(57)【要約】      （修正有）【課題】裏面に補強用絶縁シールを装着されたウエーハを効率よく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。【解決手段】表面にデバイス２２が形成されたウエーハを、分割予定ライン２３に沿って個々のデバイスに分割する加工方法であって、表面に保護テープを貼着し裏面を研削して所定の厚みに形成する工程と、保護テープを剥離するとともに裏面に赤外線を透過する補強用絶縁シール５を装着する工程と補強用絶縁シールを加熱して硬化させる工程と、裏面に装着された補強用絶縁シールにダイシングテープＴを貼着し外周部を環状のフレームによって支持する工程と、ダイシングテープ側から透過性を有するレーザーの集光点Ｐを分割予定ラインに対応する領域の内部に位置付け、ウエーハの内部に改質層２５を形成する工程と、ウエーハに外力を付与し改質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する工程を含む。【選択図】図１２
2016111236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に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個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に保護テープを貼着しウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの表面に貼着されている保護テープを剥離するとともにウエーハの裏面に赤外線を透過する補強用絶縁シールを装着する補強用絶縁シール装着工程と、
該補強用絶縁シール装着工程が実施されたウエーハの裏面に装着された補強用絶縁シールを加熱して硬化させる補強用絶縁シール硬化工程と、
該補強用絶縁シール硬化工程が実施されたウエーハの裏面に装着された補強用絶縁シール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にダイシングテープ側からウエーハに対して透過性を有する赤外線領域のレーザー光線の集光点を補強用絶縁シールを透過して分割予定ラインに対応する領域の内部に位置付け、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ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを改質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該補強用絶縁シール硬化工程を実施した後、該ウエーハ支持工程を実施する前に、該補強用絶縁シールに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を各デバイスに対応して照射し、該補強用絶縁シールのデバイスに対応した領域にデバイス情報をマーキングするマーキング工程を実施する、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
該補強シート加熱工程を実施した後に、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するレーザー加工溝形成工程を実施する、請求項１又は２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、表面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個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。
【０００３】
上述したウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法が試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を合わせてウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を連続的に形成し、この改質層が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に沿って外力を加えることにより、ウエーハを分割する技術である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射することによりアブレーション加工を施してレーザー加工溝を形成し、この破断起点となるレーザー加工溝が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与することにより割断する技術が実用化されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【特許文献２】特開平１０―３０５４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、個々に分割されたデバイスを補強する目的で、ウエーハの裏面に補強用絶縁シールを装着する技術が提案されている。
しかるに、裏面に補強用絶縁シールを装着されたウエーハを効率よく個々のデバイスに分割する技術が確立されていないという問題がある。
【０００７】
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、裏面に補強用絶縁シールを装着されたウエーハを効率よく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】
【０００８】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に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個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に保護テープを貼着しウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの表面に貼着されている保護テープを剥離するとともにウエーハの裏面に赤外線を透過する補強用絶縁シールを装着する補強用絶縁シール装着工程と、
該補強用絶縁シール装着工程が実施されたウエーハの裏面に装着された補強用絶縁シールを加熱して硬化させる補強用絶縁シール硬化工程と、
該補強用絶縁シール硬化工程が実施されたウエーハの裏面に装着された補強用絶縁シール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にダイシングテープ側からウエーハに対して透過性を有する赤外線領域のレーザー光線の集光点を補強用絶縁シールを透過して分割予定ラインに対応する領域の内部に位置付け、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ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを改質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、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。
【０００９】
上記補強用絶縁シール硬化工程を実施した後、ウエーハ支持工程を実施する前に、補強用絶縁シールに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を各デバイスに対応して照射し、補強用絶縁シールのデバイスに対応した領域にデバイス情報をマーキングするマーキング工程を実施する。
