(57)【要約】【課題】脆化域が交差する領域においても適正に分割できるように脆化域を多層に形成することができる脆化域形成方法を提供する。【解決手段】第一の脆化域形成工程において、ｎ＝１で脆化域５１を最下層Ｌ１−１として形成し（ａ）、第二の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域５１を最下層Ｌ２−１および二層目Ｌ２−２として形成し（ｂ）、第一の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域５１を二層目Ｌ１−２および三層目Ｌ１−３として形成し（ｃ）、以後、ｎ＝２で第二の脆化域形成工程および第一の脆化域形成工程を交互に実施し（ｄ）（ｅ）、最後に、第二の脆化域形成工程において、ｎ＝１で脆化域５１を最上層Ｌ２−５として形成し（ｆ）、未加工領域５２の長さＬが分割を阻害しない範囲内に収まるようにした。【選択図】        図８
2008028347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の方向の分割予定ラインと第一の方向の分割予定ラインに交差する第二の方向の分割予定ラインとを有するウエーハに対して透過性を有する波長のレーザ光線の集光点を第一の方向の分割予定ラインおよび第二の方向の分割予定ラインの内部に位置付けて照射し、ウエーハとレーザ光線とを相対的に加工送りして第一の方向の分割予定ラインおよび第二の方向の分割予定ラインの内部に脆化域を多層に形成する脆化域形成方法であって、
ウエーハの厚みをＴ（μｍ）とし、レーザ光線の照射によって形成される脆化域の厚みをｈ（μｍ）とし、０を含まない自然数をｎとし、Ｔ≧２ｈである場合、
第一の方向の分割予定ラインの内部にレーザ光線の集光点を位置付けて脆化域を形成した後、第二の方向の分割予定ラインの内部にレーザ光線の集光点を位置付けて脆化域を形成すると、第二の方向の分割予定ラインが第一の方向の分割予定ラインに形成された脆化域を横切った領域に第一の方向の分割予定ラインに形成された脆化域の厚みとほぼ同じ長さの未加工領域が形成され、該未加工領域の長さが分割を阻害しない範囲内に収まるように第一の方向の分割予定ラインの内部にｎ・ｈの厚みの脆化域を形成する第一の脆化域形成工程と、該第一の脆化域形成工程によって形成された脆化域を横切るように第二の方向の分割予定ラインの内部にｎ・ｈの厚みの脆化域を形成する第二の脆化域形成工程と、から構成され、前記第一の脆化域形成工程と前記第二の脆化域形成工程とを交互に実施することを特徴とする脆化域形成方法。
【請求項２】
前記第一の脆化域形成工程において、ｎ＝１で脆化域を最下層として形成し、
前記第二の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域を最下層および該最下層に積層させる二層目として形成し、
前記第一の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域を前記最下層に積層させる二層目および該二層目に積層させる三層目として形成し、
以後、ｎ＝２で前記第二の脆化域形成工程および前記第一の脆化域形成工程を交互に実施し、
最後に、前記第二の脆化域形成工程において、ｎ＝１で脆化域を最上層として形成することを特徴とする請求項１に記載の脆化域形成方法。
【請求項３】
ｎ＝１であることを特徴とする請求項１に記載の脆化域形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイスが複数形成されたウエーハを分割するための脆化域形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが複数形成されたウエーハはダイシング装置等の分割装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電子機器に利用される。ここで、ウエーハを個々のデバイスに分割する技術として、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザ光線をウエーハの内部に集光点を位置付けて照射し内部に脆化域を形成する技術が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、１回のレーザ光線照射でウエーハの内部に形成される脆化域の深さ方向の厚みは２０μｍ〜３０μｍ程度であり、ウエーハの厚みが２００μｍ〜３００μｍのように厚い（例えば、ＣＣＤ用やＭＥＭＳ用）場合には脆化域を多層に形成しなければならないが、例えば第一の方向の分割予定ラインの内部に脆化域を多層に形成した後、第二の方向の分割予定ラインの内部に脆化域を多層に形成すると、脆化域が交差する領域において第二の方向の分