JP2015220383A

JP2015220383A - ウェーハの加工方法

Info

Publication number: JP2015220383A
Application number: JP2014103999A
Authority: JP
Inventors: 潤阿畠; Jun Ahata
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2015-12-07

Abstract

【課題】ウェーハを薄化するとともに分割予定ラインに沿って適切に分割可能なウェーハの加工方法を提供する。
【解決手段】ウェーハ（１１）に対して透過性を有する波長のレーザー光線（Ｌ）をウェーハの裏面（１１ｂ）側からウェーハの内部に集光点（Ｐ）を位置付けて分割予定ライン（１７）に沿って照射し改質層（２３）を形成する改質層形成工程と、改質層形成工程の前又は後にウェーハの表面（１１ａ）に保護部材（２１）を貼着する保護部材貼着工程と、改質層形成工程が実施されたウェーハの保護部材側を研削装置（２）の保持手段（１４）によって保持し、研削ホイール（３６）に装着された研削砥石（４０）に超音波振動を付加した状態で研削ホイールを回転しつつ研削砥石をウェーハの裏面に押圧し、ウェーハを所定の厚みまで研削するとともに改質層が形成された分割予定ラインに沿ってウェーハを分割する裏面研削工程と、を含む構成とした。
【選択図】図８

Description

本発明は、ウェーハを薄化するとともに分割予定ラインに沿って分割可能なウェーハの加工方法に関する。

近年、小型軽量なデバイスを実現するために、シリコン等の材料でなるウェーハを薄く研削することが求められている。この研削には、例えば、ウェーハを吸引保持するチャックテーブルと、チャックテーブルの上方に配置され、下面に砥石（研削砥石）が固定された研削ホイールとを備える研削装置が使用される。

チャックテーブルと研削ホイールとを相互に回転させながら、研削ホイールを下降させてウェーハの被加工面に研削砥石を押し付けることで、ウェーハを研削して薄化できる。ところで、この薄化に伴い剛性の低下したウェーハを、複数のチップへと分割するために切削ブレード等で切削すると、チッピング（欠け）やクラッキング（割れ）等の問題が発生し易い。

そこで、近年では、ウェーハに吸収され難い（透過性を有する）波長のレーザー光線をウェーハの内部に集光させて、分割の起点となる改質層を形成してからウェーハを研削する加工方法が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。この加工方法では、研削の際に加わる外力を利用してウェーハを薄化しながら複数のチップへと分割するので、剛性の低下したウェーハを切削する必要はない。

国際公開第０３／０７７２９５号

しかしながら、上述した加工方法では、改質層を起点とする厚さ方向の割れが研削によって十分に進行せず、ウェーハを適切に分割できないという問題が発生していた。特に、この問題は、ウェーハを小型のチップ（例えば、１ｍｍ角以下）へと分割する場合に深刻である。

本発明はかかる問題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、ウェーハを薄化するとともに分割予定ラインに沿って適切に分割可能なウェーハの加工方法を提供することである。

本発明によれば、表面に格子状に形成された複数の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個々のデバイスに分割するウェーハの加工方法であって、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線をウェーハの裏面側からウェーハの内部に集光点を位置付けて該分割予定ラインに沿って照射し、内部に該分割予定ラインに沿って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前又は後にウェーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、該改質層形成工程が実施されたウェーハの保護部材側を研削装置の保持手段によって保持し、研削ホイールに装着された研削砥石に超音波振動子によって超音波振動を付加した状態で研削ホイールを回転しつつ該研削砥石をウェーハの裏面に押圧し、ウェーハを所定の厚みまで研削するとともに改質層が形成された該分割予定ラインに沿ってウェーハを分割する裏面研削工程と、を含むことを特徴とするウェーハの加工方法が提供される。

本発明において、該改質層形成工程では、該改質層を、ウェーハの裏面からの深さが該デバイスの仕上げ厚みに相当する深さまで至らない領域に形成することが好ましい。

また、本発明において、該裏面研削工程では、該改質層を除去することが好ましい。

本発明に係るウェーハの加工方法では、分割予定ラインに沿って改質層が形成されたウェーハを研削する際に、研削砥石に超音波振動を付加するので、ウェーハを研削しながら超音波振動による外力を改質層に加えることができる。

