JP2014107339A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄く研削されたウェーハの破損を防止し、分割予定ラインに沿ってウェーハを適切に分割可能なウェーハの加工方法を提供すること。
【解決手段】樹脂（Ｒ）を介してウェーハ（Ｗ）を支持部材（Ｓ）に貼着固定するウェーハ貼着工程と、ウェーハの裏面（Ｗ２）側を研削して薄化する薄化工程と、レーザー光線（Ｌ）を照射して分割起点領域（Ｗ３）を形成するレーザー光線照射工程と、エキスパンドテープ（Ｔ）を貼着するエキスパンドテープ貼着工程と、樹脂の粘着力を低下させるようにウェーハを冷却する第一の冷却工程と、樹脂の粘着力を低下させた状態で支持部材を剥離する支持部材剥離工程と、ウェーハを個々のデバイスに分割する分割工程と、樹脂の粘着力を低下させるようにウェーハを冷却する第二の冷却工程と、樹脂の粘着力を低下させた状態で樹脂を剥離する樹脂除去工程と、を備える構成とした。
【選択図】図７

Description

本発明は、光デバイスウェーハなどを加工するウェーハの加工方法に関し、特に、支持部材に貼着されたウェーハを研削して所定の厚みへと薄化した後、分割予定ラインに沿って各チップに分割するウェーハの加工方法に関する。

近年、小型軽量な光デバイスを実現するために、光デバイスウェーハを薄化することが求められている。光デバイスウェーハは、表面の分割予定ラインで区画される各領域に光デバイスが形成された後、裏面を研削されることで薄化される。この薄化の際には、光デバイスを保護するために、光デバイスウェーハの表面に保護テープを貼着するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

ところで、光デバイスウェーハの剛性は、薄化されるにつれて低下する。このため、光デバイスウェーハは、研削処理の進行に伴い大きく反らされてしまい、割れやクラックなどの発生する可能性が高くなる。また、光デバイスウェーハの外周部がナイフエッジ化されて薄くなると、外周部においてクラックや割れ、欠けなどを生じる恐れもある。

研削に伴う上述の問題を解消するため、剛体でなる支持部材に被加工物である光デバイスウェーハを貼着して研削する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、支持部材により光デバイスウェーハは補強されるので、研削時の反りなどを抑制して破損を防止できる。

特開平５−１９８５４２号公報 特開２００４−２０７６０６号公報

上述の方法において、被加工物である光デバイスウェーハは、例えば、固定材となる樹脂を介して支持部材の表面に固定され、所定の厚みまで研削される。研削後の光デバイスウェーハは、樹脂を軟化させた上で引き剥がすように支持部材から分離される。ところが、薄化後の光デバイスウェーハの剛性は著しく低下しているので、支持部材の剥離の際に光デバイスウェーハを破損させる恐れがある。また、このようにして薄化された光デバイスウェーハを各チップに分割するのは容易でない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、薄く研削されたウェーハの破損を防止し、分割予定ラインに沿ってウェーハを適切に分割可能なウェーハの加工方法を提供することを目的とする。

