JP2011187479A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面に機能層が積層されたウエーハを所定のストリーに沿って確実に破断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】基板の表面に積層された機能層２１に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリート２３に沿って機能層に照射してレーザー加工溝２１１を形成することにより、機能層をストリートに沿って分離する機能層分離工程と、ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材装着工程と、基板の裏面を研磨する裏面研磨工程と、基板に対して透過性を有するレーザー光線を基板の裏面側２０ｂからストリートに沿って照射し、基板の内部にストリートに沿って変質層２０２を形成する変質層形成工程と、基板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の表面に貼着するウエーハ支持工程と、ダイシングテープの表面に貼着されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを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。
【選択図】図１４

Description

本発明は、表面に複数のストリート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、ストリートに沿って分割するウエーハの加工方法に関する。

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、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。

近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイスの処理能力を向上するために、シリコン等の半導体基板の表面に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）と回路を形成する機能膜が積層された積層体によって半導体デバイスを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。

また、光デバイス製造工程においては、略円板形状であるサファイア基板の表面にn型窒化物半導体層およびp型窒化物半導体層からなる光デバイス層が積層され格子状に形成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発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスを形成して光デバイスウエーハを構成する。そして、光デバイスウエーハをストリートに沿って分割することにより光デバイスが形成された領域を分割して個々の光デバイスを製造している。

上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハをストリート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実用化されている。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、ウエーハの内部にストリート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ストリートに沿って外力を加えることにより、ウエーハを破断して分割するものであり、ストリートの幅を狭くすることが可能となる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１２９０２号公報

而して、表面に低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）や光デバイス層等の機能層が積層されたウエーハを上述したレーザー加工方法を用いて分割しようとしてもストリートに沿って確実に分割することができない。即ち、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、ウエーハの内部にストリートに沿って変質層を形成した後にストリートに沿って外力を付与しても、低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）や光デバイス層等の機能層を確実に破断することができない。また、ウエーハがストリートに沿って破断されたとしても機能層が雲母のように剥離して個々の分割されたデバイスの品質を低下させるという問題がある。

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、表面に機能層が積層されたウエーハを所定のストリートに沿って確実に破断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、基板の表面に機能層が積層され複数のバイスが形成されたウエーハを、該複数のデバイスを区画するストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
基板の表面に積層された機能層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリートに沿って機能層に照射し、機能層をストリートに沿って分離する機能層分離工程と、
該機能層分離工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材装着工程と、
該保護部材が貼着されたウエーハを構成する基板の裏面を研磨する裏面研磨工程と、
該裏面研磨工程が実施されたウエーハを構成する基板に対して透過性を有するレーザー光線を基板の裏面側からストリートに沿って照射し、基板の内部にストリートに沿って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構成する基板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の表面に貼着するとともにウエーハの表面に貼着されている保護部材を剥離するウエーハ支持工程と、
ダイシングテープの表面に貼着されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを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加工方法が提供される。

ウエーハは、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しており、
機能層分離工程は、デバイス領域におけるストリートに沿ってレーザー光線を照射し、
変質層形成工程は、外周余剰領域におけるストリートの延長線上に照射して基板の内部に確認用の変質層を形成し、該確認用の変質層とストリートに沿って形成されたレーザー加工溝との位置ズレを確認するズレ確認工程を含んでいる。

本発明によるウエーハの加工方法においては、基板の内部にストリートに沿って変質層が形成されたウエーハに外力を付与してウエーハをストリートに沿って破断するウエーハ破断工程を実施する際には、ウエーハを構成する機能層は機能層分離工程において形成されたレーザー加工溝によってストリートに沿って分離されているので、ウエーハがストリートに沿って破断される際に剥離することはなく、機能層が剥離することによりデバイスの品質を低下させるという問題を解消することができる。

