分割予定ラインに沿って分割することによって個々の半導体デバイスを製造している。
【０００３】
近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップの処理能力を向上するために、シリコン等の基板の表面にＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が積層された機能層によって半導体デバイスを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。
【０００４】
このような半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った分割は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物である半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された半導体ウエーハを切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。切削手段は、高速回転せしめられる回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって固定して３０μm程の厚さに形成されている。
【０００５】
しかるに、上述したＬｏｗ−ｋ膜は、切削ブレードによって切削することが困難である。即ち、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように非常に脆いことから、切削ブレードにより分割予定ラインに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離が回路にまで達しデバイスに致命的な損傷を与えるという問題がある。
【０００６】
上記問題を解消するために、半導体ウエーハに形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成して機能層を分断し、このレーザー加工溝に切削ブレードを位置付けて切削ブレードと半導体ウエーハを相対移動することにより、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断するウエーハの分割方法が下記特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−６４２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
而して、上記特許文献１に記載されたように半導体ウエーハに形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射することにより分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成して機能層を分断し、このレーザー加工溝に切削ブレードを位置付けて半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断するウエーハの分割方法は、次のような問題がある。
（１）レーザー加工溝の幅が十分であってもレーザー加工溝の側面に付着した溶融物に切削ブレードが接触して突発的にデバイスの外周に欠けが生ずる。
（２）レーザー加工溝を形成する際に機能層の除去が不十分であると切削ブレードのズレや倒れが発生してデバイスの機能層に剥離が生じる。
（３）切削ブレードの幅を超える範囲でレーザー加工溝を形成するために、分割予定ラインの幅を広くする必要があり、ウエーハに形成されるデバイスの数が減少する。
（４）機能層の表面にはSiO2、SiN等を含むパシベーション膜が形成されているため、レーザー光線を照射するとパシベーション膜を透過して機能層の内部に達する。この結果、機能層の内部に達したレーザー光線のエネルギーが逃げ場を失い、回路が形成され密度が低いデバイス側に加工が広がる所謂アンダーカット現象が発生する。
【０００９】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、基板の表面に積層された機能層に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、上記問題を解消して個々のデバイスに分割することができるウエ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】
【００１０】
上記主たる技術的課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に積層された機能層に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハを構成する機能層の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの該保護部材側をチャックテーブルに保持し、基板の裏面側から分割予定ラインと対応する領域に切削ブレードを位置付けて機能層に至らない一部を残して切削溝を形成する切削溝形成工程と、
該切削溝形成工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するとともに、該保護部材を剥離するウエーハ支持工程と、
該ウエーハ支持工程が実施されたウエーハを構成する機能層に形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、機能層をアブレーション加工して切断する機能層切断工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【００１１】
上記ウエーハ支持工程は、チャックテーブルに保持され上記切削溝形成工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面に環状のフレームに装着されたダイシングテープを貼着する。
また、上記ウエーハ支持工程は、チャックテーブルに保持され上記切削溝形成工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面全面を吸引保持する第１の吸引保持パッドによってチャックテーブルからウエーハを搬出し、その後ウエーハを構成する機能層の表面に貼着された保護部材の全面を吸引保持する第２の吸引保持パッドにウエーハを移し替えた後、ウエーハを構成する基板の裏面に環状のフレームに装着されたダイシングテープを貼着する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハを構成する機能層の表面に貼着された保護部材側をチャックテーブルに保持し、基板の裏面側から分割予定ラインと対応する領域に切削ブレードを位置付けて機能層に至らない一部を残して切削溝を形成する切削溝形成工程と、該切削溝形成工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面にダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するとともに、該保護部材を剥離するウエーハ支持工程と、該ウエーハ支持工程が実施されたウエーハを構成する機能層に形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、機能層をアブレーション加工して切断する機能層切断工程とを含んでいるので、次の作用効果が得られる。