また、上記補強用絶縁シール硬化工程を実施した後、改質層形成工程を実施する前に、ウエーハの表面側からウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ライン沿って照射し、分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程を実施することが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハの表面に保護テープを貼着しウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程と、該裏面研削工程が実施されたウエーハの表面に貼着されている保護テープを剥離するとともにウエーハの裏面に赤外線を透過する補強用絶縁シールを装着する補強用絶縁シール装着工程と、該補強用絶縁シール装着工程が実施されたウエーハの裏面に装着された補強用絶縁シールを加熱して硬化させる補強用絶縁シール硬化工程と、該補強用絶縁シール硬化工程が実施されたウエーハの裏面に装着された補強用絶縁シール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にダイシングテープ側からウエーハに対して透過性を有する赤外線領域のレーザー光線の集光点を補強用絶縁シールを透過して分割予定ラインに対応する領域の内部に位置付け、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ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、該改質層形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを改質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程とを含んでいるので、補強用絶縁シールが裏面に装着されたウエーハを効率よく個々のデバイスに分割することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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が実施され半導体ウエーハを構成する機能層の表面に保護テープが貼着された状態を示す斜視図。
【図３】本発明によるウエーハの加工方法における研削工程を実施するための研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研削工程の説明図。
【図５】本発明によるウエーハの加工方法における補強用絶縁シール装着工程の説明図。
【図６】本発明によるウエーハの加工方法における補強用絶縁シール装着工程の説明図。
【図７】本発明によるウエーハの加工方法におけるマーキング工程の説明図。
【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説明図。
【図９】本発明によるウエーハの加工方法におけるレーザー加工溝形成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レーザー加工溝形成工程の説明図。
【図１１】本発明によるウエーハの加工方法における改質層形成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１２】本発明によるウエーハの加工方法における改質層形成工程の説明図。
【図１３】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ分割工程を実施するためのテープ拡張装置の斜視図。
【図１４】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ分割工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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５００μm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によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２がマトリックス状に形成されている。そして、各デバイス２２は、格子状に形成された分割予定ライン２３によって区画されている。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。
【００１４】
上述した半導体ウエーハ２を分割予定ライン２３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、上述した半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａには、デバイス２２を保護するために図２に示すように保護テープ３を貼着する（保護テープ貼着工程）。従って、保護テープ３が貼着された半導体ウエーハ２は、基板２０の裏面２０bが露出される。なお、保護テープ３は、図示の実施形態においては厚さが１００μｍのアクリル系樹脂シートの表面にアクリル樹脂系粘着層が厚さ５μｍ程度敷設されている。
【００１５】
上述した保護テープ貼着工程を実施したならば、保護テープ側を研削装置の保持手段の保持面に保持し、半導体ウエーハ２の裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図３に示す研削装置４を用いて実施する。図３に示す研削装置４は、被加工物を保持する被加工物保持手段としてのチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物を研削する研削手段４２を具備している。チャックテーブル４１は、保持面である上面に被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない回転駆動機構によって図３において矢印４１aで示す方向に回転せしめられる。研削手段４２は、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図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル４２２と、該回転スピンドル４２２の下端に装着されたマウンター４２３と、該マウンター４２３の下面に取り付けられた研削ホイール４２４とを具備している。この研削ホイール４２４は、円環状の基台４２５と、該基台４２５の下面に環状に装着された研削砥石４２６とからなっており、基台４２５がマウンター４２３の下面に締結ボルト４２７によって取り付けられている。
【００１６】
上述した研削装置４を用いて上記裏面研削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の上面（保持面）に上記半導体ウエーハ２の保護テープ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ってチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上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。このようにチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して吸引保持したならば、チャックテーブル４１を図３において矢印４１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段４２の研削ホイール４２４を図３)において矢印４２４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて、図３に示すように研削砥石４２６を被加工面である半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bに接触せしめ、研削ホイール４２４を図３の(a)および図４において矢印４２４bで示すように例えば１μm／秒の研削送り速度で下方（チャックテーブル４１の保持面に対し垂直な方向）に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bが研削されて半導体ウエーハ２は所定の厚み（例えば２００μm）に形成される。
【００１７】