本発明によるウエーハの加工方法によって分割されるウエーハとしての半導体ウエーハを示す斜視図。 図１に示す半導体ウエーハの断面拡大図。 本発明によるウエーハの加工方法における機能層分離工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における機能層分離工程を示す説明図。 図４に示す機能層分離工程が実施された半導体ウエーハの断面拡大図。 図４に示す機能層分離工程が実施された半導体ウエーハの平面図。 本発明によるウエーハの加工方法における保護部材装着工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における研磨工程を実施するための研磨装置の要部斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における研磨工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工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要部斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における確認用変質層形成工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるズレ確認工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における変質層形成工程を示す説明図。 図１３に示す変質層形成工程が実施された光デバイスウエーハの断面拡大図。 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を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工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加工方法におけるウエーハ破断工程を示す説明図。

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。

図１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が示されており、図２には図１に示す半導体ウエーハの要部拡大断面図が示されている。図１および図２に示す半導体ウエーハ２は、シリコン等の半導体基板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ストリート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）からなっている。なお、図示の実施形態における半導体ウエーハ２は、厚みが５５μmの半導体基板２０の表面２０aに厚みが５μmの機能層２１が積層して形成されている。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２４０を備えている。

上述した半導体ウエーハ２をストリート２３に沿って分割するには、先ず半導体基板２０の表面２０aに積層された機能層２１に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリート２３に沿って機能層２１に照射し、機能層２１をストリート２３に沿って分離する機能層分離工程を実施する。この機能層分離工程は、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３は、被加工物を保持するチャックテーブル３１と、該チャックテーブル３１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３２と、チャックテーブル３１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段３３を具備している。チャックテーブル３１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３において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動するとともに、図示しない割り出し送り手段によって矢印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。

上記レーザー光線照射手段３２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング３２１を含んでいる。ケーシング３２１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３２１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３２２が装着されている。

上記レーザー光線照射手段３２を構成するケーシング３２１の先端部に装着された撮像手段３３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３を用いて機能層分離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３のチャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２を構成する半導体基板２０の裏面２０b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３１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３１上に吸引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。

上述したように半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段３３の直下に移動される。チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３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３３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の所定方向に形成されているストリート２３と、ストリート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３２の集光器３２２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を構成する機能層２１に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びるストリート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。

以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持された半導体ウエーハ２に形成されているストリート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４の（ａ）で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２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２３を集光器３２２の直下に位置付ける。このとき、図４の（ａ）および（ｂ）で示すように半導体ウエーハ２は、デバイス領域２２０のストリート２３におけるデバイス２２を区画する一端部が集光器３２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、レーザー光線照射手段３２の集光器３２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを機能層２１の上面付近に合わせる。次に、レーザー光線照射手段３２の集光器３２２から機能層２１に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３１を図４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（機能層分離工程）。そして、図４の（c）で示すようにデバイス領域２２０のストリート２３におけるデバイス２２を区画する他端部が集光器３２２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３１の移動を停止する。この結果、図４の（c）および図５に示すように半導体ウエーハ２を構成する機能層２１にはレーザー加工溝２１１が形成され、機能層２１はストリート２３に沿って分離される。

なお、上記機能層分離工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の光源 ：ＹＶＯ４、YAGパルスレーザー
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
出力 ：０．５W
集光スポット径 ：１０μｍ
加工送り速度 ：３００ｍｍ／秒

このようにして、半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０における所定方向に延在する全てのストリート２３に沿って上記機能層分離工程を実行したならば、チャックテーブル３１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２３に沿って上記機能層分離工程を実行する。この結果、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１には、図６に示すようにデバイス領域２２０におけるストリート２３によってデバイス２２を区画する部分のみにレーザー加工溝２１１が形成される。

上述した機能層分離工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに保護部材を貼着する保護部材装着工程を実施する。即ち、図７の(a)および(b)に示すようにストリート２３に沿ってレーザー加工溝２１１が形成された半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに保護部材４の粘着面に貼着する。この保護部材４は、塩化ビニール等の合成樹脂シートが用いられる。