割予定ラインの内部に脆化域が形成されておらず分割予定ラインに沿って適正に分割できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、脆化域が交差する領域においても適正に分割できるように脆化域を多層に形成することができる脆化域形成方法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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る脆化域形成方法は、第一の方向の分割予定ラインと第一の方向の分割予定ラインに交差する第二の方向の分割予定ラインとを有するウエーハに対して透過性を有する波長のレーザ光線の集光点を第一の方向の分割予定ラインおよび第二の方向の分割予定ラインの内部に位置付けて照射し、ウエーハとレーザ光線とを相対的に加工送りして第一の方向の分割予定ラインおよび第二の方向の分割予定ラインの内部に脆化域を多層に形成する脆化域形成方法であって、ウエーハの厚みをＴ（μｍ）とし、レーザ光線の照射によって形成される脆化域の厚みをｈ（μｍ）とし、０を含まない自然数をｎとし、Ｔ≧２ｈである場合、第一の方向の分割予定ラインの内部にレーザ光線の集光点を位置付けて脆化域を形成した後、第二の方向の分割予定ラインの内部にレーザ光線の集光点を位置付けて脆化域を形成すると、第二の方向の分割予定ラインが第一の方向の分割予定ラインに形成された脆化域を横切った領域に第一の方向の分割予定ラインに形成された脆化域の厚みとほぼ同じ長さの未加工領域が形成され、該未加工領域の長さが分割を阻害しない範囲内に収まるように第一の方向の分割予定ラインの内部にｎ・ｈの厚みの脆化域を形成する第一の脆化域形成工程と、該第一の脆化域形成工程によって形成された脆化域を横切るように第二の方向の分割予定ラインの内部にｎ・ｈの厚みの脆化域を形成する第二の脆化域形成工程と、から構成され、前記第一の脆化域形成工程と前記第二の脆化域形成工程とを交互に実施することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る脆化域形成方法は、上記発明において、前記第一の脆化域形成工程において、ｎ＝１で脆化域を最下層として形成し、前記第二の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域を最下層および該最下層に積層させる二層目として形成し、前記第一の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域を前記最下層に積層させる二層目および該二層目に積層させる三層目として形成し、以後、ｎ＝２で前記第二の脆化域形成工程および前記第一の脆化域形成工程を交互に実施し、最後に、前記第二の脆化域形成工程において、ｎ＝１で脆化域を最上層として形成することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る脆化域形成方法は、上記発明において、ｎ＝１であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る脆化域形成方法によれば、未加工領域の長さが分割を阻害しない範囲内に収まるように第一の方向の分割予定ラインの内部にｎ・ｈの厚みの脆化域を形成する第一の脆化域形成工程と第二の方向の分割予定ラインの内部にｎ・ｈの厚みの脆化域を形成する第二の脆化域形成工程とを交互に実施するので、脆化域が交差する領域において分割を阻害するような長さの未加工領域が形成されてしまうことがなく、形成された多層の脆化域に従いウエーハを分割予定ラインに沿って適正に分割することができるという効果を奏する。
【００１０】
また、本発明に係る脆化域形成方法によれば、第一の脆化域形成工程による脆化域を最下層として形成し、第二の脆化域形成工程による脆化域を最下層および二層目として形成し、第一の脆化域形成工程による脆化域を二層目および三層目として形成する如く、第一の脆化域形成工程と第二の脆化域形成工程との先行順を入れ替えて交互に実施することで、脆化域が交差する領域に生ずる未加工領域を第一の方向の分割予定ラインの内部と第二の方向の分割予定ラインの内部とに分散させることができ、双方の分割予定ラインに沿った分割のしやすさを均等にすることができるとともに、脆化域形成方向を切り換える回数を減らしてスループットを向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態である脆化域形成方法について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態の脆化域形成方法が適用されるウエーハの構成例を示す斜視図である。このウエーハ１は、例えばシリコン基板をベースとして円盤状に形成されたもので、第一の方向の分割予定ライン１１とこの第一の方向の分割予定ライン１１に直交するように交差する第二の方向の分割予定ライン１２とを有する。ウエーハ１の表面１ａには、ＣＣＤ等の複数のデバイス１３が分割予定ライン１１，１２により矩形状に区画された領域毎に設けられている。
