(57)【要約】【課題】デバイスの損傷を防止しうるデバイスウェーハの加工方法を提供する。【解決手段】表面の交差する複数の分割予定ラインで区画された領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウェーハの加工方法であって、デバイスウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを該分割予定ラインに沿ってウェーハの裏面側から照射してデバイスウェーハの内部に改質層を形成するとともに該改質層からウェーハの少なくとも表面側にクラックを伸長させる改質層形成ステップと、該改質層形成ステップを実施した後、デバイスウェーハに外力を付与してデバイスウェーハを個々のデバイスチップへと分割する分割ステップと、該改質層形成ステップを実施する前に、該改質層から該表面側に伸長するクラックの伸長方向をガイドする溝をウェーハの該表面から該分割予定ラインに沿って形成するガイド溝形成ステップと、を備えている加工方法。【選択図】図２
2017199717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の交差する複数の分割予定ラインで区画された領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウェーハの加工方法であって、
デバイスウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿ってウェーハの裏面側から照射してデバイスウェーハの内部に改質層を形成するとともに該改質層からウェーハの少なくとも表面側にクラックを伸長させる改質層形成ステップと、
該改質層形成ステップを実施した後、デバイスウェーハに外力を付与してデバイスウェーハを個々のデバイスチップへと分割する分割ステップと、
該改質層形成ステップを実施する前に、該改質層から該表面側に伸長するクラックの伸長方向をガイドする溝をウェーハの該表面から該分割予定ラインに沿って形成するガイド溝形成ステップと、
を備えることを特徴とするデバイスウェーハの加工方法。
【請求項２】
該デバイスウェーハは該表面に積層体を有し、
該分割ステップを実施する前に該分割予定ラインに沿って該積層体を分断する積層体分断ステップを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイスウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面の交差する複数の分割予定ラインで区画された領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウェーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスチップの製造プロセスにおいては、シリコンや化合物半導体からなるウエーハの表面にストリートと呼ばれる格子状の分割予定ラインが設定され、分割予定ラインによって区画される各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成される。これらのウエーハは分割予定ラインに沿って分割されることで個々の半導体デバイスチップが製造される。
【０００３】
表面にデバイスパターンが形成されたデバイスウェーハを分割予定ラインに沿って分割するには、例えば、分割予定ラインに沿ってデバイスウェーハの内部に分割の起点となる改質層を形成して、次いでデバイスウェーハに外力を付与する。デバイスウェーハの内部にこのような改質層が設けられると、デバイスウェーハの分割に必要な外力を比較的小さくすることができ、デバイスウェーハに形成されたデバイスへの負荷も小さくなる。
【０００４】
改質層の形成には、集光レンズを用いてデバイスウェーハの内部の所定の深さの位置に集光させるようレーザービームを照射し、多光子吸収により該位置に改質層を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。当該方法でデバイスウェーハにレーザービームを照射すると、デバイスウェーハの表面ではほぼ吸収が生じないため、レーザービームが集光される領域以外が溶融することはない。
【０００５】
