(57)【要約】【課題】レーザーダイシング装置によりダイシングされたウェーハを、割段されずに後工程に供給できるウェーハ加工方法を提供する。【解決手段】ウェーハＷの裏面を研削加工し、研削後のウェーハの裏面を研磨加工し、ウェーハの最終加工厚さＴ１より５０〜５００μｍ厚い厚さＴ２までウェーハの裏面を加工する第１の機械加工ステップと、第１の機械加工後のウェーハにレーザー光を照射して内部へ改質領域を形成する改質領域形成ステップと、改質領域形成後のウェーハの裏面を研削加工し、研削後の前記ウェーハの裏面を研磨加工し、ウェーハの最終加工厚さＴ１までウェーハの裏面を加工する第２の機械加工ステップとを備える。【選択図】図１２
2007235068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハの裏面を研削加工し、研削後の前記ウェーハの裏面を研磨加工し、ウェーハの最終加工厚さＴ１より５０〜５００μｍ厚い厚さＴ２まで前記ウェーハの裏面を加工する第１の機械加工ステップと、
第１の機械加工後の前記ウェーハにレーザー光を照射して内部へ改質領域を形成する改質領域形成ステップと、
改質領域形成後の前記ウェーハの裏面を研削加工し、研削後の前記ウェーハの裏面を研磨加工し、ウェーハの最終加工厚さＴ１まで前記ウェーハの裏面を加工する第２の機械加工ステップと、
を備えることを特徴とするウェーハ加工方法。
【請求項２】
第１の機械加工前の前記ウェーハの表面に該ウェーハの表面に形成されたパターンを保護する保護用テープを貼着するテープ貼着ステップと、
第２の機械加工後の前記ウェーハの表面に紫外線光を照射する紫外線光照射ステップと、
紫外線光照射後の前記ウェーハの裏面にダイシングテープを貼着して前記ウェーハをフレームへマウントするテープマウントステップと、
フレームへマウントされた前記ウェーハの表面に貼着されている前記保護用テープの剥離を行うテープ剥離ステップと、
前記保護用テープが剥離された前記ウェーハの前記ダイシングテープが貼着された側より、前記ダイシングテープのエキスパンドを行い、前記ウェーハの各チップ間の間隔を拡張するエキスパンドステップと、
を備える請求項１に記載のウェーハ加工方法。
【請求項３】
前記ウェーハの内部に形成する改質領域がウェーハの表面より厚さ方向にＴ１までの距離の位置である請求項１又は２に記載のウェーハ加工方法。
【請求項４】
第２の機械加工後の前記ウェーハをプラズマ洗浄するプラズマ洗浄ステップを備える請求項１、２又は３に記載のウェーハ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ加工方法に係り、特に、半導体ウェーハの平面加工からチップサイズに切断されたウェーハのマウントまでを欠陥なく行うのに好適なウェーハ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や電子部品等の製造工程では、先ず表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウェーハに対して、プロービング、ダイシング、ダイボンディング、及びワイヤボンディング等の各工程を経た後、樹脂モールドされて半導体装置や電子部品等の完成品となるのが一般的である。
【０００３】
ところで近年、メモリーカードや薄型ＩＣカード等に組込まれる極薄の半導体装置や電子部品の需要が高まっており、厚さが１００μｍ以下の極薄ウェーハの要求が増大している。このため、従来ではプロービング工程の後に、ダイシング工程によってウェーハを個々のチップに分割していたが、これに代えて、ダイシング工程の前にウェーハの裏面を研削（バックグラインド）し、１００μｍ以下の極薄ウェーハとしてからダイシングを行うようになってきた。
【０００４】
このような背景の下に、従来の半導体装置や電子部品等のチップ製造方法では、図１５のフロー図に示されるように、以下のような手順でチップの製造が行われる。
【０００５】
先ず、表面に半導体装置や電子部品等が多数形成されたウェーハの表面を保護するため、片面に粘着剤を有する保護シート（保護テープとも称される）がウェーハ表面に貼られる（ステップＳ１０１）。次に、ウェーハを裏面から研削して所定の厚さに加工する裏面研削工程が行われる（ステップＳ１０３）。
【０００６】
裏面研削工程の後、片面に粘着剤を有するダイシングシート（ダイシングテープとも称される）を用いてウェーハをダイシング用フレームに取付けるフレームマウント工程が行われ、ウェーハとダイシング用のフレームとが一体化される（ステップＳ１０５）。この状態でウェーハをダイシングシート側で吸着し、表面に貼付されている保護シートが剥離される（ステップＳ１０７）。
【０００７】
保護シートが剥離されたウェーハは、フレームごとダイシングソーに搬送され、高速回転するダイヤモンドブレードで個々のチップに切断される（ステップＳ１０９）。切断された個々のチップは、図１６に示されるように、ダイシングシートＳに貼付されたままバラバラにならず、ウェーハ状態を保っているので、ここでは、便宜上このウェーハ状態を保ったチップＴの集合体をもウェーハＷと呼ぶことにする。
【０００８】
切断されたウェーハＷは、エキスパンド工程において、ダイシングシートＳが放射状に引き伸ばされて、個々のチップＴの間隔が広げられ（ステップＳ１１１）、チップマウント工程において、リードフレーム等のパッケージ基材にマウントされる（ステップＳ１１３）。以上のような工程によりチップの製造が行われる。