上述した保護部材装着工程を実施したならば、保護部材４が貼着された半導体ウエーハ２を構成する半導体基板２０の裏面２０bを研磨して裏面を平滑面に形成する裏面研磨工程を実施する。この裏面研磨工程は、図８に示す研磨装置５を用いて実施する。図８に示す研磨装置５は、被加工物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に保持された被加工物を研磨する研磨手段５２を具備している。チャックテーブル５１は、上面に被加工物を吸引保持し図８において矢印５１aで示す方向に回転せしめられる。研磨手段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磨工具５２４とを具備している。この研磨工具５２４は、円板状の基台５２５と、該基台５２５の下面に装着された研磨パッドまたは研磨砥石５２６とからなっており、基台５２５がマウンター５２３の下面に締結ボルト５２７によって取り付けられている。なお、研磨パッドまたは研磨砥石５２６は、直径が被加工物としての半導体ウエーハ２の直径より大きい値に形成されている。

上述した研磨装置５を用いて上記半導体ウエーハ２を構成する半導体基板２０の裏面２０bを研磨するには、図８および図９に示すようにチャックテーブル５１の上面（保持面）に半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに貼着された保護部材４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５１上に保護部材４を介して半導体ウエーハ２を吸着保持する。従って、チャックテーブル５１上に保持された半導体ウエーハ２は、半導体基板２０の裏面２０bが上側となる。このようにチャックテーブル５１上に保護部材４を介して半導体ウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル５１を図９において矢印５１aで示す方向に例えば６０ｒｐｍで回転しつつ、研磨手段５２の研磨工具または研磨砥石５２４を図９において矢印５２４aで示す方向に例えば１２００ｒｐｍで回転せしめて図９に示すように研磨パッドまたは研磨砥石５２６を半導体ウエーハ２を構成する半導体基板２０の裏面２０bに接触せしめ、所定の圧力（例えば、１００N）で押圧して研磨する。

次に、裏面研磨工程が実施された所定の厚みに形成されるとともに裏面が平滑面に形成された半導体ウエーハ２を構成する半導体基板２０に対して透過性を有する波長のレーザー光線を半導体基板２０の裏面２０b側からストリート２３に沿って照射し、半導体基板２０の内部にストリート２３に沿って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３と実質的に同様のレーザー加工装置を用いパルスレーザー光線の波長を変更して実施することができる。従って、以下に述べる変質層形成工程は、図３に示すレーザー加工装置３の符号と同一符号を用いて説明する。

上述したレーザー加工装置３を用いて変質層形成工程を実施するには、図１０に示すようにレーザー加工装置３のチャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２の保護部材４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３１上に保護部材４を介して半導体ウエーハ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３１上に吸引保持された半導体ウエーハ２は半導体基板２０の裏面２０ｂ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を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。そして、撮像手段３３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３３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２３と、このストリート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３２の集光器３２２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する方向に延びるストリート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（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３３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、半導体基板２０の裏面２０ｂから透かしてストリート２３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１１の（ａ）で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、半導体ウエーハ２の外周余剰領域２４０における所定のストリート２３の一端部（図１１の（ａ）において左端部）をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の直下に位置付ける。そして、パルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体基板２０の厚み方向中央部に合わせる。次に、集光器３２２から半導体基板２０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つつチャックテーブル３１を図１１の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に数ミリ移動せしめる。この結果、半導体ウエーハ２を構成する半導体基板２０には、図１１の（ｂ）に示すように外周余剰領域２４０におけるレーザー加工溝２１１が形成されたストリート２３の延長線上の内部に確認用の変質層２０１が形成される（確認用変質層形成工程）。なお、確認用変質層形成工程における加工条件は、後述する変質層形成工程における加工条件と同一でよい。

