(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被加工物を分割予定ラインに沿って複数のデバイスチップに分割する被加工物の加工方法であって、
該被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を該被加工物の裏面側から該分割予定ラインに沿って照射し、該デバイスチップの仕上がり厚さに相当する位置より裏面側に改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層形成工程を実施した後、該被加工物の該裏面を研削して該被加工物を該デバイスチップの仕上がり厚さに加工する裏面研削工程と、
該改質層形成工程を実施した後、該改質層が形成された該分割予定ラインに沿って該被加工物を個々の該デバイスチップに分割する分割工程と、
該裏面研削工程及び該分割工程を実施した後、砥粒を含まない研磨液を該被加工物に供給しながら砥粒を含む研磨パッドを用いて該被加工物の裏面を研磨することで、該被加工物の該裏面の研削歪を除去する研磨工程と、
を備えることを特徴とする被加工物の加工方法。
【請求項２】
該研磨工程を実施した後、該被加工物の該裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成工程を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の被加工物の加工方法。
【請求項３】
該研磨工程では、該被加工物の該裏面の該研削歪の一部を残存させてゲッタリング層とすることを特徴とする請求項１に記載の被加工物の加工方法。
【請求項４】
該研磨パッドの硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）は、５５度〜９０度であり、
該研磨パッドの圧縮率は、２％〜１５％であり、
該研磨パッドに含まれる該砥粒の材質は、ダイヤモンド、グリーンカーボランダム、ホワイトアランダム、セリア又はジルコニアであり、
該研磨パッドに含まれる該砥粒の粒径は、０．０１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の被加工物の加工方法。
【請求項５】
該研磨液は、アルカリ溶液であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の被加工物の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の被加工物を複数のデバイスチップへと分割する被加工物の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機やパーソナルコンピュータに代表される電子機器では、電子回路（デバイス）を備えるデバイスチップが必須の構成要素になっている。デバイスチップは、例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハの表面を複数の分割予定ライン（ストリート）で区画し、各領域に電子回路を形成した後、この分割予定ラインに沿ってウェーハを分割することによって製造される。
【０００３】
ウェーハを分割する方法の一つに、透過性のあるレーザー光線をウェーハの内部に集光させて多光子吸収による改質領域（改質層）を形成し、この改質領域を分割の起点としてウェーハをデバイスチップへと分割するステルスダイシング（ＳＤ：Stealth Dicing）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ステルスダイシングでは、切削等によってウェーハに溝を形成する必要が無いので、分割予定ラインの幅を縮小してデバイスチップの取り数を増やすことができる。一方、このステルスダイシングには、残留する改質領域に起因してデバイスチップの抗折強度が低下し易いという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するために、ウェーハの裏面側からデバイスチップの仕上がり厚さに達しない深さの位置に改質領域を形成した後、このウェーハの裏面側を研削して改質領域を除去しながらデバイスチップへと分割するＳＤＢＧ（Stealth Dicing Before Grinding）が検討されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００６】
ところで、ウェーハを研削すると、被研削面である裏面に研削歪が発生してデバイスチップの抗折強度は低下してしまう。そこで、ウェーハを研削した後には、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の方法でウェーハを研磨して研削歪を除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１９２３７０号公報
【特許文献２】国際公開第２００３／７７２９５号
【特許文献３】特開２００６−１２９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述のＳＤＢＧによって研削、分割されたウェーハをＣＭＰで研磨すると、研磨液に含まれる遊離砥粒が隣接するデバイスチップの隙間に侵入して側面に付着する。デバイスチップの側面に砥粒が付着すると、その後の工程において不具合が発生し易くなってしまう。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、デバイスチップへの砥粒の付着を防止した被加工物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】
