JP2008283025A - ウエーハの分割方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ウエーハの厚さを薄く形成しても安全に搬送することができるウエーハの分割方法を提供する。
【解決手段】表面に格子状に配列された複数のストリートによって複数のデバイス領域が区画されたウエーハ２をストリートに沿って分割する方法であって、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの裏面側から内部に集光点を合わせて該ストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にデバイスの仕上がり厚さに相当する厚さの変質層を形成する工程と、デバイス領域に対応するウエーハ裏面を研削して仕上がり厚さ薄化すると共に、デバイス外領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、補強部切断工程と、補強部切断後のウエーハの裏面をダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程と、ウエーハに外力を付与し変質層が形成されたストリートに沿って破断する破断工程とを含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割方法に関する。
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ストリートと呼ばれる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、半導体ウエーハをストリート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デバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
近年、半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、その被加工物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も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有する赤外光領域のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を連続的に形成し、この変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、被加工物を分割するものである。（例えば、特許文献２参照。）
特許第３４０８８０５号公報
上述したように分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に裏面を研削またはエッチングによってデバイスの仕上がり厚さに形成される。
近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するためにウエーハの厚さを１００μm以下に形成することが要求されている。しかるに、ウエーハの厚さを１００μm以下に形成するとウエーハの外周に反りが生じ、レーザー加工装置のチャックテーブルにウエーハを保持しても外周が反り上がってしまう。このため、チャックテーブルに保持されたウエーハの内部の所定位置にレーザー光線の集光点を合わせることが困難となる。また、薄く形成されたウエーハの内部にストリートに沿ってレーザー光線を照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って変質層を形成した後、レーザー加工装置のチャックテーブルからウエーハを取り出し次の工程に搬送する際に、ウエーハが変質層に沿って割れてしまうという問題がある。
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、ウエーハの内部に所定位置にストリートに沿って確実に変質層を形成することができ、かつ、ウエーハの厚さを薄く形成しても安全に搬送することができるウエーハの分割方法を提供することである。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの裏面側から内部に集光点を合わせて該ストリートに沿って照射し、ウエーハの表面から少なくともデバイスの仕上がり厚さに相当する厚さの変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施されたウエーハにおける該デバイス領域に対応する裏面を研削してデバイスの仕上がり厚さに相当する厚さに形成するとともに該外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を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を、該環状の補強部の内周に沿って切断する補強部切断工程と、
該環状の補強部が切断されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程と、
ダイシングテープに貼着されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを変質層が形成された該ストリートに沿って破断するウエーハ破断工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法が提供される。
また、本発明によれば、表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハにおける該デバイス領域に対応する裏面を研削してデバイスの仕上がり厚さに相当する厚さに形成するとともに該外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を環状の補強部が形成されたウエーハの裏面側から内部に集光点を合わせて該ストリートに沿って照射し、ウエーハの表面から少なくともデバイスの仕上がり厚さに相当する厚さの変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施されたウエーハを、該環状の補強部の内周に沿って切断する補強部切断工程と、
該環状の補強部が切断されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程と、
ダイシングテープに貼着されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを変質層が形成された該ストリートに沿って破断するウエーハ破断工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法が提供される。
本発明によれば、変質層形成工程が実施されるウエーハは、デバイス領域に対応する裏面をデバイスの仕上がり厚さに形成する裏面研削工程を実施する前に実施されるか、裏面研削工程が実施されても外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部が形成されているので、外周に反りが生じることはない。従って、変質層形成工程においてウエーハの内部に所定位置にストリートに沿って確実に変質層を形成することができる。