これにより、改質層を起点とする厚さ方向の割れを十分に進行させて、ウェーハを分割予定ラインに沿って適切に分割できる。このように、本発明に係るウェーハの加工方法によれば、ウェーハを薄化するとともに分割予定ラインに沿って適切に分割できる。

図１（Ａ）は、ウェーハの構成例を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、保護部材貼着工程を模式的に示す斜視図である。レーザー加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。改質層形成工程を模式的に示す斜視図である。図４（Ａ）は、改質層形成工程を模式的に示す一部断面側面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の一部を拡大して示す部分拡大図である。研削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。研削ユニットの構成例を模式的に示す図である。研削ホイールの構成例を模式的に示す一部断面側面図である。裏面研削工程を模式的に示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係るウェーハの加工方法は、保護部材貼着工程（図１（Ｂ））、改質層形成工程（図３、図４（Ａ）、図４（Ｂ））、及び裏面研削工程（図８）を含む。

保護部材貼着工程では、複数のデバイスが形成されたウェーハの表面側に保護部材を貼着する。改質層形成工程では、ウェーハに吸収され難い（透過性を有する）波長のレーザー光線を集光して、分割予定ライン（ストリート）に沿う改質層を形成する。

裏面研削工程では、研削砥石に超音波振動を付加しながらウェーハの裏面側を研削し、ウェーハを薄化するとともに分割予定ラインに沿って分割する。以下、本実施形態に係るウェーハの加工方法について詳述する。

図１（Ａ）は、本実施形態で加工されるウェーハの構成例を模式的に示す斜視図である。図１（Ａ）に示すように、ウェーハ１１は、例えば、シリコン等の材料でなる円盤状の半導体ウェーハであり、表面１１ａは、中央のデバイス領域１３と、デバイス領域１３を囲む外周余剰領域１５とに分けられる。

デバイス領域１３は、格子状に配列された分割予定ライン（ストリート）１７でさらに複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイス１９が形成されている。ウェーハ１１の外周１１ｃは面取り加工されており、断面形状は円弧状である。

本実施形態に係るウェーハの加工方法では、まず、上述したウェーハ１１の表面１１ａ側に保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。図１（Ｂ）は、保護部材貼着工程を模式的に示す斜視図である。

図１（Ｂ）に示すように、保護部材２１は、ウェーハ１１と略同形の板状物であり、表面２１ａ側には接着性を備えた接着層が設けられている。この保護部材２１としては、例えば、樹脂基板、粘着テープ、半導体ウェーハ等を用いることができる。

保護部材貼着工程では、ウェーハ１１の表面１１ａ側を、保護部材２１の表面２１ａ側に対面させて、ウェーハ１１と保護部材２１とを重ね合せる。これにより、保護部材２１は、表面２１ａ側に設けられた接着層を介して、ウェーハ１１の表面１１ａ側に貼着される。

保護部材貼着工程の後には、分割予定ライン１７に沿う改質層を形成する改質層形成工程を実施する。図２は、改質層形成工程で使用されるレーザー加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、レーザー加工装置３１は、各構成を支持する基台３３を備えている。基台３３は、直方体状の基部３５と、基部３５の後端に立設された壁部３７とを含む。

基部３５の上面には、ウェーハ１１を吸引保持するチャックテーブル３９が配置されている。チャックテーブル３９の上方には、ウェーハ１１に向けてレーザー光線を照射するレーザー加工ヘッド４１が設けられている。また、レーザー加工ヘッド４１と隣接する位置には、チャックテーブル３９に吸引保持されたウェーハ１１を撮像するカメラ４３が設けられている。

チャックテーブル３９の下方には、チャックテーブル３９を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に移動させるＹ軸移動機構（割り出し送り機構）４５が設けられている。Ｙ軸移動機構４５は、基部３５の上面に固定されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール４７を備える。

Ｙ軸ガイドレール４７には、Ｙ軸移動テーブル４９がスライド可能に設置されている。Ｙ軸移動テーブル４９の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール４７と平行なＹ軸ボールネジ５１が螺合されている。Ｙ軸ボールネジ５１の一端部には、Ｙ軸パルスモータ５３が連結されている。Ｙ軸パルスモータ５３でＹ軸ボールネジ５１を回転させることにより、Ｙ軸移動テーブル４９はＹ軸ガイドレール４７に沿ってＹ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動テーブル４９の表面側（上面側）には、チャックテーブル３９を加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動させるＸ軸移動機構（加工送り機構）５５が設けられている。Ｘ軸移動機構５５は、Ｙ軸移動テーブル４９の上面に固定されＸ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール５７を備える。