本発明によれば、板状の被加工物を分割予定ラインに沿って複数のデバイスチップに分割する被加工物の加工方法であって、該被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を該被加工物の裏面側から該分割予定ラインに沿って照射し、該デバイスチップの仕上がり厚さに相当する位置より裏面側に改質層を形成する改質層形成工程と、該改質層形成工程を実施した後、該被加工物の該裏面を研削して該被加工物を該デバイスチップの仕上がり厚さに加工する裏面研削工程と、該改質層形成工程を実施した後、該改質層が形成された該分割予定ラインに沿って該被加工物を個々の該デバイスチップに分割する分割工程と、該裏面研削工程及び該分割工程を実施した後、砥粒を含まない研磨液を該被加工物に供給しながら砥粒を含む研磨パッドを用いて該被加工物の裏面を研磨することで、該被加工物の該裏面の研削歪を除去する研磨工程と、を備えることを特徴とする被加工物の加工方法が提供される。
【００１１】
本発明において、該研磨工程を実施した後、該被加工物の該裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成工程を更に備えることが好ましい。また、本発明において、該研磨工程では、該被加工物の該裏面の該研削歪の一部を残存させてゲッタリング層とすることが好ましい。
【００１２】
また、本発明において、該研磨パッドの硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）は、５５度〜９０度であり、該研磨パッドの圧縮率は、２％〜１５％であり、該研磨パッドに含まれる該砥粒の材質は、ダイヤモンド、グリーンカーボランダム、ホワイトアランダム、セリア又はジルコニアであり、該研磨パッドに含まれる該砥粒の粒径は、０．０１μｍ〜１０μｍであることが好ましい。
【００１３】
また、本発明において、該研磨液は、アルカリ溶液であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る被加工物の加工方法では、研磨工程において、砥粒を含まない研磨液を被加工物に供給しながら砥粒を含む研磨パッドを用いて被加工物を研磨するので、砥粒を含む研磨液を用いる従来の方法のように、デバイスチップの側面に砥粒が付着することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】被加工物等を模式的に示す斜視図である。
【図２】改質層形成工程を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、裏面研削工程及び分割工程を模式的に示す一部断面側面図である。
【図４】図４（Ａ）は、研磨工程を模式的に示す一部断面側面図であり、図４（Ｂ）は、研磨工程後の被加工物を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係る被加工物の加工方法は、改質層形成工程（図２参照）、裏面研削工程（図３（Ａ）、及び図３（Ｂ）参照）、分割工程（図３（Ａ）、及び図３（Ｂ）参照）、研磨工程（図４（Ａ）、及び図４（Ｂ）参照）、及びゲッタリング層形成工程を含む。
【００１７】
改質層形成工程では、透過性を有する波長のレーザー光線を被加工物に照射して、分割予定ラインに沿う改質層を形成する。裏面研削工程では、被加工物の裏面を研削して、被加工物をデバイスチップの仕上がり厚さに加工する。分割工程では、被加工物を分割予定ラインに沿ってデバイスチップに分割する。
【００１８】
研磨工程では、砥粒を含まない研磨液を被加工物に供給しながら、砥粒を含む研磨パッドを用いて被加工物の裏面を研磨する。これにより、被加工物の裏面の研削歪が除去される。ゲッタリング層形成工程では、被加工物の裏面にゲッタリング層を形成する。以下、本実施形態に係る被加工物の加工方法について詳述する。
【００１９】
図１は、本実施形態で加工される被加工物等を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、被加工物１１は、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、その表面１１ａ側は、中央のデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とに分けられている。デバイス領域は、格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）１３でさらに複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。
【００２０】
なお、本実施形態では、シリコン等の半導体材料でなるウェーハを被加工物１１として用いるが、被加工物１１の材質、形状等に制限はない。例えば、セラミック、樹脂、金属等の材料でなる基板を被加工物１１として用いることもできる。同様に、分割予定ライン１３の配置やデバイス１５の種類等にも制限はない。
【００２１】