上述したように確認用の変質層２０１を形成したならば、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１を撮像手段３３の直下に位置付け、図１２の（ａ）で示すように確認用の変質層２０１および上記レーザー加工溝２１１が形成された領域を撮像手段３３の直下に位置付ける。そして、撮像手段３３を作動して確認用の変質層２０１およびレーザー加工溝２１１が形成されたストリート２３を撮像し、図１２の（ｂ）に示すように撮像した画像を図示しない制御手段に送る。このとき、確認用の変質層２０１は半導体基板２０の内部に形成され、レーザー加工溝２１１は下側に位置しているが、撮像手段３３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、半導体基板２０の裏面２０ｂから透かしてストリート２３を撮像することができる。撮像手段３３から送られた画像信号を入力した図示しない制御手段は、確認用の変質層２０１がレーザー加工溝２１１の延長線上に形成されているか否か、即ち確認用の変質層２０１がレーザー加工溝２１１とズレていないかを確認する（ズレ確認工程）。もし、確認用の変質層２０１がレーザー加工溝２１１の延長線上からズレている場合には、図示しない割り出し送り手段を作動してレーザー加工溝２１１の延長線上がレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の直下になるように調整する（ウエーハ調整工程）。

上述したウエーハ調整工程を実施したならば、図１３の（ａ）で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２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２３の一端（図１３の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の直下に位置付ける。そして、パルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体基板２０の厚み方向中央部に合わせる。次に、集光器３２２から半導体基板２０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つつチャックテーブル３１を図１３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１３の（ｂ）で示すように集光器３２２の照射位置がストリート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３１の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ２を構成する半導体基板２０には、図１３の（ｂ）および図１４に示すように内部にストリート２３に沿って変質層２０２が形成される（変質層形成工程）。この変質層形成工程を実施するに際しては、上述したズレ確認工程において確認用の変質層２０１がストリート２３に沿って形成されたレーザー加工溝２１１の延長線上に形成されているか否かを確認し、レーザー加工溝２１１の延長線上にレーザー光線照射手段３２の集光器３２２が位置するように調整されているので（ウエーハ調整工程）、変質層形成工程によって形成された変質層２０２はレーザー加工溝２１１に幅方向の中間位置に沿って形成される。なお、変質層形成工程が実施される半導体ウエーハ２を構成する半導体基板２０の裏面２０bは上記裏面研磨工程が実施され平滑面に形成されているので、照射されるレーザー光線が乱反射することなく集光点を所定の位置に位置付けて変質層形成工程を実施することができる。

なお、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 ：ＹＶＯ４、YAGパルスレーザー
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：８０ｋＨｚ
出力 ：０．２W
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／秒

以上のようにして、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２３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３１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に延びる各ストリート２３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を実施したならば、半導体ウエーハ２を構成する半導体基板２０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の表面に貼着するとともにウエーハの表面に貼着されている保護部材を剥離するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図１５の（ａ）および（ｂ）に示すように、環状のフレーム６の内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープ７の表面に半導体ウエーハ２を構成する半導体基板２０の裏面２０bを貼着する。そして、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部材４を剥離する。