デバイスウェーハ内部に改質層を形成した後、デバイスウェーハに外力を加えて該改質層からクラックを上下方向（厚さ方向）に伸長させる。該クラックが伸長しデバイスウェーハを上下に貫くに至るとデバイスウェーハは分割される。なお、以下本明細書において上下方向とはデバイスウェーハの厚さ方向のことを指す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１９２３７０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、改質層からクラックを伸長させるとき、クラックが上下方向に直線的に伸長しない場合がある。デバイスウェーハは縦横にそれぞれ複数の分割予定ラインを有することとなるため、分割予定ラインの総延長はウェーハの直径の数倍から数十倍ともなる。そのすべての長さにおいて該改質層から正しく上下方向にクラックを伸長させることは必ずしも容易ではない。
【０００８】
また、クラックが伸長する方向はクラックが伸長する間に変化することがある。クラックを伸長させる距離が長くなるほど伸長する方向が変化する確率が高まるが、該確率を低く抑えるためにウェーハを薄くした場合、ウェーハ自体の強度も下がりハンドリング性が低下する。
【０００９】
さらに、例えばデバイスウェーハの表面に形成された膜をレーザーアブレーション等の方法で除去したときに、デバイスウェーハの表面近傍に熱等による歪みを生じる場合がある。該歪みを生じた状態でデバイスウェーハ内部に改質層を形成して、その後外力を加えてクラックを伸長させると、上下方向から逸脱してクラックが伸長する場合がある。
【００１０】
そして、クラックが分割予定ラインを外れてデバイス形成領域に達するとデバイスを損傷してしまい問題となる。予め分割予定ラインの幅を広く設定しておけば、クラックが予期せぬ方向にある程度進行した場合でもデバイス形成領域への損傷を防ぐことができるが、その場合、デバイスウェーハのデバイス形成領域に用いることができる面積が減少する。
【００１１】
さらに、クラックを伸長させるために外力を加える際、該外力がクラックを伸長させるに留まらず、デバイスに損傷を生じさせることもある。クラックを伸長させるために一定以上の大きさの外力が必要ではあるが、外力が大きすぎるとデバイスに損傷が生じる。そのため、クラックを伸長させるのに必要とする外力の大きさは可能な限り小さい方が好ましい。
【００１２】
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、デバイスを損傷してしまう可能性を従来よりも低減しうるデバイスウェ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】
【００１３】
本発明の一態様によれば、表面の交差する複数の分割予定ラインで区画された領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウェーハの加工方法であって、デバイスウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを該分割予定ラインに沿ってウェーハの裏面側から照射してデバイスウェーハの内部に改質層を形成するとともに該改質層からウェーハの少なくとも表面側にクラックを伸長させる改質層形成ステップと、該改質層形成ステップを実施した後、デバイスウェーハに外力を付与してデバイスウェーハを個々のデバイスチップへと分割する分割ステップと、該改質層形成ステップを実施する前に、該改質層から該表面側に伸長するクラックの伸長方向をガイドする溝をウェーハの該表面から該分割予定ラインに沿って形成するガイド溝形成ステップと、を備えることを特徴とするデバイスウェーハの加工方法が提供される。
【００１４】
本発明の一態様に係る加工方法においては、デバイスウェーハは該表面に積層体を有し、該分割ステップを実施する前に該分割予定ラインに沿って該積層体を分断する積層体分断ステップを更に備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るデバイスウェーハの加工方法では、改質層形成ステップを実施する前に、改質層から表面側に伸長するクラックの伸長方向を誘導するガイド溝をウェーハの表面から該分割予定ラインに沿って形成するガイド溝形成ステップを実施する。
【００１６】
これにより、クラックがガイド溝に向かって伸長するため、クラックがデバイス形成領域に達することがなく、デバイスを損傷する可能性が従来よりも低減される。また、改質層形成ステップにてガイド溝に向かってクラックが伸長するため、分割ステップにおいてデバイスウェーハを分割するために要する外力は非常に小さくなる。そのため、該外力によりデバイスウェーハに損傷を生じる確率も低減される。
【００１７】