【０００９】
ところが、従来のチップ製造方法では、厚さが１００μｍ以下の極薄のウェーハＷをダイシングソーにより切断した際、切断時にウェーハＷにチッピングや割れが生じ、多くの不良チップが発生する問題があった。
【００１０】
この問題を解決する手段として、従来のダイシングソーによる切断に代えて、ウェーハＷの内部に集光点を合わせたレーザー光を入射させ、ウェーハ内部に多光子吸収による改質領域を形成して個々のチップＴに分割するレーザー加工方法に関する技術が提案されている（たとえば、特許文献１〜６参照。）。
【００１１】
上記の特許文献１〜６で提案されている技術は、従来のダイシングソーによるダイシング装置に代えて、図１７に示されるように、レーザー光源ＬＳから出射されたレーザー光ＬをウェーハＷの内部に集光させ、ウェーハＷの内部に連続して改質領域Ｋを形成することによりウェーハＷを割断するダイシング装置（以下、レーザーダイシング装置と称する）を提案したものである。
【００１２】
レーザーダイシング装置では、高速回転するダイヤモンドブレードに代えて、レーザー光によりウェーハがチップに分割されるため、ウェーハに大きな力がかからず、チッピングや割れが発生しない。また、ウェーハに直接接触する部分がなく、熱や切削屑が発生しないため、切削水を必要としない。更に、内部に改質領域を形成してウェーハの割段を行いチップに分割するため、チップの間隔がダイヤモンドブレードによる切断よりも非常に狭く、一枚のウェーハからより多くのチップを得られる。
【特許文献１】特開２００２−１９２３６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１９２３６８号公報
【特許文献３】特開２００２−１９２３６９号公報
【特許文献４】特開２００２−１９２３７０号公報
【特許文献５】特開２００２−１９２３７１号公報
【特許文献６】特開２００２−２０５１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、レーザーダイシング装置では、ダイシング後に各工程に使用される装置間を搬送される際、衝撃や振動により内部の改質領域を起点として割段されてしまう場合がある。そして、一旦割段された場合、ウェーハとしてのハンドリングができず、以降の工程の進行が大幅に妨げられるという問題があった。
【００１４】
本発明は、このような問題に対してなされたものであり、レーザーダイシング装置によりダイシングされたウェーハを、割段されずに後工程に供給（搬送）できるウェーハ加工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】
【００１５】
本発明は、前記目的を達成するために、ウェーハの裏面を研削加工し、研削後の前記ウェーハの裏面を研磨加工し、ウェーハの最終加工厚さＴ１より５０〜５００μｍ厚い厚さＴ２まで前記ウェーハの裏面を加工する第１の機械加工ステップと、第１の機械加工後の前記ウェーハにレーザー光を照射して内部へ改質領域を形成する改質領域形成ステップと、改質領域形成後の前記ウェーハの裏面を研削加工し、研削後の前記ウェーハの裏面を研磨加工し、ウェーハの最終加工厚さＴ１まで前記ウェーハの裏面を加工する第２の機械加工ステップと、を備えることを特徴とするウェーハ加工方法を提供する。
【００１６】
本発明によれば、第１の機械加工ステップにおいて、ウェーハの最終加工厚さＴ１より５０〜５００μｍ厚い厚さＴ２までウェーハの裏面を加工する。すなわち、ダイシング後のウェーハの機械的強度が大幅に向上する。したがって、ダイシング後に各工程に使用される装置間を搬送される際、多少の衝撃や振動を受けても、内部の改質領域を起点として割段されてしまうような不具合は激減又は皆無となる。
【００１７】
このように、本発明によれば、レーザーダイシング装置によりダイシングされたウェーハを、ダメージを与えることなくチップに分割することができる。
【００１８】
なお、厚さＴ２は、最終加工厚さＴ１より１００〜３００μｍ厚いことが好ましく、最終加工厚さＴ１より１５０〜２５０μｍ厚いことがより好ましい。
【００１９】
本発明において、第１の機械加工前の前記ウェーハの表面に該ウェーハの表面に形成されたパターンを保護する保護用テープを貼着するテープ貼着ステップと、第２の機械加工後の前記ウェーハの表面に紫外線光を照射する紫外線光照射ステップと、紫外線光照射後の前記ウェーハの裏面にダイシングテープを貼着して前記ウェーハをフレームへマウントするテープマウントステップと、フレームへマウントされた前記ウェーハの表面に貼着されている前記保護用テープの剥離を行うテープ剥離ステップと、前記保護用テープが剥離された前記ウェーハの前記ダイシングテープが貼着された側より、前記ダイシングテープのエキスパンドを行い、前記ウェーハの各チップ間の間隔を拡張するエキスパンドステップと、を備えることが好ましい。
【００２０】
このように、ウェーハは、装置内の少ない移動距離で、裏面の研削加工から始まって、ＵＶ光照射、フレームへのマウント、保護シート剥離、及びエキスパンドまでの各ステップ（工程）を終了することが可能となる。したがって、搬送中や各工程の作業中にチップへダメージを与える可能性が最小限に抑えられる。また、エキスパンドされた状態でカセットへ格納されるため、チップマウント工程を直ちに進められるのでスループットの向上が可能となる。