上述したウエーハ支持工程を実施したならば、環状のフレーム６に装着されたダイシングテープ７に貼着されている半導体ウエーハ２に外力を付与し、半導体ウエーハ２をレーザー加工溝２１１および変質層２０２が形成されているストリート２３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、図示の実施形態においては図１６に示すテープ拡張装置８を用いて実施する。図１６に示すテープ拡張装置８は、上記環状のフレーム６を保持するフレーム保持手段８１と、該フレーム保持手段８１に保持された環状のフレーム６に装着されたダイシングテープ７を拡張するテープ拡張手段８２を具備している。フレーム保持手段８１は、環状のフレーム保持部材８１１と、該フレーム保持部材８１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ８１２とからなっている。フレーム保持部材８１１の上面は環状のフレーム６を載置する載置面８１１ａを形成しており、この載置面８１１ａ上に環状のフレーム６が載置される。そして、載置面８１１ａ上に載置された環状のフレーム６は、クランプ８１２によってフレーム保持部材８１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段８１は、テープ拡張手段８２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８２は、上記環状のフレーム保持部材８１１の内側に配設される拡張ドラム８２１を具備している。この拡張ドラム８２１は、環状のフレーム６の内径より小さく該環状のフレーム６に装着されたダイシングテープ７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８２１は、下端に支持フランジ８２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段８２は、上記環状のフレーム保持部材８１１を上下方向に進退可能な支持手段８３を具備している。この支持手段８３は、上記支持フランジ８２２上に配設された複数のエアシリンダ８３１からなっており、そのピストンロッド８３２が上記環状のフレーム保持部材８１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ８３１からなる支持手段８３は、環状のフレーム保持部材８１１を載置面８１１ａが拡張ドラム８２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム８２１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８３１からなる支持手段８３は、拡張ドラム８２１とフレーム保持部材８１１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８を用いて実施するウエーハ破断工程について図１７を参照して説明する。即ち、半導体ウエーハ２を構成する半導体基板２０の裏面２０ｂが貼着されているダイシングテープ７が装着された環状のフレーム６を、図１７の（ａ）に示すようにフレーム保持手段８１を構成するフレーム保持部材８１１の載置面８１１ａ上に載置し、クランプ８１２によってフレーム保持部材８１１に固定する。このとき、フレーム保持部材８１１は図１７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８２を構成する支持手段８３としての複数のエアシリンダ８３１を作動して、環状のフレーム保持部材８１１を図１７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８１１の載置面８１１ａ上に固定されている環状のフレーム６も下降するため、図１７の（ｂ）に示すように環状のフレーム６に装着されたダイシングテープ７は拡張ドラム８２１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７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は半導体基板２０に変質層２０２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２３に沿って破断され個々のデバイス２２に分割される。このとき、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１は上記機能層分離工程において形成されたレーザー加工溝２１１によってストリート２３に沿って分離されているので、半導体ウエーハ２がストリート２３に沿って破断される際に剥離することはなく、機能層２１が剥離することにより半導体デバイス２３の品質を低下させるという問題を解消することができる。

２：半導体ウエーハ
２０：半導体基板
２１：機能層
２２：デバイス
２３：ストリート
３：レーザー加工装置
３１：レーザー加工装置のチャックテーブル
３２：レーザー光線照射手段
３２２：集光器
４：保護部材
５：研磨装置
５１：研磨装置のチャックテーブル
５２：研磨手段
５２４：研磨工具
６：環状のフレーム
７：ダイシングテープ
８：テープ拡張装置
８１：フレーム保持手段
８２：テープ拡張手段

Claims (2)

1. 基板の表面に機能層が積層され複数のバイスが形成されたウエーハを、該複数のデバイスを区画するストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
   基板の表面に積層された機能層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をストリートに沿って機能層に照射してレーザー加工溝を形成することにより、機能層をストリートに沿って分離する機能層分離工程と、
   該機能層分離工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材装着工程と、
   該保護部材が貼着されたウエーハを構成する基板の裏面を研磨する裏面研磨工程と、
   該裏面研磨工程が実施されたウエーハを構成する基板に対して透過性を有するレーザー光線を基板の裏面側からストリートに沿って照射し、基板の内部にストリートに沿って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構成する基板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の表面に貼着するとともにウエーハの表面に貼着されている保護部材を剥離するウエーハ支持工程と、
   ダイシングテープの表面に貼着されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを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加工方法。
2. ウエーハは、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しており、
   該機能層分離工程は、該デバイス領域におけるストリートに沿ってレーザー光線を照射し、
   該変質層形成工程は、該外周余剰領域におけるストリートの延長線上に照射して基板の内部に確認用の変質層を形成し、該確認用の変質層とストリートに沿って形成されたレーザー加工溝との位置ズレを確認するズレ確認工程を含んでいる、請求項1記載のウエーハの加工方法。

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