したがって、本発明により、デバイスを損傷してしまう可能性を従来よりも低減しうるデバイスウェーハの加工方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】分割予定ラインで区画された領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウェーハを模式的に示す斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、ガイド溝形成ステップを説明する断面模式図であり、図２（Ｂ）は、ガイド溝形成ステップ後のウェーハの断面を説明する模式図である。
【図３】図３（Ａ）は、改質層形成ステップを説明する断面模式図であり、図３（Ｂ）は、改質層形成ステップ後のウェーハの断面を説明する模式図である。
【図４】図４（Ａ）は、分割ステップを実施する前のデバイスウェーハとウェーハ分割装置とを説明する断面模式図であり、図４（Ｂ）は、分割ステップ実施後のデバイスウェーハとウェーハ分割装置とを説明する断面模式図である。
【図５】図５（Ａ）は、積層体が形成されたデバイスウェーハを説明する断面模式図であり、図５（Ｂ）は、積層体分断ステップを実施する前のデバイスウェーハを説明する断面模式図であり、図５（Ｃ）は、積層体分断ステップ後、ガイド溝形成ステップ実施前のデバイスウェーハを説明する断面模式図であり、図５（Ｄ）は、ガイド溝形成ステップ後のデバイスウェーハを模式的に説明する断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、積層体が形成されたデバイスウェーハにおける改質層形成ステップを説明する断面模式図であり、図６（Ｂ）は、改質層形成ステップ後のウェーハの断面を説明する模式図である。
【図７】図７（Ａ）は、積層体が形成されたデバイスウェーハにおける分割ステップを実施する前のデバイスウェーハとウェーハ分割装置とを説明する断面模式図であり、図７（Ｂ）は、分割ステップ実施後のデバイスウェーハとウェーハ分割装置とを説明する断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
添付図面を参照して、本発明に係る実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る被加工物となるデバイスウェーハについて説明する。図１は、デバイスウェーハの一例を模式的に示す斜視図である。デバイスウェーハ１は、シリコン、サファイア、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、または、その他化合物半導体等の材料でなる略円盤状のウェーハである。
【００２０】
図１に示すように、デバイスウェーハ１の表面１ａは、中央のデバイス形成領域３と、デバイス形成領域３を囲む外周余剰領域５とに分けられている。デバイス形成領域３は、格子状に配列された分割予定ライン７でさらに複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイス９が形成されている。デバイスウェーハ１は、最終的に分割予定ライン７に沿って個々のデバイスチップに分割される。デバイスウェーハ１の外周１ｂは面取り加工されており、僅かに丸みを帯びている。
【００２１】
なお、デバイスウェーハの表面側には例えばデバイスを構成する低誘電率（ｌｏｗ−ｋ）材料等からなる膜が全面に形成されていてもよく、該膜が分割予定ライン７に沿って部分的に除去されていてもよい。
【００２２】
次に、本実施形態に係る加工方法について説明する。本実施形態に係る加工方法では、まず、ガイド溝形成ステップを実施する。該ステップでは、デバイスウェーハの表面にガイド溝を形成する。ガイド溝は、後のステップにおいてデバイスウェーハの内部に形成される改質層からクラックを上下方向（厚さ方向）に伸長させるとき、クラックが伸長する方向を誘導し、予期せぬ方向へクラックが伸長することを防止する機能を有する。以下、ガイド溝形成ステップについて、図２を用いて説明する。
【００２３】
図２（Ａ）は、ガイド溝形成ステップにおけるデバイスウェーハ１と、レーザー加工装置２と、を示す断面模式図である。レーザー加工装置２は、保持ユニット４と、該保持ユニット４に相対する加工ヘッド２ａと、を具備する。保持ユニット４と加工ヘッド２ａとは該保持ユニット４の上面と平行な方向に相対的に移動可能であり、加工ヘッド２ａから保持ユニット４に向けてレーザービームを照射しながら照射される位置を変えることができる。
【００２４】
加工ヘッド２ａは、保持ユニット４に保持された被加工物にレーザービームを照射する機能を有する。なお、加工ヘッド２ａは、例えば紫外領域に波長を有するレーザービームを発振することができるパルスレーザー発振器であり、例えばＮｄ：ＹＡＧをレーザー媒質として用いたレーザー発振器用いることができる。
【００２５】