【００２１】
また、本発明において、前記ウェーハの内部に形成する改質領域がウェーハの表面より厚さ方向にＴ１までの距離の位置であることが好ましい。このような厚さ方向に改質領域が形成されれば、ウェーハの割断が容易となる。
【００２２】
また、本発明において、第２の機械加工後の前記ウェーハをプラズマ洗浄するプラズマ洗浄ステップを備えることが好ましい。このような洗浄ステップを備えていれば、ウェーハの品質が向上する。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、レーザーダイシング装置によりダイシングされたウェーハを、ダメージを与えることなくチップに分割することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面に従って、本発明に係るウェーハ加工方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２５】
図１は、本発明が適用されるウェーハ加工装置１０の全体構成を示す平面図である。このウェーハ加工装置１０は、上流側（左側）より、平面加工装置１０Ａ、レーザーダイシング装置１０Ｂ、平面加工装置１０Ｃ、及びウェーハマウント装置１０Ｄで構成されている。以下、順に説明する。
【００２６】
平面加工装置１０Ａは、第１の機械加工ステップに使用され、平面加工装置１０Ｃは、第２の機械加工ステップに使用される。
【００２７】
なお、平面加工装置を図１のように２台設けず、１台の平面加工装置１０Ａ（又は１０Ｃ）で第１及び第２の機械加工ステップに対応させてもよい。
【００２８】
図２は、平面加工装置１０Ａ（１０Ｃ）の斜視図であり、図３は平面図である。図２に示されるように平面加工装置１０Ａ（１０Ｃ）の本体１１２には、カセット収納ステージ１１４、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、及びウェーハ洗浄ステージ１２４が設けられている。
【００２９】
また、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３の二点鎖線で示される仕切板１２５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。
【００３０】
仕切板１２５は図５、図６に示される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（保持手段に相当）１３２、１３６、１３８、１４０を仕切るように十字形状に形成されている。また、研磨ステージ１２２は、他のステージから隔離するために、天板２００を有するケーシング２０２によって覆われている。
【００３１】
このケーシング２０２の、仕切板１２５が通過する側面には、図７の如くブラシ２０４が取り付けられており、このブラシ２０４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。
【００３２】
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２０２、仕切板１２５、及びブラシ２０４によって研磨ステージ１２２が略気密状態に保持されるので、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。
【００３３】
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。本例の研磨ステージ１２２は、化学機械研磨を行うもので、研磨加工液に化学研磨剤が含有されているので、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。よって、仕切板１２５を設けることによって、前記不具合を解消できる。
【００３４】
なお、粗研削ステージ１１８は、図５、図６の如く本体１１２の側面、天板２０６、及び仕切板１２５によって囲まれており、また、精研削ステージ１２０も同様に本体１１２の側面、天板２０８、及び仕切板１２５によって囲まれている。これらの天板２００、２０６、２０８には、各ステージのヘッドが挿通される貫通孔２０１、２０７、２０９が形成されている。
【００３５】
図６の符号２１０は、粗研削ステージ１１８を外部から隔離するためのブラシであり、このブラシ２１０は仕切板１２５の上面及び側面に接触されている。
【００３６】
図２、図３に示されるカセット収納ステージ１１４には、２台のカセット１２６、１２６が着脱自在にセットされ、これらのカセット１２６、１２６には裏面研削前のウェーハＷが多数枚収納されている。このウェーハＷは、搬送用ロボット１３０のハンド１３１によって１枚ずつ保持されて、次工程のアライメントステージ１１６に順次搬送される。
【００３７】
搬送用ロボット１３０は、本体１１２に立設された図示しないビームに昇降装置を介して吊り下げ支持してもよく、また、本体１１２の上面１１２Ａに設置してもよい。搬送用ロボット１３０を吊り下げ支持すると、カセット収納ステージ１１４とアライメントステージ１１６との間隔を狭くすることができるので、平面加工装置１０Ａ（１０Ｃ）の小型化を図ることができる。ロボット１３０は、汎用の６軸関節ロボットであり、その構成は周知であるので、ここではその説明を省略する。
【００３８】