【００１３】
このようなウエーハ１は、ウエーハ１に対して透過性を有する波長のレーザ光線をウエーハ１の各分割予定ライン１１，１２の内部に集光点を位置付けて照射し内部に脆化域を形成し、各分割予定ライン１１，１２に沿って分割することにより個々のデバイス１３に分割する。
【００１４】
ここで、ウエーハ１の内部に分割用の脆化域を形成するために、図２〜図４に示すようなレーザ加工装置を用いる。図２は、レーザ加工装置の一部の構成を示す斜視図であり、図３は、レーザ光線照射手段の構成例を示すブロック図である。本実施の形態で用いるレーザ加工装置２０は、ウエーハ１を保持するチャックテーブル２１と、チャックテーブル２１上に保持されたウエーハ１に透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段２２と、チャックテーブル２１上に保持されたウエーハ１を撮像する撮像手段２３とを備えている。また、チャックテーブル２１は、ウエーハ１を吸引保持するとともに、モータ２４に連結されて回転可能に設けられている。また、チャックテーブル２１は、ボールネジ２５、ナット（図示せず）、パルスモータ２６等により構成された加工送り手段２７によって水平方向となるＸ軸方向に移動可能に設けられ、搭載されたウエーハ１をレーザ光照射手段２２が照射するパルスレーザ光線に対して相対的に加工送りさせる。
【００１５】
また、レーザ光照射手段２２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング２８を含んでおり、このケーシング２８を介してボールネジ（図示せず）、ナット（図示せず）、パルスモータ２９等により構成されたＺ軸移動手段３０によってＺ軸方向に移動可能に設けられている。さらに、レーザ光照射手段２２は、ケーシング２８、Ｚ軸移動手段３０を搭載した基台３１、ボールネジ３２、ナット（図示せず）、パルスモータ３３等により構成された割り出し送り手段３４によって水平方向となるＹ軸方向に移動可能に設けられ、レーザ光照射手段２２をチャックテーブル２１上のウエーハ１に対して相対的に割り出し送りさせる。
【００１６】
ここで、ケーシング２８内には、図３に示すように、パルスレーザ光線発振手段４１と伝送光学系４２とが配設されている。パルスレーザ光線発振手段４１は、ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器等のパルスレーザ光線発振器４１ａと、パルスレーザ光線発振器４１ａに付設された繰り返し周波数設定手段４１ｂとからなる。伝送光学系４２は、ビームスプリッタ等の光学要素を含む他、アッテネータ等の出力調整手段を含んでいる。また、ケーシング２８の先端部には、組レンズ等の周知構成からなる集光レンズ（図示せず）を収容した集光器４３が装着されている。
【００１７】
また、ケーシング２８の先端部に装着された撮像手段２３は、チャックテーブル２１上に保持されたウエーハ１の上面を撮像し、レーザ光線照射手段２２の集光器４３から照射されるパルスレーザ光線によって加工すべき領域を検出するためのものであり、撮像素子（ＣＣＤ）を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００１８】
このようなレーザ加工装置２０を用いる脆化域形成工程の概要について、図２並びに図４〜図６を参照して説明する。まず、図４に示すように、チャックテーブル２１上にウエーハ１を裏面１ｂ側を上にして載置し、チャックテーブル２１上にウエーハ１を吸引保持する。なお、チャックテーブル２１に接触するウエーハ１の表面１ａに対して予め保護テープを貼付することが好ましい。ウエーハ１を吸引保持したチャックテーブル２１は、加工送り手段２７や割り出し送り手段３４によって撮像手段２３の直下に位置付けられる。
【００１９】
チャックテーブル２１が撮像手段２３の直下に位置付けられると、撮像手段２３および図示しない制御手段によってウエーハ１のレーザ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。すなわち、撮像手段２３および制御手段は、ウエーハ１の第一の方向に形成されている分割予定ライン１１と、分割予定ライン１１に沿ってパルスレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段２２の集光器４３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、レーザ光線照射位置のアライメントを遂行する。この際、ウエーハ１に形成されている第一の方向に対して直交する第二の方向の分割予定ライン１２に対しても、同様にレーザ光線照射位置のアライメントが遂行される。
