JP2011049431A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 円形凹部に対応するデバイス領域に割れを生じさせることなくウエーハを個々のチップに分割可能なウエーハの加工方法を提供することである。
【解決手段】 ウエーハの加工方法であって、ウエーハ内部に分割予定ラインに沿った改質層及び円形凹部と環状補強部との境界部に環状改質層を形成する。環状補強部上に環状フレームに装着された粘着テープを載置し、ウエーハの直径より長いローラーを、ウエーハに対して下方に押圧しつつ粘着テープの裏面上を転動させて、環状補強部を押し下げて円形凹部と環状補強部を環状改質層に沿って分離するとともに、円形凹部の底面及び環状補強部に粘着テープを貼着する。
【選択図】図１４

Description

本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハを加工するウエーハの加工方法に関する。
半導体デバイス製造プロセスにおいては、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削装置で切削することにより、半導体ウエーハが個々の半導体チップ（デバイス）に分割される。
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や研磨によって所定の厚さに形成される。近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するために、ウエーハの厚さをより薄く、例えば５０μｍ程度にすることが要求されている。
このように薄く形成されたウエーハは取り扱いが困難になり、搬送等において破損する恐れがある。そこで、ウエーハのデバイス領域に対応する裏面のみを研削して円形凹部を形成し、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に対応するウエーハの裏面は研削せずに環状補強部を残存させる研削方法が特開２００７−１９４６１号公報で提案されている。
特開２００７−１９４６１号公報 特許第４１４３６２３号公報 特開２００８−５３３４１号公報
しかしながら、このように研削されたウエーハは形状が平板でないため、研削加工後の工程に問題があった。例えば、研削面に環状フレームに固定されたダイシングテープを貼るテープ貼り工程は、通常、平坦なチャックテーブルにウエーハのデバイス面に貼付された保護テープを対向してウエーハを保持し、ウエーハの研削面にローラー等でダイシングテープを圧着する。
これはウエーハが平板であることを前提にしているため、中央に円形凹部を有するウエーハを同様に処理した場合、ウエーハが割れてしまうという問題点があった。そこで、例えば特許文献２に開示されたようなテープ貼付装置が提案されている。
このテープ貼付装置は物理的に接触してテープを貼り付けるのではなく、真空による吸引力を利用して円形凹部を有する研削面全体にテープを貼る構成になっているが、実際には環状補強部の根本付近に割れが発生したり、テープとウエーハの間に空隙が残ってしまったり、ウエーハをダイシングする際もウエーハの形状に変化はないため、ウエーハ形状に合わせたチャックテーブルを使用する必要がある。
本発明はこのような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、デバイス領域に対応する裏面に円形凹部を有するウエーハを、デバイス領域に割れを生じさせることなく個々のデバイスに分割可能なウエーハの加工方法を提供することである。
請求項１記載の発明によると、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画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表面に有するウエーハの加工方法であって、該デバイスが形成されたウエーハの表面に保護テープを貼着し、該保護テープが貼着されたウエーハの該保護テープ側を第１チャックテーブルで吸引保持しながら、該デバイス領域に対応するウエーハの裏面を所定の厚みに研削して円形凹部を形成するとともに、該円形凹部の外周に該外周余剰領域を含む環状補強部を形成し、該ウエーハの裏面側からウエ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照射して、ウエーハ内部に該分割予定ラインに沿った改質層を形成し、該ウエーハの裏面側から前記レーザビームを照射して、該円形凹部と該環状補強部との境界部分のウエーハ内部に環状改質層を形成し、該円形凹部の直径よりも小さい直径の円柱凸部を有する第２チャックテーブルの該円柱凸部上に該ウエーハの保護テープ側を載置して、該第２チャックテーブルで該ウエーハを吸引保持し、該ウエーハの直径より大きい直径の開口部を有する環状フレームの該開口部を塞ぐように該環状フレームに装着された粘着テープを該ウエーハの該環状補強部上に載置し、該ウエーハの直径より長いローラーを、該ウエーハに対して下方に押圧しつつ該粘着テープの裏面上を転動させて、該環状補強部を押し下げて該円形凹部と該環状補強部を該環状改質層に沿って分離するとともに、該円形凹部の底面及び該環状補強部に該粘着テープを貼着し、該保護テープを該ウエーハから剥離し、該環状補強部を該粘着テープから除去する、各ステップを具備したウエーハの加工方法が提供される。