アライメントステージ１１６は、カセット１２６から搬送されたウェーハ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ーハＷは、搬送用ロボット１３０のハンド１３１に再度吸着保持された後、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。
【００３９】
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の図３の破線で示される回転軸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。
【００４０】
また、回転軸１３５には、図３に破線で示されるモータ（移動手段に相当）１３７のスピンドル（不図示）が連結されている。チャック１３６は、粗研削ステージ１１８に位置されており、吸着したウェーハＷがここで粗研削される。
【００４１】
また、チャック１３８は、精研削ステージ１２０に位置され、吸着したウェーハＷがここで仕上げ研削（精研削、スパークアウト）される。更に、チャック１４０は、研磨ステージ１２２に位置され、吸着したウェーハＷがここで研磨され、研削で生じた加工変質層、及びウェーハＷの厚さのバラツキ分が除去される。
【００４２】
チャック１３２、１３６、１３８、１４０は、図４の如くその下面にスピンドル１９４と回転用モータ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。
【００４３】
したがって、本実施の形態の平面加工装置１０Ａ（１０Ｃ）は、モータ１９２とスピンドル１９４がチャック１３２、１３６、１３８、１４０に連結された状態で、チャック１３２、１３６、１３８、１４０がモータ１３７によって移動される装置である。
【００４４】
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。
【００４５】
本実施の形態のチャック１３２、１３６、１３８、１４０は、その吸着面がセラミックス等の焼結体からなるポーラス材で形成されている。これによってウェーハＷがポーラス材の表面にしっかりと吸着保持される。
【００４６】
図３に示されるウェーハＷのチャック位置に位置されているチャック１３２は、ウェーハＷが搬送されてくるまえに、その吸着面がクリーナ装置１４２（図３参照）によって洗浄される。クリーナ装置１４２は、レール１４４にスライド移動自在に設けられ、吸着面を洗浄する際に、レール１４４に沿って移動されチャック１３２上に位置される。
【００４７】
クリーナ装置１４２は除去部材１４３を有し、この除去部材１４３がチャック１３２の吸着面に当接されて吸着面に付着したスラッジ等のゴミを除去する。除去部材１４３は、チャック１３２の吸着面がセラミックス等の焼結体からなるポーラス材の場合には、そのポーラス材が用いられている。
【００４８】
チャック３２に吸着保持されたウェーハＷは、たとえば一対の測定ゲージ（図示略）によってその厚さを測定することもできる。これらの測定ゲージは、それぞれ図示しない接触子を有し、一方の接触子はウェーハＷの上面（裏面）に、他方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ーハＷの厚さ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。
【００４９】
厚さが測定されたウェーハＷは、インデックステーブル３４の図２、図３の矢印Ａ方向の９０度の回動で粗研削ステージ１１８に位置され、粗研削ステージ１１８のカップ型砥石１４６によってウェーハＷの裏面が粗研削される。
【００５０】
このカップ型砥石１４６は図２に示されるように、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がウェーハＷの裏面に押し付けられる。
【００５１】
これにより、ウェーハ１２６の裏面粗研削が行われる。カップ型砥石１４６の下降移動量は、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ーハＷの厚さとに基づいて設定される。
【００５２】
粗研削ステージ１１８で裏面が粗研削されたウェーハＷは、ウェーハＷからカップ型砥石１４６が退避移動した後、図示しない厚さ測定ゲージによってその厚さが測定される。厚さが測定されたウェーハＷは、インデックステーブル１３４の同方向の９０度の回動で精研削ステージ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。
【００５３】
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。なお、本実施の形態では、研削ステージを２か所設けたが、研削ステージは１か所でもよい。また、測定ゲージによる厚さ測定は、インラインで実施してもよい。
【００５４】
精研削ステージ１２０で裏面が精研削されたウェーハＷは、ウェーハＷからカップ型砥石１５４が退避移動した後、図示しない厚さ測定ゲージによってその厚さが測定される。厚さが測定されたウェーハＷは、インデックステーブル１３４の同方向の９０度の回動で研磨ステージ１２２に位置され、研磨ステージ１２２の図４に示される研磨布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、その裏面に生じている加工変質層が除去される。なお、測定ゲージによる厚さ測定は、インラインで実施してもよい。
