(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハの裏面側を除去して前記ウェハを薄片化し、当該ウェハを切断ラインに沿って複数のチップに分割する半導体基板の切断方法において、
前記ウェハの表面から前記チップの厚み分だけ前記ウェハの裏面側に位置する目標面を設定し、前記ウェハの裏面からレーザー光を入射して前記ウェハの内部に微小空孔を含む予備改質領域を前記切断ラインに沿って形成する予備改質領域形成工程と、
前記予備改質領域が形成された位置に対して前記目標面から裏面側の方に離れた位置であって、前記予備改質領域と結合する深さの位置に本改質領域を形成し、前記本改質領域の形成によって発生する亀裂と前記予備改質領域とを結合させることで、前記予備改質領域から派生した微小亀裂を、前記目標面を超えて前記チップの位置に進展させる本改質領域形成工程と、
前記ウェハを裏面から研削して前記目標面まで研削除去する研削工程と、
前記目標面まで研削除去された前記ウェハを、前記進展した前記微小亀裂を起点にして前記切断ラインに沿って複数の前記チップに分割する分割工程と、
を含むことを特徴とする半導体基板の切断方法。
【請求項２】
前記本改質領域は、前記予備改質領域よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の切断方法。
【請求項３】
前記研削工程において研削された前記ウェハの裏面を、さらに化学機械研磨する研磨工程を含み、
前記分割工程は、前記研磨工程において裏面が化学機械研磨された前記ウェハを分割することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体基板の切断方法。
【請求項４】
前記本改質領域形成工程は、前記チップの厚さに応じて複数回行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の半導体基板の切断方法。
【請求項５】
前記本改質領域形成工程は、前記ウェハの表面から前記チップの厚さ分だけ裏面側に位置する面と前記ウェハの表面との間まで前記微小空孔を進展させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の半導体基板の切断方法。
【請求項６】
前記予備改質領域形成工程は、前記ウェハの表面から前記チップの厚さ分だけ裏面側に位置する面より前記ウェハの裏面側へ略１０μｍ〜略３０μｍの位置に前記予備改質領域を形成し、
前記本改質領域形成工程は、前記本改質領域が形成されていない場合には、前記予備改質領域より前記ウェハの裏面側へ略２０μｍ〜略３０μｍの位置に前記本改質領域を形成し、前記本改質領域が形成されている場合には、前記形成されている本改質領域のうちの直前に形成された本改質領域より前記ウェハの裏面側へ略２０μｍ〜略３０μｍの位置に新たな本改質領域を形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の半導体基板の切断方法。
【請求項７】
前記チップの厚さが６０μｍの場合には、前記本改質領域形成工程が２回行われることを特徴とする請求項３に記載の半導体基板の切断方法。
【請求項８】
前記分割工程は、
前記ウェハの表面に弾性テープを貼付する工程と、
前記弾性テープを拡張する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の半導体基板の切断方法。
【請求項９】
前記分割工程は、前記研削工程で前記目標面まで研削除去された前記ウェハを、ウェハ吸着台に平面状態で真空吸着し、前記ウェハを吸着した状態で前記ウェハ吸着台を凸形状に膨らませるないしは、凸形状に撓ませることにより、前記ウェハに曲げ応力を生じさせて前記微小空孔を前記ウェハの表面まで進展させることで、前記ウェハを前記切断ラインに沿って複数のチップに分割することを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の切断方法。
【請求項１０】
前記分割工程は、前記凸形状を有する前記ウェハ吸着台に載置された前記ウェハを前記凸形状に沿って変形させながら前記ウェハの裏面に弾性テープを貼付する工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の半導体基板の切断方法。
【請求項１１】
切断ラインに沿ってウェハの裏面から前記ウェハの内部にレーザー光を入射するレーザーダイシング手段と、
前記ウェハを当該ウェハの裏面から研削する研削手段と、
前記レーザーダイシング手段から前記研削手段へ前記ウェハを搬送する搬送手段と、
前記ウェハを切断ラインに沿って複数のチップに分割する分割手段と、
を備えた半導体基板の切断装置であって、
前記レーザーダイシング手段は、
前記ウェハの表面が下向きに載置されるテーブルと、
前記ウェハの裏面から前記ウェハに向けてレーザー光を照射する照射手段と、
前記レーザー光が照射される位置が変わるように前記照射手段を制御する第１の制御手段と、を備え、
前記第１の制御手段は、前記ウェハの表面から前記チップの厚み分だけ裏面側に位置する目標面を設定し、前記ウェハの内部の前記目標面から裏面側に微小空孔を含む予備改質領域が前記切断ラインに沿って形成されるように前記照射手段を制御し、且つ前記予備改質領域と結合する深さの位置に本改質領域が形成されるように前記照射手段を制御して、前記本改質領域の形成によって発生する亀裂と前記予備改質領域とを結合させることで、前記予備改質領域から派生した微小亀裂を、前記目標面を超えて前記チップの位置に進展させ、
前記研削手段は、
前記ウェハの表面が下向きに載置され、前記ウェハの略全面を吸着する吸着テーブルと、
前記ウェハを研削する砥石と、
前記砥石の高さ及び回転数を制御して、当該砥石により前記ウェハの裏面側から当該ウェハを研削して前記目標面まで研削除去する第２の制御手段と、を備え、
前記分割手段は、前記目標面まで研削除去された前記ウェハを、前記進展した前記微小亀裂を起点にして前記切断ラインに沿って複数の前記チップに分割することを特徴とする半導体基板の切断装置。
【請求項１２】
前記第１の制御手段は、前記チップの厚さに応じて前記本改質領域を複数形成するように前記照射手段を制御することを特徴とする請求項１１に記載の半導体基板の切断装置。
【請求項１３】
前記第１の制御手段は、前記ウェハの表面から前記チップの厚さ分だけ裏面側に位置する面より前記ウェハの裏面側へ略１０μｍ〜略３０μｍの位置に前記予備改質領域を形成し、前記予備改質領域又は前記本改質領域より前記ウェハの裏面側へ略２０μｍ〜略３０μｍの位置に前記本改質領域を形成するように前記照射手段を制御することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の半導体基板の切断装置。
【請求項１４】
前記分割手段は、
前記ウェハの表面が下向きに載置される凸形状を有するウェハ吸着台と、
前記ウェハ吸着台に載置されたウェハを前記凸形状に沿って変形させて曲げ応力を生じさせる変形手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の半導体基板の切断装置。
【請求項１５】
前記変形手段は、前記ウェハを前記ウェハ吸着台へ真空吸着させる吸着手段であることを特徴とする請求項１４に記載の半導体基板の切断装置。
【請求項１６】
前記変形手段は、前記凸形状を有する前記ウェハ吸着台に載置されたウェハを前記凸形状に沿って変形させながら前記ウェハの裏面に弾性テープを貼付する手段であることを特徴とする請求項１４に記載の半導体基板の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板をチップに切断する半導体基板の切断方法及び半導体基板の切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、裏面を上向きにして載置された半導体基板にレーザーを照射して基板内部に改質領域を形成し、半導体基板の裏面にエキスパンドテープを装着し、エキスパンドテープの上からナイフエッジを当てて改質領域を基点として基板を割ることで、半導体基板をチップに切断することが記載されている。
【０００３】
また、特許文献１には、裏面を上向きにして載置された半導体基板にレーザーを照射して基板内部に改質領域を形成した後で基板を研削して薄くし、半導体基板の裏面にエキスパンドテープを装着し、エキスパンドテープを伸張させることで改質領域を基点として基板を割ることが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、裏面を上向きにして載置された半導体基板にレーザーを照射して基板内部に改質領域を形成することで半導体基板の厚さ方向に割れを発生させ、基板の裏面を研削及びケミカルエッチングすることで割れを裏面に露出させることで、半導体基板をチップに切断することが記載されている。そして、特許文献２には、自然に或いは比較的小さな力で改質領域から厚さ方向に割れが発生することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３６２４９０９号公報
【特許文献２】特許３７６２４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の発明では、ナイフエッジにより局所的に外力を印加することで基板を割るが、この場合には曲げ応力やせん断応力を基板に付与させることになる。しかし、曲げ応力やせん断応力は基板全面に一様に分布させることは難しい。たとえば、曲げ応力やせん断応力を基板にかける場合、どこか弱い点に応力が集中することになり、効率的に一様な応力を付与できない。
【０００７】
したがって、基板の割れにばらつきが生じ、割れが緩やかに進行しなかった場合には基板が破壊するという問題がある。また、基板を切断する部分に対して、局所的に順番に応力を与えて切断していく場合、例えば一枚の基板から多数のチップを収集する場合などでは、多数の切断ラインが存在するため、生産性が非常に低下するという問題がある。
【０００８】
また、外力を印加して基盤を割る場合に、基板を薄く加工していない場合には、ウェハを割る際に非常に大きい応力を必要とするという問題がある。
【０００９】
また、特許文献１、２に記載の発明では、研削によって、レーザー光照射により形成した改質領域を除去しない場合、基板内部に形成された改質領域は、最終的にチップ断面に残ることになる。この改質領域は、一度レーザー光により部分的に溶融状態になり、それが再度固化することにより、結晶性が失われている場合や、非常に脆くなっている場合がある。
【００１０】
そのため、チップ断面に改質領域が残った場合、改質領域の部分から発塵する場合がある。また、チップ断面部分が局所的に破砕した結果、その破砕した断面がきっかけとなって、チップが破断する場合もある。その結果、チップの抗折強度が、時として小さくなるという問題点がある。
【００１１】
特許文献２に記載の発明では、改質領域から厚さ方向に割れが自然に発生すると記載されているが、他方自必ずしも自然に割れない場合も存在する。割るという安定した効果を必然的に得るためには、時として恣意的な手段をとる必要があり、自然に割れる場合は恣意的な手段に該当しない。