本発明のウェーハの加工方法は、表面に分割予定ライン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ェーハを該分割予定ラインに沿って分割するウェーハの加工方法であって、支持部材に外部刺激により硬化する樹脂を塗布し、ウェーハの表面を対面させウェーハを該樹脂に埋没させてウェーハの外周全周に渡って該樹脂がウェーハの裏面まで隆起するまでウェーハを押圧して載置し、該樹脂に外部刺激を与えて硬化させウェーハを該支持部材上に貼着固定するウェーハ貼着工程と、該ウェーハ貼着工程を実施した後、該支持部材側を保持テーブルで保持してウェーハの裏面を研削し該所定厚みへと薄化する薄化工程と、該薄化工程を実施した後に、ウェーハの裏面から該分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し分割する起点となる分割起点領域を形成するレーザー光線照射工程と、該レーザー光線照射工程を実施した後に、該裏面にエキスパンドテープを貼着するエキスパンドテープ貼着工程と、該エキスパンドテープ貼着工程を実施した後に、該樹脂の粘着性を低下させる温度において樹脂を介して該支持部材に貼着されたウェーハを冷却する第一の冷却工程と、該支持部材は外部からの力により湾曲可能な厚さに形成されており、該第一の冷却工程を実施した後に、該支持部材と該樹脂の界面の一部に剥離のきっかけを形成し、該樹脂の粘着性が低下した状態で該きっかけから該支持部材を湾曲させて該樹脂から剥離する支持部材剥離工程と、該支持部材剥離工程を実施した後に、押圧手段により該樹脂側から押圧することにより該分割予定ラインに沿って外力を付与しウェーハを該分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する分割工程と、該分割工程の後に、該樹脂の粘着性を低下させる温度において樹脂が貼着されたウェーハを冷却する第二の冷却工程と、該第二の冷却工程を実施した後に、該樹脂の粘着性が低下した状態でウェーハから該樹脂を剥離する樹脂除去工程と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、支持部材でウェーハを支持させるので、研削時のウェーハの撓みは抑制されてウェーハを十分に薄く加工できる。また、第一の冷却工程で樹脂の粘着力を低下させた上で支持部材を湾曲させることにより、樹脂との界面に形成されたきっかけとなる領域を起点として樹脂から支持部材を容易に剥離できる。さらに、ウェーハは、樹脂を被覆された状態で分割されるので、分割された各デバイスの相対位置がずれ難くなり、分割予定ラインに沿ってウェーハを適切に分割できる。また、第二の冷却工程で樹脂の粘着力を低下させるので、分割後のウェーハから樹脂を容易に剥離できる。このように、上述の構成により、薄く研削されたウェーハの破損を防止し、分割予定ラインに沿ってウェーハを適切に分割できる。

本発明のウェーハの加工方法において、該支持部材は、外部からの力により湾曲可能な厚さに形成された金属基板又は、外部からの力により湾曲可能な化学強化ガラス板から構成されても良い。

本発明によれば、薄く研削されたウェーハの破損を防止し、分割予定ラインに沿ってウェーハを適切に分割可能なウェーハの加工方法を提供できる。

本実施の形態のウェーハ貼着工程において支持部材に樹脂が塗布される様子を示す図である。 本実施の形態のウェーハ貼着工程においてウェーハが押圧される様子を示す図である。 本実施の形態のウェーハ貼着工程において樹脂を硬化させる様子を示す図である。 本実施の形態の薄化工程においてウェーハが研削される様子を示す図である。 本実施の形態のレーザー光線照射工程においてウェーハに改質層が形成される様子を示す図である。 本実施の形態のエキスパンドテープ貼着工程においてウェーハにエキスパンドテープが貼着される様子を示す図である。 本実施の形態の第一の冷却工程においてウェーハが冷却される様子を示す図である。 本実施の形態の支持部材剥離工程において樹脂から支持部材が剥離される様子を示す図である。 本実施の形態の分割工程においてウェーハが分割される様子を示す図である。 本実施の形態の第二の冷却工程においてウェーハが冷却される様子を示す図である。 本実施の形態の樹脂除去工程においてウェーハから樹脂が除去される様子を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下においては、光デバイスウェーハを加工対象とするウェーハの加工方法について説明するが、本発明の加工対象となるウェーハは、光デバイスウェーハに限定されるものではない。

本実施の形態のウェーハの加工方法は、ウェーハ貼着工程、薄化工程、レーザー光線照射工程、エキスパンドテープ貼着工程、第一の冷却工程、支持部材剥離工程、分割工程、第二の冷却工程、及び樹脂除去工程を含む。ウェーハ貼着工程では、液状の樹脂Ｒを塗布した支持部材Ｓに表面Ｗ１を対面させるようにウェーハＷを押し付け、樹脂Ｒを硬化させてウェーハＷを支持部材Ｓに貼着固定する（図１〜図３参照）。薄化工程では、ウェーハＷの裏面Ｗ２側を研削して所定の仕上げ厚みに薄化する（図４参照）。レーザー光線照射工程では、分割予定ラインに沿ってウェーハＷにレーザー光線Ｌを照射し、分割の起点となる改質層（分割起点領域）Ｗ３を形成する（図５参照）。エキスパンドテープ貼着工程では、ウェーハＷの裏面Ｗ２にエキスパンドテープＴを貼着する（図６参照）。