保持ユニット４は、チャックテーブル４ａと、該チャックテーブル４ａの外周に複数配設されたクランプ４ｂと、を具備する。該複数のクランプ４ｂは、デバイスウェーハ１が載置されたテープ１ｄを保持する環状のフレーム１ｅを外周から挟持固定する。チャックテーブル４ａの上面中央部分にはポーラスセラミック材が配されている。チャックテーブル４ａは、テープ１ｄを介して負圧により該ポーラスセラミック材上に載置されるデバイスウェーハ１を吸着保持する。
【００２６】
本ガイド溝形成ステップにおける被加工物であるデバイスウェーハ１は、環状のフレーム１ｅに装着され該フレーム１ｅの環内を占めるテープ１ｄの上に保持されている。テープ１ｄ及び環状のフレーム１ｅを用いることで、デバイスウェーハは取り扱い易くなる。
【００２７】
デバイスウェーハ１の裏面１ｃを被保持面としテープ１ｄに貼着させて、デバイスが形成された表面１ａを上面とする。すなわち、該表面１ａをガイド溝形成ステップにおける被加工面とする。なお、テープ１ｄは表面が粘着性を帯び、貼着されたデバイスウェーハ１を保持する機能を有する。
【００２８】
ガイド溝形成ステップにおいては、まず、デバイスウェーハ１が貼着されたテープ１ｄを保持する環状のフレーム１ｅを保持ユニット４に載置して、複数のクランプ４ｂで外周からフレーム１ｅを挟持固定する。次に、チャックテーブル４ａから負圧を作用させてチャックテーブル４ａ上にテープ１ｄを介してデバイスウェーハ１を吸引保持させる。
【００２９】
次に、ガイド溝を形成する。本実施形態に係る加工方法においては、レーザービームを用いてガイド溝を形成する場合を説明する。ただし、ガイド溝を形成する手段はこれに限定されず、例えば、回転する切削ブレードを用いて形成してもよい。
【００３０】
ガイド溝を形成する手段としてレーザービームを用いる場合、加工ヘッド２ａから例えば波長３５５ｎｍのレーザービーム（出力１．０Ｗ、繰り返し周波数１６０ｋＨｚ）をデバイスウェーハ１の表面１ａに照射する。
【００３１】
加工ヘッド２ａによるレーザービームの照射を継続しながら、デバイスウェーハ１が保持された保持ユニット４と加工ヘッド２ａとを分割予定ライン７に沿って相対的に移動させ、分割予定ライン７に沿ってガイド溝を形成する。図２（Ａ）においては、例えば保持ユニット４ごとデバイスウェーハ１を矢印の方向に移動させる。
【００３２】
図２（Ｂ）に、ガイド溝が形成された箇所を拡大したデバイスウェーハ１の断面模式図を示す。図２（Ｂ）に示す通り、分割予定ライン７に沿って、デバイスウェーハ１の上面から所定の深さまでガイド溝１１が形成される。
【００３３】
なお、該ガイド溝１１は、上端部における幅が５μｍ〜２０μｍ、上端部から底部までの深さが５μｍ〜２０μｍであることが好ましく、また、該ガイド溝１１の断面形状は、底部に近づくほど細く窄まった形状であることが好ましい。クラックを後述の改質層から表面１ａ側に直線的に伸長させることができるため、そのような幅、深さ及び形状であることが好ましい。
【００３４】
デバイスウェーハ１の表面にガイド溝１１が形成されていると、伸長するクラックが誘導され、ガイド溝１１に達するようにクラックが伸長しやすい。ガイド溝１１はデバイスウェーハ１の表面１ａに分割予定ライン７に沿って形成されているため、クラックがデバイスウェーハ１の表面１ａに形成されたデバイス９に到達する可能性を低減することができる。つまり、デバイスが形成されている表面１ａにガイド溝１１を形成することで、デバイス９がクラックにより損傷する可能性を低減できる。
【００３５】
従来、クラックの予期せぬ方向への伸長に対応するために分割予定ライン７の幅を広くしておく必要があった。しかし、クラックの伸長方向を制御することができると、クラックが予期せぬ方向へ伸長する可能性を低減できるため、分割予定ライン７の幅を狭めることができる。その分デバイスを形成できる面積が増大するため、デバイスウェーハ１から得られるチップの数を増加させることができる。
【００３６】
次に、本実施形態に係る加工方法における改質層形成ステップについて説明する。本ステップでは、デバイスウェーハ１の内部にレーザービームを集光し、分割予定ライン７に沿って所定の深さの位置に改質層１３を形成する。さらに、形成した該改質層１３から少なくとも表面１ａ側に向けクラックを伸長させる。
【００３７】
図３（Ａ）は、改質層形成ステップにおけるデバイスウェーハ１と、レーザー加工装置６と、を示す断面模式図である。なお、レーザー加工装置６には、ガイド溝形成ステップで使用したレーザー加工装置２を用いることができる場合がある。その場合、該レーザー加工装置２の加工ヘッド２ａは、デバイスウェーハ１を透過することができる波長のレーザービームを発振できる必要がある。加工ヘッド以外の装置構成は、レーザー加工装置２と、レーザー加工装置６とで、同様である。
