JP2012084618A

JP2012084618A - ワークの分割方法

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Publication number: JP2012084618A
Application number: JP2010227851A
Authority: JP
Inventors: Kenji Furuta; 健次古田
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-10-07
Filing date: 2010-10-07
Publication date: 2012-04-26
Anticipated expiration: 2030-10-07
Also published as: US20120088354A1; US8685839B2; JP5680931B2

Abstract

【課題】梨地面を有する保持テープを介してでもワークの内部に改質層を形成して分割をすることができるワークの分割方法を提供すること。
【解決手段】裏面に保持テープＴが貼り付けられた半導体ウェーハ１０において、保持テープＴの梨地形成面Ｔ１上に、保持テープＴの屈折率に近い屈折率を持つ塗布部材１３を塗布して平坦化し、その後、パルスレーザービームＬＢを塗布部材１３側から半導体ウェーハ１０内部の予め設定された集光点Ｐへ集光するように出射させる。これにより、パルスレーザービームを十分に集光させることができ、半導体ウェーハ１０内に改質層１４を形成することが可能となる。
【選択図】図６

Description

本発明は、半導体ウェーハなどのワークを分割するワークの分割方法に関するものである。

半導体デバイス製造工程においては、半導体ウェーハや光デバイスウェーハなどのワークの表面に格子状に形成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半導体デバイスや光デバイスなどの回路が形成される。そして、分割予定ラインに沿ってワークを切断して回路が形成された領域を分割することにより、個々の半導体チップが製造される。

ワークに形成された分割予定ラインに沿って分割する方法として、ワークに対して透過性を有する波長のパルスレーザービームを用いるレーザー加工方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このレーザー加工方法（分割方法）は、ワークの一方の面側からワークの内部に集光点を合わせてワークに対して透過性を有するレーザービームを照射し、ワークの内部に分割予定ストリートに沿って改質層を連続的に形成する。そして、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、ワークを半導体チップに分割するものである。

この様なワークを半導体チップに分割する工程において改質層を形成する場合に、（１）ストリート幅の狭いワークに対して改質層を形成するために回路が形成されていない裏面側からレーザービームを照射する必要がある場合があること、（２）改質層を形成した割れやすい状態のワークをハンドリングすることは難しく、改質層形成後にテープの貼替え工程を行うことを避けたいこと、（３）分割した半導体チップをピックアップする工程においてはチップの回路が形成されている表面側が露出している必要があること、を鑑みるとワークの裏面に貼着されたダイシングテープ越しにレーザービームを照射してワークの内部に改質層を形成することが望まれる場合がある。

特許第３４０８８０５号公報

しかしながら、分割予定ラインに沿って外力を与える方法の一種であるテープ拡張工程やハンドリング工程の観点から、保持テープ（ダイシングテープ）の基材フィルム側表面（粘着面と反対側の表面）は摩擦係数を下げるために梨地に形成されている場合がある。そうすると、空気と保持テープとのレーザービームに対する屈折率が大きく異なることから梨地の凹凸で光が散乱しワーク内にレーザービームが十分集光できずに所望の改質層の形成ができないという問題があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、梨地面を有する保持テープ越しでもワークの内部に改質層を形成して分割をすることができるワークの分割方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、分割予定ラインによって区画された表面側の領域にデバイスが形成され、露出面が梨地に形成されたテープが裏面側に貼着されたワークに、該テープの露出面側から該テープ及びワークを透過する波長のレーザービームを照射して該分割予定ラインに沿って改質領域を形成し、該改質領域に外力を加えることによってワークを分割するワークの分割方法であって、液状樹脂を該テープの露出面に塗布して該テープの露出面を平坦化する平坦化工程と、該平坦化工程の後に、該液状樹脂が塗布された該テープの露出面側から該液状樹脂及び該テープ及びワークを透過する波長の該レーザービームをワークの内部に集光点を合わせて照射し、ワークの内部に改質領域を形成する改質層を形成する改質層形成工程と、該改質層形成工程の後に、ワークに外力を加えることによって、ワークの内部に形成された該改質層を基点としてワークを分割する分割工程と、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、表面が梨地面である保持テープを介してレーザービームを入射させても、ワーク内部の所望の位置に改質層を精度よく形成でき、確実にワークを分割することができるワークの分割方法を実現できる。