第一の冷却工程では、樹脂Ｒの粘着力を低下させるようにウェーハＷを冷却する（図７参照）。支持部材剥離工程では、樹脂Ｒの粘着力を低下させた状態で支持部材Ｓを湾曲させ、樹脂Ｒとの界面に形成したきっかけとなる領域を起点に樹脂Ｒから支持部材Ｓを剥離する（図８参照）。分割工程では、分割予定ラインに沿ってウェーハＷを押圧し、個々のデバイスに対応する複数のチップＣに分割する（図９参照）。第二の冷却工程では、樹脂Ｒの粘着力を低下させるようにウェーハＷを冷却する（図１０参照）。樹脂除去工程では、樹脂Ｒの粘着力を低下させた状態でウェーハＷから樹脂Ｒを剥離する（図１１参照）。

本実施の形態に用いられる支持部材Ｓは、外部からの力で湾曲可能に形成されており、高い支持性及び剥離性を併せ備えている。また、本実施の形態では、第一の冷却工程でウェーハＷを冷却して樹脂Ｒの粘着力を低下させるので、樹脂Ｒから支持部材Ｓを容易に剥離できる。さらに、ウェーハＷは、樹脂Ｒを被覆された状態で分割されるので、分割された各チップＣの相対位置がずれ難くなり、分割予定ラインに沿ってウェーハＷを適切に分割できる。また、第二の冷却工程でウェーハＷを冷却して樹脂Ｒの粘着力を低下させるので、ウェーハＷから樹脂Ｒを容易に剥離できる。このように、本実施の形態に係るウェーハの加工方法により、ウェーハＷを薄く加工できると共に、薄く加工されたウェーハＷの破損を防止できる。以下、本実施の形態に係るウェーハの加工方法の詳細について説明する。

図１から図３を参照してウェーハ貼着工程について説明する。図１は、ウェーハ貼着工程において支持部材Ｓに樹脂Ｒが塗布される様子を示す図であり、図２は、ウェーハ貼着工程においてウェーハＷが押圧される様子を示す図であり、図３は、ウェーハ貼着工程において樹脂Ｒを硬化させる様子を示す図である。

図１Ａに示すように、ウェーハ貼着工程では、まず、樹脂塗布装置１において支持部材Ｓの表面Ｓ１に液状の樹脂Ｒが塗布される。樹脂塗布装置１は、下方に向けて液状物を吐出可能なノズル１１を備えており、このノズル１１から、ウェーハＷを支持部材Ｓに固定するための固定材となる樹脂Ｒが吐出される。樹脂Ｒを塗布した後には、図１Ｂに示すように、支持部材Ｓの表面Ｓ１とウェーハＷの表面Ｗ１（図１において不図示、例えば、図２参照）とが向き合うように、支持部材Ｓの上方にウェーハＷを位置付ける。そして、ウェーハＷと支持部材Ｓとで樹脂Ｒが挟まれるように、樹脂Ｒの塗布された領域上にウェーハＷが重ねられる。

ウェーハＷは、略円板形状を有するサファイア基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体層が積層された光デバイスウェーハである。ウェーハＷの表面Ｗ１には、格子状の分割予定ライン（不図示）が設けられており、この分割予定ラインで区画された各領域には光デバイス（不図示）が形成されている。

支持部材Ｓは、外力により湾曲可能な厚さに形成された略円板形状を有する金属基板、又は化学強化ガラス板である。金属基板としては、アルミニウム板、ステンレス板、銅板などを用いることができる。アルミニウム板を用いる場合、例えば、厚みを５０μｍ〜１ｍｍとすることで、高い支持性及び剥離性を実現できる。化学強化ガラス板は、イオン交換によって表面に圧縮層を形成されたガラス板である。化学強化ガラス板としては、例えば、旭硝子株式会社製「Ｄｒａｇｏｎｔｒａｉｌ」（登録商標）などを用いることができる。化学強化ガラス板を用いる場合、厚みは２５０μｍ〜２ｍｍとすることが好ましい。