本実施形態に係る被加工物の分割方法では、まず、この被加工物１１の表面１１ａ側に保護部材２１を貼り付ける。保護部材２１は、例えば、被加工物１１と概ね同形の粘着テープ、樹脂基板、被加工物１１と同種又は異種のウェーハ等であり、その第１面２１ａ側には、接着剤等でなる接着層が設けられる。
【００２２】
よって、被加工物１１の表面１１ａ側に保護部材２１の第１面２１ａ側を接触させることで、保護部材２１を被加工物１１に貼り付けることができる。このように被加工物１１に保護部材２１を貼り付けることで、研削時に加わる荷重等によるデバイス１５の破損を防止できる。
【００２３】
被加工物１１に保護部材２１を貼り付けた後には、透過性を有する波長のレーザー光線を被加工物１１に照射して、分割予定ラインに沿う改質層を形成する改質層形成工程を実施する。図２は、改質層形成工程を模式的に示す斜視図である。改質層形成工程は、例えば、図２に示すレーザー加工装置２で実施される。
【００２４】
レーザー加工装置２は、被加工物１１を吸引、保持するチャックテーブル４を備えている。チャックテーブル４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル４の下方には、テーブル移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル４は、このテーブル移動機構によって水平方向に移動する。
【００２５】
チャックテーブル４の上面は、被加工物１１に貼り付けられた保護部材２１の第２面２１ｂ側を吸引、保持する保持面となっている。この保持面には、チャックテーブル４の内部に形成された流路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、保護部材２１を吸引するための吸引力が発生する。
【００２６】
チャックテーブル４の上方には、レーザー加工ユニット６が配置されている。レーザー加工ユニット６と隣接する位置には、被加工物１１を撮像するためのカメラ８が設置されている。レーザー加工ユニット６は、レーザー発振器（不図示）でパルス発振されたレーザー光線Ｌを下方に照射する。レーザー発振器は、被加工物１１に吸収され難い波長（透過性を有する波長）のレーザー光線Ｌをパルス発振できるように構成されている。
【００２７】
改質層形成工程では、まず、被加工物１１に貼り付けられた保護部材２１の第２面２１ｂをチャックテーブル４の保持面に接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、被加工物１１は、裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル４に吸引、保持される。
【００２８】
次に、被加工物１１を保持したチャックテーブル４を移動、回転させて、レーザー加工ユニット６を加工対象の分割予定ライン１５の端部に合わせる。そして、レーザー加工ユニット６から被加工物１１の裏面１１ｂに向けてレーザー光線Ｌを照射させつつ、チャックテーブル４を加工対象の分割予定ライン１３に平行な方向に移動させる。すなわち、被加工物１１の裏面１１ｂ側から分割予定ライン１３に沿ってレーザー光線Ｌを照射する。
【００２９】
この時、レーザー光線Ｌの集光点の位置は、被加工物１１の内部であって、デバイスチップの仕上がり厚さに相当する位置より裏面１１ｂ側に合わせる。これにより、レーザー光線Ｌの集光点近傍を多光子吸収で改質して、加工対象の分割予定ライン１５に沿う改質層１７を形成できる。すなわち、改質層１７は、デバイスチップの仕上がり厚さに相当する位置より裏面１１ｂ側に形成される。全ての分割予定ライン１５に沿って改質層１７が形成されると、改質層形成工程は終了する。
【００３０】
改質層形成工程の後には、被加工物１１の裏面１１ｂを研削する裏面研削工程と、被加工物１１をデバイスチップに分割する分割工程とを実施する。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、裏面研削工程及び分割工程を模式的に示す一部断面側面図である。裏面研削工程及び分割工程は、例えば、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す研削装置１２で実施される。
【００３１】
研削装置１２は、被加工物１１を吸引、保持するチャックテーブル１４を備えている。チャックテーブル１４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル１４の下方には、テーブル移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル１４は、このテーブル移動機構で水平方向に移動する。
【００３２】
チャックテーブル１４の上面は、被加工物１１に貼り付けられた保護部材２１の第２面２１ｂ側を吸引、保持する保持面１４ａとなっている。この保持面１４ａには、チャックテーブル１４の内部に形成された流路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、保護部材２１を吸引するための吸引力が発生する。
【００３３】
チャックテーブル１４の上方には、研削ユニット１６が配置されている。研削ユニット１６は、研削ユニット昇降機構（不図示）に支持されたスピンドルハウジング１８を備える。スピンドルハウジング１８には、スピンドル２０が収容されており、スピンドル２０の下端部には、円盤状のマウント２２が固定されている。