また、本発明によれば、裏面研削工程が実施されたウエーハは、デバイス領域に対応する領域がデバイスの仕上がり厚さに形成されるが、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部が形成されているので、ウエーハ全体としての剛性が維持されるため、次工程に搬送する際に割れることがない。
以下、本発明によるウエーハの分割方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１には本発明によるウエーハのレーザー加工方法によって加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、例えば厚さが３５０μmのシリコンウエーハからなっており、表面２ａに複数のストリート２１が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート２１によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス２２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ２は、デバイス２２が形成されているデバイス領域２２０と、該デバイス領域２２０を囲繞する外周余剰領域２３０を備えている。
上記半導体ウエーハ２をストリート２１に沿って個々のデバイスに分割する第１の実施形態について、図２乃至図１３を参照して説明する。
上記半導体ウエーハ２をストリート２１に沿って個々のデバイスに分割するに際しては、図２に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａに保護部材３を貼着する（保護部材貼着工程）。従って、半導体ウエーハ２の裏面２bが露出する形態となる。
保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線を半導体ウエーハ２の裏面２b側から内部に集光点を合わせてストリート２１に沿って照射し、半導体ウエーハ２の表面２aから少なくともデバイス２２の仕上がり厚さに相当する厚さの変質層を形成する変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程は、図示の実施形態においては図３に示すレーザー加工装置を用いて実施する。図３に示すレーザー加工装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１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４２と、チャックテーブル４１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段４３を具備している。チャックテーブル４１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない移動機構によって図３において矢印Ｘで示す加工送り方向および矢印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。
上記レーザー光線照射手段４２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング４２１を含んでいる。ケーシング４２１内には図示しないＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなる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４２１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４２２が装着されている。
上記レーザー光線照射手段４２２を構成するケーシング４２１の先端部に装着された撮像手段４３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。
上述したレーザー加工装置４を用いて変質層形成工程を実施するには、図３に示すようにレーザー加工装置４のチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２の保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上に吸引保持された半導体ウエーハ２は裏面２ｂが上側となる。
上述したようにウエーハ保持工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を形成するシリコン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半導体ウエーハ２の裏面２ｂ側からストリート２１に沿って照射し、半導体ウエーハ２の内部にストリート２１に沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。変質層形成工程を実施するには、先ず半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１は、図示しない移動機構によって撮像手段４３の直下に位置付けられる。そして、撮像手段４３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４３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１と、このストリート２１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４２の集光器４２２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。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直交して延びるストリート２１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（アライメント工程）。このとき、半導体ウエーハ２のストリート２１が形成されている表面２ａは下側に位置しているが、撮像手段４３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、裏面２ｂから透かしてストリート２１を撮像することができる。
以上のようにしてアライメント工程を実施したならば、図４の（ａ）で示すようにチャックテーブル４１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２の集光器４２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２１の一端（図４の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段４２の集光器４２２の直下に位置付ける。そして、集光器４２２からシリコンウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル４１を図４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４の（ｂ）で示すように集光器４２２の照射位置がストリート２１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４１の移動を停止する。この変質層形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ２の表面２ａ（下面）付近に合わせることにより、半導体ウエーハ２には表面２ａ（下面）に露出するとともに表面２ａから内部に向けて変質層２１０が形成される。この変質層２１０は、溶融再固化層として形成される。