【００５５】
図４は、研磨ステージ１２２の構造図である。図４に示される研磨ステージ１２２の研磨布１５６は、モータ（回転手段に相当）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。また、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、このガイドブロック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。
【００５６】
サポートプレート１６４は、水平に配置された長尺アーム１６８の先端に設けられている。このアーム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。
【００５７】
これにより、研磨布１５６を図２の実線で示した研磨位置と、研磨布洗浄ステージ１２３による研磨布洗浄位置と、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。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。
【００５８】
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２３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（図４参照）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、たとえば発泡ポリウレタンが採用されている。
【００５９】
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２８２が突設されている。
【００６０】
このナット部材２８２は、ハウジング１７８に形成された開口部１７９を介してハウジング１７８内に配設され、ねじ送り装置（位置決め送り機構に相当）のねじ棒２８０に螺合されている。ねじ棒２８０の上端には、モータ１８２の出力軸１８４が連結されている。
【００６１】
したがって、モータ１８２が駆動されて、ねじ棒２８０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とレール１８０の直進作用とによって、ケーシング１７０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とウェーハＷとの間隔が所定の間隔に設定される。
【００６２】
ところで、モータ１５８の上面には、エアシリンダ装置（加圧機構に相当）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を制御すると、ウェーハ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。
【００６３】
研磨ステージ１２２で研磨されたウェーハＷは、アーム１６８の回動で研磨布１５６がウェーハＷの上方位置から退避移動した後に、図３に示されるロボット１９６のハンド１９７で吸着保持されてウェーハ洗浄ステージ１２４に搬送される。なお、図２ではロボット１９６の図示を省略している。
【００６４】
研磨終了したウェーハ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１９６による搬送時、及びウェーハ洗浄ステージ１２４における洗浄時において破損しない。
【００６５】
ウェーハ洗浄ステージ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。ウェーハ洗浄ステージ１２４で洗浄乾燥終了したウェーハＷは、ロボット１３０のハンド１３１に吸着保持されて、カセット１２６の所定の棚に収納される。以上が、平面加工装置１０Ａ（１０Ｃ）におけるウェーハ平面加工工程（第１及び第２の機械加工ステップ）の流れである。
【００６６】
次に、レーザーダイシング装置１０Ｂの構成について説明する。図８はレーザーダイシング装置１０Ｂの構成を模式的に表した側面図である。
【００６７】
レーザーダイシング装置１０Ｂは、２ヘッドの装置であり、チャックテーブル２１２、図示しないガイドベース（Ｘガイドベース、Ｙガイドベース、Ｚガイドベース）、レーザーヘッド２３１、２３１、及び図示しない制御手段等が備えられている。
【００６８】
チャックテーブル２１２は、ウェーハＷを吸着載置し、不図示のθ回転軸により、θ方向に回転されるとともに、Ｘガイドベース上に取り付けられた不図示のＸテーブルによりＸ方向（紙面に垂直方向）に加工送りされる。
【００６９】
チャックテーブル２１２の上方には、図示しないＹガイドベースが設けられている。このＹガイドベースには、図示しない２個のＹテーブルが設けられ、それぞれのＹテーブルには、図示しない２組のＺガイドレールが取り付けられている。それぞれのＺガイドレールには、不図示のＺテーブルが設けられ、それぞれのＺテーブルには、ホルダ２３２を介してレーザーヘッド２３１が取付けられており、２個のレーザーヘッド２３１、２３１はそれぞれ独立してＺ方向に移動されるとともに、独立してＹ方向に割り出し送りされるようになっている。
【００７０】
レーザーダイシング装置１０Ｂは、この他に図示しないウェーハ搬送手段、操作板、テレビモニタ、及び表示灯等から構成されている。