請求項３記載の発明によると、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画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表面に有するウエーハの加工方法であって、該デバイスが形成されたウエーハの表面に保護テープを貼着し、該保護テープが貼着されたウエーハの該保護テープ側を第１チャックテーブルで吸引保持しながら、該デバイス領域に対応するウエーハの裏面を所定の厚みに研削して円形凹部を形成するとともに、該円形凹部の外周に該外周余剰領域を含む環状補強部を形成し、該ウエーハの裏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ビームを該分割予定ラインに沿って照射して、該ウエーハの裏面に該分割予定ラインに沿った分割溝を形成し、該ウエーハの裏面側から前記レーザビームを照射して、該円形凹部と該環状補強部との境界部分のウエーハの裏面に環状分割溝を形成し、該円形凹部の直径よりも小さい直径の円柱凸部を有する第２チャックテーブルの該円柱凸部上に該ウエーハの保護テープ側を載置して、該第２チャックテーブルで該ウエーハを吸引保持し、該ウエーハの直径より大きい直径の開口部を有する環状フレームの該開口部を塞ぐように該環状フレームに装着された粘着テープを該ウエーハの該環状補強部上に載置し、該ウエーハの直径より長いローラーを、該ウエーハに対して下方に押圧しつつ該粘着テープの裏面上を転動させて、該環状補強部を押し下げて該円形凹部と該環状補強部を該環状分割溝に沿って分離するとともに、該円形凹部の底面及び該環状補強部に該粘着テープを貼着し、該保護テープを該ウエーハから剥離し、該環状補強部を該粘着テープから除去する、各ステップを具備したウエーハの加工方法が提供される。
好ましくは、ウエーハの加工方法は更に、環状補強部を粘着テープから除去した後、ウエーハを分割予定ラインに沿って形成された改質層又は分割溝に沿って個々のデバイスに割断するステップを具備している。好ましくは、第２チャックテーブルの円形凸部は円形凹部の直径より１〜１０ｍｍ小さい直径を有し、円柱凸部の高さは環状補強部の厚さ＋０〜０．２ｍｍである。
本発明によると、ウエーハの環状補強部を容易に円形凹部から分離できるとともに、薄く研削された円形凹部は第２チャックテーブルで吸引保持されているため、円形凹部に対応するウエーハのデバイス領域に割れが発生することはない。
また、個々のデバイスに分割されたウエーハのデバイス領域は第２チャックテーブルで吸引保持されているため、分割されたデバイスが動くことがなく、ピックアップ工程で容易に各デバイスをピックアップすることができる。
半導体ウエーハの表面側斜視図である。 保護テープ貼着工程を示す斜視図である。 表面に保護テープが貼着された状態の半導体ウエーハの裏面側斜視図である。 研削装置の外観斜視図である。 研削装置によって実施される円形凹部研削工程の斜視図である。 研削装置によって実施される円形凹部研削工程の説明図である。 円形凹部研削工程が実施された半導体ウエーハの断面図である。 本発明を実施するのに適したレーザ加工装置の外観斜視図である。 レーザビーム照射ユニットのブロック図である。 図１０（Ａ）は改質層形成工程を説明する断面図、図１０（Ｂ）は改質層が形成された半導体ウエーハの平面図である。 図１１（Ａ）は環状改質層の形成工程を説明する斜視図、図１１（Ｂ）は環状改質層が形成された半導体ウエーハの平面図である。 図１２（Ａ）は分割溝形成工程を説明する断面図、図１２（Ｂ）は分割溝が形成された半導体ウエーハの断面図である。 円柱凸部を有するチャックテーブルの斜視図である。 図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は環状補強部分離工程及び粘着テープ貼着工程の説明図である。 半導体ウエーハから保護テープを剥離する様子を示す斜視図である。 環状補強部を粘着テープから剥離する様子を示す斜視図である。 分割装置の斜視図である。 ウエーハ分割工程の説明図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は所定の厚さに加工される前の半導体ウエーハの斜視図である。図１に示す半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数のストリート（分割予定ライン）１３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１３によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５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１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、半導体ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。