なお、支持基板Ｓの表面Ｓ１の表面粗さは、光デバイスウェーハＷの表面Ｗ１の表面粗さより粗くても良い。この場合、支持基板Ｓと樹脂Ｒとの接触面積は大きくなるので、樹脂Ｒを支持基板Ｓ側に強固に密着させることができる。支持基板Ｓの表面粗さは、例えば、サンドブラストや粗い研削処理などで調整できる。また、支持部材Ｓは円板形状であることに限定されず、任意の形状とすることができる。

樹脂Ｒは、紫外光を照射されることで硬化する無溶剤の光硬化樹脂（光硬化性樹脂）である。樹脂Ｒとしては、例えば、電気化学工業株式会社製「ＴＥＭＰＬＯＣ」（登録商標）などを用いることができる。この樹脂Ｒは、図１Ａに示すように、樹脂塗布装置１のノズル１１から支持部材Ｓの表面Ｓ１の中央付近に滴下されるように塗布される。なお、本実施の形態では、紫外光で硬化する光硬化樹脂を固定材として用いる例を示しているが、外部刺激により硬化する固定材であれば光硬化樹脂でなくとも良い。例えば、固定材として、熱硬化樹脂（熱硬化性樹脂）などを用いることもできる。

支持部材Ｓ上にウェーハＷを重ねた後には、図２に示すように、プレス装置２でウェーハＷを支持部材Ｓに押し付ける。プレス装置２は、ポーラスセラミック材による吸着面を有する保持テーブル２１を備えている。保持テーブル２１に支持部材Ｓの裏面Ｓ２を吸着させることで、ウェーハＷは、支持部材Ｓを介して保持テーブル２１上に保持される。保持テーブル２１の上方には、ウェーハＷの裏面Ｗ２を押圧する押圧部２２が上下動可能に設けられている。

押圧部２２とウェーハＷの裏面Ｗ２とを接触させた状態でウェーハＷに下向きの力を加えると、ウェーハＷと支持部材Ｓとの間隔は狭まり、樹脂Ｒは塗布された位置から放射状に広がる。押圧部２２の押圧力をさらに強めると、図２に示すように、ウェーハＷは樹脂Ｒに埋没される。ウェーハＷを樹脂Ｒに埋没させると、ウェーハＷの外周全周において樹脂Ｒは隆起された状態になり、樹脂ＲはウェーハＷの裏面Ｗ２側にまで回り込む。隆起されて裏面Ｗ２側に回り込んだ状態の樹脂Ｒを硬化させることで、ウェーハＷを支持部材Ｓに強固に固定できる。

ウェーハＷを押圧した後には、図３に示すように、紫外光照射装置３で樹脂Ｒに紫外光ＵＶを照射する。紫外光照射装置３は、支持部材Ｓの配置される保持テーブル３１と、保持テーブル３１の上方の紫外光源３２とを備えている。紫外光照射装置３の保持テーブル３１には支持部材Ｓが配置され、紫外光源３２からウェーハＷの裏面Ｗ２側に紫外光ＵＶが照射される。

ウェーハＷは、所定波長の紫外光ＵＶを透過させるサファイア基板で構成されているので、照射された紫外光ＵＶは、ウェーハＷを透過して樹脂Ｒに到達する。ウェーハＷを介して紫外光ＵＶを照射された樹脂Ｒは、化学反応により硬化し、ウェーハＷは支持部材Ｓに固定される。なお、硬化した樹脂Ｒは、後の薄化工程でウェーハＷと共に研削可能である。

ウェーハ貼着工程の後には、薄化工程が実施される。図４は、薄化工程においてウェーハＷが研削される様子を示す図である。薄化工程では、図４に示すように、研削装置４でウェーハＷの裏面Ｗ２側が研削される。研削装置４は、ポーラスセラミック材による吸着面を有する保持テーブル４１を備えている。保持テーブル４１の下方には回転機構（不図示）が設けられており、保持テーブル４１は回転軸Ｃ１の周りに回転される。ウェーハＷは、支持部材Ｓを介して保持テーブル４１に保持される。