図１は、本発明の実施の形態に係るワークの分割方法における半導体ウェーハと保持テープとを貼り付けた構成を示す斜視図である。図２は、半導体ウェーハの内部に改質層を形成するためのレーザー加工装置の主要部の構成を説明する概略斜視図である。図３は、塗布装置を構成する保持テーブルの収納位置を説明する概略斜視図である。図４は、レーザー加工装置の概略断面図である。図５は、比較例のレーザービームの集光状態を示す拡大断面図である。図６は、本実施の形態におけるレーザービームの集光状態を示す拡大断面図である。図７は、本実施の形態におけるワークの分割工程を示す断面説明図である。図８は、実験例における保持テープを塗布部材で平坦化し、加工を行ったサンプル１の加工を施した箇所の断面の撮像画像を示す図である。図９は、実験例における保持テープの上に塗布部材を塗布せず、加工を行ったサンプル２の加工を施した箇所の断面の撮像画像を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態であるワークの分割方法について図面を参照して説明する。本実施の形態に係るワークの分割方法は、分割対象のワークに対して先ず、ワーク裏面にテープとしての保持テープを貼り付けた後、ワーク裏面側からパルスレーザービームを照射し、ワークの内部に改質層を形成するものである。その後、改質層が形成されて強度が低下したワークに外力を加えることにより、ワークを分割するものである。

先ず、本実施の形態に係るワークの分割方法の説明に先駆けて、保持テープによるワークの保持構造および加工に用いる装置について説明する。

（ワークの保持構造）
図１は、ワークの一例である半導体ウェーハ１０に保持テープＴを貼り合わせた状態を示している。図１に示すように、本実施の形態で分割対象とする半導体ウェーハ１０は、略円板形状を有する。図１に示すように、半導体ウェーハ１０は、例えば、環状フレームＦの内側開口部を覆うように外周部が装着された保持テープＴの粘着面Ｔ２（図６参照）に裏面（デバイス１２が形成されていない）側が貼着され、表面（デバイス１２が形成された）側が露出した状態で扱われる。保護テープＴが貼着されずに露出する側の半導体ウェーハ１０の表面は、図１中に示すように互いに直交する分割予定ラインＬ（Ｌ１，Ｌ２）によって格子状に区画されており、これら区画された領域内にデバイス１２が形成された構成となっている。

なお、保持テープＴは、例えばポリ塩化ビニルやポリオレフィンなどの伸張可能な合成樹脂シートからなり、これらの本実施の形態におけるレーザービームの波長(１０６４ｎｍ)に対する屈折率は１.４〜１.７である。また、この保持テープＴにおける半導体ウェーハ１０を貼り付けた粘着面Ｔ２と反対側の面は、梨地が形成された梨地形成面Ｔ１であり、梨地としての微細な凹凸部１１が形成されている（図６参照）。

なお、ワークの具体例は、特に限定されるものではなく、例えばシリコン（Ｓｉ）やガリウムヒ素（ＧａＡｓ）などの半導体ウェーハ、チップ実装用としてウェーハの裏面に設けられるＤＡＦ（ＤｉｅＡｔｔａｃｈＦｉｌｍ）等の粘着部材、あるいは半導体製品のパッケージ、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）系の無機材料基板、ＬＣＤドライバー等の各種電子部品、さらにはμｍオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料が挙げられる。

図２は、レーザー加工装置１を示している。本実施の形態では、このレーザー加工装置１を用いて、上記した半導体ウェーハ１０の裏面に貼り付けた保持テープＴの梨地形成面Ｔ１側を入射面とし、デバイス１２を区画している格子状の分割予定ラインＬのそれぞれに沿うように保持テープＴ越しの裏面側からパルスレーザービームを照射することで、半導体ウェーハ１０の内部に分割予定ラインＬに沿った改質層を形成する。また、本実施の形態のレーザー加工装置１は、塗布装置１００が一体に組み込まれた構成となっており、レーザー加工に先立って半導体ウェーハ１０の裏面に貼り付けた保持テープＴの梨地形成面Ｔ１に液体樹脂でなる塗布部材を塗布し、保持テープＴの梨地形成面Ｔ１側を平坦化する。

（塗布装置）
先ず、塗布装置１００の構成について説明する。図３は、塗布装置１００を構成する保持テーブル１２０の収納位置を説明する概略斜視図であり、筐体１１０の一部を切り欠いて筐体１１０の内部を示している。図２および図３に示すように、塗布装置１００は、半導体ウェーハ１０の表面（デバイス１２が形成された表面）側を下にするように半導体ウェーハ１０を保持するための保持テーブル１２０と、保持テーブル１２０によって保持された半導体ウェーハ１０の裏面側の保持テープＴ上に塗布部材を供給するための塗布部材供給手段１４０とを備える。