上記変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レーザー
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
パルス出力 ：１０μJ
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒
上述した加工条件においては１回に形成される変質層の厚さは約５０μｍであるため、デバイスの仕上がり厚さが５０μｍ以下の場合には、変質層を１層形成すればよい。このようにして、半導体ウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２１に沿って上記変質層形成工程を実行したならば、チャックテーブル４１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各ストリート２１に沿って上記変質層形成工程を実行する。
上述したように変質層形成工程は後述する半導体ウエーハ２の裏面を研削して半導体ウエーハ２をデバイス２２の仕上がり厚さに形成する裏面研削工程を実施する前に実施するので、半導体ウエーハ２の厚さが例えば３５０μmと厚いため、半導体ウエーハ２の外周に反りが生じることはない。従って、変質層形成工程において半導体ウエーハ２の内部の所定位置にストリート２１に沿って確実に変質層２１０を形成することができる。
上述した変質層形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２におけるデバイス領域２２０に対応する裏面を研削してデバイス２２の仕上がり厚さに相当する厚さに形成するとともに外周余剰領域２３０に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図示の実施形態においては図５に示す研削装置によって実施する。図５に示す研削装置５は、被加工物としてのウエーハを保持するチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１に保持されたウエーハの加工面を研削する研削手段５２を具備している。チャックテーブル５１は、上面にウエーハを吸引保持し図５において矢印５１aで示す方向に回転せしめられる。研削手段５２は、スピンドルハウジング５２１と、該スピンドルハウジング５２１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５２２と、該回転スピンドル５２２の下端に装着されたマウンター５２３と、該マウンター５２３の下面に取り付けられた研削ホイール５２４とを具備している。この研削ホイール５２４は、円板状の基台５２５と、該基台５２５の下面に環状に装着された研削砥石５２６とからなっており、基台５２５がマウンター５２３の下面に取り付けられている。
上述した研削装置５を用いて裏面研削工程を実施するには、チャックテーブル５１の上面（保持面）に上述した変質層形成工程が実施された半導体ウエーハ２の保護部材３側を載置し、半導体ウエーハ２をチャックテーブ５１上に吸引保持する。従って、チャックテーブル５１上に吸引保持された半導体ウエーハ２は裏面２ｂが上側となる。ここで、チャックテーブル５１に保持された半導体ウエーハ２と研削ホイール５２４を構成する環状の研削砥石５２６の関係について、図６を参照して説明する。チャックテーブル５１の回転中心P1と環状の研削砥石５２６の回転中心P2は偏芯しており、環状の研削砥石５２６の外径は、半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界線２４０の直径より小さく境界線２４０の半径より大きい寸法に設定され、環状の研削砥石５２６がチャックテーブル５１の回転中心P1（半導体ウエーハ２の中心）を通過するようになっている。
次に、図５および図６に示すようにチャックテーブル５１を矢印５１aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール５２４を矢印５２４aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめるとともに、研削ホイール５２４を下方に移動して研削砥石５２６を半導体ウエーハ２の裏面に接触させる。そして、研削ホイール５２４を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ２の裏面には、図７に示すようにデバイス領域２２０に対応する領域が研削除去されてデバイスの仕上がり厚さ（例え５０μm）の円形状の凹部２２０bに形成されるとともに、外周余剰領域２３０に対応する領域が図示の実施形態においては厚さ３５０μm残存されて環状の補強部２３０bに形成される（裏面研削工程）。なお、デバイスの仕上がり厚さ（例え５０μm）に研削されたデバイス領域２２０に対応する裏面には、ストリート２１に沿って形成された変質層２１０が露出される。このように裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２は、デバイス領域２２０に対応する領域がデバイスの仕上がり厚さ（例え５０μm）に形成されるが、デバイス領域２２０を囲繞する外周余剰領域２３０に対応する領域に環状の補強部２３０bが形成されているので、ウエーハ全体としての剛性が維持されるため、次工程に搬送する際に割れることがない。なお、裏面研削工程において半導体ウエーハ２の裏面全面を研削して薄くすると変質層が形成された半導体ウエーハ２の外周に欠けが生じ損傷するが、上述した裏面研削工程において外周部に環状の補強部２３０bを残存して形成するので、半導体ウエーハ２の外周が損傷することはない。
上述した裏面研削工程を実施したならば、環状の補強部２３０bが形成された半導体ウエーハ２を環状の補強部２３０bの内周に沿って切断する補強部切断工程を実施する。この補強部切断工程は、図示の実施形態においては図８に示す切削装置６を用いて実施する。図８に示す切削装置６は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル６１と、切削ブレード６２１を備えた切削手段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、図示しない移動機構によって図８において矢印Ｘで示す方向に移動せしめられるようになっている。また、チャックテーブル６１は、図示しない回転機構によって回転せしめられるようになっている。切削手段６２の切削ブレード６２１は、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドで結合したレジンボンド砥石ブレードやダイヤモンド砥粒をメタルボンドで結合したメタルボンド砥石ブレードからなっている。上記撮像手段６３は、切削領域を撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
上述した切削装置６を用いて実施する補強部切断工程について、図８乃至図１０を参照して説明する。