【００３４】
マウント２２の下面には、マウント２２と概ね同径の研削ホイール２４が装着されている。研削ホイール２４は、ステンレス、アルミニウム等の金属材料で形成されたホイール基台２６を備えている。ホイール基台２６の下面には、複数の研削砥石２８が環状に配列されている。
【００３５】
スピンドル２０の上端側（基端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。研削ホイール２４は、この回転駆動源から伝達される回転力によって、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。
【００３６】
裏面研削工程及び分割工程では、まず、被加工物１１に貼り付けられた保護部材２１の第２面２１ｂをチャックテーブル１４の保持面１４ａに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、被加工物１１は、裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル１４に吸引、保持される。
【００３７】
次に、チャックテーブル１４を研削ホイール２４の下方に移動させる。そして、図３（Ａ）に示すように、チャックテーブル１４と研削ホイール２４とをそれぞれ回転させて、純水等の研削液を供給しながらスピンドルハウジング１８を下降させる。スピンドルハウジング１８の下降量は、被加工物１１の裏面１１ｂに研削砥石２８の下面が押し当てられる程度に調整される。
【００３８】
これにより、被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削できる。この研削は、例えば、被加工物１１の厚さを測定しながら行われる。本実施形態では、分割予定ライン１３に沿って改質層１７を形成しているので、被加工物１１は、研削の際に加わる圧力で改質層１７を起点に破断され、分割予定ラインに沿って分割される。
【００３９】
図３（Ｂ）に示すように、被加工物１１が仕上がり厚さまで薄くなり、全ての分割予定ライン１３に沿って複数のデバイスチップ１９に分割されると、裏面研削工程及び分割工程は終了する。
【００４０】
なお、本実施形態では、デバイスチップ１９の仕上がり厚さに相当する位置より裏面１１ｂ側に改質層１７を形成しているので、被加工物１１をデバイスチップの仕上がり厚さまで薄くすると、改質層１７は被加工物１１から完全に除去される。そのため、残留する改質層１７に起因してデバイスチップ１９の抗折強度が低下することはない。
【００４１】
分割工程の後には、被加工物１１の裏面１１ｂを研磨する研磨工程を実施する。図４（Ａ）は、研磨工程を模式的に示す一部断面側面図である。研磨工程は、例えば、図４（Ａ）に示す研磨装置３２で実施される。研磨装置３２は、被加工物１１を吸引、保持するチャックテーブル３４を備えている。
【００４２】
チャックテーブル３４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル３４の下方には、テーブル移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル３４は、このテーブル移動機構で水平方向に移動する。
【００４３】
チャックテーブル３４の上面は、被加工物１１に貼り付けられた保護部材２１の第２面２１ｂ側を吸引、保持する保持面３４ａとなっている。この保持面３４ａには、チャックテーブル３４の内部に形成された流路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、保護部材２１を吸引するための吸引力が発生する。
【００４４】
チャックテーブル３４の上方には、研磨ユニット３６が配置されている。研磨ユニット３６は、研磨ユニット昇降機構（不図示）に支持されたスピンドルハウジング３８を備える。スピンドルハウジング３８には、スピンドル４０が収容されており、スピンドル４０の下端部には、円盤状のマウント４２が固定されている。
【００４５】
マウント４２の下面には、マウント４２と概ね同径の研磨パッド４４が装着されている。この研磨パッド４４は、例えば、不織布や発泡ウレタン等でなる研磨布と、研磨布に固定された砥粒とで構成される。研磨パッド４４の厚さは、例えば、３ｍｍ以上であり、研磨パッド４４の下面（研磨面）全体には、深さが２．５ｍｍ以上の溝が格子状に形成されている。
【００４６】
研磨パッド４４の硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）は、５５度〜９０度であることが望ましく、研磨パッド４４の圧縮率は、２％〜１５％であることが望ましい。なお、圧縮率は、３００ｇ／ｃｍ２の荷重をかけた場合の研磨パッド４４の厚さをｔ１、２０００ｇ／ｃｍ２の荷重をかけた場合の研磨パッド４４の厚さをｔ２として、（ｔ１−ｔ２）/ｔ１×１００で求められる。研磨パッド４４の圧縮率を２％〜１５％とすることで、高い研磨レートを維持しながら被加工物１１のエッジの欠けを抑制できる。
【００４７】
また、砥粒の材質は、例えば、ダイヤモンド、グリーンカーボランダム、ホワイトアランダム、セリア、ジルコニア等であり、砥粒の粒径は、例えば、０．０１μｍ〜１０μｍ、望ましくは、０．１μｍ〜２μｍである。ただし、砥粒の材質や砥粒の粒径は、被加工物１１の材質等に応じて任意に変更できる。