【００３８】
すなわち、レーザー加工装置６は、保持ユニット８と、該保持ユニット８に相対する加工ヘッド６ａと、を具備する。保持ユニット８と加工ヘッド６ａとは該保持ユニット８の表面と平行な方向に相対的に移動可能であり、加工ヘッド６ａから保持ユニット８に向けてレーザービームを照射しながら照射される位置を変えることができる。
【００３９】
加工ヘッド６ａは、保持ユニット８に保持された被加工物にレーザービームを照射する機能を有する。なお、加工ヘッド６ａは、例えば近赤外領域に波長を有するレーザービームを発振することができるパルスレーザー発振器である。
【００４０】
例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーは基本波長が近赤外領域にあり、第三高調波の波長が紫外領域にある。そのため、加工ヘッドにＮｄ：ＹＡＧレーザーを用いたレーザー加工装置は、ガイド溝形成ステップ及び改質層形成ステップの双方において使用することが可能である。
【００４１】
保持ユニット８は、チャックテーブル８ａと、該チャックテーブル８ａの外周に複数配設されたクランプ８ｂと、を具備する。該複数のクランプ８ｂは、デバイスウェーハ１が載置されたテープ１ｆを保持する環状のフレーム１ｇを外周から挟持固定する。チャックテーブル８ａには上面中央部分にポーラスセラミック材が配される。チャックテーブル８ａは、テープ１ｆを介して負圧により該ポーラスセラミック材上に載置されるデバイスウェーハ１を吸着保持する。
【００４２】
本改質層形成ステップにおける被加工物であるデバイスウェーハ１は、環状のフレーム１ｇに装着され該フレーム１ｇの環内を占めるテープ１ｆの上に保持されている。テープ１ｆ及び環状のフレーム１ｇを用いることで、デバイスウェーハ１は取り扱い易くなる。
【００４３】
デバイスウェーハ１の表面１ａを被保持面としテープ１ｆに貼着させておき、裏面１ｃを上面とする。改質層形成ステップにおいては裏面１ｃ側からレーザービームを照射し、所定の深さで集光させる。なお、テープ１ｆは表面が粘着性を帯び、載置されたデバイスウェーハ１を保持する機能を有する。
【００４４】
改質層形成ステップにおいては、まず、デバイスウェーハ１が載置されたテープ１ｆを保持する環状のフレーム１ｇを保持ユニット８に載置して、複数のクランプ８ｂで外周からフレーム１ｇを挟持固定する。次に、チャックテーブル８ａから負圧を作用させてチャックテーブル８ａ上にテープ１ｆを介してデバイスウェーハ１を吸引保持させる。
【００４５】
次に、改質層１３を形成する。改質層１３を形成するには、例えば、デバイスウェーハ１を透過する波長１０６４ｎｍのレーザービーム（出力０．４Ｗ、繰り返し周波数６０ｋＨｚ）をデバイスウェーハ１の裏面１ｃ側から照射し、所定の深さに集光させる。
【００４６】
なお、デバイスウェーハ１の表面１ａ側にはガイド溝１１が形成されているため、レーザービームを表面１ａ側から照射する場合、レーザービームが散乱または屈折等して良好な改質層を形成できない。そのため、レーザービームはデバイスウェーハ１の裏面１ｃ側から照射する。
【００４７】
加工ヘッド６ａによるレーザービームの照射を継続しながら、デバイスウェーハ１が保持された保持ユニット８と加工ヘッド６ａとを分割予定ライン７に沿って相対的に移動させ、分割予定ライン７に沿って所定の深さの位置に改質層１３を形成する。図３（Ａ）においては、例えば保持ユニット８ごとデバイスウェーハ１を矢印の方向に移動させる。
【００４８】
図３（Ｂ）に、改質層１３が形成された箇所を拡大したデバイスウェーハ１の断面模式図を示す。図３（Ｂ）に示す通り、分割予定ライン７に沿って、デバイスウェーハ１の裏面１ｃ側から所定の深さの位置に改質層１３が形成される。
【００４９】
なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）においては、改質層１３が単一の深さの位置に形成される場合を示したが、複数の改質層１３を深さを変えて上下方向に重ねて形成してもよい。
【００５０】
クラックの伸長方向がガイド溝１１または改質層１３により安定的に誘導されるためには、クラックの長さが短い方が好ましい。デバイスウェーハ１が厚い場合に改質層１３が単一の深さの位置に形成されているだけでは、クラックの上下方向への伸長を十分に誘導することができない場合がある。
【００５１】