（１）レーザー加工工程によるアブレーション加工によって機能層に形成されるレーザー加工溝の側面に溶融物が付着しても、レーザー加工溝を切削ブレードで切削しないので、切削ブレードの接触によって突発的にデバイスの外周に欠けが生じるという問題が解消する。
（２）レーザー加工工程によるアブレーション加工における機能層の除去が不十分であっても、基板の裏面側から形成された切削溝にレーザー加工溝が達すればウエーハを個々のデバイスに分割することができ、レーザー加工溝を切削ブレードで切削しないので、機能層に剥離が生じるという問題が解消する。
（３）切削ブレードの幅を超える幅のレーザー加工溝を形成する必要がないので、分割予定ラインの幅を狭くすることができ、ウエーハに形成することができるデバイスの数を増大することができる。
（４）機能層の表面にSiO2、SiN等を含むパシベーション膜が形成されていても、レーザー加工工程において機能層に分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射すると、基板の裏面側から形成された切削溝にエネルギーが逃げるので、所謂アンダーカットの問題が解消する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法によって分割される半導体ウエーハを示す斜視図および要部拡大断面図。
【図２】本発明によるウエーハの加工方法における保護部材貼着工程の説明図。
【図３】本発明によるウエーハの加工方法における切削溝形成工程を実施するための切削装置の要部斜視図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法における切削溝形成工程の説明図。
【図５】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の第１の実施形態を示す説明図。
【図６】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の第２の実施形態を示す説明図。
【図７】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の第２の実施形態を示す説明図。
【図８】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の第２の実施形態を示す説明図。
【図９】本発明によるウエーハの加工方法における機能層切断工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図１０】本発明によるウエーハの加工方法における機能層切断工程の説明図。
【図１１】本発明によるウエーハの加工方法におけるデバイス分離工程を実施するためのデバイス分離装置の斜視図。
【図１２】本発明によるウエーハの加工方法におけるデバイス分離工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明によるウエーハの加工方法について添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１５】
図１の（a）および(b)には、本発明によるウエーハの加工方法によって個々のデバイスに分割される半導体ウエーハの斜視図および要部拡大断面図が示されている。図１の（a）および(b)に示す半導体ウエーハ２は、厚みが１４０μmのシリコン等の基板２０の表面２０aに絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された機能層２１が形成されており、この機能層２１に格子状に形成された複数の分割予定ライン２２によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２３が形成されている。なお、図示の実施形態においては、機能層２１を形成する絶縁膜は、SiO2膜または、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなっており、厚みが１０μmに設定されている。このようにして構成された機能層２１は、表面にSiO2、SiN等を含むパシベーション膜が形成されている。
【００１６】
上述した半導体ウエーハ２を分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法について説明する。
先ず、半導体ウエーハ２を構成する基板２０に積層された機能層２１の表面２１aに、デバイス２３を保護するために図２に示すように保護部材３を貼着する（保護部材貼着工程）。なお、保護部材３は、ポリエチレンフィルム等の樹脂シートやガラス基板等の剛性を有するハードプレートを用いることができる。
【００１７】
上述した保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の保護部材３側をチャックテーブルに保持し、基板２０の裏面側から分割予定ライン２２と対応する領域に切削ブレードを位置付けて機能層に至らない一部を残して切削溝を形成する切削溝形成工程を実施する。この切削溝形成工程は、図３に示す切削装置４を用いて実施する。図３に示す切削装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物を切削する切削手段４２と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物を撮像する撮像手段４３を具備している。チャックテーブル４１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図３において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００１８】
上記切削手段４２は、実質上水平に配置されたスピンドルハウジング４２１と、該スピンドルハウジング４２１に回転自在に支持された回転スピンドル４２２と、該回転スピンドル４２２の先端部に装着された切削ブレード４２３を含んでおり、回転スピンドル４２２がスピンドルハウジング４２１内に配設された図示しないサーボモータによって矢印４２３aで示す方向に回転せしめられるようになっている。切削ブレード４２３は、アルミニウムによって形成された円盤状の基台４２４と、該基台４２４の側面外周部に装着された環状の切れ刃４２５とからなっている。環状の切れ刃４２５は、基台４２４の側面外周部に粒径が３〜４μｍのダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めた電鋳ブレードからなっており、図示の実施形態においては厚みが４０μｍで外径が５２mmに形成されている。
【００１９】