【００２０】
レーザ光線照射位置のアライメントが遂行されると、図５−１に示すように、チャックテーブル２１を、パルスレーザ光線を照射する集光器４３が位置するレーザ光線照射領域に移動し、第一の方向の所定の分割予定ライン１１の一端（図５−１では、左端）を集光器４３の直下に位置付ける。そして、集光器４３から透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射しつつチャックテーブル２１、すなわちウエーハ１を図５−１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させる。そして、図５−２に示すように、集光器４３の照射位置が分割予定ライン１１の他端の位置に達したら、レーザ光線照射手段２２によるパルスレーザ光線の照射を停止するとともに、チャックテーブル２１、すなわちウエーハ１の移動を停止する。このような脆化域形成工程においては、図６に示すように、ウエーハ１の分割予定ライン１１に対する領域の内部にパルスレーザ光線の集光点Ｐを位置付けて照射することにより、脆化域５１が形成される。第一の方向の全ての分割予定ライン１１の内部に脆化域５１を形成した後、チャックテーブル２１を９０°回転させることでウエーハ１を９０°回転させ、第二の方向の全ての分割予定ライン１２の内部にもパルスレーザ光線の照射により同様に脆化域５１を形成する。このような脆化域５１が連続的に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１１，１２に沿ってウエーハ１に対して外力を加えることで、ウエーハ１を分割予定ライン１１，１２に沿って分割し、個々のデバイス１３に分断することができる。
【００２１】
この場合の脆化域形成条件の一例を以下に示す。
波長            ：１０６４ｎｍ（ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザ使用）
パルス出力      ：２．５μＪ
集光スポット径  ：１．０μｍ
パルス幅        ：４０ｎｓ
繰り返し周波数  ：１００ｋＨｚ
加工送り速度    ：１００ｍｍ／ｓ
【００２２】
ここで、ウエーハ１の厚みをＴ（μｍ）とした場合、脆化域５１を形成してウエーハ１を適正に分割するには、厚みＴの６０％〜７０％以上の厚みに脆化域５１を形成する必要があるのに対して、例えば上記のような脆化域形成条件に従い１回のレーザ光線照射によって形成される脆化域５１の厚みｈ（μｍ）は、ｈ＝２０μｍ〜３０μｍ程度である。よって、厚みＴ＝２００μｍ〜３００μｍのような厚めのウエーハ１であって、Ｔ≧２ｈなる条件のウエーハ１に対して分割用の脆化域５１を形成する場合には、分割予定ライン１１，１２の内部に脆化域５１を多層に形成する必要がある。
【００２３】
この場合、例えば図７に示すように、第一の方向の分割予定ライン１１ａの内部に脆化域５１ａを多層に形成した後、第二の方向の分割予定ライン１２ａの内部に脆化域５１ａを多層に形成すると、脆化域５１ａが交差する領域において先に加工された分割予定ライン１１ａ側の脆化域５１ａが分割予定ライン１２ａ用の脆化域５１ａを形成するために照射されるレーザ光線を拡散する壁となり、先に形成された分割予定ライン１１ａの脆化域５１ａを横切る領域に脆化域５１ａが形成されにくい未加工領域５２ａが形成されてしまう。この未加工領域５２ａは上方からのレーザ光線照射に対して三角形状に広がって形成されるため、脆化域５１ａの底辺部分での未加工領域５２ａの長さＬａは、先に形成された分割予定ライン１１ａの脆化域５１ａの厚みＨとほぼ同じ長さとなる。ここで、多層に形成された脆化域５１ａによってその厚みＨが厚くなると、未加工領域５２ａの長さＬａも分割を阻害する長さとなり、割れにくくなってしまい、適正に分割できなくなる。
【００２４】
そこで、本実施の形態は、Ｔ≧２ｈの条件に従い、第一の方向の分割予定ライン１１および第二の方向の分割予定ライン１２の内部に脆化域５１を多層に形成する上で、脆化域５１が交差する領域に形成される未加工領域の長さがウエーハ１の分割を阻害しない範囲内に収まるように脆化域５１を多層に形成する方法を提供するものである。
【００２５】