上述した研削工程を実施したならば、ウエーハの表面に貼着されている保護テープ３を剥離するとともにウエーハの裏面に赤外線を透過する補強用絶縁シールを装着する補強用絶縁シール装着工程を実施する。即ち、図５の(a)および(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２１ａに貼着されている保護テープ３を剥離するとともに、半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bに赤外線を透過する補強用絶縁シール５を装着する。このように、基板２０の裏面２０bに補強用絶縁シール５が装着された半導体ウエーハ２は、機能層２１の表面２１ａが露出される。なお、赤外線を透過する補強用絶縁シールとしては、リンテック（株）が製造販売する補強用絶縁シールを用いることができる。
【００１８】
上述した補強用絶縁シール装着工程を実施したならば、ウエーハの裏面に装着された補強用絶縁シール５を加熱して硬化させる補強用絶縁シール硬化工程を実施する。即ち、図６に示すように半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bに装着された補強用絶縁シール５を加熱器５０によって加熱することにより硬化せしめる。この補強用絶縁シール硬化工程は、図示の実施形態においては加熱温度が１３０℃で２時間実施する。
【００１９】
次に、補強用絶縁シール５に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を各デバイスに対応して照射し、補強用絶縁シール５のデバイスに対応した領域にデバイス情報をマーキングするマーキング工程を実施する。このマーキング工程は、図７に示すレーザー加工装置６を用いて実施する。図７に示すレーザー加工装置６は、被加工物を保持するチャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１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６２と、チャックテーブル６１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段６３を具備している。チャックテーブル６１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７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７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。
【００２０】
上記レーザー光線照射手段６２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング６２１を含んでいる。ケーシング６２１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６２１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６２２が装着されている。なお、レーザー光線照射手段６２は、集光器６２２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。
【００２１】
上記レーザー光線照射手段６２を構成するケーシング６２１の先端部に装着された撮像手段６３は、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。
【００２２】
図７に示すレーザー加工装置６を用いて上記マーキング工程を実施するには、レーザー加工装置６のチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ２をチャックテーブル６１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６１に保持された半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に装着された補強用絶縁シール５が上側となる。このようにしてウエーハ保持工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル６１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段６３の直下に位置付けられる。チャックテーブル６１が撮像手段６３の直下に位置付けられると、撮像手段６３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６３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の裏面に装着されている補強用絶縁シール５における分割予定ライン２３によって区画された領域に形成されたデバイス２２に対応する領域と、デバイス２２に対応する領域にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２の集光器６２２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、補強用絶縁シール５における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）。なお、このアライメント作業においては、半導体ウエーハ２の分割予定ライン２３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６３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、補強用絶縁シール５および基板２０の裏面から透かして分割予定ライン２３を撮像することができる。そして、半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に装着されている補強用絶縁シール５における分割予定ライン２３によって区画された領域に形成されたデバイス２２に対応する領域に、レーザー光線照射手段６２の集光器６２２から補強用絶縁シール５に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を各デバイスに対応して照射し、補強用絶縁シール５のデバイスに対応した領域にデバイス情報Mをマーキングする。
【００２３】
なお、上記マーキング工程は、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      ：８０ｋＨｚ
出力                ：０．２W
集光スポット径      ：φ１０μｍ
【００２４】
上述したマーキング工程を実施したならば、ウエーハの裏面に装着された補強用絶縁シール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ウエーハ支持工程する。即ち、図８の（ａ）および（ｂ）に示すように上記マーキング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に装着された補強用絶縁シール５を環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着する。なお、図８の（ａ）および（b）に示す実施形態においては、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０ｂに装着された補強用絶縁シール５を貼着する例を示したが、半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０ｂに装着された補強用絶縁シール５にダイシングテープTを貼着するとともにダイシングテープTの外周部を環状のフレームFに同時に装着するようにしてもよい。なお、ダイシングテープTは、ポリ塩化ビニールシート等の合成樹脂シートの表面に粘着糊が塗布されている。
【００２５】