保持テーブル１２０は、半導体ウェーハ１０に応じた大きさのチャックテーブルを主体とするものであり、上面である保持面１２１の周囲に配設されたクランプ１２２によって環状フレームＦ（図１参照）を固定し、保持面１２１上で半導体ウェーハ１０を吸引保持する（保持面１２１には図示しない吸引口が複数開口しており、図示しない吸引手段に繋がっている。）。なお、図２および図４に示すように、保持面１２１は、周縁部を除く内側領域が凹んだ構造となっている。このため、半導体ウェーハ１０のデバイス１２は、凹んだ領域の底面１２１Ａに直接触れることがないため、デバイス１２側が損傷されることを防止できる。この保持テーブル１２０に対し、半導体ウェーハ１０は、図示しない搬入出手段によって保持テープＴを上にして搬入され、保持面１２１上に載置されて吸引保持される。

このように保持面１２１上で半導体ウェーハ１０を保持する保持テーブル１２０は、円筒状の回転部１３０の上端に同軸的に配設されている。この回転部１３０は、内部に配設された図示しないパルスモータなどを含み、鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿った回転軸として回転自在な構成となっている。さらに、保持テーブル１２０は、この回転部１３０を介して図示しない昇降部によりＺ軸方向へ上下動自在に支持されており、保持面１２１は、図２に示すように筐体１１０の上面高さとなる塗布位置と、図３に示すように塗布位置から下降して筐体１１０の内部に収納された収納位置とに選択的に位置付けられる。ここで、筐体１１０は、上下動自在な保持テーブル１２０を収容し得る大きさの上方開口の箱形状を有し、回転部１３０や図示しない昇降部は、この筐体１１０内に収容されている。

塗布部材供給手段１４０は、図３に示すように、筐体１１０上面の開口近傍に配設されて鉛直方向を回転軸とする回転を自在に行う支軸１４１と、この支軸１４１の上端側に一端が連結されたアーム１４２と、このアーム１４２の他端側に噴出口が下を向くようにして設けられたノズル１４３とを備え、この他に、塗布部材供給源やこの塗布部材供給源からの塗布部材をノズル１４３に導くパイプなどを含む。この塗布部材供給手段１４０は、後述する塗布工程において支軸１４１の回転によってアーム１４２が回動し、塗布位置に位置付けられた保持面１２１の中心近傍上方にノズル１４３が移動するようになっており、ノズル１４３から塗布部材を噴出して保持面１２１上の保持テープＴの梨地形成面Ｔ１上に供給する。

また、この塗布装置１００は、レーザー加工後の塗布部材を洗浄して除去するための洗浄装置としても機能し、収納位置に位置付けられた保持面１２１上の保持テープＴの梨地形成面Ｔ１側に例えば洗浄用の水（洗浄水）を噴出する洗浄水供給ノズル１５０およびエアー供給源からのエアーを噴出するエアーノズル１６０を備えている。

（レーザー加工装置）
そして、以上のように構成される塗布装置１００が一体に組み込まれたレーザー加工装置１は、図２に示すように、半導体ウェーハ１０を保持するための保持テーブル２と、この保持テーブル２をＸ軸方向（加工送り方向）およびＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動させるための保持テーブル駆動手段４と、保持テーブル２によって保持された半導体ウェーハ１０の裏面側に貼り付けた保持テープＴ（塗布部材を含む）越しにパルスレーザービームを照射するためのレーザー照射手段５とを備える。

図２および図４に示すように、保持テーブル２は、塗布装置１００の保持テーブル１２０と同様に、半導体ウェーハ１０に応じた大きさのチャックテーブルを主体とするものであり、上面である保持面２１の周囲に配設されたクランプ２２によって環状フレームＦを固定するようになっている。また、図４に示すように、吸引手段２３によって保持面２１上に載置された半導体ウェーハ１０の周縁部が吸引保持されるようになっている。なお、保持面２１は、図２および図４に示すように、周縁部を除く内側領域が凹んだ構造となっている。このため、半導体ウェーハ１０のデバイス１２は、凹んだ領域の底面２１Ａに直接触れないため、損傷されないようになっている。半導体ウェーハ１０は、保持テーブル２に対して、保持テープＴの梨地形成面Ｔ１（塗布部材を含む）を上にして搬入され、保持面２１上に載置されて吸引保持される。