保持テーブル４１の上方には、研削ホイール４２が上下動可能に設けられている。研削ホイール４２は回転機構（不図示）と連結されており、回転軸Ｃ２の周りに回転される。研削ホイール４２の下部には研削砥石４３が配置されている。研削砥石４３をウェーハＷの裏面Ｗ２に接触させた状態で保持テーブル４１と研削ホイール４２とを相対回転させることで、ウェーハＷの裏面Ｗ２側は研削される。この際、外周部において隆起された樹脂Ｒも同時に研削される。なお、研削ホイール４２は、保持テーブル４１より高速に回転される。

保持テーブル４１の近傍にはハイトゲージ（不図示）が設けられており、ウェーハＷの厚みを測定できるようになっている。このハイトゲージによりウェーハＷの厚みを測定しながら研削することで、ウェーハＷは所定の仕上げ厚みへと薄化される。ここでは支持部材ＳによりウェーハＷを支持させているので、研削時のウェーハＷの撓みは抑制されてウェーハＷを十分に薄く加工できる。また、ウェーハＷの外周部は、樹脂Ｒで補強されているので、ナイフエッジ化によるクラックや割れ、欠けなどの発生も防止できる。

薄化工程の後には、レーザー光線照射工程が実施される。図５は、レーザー光線照射工程においてウェーハＷに改質層Ｗ３が形成される様子を示す図である。レーザー光線照射工程では、図５に示すように、分割の起点となる改質層Ｗ３がレーザー加工装置５により形成される。レーザー加工装置５は、ポーラスセラミック材による吸着面を有する保持テーブル５１と、保持テーブル５１の上方の加工ヘッド５２とを備えている。

ウェーハＷは、支持部材Ｓを介して保持テーブル５１に保持される。また、加工ヘッド５２の射出口はウェーハＷの分割予定ラインに位置付けられ、ウェーハＷの裏面Ｗ２側にレーザー光線Ｌが照射される。レーザー光線Ｌは、ウェーハＷに対して透過性を有し、ウェーハＷの内部に集光される。レーザー光線Ｌの集光点の高さ位置を調整し、分割予定ラインに沿うように加工ヘッド５２を相対移動させることで、ウェーハＷの内部に分割予定ラインに沿う改質層Ｗ３を形成できる。

具体的には、まず、ウェーハＷの表面Ｗ１（下面）近傍に集光点の高さを調整し、全ての分割予定ラインに沿う改質層Ｗ３が形成されるようにレーザー光線Ｌを照射する。次に、集光点を裏面Ｗ２側（上方）に移動させ、再び分割予定ラインに沿ってレーザー光線Ｌを照射する。このように、レーザー光線Ｌの照射と集光点の移動とを繰り返すことで、ウェーハＷの内部に所定の厚みの改質層Ｗ３が形成される。この改質層Ｗ３は、例えば、レーザー光線Ｌの照射によってウェーハＷの内部の密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲と異なる状態に改質された領域である。ただし、分割起点領域として、アブレーションによる分割起点溝などを形成しても良い。

レーザー光線照射工程の後には、エキスパンドテープ貼着工程が実施される。図６は、エキスパンドテープ貼着工程においてウェーハＷにエキスパンドテープＴが貼着される様子を示す図である。エキスパンドテープ貼着工程では、図６に示すように、ウェーハＷの裏面Ｗ２に、リング状のフレームＦに張られたエキスパンドテープＴが貼着される。エキスパンドテープ貼着工程は、例えば、テープ貼着装置（不図示）によって行われるが、オペレータの手作業で行われても良い。

エキスパンドテープ貼着工程の後には、第一の冷却工程が実施される。図７は、本実施の形態の第一の冷却工程においてウェーハＷが冷却される様子を示す図である。図７に示すように、ウェーハＷは、冷却装置６の低温室６１に搬入され、−１０℃まで冷却される。ウェーハＷの冷却と共に、樹脂Ｒは冷却される。その結果、樹脂Ｒの流動性が低下し、支持部材Ｓとの間の粘着力は弱められる。このように、樹脂Ｒの粘着力が弱められた状態で後述の支持部材剥離工程を実施すれば、樹脂Ｒから支持部材Ｓを容易に剥離してウェーハＷの破損を防止できる。