このため、本実施の形態の脆化域形成方法は、レーザ光線照射によって形成される脆化域５１の厚みと脆化域５１が交差する領域に形成される未加工領域の長さとの関係に着目し、第一の方向の分割予定ライン１１の内部にレーザ光線の集光点Ｐを位置付けて脆化域５１を形成した後、第二の方向の分割予定ライン１２の内部にレーザ光線の集光点Ｐを位置付けて脆化域５１を形成すると、第二の方向の分割予定ライン１２が第一の方向の分割予定ライン１１に形成された脆化域５１を横切った領域に第一の方向の分割予定ライン１１に形成された脆化域５１の厚みとほぼ同じ長さの未加工領域が形成され、該未加工領域の長さが分割を阻害しない範囲内に収まるように第一の方向の分割予定ラインの内部にｎ・ｈ（ｎは、ｎ≠０なる自然数）の厚みの脆化域５１を形成する第一の脆化域形成工程と、該第一の脆化域形成工程によって形成された脆化域５１を横切るように第二の方向の分割予定ライン１２の内部にｎ・ｈの厚みの脆化域５１を形成する第二の脆化域形成工程と、から構成され、第一の脆化域形成工程と第二の脆化域形成工程とを交互に実施することで実現する。
【００２６】
以下、図８を参照して、本実施の形態の脆化域形成方法の一例を詳細に説明する。図８は、脆化域同士が交差する或る交差領域の脆化域のみを抽出して工程順に示す模式図である。ここで、分割予定ライン１１，１２の内部に形成する脆化域５１の層数は、例えば五層とする。まず、図８（ａ）に示すように、第一の脆化域形成工程において、ｎ＝１で照射するパルスレーザ光線の集光点Ｐを第一の方向の分割予定ライン１１の最下層に位置付けて第一の方向の脆化域５１を最下層である一層目Ｌ１−１として形成する。形成される一層目Ｌ１−１の脆化域５１の厚みはｈである。
【００２７】
次に、チャックテーブル２１の回転によりウエーハ１を９０°回転させた後、図８（ｂ）に示すように、第二の脆化域形成工程において、ｎ＝２として、まず、照射するパルスレーザ光線の集光点Ｐを第二の方向の分割予定ライン１２の最下層に位置付けたまま第二の方向の脆化域５１を最下層である一層目Ｌ２−１として形成した後、照射するパルスレーザ光線の集光点Ｐを第二の方向の分割予定ライン１２の二層目Ｌ２−２に位置付けて第二の方向の脆化域５１を一層目Ｌ２−１に積層させる二層目Ｌ２−２として形成する。形成される一層目Ｌ２−１および二層目Ｌ２−２の脆化域５１の厚みはそれぞれｈである。この際、一層目Ｌ２−１の脆化域５１は、先行する第一の脆化域形成工程で形成された第一の方向の脆化域５１に交差するように形成されるため、第一の方向の脆化域５１を横切った領域にその脆化域５１の厚みとほぼ同じ長さＬの未加工領域５２が三角形状に形成されるが、先行する第一の脆化域形成工程では、厚みｈの一層目Ｌ１−１の脆化域５１を形成しているだけであり、この未加工領域５２の長さＬは厚みｈ程度であり、分割を阻害しない範囲内に収まる。また、第二の方向の二層目Ｌ２−２の脆化域５１は、第一の方向の脆化域５１と交差せず、未加工領域５２を生じない先行する脆化域として形成される。
【００２８】
次いで、チャックテーブル２１の回転によりウエーハ１を９０°回転させた後、図８（ｃ）に示すように、第一の脆化域形成工程において、ｎ＝２として、まず、照射するパルスレーザ光線の集光点Ｐを第一の方向の分割予定ライン１２の二層目Ｌ１−２に位置付けたまま第一の方向の脆化域５１を一層目Ｌ１−１に積層させる二層目Ｌ１−２として形成した後、照射するパルスレーザ光線の集光点Ｐを第一の方向の分割予定ライン１２の三層目Ｌ１−３に位置付けて第一の方向の脆化域５１を二層目Ｌ１−２に積層させる三層目Ｌ１−３として形成する。形成される二層目Ｌ１−２および三層目Ｌ１−３の脆化域５１の厚みはそれぞれｈである。この際、二層目Ｌ１−２の脆化域５１は、先行する第二の脆化域形成工程で形成された第二の方向の脆化域５１に交差するように形成されるため、第二の方向の脆化域５１を横切った領域にその脆化域５１の厚みとほぼ同じ長さＬの未加工領域５２が三角形状に形成されるが、先行する第二の脆化域形成工程では、一層分の厚みｈの二層目Ｌ２−２の脆化域５１を先行して形成しているため、この未加工領域５２の長さＬは厚みｈ程度であり、分割を阻害しない範囲内に収まる。また、第一の方向の三層目Ｌ１−３の脆化域５１は、第二の方向の脆化域５１と交差せず、未加工領域５２を生じない先行する脆化域として形成される。
【００２９】
以後、ｎ＝２で第二の脆化域形成工程および第一の脆化域形成工程を交互に実施する。例えば、チャックテーブル２１の回転によりウエーハ１を９０°回転させた後、図８（ｄ）に示すように、第二の脆化域形成工程において、ｎ＝２として、まず、照射するパルスレーザ光線の集光点Ｐを第二の方向の分割予定ライン１２の三層目Ｌ２−３に位置付けて第二の方向の脆化域５１を二層目Ｌ２−２に積層させる三層目Ｌ２−３として形成した後、照射するパルスレーザ光線の集光点Ｐを第二の方向の分割予定ライン１２の四層目Ｌ２−４に位置付けて第二の方向の脆化域５１を三層目Ｌ２−３に積層させる四層目Ｌ２−４として形成する。形成される三層目Ｌ２−３および四層目Ｌ２−４の脆化域５１の厚みはそれぞれｈである。この際、三層目Ｌ２−３の脆化域５１は、先行する第一の脆化域形成工程で形成された第一の方向の脆化域５１に交差するように形成されるため、第一の方向の脆化域５１を横切った領域にその脆化域５１の厚みとほぼ同じ長さＬの未加工領域５２が三角形状に形成されるが、先行する第一の脆化域形成工程では、一層分の厚みｈの三層目Ｌ１−３の脆化域５１を先行して形成しているため、この未加工領域５２の長さＬは厚みｈ程度であり、分割を阻害しない範囲内に収まる。また、第二の方向の四層目Ｌ２−４の脆化域５１は、第一の方向の脆化域５１と交差せず、未加工領域５２を生じない先行する脆化域として形成される。