ここで、保持テーブル２には、塗布装置１００によって保持テープＴの梨地形成面Ｔ１に塗布部材が塗布された半導体ウェーハ１０が搬入される。図２に示すように、塗布装置１００の保持テーブル１２０とレーザー加工装置１の保持テーブル２との間の半導体ウェーハ１０の搬送は、搬送手段６によって行われる。搬送手段６は、一般に使用されている搬送手段と同一の構成でよく、例えば一対の案内レール６１の間に平行に延設されたボールネジ６２やこのボールネジ６２を回転駆動するパルスモータ６３、案内レール６１に摺動自在に係合し、パルスモータ６３の駆動によって保持テーブル１２０の上方と保持テーブル２の上方との間を案内レール６１に沿って移動する移動ブロック６４、移動ブロック６４の下端に取り付けられ、環状フレームＦを吸引保持する搬送パッド６５１を上下方向に昇降自在に保持する保持手段６５等を備える。

以上のように、保持面２１上で半導体ウェーハ１０を保持する保持テーブル２は、円筒部材３の上端に設けられ、円筒部材３内に配設された図示しないパルスモータによって鉛直軸を軸中心として回転自在な構成となっている。

保持テーブル駆動手段４は、２段の滑動ブロック４１，４２を備え、保持テーブル２は、円筒部材３を介してこれら２段の滑動ブロック４１，４２の上に搭載されている。また、保持テーブル駆動手段４は、ボールネジ４３１やパルスモータ４３２などで構成された割り出し送り手段４３を備え、滑動ブロック４１は、この割り出し送り手段４３によってＹ軸方向への移動が自在である。そして、割り出し送り手段４３が駆動して滑動ブロック４１が移動し、後述するレーザー照射手段５に対して保持テーブル２がＹ軸方向に移動することで、滑動ブロック４１に搭載された保持テーブル２とレーザー照射手段５とをＹ軸方向に沿って相対的に移動させる。

さらに、保持テーブル駆動手段４は、ボールネジ４４１やパルスモータ４４２などで構成された加工送り手段４４を備え、滑動ブロック４２は、この加工送り手段４４によってＸ軸方向への移動が自在である。そして、加工送り手段４４が駆動して滑動ブロック４２が移動し、レーザー照射手段５に対して保持テーブル２がＸ軸方向に移動することで、滑動ブロック４２に搭載された保持テーブル２とレーザー照射手段５とをＸ軸方向に沿って相対的に移動させる。

また、割り出し送り手段４３に対しては、保持テーブル２の割り出し送り量を検出するための割り出し送り量検出手段４５が付設されている。割り出し送り量検出手段４５は、Ｙ軸方向に沿って配設されたリニアスケールや、滑動ブロック４１に配設されて滑動ブロック４１とともに移動することでリニアスケールを読み取る読み取りヘッドなどで構成される。同様に、加工送り手段４４に対しては、保持テーブル２の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段４６が付設されている。この加工送り量検出手段４６は、Ｘ軸方向に沿って配設されたリニアスケールや、滑動ブロック４２に配設されて滑動ブロック４２とともに移動することでリニアスケールを読み取る読み取りヘッドなどで構成される。

レーザー照射手段５は、レーザー照射ユニット５１と、保持テーブル２の上方でレーザー照射ユニット５１を支持する支持部材５３とを備える。

レーザー照射ユニット５１は、保持面２１上の半導体ウェーハ１０に対してパルスレーザービームを照射し、分割予定ラインＬに沿って改質層を形成するためのものであり、その下端部に保持面２１上の半導体ウェーハ１０の裏面（保持テープＴと塗布部材を含む）側と対向するように配設された集光器５２を具備している。集光器５２は、レーザー照射ユニット５１の内部に配設されたパルスレーザー発振手段によって発振されるパルスレーザービームを保持面２１上の半導体ウェーハ１０側に向けて集光させるための集光レンズが内部に配設されたものである。パルスレーザー発振手段は、例えばＹＡＧレーザー発振器やＹＶＯ４レーザー発振器からなり、集光器５２の鉛直下方に位置付けられる半導体ウェーハ１０の裏面１１側から、半導体ウェーハ１０を透過する所定波長（例えば１０６４ｎｍ）のパルスレーザーを発振する。