上記撮像手段４３は、スピンドルハウジング４２１の先端部に装着されており、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００２０】
上述した切削装置４を用いて切削溝形成工程を実施するには、図３に示すようにチャックテーブル４１上に上記保護部材貼着工程が実施され半導体ウエーハ２に貼着された保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保護部材３を介して半導体ウエーハ２をチャックテーブル４１上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１に保持された半導体ウエーハ２は、基板２０の裏面２０bが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段４３の直下に位置付けられる。
【００２１】
チャックテーブル４１が撮像手段４３の直下に位置付けられると、撮像手段４３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち、撮像手段４３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２２と対応する領域と、切削ブレード４２３との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削ブレード４２３による切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン２２と対応する領域に対しても、同様に切削ブレード４２３による切削位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ２の分割予定ライン２２が形成されている機能層２１の表面２１aは下側に位置しているが、撮像手段４３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、ウエーハを構成する基板２０の裏面２０bから透かして分割予定ライン２２を撮像することができる。
【００２２】
以上のようにしてチャックテーブル４１上に保持されている半導体ウエーハ２の分割予定ライン２２と対応する領域を検出し、切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル４１を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図４の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は切削すべき分割予定ライン２２と対応する領域の一端（図４の（ａ）において左端）が切削ブレード４２３の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。
【００２３】
このようにしてチャックテーブル４１即ち半導体ウエーハ２が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード４２３を図４（ａ）において２点鎖線で示す待機位置から矢印Z１で示すように下方に切り込み送りし、図４の（ａ）において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、図４の（ａ）および図４の（ｃ）に示すように切削ブレード４２３の下端が半導体ウエーハ２を構成する機能層２１に至らない位置（例えば、機能層２１が積層されている基板２０の表面２０aから裏面２０b側に５〜１０μｍの位置）に設定されている。
【００２４】
次に、切削ブレード４２３を図４の（ａ）において矢印４２３aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめ、チャックテーブル４１を図４の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル４１が図４の（ｂ）で示すように分割予定ライン２２に対応する位置の他端（図４の（ｂ）において右端）が切削ブレード４２３の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル４１の移動を停止する。このようにチャックテーブル４１を切削送りすることにより、図４の（d）で示すように半導体ウエーハ２の基板２０には裏面２０bから表面２０a側に一部２０１を残して切削溝２１０が形成される(切削溝形成工程)。
【００２５】
次に、切削ブレード４２３を図４の（ｂ）において矢印Z2で示すように上昇させて２点鎖線で示す待機位置に位置付け、チャックテーブル４１を図４の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に移動して、図４の（ａ）に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル４１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に分割予定ライン２２の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべき分割予定ライン２２に対応する領域を切削ブレード４２３と対応する位置に位置付ける。このようにして、次に切削すべき分割予定ライン２２に対応する領域を切削ブレード４２３と対応する位置に位置付けたならば、上述した切削溝形成工程を実施する。
【００２６】
なお、上記分割溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
切削ブレード          ：外径５２ｍｍ、厚さ４０μｍ
切削ブレードの回転速度：３００００ｒｐｍ
切削送り速度          ：５０ｍｍ／秒
【００２７】
上述した切削溝形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２２に対応する領域に実施する。
【００２８】
次に、切削溝形成工程が実施された半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bにダイシングテープを貼着しダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するとともに、保護部材３を剥離するウエーハ支持工程を実施する。
ウエーハ支持工程の第１の実施形態について、図５を参照して説明する。ウエーハ支持工程の図５に示す第１の実施形態は、上記切削溝形成工程が実施されたチャックテーブル４１上において実施する。即ち、図５の(a)および(b)に示すようにウエーハを収容する大きさの開口部５１を備えた環状のフレーム５の裏面５に開口部５１を覆うように外周部が装着されたダイシングテープ５０の表面５０a（粘着層が設けられ粘着面が形成されている）を切削溝形成工程が実施されたチャックテーブル４１に保持されている半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bに貼着する。そして、図５の(c)に示すように半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面に貼着されている保護部材３を剥離する。