なお、本実施の形態では、ウェーハＷを−１０℃まで冷却しているが、冷却の温度はこれに限られない。樹脂Ｒの粘着力を弱め、樹脂Ｒから支持部材Ｓを容易に剥離できるのであれば、冷却の温度は任意である。例えば、冷却の温度は、室温（２０℃）より低い温度で、樹脂Ｒに応じて設定できる。また、第一の冷却工程では、ウェーハＷ、樹脂Ｒと共に、支持基板Ｓも冷却されるので、低温室６１から搬出された後も、樹脂Ｒは低温の状態に保たれる。特に、支持基板Ｓとしてアルミニウム板を用いる場合には、樹脂Ｒの粘着力が弱められた状態を比較的長い時間に亘って保つことができるので好ましい。

第一の冷却工程の後には、支持部材剥離工程が実施される。図８は、支持部材剥離工程において樹脂Ｒから支持部材Ｓが剥離される様子を示す図である。支持部材剥離工程では、まず、ウェーハＷの外周部に相当する樹脂Ｒと支持部材Ｓとの界面の一部をスクレーパなどで削るようにして、剥離のきっかけとなる領域を形成する。次に、きっかけとなる領域に近接する支持部材Ｓの一端を把持し、図８で示すように支持部材Ｓを上方に引く。支持部材Ｓは、湾曲可能な厚さに形成されているので、上方に引く力で湾曲される。また、第一の冷却工程で樹脂Ｒの粘着力は弱められているので、支持部材Ｓは、きっかけとなる領域を起点に剥離される。

さらに力を加え続けると、支持部材Ｓと樹脂Ｒとの剥離は進行し、支持部材Ｓは樹脂Ｒから完全に分離される。このように、外部からの力により湾曲可能な厚さに形成された支持部材Ｓを用い、第一の冷却工程で樹脂Ｒの粘着力を弱めておくことにより、支持部材Ｓの剥離性を高めることができる。なお、支持部材剥離工程は、樹脂Ｒの粘着力が弱められた状態で行うことができるように、第一の冷却工程の後、できるだけ速やかに実施されるのが望ましい。支持部材剥離工程は、例えば、剥離装置（不図示）によって行われるが、オペレータの手作業で行われても良い。

支持部材剥離工程の後には、分割工程が実施される。図９は、分割工程においてウェーハＷが分割される様子を示す図である。図９に示すように、ウェーハＷは、ブレーキング装置７で分割される。ブレーキング装置７は、ウェーハＷの載置される一対の支持刃７１（７１ａ，７１ｂ）と、支持刃７１の上方に設けられた押圧刃７２と、支持刃７１の下方においてウェーハＷを撮像する撮像カメラ７３とを備える。押圧刃７２は、支持刃７１ａと支持刃７１ｂとの間に位置付けられており、押圧機構（不図示）で上下動される。

分割工程では、まず、エキスパンドテープＴを介してウェーハＷを支持刃７１上に載置し、撮像カメラ７３でウェーハＷの裏面Ｗ２側を撮像する。改質層Ｗ３は、レーザー光線Ｌの照射によって改質された領域であり、ウェーハＷの他の領域とは異なる透過率及び反射率を有している。このため、撮像カメラ７３の撮像画像に基づいて改質層Ｗ３の位置を認識できる。次に、撮像画像に基づきウェーハＷを支持刃７１に対して相対移動させ、改質層Ｗ３を支持刃７１ａと支持刃７１ｂとの間に位置付ける。具体的には、図９Ａに示すように、改質層Ｗ３を押圧刃７２の直下に位置付ける。

その後、図９Ｂに示すように押圧刃７２を下降させ、樹脂Ｒ側からウェーハＷに下向きの力を加える。ウェーハＷは、支持刃７１によって改質層Ｗ３の両側を下方から支持されており、樹脂Ｒは、押圧刃７２の押圧で撓む程度の弾性を有しているので、改質層Ｗ３には下向きの曲げ応力が加わる。このように、分割予定ラインに沿って形成された改質層Ｗ３に押圧刃７２で外力を付与することにより、ウェーハＷは分割予定ラインに沿って分割される。