なお、支持部材５３は、レーザー照射ユニット５１をＺ軸方向に移動自在に支持しており、集光器５２に内蔵された集光レンズを保持面２１に対して垂直に移動させることができる。このように、レーザー照射手段５は、集光レンズによって集光されるパルスレーザービームの集光点位置（Ｚ方向の位置）の調整が可能な構成とされている。

以上のように構成されるレーザー加工装置１は、レーザー加工装置１を構成する各部の動作を制御してレーザー加工装置１を統括的に制御する制御手段７を備える。制御手段７は、レーザー加工装置１の動作に必要な各種データを保持するメモリを内蔵したマイクロコンピュータなどで構成され、この制御手段７の制御のもと、レーザー加工装置１は、保持工程、平坦化工程および改質層形成工程を実施する。

ここで、本実施の形態のワークの分割方法において上記したレーザー加工装置１が行うレーザー加工の概要について、比較例と対比しながら説明する。図５は、塗布部材を設けない比較例を説明する説明図であり、保持テープＴが貼り付けられた半導体ウェーハ１０の断面を示すとともに、内部に照射されるパルスレーザービームＬＢの光路を一点鎖線で示している。一方、図６は、半導体ウェーハ１０に保持テープＴが貼り付けられ、保持テープＴの上を塗布部材１３で平坦化した本実施の形態の断面を示している。

本実施の形態では、分割対象とする半導体ウェーハ１０に貼り付けられた保持テープＴの梨地形成面Ｔ１に凹凸部１１が形成されている。ここで、空気と保持テープＴとでは、パルスレーザービームＬＢに対する屈折率が異なる。このため、半導体ウェーハ１０に対して裏面１１側からパルスレーザービームＬＢを照射すると、パルスレーザービームＬＢの光路は、空気と保持テープＴとの界面において屈折する。このとき、図５に示すように、保持テープＴの凹凸部１１に直接パルスレーザービームＬＢを照射してしまうと、その照射領域内で梨地形成面Ｔ１の高さがばらついているため図５中に破線Ｅ２で囲って示すように、パルスレーザービームＬＢが十分に集光されないという問題が生じる。

これに対し、本実施の形態のワークの分割方法では、図６に示すように、レーザー加工に先立って保持テープＴの梨地形成面Ｔ１に塗布部材１３を塗布して梨地形成面Ｔ１を平坦化するようになっている（後述する塗布工程）。塗布部材としては、屈折率が保持テープＴの屈折率と大きく異なるものは適切ではなく、保持テープＴの屈折率に近いものがよい。本実施の形態では、保持テープＴと塗布部材１３とが屈折率の近いものであるため、保持テープＴの梨地形成面Ｔ１と塗布部材１３との界面におけるパルスレーザービームの屈折の度合いを小さくすることができるので、図６中に破線Ｅ１で囲って示すように、半導体ウェーハ１０内部の所定の深さ位置として予め設定される集光点Ｐにパルスレーザービームを十分に集光させることが可能となる。したがって、集光点Ｐを中心として改質層１４を確実に形成することができる。

塗布部材１３の具体的な材料としては、例えばポリイミド、光学プラスチック、ＰＶＡ（Poly Vinyl Alcohol）等の液状樹脂が挙げられる。なお、塗布部材１３のパルスレーザービームＬＢに対する屈折率は、保持テープＴのパルスレーザービームＬＢに対する屈折率（１.４〜１.７程度）に近い材料を選択することが好ましい。

なお、本実施の形態のレーザー加工で用いるパルスレーザービームＬＢに対する空気（０℃，１気圧）の屈折率は、約１．０である。したがって、保持テープＴの屈折率が１.４〜１.７程度であることを踏まえると、大体１．０以上２．０未満の屈折率を持つ塗布部材１３を採用することで加工精度を向上させることができると考えられる（加工に用いるレーザービームの波長に対する空気の屈折率と使用している保持テープＴの屈折率との差よりも、塗布部材１３の屈折率と使用している保持テープＴとの屈折率との差の方が小さくなる様な屈折率である塗布部材１３であれば良い。）。もちろん、保持テープＴおよび塗布部材１３の屈折率が使用している保持テープＴの屈折率に近づくほど加工性の向上が期待できる。