半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削する前に、半導体ウエーハ１１の表面１１ａには、図２に示すように保護テープ貼着工程により保護テープ２３が貼着される。従って、半導体ウエーハ１１の表面１１ａは保護テープ２３によって保護され、図３に示すように裏面１１ｂが露出する形態となる。
図４を参照すると、研削装置２の斜視図が示されている。４は研削装置２のハウジング（ベース）であり、ハウジング４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に延びる一対のガイドレール８が固定されている。
この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２を保持する支持部１４を有しており、支持部１４が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動される移動基台１６に取り付けられている。
研削ユニット１０は、ハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１８と、スピンドル１８の先端に固定されたマウンタ２０と、マウンタ２０にねじ締結され環状に配設された複数の研削砥石を有する研削ホイール２２と、スピンドル１８を回転駆動するサーボモータ２６を含んでいる。
研削装置２は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ２８とパルスモータ３０とから構成される研削ユニット移動機構３２を備えている。パルスモータ３０を駆動すると、ボールねじ２８が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。
ハウジング４の上面には凹部４ａが形成されており、この凹部４ａにチャックテーブル機構３４が配設されている。チャックテーブル機構３４はチャックテーブル３６を有し、図示しない移動機構により図１に示されたウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。３８，４０は蛇腹である。ハウジング４の前方側には、研削装置２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル４２が配設されている。
以上のように構成された研削装置２により、半導体ウエーハ１１のデバイス領域１７に対応する裏面に円形凹部を形成し、外周余剰領域１９にリング状補強部を残存させるウエーハの加工方法について以下に簡単に説明する。
図４に示すウエーハ着脱位置Ａに位置付けられたチャックテーブル３６上に、図３に示された保護テープ２３が貼着されたウエーハ１１を保護テープ２３を下にして吸引保持する。次いで、チャックテーブル３６をＹ軸方向に移動して研削位置Ｂに位置付ける。
そして、図５及び図６に示すように、チャックテーブル３６を矢印４３で示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削砥石２４を矢印４５で示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット移動機構３２を駆動して研削ホイール２２の研削砥石２４をウエーハ１１の裏面に接触させる。そして、研削ホイール２２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１１の裏面には、図５及び図７に示すように、デバイス領域１７に対応する領域が研削除去されて所定厚さ（例えば３０μｍ）の円形状の凹部４４が形成されるとともに、外周余剰領域１９に対応する領域が残存されてリング状補強部(リング状凸部)４６が形成される。必要に応じて、半導体ウエーハ１１の円形凹部４４内に金、銀、チタン等から成る金属膜を成膜する金属膜成膜工程を実施する。
ここで、チャックテーブル３６に保持されたウエーハ１１と研削ホイール２２を構成する研削砥石２４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３６の回転中心Ｐ１と研削砥石２４の回転中心Ｐ２は偏心しており、研削砥石２４の外径はウエーハ１１のデバイス領域１７と外周余剰領域１９との境界線４８の直径より小さく、境界線４８の半径より大きい寸法に設定され、環状に配置された研削砥石２４がチャックテーブル３６の回転中心Ｐ１を通過するようになっている。