位置合わせと押圧刃７２による押圧とを全ての分割予定ラインに沿って繰り返し行うことで、ウェーハＷは個々のデバイスに対応する複数のチップＣに分割される。この分割工程において、ウェーハＷは、樹脂Ｒに外周を覆われた状態で分割されるので、分割後のチップＣの水平方向の動きは樹脂Ｒで抑制される。また、ウェーハＷは、樹脂ＲとエキスパンドテープＴとで上下を挟み込まれるように保持されているので、分割後のチップＣの鉛直方向の動きも抑制される。

分割工程の後には、第二の冷却工程が実施される。図１０は、本実施の形態の第二の冷却工程においてウェーハＷが冷却される様子を示す図である。図１０に示すように、分割後のウェーハＷは、冷却装置６の低温室６１に再度搬入され、−１０℃まで冷却される。ウェーハＷの冷却と共に、樹脂Ｒは冷却される。その結果、樹脂Ｒの流動性が低下し、ウェーハＷとの間の粘着力は弱められる。このように、樹脂Ｒの粘着力が弱められた状態で後述の樹脂除去工程を実施すれば、分割後のウェーハＷから樹脂Ｒを容易に剥離して破損を防止できる。なお、樹脂Ｒの粘着力を弱め、分割後のウェーハＷから樹脂Ｒを容易に剥離できるのであれば、冷却の温度は任意である。例えば、冷却の温度は、室温（２０℃）より低い温度で、樹脂Ｒに応じて設定できる。

第二の冷却工程の後には、樹脂除去工程が実施される。図１１は、樹脂除去工程においてウェーハＷから樹脂Ｒが除去される様子を示す図である。樹脂除去工程では、図１１に示すように、樹脂Ｒの一端を把持し、中心を挟んで対称な他端側に向けて樹脂Ｒを引く。第二の冷却工程で樹脂Ｒの粘着力は弱められているので、樹脂ＲはウェーハＷから剥離除去される。

このように、第二の冷却工程で樹脂Ｒの粘着力を弱めておくことにより、樹脂Ｒの剥離性を高めることができる。樹脂除去工程は、樹脂Ｒの粘着力が弱められた状態で行うことができるように、第二の冷却工程の後、できるだけ速やかに実施されることが望ましい。樹脂除去工程は、例えば、剥離装置（不図示）によって行われるが、オペレータの手作業で行われても良い。

以上のように、本実施の形態に係るウェーハの加工方法によれば、支持部材ＳでウェーハＷを支持させるので、研削時のウェーハＷの撓みは抑制されてウェーハＳを十分に薄く加工できる。また、第一の冷却工程で樹脂Ｒの粘着力を低下させた上で支持部材Ｓを湾曲させることにより、樹脂Ｒとの界面に形成されたきっかけとなる領域を起点として樹脂Ｒから支持部材Ｓを容易に剥離できる。

また、ウェーハＷは、樹脂Ｒを被覆された状態で分割されるので、分割された個々のデバイスに対応する複数のチップＣの相対位置がずれ難くなり、分割予定ラインに沿ってウェーハＷを適切に分割できる。さらに、第二の冷却工程で樹脂Ｒの粘着力を低下させるので、分割後のウェーハから樹脂Ｒを容易に剥離できる。よって、薄く研削されたウェーハＷの破損を防止し、分割予定ラインに沿ってウェーハＷを適切に分割できる。また、ウェーハＷは樹脂Ｒで被覆されているので、ハンドリング時におけるウェーハＷの欠けなども防止できる。

なお、本発明は上記実施の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、上記実施の形態では、支持部材側に樹脂を塗布する方法を示しているが、ウェーハ側に樹脂を塗布しても良い。この場合、支持部材の表面には、ウェーハの表面に塗布された光硬化樹脂が間接的に塗布されることになる。

また、上記実施の形態では、サファイア基板からなる光デバイスウェーハを用いる場合を示しているが、加工対象はこれに限られない。例えば、シリコンウェーハ、ガリウム砒素（GaAs）基板、シリコンカーバイド（SiC）基板、窒化ガリウム（GaN）基板などの各種半導体基板、セラミック基板やガラス基板などの各種無機材料基板などを用いても良い。加工対象が光の透過性を有さない場合には、化学強化ガラス板を支持部材として用いることで、支持部材側から光を照射して樹脂を硬化させることも可能である。