［ワークの分割方法］
次に、本実施の形態におけるワークの分割方法の具体的な工程について説明する。本実施の形態におけるワークの分割方法では、先ず、以上のように構成されるレーザー加工装置１によって保持工程、平坦化工程および改質層形成工程を順に実施する。続いて、塗布部材１３の洗浄工程、分割工程を実施し、分割予定ラインＬ（Ｌ１，Ｌ２）のそれぞれに沿ってワークである半導体ウェーハ１０を分割する。

（保持工程）
保持工程に先立ち、塗布装置１００において図示しない昇降部が保持テーブル１２０を塗布位置に位置付けるとともに、図示しない搬入出手段が保持テープＴを上にした状態で半導体ウェーハ１０を保持テーブル１２０に搬入し、保持面１２１上に載置する。そして、保持テープＴの周縁部が装着された環状フレームＦを、クランプ１２２で保持させる。

（平坦化工程）
続く平坦化工程では、塗布部材供給手段１４０が駆動し、支軸１４１を回転させることによってアーム１４２を回動させ、保持面１２１の中心近傍上方にノズル１４３を移動させる。ノズル１４３から所定量の塗布部材１３を噴出させることで保持テープＴの梨地形成面Ｔ１上に液状樹脂でなる塗布部材１３を供給する。続いて、図示しない昇降部が駆動して保持テーブル１２０を下降させ、保持テーブル１２０を収納位置に位置付ける。その後、回転部１３０が駆動し、保持テーブル１２０を所定の回転速度で所定の時間回転させることで、遠心力によって保持テープＴの梨地形成面Ｔ１上に塗布部材１３を広げる。保持テーブル１２０の回転速度および回転時間は、塗布部材１３の膜厚に応じて適宜設定する。膜厚についても適宜設定できるが、保持テープＴの梨地形成面Ｔ１の凹凸部１１を平坦化するために必要な最小限の膜厚であることが望ましい。なお、通常用いる保持テープＴの梨時形成面Ｔ１の凹凸部１１の段差の程度を考慮すると、塗布部材１３の膜厚は０．５〜１０μｍが好ましく、より好ましくは０.５〜７μｍ、さらに好ましくは０.５〜５μｍである。塗布部材１３の膜厚は、上記範囲よりも薄すぎると凹凸部１１を平坦化しきれず、上記範囲よりも厚すぎると塗布部材１３を構成する樹脂がパルスレーザービームを吸収してしまうため好ましくない。

（改質層形成工程）
改質層形成工程に先立ち、塗布装置１００では、図示しない昇降部が保持テーブル１２０を塗布位置に位置付ける。続いて、搬送手段６が駆動し、保持面１２１上の半導体ウェーハ１０を保持テーブル２へと搬送して保持テープＴ上の塗布部材１３が上になるように載置する。この状態で、環状フレームＦをクランプ２２で保持する。また、図４に示すように、保持テーブル２の吸引手段２３が駆動し、保持面２１上で半導体ウェーハ１０を直接吸引保持する。その後、円筒部材３内に配設された図示しないパルスモータが駆動し、保持面２１上の半導体ウェーハ１０の向きを、その表面の互いに直交するうちの一方の分割予定ラインＬがＸ軸方向に沿う向きに調整する。そして、改質層形成工程では、保持テーブル駆動手段４が駆動して保持テーブル２をＸ軸方向および／またはＹ軸方向に移動させ、直交するうちの一方の分割予定ラインの１つを加工対象の分割予定ラインとして集光器５２の鉛直下方に位置付ける。

なお、これに先立ち、半導体ウェーハ１０の表面の分割予定ラインを検出する必要があるが、半導体ウェーハ１０は、デバイス１２を形成した面が下方を向くように装着される。したがって、例えば半導体ウェーハ１０がシリコンウェーハの場合には、シリコンウェーハを透過する赤外線を用いた赤外線カメラ（図示省略する）を用いる。この赤外線カメラでは、保持面２１上の半導体ウェーハ１０に赤外線を透過させて分割予定ラインＬが形成された表面側を撮像し、得られた画像データにパターンマッチングなどの画像処理を施すことで分割予定ラインＬを検出する。このように、赤外線カメラなどで梨地形成面Ｔ１越しにパターンを撮像する場合も、保持テープＴ上が塗布部材で平坦化されているため、梨地形成面Ｔ１による影響で撮像した画像がぼやけてしまうのを緩和することが出来る。そして、このように分割予定ラインＬを検出することで集光器５２の鉛直下方に加工対象の分割予定ラインＬを位置付ける。ただし、ここでは、半導体ウェーハ１０の表面に設定された分割予定ラインＬが検出できればよく、半導体ウェーハ１０の種類に応じて例えば可視光のカメラ等を適宜選択して用いることとしてもよい。