図８を参照すると、本発明のウエーハの加工方法を実施するのに適したレーザ加工装置の概略構成図が示されている。レーザ加工装置５２は、静止基台５４上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第１スライドブロック５６を含んでいる。
第１スライドブロック５６は、ボールねじ５８及びパルスモータ６０から構成される加工送り手段６２により一対のガイドレール６４に沿って加工送り方向、すなわちＸ軸方向に移動される。
第１スライドブロック５６上には第２スライドブロック６６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。すなわち、第２スライドブロック６６はボールねじ６８及びパルスモータ７０から構成される割り出し送り手段７２により一対のガイドレール７４に沿って割り出し方向、すなわちＹ軸方向に移動される。
第２スライドブロック６６上には円筒支持部材７６を介してチャックテーブル７８が搭載されており、チャックテーブル７８は加工送り手段６２及び割り出し送り手段７２によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。チャックテーブル７８には、チャックテーブル７８に吸引保持された半導体ウエーハをクランプするクランパ８０が設けられている。
静止基台５４にはコラム８２が立設されており、このコラム８２にはレーザビーム照射ユニット８４を収容するケーシング８５が取り付けられている。レーザビーム照射ユニット８４は、図９に示すように、ＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを発振するレーザ発振器１０４と、繰り返し周波数設定手段１０６と、パルス幅調整手段１０８と、パワー調整手段１１０とを含んでいる。
レーザビーム照射ユニット８４のパワー調整手段１１０により所定パワーに調整されたパルスレーザビームは、ケーシング８５の先端に取り付けられた集光器（レーザヘッド）８６のミラー１１２で反射され、更に集光用対物レンズ１１４によって集光されてチャックテーブル７８に保持されている半導体ウエーハ１１に照射される。
ケーシング８５の先端部には、集光器８６とＸ軸方向に整列してレーザ加工すべき加工領域を検出する撮像手段８８が配設されている。撮像手段８８は、可視光によって半導体ウエーハの加工領域を撮像する通常のＣＣＤ等の撮像素子を含んでいる。
撮像手段８８は更に、半導体ウエーハに赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、この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赤外線ＣＣＤ等の赤外線撮像素子から構成される赤外線撮像手段を含んでおり、撮像した画像信号はコントローラ（制御手段）９０に送信される。
コントローラ９０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）９２と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）９４と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９６と、カウンタ９８と、入力インターフェイス１００と、出力インターフェイス１０２とを備えている。
１０５は案内レール６４に沿って配設されたリニアスケール１０３と、第１スライドブロック５６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される加工送り量検出手段であり、加工送り量検出手段１０５の検出信号はコントローラ９０の入力エンターフェイス１００に入力される。
１０７はガイドレール７４に沿って配設されたリニアスケール１０９と第２スライドブロック６６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される割り出し送り量検出手段であり、割り出し送り量検出手段１０９の検出信号はコントローラ９０の入力インターフェイス１００に入力される。
撮像手段８８で撮像した画像信号もコントローラ９０の入力インターフェイス１００に入力される。一方、コントローラ９０の出力インターフェイス１０２からはパルスモータ６０、パルスモータ７０、レーザビーム照射ユニット８４等に制御信号が出力される。
次に、このように構成されたレーザ加工装置５２を使用して、半導体ウエーハ１１の内部に改質層を形成する改質層形成工程について図１０を参照して説明する。半導体ウエーハ１１の内部に改質層を形成するには、レーザ加工装置５２のチャックテーブル７８上に保護テープ２３側を下にしてウエーハ１１を載置し、チャックテーブル７８でウエーハ１１を吸引保持する。従って、チャックテーブル７８上に吸引保持された半導体ウエーハ１１は円形凹部４４が上側となる。