即ち、図８に示すように切削装置６のチャックテーブル６１上に、上述した裏面研削工程が実施され環状の補強部２３０bが形成された半導体ウエーハ２の保護部材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り、保護部材３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。従って、半導体ウエーハ２は環状の補強部２３０bが形成された裏面２bが上側となる。このようにして、保護部材３を介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、図示しない移動機構によって撮像手段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の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実行する。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のデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界部、即ち環状の補強部２３０bの内周面と切削ブレード６２１との位置合わせを行うためのアライメント作業を遂行する。
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の切削すべき領域を検出するアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル６１を切削領域に移動する。そして、切削手段６２の切削ブレード６２１をチャックテーブル６１に保持された半導体ウエーハ２に形成された補強部２３０bの内周面の直上に位置付ける。そして、図９に示すように切削ブレード６２１を矢印６２１aで示す方向に回転しつつ２点鎖線で示す待機位置から下方に切り込み送りし、実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、例えば半導体ウエーハ２の表面２ａ（下面）より僅かに下方位置、即ち保護部材３に達する位置に設定されている。
次に、上述したように切削ブレード６２１を矢印６２１aで示す方向に回転しつつチャックテーブル６１を図９において矢印６１aで示す方向に回転せしめる。そして、チャックテーブル６１が１回転することにより、図１０に示すように半導体ウエーハ２は、環状の補強部２３０bの内周に沿って切断される。
なお、上述した補強部切断工程は切削装置を用いて実施した例を示したが、レーザー加工装置を用いて実施してもよい。即ち、ウエーハに対して吸収性を有する波長（例えば、３５５nm）のパルスレーザー光線を上記半導体ウエーハ２の環状の補強部２３０bの内周に沿って照射してアブレーション加工することにより、半導体ウエーハ２に形成された環状の補強部２３０bを内周に沿って切断する。
上述した補強部切断工程を実施したならば、環状の補強部２３０bが切断された半導体ウエーハ２の裏面２bを環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図１１に示すように補強部切断工程が実施された半導体ウエーハ２の裏面２ｂを、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着する。そして、半導体ウエーハ２の表面２aに貼着されている保護部材３を剥離する（保護部材剥離工程）。
次に、ダイシングテープTに貼着された半導体ウエーハ２に外力を付与し、半導体ウエーハ２を変質層２１０が形成されたストリート２１に沿って破断するウエーハ破断工程を実施する。このウエーハ破断工程は、図１２に示すテープ拡張装置７を用いて実施する。図１２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。
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７３を具備している。この支持手段７３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７３１からなっており、そのピストンロッド７３２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７３１からなる支持手段７３は、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、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。従って、複数のエアシリンダ７３１からなる支持手段６３は、拡張ドラム７２１とフレーム保持部材７１１とを上下方向に相対移動する拡張移動手段として機能する。
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破断工程について図１３を参照して説明する。即ち、半導体ウエーハ２（ストリート２１に沿って変質層２１０が形成されている）の裏面２ｂ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１３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。このとき、フレーム保持部材７１１は図１３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７３としての複数のエアシリンダ７３１を作動して、環状のフレーム保持部材７１１を図１３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１３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。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は変質層２１０が形成されることによって強度が低下せしめられたストリート２１に沿って破断され個々のデバイス２２に分割される。
次に、本発明によるウエーハの分割方法における第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態は、上記第１の実施形態における変質層形成工程と裏面研削工程の実施順序を逆にした例である。即ち、第２の実施形態においては、上記図２に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａに保護部材３を貼着する保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２におけるデバイス領域２２０に対応する裏面を研削してデバイス２２の仕上がり厚さに相当する厚さに形成するとともに外周余剰領域２３０に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、上記図５に示す研削装置５によって実施することができる。即ち、図１４に示すように研削装置５のチャックテーブル５１に半導体ウエーハ２の裏面２bを上側にして保持し、上述した裏面研削工程を実施する。この結果、半導体ウエーハ２におけるデバイス領域２２０に対応する裏面が研削されてデバイス２２の仕上がり厚さに相当する厚さに形成されるとともに外周余剰領域２３０に対応する領域に環状の補強部２３０bが形成される。このように裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２は、デバイス領域２２０に対応する領域がデバイスの仕上がり厚さ（例え５０μm）に形成されるが、デバイス領域２２０を囲繞する外周余剰領域２３０に対応する領域に環状の補強部２３０bが形成されているので、ウエーハ全体としての剛性が維持されるため、次工程に搬送する際に割れることがない。