【００１２】
また、比較的小さな力として、温度差を与えることにより熱応力を発生させて、改質領域から厚さ方向に割れを発生させることも考えられる。この場合においては、基板の面内に一様な熱勾配をどのように与えるかという点が非常に難しいという問題がある。すなわち、人為的に熱勾配を与えたとしても熱伝導によって、一部熱勾配を緩和するように基板内に熱が分散していく。したがって、一定の基板を切断する程度の安定した熱勾配をどのように絶えずに形成するか、という点が、極めて難しい問題である。
【００１３】
また、特許文献２に記載の発明では、半導体基板を研削後、裏面にケミカルエッチングするが、研削した後には、研削後の表面は固定砥粒による研削条痕が残り、付随して微小なクラックが形成され、加工変質層が残存している。その表面をケミカルエッチングした場合には、微小クラックなどの格子歪が大きい部分が選択的にエッチングされることになる。そのため、微小クラックはかえって助長され大きいクラックになる。そのため、切断起点領域だけではなく、時として、研削とエッチングによって形成された微小クラックから破断する場合もあり、安定した切断加工が難しいという問題がある。
【００１４】
また、エッチングにより基板表面の凹凸が助長されるため、基板表面は鏡面化されていない。そのため、分割されたチップにも凹凸が残るため、凹凸の大きい部分、すなわち微小クラックから破壊することが十分に考えられ、チップの抗折強度は低くなるという問題がある。
【００１５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、安定した品質のチップを効率よく得ることができる半導体基板の切断方法及び半導体基板の切断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】
【００１６】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ウェハの裏面側を除去して前記ウェハを薄片化し、当該ウェハを切断ラインに沿って複数のチップに分割する半導体基板の切断方法において、前記ウェハの表面から前記チップの厚み分だけ前記ウェハの裏面側に位置する目標面を設定し、前記ウェハの裏面からレーザー光を入射して前記ウェハの内部に微小空孔を含む予備改質領域を前記切断ラインに沿って形成する予備改質領域形成工程と、前記予備改質領域が形成された位置に対して前記目標面から裏面側の方に離れた位置であって、前記予備改質領域と結合する深さの位置に本改質領域を形成し、前記本改質領域の形成によって発生する亀裂と前記予備改質領域とを結合させることで、前記予備改質領域から派生した微小亀裂を、前記目標面を超えて前記チップの位置に進展させる本改質領域形成工程と、前記ウェハを裏面から研削して前記目標面まで研削除去する研削工程と、前記目標面まで研削除去された前記ウェハを、前記進展した前記微小亀裂を起点にして前記切断ラインに沿って複数の前記チップに分割する分割工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項１に記載された発明によれば、ウェハの裏面からレーザー光を入射してウェハの内部に微小空孔を含む予備改質領域を切断ラインに沿って形成し、その後予備改質領域が形成された位置とウェハの厚さ方向の浅い位置に本改質領域を形成する。
【００１８】
ここで、改質領域とは、レーザー光が直接照射されたことによって、部分的に溶融し、その後、固化して元の結晶状態とは異なる状態になったものを指す。改質領域においては、結晶性が他の部分と明らかに異なり、本質的に脆化している領域である。
【００１９】
それと区別される領域としては、改質領域から進展した微小亀裂領域がある。改質領域は、レーザー光照射により熱的なダメージを受けて本質的に脆化している領域であるが、微小亀裂領域は、そこから派生した領域であって結晶性そのものは内部と同一の結晶性をもち、結晶的には何ら変わりない。
【００２０】
改質領域は、熱的ダメージを受けて固化した場合、ところどころに微小空孔が残る。こうした熱的ダメージを受けた部分は、その周りにある熱的ダメージを何ら受けていない正常な部分に対して結晶歪を与える。改質領域で形成された微小空孔などが結晶歪により周囲に派生して、正常な部分に微小亀裂を及ぼす。こうして形成された領域を微小亀裂領域と定義する。
【００２１】
なお、最終的なチップ断面には、改質領域が残ると先に述べた通り、発塵を起こすことやチップそのものの抗折強度が弱くなるが、微小亀裂領域が残っても、結晶性は他の内部と変わりは無いため、その部分からの発塵は無く、またチップの抗折強度も弱くなることは無い。
【００２２】
予備改質領域を形成後、それよりも浅い位置に本改質領域を形成する。本改質領域は、予備改質領域と結合する程度の深さ位置にする必要がある。ここで改質領域が結合せずとも、改質領域から派生した微小亀裂同士が結合することも含む。
【００２３】
双方の改質領域ないしは、そこから派生した微小亀裂が結合することで、一つの大きい亀裂となる。その結果、あらかじめ形成した予備改質領域から派生した微小亀裂が、さらにその深さが進展し、最終のチップ厚み部分にまで到達する。
【００２４】
予備改質領域だけであれば微小亀裂は大きくないが、手前に大きな本改質領域を形成し、予備改質領域と結合させることによって、予備改質領域から生まれる微小亀裂がさらに外挿され、明らかな亀裂として進展することになる。
【００２５】
このようにあらかじめ形成した予備改質領域の亀裂を進展させる手段において、その手前側にレーザー光を照射して本改質領域を形成することにより、予備改質領域の亀裂をさらに下側に進展させることが可能となる。
【００２６】
また、引用文献2に示すような何らかの人為的な力を与える場合においては、ウェハ内でも特に改質され、強度が特に弱くなっている部分に応力が集中する。その応力が集中した部分の亀裂は特に進展する一方、強度が少し弱くなっている程度であれば、人為的な応力による変形は他と比べて少なくなり、ほとんど亀裂が進展しない部分も出てくる。
【００２７】
それに対して本願では、先に形成した予備改質領域の強度ばらつき状態に関係無く、その上からレーザー光を照射して本改質領域を手前側に形成して、安定して精度よく先に形成した予備改質領域の亀裂を奥側へ助長させて進展させることができる。また、亀裂進展においては、外部から人為的な力などを与えることも必要無く、また温度差を与えて熱応力を形成する必要も無い。
【００２８】
その結果、すべての予備改質領域で改質領域ないしは亀裂同士が安定して結びつき、安定して精度よく順番に亀裂を進展させることが可能となる。
【００２９】
また、予備改質領域から出る亀裂の下端を、チップの目標厚の少し上の部分で止めるように深さ方向の焦点を精度よく合わせて照射し、その後のその手前に形成する本改質領域で形成する改質層は、深さ方向に亀裂が広がるように少し焦点深度を大きくとっても良い。その様にすることで、亀裂を結合させると共に、精度よく目標チップ厚み部分に予備改質領域から出た微小亀裂を進展させることが可能となる。
【００３０】
これにより、予備改質領域内の微小空孔をウェハの厚み方向に進展させることができる。そして、予備改質領域及び本改質領域を研削により除去する。その結果、残されたウェハには、予備改質領域の先端部分から進展した亀裂のみが残されることになる。この残された亀裂は、改質領域とは異なり、熱的ダメージ等は存在せず、またこの部分がチップ切断の起点となり、ウェハを切断ラインに沿って複数のチップに分割する。これにより、チップの断面にレーザー光により形成された熱的なダメージを有する改質領域が残らないようにすることができる。
【００３１】
そのため、チップが割れたり、チップ断面から発塵したりとするという不具合を防き、安定した品質のチップを効率よく得ることができる。
【００３２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の半導体基板の切断方法において、前記本改質領域は、前記予備改質領域よりも大きいことを特徴とする。
【００３３】
予備照射領域は、深さ方向の正確性がシビアに求められる。なぜなら、少し深い位置に焦点があった場合、すなわち最終チップ厚みに相当する部分の深さまでレーザーの改質領域が及んだ場合、最終チップ側面に改質領域が残るからである。レーザーによる熱ダメージをもつ改質領域がチップ側面に残ると様々な問題があることは先に述べた通りである。
【００３４】
一方、少し浅い位置に焦点があった場合、すなわち、チップ厚みから遠くに焦点を形成した場合、亀裂をそこから進展させるにしてもチップ部分の厚みにまで到達しなくなることもある。よって、目標チップ厚みに近い部分まで精度よい位置で焦点を形成する必要がある。
【００３５】
その結果、予備改質領域を形成する上ではレーザー照射強度も制限され、精度よく結像させることが重要になる。次に、予備照射によって深さ方向に精度よく焦点を形成し改質層を形成したならば、次に本改質領域を形成する。本改質領域を形成することの目的は、先に形成した予備改質領域から出る微小亀裂を、本改質領域との結合によりさらに奥側に進展させることが目的となるため、予備改質領域を形成したレーザー強度よりもさらに大きな強度で、最終チップ厚みとする部分から予備改質領域よりも、さらに離れた位置にレーザー光を照射することができる。
【００３６】
このとき形成される本改質領域は、最終チップ厚みの部分から遠く離れているため、先の予備改質領域を形成したときの深さ精度ほど、精度を制御する必要性も無く、予備改質領域と結合して、予備改質領域の先端部の微小亀裂をさらに進展させる程度の精度でよい。そのため、手前側にレーザー光を照射して形成される本改質領域は、予備改質領域と比較して大きくすることが望ましい。
【００３７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の半導体基板の切断方法において、前記研削工程において研削されたウェハの裏面を、さらに化学機械研磨する研磨工程を含み、前記分割工程は、前記研磨工程において裏面が化学機械研磨されたウェハを分割することを特徴とする。
【００３８】
請求項３に記載された発明によれば、研削されたウェハの裏面を化学機械研磨してからウェハを分割する。これにより、チップの抗折強度を高くすることができる。
【００３９】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一つに記載の半導体基板の切断方法において、前記本改質領域形成工程は、前記チップの厚さに応じて複数回行われることを特徴とする。
【００４０】
請求項４に記載された発明によれば、チップの厚さに応じて本改質領域形成工程が複数回行われるため、チップの厚さによらず、適切に微小空孔を進展させることができる。
【００４１】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一つに記載の半導体基板の切断方法において、前記本改質領域形成工程は、前記ウェハの表面から前記チップの厚さ分だけ裏面側に位置する面と前記ウェハの表面との間まで前記微小空孔を進展させることを特徴とする。
【００４２】