半導体ウエーハ１１を吸引保持したチャックテーブル７８は、加工送り手段６２によって撮像手段８８の直下に位置づけられる。そして、撮像手段８８によって半導体ウエーハ１１のレーザ加工すべき加工領域を検出するアライメントを実施する。
即ち、撮像手段８８及び図示しない制御手段は、半導体ウエーハ１１の第１の方向に形成されているストリート１３と、ストリート１３に沿ってレーザビームを照射するレーザビーム照射ユニット８４の集光器８６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、レーザビーム照射位置のアライメントを遂行する。次いで、半導体ウエーハ１１に形成されている第１の方向に対して直交する第２の方向のストリート１３に対しても、同様にレーザビーム照射位置のアライメントを遂行する。
この時、半導体ウエーハ１１のストリート１３が形成されている表面１１ａは下側に位置しているが、撮像手段８８が赤外線ＣＣＤを備えているので、裏面１１ｂから透かしてストリート１３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１０（Ａ）に示すように、ウエーハ１１に対して透過性を有する波長のパルスレーザビーム８７の集光点をウエーハ１１の内部に合わせてパルスレーザビームを照射しつつ、チャックテーブル７８を図８でＸ軸方向に所定の加工送り速度で移動することにより、ウエーハ１１の内部に改質層１１６が形成される。この改質層１１６は、溶融再硬化層として形成される。
この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：ＹＡＧパルスレーザ
波長 ：１０６４ｎｍ
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
以上のようにして、半導体ウエーハ１１の第１の方向に延在する全てのストリート１３に沿って改質層形成工程を実施したならば、チャックテーブル７８を９０度回転し、第１の方向に対して直角に延びる第２の方向のストリート１３に沿って改質層形成工程を実施する。全てのストリート１３に沿って改質層１６を形成した状態の半導体ウエーハ１１の平面図が図１０（Ｂ）に示されている。
次いで、図１１（Ａ）に示されているように、ウエーハ１１の裏面側から上述したレーザビームと同じレーザビーム８７を照射して、円形凹部４４と環状補強部４６との境界部分のウエーハ１１内部に環状改質層１１８を形成する環状改質層形成工程を実施する。この環状改質層形成工程は、チャックテーブル７８を所定速度で回転しながら実施する。
図１１（Ｂ）は全てのストリート１３に沿って改質層１１６が形成され、更に円形凹部４４と環状補強部４６との境界部分に環状改質層１１８が形成された状態のウエーハ１１の平面図を示している。
図１０及び図１１を参照して説明したウエーハ１１の内部に改質層１１６，１１８を形成する改質層形成工程に変えて、図１２（Ａ）に示すように、ウエーハ１１の裏面側からウエーハ１１に対して吸収性を有する波長のレーザビーム８７ａをストリート１３に沿って照射して、図１２（Ｂ）に示すようにウエーハ１１の裏面にストリート１３に沿った分割溝１２０を形成するようにしてもよい。
更に、図１１を参照して説明した環状改質層形成工程に変えて、円形凹部４４と環状補強部４６との境界部に環状分割溝をレーザビームで形成する環状分割溝形成工程を実施するようにしてもよい。
この分割溝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：ＹＡＧレーザ
波長 ：３５５ｎｍ（ＹＡＧレーザの第３高調波）
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
平均出力 ：３Ｗ
集光スポット径 ：φ５μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒
図１０及び図１１に示す改質層形成工程実施後、或いは図１２に示す分割溝形成工程実施後、図１３に示すようなチャックテーブル１２２を使用した環状補強部４６を円形凹部４４から分離する環状補強部分離工程を実施する。
チャックテーブル１２２は枠体１２４に円柱凸部１２６を有しており、この円柱凸部１２６にポーラス吸引部１２８が配設されている。好ましくは、円柱凸部１２６の高さＨ（図１４（Ａ）参照）は、ウエーハ１１の環状補強部４６の厚さより４０μｍ〜６０μｍ高く形成されている。
図１４（Ａ）に示すように、チャックテーブル１２２のポーラス吸引部１２８は、切替弁１３０を介して吸引源１３２に接続されている。まず、図１４（Ａ）に示すように、ウエーハ内部に改質層１１６及び環状改質層１１８の形成されたウエーハ１１を、保護テープ２３側を下にしてチャックテーブル１２２のポーラス吸引部１２８で吸引保持する。
次いで、図１４（Ｂ）に示すように、ウエーハ１１の直径より大きい直径の開口部を有する環状フレーム１３４の開口部を塞ぐように、環状フレーム１３４に装着された粘着テープ１３６をウエーハ１１の環状補強部４６上に載置する。