【００２９】
次に、ウエーハ支持工程の第２の実施形態について、図６乃至図８を参照して説明する。ウエーハ支持工程の第２の実施形態は、先ず図６の(a)および（ｂ）に示す切削溝形成工程が実施されたチャックテーブル４１に保持されている半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bを第１の吸引保持パッド６を用いて吸引保持する。図６の(a)および（ｂ）に示す第１の吸引保持パッド６は、円盤状の基台６１とパッド６２とからなっている。第１の吸引保持パッド６を構成する基台６１は、下方が開放された円形状の凹部６１１を備えている。この凹部６１１にポーラスなセラミックス部材によって円盤状に形成されたパッド６２が嵌合されている。このようにして基台６１の凹部６１１に嵌合されたパッド６２の下面は、被加工物を吸引保持する吸着面として機能する。第１の吸引保持パッド６を構成する基台６１に形成された円形状の凹部６１１は、図示しない吸引手段に接続されている。従って、図示しない吸引手段が作動すると、基台６１の凹部６１１を介してパッド６２の下面（吸着面）に負圧が作用せしめられ、該パッド６２の下面（吸着面）に被加工物を吸引保持することができる。即ち、図６の(a)に示すように切削溝形成工程が実施されたチャックテーブル４１に保持されている半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０b（上面）に第１の吸引保持パッド６のパッド６２の下面（吸着面）を接触させ図示しない吸引手段を作動することにより、パッド６２の下面（吸着面）に半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０b全面を吸引保持する。このようにパッド６２の下面（吸着面）に半導体ウエーハ２を構成する基板２０を吸引保持した第１の吸引保持パッド６は、図６の(b)に示すように半導体ウエーハ２を構成する基板２０を吸引保持した状態でチャックテーブル４１の上面から上方に移動した後、チャックテーブル４１から搬出する（ウエーハ搬出工程）。
【００３０】
上述したウエーハ搬出工程を実施したならば、第１の吸引保持パッド６に吸引保持された半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面に貼着されている保護部材３を上側に向けた状態で、第２の吸引保持パッドに半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面に貼着されている保護部材３側を吸引保持させて第１の吸引保持パッド６を半導体ウエーハ２から離反させるウエーハ移し替え工程を実施する。このウエーハ移し替え工程を実施するには、図７の(a)および(b)に示す第２の吸引保持パッド７を用いて実施する。図７の(a)および(b)に示す第２の吸引保持パッド７は、円盤状の基台７１とパッド７２とからなっている。第２の吸引保持パッド７を構成する基台７１は、下方が開放された円形状の凹部７１１を備えている。この凹部７１１にポーラスなセラミックス部材によって円盤状に形成されたパッド７２が嵌合されている。このようにして基台７１の凹部７１１に嵌合されたパッド７２の下面は、被加工物を吸引保持する吸着面として機能する。第２の吸引保持パッド７を構成する基台７１に形成された円形状の凹部７１１は、図示しない吸引手段に接続されている。従って、図示しない吸引手段が作動すると、基台７１の凹部７１１を介してパッド７２の下面（吸着面）に負圧が作用せしめられ、該パッド７２の下面（吸着面）に被加工物を吸引保持することができる。上記第２の吸引保持パッド７を用いてウエーハ移し替え工程を実施するには、図７の(a)に示すようにウエーハ搬出工程を実施した第１の吸引保持パッド６を上下反転して、吸引保持している半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面に貼着されている保護部材３を上側に向ける。次に、第１の吸引保持パッド６を第２の吸引保持パッド７の下方に位置付けて上昇させ、半導体ウエーハ２の表面に貼着されている保護テープ３の上面に第２の吸引保持パッド７のパッド７２の下面（吸着面）を接触させた後、第１の吸引保持パッド６による半導体ウエーハ２の吸引保持を解除する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、第２の吸引保持パッド７のパッド７２の下面（吸着面）に半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面に貼着されている保護部材３の全面を吸引保持する。そして、図７の(b)に示すように第１の吸引保持パッド６を下降させて半導体ウエーハ２から離反させる。このようにパッド７２の下面（吸着面）に半導体ウエーハ２の表面に貼着されている保護テープ３を吸引保持した第２の吸引保持パッド７は、半導体ウエーハ２を吸引保持した状態で次工程に搬送する。
【００３１】
次に、第２の吸引保持パッド７に保護部材３側が吸引保持された半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bに環状のフレームに装着されたダイシングテープを貼着する。なお、環状のフレームに装着されたダイシングテープは、上記図５に示す環状のフレーム５に装着されたダイシングテープ５０が用いられる。
即ち、図８の(a)に示すようにテープ貼着装置５００のテーブル５０１上に、環状のフレーム５に装着されたダイシングテープ５０を載置する。このようにテーブル５０１上にダイシングテープ５０が載置された状態で、図８の(a)に示すように第２の吸引保持パッド７に保護テープ３側が吸引保持された半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bをダイシングテープ５０の表面（上面）である粘着面に押し当てる。このようにして第２の吸引保持パッド７に保護テープ３側が吸引保持された半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bを半導体ウエーハ２の裏面２bにダイシングテープ５０の表面（上面）である粘着面を貼着したならば、図８の(b)に示すように半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面に貼着されている保護部材３を剥離する。
【００３２】