請求項５に記載された発明によれば、本改質領域の形成により、ウェハの表面からチップの厚さ分だけ裏面側に位置する面とウェハの表面との間まで微小空孔が進展される。これにより、チップの断面にレーザー光により形成された改質領域が残らないようにワークを研削しても、微小空孔をワークに残すことができる。そのため、チップが割れたり、チップ断面から発塵したりとするという不具合を防き、安定した品質のチップを効率よく得ることができる。
【００４３】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の半導体基板の切断方法において、前記予備改質領域形成工程は、前記ウェハの表面から前記チップの厚さ分だけ裏面側に位置する面より前記ウェハの裏面側へ略１０μｍ〜略３０μｍの位置に前記予備改質領域を形成し、前記本改質領域形成工程は、前記本改質領域が形成されていない場合には、前記予備改質領域より前記ウェハの裏面側へ略２０μｍ〜略３０μｍの位置に前記本改質領域を形成し、前記本改質領域が形成されている場合には、前記形成されている本改質領域のうちの直前に形成された本改質領域より前記ウェハの裏面側へ略２０μｍ〜略３０μｍの位置に新たな本改質領域を形成することを特徴とする。
【００４４】
請求項６に記載された発明によれば、ウェハの表面からチップの厚さ分だけ裏面側に位置する面よりウェハの裏面側へ略１０μｍ〜略３０μｍの位置に予備改質領域が形成され、予備改質領域よりウェハの裏面側へ略２０μｍ〜略３０μｍの位置に本改質領域が形成される。なお、既に本会室領域が形成されている場合には、直前に形成された本改質領域より前記ウェハの裏面側へ略２０μｍ〜略３０μｍの位置に新たな本改質領域が形成される。これにより、予備改質領域内の微小空孔を適切に進展させることができる。
【００４５】
請求項７に記載の発明は、請求項３に記載の半導体基板の切断方法において、前記チップの厚さが６０μｍの場合には、前記本改質領域形成工程が２回行われることを特徴とする。これにより、適切な長さに微小空孔を進展させることができる。
【００４６】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の半導体基板の切断方法において、前記分割工程は、前記ウェハの表面に弾性テープを貼付する工程と、前記弾性テープを拡張する工程と、を含むことを特徴とする。
【００４７】
請求項８に記載された発明によれば、ウェハの表面に弾性テープを貼付して拡張することで、ウェハを複数のチップに分割することができる。
【００４８】
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記分割工程は、前記研削工程で前記目標面まで研削除去された前記ウェハを、ウェハ吸着台に平面状態で真空吸着し、前記ウェハを吸着した状態で前記ウェハ吸着台を凸形状に膨らませるないしは、凸形状に撓ませることにより、前記ウェハに曲げ応力を生じさせて前記微小空孔を前記ウェハの表面まで進展させることで、前記ウェハを前記切断ラインに沿って複数のチップに分割することを特徴とする。
【００４９】
請求項９に記載された発明によれば、ウェハを複数のチップに分割するのは、改質領域が除去されたウェハに曲げ応力を生じさせて微小空孔をウェハの表面まで進展させることにより行われる。これにより、改質領域が除去されることでウェハＷが薄くなっているため、小さい曲げ応力でクラックをデバイス面まで進展させることができる。
【００５０】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記分割工程は、前記凸形状を有する前記ウェハ吸着台に載置されたウェハを前記凸形状に沿って変形させながら前記ウェハの裏面に弾性テープを貼付する工程を含むことを特徴とする。
【００５１】
請求項１０に記載された発明によれば、凸形状を有するテーブルにウェハを表面を下にして載置し、当該載置されたウェハをテーブルに吸着させることで、ウェハを凸形状に沿って変形させる。これにより、微小空孔をウェハの厚み方向に進展させ、ウェハを複数のチップへと分割することができる。
【００５２】
請求項１１に記載の発明は、切断ラインに沿ってウェハの裏面から前記ウェハの内部にレーザー光を入射するレーザーダイシング手段と、前記ウェハを当該ウェハの裏面から研削する研削手段と、前記レーザーダイシング手段から前記研削手段へ前記ウェハを搬送する搬送手段と、前記ウェハを切断ラインに沿って複数のチップに分割する分割手段と、を備えた半導体基板の切断装置であって、前記レーザーダイシング手段は、前記ウェハの表面が下向きに載置されるテーブルと、前記ウェハの裏面から前記ウェハに向けてレーザー光を照射する照射手段と、前記レーザー光が照射される位置が変わるように前記照射手段を制御する第１の制御手段と、を備え、前記第１の制御手段は、前記ウェハの表面から前記チップの厚み分だけ裏面側に位置する目標面を設定し、前記ウェハの内部の前記目標面から裏面側に微小空孔を含む予備改質領域が前記切断ラインに沿って形成されるように前記照射手段を制御し、且つ前記予備改質領域と結合する深さの位置に本改質領域が形成されるように前記照射手段を制御して、前記本改質領域の形成によって発生する亀裂と前記予備改質領域とを結合させることで、前記予備改質領域から派生した微小亀裂を、前記目標面を超えて前記チップの位置に進展させ、前記研削手段は、前記ウェハの表面が下向きに載置され、前記ウェハの略全面を吸着する吸着テーブルと、前記ウェハを研削する砥石と、前記砥石の高さ及び回転数を制御して、当該砥石により前記ウェハの裏面側から当該ウェハを研削して前記目標面まで研削除去する第２の制御手段と、を備え、前記分割手段は、前記目標面まで研削除去された前記ウェハを、前記進展した前記微小亀裂を起点にして前記切断ラインに沿って複数の前記チップに分割することを特徴とする。
【００５３】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の半導体基板の切断装置において、前記第１の制御手段は、前記チップの厚さに応じて前記本改質領域を複数形成するように前記照射手段を制御することを特徴とする。
【００５４】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１又は１２に記載の半導体基板の切断装置において、前記第１の制御手段は、前記ウェハの表面から前記チップの厚さ分だけ裏面側に位置する面より前記ウェハの裏面側へ略１０μｍ〜略３０μｍの位置に前記予備改質領域を形成し、前記予備改質領域又は前記本改質領域より前記ウェハの裏面側へ略２０μｍ〜略３０μｍの位置に前記本改質領域を形成するように前記照射手段を制御することを特徴とする。
【００５５】
請求項１４に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、前記分割手段は、前記ウェハの表面が下向きに載置される凸形状を有するウェハ吸着台と、前記ウェハ吸着台に載置されたウェハを前記凸形状に沿って変形させて曲げ応力を生じさせる変形手段と、を備えたことを特徴とする。
【００５６】
これにより、ウェハに曲げ応力を生じさせて微小空孔をウェハの表面まで進展させることができ、効率よくウェハをチップへと分割することができる。
【００５７】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、前記変形手段は、前記ウェハを前記ウェハ吸着台へ真空吸着させる吸着手段であることを特徴とする。
【００５８】
これにより、ウェハに弾性テープを貼付することなくウェハに曲げ応力を生じさせることができる。
【００５９】
請求項１６に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、前記変形手段は、前記凸形状を有する前記ウェハ吸着台に載置されたウェハを前記凸形状に沿って変形させながら前記ウェハの裏面に弾性テープを貼付する手段であることを特徴とする。
【００６０】
これにより、ウェハの変形と弾性テープの貼付を同時に行うことができる。
【発明の効果】
【００６１】
本発明によれば、安定した品質のチップを効率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】レーザーダイシング装置１の概観構成を示す図。
【図２】レーザーダイシング装置１の駆動手段の構成を表わす概念図。
【図３】レーザーダイシング装置１の駆動手段の構成を表わす平面図。
【図４】レーザー光を照射する位置を示すウェハＷ断面図。
【図５】研削装置２の概観構成を示す図。
【図６】研削装置２の部分拡大図。
【図７】研削装置２の部分拡大図。
【図８】研削装置２の研磨ステージの概略図。
【図９】研削装置２のチャックの詳細を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は部分拡大図。
【図１０】半導体基板の切断方法の処理の流れを示すフローチャート。
【図１１】レーザー改質工程のうちの予備改質領域の形成を説明する図。
【図１２】切断ラインを説明する図。
【図１３】レーザー改質工程のうちの本改質領域の形成を説明する図。
【図１４】本改質領域の形成によりクラックが進展することを説明する図。
【図１５】本改質領域の形成によりクラックが進展することを説明する図。
【図１６】研削除去工程を説明する図。
【図１７】研削除去工程後のウェハＷ裏面の表面状態を説明する図。
【図１８】分割・離間工程を説明する図。
【図１９】分割・離間工程を説明する図。
【図２０】分割装置３００の概観構成を示す図。
【図２１】半導体基板の切断方法の処理の流れを示すフローチャート。
【図２２】エキスパンドテープ貼付工程を説明する図であり、（ａ）はウェハをテーブルに載置した状態を示し、（ｂ）はウェハが真空吸着された状態を示し、（ｃ）はウェハが真空吸着されることでクラックを進展させることを説明する図であり、（ｄ）はエキスパンドテープを貼付した状態を示す。
【図２３】エキスパンドテープ貼付工程においてクラックを進展させる別の方法を説明する図
【図２４】エキスパンドテープ貼付工程においてクラックを進展させる別の方法を説明する図
【図２５】チャック撓ませ手段の他の実施形態を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下、添付図面に従って本発明に係る半導体基板の切断方法及び半導体基板の切断装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００６４】
＜＜第１の実施の形態＞＞
本実施の形態は、レーザーダイシング装置１と、研削装置２と、レーザーダイシング装置１により加工されたウェハを研削装置２へ搬送する搬送装置（図示せず）と、研削装置２により研削されたウェハをチップへ分割する分割装置とで構成された切断装置により行われる。
【００６５】
＜装置構成について＞
（１）レーザーダイシング装置１について
図１は、レーザーダイシング装置１の概観構成を示す図である。同図に示すように、本実施の形態のレーザーダイシング装置１は、主として、ウェハ移動部１１、レーザー光学部２０と観察光学部３０とからなるレーザーヘッド４０、制御部５０等から構成されている。
【００６６】