【００７１】
操作板には、レーザーダイシング装置１０Ｂ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。テレビモニタは、図示しないＣＣＤカメラで撮像したウェーハ画像の表示、又はプログラム内容や各種メッセージ等を表示する。表示灯は、レーザーダイシング装置１０Ｂの加工中、加工終了、非常停止等の稼動状況を表示する。
【００７２】
レーザーヘッド２３１は、レーザーダイシング装置１０Ｂのベース２１１に設けられたチャックテーブル２１２に載置されたウェーハＷにレーザー光Ｌを照射するよう、ウェーハＷの上方に位置付けられている。
【００７３】
レーザーヘッド２３１は、レーザー発振器２３１Ａ、コリメートレンズ２３１Ｂ、ミラー２３１Ｃ、コンデンスレンズ２３１Ｄ等からなり、図８に示されるように、レーザー発振器２３１Ａから発振されたレーザー光Ｌは、コリメートレンズ２３１Ｂで水平方向に平行光線とされ、ミラー２３１Ｃで垂直方向に反射され、コンデンスレンズ２３１Ｄによって集光されるように構成されている。
【００７４】
レーザー光Ｌの集光点を、チャックテーブル２１２に載置されたウェーハＷの厚さ方向内部に設定すると、ウェーハＷの表面を透過したレーザー光Ｌは集光点でエネルギーが集中され、ウェーハ内部の集光点近傍に多光子吸収によるクラック領域、溶融領域、屈折率変化領域等の改質領域を形成する。
【００７５】
また、レーザーヘッド２３１は、図示しない傾斜機構を有しており、レーザー光Ｌをウェーハ面に対して任意の角度に傾斜させて照射させることができるようになっている。
【００７６】
ウェーハ内部の集光点近傍に形成される改質領域Ｋについては、既述の図１７の如くである。この図１７は、ウェーハＷの内部に入射されたレーザー光Ｌが集光点に改質領域Ｋを形成した状態を示している。この状態でウェーハＷが水平方向に移動され、改質領域Ｋが連続して形成される。
【００７７】
ウェーハＷは改質領域Ｋ、Ｋ…を起点として自然に割断するか、又は僅かな外力を加えることによって改質領域Ｋ、Ｋ…を起点として割断される。この場合、ウェーハＷは表面や裏面にはチッピングが発生せずに容易にチップに分割される。
【００７８】
レーザーダイシング装置１０ＢでウェーハＷをレーザーダイシングする場合、通常、図１６に示されるように、ウェーハＷは片方の面に粘着剤を有するダイシングシートＳを介してダイシング用のフレームＦにマウントされ、レーザーダイシング工程中はこの状態で搬送される。
【００７９】
次に、ウェーハマウント装置１０Ｄの構成について説明する。図９はウェーハマウント装置１０Ｄの構成を模式的に表した平面図である。図１０は、ＵＶ光照射後のウェーハマウント装置１０Ｄの動作順序を模式的に示した側面図である。
【００８０】
ウェーハマウント装置１０Ｄは、テープマウント（テープマウント手段）１１、テープリムーバ（テープ剥離手段）１２、及びテープエキスパンダ（エキスパンド手段）１３、プラズマ洗浄装置（洗浄手段）１９、ＵＶ照射装置（照射手段）１８を備えている。更に、テープマウント１１近傍にはフレームストッカー（フレーム供給手段）１５、エキスパンダ１３近傍にはリングストッカー（保持リング供給手段）１７、及びカセットストッカー（ウェーハ収納手段）１４がそれぞれ設けられている。
【００８１】
ウェーハマウント装置１０Ｄへは、全面吸着式の搬送装置４１の吸着パッド４２により、レーザーダイシング後のウェーハＷが搬送されてくる。ウェーハＷは、既述したように、表面に形成されたパターンを保護する保護用シート２１が貼着され、裏面を平坦に研削及び研磨された後にレーザーダイシングされたものであり、保護用シート２１が貼着された表面側を下に向けて吸着パッド４２に吸着されるようになっている。
【００８２】
搬送装置４１によりウェーハマウント装置１０Ｄへ搬送されてきたウェーハＷは、先ず、プラズマ洗浄装置１９へ搬送される。プラズマ洗浄装置１９は、酸素、水素等のプラズマを発生させてウェーハＷへ当て、ウェーハＷ上に残る有機汚染物を除去し、レーザーダイシングにより形成された改質領域の質を改善する。これにより、エキスパンド時の欠けの発生を抑える。プラズマ洗浄装置１９としては、例えば松下電工株式会社製大気圧プラズマクリーニング装置（製品名：Ａｉｐｌａｓｍａ）等が好適に利用可能である。
【００８３】
プラズマ洗浄装置１９により洗浄されたウェーハＷは、ＵＶ照射装置１８へ搬送される。ＵＶ照射装置１８は、図１１に示されるように、複数のＵＶ発光管２６、２６…がケース２７内に平行に並べられ、上方に向けて紫外線光を照射するようになっている。
【００８４】
ウェーハＷは、ＵＶ照射装置１８上を搬送装置４１により搬送されて通過する際に、保護用シート２１が貼着された表面にＵＶ光が照射され、貼着された保護用シート２１の粘着力が低下する。これにより、保護用シート２１の剥離が容易になる。
【００８５】
なお、ＵＶ照射装置１８は、ケース２７内に平行にＵＶ発光管２６を並べた構造で説明したが、この構造に限らず、図１８に示されるＵＶ照射装置１８Ａのように、断面凹面形状の反射板２８を有し、中央部に設けられたＵＶ発光管２６から照射されたＵＶ光を上方へ平行に反射する構造等、様々な構造が適用可能である。
【００８６】
ＵＶ照射装置１８を通過したウェーハＷは、テーブル１６まで搬送され、図１０（ａ）に示されるように、保護用シート２１が貼着された表面側を下にしてテーブル１６に載置されるようになっている。