また、上記実施の形態では、各工程に対応する装置をそれぞれ用いるウェーハの加工方法について説明しているが、使用される装置の構成はこれに限られない。例えば、各工程で使用される装置が一体化された加工装置を用いても良い。また、上記実施の形態では、剥離のきっかけとなる領域を支持部材剥離工程において形成しているが、支持部材剥離工程より前のタイミングで形成しても良い。例えば、剥離のきっかけとなる領域を、第一の冷却工程より前に形成することもできる。

その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的とする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。

本発明は、光デバイスウェーハなどを研削して所定の厚みへと加工した後、分割予定ラインに沿って各チップに分割する際に有用である。

１ 樹脂塗布装置
２ プレス装置
３ 紫外光照射装置
４ 研削装置
５ レーザー加工装置
６ 冷却装置
７ ブレーキング装置
１１ ノズル
２１ 保持テーブル
２２ 押圧部
３１ 保持テーブル
３２ 紫外光源
４１ 保持テーブル
４２ 研削ホイール
４３ 研削砥石
５１ 保持テーブル
５２ 加工ヘッド
６１ 低温室
７１，７１ａ，７１ｂ 支持刃
７２ 押圧刃
７３ 撮像カメラ
Ｆ フレーム
Ｃ チップ
Ｃ１，Ｃ２ 回転軸
Ｌ レーザー光線
Ｒ 樹脂
Ｓ 支持部材
Ｓ１，Ｗ１ 表面
Ｓ２，Ｗ２ 裏面
Ｔ エキスパンドテープ
ＵＶ 紫外光
Ｗ ウェーハ
Ｗ３ 改質層（分割起点領域）

Claims (2)

1. 表面に分割予定ライン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ェーハを該分割予定ラインに沿って分割するウェーハの加工方法であって、
   支持部材に外部刺激により硬化する樹脂を塗布し、ウェーハの表面を対面させウェーハを該樹脂に埋没させてウェーハの外周全周に渡って該樹脂がウェーハの裏面まで隆起するまでウェーハを押圧して載置し、該樹脂に外部刺激を与えて硬化させウェーハを該支持部材上に貼着固定するウェーハ貼着工程と、
   該ウェーハ貼着工程を実施した後、該支持部材側を保持テーブルで保持してウェーハの裏面を研削し該所定厚みへと薄化する薄化工程と、
   該薄化工程を実施した後に、ウェーハの裏面から該分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し分割する起点となる分割起点領域を形成するレーザー光線照射工程と、
   該レーザー光線照射工程を実施した後に、該裏面にエキスパンドテープを貼着するエキスパンドテープ貼着工程と、
   該エキスパンドテープ貼着工程を実施した後に、該樹脂の粘着性を低下させる温度において樹脂を介して該支持部材に貼着されたウェーハを冷却する第一の冷却工程と、
   該支持部材は外部からの力により湾曲可能な厚さに形成されており、該第一の冷却工程を実施した後に、該支持部材と該樹脂の界面の一部に剥離のきっかけを形成し、該樹脂の粘着性が低下した状態で該きっかけから該支持部材を湾曲させて該樹脂から剥離する支持部材剥離工程と、
   該支持部材剥離工程を実施した後に、押圧手段により該樹脂側から押圧することにより該分割予定ラインに沿って外力を付与しウェーハを該分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する分割工程と、
   該分割工程の後に、該樹脂の粘着性を低下させる温度において樹脂が貼着されたウェーハを冷却する第二の冷却工程と、
   該第二の冷却工程を実施した後に、該樹脂の粘着性が低下した状態でウェーハから該樹脂を剥離する樹脂除去工程と、
   を備えるウェーハの加工方法。
2. 該支持部材は、外部からの力により湾曲可能な厚さに形成された金属基板又は、外部からの力により湾曲可能な化学強化ガラス板から構成される、請求項１記載のウェーハの加工方法。

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