ウェハ移動部１１は、ウェハＷを吸着保持する吸着ステージ１３と、レーザーダイシング装置１の本体ベース１６に設けられ、吸着ステージ１３をＸＹＺθ方向に精密に移動させるＸＹＺθテーブル１２等からなる。このウェハ移動部１１によって、ウェハＷが図のＸＹＺθ方向に精密に移動される。
【００６７】
ウェハＷは、表面の一方の面に粘着材を有するＢＧテープＢが貼付され、裏面が上向きとなるように吸着ステージ１３に載置される。
【００６８】
なお、ウェハＷは、一方の面に粘着材を有するダイシングシートが貼付され、このダイシングシートを介してフレームと一体化された状態で吸着ステージ１３に載置されるようにしてもよい。この場合には、表面が上向きとなるように吸着ステージ１３に載置される。
【００６９】
レーザー光学部２０は、レーザー発振器２１、コリメートレンズ２２、ハーフミラー２３、コンデンスレンズ（集光レンズ）２４、レーザー光をウェハＷに対して平行に微小移動させる駆動手段２５等で構成されている。レーザー発振器２１から発振されたレーザー光は、コリメートレンズ２２、ハーフミラー２３、コンデンスレンズ２４等の光学系を経てウェハＷの内部に集光される。集光点のＺ方向位置は、後出のＺ微動手段２７によるコンデンスレンズ２４のＺ方向微動によって調整される。
【００７０】
次に、レーザー光の照射条件の一例を示す。以下に示すのは、好適なレーザー光照射条件の一例である。
【００７１】
ウェハ厚み：775μm、目標チップ厚み：50μmの場合についての条件を以下に述べる。また、コンデンスレンズ２４の条件は、倍率が５０倍、Ｎ．Ａ．が０．５５、レーザー光波長に対する透過率が６０パーセントである。
【００７２】
＜レーザー光の照射条件＞
（１）予備照射  照射条件
照射深さ：      チップ最深部から70μm付近に照準(改質領域：約60μm〜80μm)
光源：          半導体レーザー励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、波長１０８０ｎｍ、
レーザー光スポット断面積：  ３．１４×１０−８ｃｍ２、
発振形態：      Ｑスイッチパルス、
繰り返し周波数：８０ｋＨｚ〜１２０ｋＨｚ、
出力：          １４μＪ〜２５μJ／パルス、
レーザー光スキャン速度：    250mm〜300mm/sec
パルス間隔：    ２.1〜3.75μm
レーザー光品質：ＴＥＭ００、
偏光特性：      直線偏光
ここで、より細いピッチで照射する場合は、例えば、以下の条件が好適である。
光源：          半導体レーザー励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、波長１０８０ｎｍ、
レーザー光スポット断面積：  ３．１４×１０−８ｃｍ２、
発振形態：      Ｑスイッチパルス、
繰り返し周波数：１２０ｋＨｚ、
出力：          １４μＪ／パルス(〜約２５μJ／パルス)
レーザー光スキャン速度：250mm/sec
パルス間隔：    2.08μm
レーザー光品質：ＴＥＭ００、偏光特性は直線偏光
予備照射は、最終チップに最も近い場所であるため、最終チップ断面に改質領域を残さないように精密に照射することが望ましい。よって、パルス間隔を狭くすると共に、出力も、その後の本照射よりも抑えて、間違っても改質領域が最終チップに至らないように、精密に照射することが必要である。
【００７３】
（２）本照射  1回目  照射条件
予備照射の後の本照射においては、最終チップ部分より離れた位置に照射し、また予備照射で形成した改質層からの亀裂を進展させることが目的であるため、予備照射よりも大きい出力で粗く照射してかまわない。よって、例えば以下のような条件が適用できる。
照射深さ：      チップ最深部から90〜100μm付近に照準
光源：          半導体レーザー励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、波長１０８０ｎｍ、
レーザー光スポット断面積：３．１４×１０−８ｃｍ２、
発振形態：      Ｑスイッチパルス、
繰り返し周波数：８０ｋＨｚ、
パルス幅：      １２．５μｓ、
出力：          ２０μＪ／パルス、
レーザー光スキャン速度：  300mm/sec
パルス間隔：    3.75μm
レーザー光品質：ＴＥＭ００
偏光特性：      直線偏光。
又は、以下の条件でも良い。
光源：          半導体レーザー励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、波長１０８０ｎｍ、
レーザー光スポット断面積：３．１４×１０−８ｃｍ２、
発振形態：      Ｑスイッチパルス、
繰り返し周波数：８０ｋＨｚ、
パルス幅：      １２．５μｓ、
出力：          ２０μＪ／パルス、
レーザー光スキャン速度：300mm/sec
パルス間隔：            3.75μm
レーザー光品質：ＴＥＭ００
偏光特性：      直線偏光
上記本照射の条件の場合、レーザーパワーを予備照射よりも大きくし、多少の焦点精度が悪くても、焦点精度の悪化がチップ断面に改質層が及ぶことはない。また、多少の改質層がまばらであっても、先に照射した予備照射による改質層の亀裂を進展させるだけでよいのであるから、大きな問題はない。
【００７４】
また、本照射の改質層も、予備照射の改質層もいずれ研削によって除去されるのであるから、多少のばらつきがあっても、関係ない。
【００７５】
なお、2本のレーザー照射を立て続けに照射する場合は、特に予備照射で形成された改質層が完全に冷却されて固化する前に、本照射をすると、予備照射の亀裂が特に進展しやすい。
【００７６】
レーザー光スキャン速度は、ウェハを載せるステージの送り速度に依存するため、予備照射と同じ速度になり、パルス間隔も同一である方が望ましい。
【００７７】
（２）効果：
上記条件により得られる効果は次の通りである。即ち、このような条件により、先に照射した予備照射による改質層から延びる亀裂が、本照射によってさらに助長され、最終チップの断面部分にまで進展させることができる。この進展した亀裂を起点に最終的にチップを割断する。
【００７８】
観察光学部３０は、観察用光源３１、コリメートレンズ３２、ハーフミラー３３、コンデンスレンズ３４、観察手段としてのＣＣＤカメラ３５、画像処理部３８、テレビモニタ３６等で構成されている。
【００７９】
観察光学部３０では、観察用光源３１から出射された照明光がコリメートレンズ３２、ハーフミラー３３、コンデンスレンズ２４等の光学系を経てウェハＷの表面を照射する。ウェハＷの表面からの反射光はコンデンスレンズ２４、ハーフミラー２３及び３３、コンデンスレンズ３４を経由して観察手段としてのＣＣＤカメラ３５に入射し、ウェハＷの表面画像が撮像される。
【００８０】
この撮像データは画像処理部３８に入力され、ウェハＷのアライメントに用いられるとともに、制御部５０を経てテレビモニタ３６に写し出される。
【００８１】
制御部５０は、ＣＰＵ、メモリ、入出力回路部等からなり、レーザーダイシング装置１の各部の動作を制御する。
【００８２】
なお、レーザーダイシング装置１は、図示しないウェハカセットエレベータ、ウェハ搬送手段、操作板、及び表示灯等から構成されている。
【００８３】
ウェハカセットエレベータは、ウェハが格納されたカセットを上下移動して搬送位置に位置決めする。搬送手段はカセットと吸着ステージ１３との間でウェハを搬送する。
【００８４】
操作板には、ダイシング装置１０の各部を操作するスイッチ類や表示装置が取付けられている。表示灯は、ダイシング装置１０の加工中、加工終了、非常停止等の稼動状況を表示する。
【００８５】
図２は、駆動手段２５の細部を説明する概念図である。駆動手段２５は、コンデンスレンズ２４を保持するレンズフレーム２６、レンズフレーム２６の上面に取り付けられレンズフレーム２６を図のＺ方向に微小移動させるＺ微動手段２７、Ｚ微動手段２７を保持する保持フレーム２８、保持フレーム２８をウェハＷと平行に微小移動させるリニア微動手段であるＰＺ１、ＰＺ２等から構成される。
【００８６】
Ｚ微動手段２７には電圧印加によって伸縮する圧電素子が用いられている。この圧電素子の伸縮によってコンデンスレンズ２４がＺ方向に微小送りされて、レーザー光の集光点のＺ方向位置が精密に位置決めされるようになっている。
【００８７】
保持フレーム２８は、図示しない４本のピアノ線からなる２対の平行バネで支持され、ＸＹ方向には移動自在で、Ｚ方向の移動が拘束されている。なお、保持フレーム２８の支持方法はこれに限らず、例えば複数のボールで上下に挟み込み、Ｚ方向の移動を拘束するとともにＸＹ方向に移動自在に支持してもよい。
【００８８】
リニア微動手段ＰＺ１、ＰＺ２には、Ｚ微動手段２７と同じく圧電素子が用いられており、一端がレーザーヘッド４０のケース本体に固定され、他端が保持フレーム２８の側面に当接している。
【００８９】
図３は、駆動手段２５の平面図である。図３に示すように、リニア微動手段ＰＺ１、ＰＺ２はＸ方向に２個配置されており、夫々一端がレーザーヘッド４０のケース本体に固定され、他端が保持フレーム２８の側面に当接している。したがって、印加電圧を制御することによってコンデンスレンズ２４をＸ方向に往復微動送りすることができ、レーザー光をＸ方向に往復微動送りさせたり振動させたりすることができる。
【００９０】
なお、リニア微動手段ＰＺ１、ＰＺ２のうちどちらか一方に圧電素子を用い、他方をバネ材等の弾性部材にしてもよい。また、リニア微動手段を円周上に３個配置するようにしてもよい。
【００９１】
レーザー発振器２１からレーザー光Ｌが出射され、レーザー光Ｌはコリメートレンズ２２、ハーフミラー２３、コンデンスレンズ２４等の光学系を経由してウェハＷの内部に照射される。照射されるレーザー光Ｌの集光点のＺ方向位置は、ＸＹＺθテーブル１２によるウェハＷのＺ方向位置調整、及びＺ微動手段２７によるコンデンスレンズ２４の位置制御によって、ウェハＷ内部の所定位置に正確に設定される。
【００９２】
この状態でＸＹＺθテーブル１２がダイシング方向であるＸ方向に加工送りされるとともに、レーザーヘッド４０に設けられたリニア微動手段ＰＺ１、ＰＺ２によってコンデンスレンズ２４が往復微小移動され、レーザー光ＬがウェハＷと平行にＸ方向、又は任意のＸＹ方向に振動され、レーザー光Ｌの集光点がウェハ内部で微小振動しながら予備改質領域Ｐ１（図４参照）を形成してゆく。これにより、ウェハＷの切断ラインに沿って、ウェハＷ内部に多光子吸収による予備改質領域Ｐ１が１ライン形成される。
【００９３】
なお、必要に応じ、Ｚ微動手段２７によるＺ方向の振動を加えてもよい。また、レーザー光Ｌを加工方向であるＸ方向にゆっくり往復微動送りさせながらウェハＷをＸ方向に送ることにより、レーザー光Ｌをミシン目のように行きつ戻りつの状態で繰返し照射するようにしてもよい。
【００９４】
切断ラインに沿って予備改質領域Ｐ１が１ライン形成されると、ＸＹＺθテーブル１２がＹ方向に１ピッチ割り出し送りされ、次のラインも同様に予備改質領域Ｐ１が形成される。
【００９５】
全てのＸ方向と平行な切断ラインに沿って予備改質領域Ｐ１が形成されると、ＸＹＺθテーブル１２が９０°回転され、先程のラインと直交するラインも同様にして全て予備改質領域Ｐ１が形成される。
【００９６】