そのため、複数の改質層１３を上下方向に重ねて形成し、複数の改質層１３間がクラックにより接続されるようにしてもよい。複数の改質層１３を形成するには、デバイスウェーハ１の裏面１ｃ側からレーザービームを照射する際に、まず、予定された複数の改質層１３の形成位置のうち裏面１ｃ側から最も深い位置（ガイド溝１１に近い位置）にレーザービームを集光して照射する。
【００５２】
該最も深い位置において、分割予定ライン７に沿って改質層１３を形成した後に、その次に深い位置において同様に改質層１３を形成する。このように、深い位置（ガイド溝１１に近い位置）から順次改質層１３を形成していく。これは、深い位置から順次改質層１３を形成しなければ、加工ヘッド６ａとレーザービームを集光させる位置との間に他の改質層１３が入り込み、レーザービームが該改質層１３により散乱または屈折等して、良好な改質層を形成できないためである。
【００５３】
改質層１３を形成する深さと形成する改質層１３の数とを決定するとき、クラックの長さが大きくなりすぎないように設定することが好ましい。クラックの長さが大きくなりすぎると、クラックが正しく誘導されずに予期せぬ方向にクラックが伸長する可能性が高まるためである。
【００５４】
クラックが上下方向に正しく誘導されて伸長するためには、例えば、改質層１３とガイド溝１１との距離が２０μｍ〜３０μｍとなるよう決定すればよい。また、改質層１３とデバイスウェーハ１の裏面１ｃとの距離が２０μｍ〜４０μｍとなるよう決定すればよい。改質層１３自体の大きさ次第ではあるが、一つの改質層１３のみでは上記の条件を満足することが困難であるならば、上記条件を満たすのに必要な数の改質層１３を上下方向に重ねればよい。
【００５５】
さらに、改質層形成ステップで照射するレーザービームの出力が大きい場合、改質層からデバイスウェーハの少なくとも表面側にクラックを伸長させることができる。本ステップにてクラックを伸長させることにより、後の分割ステップにおいて、デバイスウェーハは容易に分割される。該分割ステップにおいては外力を加えてデバイスウェーハを分割するが、分割に要する外力を小さくすることができ、デバイスウェーハに加えられる負担を軽減することができる。
【００５６】
次に、本実施形態に係る加工方法における分割ステップについて図４を用いて説明する。図４は、分割ステップにおけるデバイスウェーハ１と、分割装置１０と、を示す断面模式図である。図４（Ａ）は、分割前の状態を表す断面模式図であり、図４（Ｂ）は、分割後の状態を表す断面模式図である。該分割ステップは、改質層形成ステップの後に実施される。分割ステップにおいては、分割装置１０を使用してデバイスウェーハ１に外力を付与し、デバイスウェーハ１を個々のデバイスチップ１５へと分割する。
【００５７】
分割ステップの被加工物であるデバイスウェーハ１は、上述の改質層形成ステップの終了時点でフレーム１ｇに装着されたテープ１ｆ上に保持されている。分割ステップはデバイスウェーハ１がテープ１ｆ上に保持された状態でそのまま実施する。なお、デバイスウェーハ１をテープ１ｆから剥離し、新たに環状のフレームを用意し、該環状のフレームに装着されたテープ上にデバイスウェーハ１を貼着して分割ステップを実施してもよい。
【００５８】
分割装置１０は、環状のフレーム１ｇを保持するフレーム保持手段１２と、フレーム保持手段１２に保持された環状フレーム１ｇに装着されたテープ１ｆを拡張するテープ拡張手段１６を有している。フレーム保持手段１２は、環状のフレーム保持部材１８と、フレーム保持部材１８の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ２０から構成される。環状のフレーム１ｇは、フレーム保持部材１８の上面に形成された載置面１８ａ上に載置される。
【００５９】
そして、載置面１８ａ上に載置された環状フレーム１ｇは、クランプ２０によってフレーム保持手段１２に固定される。このように構成されたフレーム保持手段１２はテープ拡張手段１６によって上下方向に移動可能に支持されている。
【００６０】
テープ拡張手段１６は、環状のフレーム保持手段１２の内側に配設された拡張ドラム２２を具備している。この拡張ドラム２２は、環状のフレーム１ｇの内径より小さく、環状のフレーム１ｇに装着されたテープ１ｆに貼着されたデバイスウェーハ１の外径より大きい内径を有している。
【００６１】
テープ拡張手段１６はさらに、フレーム保持部材１８を上下方向に移動する駆動手段２６を具備している。この駆動手段２６は複数のエアシリンダ２８から構成されており、そのピストンロッド３０はフレーム保持部材１８の下面に連結されている。駆動手段２６は、環状のフレーム保持部材１２を、その載置面１８ａが拡張ドラム２２の上端と略同一の高さとなる基準位置と、拡張ドラム２２の上端より所定量下方の拡張位置との間で上下方向に移動することができる。
【００６２】