【００４８】
スピンドル４０の上端側（基端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。研磨パッド４４は、この回転駆動源から伝達される回転力によって、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。
【００４９】
被加工物１１の裏面１１ｂを研磨する際には、まず、被加工物１１に貼り付けられた保護部材２１の第２面２１ｂをチャックテーブル３４の保持面３４ａに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、被加工物１１は、裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル３４に吸引、保持される。
【００５０】
次に、チャックテーブル３４を研磨パッド４４の下方に移動させる。そして、図４（Ａ）に示すように、チャックテーブル３４と研磨パッド４４とをそれぞれ回転させて、研磨液を供給しながらスピンドルハウジング３８を下降させる。スピンドルハウジング３８の下降量は、被加工物１１の裏面１１ｂに研磨パッド４４の下面（研磨面）が押し当てられる程度に調整される。これにより、被加工物１１の裏面１１ｂを研磨して研削歪を除去できる。
【００５１】
研磨液としては、例えば、砥粒を含まないアルカリ溶液を用いる。研磨液に砥粒を含ませると、隣接するデバイスチップ１９の隙間に砥粒が残留し易くなるためである。本実施形態では、砥粒を含む研磨パッド４４を用いるので、研磨液に砥粒を含ませなくても被加工物１１を適切に研磨できる。なお、アルカリ溶液としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等を用いることができる。
【００５２】
図４（Ｂ）は、研磨工程後の被加工物１１を模式的に示す断面図である。本実施形態の研磨工程では、上述のように、砥粒を含まない研磨液を用いて被加工物１１を研磨するので、分割溝１５に相当するデバイスチップ１９の側面に砥粒が付着することはない。
【００５３】
研磨工程の後には、被加工物１１の裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成工程を実施する。ゲッタリング層形成工程は、例えば、研磨工程で使用された研磨装置３２を用いて、研磨工程と同様の方法で実施される。ただし、このゲッタリング層形成工程では、研磨パッド４４の下面（研磨面）を被加工物１１の裏面１１ｂに押し当てることなく接触させる。つまり、研磨パッド４４から被加工物１１に圧力をかけない。
【００５４】
このように、被加工物１１の裏面１１ｂを研磨パッド４４によって僅かに擦ることで、微細な歪を含むゲッタリング層が形成される。このゲッタリング層によって、金属元素等によるデバイス１５の汚染を防止できる。なお、裏面研削工程で形成される研削歪を僅かに残存させて、ゲッタリング層とすることもできる。この場合には、研磨工程の後にゲッタリング層形成工程を実施する必要はない。
【００５５】
以上のように、本実施形態に係る被加工物の加工方法では、研磨工程において、砥粒を含まない研磨液を被加工物１１に供給しながら砥粒を含む研磨パッド４４を用いて被加工物１１を研磨するので、砥粒を含む研磨液を用いる従来の方法のように、デバイスチップ１９の側面に砥粒が付着することはない。
【００５６】
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、裏面研削工程と分割工程とを同時に実施しているが、裏面研削工程と分割工程とを別々に実施しても良い。
【００５７】
具体的には、例えば、分割工程を実施した後に、裏面研削工程を実施することができる。この場合、分割工程には、例えば、被加工物１１に貼り付けたエキスパンドテープを拡張する方法や、被加工物１１を分割予定ライン１３に沿って押圧刃で押圧する方法等を採用できる。
【００５８】
もちろん、上記実施形態に係る裏面研削工程及び分割工程を実施した後に、必要に応じて、エキスパンドテープを拡張する分割工程や、押圧刃で押圧する分割工程を追加で実施しても良い。
【００５９】
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】
【００６０】
１１  被加工物
１１ａ  表面
１１ｂ  裏面
１３  分割予定ライン（ストリート）
１５  デバイス
１７  改質層
１９  デバイスチップ
２１  保護部材
２１ａ  第１面
２１ｂ  第２面
Ｌ  レーザー光線
２  レーザー加工装置
４  チャックテーブル
６  レーザー加工ユニット
８  カメラ
１２  研削装置
１４  チャックテーブル
１４ａ  保持面
１６  研削ユニット
１８  スピンドルハウジング
２０  スピンドル
２２  マウント
２４  研削ホイール
２６  ホイール基台
２８  研削砥石
３２  研磨装置
３４  チャックテーブル
３４ａ  保持面
３６  研磨ユニット
３８  スピンドルハウジング
４０  スピンドル
４２  マウント
４４  研磨パッド
【図１】
0006300763.tif 000002
【図２】
0006300763.tif 000003
【図３】
0006300763.tif 000004
【図４】
0006300763.tif 000005