全ての予備改質領域Ｐ１の形成が終了すると、図４に示すように、予備改質領域Ｐ１とウェハＷの厚さ方向の位置のみ異なる位置に本改質領域Ｐ２を形成する。すなわち、予備改質領域Ｐ１及び本改質領域Ｐ２は、平面上の位置（ウェハＷ裏面又は表面から見た位置）は同じであり共に切断ラインに沿って形成されるが、ウェハＷの厚さ方向の位置のみが異なる。
【００９７】
ＸＹＺθテーブル１２によるウェハＷのＺ方向位置調整、及びＺ微動手段２７によるコンデンスレンズ２４の位置制御によって、予備改質領域Ｐ１の形成時と照射されるレーザー光Ｌの集光点のＺ方向位置を変更する。
【００９８】
この状態でＸＹＺθテーブル１２がダイシング方向であるＸ方向に加工送りされるとともに、レーザーヘッド４０に設けられたリニア微動手段ＰＺ１、ＰＺ２によってコンデンスレンズ２４が往復微小移動され、レーザー光ＬがウェハＷと平行にＸ方向、又は任意のＸＹ方向に振動され、レーザー光Ｌの集光点がウェハ内部で微小振動しながら本改質領域Ｐ２を形成してゆく。これにより、ウェハＷの切断ラインに沿って、ウェハＷ内部に多光子吸収による本改質領域Ｐ２が１ライン形成される。
【００９９】
切断ラインに沿って本改質領域Ｐ２が１ライン形成されると、ＸＹＺθテーブル１２がＹ方向に１ピッチ割り出し送りされ、次のラインも同様に予備改質領域Ｐ１が形成される。全てのＸ方向と平行な切断ラインに沿って本改質領域Ｐ２が形成されると、ＸＹＺθテーブル１２が９０°回転され、先程のラインと直交するラインも同様にして全て本改質領域Ｐ２が形成される。これにより、全ての切断ラインに沿って本改質領域Ｐ２が形成される。
【０１００】
（２）研削装置２について
図５は、研削装置２の概観構成を示す斜視図である。研削装置２の本体１１２には、アライメントステージ１１６、粗研削ステージ１１８、精研削ステージ１２０、研磨ステージ１２２、研磨布洗浄ステージ１２３、研磨布ドレッシングステージ１２７、及びウェハ洗浄ステージ１２４が設けられている。
【０１０１】
粗研削ステージ１１８、精研削ステージ１２０、研磨ステージ１２２は、図６に示すように仕切板１２５（図５では省略）によって仕切られ、各々のステージ１１８、１２０、１２２で使用する加工液が隣接するステージに飛散するのが防止されている。
【０１０２】
仕切板１２５は、図６に示すように、インデックステーブル１３４に固定されるとともに、インデックステーブル１３４に設置された４台のチャック１３２、１３６、１３８、１４０を仕切るように十字形状に形成されている。
【０１０３】
粗研削ステージ１１８は、粗研磨を行うステージであり、図６に示すように、本体１１２の側面、天板１２８、及び仕切板１２５によって囲まれている。精研削ステージ１２０は、精研磨を行うステージであり、粗研磨ステージ１１８と同様に、本体１１２の側面、天板１２９、及び仕切板１２５によって囲まれている。仕切板１２５の上面及び側面にはブラシ（図示せず）が配設され、粗研削ステージ１１８、精研削ステージ１２０を外部から隔離している。また、天板１２８、１２９には、各ステージのヘッドが挿通される貫通孔１２８Ａ、１２９Ａが形成されている。
【０１０４】
研磨ステージ１２２は、化学機械研磨を行うものであり、他のステージから隔離するために、図６に示すように、天板１２６Ａを有するケーシング１２６によって覆われている。なお、天板１２６Ａには、各ステージのヘッドが挿通される貫通孔１２６Ｃが形成されている。
【０１０５】
ケーシング１２６の仕切板１２５が通過する側面には、図７に示すように、ブラシ１２６Ｂが取り付けられており、このブラシ１２６Ｂは、チャック１４０が加工位置に位置した時に、仕切板１２５の上面１２５Ａ及び側面１２５Ｂに接触される。これにより、チャック１４０が加工位置に位置すると、ケーシング１２６、仕切板１２５、及びブラシ１２６Ｂによって略気密状態に保持される。
【０１０６】
研磨ステージ１２２は、化学機械研磨を行うものであるため、研磨加工液に化学研磨剤が含有されている。このような研磨加工液に研削加工液が混入すると、化学研磨剤の濃度が低下し、加工時間が長くなるという不具合が生じる。研磨ステージ１２２を略機密状態に保つことにより、精研削ステージ１２０で使用される研削加工液や加工屑が研磨ステージ１２２に浸入するのを防止でき、また、研磨ステージ１２２で使用される研磨加工液が研磨ステージ１２２から飛散するのを防止できる。したがって、双方の加工液が混入することに起因する加工不具合を防止できる。
【０１０７】
図８は、研磨ステージ１２２の構造図である。研磨ステージ１２２では、研磨布１５６と、研磨布１５６から供給されるスラリとによって研磨され、粗研磨、精研磨によりウェハＷの裏面に生じている加工変質層が除去される。加工変質層とは、研削によって生じた条痕や加工歪（結晶が変質している）等の総称である。
【０１０８】
研磨ステージ１２２の研磨布１５６は、モータ１５８の出力軸１６０に連結された研磨ヘッド１６１に取り付けられている。モータ１５８の側面には、直動ガイドを構成するガイドブロック１６２、１６２が設けられており、ガイドブロック１６２、１６２が、サポートプレート１６４の側面に設けられたガイドレール１６６に上下移動自在に係合されている。したがって、研磨布１５６はモータ１５８とともに、サポートプレート１６４に対して上下移動自在に取り付けられている。
【０１０９】
サポートプレート１６４は、水平に配置されたアーム１６８の先端に設けられている。アーム１６８の基端部は、ケーシング１７０内に配置されたモータ１７２の出力軸１７４に接続されている。したがって、モータ１７２が駆動されると、アーム１６８は出力軸１７４を中心に回動することができる。これにより、研磨布５６を研磨位置（図５の実線参照）と、研磨布洗浄ステージ１２３による研磨布洗浄位置（図５の２点鎖線参照）と、研磨布ドレッシングステージ１２７によるドレス位置との範囲内で移動させることができる。
【０１１０】
研磨布１５６は、研磨布洗浄位置に移動された際に、研磨布洗浄ステージ１２３によって、その表面が洗浄されて表面に付着している研磨屑等が除去される。なお、研磨布１５６としては、発泡ポリウレタン、研磨布等を例示することができ、研磨布洗浄ステージ１２３には、研磨屑を除去するブラシ等の除去部材が設けられている。この除去部材は、研磨布１５６の洗浄時に回転駆動され、研磨布１５６も同様にモータ１５８によって回転駆動される。研磨布ドレッシングステージ１２７には、研磨布１５６と同じ材料、例えば発泡ポリウレタンが採用されている。
【０１１１】
ケーシング１７０の側面には、直動ガイドを構成するガイドブロック１７６、１７６が設けられ、このガイドブロック１７６、１７６が、ねじ送り装置用のハウジング１７８の側面に設けられたガイドレール１８０に上下移動自在に係合されている。また、ケーシング１７０の側面には、ナット部材１７９が突設されている。ナット部材１７９は、ハウジング１７８に形成された開口部（図示せず）を介してハウジング１７８内に配設されたねじ送り装置のねじ棒１８１に螺合されている。
【０１１２】
ねじ棒１８１の上端には、モータ１８２の出力軸１８４が連結されている。したがって、モータ１８２が駆動されて、ねじ棒１８１が回転されると、ねじ送り装置の送り作用と、ガイドブロック１７６とガイドレール１８０の直進作用とによって、ケーシング７０が上下移動される。これによって、研磨布１５６が上下方向に大きく移動され、研磨ヘッド１６１とウェハＷとの間隔が所定の間隔に設定される。
【０１１３】
モータ１５８の上面には、エアシリンダ装置１８６のピストン１８８がアーム１６８の貫通孔１６９を介して連結されている。また、エアシリンダ装置１８６には、シリンダの内圧Ｐを制御するレギュレータ１９０が接続されている。したがって、このレギュレータ１９０によって内圧Ｐが制御されると、ウェハＷに対する研磨布１５６の押圧力（圧接力）を制御することができる。
【０１１４】
なお、本実施の形態では、研磨体として研磨布１５６を適用したが、これに限定されるものではなく、加工変質層の除去が可能であれば、例えば研磨砥石や砥粒の電気泳動等を適用してもよい。研磨砥石や砥粒の電気泳動等を適用した場合には、定量研磨を行うことが好ましい。
【０１１５】
図５の説明に戻る。アライメントステージ１１６は、図示しない搬送装置によりレーザーダイシング装置１から搬送されたウェハＷを所定の位置に位置合わせするステージである。このアライメントステージ１１６で位置合わせされたウェハＷは、図示しない搬送用ロボットに吸着保持された後、空のチャック１３２に向けて搬送され、このチャック１３２の吸着面に吸着保持される。
【０１１６】
チャック１３２は、インデックステーブル１３４に設置され、また、同機能を備えたチャック１３６、１３８、１４０が、インデックステーブル１３４の回転軸１３５を中心とする円周上に９０度の間隔をもって設置されている。回転軸１３５には、モータ（図示せず）のスピンドル（図示せず）が連結されている。
【０１１７】
チャック１３６は、図５においては粗研削ステージ１１８に位置されており、吸着したウェハＷがここで粗研削される。チャック１３８は、図５においては精研削ステージ１２０に位置され、吸着したウェハＷがここで仕上げ研削（精研削、スパークアウト）される。チャック１４０は、図５においては研磨ステージ１２２に位置され、吸着したウェハＷがここで研磨され、研削で生じた加工変質層、及びウェハＷの厚みのバラツキ分が除去される。
【０１１８】
ここで、チャック１３２、１３６、１３８、１４０について説明する。チャック１３６、１３８、１４０はチャック１３２と同様の構成を有するため、チャック１３２について説明し、チャック１３６、１３８、１４０については説明を省略する。
【０１１９】
図９は、チャック１３２の詳細を示す図であり、（ａ）はチャック１３２の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＢ部拡大図である。
【０１２０】
チャック１３２は、緻密体で形成されたチャック本体１３２ｂに、多孔質材（例えば、ポーラスセラミックス）で形成された載置台１３２ａが嵌めこまれることにより構成される。チャック本体１３２ｂの載置台１３２ａが嵌めこまれる下側には、真空吸着のために吸着孔１３２ｃが形成されている。なお、チャック１３２は、熱伝導率の低い材質で形成されることが望ましい。
【０１２１】
載置台１３２ａには、図９（ｃ）に示すように、ウェハＷがＢＧテープＢを介して載置される。載置台１３２ａは、図９（ｃ）に示すように、ウェハＷを載置台１３２ａに載置した時に、ウェハＷの外周の一部が載置台１３２ａからはみ出すよう形成されているが、その幅ｘは約１．５ｍｍ程度である。なお、本実施の形態で用いられるウェハＷは、直径が約１２インチ、厚さｔは約７７５μｍである。
【０１２２】
吸着孔１３２ｃは、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、載置台１３２ａの略全域を覆うように配置されている。吸着孔１３２ｃには、図示しない流体継手が連結され、この流体継手に連結された図示しないサクションポンプが空気を吸引する。したがって、ウェハＷの略全面が載置台１３２ａの表面にしっかりと真空吸着される。これにより、位置ずれを起こすことなく、ウェハＷと載置台１３２ａとを面で密着させることができる。
【０１２３】