次いで、図１４（Ｃ）に示すように、ウエーハ１１の直径より長いローラー１３８を、ウエーハ１１に対して下方に押圧しつつ粘着テープ１３６の裏面上を矢印Ａ方向に回転させながら矢印Ｂ方向に移動させる。
これにより、ローラー１３８の押圧により環状補強部４６は押し下げられて円形凹部４４と環状補強部４６との間の環状改質層１１８に沿って分離されるとともに、円形凹部４４の底面及び環状補強部４６に粘着テープ１３６が貼着される。
このように円形凹部４４の底面及び環状補強部４６に粘着テープ１３６を貼着した後、環状フレーム１３４を反転して図１５に示すように、半導体ウエーハ１１の表面から保護テープ２３を剥離する。次いで、図１６に示すように環状補強部４６を粘着テープ１３６から剥離する。
尚、図１６に示す環状補強部４６の剥離は、粘着テープ１３６にＵＶ照射により粘着力が低下するタイプのテープ等、外的刺激により粘着力を低減できるテープを用い、ウエーハ全体又は環状補強部４６に対応する部分のみＵＶ照射等により粘着テープ１３６の粘着力を低下させてから、環状補強部４６を剥離除去するのが好ましい。
環状補強部４６の除去工程実施後、図１７に示すような分割装置１４０を使用して半導体ウエーハ１１を改質層１１６に沿って個々のチップに分割するウエーハ分割工程を実施する。
図１７に示す分割装置１４０は、環状フレーム１３４を保持するフレーム保持手段１４２と、フレーム保持手段１４２に保持された環状フレーム１３４に装着された粘着テープ１３６を拡張するテープ拡張手段１４４を具備している。
フレーム保持手段１４２は、環状のフレーム保持部材１４６と、フレーム保持部材１４６の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ１４８から構成される。フレーム保持部１４６の上面は環状フレーム１３４を載置する載置面１４６ａを形成しており、この載置面１４６ａ上に環状フレーム１３４が載置される。
そして、載置面１４６ａ上に載置された環状フレーム１３４は、クランプ１４８によってフレーム保持部材１４６に固定される。このように構成されたフレーム保持手段１４２はテープ拡張手段１４４によって上下方向に移動可能に支持されている。
テープ拡張手段１４４は、環状のフレーム保持部材１４６の内側に配設された拡張ドラム１５０を具備している。この拡張ドラム１５０は、環状フレーム１３４の内径より小さく、該環状フレーム１３４に装着された粘着テープ１３６に貼着される半導体ウエーハ１１の外径より大きい内径を有している。
拡張ドラム１５０はその下端に一体的に形成された支持フランジ１５２を有している。テープ拡張手段１４４は更に、環状のフレーム保持部材１４６を上下方向に移動する駆動手段１５４を具備している。この駆動手段１５４は支持フランジ１５２上に配設された複数のエアシリンダ１５６から構成されており、そのピストンロッド１５８がフレーム保持部材１４６の下面に連結されている。
複数のエアシリンダ１５６から構成される駆動手段１５４は、環状のフレーム保持部材１４６をその載置面１４６ａが拡張ドラム１５０の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム１５０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する。
以上のように構成された分割装置１４０を用いて実施する半導体ウエーハ分割工程について図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）を参照して説明する。図１８（Ａ）に示すように、半導体ウエーハ１１を粘着テープ１３６を介して支持した環状フレーム１３４を、フレーム保持部材１４６の載置面１４６ａ上に載置し、クランプ１４８によってフレーム保持部材１４６を固定する。このとき、フレーム保持部材１４６はその載置面１４６ａが拡張ドラム１５０の上端と略同一高さとなる基準位置に位置付けられる。
次いで、エアシリンダ１５６を駆動してフレーム保持部材１４６を図１８（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１４６の載置面１４６ａ上に固定されている環状フレーム１３４も下降するため、環状フレーム１３４に装着された粘着テープ１３６は拡張ドラム１５０の上端縁に当接して主に半径方向に拡張される。
その結果、粘着テープ１３６に貼着されている半導体ウエーハ１１には放射状に引張力が作用する。このように半導体ウエーハ１１に放射状に引張力が作用すると、半導体ウエーハ１１は改質層１１６に沿って破断され、個々の半導体チップ（デバイス）１５に分割される。
分割された個々の半導体チップ１５は粘着テープ１３６に整列されて貼着されたままの状態であるため、粘着テープ１３６に例えばＵＶ照射を施してその粘着力を低下させてから、図示しないピックアップ装置を使用したチップ（デバイス）１５のピックアップ作業を実施する。
２ 研削装置
１０ 研削ユニット
１１ 半導体ウエーハ
１７ デバイス領域
１９ 外周余剰領域
２２ 研削ホイール