次に、ウエーハの表面側からウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ライン沿って照射し、分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程を実施する。このレーザー加工溝形成工程は、上記図７に示すレーザー加工装置６を用いて実施することができる。レーザー加工装置６を用いて、レーザー加工溝形成工程を実施するには、先ず、上述した図９に示すレーザー加工装置６のチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に装着された補強用絶縁シール５が貼着されているダイシングテープT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Tおよび補強用絶縁シール５を介して半導体ウエーハ２をチャックテーブル６１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６１に保持された半導体ウエーハ２は、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Tが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル６１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６１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段６３の直下に位置付けられる。
【００２６】
チャックテーブル６１が撮像手段６３の直下に位置付けられると、撮像手段６３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６３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに形成された分割予定ライン２３と、該分割予定ライン２３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６２の集光器６２２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２３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。
【００２７】
上述したアライメント工程を実施したならば、図１０の（ａ）で示すようにチャックテーブル６１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２の集光器６２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、分割予定ライン２３を集光器６２２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２３の一端(図１０の（ａ）において左端)が集光器６２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、集光器６２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを分割予定ライン２３の表面付近に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段６２の集光器６２２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６１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２３の他端（図１０の（ｂ）において右端）が集光器６２２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６１の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ２には図１０の（c）に示すように分割予定ライン２３に沿って機能層２１の厚さより深い、即ち基板２０に至るレーザー加工溝２４が形成され、機能層２１はレーザー加工溝２４によって分断される。そして、上述したレーザー加工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２３に沿って実施する。
【００２８】
なお、上記レーザー加工溝形成工程は、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
平均出力            ：２Ｗ
繰り返し周波数      ：２００ｋＨｚ
集光スポット径      ：φ６μｍ
加工送り速度        ：５００ｍｍ／秒
【００２９】
上述したレーザー加工溝形成工程を実施したならば、ウエーハにダイシングテープ側からウエーハに対して透過性を有する赤外線領域のレーザー光線の集光点を補強用絶縁シールを透過して分割予定ラインに対応する領域の内部に位置付け、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ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程を実施する。この改質層形成工程は、上記図７および図９に示すレーザー加工装置６と同様の図１１に示すレーザー加工装置６０を用いて実施する。従って、図１１に示すレーザー加工装置６０の各構成部材は上記図７および図９に示すレーザー加工装置６の構成部材を同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００３０】
図１１に示すレーザー加工装置６０を用いて改質層形成工程を実施するには、チャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ２をチャックテーブル６１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６１に保持された半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に装着された補強用絶縁シール５が貼着されているダイシングテープTが上側となる。なお、図１１においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル６１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６１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段６３の直下に位置付けられる。
【００３１】
チャックテーブル６１が撮像手段６３の直下に位置付けられると、撮像手段６３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。このアライメント作業は、レーザー加工溝形成工程におけるアライメント作業と実質的に同様である。なお、このアライメント作業においては、半導体ウエーハ２の分割予定ライン２３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６３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、ダイシングテープTと補強用絶縁シール５および基板２０の裏面から透かして分割予定ライン２３を撮像することができる。
【００３２】