チャック１３２、１３６、１３８、１４０は、図８に示すように、その下面にスピンドル１９４とモータ１９２が各々連結され、これらのモータ１９２の駆動力によって回転される。モータ１９２は、支持部材１９３を介してインデックステーブル１３４に支持されている。これにより、チャック１３２、１３６、１３８、１４０をモータ１３７で移動させる毎に、スピンドル１９４をチャック１３２、１３６、１３８、１４０から切り離したり、次の移動位置に設置されたスピンドル１９４にチャック１３２、１３６、１３８、１４０を連結したりする手間を省くことができる。
【０１２４】
モータ１９２の下部には、シリンダ装置１１７のピストン１１９が連結されている。このピストン１１９が伸長されると、チャック１３２、１３６、１３８、１４０の下部に形成された凹部（図示せず）に嵌入されて連結される。そして、チャック１３２、１３６、１３８、１４０は、ピストン１１９の継続する伸長動作によって、インデックステーブル１３４から上昇移動され、砥石１４６、１５４による研削位置に位置される。
【０１２５】
制御部１００は、ＣＰＵ、メモリ、入出力回路部等からなり、研削装置２の各部の動作を制御する。
【０１２６】
チャック１３２に吸着保持されたウェハＷは、制御部１００に接続された一対の測定ゲージ（図示せず）によってその厚みが測定される。これらの測定ゲージは、それぞれ接触子を有し、接触子はウェハＷの上面（裏面）に、他の接触子はチャック１３２の上面に接触されている。これらの測定ゲージは、チャック１３２の上面を基準点としてウェハＷの厚みをインプロセスゲージ読取値の差として検出することができる。なお、測定ゲージによる厚み測定はインラインで実施してもよい。また、ウェハＷの厚み測定の方法はこれに限られない。
【０１２７】
制御部１００によりインデックステーブル１３４が図５の矢印Ｒ方向に９０度回転されることで、厚みが測定されたウェハＷが粗研削ステージ１１８に位置され、粗研削ステージ１１８のカップ型砥石１４６によってウェハＷの裏面が粗研削される。このカップ型砥石１４６は、図５に示すように、モータ１４８の図示しない出力軸に連結され、また、モータ１４８のサポート用ケーシング１５０を介して砥石送り装置１５２に取り付けられている。砥石送り装置１５２は、カップ型砥石１４６をモータ１４８とともに昇降移動させるもので、この下降移動によりカップ型砥石１４６がウェハＷの裏面に押し付けられる。
【０１２８】
これにより、ウェハＷの裏面の粗研削が行われる。制御部１００は、カップ型砥石１４６の下降移動量を設定し、モータ１４８を制御する。なお、カップ型砥石４６の下降移動量、即ちカップ型砥石１４６による研削量は、予め登録されているカップ型砥石１４６の基準位置と、測定ゲージで検出されたウェハＷの厚みとに基づいて設定される。また、制御部１００は、モータ１４８の回転数を制御することで、カップ型砥石１４６の回転数を制御する。
【０１２９】
粗研削ステージ１１８で裏面が粗研削されたウェハＷは、ウェハＷからカップ型砥石１４６が退避移動した後、制御部１００に接続された測定ゲージ（図示せず）によってその厚みが測定される。制御部１００によりインデックステーブル１３４が図５の矢印Ｒ方向に９０度回転されることで、厚みが測定されたウェハＷが精研削ステージ１２０に位置され、精研削ステージ１２０のカップ型砥石１５４によって精研削、スパークアウトされる。この精研削ステージ１２０の構造は、粗研削ステージ１１８の構造と同一なので、ここではその説明を省略する。また、カップ型砥石１５４による研削量は制御部１００により設定され、カップ型砥石１５４の加工移動量及び回転数は制御部１００により制御される。
【０１３０】
精研削ステージ１２０で裏面が精研削されたウェハＷは、ウェハＷからカップ型砥石１５４が退避移動した後、制御部１００に接続された測定ゲージ（図示せず）によってその厚みが測定される。制御部１００によりインデックステーブル１３４が図５の矢印Ｒ方向に９０度回転されると、厚みが測定されたウェハＷが研磨ステージ１２２に位置され、研磨ステージ１２２の研磨布１５６によって化学機械研磨が行われ、ウェハＷの裏面が鏡面加工される。研磨布１５６の上下移動距離は、制御部１００により設定され、制御部１００によりモータ１８２が制御されることで研磨布１５６の位置が制御される。また、制御部１００によりモータ１５８の回転数、すなわち研磨布１５６の回転数が制御される。
【０１３１】
研磨ステージ１２２で研磨されたウェハＷは、制御部１００によりアーム１６８が回動され、研磨布１５６がウェハＷの上方位置から退避移動した後に、ロボット（図示せず）のハンド（図示せず）で吸着保持されてウェハ洗浄ステージ１２４に搬送される。ウェハ洗浄ステージ１２４としては、リンス洗浄機能、及びスピン乾燥機能を有するステージが適用されている。研磨終了したウェハＷは、加工変質層が除去されているので、容易に破損することはなく、よって、ロボットによる搬送時、及びウェハ洗浄ステージ１２４における洗浄時において破損しない。
【０１３２】
ウェハ洗浄ステージ１２４で洗浄乾燥終了したウェハＷは、ロボット（図示せず）のハンド（図示せず）に吸着保持されて、カセット（図示せず）の所定の棚に収納される。
【０１３３】
（３）分割装置について
次に分割装置（不図示）について説明する。分割装置は、従来の通常の分割装置を使用することができる。例えば、再表２００４−１００２４０に開示されている、以下のような構成の分割装置を使用することができる。
【０１３４】
即ち、ダイシングテープの周縁部は枠状のフレームに固定されている。ダイシングテープ周縁部の内側部分の下面にはリング部材が当接している。このリング部材の上面外周縁部は滑らかにＲ面取りがされている。ダイシングテープの下方には、ＵＶ光源（ＵＶ光照射手段）が配されている。
【０１３５】
ＵＶ光源よりＵＶ光をダイシングテープに向けて照射すると共に、フレームを下の方向に押し下げる。ＵＶ光の照射により、ダイシングテープの粘着剤を硬化させたり、テープの粘着力を変化させたりできる。
【０１３６】
同時に、フレームに下方向に力が付与され、下方に押し下げられる。これによりダイシングテープはエキスパンドされ、チップ同士の間隔が広げられる。この時、リング部材の上面外周縁部が滑らかにＲ面取りされているので、ダイシングテープＳはスムーズにエキスパンドされる。
【０１３７】
フレームＦを押し下げるための機構としては、公知の各種直動装置が採用できる。たとえば、シリンダ部材（油圧、空圧等による）、モータとねじ（シャフトとしての雄ねじと軸受としての雌ねじとの組み合わせ）よりなる直動装置が採用できる。
【０１３８】
ＵＶ光の照射強度（電力）、波長領域、照射時間等の照射条件は、ダイシングテープＳの粘着剤の材質、ウエーハのサイズ、割断後のチップのサイズ等に応じて適宜の値が選択できる。
【０１３９】
ここでＵＶ光源については、必ずしも有する必要はなくダイシングテープの粘着力を調整することにより、適切にチップを割断することが可能である。
【０１４０】
＜半導体基板の切断方法１＞
次に、半導体基板の切断方法について説明する。図１０は、半導体基板の切断方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【０１４１】
（１）レーザー改質工程（ステップＳ１０）
表面にＢＧテープＢが貼付されたウェハＷが、裏面が上向きとなるようにレーザーダイシング装置１の吸着ステージ１３に載置される。以下の処理はレーザーダイシング装置１で行われ、制御部５０により制御される。
【０１４２】
レーザー発振器２１からレーザー光Ｌが出射されると、図１１に示すように、レーザー光Ｌはコリメートレンズ２２、ハーフミラー２３、コンデンスレンズ２４等の光学系を経由してウェハＷの内部に照射され、ウェハＷの内部に予備改質領域Ｐ１が形成される。
【０１４３】
本実施の形態では、最終的に生成されるチップの厚さが略５０μｍであるため、図１１に示すように、ウェハＷの表面から略６０μｍ〜略８０μｍの深さ、すなわちウェハＷ表面からチップＴの厚み分だけ裏面側に位置する面である目標面から略１０μｍ〜略３０μｍだけウェハＷ裏面側の位置にレーザー光を照射して予備改質領域Ｐ１を形成する。ウェハＷの表面（デバイス面）を効率的に破断するためには、目標面に近い比較的深い位置にレーザ改質領域を形成する必要があるからである。なお、目標面と予備改質領域のウェハ厚さ方向の位置との関係は、最終的に生成されるチップの厚さにはよらず一定である。
【０１４４】
制御部５０は、パルス状の加工用のレーザー光ＬをウェハＷの表面に平行に走査して、ウェハＷ内部に複数の不連続な予備改質領域Ｐ１、Ｐ１、…を並べて形成する。予備改質領域Ｐ１の内部には、微小空孔（以下、クラックという）Ｋ１が形成される。以下、複数の不連続な予備改質領域Ｐ１、Ｐ１、…が並べて形成された領域を予備改質層という。
【０１４５】
図１２に示す切断ラインＬのすべてに沿って予備改質層が形成されたら、図１２に示す切断ラインＬのすべてに沿って、予備改質領域Ｐ１の位置とウェハＷの厚さ方向のみ異なる位置に本改質領域Ｐ２を形成する。図１３に示すように、ウェハＷの表面から略１００μｍ〜略１２０μｍの深さ、すなわち予備改質層のウェハＷ裏面側の面から略２０μｍ〜略４０μｍだけウェハＷ裏面側の位置にレーザー光を照射して本改質領域Ｐ２を形成する。
【０１４６】
制御部５０は、パルス状の加工用のレーザー光ＬをウェハＷの表面に平行に走査して、ウェハＷ内部に複数の不連続な本改質領域Ｐ２、Ｐ２、…を並べて形成する。本改質領域Ｐ２の内部には、微小空孔（以下、クラックという）Ｋ２が形成される。以下、複数の不連続な予備改質領域Ｐ２、Ｐ２、…が並べて形成された領域を本改質層という。本実施の形態では、予備改質層と本改質層との間隔を略２０μｍとしているが、予備改質層と本改質層との間隔は略２０μｍ〜略３０μｍであればよく、これに限定されるものではない。なお、予備改質領域のウェハ厚さ方向の位置と、本改質領域のウェハ厚さ方向の位置の関係は、最終的に生成されるチップの厚さにはよらず一定である。
【０１４７】
このように予備改質領域Ｐ１と本改質領域Ｐ２とが所定の間隔で重ねて形成されると、本改質領域Ｐ２形成時の衝撃により、図１４に示すように、予備改質領域Ｐ１内のクラックＫ１と本改質領域Ｐ２内のクラックＫ２がつながる。すなわち、クラックＫ２が形成されることにより、クラックＫ１がウェハＷの厚さ方向に進展する。
【０１４８】
クラックＫ２がつながる前（すなわち予備改質領域Ｐ１のみが形成されていた図１１における状態）は、クラックＫ１のウェハＷ厚さ方向の長さは中心から上下方向にそれぞれ略８μｍ〜１０μｍであるが、クラックＫ２がクラックＫ１につながると、クラックＫ１のウェハＷ厚さ方向の長さは中心から上下方向にそれぞれ略２０μｍと長くなる。これにより、クラックＫ１は目標面よりウェハＷの表面側まで進展する。
【０１４９】
すなわち、本改質領域Ｐ２を形成することでクラックを微妙に進展させることが可能となる。したがって、目標面とウェハＷの表面との間まで等所望の位置までクラックを進展させることができ、後に説明する分割・離間工程（ステップＳ１８）で効率よく分割することが可能となる。
【０１５０】