２３ 保護テープ
３６ チャックテーブル
４４ 円形凹部
４６ 環状補強部
５２ レーザ加工装置
８４ レーザビーム照射ユニット
８６ 集光器（レーザヘッド）
８８ 撮像手段
１１６ 改質層
１１８ 環状改質層
１２０ 分割溝
１２２ チャックテーブル
１２６ 円柱凸部
１３４ 環状フレーム
１３６ 粘着テープ
１３８ ローラー
１４０ 分割装置
１４２ フレーム保持手段
１４４ テープ拡張手段
１５０ 拡張ドラム

Claims (5)

  1. 複数のデバイスが分割予定ラインによって区画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表面に有するウエーハの加工方法であって、
    該デバイスが形成されたウエーハの表面に保護テープを貼着し、
    該保護テープが貼着されたウエーハの該保護テープ側を第１チャックテーブルで吸引保持しながら、該デバイス領域に対応するウエーハの裏面を所定の厚みに研削して円形凹部を形成するとともに、該円形凹部の外周に該外周余剰領域を含む環状補強部を形成し、
    該ウエーハの裏面側からウエ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照射して、ウエーハ内部に該分割予定ラインに沿った改質層を形成し、
    該ウエーハの裏面側から前記レーザビームを照射して、該円形凹部と該環状補強部との境界部分のウエーハ内部に環状改質層を形成し、
    該円形凹部の直径よりも小さい直径の円柱凸部を有する第２チャックテーブルの該円柱凸部上に該ウエーハの保護テープ側を載置して、該第２チャックテーブルで該ウエーハを吸引保持し、
    該ウエーハの直径より大きい直径の開口部を有する環状フレームの該開口部を塞ぐように該環状フレームに装着された粘着テープを該ウエーハの該環状補強部上に載置し、
    該ウエーハの直径より長いローラーを、該ウエーハに対して下方に押圧しつつ該粘着テープの裏面上を転動させて、該環状補強部を押し下げて該円形凹部と該環状補強部を該環状改質層に沿って分離するとともに、該円形凹部の底面及び該環状補強部に該粘着テープを貼着し、
    該保護テープを該ウエーハから剥離し、
    該環状補強部を該粘着テープから除去する、
    各ステップを具備したウエーハの加工方法。
  2. 該環状補強部を該粘着テープから除去した後、該ウエーハを該分割予定ラインに沿って形成された該改質層に沿って個々のデバイスに割断するステップを更に具備した請求項１記載のウエーハの加工方法。
  3. 複数のデバイスが分割予定ラインによって区画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表面に有するウエーハの加工方法であって、
    該デバイスが形成されたウエーハの表面に保護テープを貼着し、
    該保護テープが貼着されたウエーハの該保護テープ側を第１チャックテーブルで吸引保持しながら、該デバイス領域に対応するウエーハの裏面を所定の厚みに研削して円形凹部を形成するとともに、該円形凹部の外周に該外周余剰領域を含む環状補強部を形成し、
    該ウエーハの裏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ビームを該分割予定ラインに沿って照射して、該ウエーハの裏面に該分割予定ラインに沿った分割溝を形成し、
    該ウエーハの裏面側から前記レーザビームを照射して、該円形凹部と該環状補強部との境界部分のウエーハの裏面に環状分割溝を形成し、
    該円形凹部の直径よりも小さい直径の円柱凸部を有する第２チャックテーブルの該円柱凸部上に該ウエーハの保護テープ側を載置して、該第２チャックテーブルで該ウエーハを吸引保持し、
    該ウエーハの直径より大きい直径の開口部を有する環状フレームの該開口部を塞ぐように該環状フレームに装着された粘着テープを該ウエーハの該環状補強部上に載置し、
    該ウエーハの直径より長いローラーを、該ウエーハに対して下方に押圧しつつ該粘着テープの裏面上を転動させて、該環状補強部を押し下げて該円形凹部と該環状補強部を該環状分割溝に沿って分離するとともに、該円形凹部の底面及び該環状補強部に該粘着テープを貼着し、
    該保護テープを該ウエーハから剥離し、
    該環状補強部を該粘着テープから除去する、
    各ステップを具備したウエーハの加工方法。
  4. 該環状補強部を該粘着テープから除去した後、該ウエーハを該分割予定ラインに沿って形成された該分割溝に沿って個々のデバイスに割断するステップを更に具備した請求項３記載のウエーハの加工方法。
  5. 前記第２チャックテーブルの該円柱凸部は該円形凹部の直径より１〜１０ｍｍ小さい直径を有し、該円柱凸部の高さは該環状補強部の厚さ＋０〜０．２ｍｍである請求項１〜４の何れかに記載のウエーハの加工方法。
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