【００３０】
次いで、チャックテーブル２１の回転によりウエーハ１を９０°回転させた後、図８（ｅ）に示すように、第一の脆化域形成工程において、ｎ＝２として、まず、照射するパルスレーザ光線の集光点Ｐを第一の方向の分割予定ライン１２の四層目Ｌ１−４に位置付けたまま第一の方向の脆化域５１を三層目Ｌ１−３に積層させる四層目Ｌ１−４として形成した後、照射するパルスレーザ光線の集光点Ｐを第一の方向の分割予定ライン１２の五層目Ｌ１−５に位置付けて第一の方向の脆化域５１を四層目Ｌ１−４に積層させる五層目Ｌ１−５として形成する。形成される四層目Ｌ１−４および五層目Ｌ１−５の脆化域５１の厚みはそれぞれｈである。この際、四層目Ｌ１−４の脆化域５１は、先行する第二の脆化域形成工程で形成された第二の方向の脆化域５１に交差するように形成されるため、第二の方向の脆化域５１を横切った領域にその脆化域５１の厚みとほぼ同じ長さＬの未加工領域５２が三角形状に形成されるが、先行する第二の脆化域形成工程では、一層分の厚みｈの四層目Ｌ２−４の脆化域５１を先行して形成しているため、この未加工領域５２の長さＬは厚みｈ程度であり、分割を阻害しない範囲内に収まる。また、第一の方向の五層目Ｌ１−５の脆化域５１は、第二の方向の脆化域５１と交差せず、未加工領域５２を生じない先行する脆化域として形成される。
【００３１】
そして、チャックテーブル２１の回転によりウエーハ１を９０°回転させた後、最後に、図８（ｆ）に示すように、第二の脆化域形成工程において、ｎ＝１として、照射するパルスレーザ光線の集光点Ｐを第二の方向の分割予定ライン１２の五層目Ｌ２−５に位置付けたまま第二の方向の脆化域５１を四層目Ｌ２−４に積層させる最上層である五層目Ｌ２−５として形成する。形成される五層目Ｌ２−５の脆化域５１の厚みはｈである。この際、五層目Ｌ２−５の脆化域５１は、先行する第一の脆化域形成工程で形成された第一の方向の脆化域５１に交差するように形成されるため、第一の方向の脆化域５１を横切った領域にその脆化域５１の厚みとほぼ同じ長さＬの未加工領域５２が三角形状に形成されるが、先行する第一の脆化域形成工程では、一層分の厚みｈの五層目Ｌ１−５の脆化域５１を先行して形成しているため、この未加工領域５２の長さＬは厚みｈ程度であり、分割を阻害しない範囲内に収まる。
【００３２】
上述したように、脆化域形成工程によってウエーハ１の内部に分割予定ライン１１，１２に沿って脆化域５１を多層に形成し、強度を低下させた後、図９に示すように、ウエーハ１の裏面１ｂ側に拡張可能な保護テープ６１を貼付する。すなわち、環状のフレーム６２の内側開口部を覆うように外周部が装着された伸長可能な保護テープ６１の表面をウエーハ１の裏面１ｂに貼付する。このような保護テープ６１としては、例えば厚さが７０μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ５μｍ程度塗布されたものを用い得る。なお、脆化域形成工程で表面１ａに保護テープを貼付していた場合には、裏面１ｂ側に保護テープ６１を貼付した後に表面１ａ側に貼付されていた保護テープを剥がす。
【００３３】
次いで、ウエーハ１が貼付された保護テープ６１を強制的に伸長させることでウエーハ１に外力を付与して分割予定ライン１１，１２に沿って分割する分割工程を実行する。この分割工程は、図１０に示すテープ拡張装置７１を用いて実行する。テープ拡張装置７１は、環状のフレーム６２を保持するフレーム保持手段７２と、フレーム保持手段７２に保持されたフレーム６２に装着されている保護テープ６１を拡張するテープ拡張手段７３とを備える。フレーム保持手段７２は、環状のフレーム保持部材７４と、その外周部に配設された複数のクランプ機構７５とからなる。フレーム保持部材７４は、フレーム６２を載置するための載置面７４ａを有し、クランプ機構７５は載置面７４ａに載置されたフレーム６２をフレーム保持部材７４に固定する。このようなフレーム保持手段７２は、テープ拡張手段７３によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００３４】