なお、最終的に生成されるチップＴの厚さ、すなわち進展させたいクラックの長さに応じて、本改質領域Ｐ２に加えて本改質領域Ｐ３を形成するようにしてもよい。図１５は、予備改質領域Ｐ１を１つと本改質領域Ｐ２、Ｐ３を２つの合計３つの改質領域を形成した場合の模式図である。本改質領域Ｐ２と本改質領域Ｐ３との間隔は、予備改質領域Ｐ１と本改質領域Ｐ２との間隔と同じである。
【０１５１】
図１５に示すように、予備改質領域Ｐ１、本改質領域Ｐ２が形成されているところに、本改質領域Ｐ２と所定の間隔で本改質領域Ｐ３が重ねて形成されると、本改質領域Ｐ３形成時の衝撃により、本改質領域Ｐ３内のクラックＫ３が本改質領域Ｐ２内のクラックＫ２につながり、それによりクラックＫ２につながっているクラックＫ１がウェハＷの厚さ方向に進展する。
【０１５２】
このように、本改質領域の数を増やしていくと、予備改質領域Ｐ１のクラックＫ１を進展させることができる。なお、新たに形成される本改質領域と、直前に形成された本改質領域との間隔は、予備改質領域Ｐ１と本改質領域Ｐ２との間隔と同じである。
【０１５３】
表１は、照射深さ間隔２０μｍのときの、本改質領域の数とクラックＫ１の進展する長さとの関係を示すものである。表１より、最終チップＴの厚さを略６０μｍとする場合において、初期の予備改質領域の下端が、デバイス面側から９０μｍの位置に照射された場合に、残り３０μｍほどクラックを進展させる必要があることがわかる。このとき、本改質領域の数として、表１によれば、２つ形成すればよいことがわかる。２つ形成することで初期の予備改質領域から派生する亀裂を４０μｍ延長することができるからである。表１は、材質がＳｉで面方位が(１００)等のウェハを用いた場合であるが、様々な別の材料によっても、本改質領域の数によってクラックが進展する長さをあらかじめ求めておくとよい。
【０１５４】
【表１】
0005707889.tif 000002
【０１５５】
クラックＫ１が所望の長さに進展したら、ステップＳ１０の処理を終了する。
【０１５６】
（２）研削除去工程（ステップＳ１２）
レーザー改質工程（ステップＳ１０）により切断ラインＬに沿って改質領域が形成されたら、 搬送装置（図示せず）によりウェハＷをレーザーダイシング装置１から研削装置２へ搬送する。以下の処理は研削装置２で行われ、制御部１００により制御される。
【０１５７】
搬送されたウェハＷを裏面を上側、すなわちウェハＷの表面に貼付されたＢＧテープＢを下側にしてチャック１３２（例示、チャック１３６、１４８、１４０でも可）に載置させ、ウェハＷの略全面をチャック１３２に真空吸着させる。
【０１５８】
インデックステーブル１３４を回転軸１３５を中心に回転させてチャック１３２を粗研削ステージ１１８に搬入し、ウェハＷを粗研磨する。
【０１５９】
粗研磨は、チャック１３２を回転させるとともにカップ型砥石１４６を回転させることにより行う。本実施の形態では、カップ型砥石１４６として番手が＃３２５番以上の砥石（例えば、東京精密製ビトリファイド♯３２５）を用い、カップ型砥石１４６の回転数は略３０００ｒｐｍである。
【０１６０】
粗研磨後、インデックステーブル１３４を回転軸１３５を中心に回転させてチャック１３２を精研削ステージ１２０に搬入し、チャック１３２を回転させるとともにカップ型砥石１５４を回転させてウェハＷを精研磨する。本実施の形態では、カップ型砥石１５４として番手が＃２０００以上の砥石（例えば、東京精密製レジン♯２０００）を用い、カップ型砥石１５４の回転数は略２４００ｒｐｍである。
【０１６１】
本実施の形態では、図１６に示すように、粗研磨と精研磨とをあわせて目標面まで、すなわちウェハＷの表面からチップＴの厚さ（本実施の形態では略５０μｍ）だけ裏面側に位置する面まで研削を行う。本実施の形態では、粗研磨で略７００μｍの研削を行い、精研磨で略３０〜４０μｍの研削を行うが、厳密に決まっているわけではなく、粗研磨と精研磨との時間が略同一となるように研削量を決定してもよい。
【０１６２】
したがって、図１６に示すように、予備改質層及び本改質層は研削工程で除去され、最終的な製品であるチップＴ断面にはレーザー光による予備改質領域Ｐ１及び本改質領域Ｐ２、Ｐ３・・・は残らない。そのため、チップ断面から改質層が破砕し、破砕した部分からチップＴが割れたり、また破砕した部分から発塵したりということをなくすことができる。
【０１６３】
なお、本実施の形態では、研削時の条件によっては、この研削除去工程においてもクラックＫ１をさらに進展させることも可能である。ウェハＷの裏面（研削面）は熱膨張によって円盤状の場合外周方向に広がろうとする（熱膨張による変位）のに対し、ウェハＷの表面（吸着面）は物理的に位置ずれしないように略全面が拘束されているため、ウェハ内部に歪が生じ、この内部歪によりクラックＫがウェハＷの厚み方向に進展するからである。なお、研削によりクラックＫ１を進展させるためには、研磨初期に研削水を供給せずに研削熱を上昇させるように研削することや、また、少なくともレーザー光による改質領域がウェハの中立面より下側に存在するという条件下でクラックを進展させる研削を行う必要がある。なお、この現象はウェハＷの略全面を固定する場合に限定されるものであり、ウェハＷをリテーナ等に嵌め込むことで基板の外周を支持する場合や、ウェハＷの一部のみを吸着する場合には発生しない。
【０１６４】
（３）化学機械研磨工程（ステップＳ１４）
この工程は研削装置２で行われ、制御部１００により制御される。
【０１６５】
精研磨後、インデックステーブル１３４を回転軸１３５を中心に回転させてチャック１３２を研磨ステージ１２２に搬入し、研磨ステージ１２２の研磨布１５６によって化学機械研磨が行われ、研削除去工程（ステップＳ１２）においてウェハＷの裏面に形成された加工変質層が除去され、ウェハＷ裏面が鏡面加工される。
【０１６６】
本実施の形態では、研磨布１５６としてポリウレタン含浸不繊布（例えば、東京精密製ＴＳ２００Ｌ）を用い、スラリーとしてコロイダルシリカを用い、研磨布１５６の回転数は略３００ｒｐｍである。
【０１６７】
研削除去工程（ステップＳ１２）により、ウェハＷの裏面は、図１７に示すような凹凸が多数形成されている。化学エッチングにより研磨を行う場合には、表面形状がそのまま保たれるため、凹部から割れが発生する恐れがあるし、表面が鏡面化されない。それに対し、本実施の形態では、化学機械研磨であるため、加工により生じた加工歪を除去され、表面の凹凸が除去されて鏡面化される。
【０１６８】
すなわち、最終製品であるチップＴの品質向上のためには、砥石を用いた研削除去工程と、研磨布を使用した化学液を含んだ遊離砥粒による化学機械研磨工程の二つが必要不可欠となる。
【０１６９】
（４）エキスパンドテープ貼付工程（ステップＳ１６）
化学機械研磨工程（ステップＳ１４）が行われたウェハＷの裏面にエキスパンドテープＦを貼り付ける。エキスパンドテープは弾性テープの一種であり、伸縮自在である。
【０１７０】
本実施の形態では、化学機械研磨工程（ステップＳ１４）においてウェハＷの裏面が鏡面化されているため、エキスパンドテープＦとウェハＷとの密着性も格段に向上する。また、最終的に生成されるチップＴの抗折強度をあげることもできる。
【０１７１】
（５）分割・離間工程（ステップＳ１８）
エキスパンドテープ貼付工程（ステップＳ１６）でエキスパンドテープＦが裏面に貼付されたウェハＷを、図１８に示すようにウェハＷの表面が上になるように載置する。レーザー改質工程（ステップＳ１０）においてクラックが目標面より表面側へ進展しているため、図１８に示すように、ウェハＷのエキスパンドテープＦが貼付されている側には進展したクラックが形成されている。
【０１７２】
その後、図１９に示すように、エキスパンドテープＦを外側へ拡張する（エキスパンド）と、進展したクラックをもとにウェハＷが破断される。すなわち、ウェハＷが切断ラインで破断され、複数のチップＴに分割される。その後、エキスパンドテープＦをさらに拡張すると個々のチップＴが離間する。
【０１７３】
本実施の形態では、レーザー改質工程（ステップＳ１０）において、クラックを目標面より下側に進展させることによって、この分割・離間工程においてエキスパンドテープＦを引っ張るだけで、効率よくウェハＷをチップＴに分割することが可能となる。また、クラックを進展させるときに完全にウェハを割断しないため、作業効率がよい。
【０１７４】
また、本実施の形態では、化学機械研磨工程（ステップＳ１４）でウェハＷ裏面が鏡面加工されているため、エキスパンドする際にエキスパンドテープＦとチップＴとがずれを起こして部分的に剥離することがない。
【０１７５】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、研削によりレーザー光により形成された改質領域内のクラックを進展させることができるため、チップＴの断面にレーザー光により形成された改質領域が残らないようにすることができる。そのため、チップＴが割れたり、チップＴ断面から発塵したりとするという不具合を防ぐことができる。したがって、安定した品質のチップを効率よく得ることができる。
【０１７６】
なお、本実施の形態では、ステップＳ１０において本改質領域Ｐ２を形成することにより予備改質領域Ｐ１内のクラックＫ１を目標面とウェハＷの表面との間まで進展させたが、クラックＫ１を進展させる位置はこれに限られない。本実施の形態では本改質領域を形成することでクラックＫ１を微妙に進展させることができるため、例えばデバイス面に負荷をかけることなくウェハＷを完全に分割させるようにクラックＫ１を進展させることも可能である。この場合には、分割・離間工程（ステップＳ１８）において、エキスパンドテープＦをエキスパンドするとチップＴ間が離間する。
【０１７７】
＜＜第２の実施の形態＞＞
本発明の第２の実施の形態は、ウェハＷをチップＴへと分割する方法が第１の実施の形態と異なるものである。
【０１７８】
以下、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一の部分については説明を省略する。
【０１７９】
本実施の形態は、レーザーダイシング装置１と、研削装置２と、レーザーダイシング装置１により加工されたウェハを研削装置２へ搬送する第１の搬送装置（図示せず）と、研削装置２により研削されたウェハをチップへ分割する分割装置３００と、ウェハを研削装置２から分割装置３００へ搬送する第２の搬送装置（図示せず）とで構成された切断装置により行われる。
【０１８０】
＜装置構成について＞
レーザーダイシング装置１と、研削装置２とは、第１の実施の形態と同一であるため、分割装置３００についてのみ説明する。
【０１８１】
図２０は、分割装置３００の概略を示す図である。図２０において、（Ａ）は、分割装置３００の平面図であり、（Ｂ）は、分割装置３００の側面図である。分割装置３００は、ウェハ３０２を吸着固定するためのウエハチャック３０４と、ウエハチャック３０４を撓ませるための撓ませ手段３０６と、真空ポンプ３０８とを主に含んで構成される。
【０１８２】
ウエハチャック３０４は、独立吸着孔を有する独立吸着チャック３１０と、前記独立吸着孔に連通する螺旋溝を有する連通溝チャック３１２と、を主に含んで構成され、独立吸着チャック３１０と、独立吸着チャック３１０とは重ね合わさっている。
【０１８３】