【００８７】
テーブル１６には、不図示の真空吸着機構が設けられており、フレームストッカー１５から搬送装置３１のアーム３２により供給されるフレームＦ（図１６参照）とウェーハＷとを吸着する。テーブル１６は、不図示の駆動装置によりガイド３６に沿って移動し、テープマウント１１の下方を通過するようになっている。
【００８８】
テープマウント１１は、ガイド３６の上方に位置し、テーブル１６上に吸着載置されたウェーハＷの裏面側へ、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、ダイシングテープ２２によりフレームＦをマウントするようになっている。
【００８９】
テープマウント１１において、ダイシングテープ２２が供給リール３７に巻きつけられており、ダイシングテープ２２が不図示のガイドリールを経て、ウェーハＷに対して平行に広がるように巻取りリール３８へ巻き取られるようになっている。
【００９０】
ウェーハＷをダイシングテープ２２によりフレームＦへマウントする際には、テープマウント１１の下方に位置したフレームＦとウェーハＷとへ、テープマウント１１に設けられた不図示のローラによりダイシングテープ２２を押圧して貼着することによりマウントする。
【００９１】
このとき、ウェーハＷとダイシングテープ２２との間には、ダイシングされたチップと基板とを接合する際に使用されるダイアタッチフィルム２３（以下、ＤＡＦと称する）が貼着される。これにより、ダイボンディングを行う工程が簡略化され、スループットの向上が可能となる。
【００９２】
ダイシングテープ２２を貼着した後は、テープマウント１１に設けられた不図示のカッターにより不要な部分が切断除去されるようになっている。
【００９３】
テープリムーバ１２は、図１０（ｄ）に示されるように、ダイシングテープ２２によりフレームＦがマウントされたウェーハＷの表面より保護シート２１を剥離するようになっている。
【００９４】
フレームＦがマウントされたウェーハＷは、テーブル１６から搬送装置３９によりテープリムーバ１２上へ保護シート２１が貼着された表面側が上となるように反転させながら搬送され、不図示のアームにより保護シート２１が剥離されるようになっている。保護シート２１は、ＵＶ照射装置１８により照射されたＵＶ光により粘着力が低下されているため、ウェーハＷ上から容易に剥離することが可能である。
【００９５】
エキスパンダ１３は、リングストッカー１７から搬送装置３３のアーム３４により供給される保持リングＲを、フレームＦにマウントされたウェーハＷのダイシングテープ２２側より押圧し、ダイシングされたウェーハＷのエキスパンドを行う装置である。
【００９６】
このエキスパンダ１３へは、搬送装置３９により保護シート２１が剥離された後のウェーハＷが搬送される。エキスパンダ１３は、図１０（ｅ）に示されるように、フレームＦをフレーム固定機構２５により固定し、保持リングＲを押し上げ機構２４によりダイシングテープ２２へ押圧してダイシングテープ２２を放射状にエキスパンドする装置である。これにより、ウェーハＷは個々のチップＴに分割される。
【００９７】
保持リングＲはフレームＦに嵌合してエキスパンド状態を保持するためのリングである。エキスパンド後のウェーハＷは、保持リングＲごと搬送装置３９によりテープリムーバ１２側へ戻される。テープリムーバ１２上のエキスパンド後のウェーハＷは、不図示の移動手段によってガイド３５上を移動し、図１０（ｆ）に示されるように、カセットストッカー１４に載置されたカセットＣ内へ順次収納されるようになっている。
【００９８】
カセットストッカー１４は、カセットＣを載置して上下するエレベータを備え、ウェーハＷを収納する位置を順次変更していく収納装置である。そして、カセットＣの全ての収納位置へウェーハＷが収納された時点で、不図示の搬送装置によりカセットＣをウェーハマウント装置１０から搬出し、新しいカセットＣがカセットストッカー１４へセットされるようになっている。
【００９９】
次に、本発明に係るウェーハ加工方法の実際の手順について説明する。図１２はウェーハ加工方法の動作順序を示したフロー図である。ウェーハＷの加工は、図１等により既述したウェーハ加工装置１０を使用して行われる。
【０１００】
先ず、平面加工装置１０Ａを使用して、ウェーハＷの裏面を加工し（研削及び研磨）、厚さＴ２まで加工する（ステップＳ１０）。すなわち、第１の機械加工ステップにおいて、ウェーハの最終加工厚さＴ１より５０〜５００μｍ厚い厚さＴ２までウェーハの裏面を加工する。これにより、ダイシング後のウェーハＷの機械的強度が大幅に向上する。したがって、ダイシング後に各工程に使用される装置間を搬送される際、多少の衝撃や振動を受けても、内部の改質領域Ｋを起点として割段されてしまうような不具合は激減又は皆無となる。
【０１０１】
この厚さＴ２は、最終加工厚さＴ１より１００〜３００μｍ厚いことがより好ましく、最終加工厚さＴ１より１５０〜２５０μｍ厚いことが更に好ましい。
【０１０２】
図１３は、表面（下面）に既述の保護用シート２１が貼着されたウェーハＷの断面図である。同図において、ウェーハＷは、裏面が加工された後に最終加工厚さＴ１より厚い厚さＴ２になっている。
【０１０３】