以上のようにしてチャックテーブル６１上に保持されている半導体ウエーハ２に形成されている分割予定ライン２３を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図１２の（ａ）で示すようにチャックテーブル６１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２の集光器６２２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２３の一端（図１２の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段６２の集光器６２２の直下に位置付ける。そして、集光器６２２から基板２０に対して透過性を有する赤外線領域のパルスレーザー光線の集光点ＰをダイシングテープTおよび補強用絶縁シール５を透過して分割予定ライン２３に対応する領域の内部に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段６２の集光器６２２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６１を図１２の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図１２の（ｂ）で示すように集光器６２２の照射位置が分割予定ライン２３の他端の位置に達したら、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６１の移動を停止する。この結果、図１２の（ｂ）および図１２の(c)に示すように半導体ウエーハ２の基板２０の内部に分割予定ライン２３に沿って改質層２５が形成される。上述した改質層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２３に沿って実施する。
【００３３】
上記改質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源                    ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４スレーザー
波長                    ：１０６４ｎｍ
出力                    ：０．５W
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
集光スポット径          ：φ１μｍ
加工送り速度            ：２００ｍｍ／秒
【００３４】
上述した改質層形成工程を実施したならば、ウエーハに外力を付与し、ウエーハを改質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程を実施する。このウエーハ分割工程は、図１３に示すテープ拡張装置７を用いて実施する。図１３に示すテープ拡張装置７は、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段７１と、該フレーム保持手段７１に保持された環状のフレームFに装着されたダイシングテープTを拡張するテープ拡張手段７２と、ピックアップコレット７３を具備している。フレーム保持手段７１は、環状のフレーム保持部材７１１と、該フレーム保持部材７１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ７１２とからなっている。フレーム保持部材７１１の上面は環状のフレームFを載置する載置面７１１ａを形成しており、この載置面７１１ａ上に環状のフレームFが載置される。そして、載置面７１１ａ上に載置された環状のフレームFは、クランプ７１２によってフレーム保持部材７１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段７１は、テープ拡張手段７２によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００３５】
テープ拡張手段７２は、上記環状のフレーム保持部材７１１の内側に配設される拡張ドラム７２１を具備している。この拡張ドラム７２１は、環状のフレームFの内径より小さく該環状のフレームFに装着されたダイシングテープT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７２１は、下端に支持フランジ７２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段７２は、上記環状のフレーム保持部材７１１を上下方向に進退可能な支持手段７２３を具備している。この支持手段７２３は、上記支持フランジ７２２上に配設された複数のエアシリンダ７２３aからなっており、そのピストンロッド７２３bが上記環状のフレーム保持部材７１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ７２３aからなる支持手段７２３は、図１４の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材７１１を載置面７１１ａが拡張ドラム７２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図１４の（ｂ）に示すように拡張ドラム７２１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。
【００３６】
以上のように構成されたテープ拡張装置７を用いて実施するウエーハ分割工程について図１４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Tが装着された環状のフレームFを、図１４の（ａ）に示すようにフレーム保持手段７１を構成するフレーム保持部材７１１の載置面７１１ａ上に載置し、クランプ７１２によってフレーム保持部材７１１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７１１は図１４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７２を構成する支持手段７２３としての複数のエアシリンダ７２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材７１１を図１４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７１１の載置面７１１ａ上に固定されている環状のフレームFも下降するため、図１４の（ｂ）に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTは拡張ドラム７２１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T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、半導体ウエーハ２は改質層２５が形成され強度が低下せしめられた分割予定ライン２３に沿って分割される。このとき、図示の実施形態においては半導体ウエーハ２を構成する機能層２１は、上記レーザー加工溝形成工程を実施することにより分割予定ライン２３に沿ってレーザー加工溝２４が形成され分断されているので、半導体ウエーハ２は分割予定ライン２３に沿って確実に個々のデバイス２２に分割されるとともにデバイス間に間隔Sが形成される。また、ダイシングテープTに貼着されている半導体ウエーハ２に放射状の引張力が作用すると、半導体ウエーハ２は個々のデバイス２２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。
【００３７】
次に、図１４の（c）に示すようにピックアップコレット７３を作動してデバイス２２を吸着し、ダイシングテープTから裏面に補強用絶縁シール５が装着されたデバイス２２を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Tに貼着されている個々のデバイス２２間の隙間Sが広げられているので、隣接するデバイス２２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】
【００３８】
２：半導体ウエーハ
２０：基板
２１：機能層
２２：デバイス
２３：分割予定ライン
３：保護テープ
４：研削装置
４１：研削装置のチャックテーブル
４２：研削手段
４２４：研削ホイール
５：補強用絶縁シール
５０：加熱器
６、６０：レーザー加工装置
６１：レーザー加工装置のチャックテーブル
６２：レーザー光線照射手段
７：テープ拡張装置
７１：フレーム保持手段
７２：テープ拡張手段
７３：ピックアップコレット
【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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