また、テープ拡張手段７３は、フレーム保持部材７４の内側に配設される拡張ドラム７６を備える。拡張ドラム７６は、フレーム６２の内径より小さく、かつ、ウエーハ１の外径より大きい内径および外径を有する。また、拡張ドラム７６は、下端に支持フランジ７７を備える。そして、フレーム保持部材７４を上下方向に進退可能に支持する支持手段７８を備える。支持手段７８は、支持フランジ７７上に配設された複数のエアシリンダ７９からなり、ピストンロッド８０がフレーム保持部材７４の下面に連結される。支持手段７８は、フレーム保持部材７４を載置面７４ａが拡張ドラム７６の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム７６の上端より所定量下方の拡張位置との間を上下方向に移動させる。
【００３５】
そこで、脆化域５１を形成済みのウエーハ１を保護テープ６１を介して支持したフレーム６２を、フレーム保持部材７４の載置面７４ａ上に載置し、クランプ機構７５によってフレーム保持部材７４に固定する。この時、フレーム保持部材７４は基準位置に位置付けられている（図１０中の実線状態参照）。次に、複数のエアシリンダ７９を作動してフレーム保持部材７４を拡張位置に下降させる。これにより、載置面７４ａ上に固定されているフレーム６２も下降するため、フレーム６２に装着された保護テープ６１は、図１０中に仮想線で示すように、拡張ドラム７６の上端縁に当接して拡張する外力を受ける。この際、保護テープ６１に貼付されているウエーハ１は、分割予定ライン１１，１２に沿って脆化域５１が多層形成されて強度が低下しているので、脆化域５１が形成されている分割予定ライン１１，１２に沿ってウエーハ１には引張力が外力として作用し、脆化域５１部分をきっかけとして破断され、個々のデバイス１３に分割される。個々に分割されたデバイス１３は、保護テープ６１上に貼付されたままであるので、個々に飛散してしまうことはなく、後で保護テープ６１上からデバイス１３毎にピックアップすればよい。
【００３６】
以上、説明したように、本実施の形態の脆化域形成方法によれば、ウエーハの厚みをＴ（μｍ）とし、レーザ光線の照射によって形成される脆化域５１の厚みをｈ（μｍ）とし、０を含まない自然数をｎとし、Ｔ≧２ｈである場合、未加工領域の長さＬが分割を阻害しない範囲内に収まるように第一の方向の分割予定ラインの内部にｎ・ｈの厚みの脆化域を形成する第一の脆化域形成工程と第二の方向の分割予定ラインの内部にｎ・ｈの厚みの脆化域を形成する第二の脆化域形成工程とを交互に実施するようにしたので、脆化域５１が交差する領域において分割を阻害するような長さの未加工領域５２が形成されてしまうことがなく、形成された多層の脆化域５１に従いウエーハ１を分割予定ライン１１，１２に沿って適正に分割することができる。特に、本実施の形態では、第一の脆化域形成工程による脆化域５１を一層目（最下層）Ｌ１−１として形成し、第二の脆化域形成工程による脆化域５１を一層目（最下層）Ｌ２−１および二層目Ｌ２−２として形成し、第一の脆化域形成工程による脆化域５１を二層目Ｌ１−２および三層目Ｌ１−３として形成する如く、第一の脆化域形成工程と第二の脆化域形成工程との先行順を入れ替えて交互に実施することで、脆化域５１が交差する領域に生ずる未加工領域５２を図８（ｆ）に示す如く第一の方向の分割予定ライン１１の内部と第二の方向の分割予定ライン１２の内部とに分散させることができ、双方の分割予定ライン１１，１２に沿った分割のしやすさを均等にすることができるとともに、チャックテーブル２１を回転させて脆化域形成方向を切り換える回数を減らしてスループットを向上させることができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、分割予定ライン１１，１２に対してそれぞれ五層の脆化域５１を多層形成する場合の例で説明したが、五層に限らず適用でき、形成すべき脆化域５１の層数に応じて、第一の脆化域形成工程と第二の脆化域形成工程とを交互に実施する回数を増減させればよい。例えば、四層の場合であれば、第一の脆化域形成工程において、ｎ＝１で脆化域を一層目（最下層）として形成し、第二の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域を一層目（最下層）および該一層目に積層させる二層目として形成し、第一の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域を一層目に積層させる二層目および該二層目に積層させる三層目として形成し、第二の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域を二層目に積層させる三層目および該三層目に積層させる四層目として形成し、最後に、第一の脆化域形成工程において、ｎ＝１で脆化域を四層目（最上層）として形成すればよい。