以上のように構成された分割装置１０を用いて実施するデバイスウェーハ１の分割ステップについて説明する。図４（Ａ）に示すように、デバイスウェーハ１をテープ１ｆを介して支持する環状フレーム１ｇを、フレーム保持部材１８の載置面１８ａ上に載置し、クランプ２０によってフレーム保持部材１８を固定する。この時、フレーム保持部材１８はその載置面１８ａが拡張ドラム２２の上端と略同一高さとなる基準位置に位置づけられる。
【００６３】
次いで、エアシリンダ２８を駆動してフレーム保持部材１８を図４（Ｂ）に示す拡張位置に下降する。これにより、フレーム保持部材１８の載置面１８ａ上に固定されている環状フレーム１ｇも下降するため、環状フレーム１ｇに装着されたテープ１ｆは拡張ドラム２２の上端縁に当接して主に半径方向に拡張される。
【００６４】
その結果、テープ１ｆに貼着されているデバイスウェーハ１には、放射状に引っ張り力が作用する。このようにデバイスウェーハ１に放射状に引っ張り力が作用すると、分割予定ラインに沿って形成された改質層及びクラックが分割起点となってデバイスウェーハ１が分割予定ラインに沿って割断され、個々のデバイスチップ１５に分割される。
【００６５】
本実施形態に係る加工方法では、デバイスウェーハ１に、ガイド溝と、単数または複数の改質層と、該改質層から伸長したクラックと、が形成される。そのため、分割ステップではデバイスウェーハ１が分割予定ラインに沿って上下方向に高い精度で割断され、個々のデバイスチップ１５に分割される。その際、比較的小さな外力により簡単に分割されるため割断に伴う衝撃も小さく、クラックがデバイス形成領域に達することもない。したがって、デバイスを損傷してしまう可能性を従来よりも低減することができる。
【００６６】
なお、本発明の一態様に係る加工方法は、デバイスを構成する積層体に含まれる膜として低誘電率絶縁体膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が表面全体に形成されたデバイスウェーハの対しても適用できる。そのようなデバイスウェーハに適用した本発明の変形例に係る加工方法について、以下説明する。
【００６７】
本発明の変形例に係る加工方法においては、デバイスウェーハの上にデバイスの回路を形成するパターンとして積層体が形成されている。該積層体には低誘電率絶縁体膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が含まれ、該低誘電率絶縁体膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）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。
【００６８】
表面に該積層体が形成されたデバイスウェーハにおいては、積層体分断ステップが実施される。該積層体分断ステップについて、図５（Ａ）乃至図５（Ｄ）を用いて説明する。図５（Ａ）は積層体１７が表面１ａ上に形成されたデバイスウェーハ１を示す断面模式図である。図５（Ａ）に示す通り、デバイスウェーハ１の表面１ａ上には、デバイスを構成する積層体１７が形成されている。
【００６９】
本変形例に係る加工方法における積層体分断ステップは、デバイスウェーハ１が環状のフレーム（図示しない）に装着されたテープ（図示しない）上に保持された状態で実施してもよい。また、該積層体分断ステップには、本明細書において説明したレーザー加工装置２またはレーザー加工装置６と同様の構成を有するレーザー加工装置を用いることができる。そのため、レーザー加工装置についての説明を省略する。
【００７０】
積層体分断ステップでは、図５（Ｂ）に示すとおり、まず分割予定ライン７の両端部の積層体１７を除去し、積層体分断溝１９の一部となる一対の溝１９ａを形成する。図５（Ｂ）は、該溝１９ａを形成した後のデバイスウェーハ１の断面構造を模式的に示した図である。後に一対の溝１９ａ間の積層体１７を除去するが、溝１９ａはその除去による影響が積層体１７に及ぶこと防止するために形成される。
【００７１】
該溝１９ａを形成する手段として、レーザー加工装置を用いたアブレーション加工や回転する切削ブレードを用いた切削を適用することができる。いずれの手段においても、溝１９ａが比較的小さいため、溝１９ａを形成する際にデバイスウェーハ１及び積層体１７が受ける負担は限定的である。
【００７２】
次に、溝１９ａ間の積層体１７を除去し分割予定ライン７の位置に積層体分断溝１９を形成する。図５（Ｃ）に、積層体分断溝１９を形成した際のデバイスウェーハ１の断面構造を模式的に示す。ブレードによる切削、または、レーザービームによるアブレーション加工により積層体分断溝１９を形成することができるが、後者の方がプロセスに要する時間が少なく済むため特に好ましい。