続いて、パルスレーザービームの集光点が半導体ウェーハ１０内部の所定の深さ位置となるように予め設定されたＺ方向の位置に支持部材５３を移動させ、半導体ウェーハ１０内部の所定の深さ位置Ｐ（図６参照）に集光レンズの集光点を合わせる。そして、保持テーブル２をＸ軸方向に加工送りしながらレーザー照射ユニット５１によって順次パルスレーザービームＬＢを照射する。これにより、パルスレーザービームＬＢが半導体ウェーハ１０内部の所定の深さ位置Ｐに集光された状態で分割予定ラインＬに沿って照射され、この結果、図６に示すように、半導体ウェーハ１０の内部に加工対象の分割予定ラインＬに沿って改質層１４が形成される。

その後は、順次隣接する分割予定ラインＬを集光器５２の鉛直下方に位置付けて加工対象を移しながら、分割予定ラインＬのそれぞれに沿って改質層１４を形成する。直交する一方の分割予定ライン全てに改質層１４を形成したならば、保持テーブル２を９０度回転させることで他方の分割予定ラインＬがＸ軸方向に沿うように半導体ウェーハ１０の姿勢を変更する。そして、他方の分割予定ラインＬを順次集光器５２の鉛直下方に位置付けて加工対象を移しながら、この他方の分割予定ラインＬのそれぞれに沿って改質層１４を形成する。

ここで、改質層とは、密度や屈折率、機械的強度、あるいはその他の物理的特性が周囲とは異なる状態となった領域のことをいう。例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等が挙げられ、これらが混在した領域を含む。

以上説明した改質層形成工程により、半導体ウェーハ１０の内部には、分割予定ラインＬのそれぞれに沿って改質層１４が形成されていく。

（塗布部材除去工程）
塗布部材１３としてＰＶＡなどの水溶性の材料を用いる場合には、塗布部材除去工程をレーザー加工装置１に組み付けられた塗布装置１００で実施することが可能である。すなわち、塗布装置１００は洗浄装置としての機能を有しており、改質層１４が形成されて半導体ウェーハ１０に保持テープＴが貼られた状態で、保持テーブル１２０に搬入することで塗布部材除去工程を塗布装置１００で実施することが可能である。

このように分割前の塗布部材除去工程を行う場合は、改質層形成工程後の半導体ウェーハ１０を塗布装置１００の保持テーブル１２０の保持面１２１上に塗布部材１３側を上にして載置する。続いて、保持テーブル１２０の図示しない吸引手段が駆動し、かつ環状フレームＦをクランプ１２２で固定し、保持面１２１上で半導体ウェーハ１０の表面側を吸引保持する。そして、図示しない昇降部を駆動させて保持テーブル１２０を下降させ、保持テーブル１２０を収納位置に位置付ける。また、このように収納位置に位置付けた保持テーブル１２０の保持面１２１上方に洗浄水供給ノズル１５０およびエアーノズル１６０を位置付ける。その後、回転部１３０を駆動して保持テーブル１２０を回転させるとともに、洗浄水供給ノズル１５０およびエアーノズル１６０から洗浄水およびエアーを保持テープＴ上に噴出させる。これにより、保持テープＴにおける梨地形成面Ｔ１側が洗浄され、梨地形成面Ｔ１から塗布部材１３が除去される。

（分割工程）
分割工程では、半導体ウェーハ１０に外力を加え、改質層１４を基点として半導体ウェーハ１０を分割する。この分割工程は、周知の分割装置によって実施される。ここで、分割装置は、半導体ウェーハ１０に貼着された保持テープＴの終端を引き伸ばして保持テープＴを拡張させることにより、半導体ウェーハ１０に対して放射状に引張力を作用させるものである。

分割工程に先立ち、図示しない分割装置を構成する分割用テーブルによって改質層１４が形成された半導体ウェーハ１０を保持する。この分割用テーブルは、上面である保持面上で半導体ウェーハ１０をその裏面に貼着された保持テープＴを介して支持するものであり、この分割用テーブル上に、半導体ウェーハ１０は、表面を上にして搬入される。そして、分割工程では、分割装置によって図７中に矢印Ａ１、Ａ２に示す方向に保持テープＴを拡張させることで半導体ウェーハ１０に外力を加え、改質層１４が形成されたことで強度が低下している分割予定ラインＬに沿って半導体ウェーハ１０を破断し、チップ１０ａに分割する。この結果、半導体ウェーハ１０は、個々のデバイスに分離（個片化）される。なお、この際に、保持テープＴは、保持面に対して梨地形成面Ｔ１で接触するため滑り性が確保でき、保持テープＴの全域が伸張して半導体ウェーハ１０の分割を良好に行うことができる。