上述したようにウエーハ支持工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１に形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、機能層２１をアブレーション加工して切断する機能層切断工程を実施する。この機能層切断工程は、図９に示すレーザー加工装置８を用いて実施する。図９に示すレーザー加工装置８は、被加工物を保持するチャックテーブル８１と、該チャックテーブル８１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段８２と、チャックテーブル８１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段８３を具備している。チャックテーブル８１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図９において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図９において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００３３】
上記レーザー光線照射手段８２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング８２１を含んでいる。ケーシング８２１内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング８２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器８２２が装着されている。なお、レーザー光線照射手段８２は、集光器８２２によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段（図示せず）を備えている。
【００３４】
上記レーザー光線照射手段８２を構成するケーシング８２１の先端部に装着された撮像手段８３は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００３５】
上述したレーザー加工装置８を用いて、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１に形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、機能層２１をアブレーション加工して切断する機能層切断工程を実施するには、先ず、図９に示すレーザー加工装置８のチャックテーブル８１上に上述したウエーハ支持工程が実施され半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bに貼着されたダイシングテープ５０側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープ５０を介して半導体ウエーハ２をチャックテーブル８１上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル８１に保持された半導体ウエーハ２は、基板２０に積層された機能層２１の表面２１aが上側となる。なお、図９においてはダイシングテープ５０が装着された環状のフレーム５を省いて示しているが、環状のフレーム５はチャックテーブル８１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル８１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段８３の直下に位置付けられる。
【００３６】
チャックテーブル８１が撮像手段８３の直下に位置付けられると、撮像手段８３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段８３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２を構成する基板２０に積層された機能層２１の表面２１aに形成された分割予定ライン２２と、該分割予定ライン２２に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段８２の集光器８２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン２２に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。
【００３７】
上述したアライメント工程を実施したならば、図１０で示すようにチャックテーブル８１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段８２の集光器８２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン２２を集光器８２２の直下に位置付ける。このとき、図１０の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は、分割予定ライン２２の一端(図１０の（ａ）において左端)が集光器８２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、集光器８２２から照射されるパルスレーザー光線LBの集光点Ｐを基板２０に積層された機能層２１の表面２１a付近に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段８２の集光器８２２から基板２０および機能層２１に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル８１を図１０の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図１０の（ｂ）で示すように分割予定ライン２２の他端（図１０の（ｂ）において右端）が集光器８２２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル８１の移動を停止する（機能層切断工程）。
【００３８】
次に、チャックテーブル８１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に分割予定ライン２２の間隔だけ移動する。そして、レーザー光線照射手段８２の集光器８２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル８１を図１０の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめ、図１０の（ａ）に示す位置に達したらパルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル８１の移動を停止する。
【００３９】
上述した機能層切断工程を実施することにより、図１０の（c）に示すように半導体ウエーハ２には上記切削溝形成工程において残存されている機能層２１および基板２０の一部２０１に切削溝２１０に達するレーザー加工溝２２０が形成される。この結果、上記切削溝形成工程において残存されている機能層２１および基板２０の一部２０１は、レーザー加工溝２２０によって破断される。そして、上述した機能層切断工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２２に沿って実施する。
【００４０】
なお、上記機能層切断工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長  ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数      ：２００ｋＨｚ