【００３８】
また、三層の場合であれば、第一の脆化域形成工程において、ｎ＝１で脆化域を一層目（最下層）として形成し、第二の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域を一層目（最下層）および該一層目に積層させる二層目として形成し、第一の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域を一層目に積層させる二層目および該二層目に積層させる三層目として形成し、最後に、第二の脆化域形成工程において、ｎ＝１で脆化域を三層目（最上層）として形成すればよい。さらに、二層の場合であれば、第一の脆化域形成工程において、ｎ＝１で脆化域を一層目（最下層）として形成し、第二の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域を一層目（最下層）および該一層目に積層させる二層目として形成し、最後に、第一の脆化域形成工程において、ｎ＝１で脆化域を二層目（最上層）として形成すればよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、第一の脆化域形成工程と第二の脆化域形成工程とをそれぞれ連続して行う回数を規定する変数である自然数ｎをｎ＝１の場合とｎ＝２の場合とを有するよう可変的としたが、ｎ＝１として、第一の脆化域形成工程と第二の脆化域形成工程とによる脆化域５１の多層形成を一層ずつ交互に行うようにしてもよい。
【００４０】
また、本実施の形態では、未加工領域５２の長さＬが厚みｈ程度であればウエーハ１の分割を阻害しない範囲内に収まるものとしたが、例えば、未加工領域５２の長さＬが２ｈ程度であってもウエーハ１の分割を阻害しない範囲内に収まる場合であれば、それぞれの方向の脆化域５１を２ｈの厚みずつ形成するようにしてもよい。例えば、第一の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域を一層目および二層目として形成し、第二の脆化域形成工程において、ｎ＝４で脆化域を一層目〜四層目として形成し、第一の脆化域形成工程において、ｎ＝４で脆化域を三層目〜六層目として形成し、以後、ｎ＝４で第二の脆化域形成工程および第一の脆化域形成工程を交互に実施し、最後に、第二の脆化域形成工程において、ｎ＝２で脆化域を最上層より一層前の層および最上層として形成するようにしてもよい。或いは、ｎ＝２として、第一の脆化域形成工程と第二の脆化域形成工程とによる脆化域５１の多層形成を二層ずつ交互に行うようにしてもよい。
【００４１】
また、本実施の形態では、ウエーハ１をシリコン基板をベースとするウエーハの例で説明したが、シリコン基板に限らず、サファイア基板、炭化珪素基板、リチウムタンタレート基板、ガラス基板、石英基板等の各種基板の場合にも同様に適用することができる。この場合、基板材質に応じてウエーハの分割を阻害しない範囲内に収まる未加工領域５２の長さＬが異なる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態の脆化域形成方法が適用されるウエーハの構成例を示す斜視図である。
【図２】レーザ加工装置の一部の構成を示す斜視図である。
【図３】レーザ光線照射手段の構成例を示すブロック図である。
【図４】脆化域形成工程を説明するためにチャックテーブル付近を示す斜視図である。
【図５−１】レーザ光線照射工程開始時を示す説明図である。
【図５−２】レーザ光線照射工程終了時を示す説明図である。
【図６】脆化域の形成状況を拡大して示す説明図である。
【図７】脆化域形成の従来方式を示す説明図である。
【図８】脆化域同士が交差する或る交差領域の脆化域のみを抽出して工程順に示す模式図である。
【図９】テープ拡張装置を用いる分割工程を示す斜視図である。
【図１０】テープ拡張動作を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  ウエーハ
１１  第一の方向の分割予定ライン
１２  第二の方向の分割予定ライン
５１  脆化域
５２  未加工領域
【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５−１】
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【図５−２】
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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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