次いで、レーザーダイシング装置１０Ｂ使用して、ウェーハＷの裏面（上面）よりレーザー光Ｌを照射して、ウェーハＷの内部へ改質領域Ｋ、Ｋ…を形成する（ステップＳ２０）。この改質領域Ｋ、Ｋ…のウェーハＷの厚さ方向の位置は、ウェーハの表面（下面）より厚さ方向にＴ１までの距離の位置であることが好ましい。このような厚さ方向に改質領域が形成されれば、ウェーハの割断が容易となる。
【０１０４】
次いで、平面加工装置１０Ｃを使用して、ウェーハＷの裏面を加工し（研削及び研磨）、最終加工厚さＴ１まで加工する（ステップＳ３０）。
【０１０５】
次いで、プラズマ洗浄装置１９を使用して、ウェーハＷ上に残る有機汚染物を除去する（ステップＳ４０）。
【０１０６】
次いで、ウェーハマウント装置１０Ｄを使用して、ウェーハＷの各チップ間の間隔を拡張する（ステップＳ５０）。以下、このエキスパンドステップについて図１４により説明する。図１４は、ウェーハマウント装置の動作順序を示したフロー図である。なお、既述の図１０は、ＵＶ光照射後のウェーハマウント装置１０Ｄの動作順序を模式的に示した側面図でもある。
【０１０７】
まず、ステップＳ４０（前工程）において、ウェーハＷがプラズマ洗浄される。
【０１０８】
そして、ウェーハＷが、全面吸着型の搬送装置４１により保護用シート２１側を下方に向けて吸着されて搬送され、ＵＶ照射装置１８から保護用シート２１へ向けてＵＶ光が照射され、保護用シート２１の粘着力を低下させる（ステップＳ５１）。
【０１０９】
次いで、ダイシングテープ２２がウェーハＷの裏面とフレームＦへ貼着され、不要部分が切断されてウェーハＷがフレームＦへマウントされる（ステップＳ５２）。
【０１１０】
フレームＦへマウントされたウェーハＷは、搬送装置３９により反転され、表面に貼着された保護シート２１が剥離される（ステップＳ５３）。
【０１１１】
ウェーハＷは、エキスパンダ１３に搬送され、保持リングＲがダイシングテープ２２側から押圧され、ウェーハＷのエキスパンドが行われる（ステップＳ５４）。
【０１１２】
エキスパンドされたウェーハＷは、カセットストッカー１４に載置されたカセットＣへ保持リングＲごと順次収納されていく（ステップＳ５５）。
【０１１３】
以上説明したように、本発明に係るウェーハ加工方法によれば、レーザーダイシング装置によりダイシングされたウェーハを、ダメージを与えることなくチップに分割することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明に係るウェーハ加工方法が適用されるウェーハ加工装置の構成を模式的に表した平面図
【図２】ウェーハの平面加工装置の全体斜視図
【図３】図２に示した平面加工装置の平面図
【図４】図２に示した平面加工装置の研磨ステージの構造を示す断面図
【図５】図２に示した平面加工装置の仕切板を示す斜視図
【図６】図５に示した仕切板の平面図
【図７】図６に示した仕切板の７−７線に沿う断面図
【図８】レーザーダイシング装置の構成を模式的に表した側面図
【図９】ウェーハマウント装置の構成を模式的に表した平面図
【図１０】ＵＶ光照射後のウェーハマウント装置の動作順序を模式的に示した側面図
【図１１】ウェーハマウント装置のＵＶ光照射装置の構造を模式的に示した側面図
【図１２】ウェーハ加工方法の動作順序を示したフロー図
【図１３】表面に保護用シートが貼着されたウェーハＷの断面図
【図１４】ウェーハマウント装置の動作順序を示したフロー図
【図１５】従来の半導体装置や電子部品等のチップ製造方法を示したフロー図
【図１６】フレームにマウントされたウェーハの斜視図
【図１７】レーザーダイシングの原理を示した側面断面図
【図１８】別のＵＶ照射装置の構造を模式的に示した側面図
【符号の説明】
【０１１５】
１０…ウェーハ加工装置、１０Ａ、１０Ｃ…平面加工装置、１０Ｂ…レーザーダイシング装置、１０Ｄ…ウェーハマウント装置、１１…テープマウント（テープマウント手段）、１２…テープリムーバ（テープ剥離手段）、１３…テープエキスパンダ（エキスパンド手段）、１４…カセットストッカー、１５…フレームストッカー（ダイシングフレーム供給手段）、１６…テーブル、１７…リングストッカー（保持リング供給手段）、１８、１８Ａ…ＵＶ照射装置（照射手段）、２１…保護シート、２２…ダイシングテープ、２３…ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）、１１４…カセット収納ステージ、１１６…アライメントステージ、１１８…粗研削ステージ、１２０…精研削ステージ、１２２…研磨ステージ、１２３…研磨布洗浄ステージ、１２４…ウェーハ洗浄ステージ、２３１…レーザーヘッド、２３１Ｄ…コンデンスレンズ、Ｌ…レーザー光、Ｃ…カセット、Ｆ…フレーム、Ｋ…改質領域、Ｒ…保持リング、Ｗ…ウェーハ
【図１】
2007235068.tif 000003
【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】
2007235068.tif 000012
【図１１】
2007235068.tif 000013
【図１２】
2007235068.tif 000014
【図１３】
2007235068.tif 000015
【図１４】
2007235068.tif 000016
【図１５】
2007235068.tif 000017
【図１６】
2007235068.tif 000018
【図１７】
2007235068.tif 000019
【図１８】
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