出力                ：２W
集光スポット径      ：φ６μｍ
加工送り速度        ：５００ｍｍ／秒
【００４１】
上述した機能層切断工程において機能層２１および基板２０の一部２０１に形成されるレーザー加工溝２２０は切削溝２１０の幅より狭く、上記切削ブレード４２３の幅を超える幅のレーザー加工溝を形成する必要がないので、分割予定ライン２２の幅を狭くすることができ、ウエーハに形成することができるデバイスの数を増大することができる。
また、機能層２１の表面にSiO2、SiN等を含むパシベーション膜が形成されていても、レーザー加工工程において機能層２１に分割予定ライン２２に沿ってレーザー光線を照射すると、基板２０の裏面側から形成された切削溝２１０にエネルギーが逃げるので、所謂アンダーカットの問題が解消する。
【００４２】
上述した機能層切断工程を実施したならば、半導体ウエーハ２が貼着されているダイシングテープ５０を拡張してウエーハを分割予定ライン２２に沿って個々のデバイスに分離するデバイス分離工程を実施する。このデバイス分離工程は、図１１に示すデバイス分離装置９を用いて実施する。図１１に示すデバイス分離装置９は、上記環状のフレーム５を保持するフレーム保持手段９１と、該フレーム保持手段９１に保持された環状のフレーム５に装着されたダイシングテープ５０を拡張するテープ拡張手段９２と、ピックアップコレット９３を具備している。フレーム保持手段９１は、環状のフレーム保持部材９１１と、該フレーム保持部材９１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ９１２とからなっている。フレーム保持部材９１１の上面は環状のフレーム５を載置する載置面９１１ａを形成しており、この載置面９１１ａ上に環状のフレーム５が載置される。そして、載置面９１１ａ上に載置された環状のフレーム５は、クランプ９１２によってフレーム保持部材９１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段９１は、テープ拡張手段９２によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００４３】
テープ拡張手段９２は、上記環状のフレーム保持部材９１１の内側に配設される拡張ドラム９２１を具備している。この拡張ドラム９２１は、環状のフレーム５の内径より小さく該環状のフレーム５に装着されたダイシングテープ５０に貼着される半導体ウエーハ２の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム９２１は、下端に支持フランジ９２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段９２は、上記環状のフレーム保持部材９１１を上下方向に進退可能な支持手段９２３を具備している。この支持手段９２３は、上記支持フランジ９２２上に配設された複数のエアシリンダ９２３aからなっており、そのピストンロッド９２３bが上記環状のフレーム保持部材９１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ９２３aからなる支持手段９２３は、図１２の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材９１１を載置面９１１ａが拡張ドラム９２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図１２の（ｂ）に示すように拡張ドラム９２１の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。
【００４４】
以上のように構成されたデバイス分離装置９を用いて実施するデバイス分離工程について図１２を参照して説明する。即ち、半導体ウエーハ２が貼着されているダイシングテープ５０が装着された環状のフレーム５を、図１２の（ａ）に示すようにフレーム保持手段９１を構成するフレーム保持部材９１１の載置面９１１ａ上に載置し、クランプ９１２によってフレーム保持部材９１１に固定する（フレーム保持工程）。このとき、フレーム保持部材９１１は図１２の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段９２を構成する支持手段９２３としての複数のエアシリンダ９２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材９１１を図１２の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材９１１の載置面９１１ａ上に固定されている環状のフレーム５も下降するため、図１２の（ｂ）に示すように環状のフレーム５に装着されたダイシングテープ５０は拡張ドラム９２１の上端縁に接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、ダイシングテープ５０に貼着されている半導体ウエーハ２には放射状に引張力が作用するため、個々のデバイス２３に分離されるとともにデバイス間に間隔Sが形成される。
【００４５】
次に、図１２の（c）に示すようにピックアップコレット９３を作動してデバイス２３を吸着し、ダイシングテープ５０から剥離してピックアップし、図示しないトレーまたはダイボンディング工程に搬送する。なお、ピックアップ工程においては、上述したようにダイシングテープ５０に貼着されている個々のデバイス２３間の隙間Sが広げられているので、隣接するデバイス２３と接触することなく容易にピックアップすることができる。
【符号の説明】
【００４６】
２：半導体ウエーハ
２０：基板
２１：機能層
２２：分割予定ライン
２３：デバイス
２１０：切削溝
２２０：レーザー加工溝
３：保護部材
４：切削装置
４１：切削装置のチャックテーブル
４２：切削手段
４２３：切削ブレード
５：環状のフレーム
５０：ダイシングテープ
６：第１の吸引保持パッド
７：第２の吸引保持パッド
８：レーザー加工装置
８１：レーザー加工装置のチャックテーブル
８２：レーザー光線照射手段
８２２：集光器
９：デバイス分離装置
９１：フレーム保持手段
９２：テープ拡張手段
９３：ピックアップコレット
【図１】
2015005558.tif 000003
【図２】
2015005558.tif 000004
【図３】
2015005558.tif 000005
【図４】
2015005558.tif 000006
【図５】
2015005558.tif 000007
【図６】
2015005558.tif 000008
【図７】
2015005558.tif 000009
【図８】
2015005558.tif 000010
【図９】
2015005558.tif 000011
【図１０】
2015005558.tif 000012
【図１１】
2015005558.tif 000013
【図１２】
2015005558.tif 000014