Ｘ軸ガイドレール５７には、Ｘ軸移動テーブル５９がスライド可能に設置されている。Ｘ軸移動テーブル５９の裏面側（下面側）には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール５７と平行なＸ軸ボールネジ６１が螺合されている。Ｘ軸ボールネジ６１の一端部には、Ｘ軸パルスモータ６３が連結されている。Ｘ軸パルスモータ６３でＸ軸ボールネジ６１を回転させることにより、Ｘ軸移動テーブル５９はＸ軸ガイドレール５７に沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル５９の表面側（上面側）には、支持台６５が設けられている。支持台６５の上部には、チャックテーブル３９が配置されている。チャックテーブル３９は、下方に設けられた回転機構（不図示）と連結されており、Ｚ軸の周りに回転する。

チャックテーブル３９の表面は、ウェーハ１１を吸引保持する保持面３９ａとなっている。この保持面３９ａは、チャックテーブル３９の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。ウェーハ１１は、保護部材２１を介して保持面３９ａに載置され、吸引源の負圧でチャックテーブル３９に吸引保持される。

壁部３７の上部前面には、前方に向かって伸びる支持アーム６７が設けられている。この支持アーム６７の先端部には、レーザー加工ヘッド４１及びカメラ４３が配置されている。

レーザー加工ヘッド４１は、集光器（不図示）を備えており、レーザー発振器（不図示）で発振されるウェーハ１１に吸収され難い（透過性を有する）波長のレーザー光線を、チャックテーブル３９に保持されたウェーハ１１の内部に集光させる。これにより、多光子吸収による改質層をウェーハ１１の内部に形成できる。

カメラ４３は、例えば、ウェーハ１１に吸収され難い波長の光（例えば、赤外光）を検出する撮像素子を備え、ウェーハ１１の表面１１ａ側に形成されたデバイス１９等を裏面１１ｂ側から撮像できる。ウェーハ１１を撮像して得られる画像は、例えば、制御装置（不図示）に記憶され、アライメント等の際に使用される。

図３は、改質層形成工程を模式的に示す斜視図であり、図４（Ａ）は、改質層形成工程を模式的に示す一部断面側面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の一部を拡大して示す部分拡大図である。

改質層形成工程では、まず、上述したレーザー加工装置３１のチャックテーブル３９に、ウェーハ１１を吸引保持させる。具体的には、例えば、チャックテーブル３９の保持面３９ａに保護部材２１の裏面２１ｂ側を接触させる。その後、チャックテーブル３９の保持面３９ａに吸引源の負圧を作用させれば、ウェーハ１１は、保護部材２１を介してチャックテーブル３９に吸引保持される。

チャックテーブル３９にウェーハ１１を吸引保持させた後には、ウェーハ１１にレーザー光線を照射し、分割予定ライン１７に沿う改質層を形成する。具体的には、図３及び図４（Ａ）に示すように、まず、チャックテーブル３９を移動、回転させて、任意の分割予定ライン１７（加工対象の分割予定ライン１７）の上方にレーザー加工ヘッド４１を位置付ける。

レーザー加工ヘッド４１を位置付けた後には、ウェーハ１１に吸収され難い波長のレーザー光線Ｌをウェーハ１１の裏面１１ｂ側に照射しながら、分割予定ライン１７と平行な方向にチャックテーブル３９を移動（加工送り）させる。例えば、シリコンでなるウェーハ１１を加工する場合には、赤外領域の波長（例えば、１０６４ｎｍ）のレーザー光線Ｌを照射すると良い。

なお、図４（Ｂ）に示すように、レーザー光線Ｌの集光点Ｐは、ウェーハ１１の裏面１１ｂからの深さがデバイス１９の仕上げ厚みＴに相当する深さまで至らない領域に位置付けられる。これにより、図３、図４（Ａ）、及び図４（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１の内部に分割の起点となる改質層２３が形成される。加工対象の全ての分割予定ライン１７に沿って改質層２３が形成されると、改質層形成工程は終了する。

改質層形成工程の後には、研削砥石に超音波振動を付加しながらウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削し、ウェーハ１１を薄化するとともに分割予定ライン１７に沿って分割する裏面研削工程を実施する。図５は、裏面研削工程で使用される研削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、本実施形態に係る研削装置２は、各種の構成が搭載される直方体状の基台４を備えている。基台４の後端には、上方に伸びる支持壁６が立設されている。