【００７３】
なお、レーザービームによるアブレーション加工で積層体１７を部分的に除去する場合、除去される領域の周辺部が該加工で生じる熱の影響を受けることがある。該影響が積層体分離溝１９の周囲に及ぶ場合、例えば、積層体１７が部分的にデバイスウェーハ１から剥離する可能性や、デバイス９が損傷する可能性がある。
【００７４】
積層体１７と、積層体分離溝１９と、の境界付近において、加工で生じる熱の影響が最も大きくなる。そこで、溝１９ａを形成しておくことにより、該影響がデバイス９を構成する積層体１７に伝播することを防ぎ、積層体１７の剥離やデバイス９の損傷を防止することができる。
【００７５】
しかしながら、デバイスウェーハ１もまたレーザービームによるアブレーション加工による影響を受ける。特に積層体分離溝１９直下の部分においてその影響は大きい。具体的には、熱により変質し歪み等が生じる。したがって、分割予定ライン７に沿って積層体分離溝１９が形成されると、分割予定ライン７に沿って歪みを有する部分が形成される。
【００７６】
デバイスウェーハ１は該分割予定ライン７に沿って上下方向にクラックを生じ分割され、個々のデバイスチップ１５が形成されるが、クラックは歪みを有する部分においては特に上下方向に直線的に伸長しにくい。そのため、該歪みの影響を低減させるため、分割予定ライン７に沿ってガイド溝１１を形成し、裏面側よりレーザービームを集光して照射し改質層１３を形成してクラックを誘導して伸長させる加工方法は特に有効である。
【００７７】
次に、ガイド溝１１を形成する。図５（Ｄ）に、ガイド溝１１を形成した際のデバイスウェーハ１の断面構造を模式的に表した図を示す。図５（Ｄ）に示した通り、ガイド溝１１は、該分割予定ライン７に沿って積層体分離溝１９内の一部の底部に形成される。
【００７８】
次に、本変形例に係る加工方法においては、改質層形成ステップを実施する。図６に改質層形成ステップを実施した際のデバイスウェーハ１の断面構造を示す。なお、変形例における改質層形成ステップは実施形態において説明した改質層形成ステップと同様に実施される。
【００７９】
次に、本変形例に係る加工方法においては、分割ステップを実施する。図７は、分割ステップにおけるデバイスウェーハ１と、分割装置１０と、を示す断面模式図である。図７（Ａ）は、分割前の状態を表す断面模式図であり、図７（Ｂ）は、分割後の状態を表す断面模式図である。なお、変形例における分割ステップは実施形態において説明した分割ステップと同様に実施される。
【００８０】
以上により、デバイスウェーハの上にデバイスの回路を形成するパターンを含む積層体が形成されている場合について、本発明の他の一態様に係る加工方法を説明した。そのような場合においても、積層体分離溝の形成の際に生じるデバイスウェーハの歪みの影響を受けることなく、デバイスウェーハに上下方向に直線的にクラックを伸長させてデバイスウェーハを分割することができる。
【００８１】
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、分割装置を用いてデバイスウェーハを分割する場合について説明した。しかし、改質層形成ステップを実施することによりデバイスウェーハを貫くようクラックが上下方向に伸長してデバイスチップが形成されるのであれば、分割ステップを省略することもできる。
【００８２】
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】
【００８３】
１  デバイスウェーハ
１ａ  表面
１ｂ  外周
１ｃ  裏面
１ｄ  テープ
１ｅ  フレーム
１ｆ  テープ
１ｇ  フレーム
３  デバイス形成領域
５  外周余剰領域
７  分割予定ライン
９  デバイス
１１  ガイド溝
１３  改質層
１５  デバイスチップ
１７  積層体
１９  積層体分断溝
１９ａ  溝
２  レーザー加工装置
２ａ  加工ヘッド
４  保持ユニット
４ａ  チャックテーブル
４ｂ  クランプ
６  レーザー加工装置
６ａ  加工ヘッド
８  保持ユニット
８ａ  チャックテーブル
８ｂ  クランプ
１０  分割装置
１２  フレーム保持手段
１６  テープ拡張手段
１８  フレーム保持部材
１８ａ  載置面
２０  クランプ
２２  拡張ドラム
２６  駆動手段
２８  エアシリンダ
３０  ピストンロッド
【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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