上述した裏面研削工程を実施した後に、半導体ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線を環状の補強部２３０bが形成された半導体ウエーハ２の裏面側から内部に集光点を合わせてストリートに沿って照射し、半導体ウエーハ２の表面から少なくともデバイスの仕上がり厚さに相当する厚さの変質層を形成する変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程は、上記図３に示すレーザー加工装置４によって実施することができる。即ち、図１５に示すようにレーザー加工装置４のチャックテーブル４１に上述した裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２の裏面２bを上側にして保持し、上述した変質層形成工程を実施する。このとき、レーザー光線を照射する範囲は半導体ウエーハ２におけるデバイス領域２２０でよく、環状の補強部２３０bが形成された外周余剰領域２３０にはレーザー光線を照射しない。このように第２の実施形態における変質層形成工程は、半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０に対応する裏面が研削されデバイス２２の仕上がり厚さ（例え５０μm）に形成した後に実施されるが、半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０を囲繞する外周余剰領域２３０に対応する領域に環状の補強部２３０bが形成されているので、半導体ウエーハ２の外周に反りが生じることはない。従って、変質層形成工程において半導体ウエーハ２内部に所定位置にストリート２１に沿って確実に変質層２１０を形成することができる。
以上のようにして裏面研削工程および変質層形成工程を実施したならば、上記第１の実施形態と同様に上記補強部切断工程とウエーハ支持工程およびウエーハ破断工程を実施する。
本発明によるウエーハの分割方法によって個々のデバイスに分割されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。 図１に示す半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着した状態を示す斜視図。 本発明によるウエーハの分割方法における変質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。 本発明によるウエーハの分割方法における変質層形成工程の第１に実施形態を示す説明図。 本発明によるウエーハの分割方法における裏面研削工程を実施するための研削装置の斜視図。 本発明によるウエーハの分割方法における裏面研削工程の第１に実施形態を示す説明図。 図６に示す裏面研削工程が実施された半導体ウエーハの断面図。 本発明によるウエーハの分割方法における補強部切断工程を実施するための切削装置の斜視図。 本発明によるウエーハの分割方法における補強部切断工程の説明図。 図９に示す補強部切断工程が実施された半導体ウエーハの断面図。 本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ支持工程の説明図。 本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ破断工程を実施するためのテープ拡張装置の斜視図。 本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ破断工程の説明図。 本発明によるウエーハの分割方法における裏面研削工程の第２に実施形態を示す説明図。 本発明によるウエーハの分割方法における変質層形成工程の第２に実施形態を示す説明図。
符号の説明
２：半導体ウエーハ
２１：ストリート
２２：デバイス
２２０：デバイス領域
２３０：外周余剰領域
３：保護部材
４：レーザー加工装置
４１：レーザー加工装置のチャックテーブル
４２：レーザー光線照射手段
４３：撮像手段
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５２：研削手段
６：切削装置
６１：切削装置のチャックテーブル
６２：切削手段
６３：撮像手段
７：テープ拡張装置
７１：フレーム保持手段
７１１：フレーム保持部材
７２：テープ拡張手段
７２１：拡張ドラム
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ

Claims (2)

  1. 表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
    ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの裏面側から内部に集光点を合わせて該ストリートに沿って照射し、ウエーハの表面から少なくともデバイスの仕上がり厚さに相当する厚さの変質層を形成する変質層形成工程と、
    該変質層形成工程が実施されたウエーハにおける該デバイス領域に対応する裏面を研削してデバイスの仕上がり厚さに相当する厚さに形成するとともに該外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を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を、該環状の補強部の内周に沿って切断する補強部切断工程と、
    該環状の補強部が切断されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程と、
    ダイシングテープに貼着されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを変質層が形成された該ストリートに沿って破断するウエーハ破断工程と、を含む、
    ことを特徴とするウエーハの分割方法。
  2. 表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
    ウエーハにおける該デバイス領域に対応する裏面を研削してデバイスの仕上がり厚さに相当する厚さに形成するとともに該外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
    ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を環状の補強部が形成されたウエーハの裏面側から内部に集光点を合わせて該ストリートに沿って照射し、ウエーハの表面から少なくともデバイスの仕上がり厚さに相当する厚さの変質層を形成する変質層形成工程と、
    該変質層形成工程が実施されたウエーハを、該環状の補強部の内周に沿って切断する補強部切断工程と、
    該環状の補強部が切断されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程と、
    ダイシングテープに貼着されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを変質層が形成された該ストリートに沿って破断するウエーハ破断工程と、を含む、
    ことを特徴とするウエーハの分割方法。
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