（実験例）
次に、保持テープＴの梨地形成面Ｔ１の上に塗布部材１３を塗布した場合と、塗布しない場合の改質層の形成状態を比較した実験例について説明する。

先ず、この実験例では、厚さ７２５μｍのシリコンウェーハＷの表面に厚さ９０μｍのＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）からなる保持テープＴの粘着面Ｔ２側を貼り合わせた。そして、保持テープの梨地形成面側にＰＶＡ（Poly Vinyl Alcohol）でなる塗布部材をスピンコートして１．０μｍの厚みに形成したサンプル１と、塗布部材を設けないサンプル２とを用意した。そして、それぞれのサンプル１、２に対して保持テープ越しにシリコンウェーハへ向けてパルスレーザービームを照射して改質層の形成を試みた。ここで、パルスレーザービームは、一本の分割予定ラインに対して焦点位置を深さ方向にズラしながら複数回走査して照射した。

この結果、図８に示すように、塗布部材で平坦化したサンプル１では、シリコンウェーハの内部に複数の改質層を確認することができたが、図９に示すように、塗布部材を設けないサンプル２では、シリコンウェーハの内部に改質層を殆ど確認することができなかった。このように、保持テープの梨地形成面上に塗布部材をスピンコートして平坦化を行うことにより、保持テープ越しに改質層を良好に形成できることが判った。

以上説明したように、本実施の形態では、パルスレーザービームＬＢに対する屈折率が保持テープＴの屈折率に近い塗布部材１３を梨地形成面Ｔ１の上に塗布して平坦化することとした。そして、このように平坦化した面側からパルスレーザービームＬＢを照射して半導体ウェーハ１０の内部に分割予定ラインＬに沿った改質層１４を形成した。これによれば、パルスレーザービームＬＢを半導体ウェーハ１０内部の集光点Ｐに十分集光させることができ、半導体ウェーハ１０の内部に改質層１４を形成するレーザー加工を行い、形成した改質層１４を基点として半導体ウェーハ１０を分割することができる。

なお、本実施形態ではデバイス１２を保護するために、中央が窪んだ保持テーブル１２０と保持テーブル２を使用したが、多孔質シートをワークの表面側とテーブルの保持面の間に挟んで吸引保持したり、研削時にワークの表面側に貼着されていた研削保護テープをはがさずにそのままの状態でワークをテーブルに保持してデバイス１２を保護しても良い。もちろん、通常の保持テーブルに直接デバイス１２を保持しても問題がない場合はその様にしても良い。

以上のように、本発明のワークの分割方法は、パルスレーザービームの入射面に凹凸が存在する保持テープが貼り付けられたワークであっても、ワークの内部に改質層を形成するレーザー加工を行ってワークを分割するのに適している。

１レーザー加工装置
１００塗布装置
１４０塗布部材供給手段
５レーザー照射手段
１０半導体ウェーハ
１１凹凸部
１２デバイス
１３塗布部材
１４改質層
１０ａチップ
Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）分割予定ライン
Ｐ集光点
Ｔ保持テープ
Ｔ１梨地形成面
Ｔ２粘着面

Claims

分割予定ラインによって区画された表面側の領域にデバイスが形成され、露出面が梨地に形成されたテープが裏面側に貼着されたワークに、該テープの露出面側から該テープ及びワークを透過する波長のレーザービームを照射して該分割予定ラインに沿って改質領域を形成し、該改質領域に外力を加えることによってワークを分割するワークの分割方法であって、
液状樹脂を該テープの露出面に塗布して該テープの露出面を平坦化する平坦化工程と、
該平坦化工程の後に、該液状樹脂が塗布された該テープの露出面側から該液状樹脂及び該テープ及びワークを透過する波長の該レーザービームをワークの内部に集光点を合わせて照射し、ワークの内部に改質領域を形成する改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層形成工程の後に、ワークに外力を加えることによって、ワークの内部に形成された該改質層を基点としてワークを分割する分割工程と、
を含むことを特徴とするワークの分割方法。