連通溝チャック３１２と、独立吸着チャック３１０の厚みは、それぞれ約１ｍｍであり、二つ重なることによって約２ｍｍ程度になる。それぞれアクリル等の樹脂素材を部材として作製されることが好ましい。しかしながら、樹脂素材に限定するものではなく、セラミック等その他の素材でも良く、ウエアを真空吸着した後に、ウエハチャックを撓ませることができるものならば、どんな素材を選択しても良い。また、ウエハチャック３０４の素材そのものが必ずしも撓む必要はなく、ウエハチャック３０４全体として撓む構成、構造であればよい。
【０１８４】
撓ませ手段３０６は、先端が丸まった棒状体であり、ウエハチャック３０４裏面の中心部を下方から上方に突き上げることによりウエハチャック３０４を半球状に撓ませることができる。
【０１８５】
ウェハ３０２は、外周を例えば金属などのフレームで固定されたエキスパンドフィルム３１４上に貼り付けられたままでウエハチャック３０４に載せられて、真空吸着される。エキスパンドフィルム３１４は、多少通気性がある方が好ましく、通気性があることにより、ウェハ３０２自身が真空力により直接ウエハチャック３０４に吸着される。
【０１８６】
ウエハチャック３０４は、ウェハ３０２を吸着したまま撓ませ手段により、半球状に撓ませられる。これにより、ウェハ３０２は、切断ラインに沿って分割される。
【０１８７】
次に、チャック撓ませ手段の他の実施形態について図２５を参照して説明する。図２５は、チャック撓ませ手段の他の実施形態を示す説明図である。この図において、チャック撓ませ手段３２０以外は、図２０と同じなので説明を省略する。
【０１８８】
図２５に示すように、チャック撓ませ手段３２は、かまぼこ形状を成している。また、この分割装置３００は、チャック撓ませ手段３２０をウェハ３０２に対して相対的に回転させる手段（図示せず）も備えている。
【０１８９】
ウェハ３０２に形成されている分割ラインは、ウェハ表面内で違いに垂直であるＸ軸、Ｙ軸を考えたとき、このＸ軸方向、Ｙ軸方向にある場合が多い。そこで、次のようにしてウェハ３０２を分割する。即ち、チャック撓ませ手段３２０の一側面が、Ｘ軸に平行になるようにチャック撓ませ手段３２０の位置を合わせる。次に、分割ラインがＸ軸に平行になるようにウェハ３０２を位置合わせウエハチャック３０４に載せて真空吸着させる。
【０１９０】
チャック撓ませ手段３２０をウエハチャック３０４の下面に押し付けることによってウエハチャック３０４と共にウェハ３０２を撓ませてＸ方向に分割する。次に、チャック撓ませ手段３２０をウエハチャック３０４から離して、９０度回転させ、前記一側面がＹ軸に平行になるようにして、再度ウエハチャック３０４の下面に押し付けることにより、ウェハ３０２をＹ方向に分割する。これにより、ウェハ３０２は、Ｘ方向、Ｙ方向ともに分割ラインに沿って割ることができる。
【０１９１】
ここで、ウェハ３０２を真空吸着せず、弾性フィルムであるダイシングフィルムを介してチャック撓ませ手段３２０に押せてウェハ３０２を撓ませた場合は、ある一部でウェハが先に割れると、その割れた部分でウェハが急峻に曲がり、そこでチャック撓ませ手段３２０の曲率が吸収されるため、部分的にウェハが曲がらず、分割されないままでチャック撓ませ手段３２０に倣うことがある。
【０１９２】
そこで、ウェハ３０２をまずウエハチャック３０４に真空吸着させて、ウエハチャック３０４でウェハ３０２を平面に矯正した後、そのウエハチャック３０４ごと撓ませると、ウェハ３０２内の各部分は、ウエハチャック３０４の撓みに対応して、ウェハ３０２は吸着されたまま倣うので、ウェハ３０２の面内に、一様に一定の曲げ応力が印加されるため、分割残りが無く、ウェハ３０２を分割することができる。
【０１９３】
＜半導体基板の切断方法２＞
次に、上述したものとは異なる半導体基板の切断方法について説明する。図２１は、半導体基板の切断方法の処理の流れを示すフローチャートである。レーザー改質工程（ステップＳ１０）、研削除去工程（ステップＳ１２）、化学機械研磨工程（ステップＳ１４）については第１の実施の形態と同一であるため説明を省略する。
【０１９４】
（１）エキスパンドテープ貼付工程（ステップＳ１６）
化学機械研磨工程（ステップＳ１４）により化学機械研磨が行われたら、第２の搬送装置（図示せず）によりウェハＷが研削装置２から分割装置へ搬送される。以下の処理は分割装置で行われる。
【０１９５】
図２２（ａ）に示すように、化学機械研磨工程（ステップＳ１４）が行われたウェハＷを、テーブル２０１の本体部２０１ａにウェハＷの裏面を上に、すなわちＢＧテープＢが本体部２０１ａに接触するように載置する。クラックＫが目標面とウェハＷの表面との間にまで進展され（亀裂進展工程）、かつウェハＷが目標面まで研削されているため、テーブル２０１に載置されるウェハＷは、裏面側にクラックＫが露出している（図２２（ｃ）参照）。
【０１９６】
その後、吸着孔２０１ｂ（図１６（ａ）、（ｂ）では省略）を介して空気が吸引されると、図２２（ｂ）に示すように、ウェハＷの略全面が本体部２０１ａの表面にしっかりと真空吸着される。これにより、ウェハＷが本体部２０１ａに沿って変形してウェハＷに曲げモーメントが働き、ウェハＷ内部に曲げ応力が生じる。
【０１９７】
図２２（ｃ）は、ウェハＷの略全面が本体部２０１ａの表面に真空吸着されたときのウェハＷの状態を示す図である。本体部２０１ａは凸形状を有するため、ウェハＷが変形すると、ウェハＷのクラックＫが露出された裏面側には引張り応力が生じる。この引張り応力によりクラックＫが広がり、それによりクラックＫがデバイス面にまで進展し、ウェハＷが破断される。すなわち、ウェハＷが切断ラインで破断され、複数のチップＴに分割される。
【０１９８】
ここで、亀裂の進展について説明する。凸形状のチャック面にウェハを吸着させると、微小亀裂が残っているウェハ裏面に対して引っ張り応力が作用し、反対にデバイス面側には圧縮応力が作用する。そのため、引っ張り応力が作用する微小亀裂を起点としてさらに亀裂は進展し、デバイス面側に到達する。この際の凸形状の曲率などは、ウェハの剛性、厚みや研削研磨時に形成した亀裂進展の深さなどを基に、さらに亀裂が緩やかに進展してウェハ割れに至る最適な引っ張り応力が作用する程度に、適宜最適化すればよい。
【０１９９】
ウェハＷが複数のチップＴに分割されたら、図２２（ｄ）に示すように、本体部２０１ａに吸引されたウェハＷの裏面にエキスパンドテープＦをローラ２０２で押圧し、ウェハＷの裏面にエキスパンドテープＦを貼り付ける。エキスパンドテープは弾性テープの一種であり、伸縮自在である。
【０２００】
本実施の形態では、研削除去工程（ステップＳ１２）においてウェハＷが目標面まで除去されている、すなわちウェハＷが薄くなっているため、小さい曲げ応力でクラックをデバイス面まで進展させることができる。
【０２０１】
また、本実施の形態では、クラックＫが目標面より下側に進展されているため、このエキスパンドテープ貼付工程（ステップＳ１６）においてウェハＷに曲げ応力を生じさせることで、効率よくウェハＷをチップＴに分割することが可能となる。また、クラックを進展させるときにはＢＧテープＢが貼付されているため、チップＴがばらばらになることがなく、作業効率がよい。
【０２０２】
また、本実施の形態では、ウェハＷの略全面を本体部２０１ａの表面に真空吸着させるため、ウェハＷにエキスパンドテープを貼付することなくウェハＷに曲げ応力を生じさせることができる。
【０２０３】
なお、本実施の形態では、ウェハＷに曲げ応力を生じさせてクラックＫをデバイス面まで進展させてからエキスパンドテープＦを貼付したが、エキスハンドテープＦを貼付してからウェハＷを本体部２０１に真空吸着させて、ウェハＷに曲げ応力を生じさせてクラックＫをデバイス面まで進展させてもよい。エキスパンドテープＦは伸縮自在であるため、エキスパンドテープＦが貼付されていたとしても、ウェハＷに曲げ応力を生じさせることでクラックＫが進展し、ウェハＷをチップＴへと分割することができる。
【０２０４】
また、エキスパンドテープが貼り付けられた場合、エキスパンドテープとＢＧテープとによってウェハは拘束されているため、ウェハが割れて破壊した際によって伝播する衝撃を抑えることが可能となる。
【０２０５】
エキスパンドテープが張り付けられていない場合で、ＢＧテープとウェハが密着していない場合は、割る際の衝撃によって、チップがＢＧテープから浮き上がり、一部はそこから飛び跳ねることもある。また、飛び跳ねずとも、割れる際の衝撃がチップ内を走り、チップが割れることもあった。しかし、エキスパンドテープとＢＧテープにウェハが挟まれていることにより、ウェハが割れた際の衝撃は、ウェハ両面から拘束され、なおかつ両者とも弾性フィルムであるため、その衝撃を吸収することから、こうした曲げ応力を附加することによって付随的に起こるチップ破損を大幅に防止することができる。ただし、クラックＫをデバイス面まで効率よく進展させるために、エキスパンドテープＦは無くてもよい。
【０２０６】
（２）離間工程（ステップＳ１８）
エキスパンドテープ貼付工程（ステップＳ１６）でウェハＷの裏面に貼付されたエキスパンドテープＦを外側へ拡張する（エキスパンド）と、個々のチップＴが離間する。
【０２０７】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、研削によりレーザー光により形成された改質領域内のクラックを進展させることができるため、チップＴの断面にレーザー光により形成された改質領域が残らないようにすることができる。そのため、チップＴが割れたり、チップＴ断面から発塵したりとするという不具合を防ぐことができる。したがって、安定した品質のチップを効率よく得ることができる。また、効率よくウェハＷをチップＴに分割することが可能となる。
【０２０８】
なお、本実施の形態では、エキスパンドテープ貼付工程（ステップＳ１６）において、ウェハＷをテーブル２０１に真空吸着させてウェハＷを変形させることで、ウェハＷに曲げ応力を生じさせてチップＴに分割したが、ウェハＷに曲げ応力を生じさせる方法はこれに限られない。
【０２０９】
例えば、図２３に示すように、ウェハＷをテーブル２０１の本体部２０１ａの表面にローラ２０２等で押し付けることでウェハＷを本体部２０１ａの凸形状に沿って変形させるとともに、エキスパンドテープＦをウェハＷの裏面に貼付するようにしてもよい。この場合には、ウェハＷに曲げ応力を生じさせることと、エキスパンドテープＦの貼付とが同時に行われる。また、図２４に示すように、まずウェハＷの裏面にエキスパンドテープＦを貼付し、その後エキスパンドテープＦの中央部を吸引する等によりウェハＷの裏面側に引張り応力を生じさせるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０２１０】
１…レーザーダイシング装置，２…研削装置，Ｗ…ワーク，Ｂ…ＢＧテープ，Ｆ…エキスパンドテープ，１１…ウェハ移動部，１３…吸着ステージ，２０…レーザー光学部，３０…観察光学部，４０…レーザーヘッド，５０…制御部，１１８…粗研削ステージ，１２０…精研削ステージ，１２２…研磨ステージ，１３２、１３６、１３８、１４０…チャック，１４６、１５４…カップ型砥石，１５６…研磨布，３００…分割装置
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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