基台４の上面には、Ｘ軸方向（前後方向）に長い矩形状の開口４ａが形成されている。この開口４ａ内には、Ｘ軸移動テーブル８、Ｘ軸移動テーブル８をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（不図示）、及びＸ軸移動機構を覆う防塵・防滴カバー１０が配置されている。また、開口４ａの前方には、研削条件等を入力するための操作パネル１２が設置されている。

Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル８がスライド可能に設置されている。Ｘ軸移動テーブル８の下面側には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレールと平行なＸ軸ボールネジ（不図示）が螺合されている。

Ｘ軸ボールネジの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールネジを回転させることにより、Ｘ軸移動テーブル８はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル８上には、ウェーハ１１を吸引保持するチャックテーブル（保持手段）１４が設けられている。チャックテーブル１４は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に伸びる回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル１４は、上述したＸ軸移動機構によって、Ｘ軸移動テーブル８と共にＸ軸方向に移動する。

チャックテーブル１４の上面は、ウェーハ１１を吸引保持する保持面１４ａとなっている。この保持面１４ａは、チャックテーブル１４の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。ウェーハ１１は、保護部材２１を介して保持面１４ａに載置され、吸引源の負圧でチャックテーブル１４に吸引保持される。

支持壁６の前面には、Ｚ軸移動機構１６が設けられている。Ｚ軸移動機構１６は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール１８を備えており、このＺ軸ガイドレール１８には、Ｚ軸移動テーブル２０がスライド可能に設置されている。

Ｚ軸移動テーブル２０の後面側（裏面側）には、ナット部（不図示）が固定されており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール１８と平行なＺ軸ボールネジ２２が螺合されている。Ｚ軸ボールネジ２２の一端部には、Ｚ軸パルスモータ２４が連結されている。Ｚ軸パルスモータ２４でＺ軸ボールネジ２２を回転させることにより、Ｚ軸移動テーブル２０はＺ軸ガイドレール１８に沿ってＺ軸方向に移動する。

Ｚ軸移動テーブル２０の前面（表面）には、前方に突出する支持構造２６が設けられており、この支持構造２６には、ウェーハ１１を研削する研削ユニット２８が支持されている。研削ユニット２８は、支持構造２６に固定されたスピンドルハウジング３０を含んでいる。スピンドルハウジング３０には、スピンドル３２が回転可能に支持されている。

図６は、研削ユニット２８の構成例を模式的に示す図である。図６に示すように、スピンドルハウジング３０の内部に設けられた収容室３０ａには、回転軸となるスピンドル３２が収容されている。スピンドルハウジング３０の下端側には、収容室３０ａを開放する開口３０ｂが形成されており、開口３０ｂを通じて収容室３０ａの外部に突き出たスピンドル３２の先端部（下端部）３２ａには、円盤状のホイールマウント３４が固定されている。

ホイールマウント３４の下面には、ホイールマウント３４と略同径に構成された円柱状の研削ホイール３６が複数のボルト３８で取り付けられている。この研削ホイール３６の下面には、全周にわたって複数の研削砥石４０が固定されている。また、研削ホイール３６の内部には、研削砥石４０を、例えば、スピンドル３２の軸心方向（Ｚ軸方向）に振動（超音波振動）させる超音波振動子８４（図７参照）が設けられている。

スピンドル３２の中間部３２ｂには、スピンドル３２に回転力を付与するモータ４２が連結されている。モータ４２は、スピンドルハウジング３０の収容室３０ａ内に固定されたステータ４４と、スピンドル３２の中間部３２ｂに取り付けられたロータ４６とを含み、ステータ４４とロータ４６との間に作用する電磁力でスピンドル３２を回転させる。

このモータ４２は、配線４８及び回転制御装置５０を介して交流電源５２と接続されている。回転制御装置５０は、操作パネル１２（図５）等と接続されており、入力された研削条件等に対応するスピンドル３２の回転数を実現するように、交流電源５２の交流電力を調整してモータ４２に供給する。

また、スピンドル３２の基端部（上端部）３２ｃには、研削ホイール３６の超音波振動子８４に交流電力を供給するためのロータリートランス５４が接続されている。このロータリートランス５４は、スピンドルハウジング３０の収容室３０ａ内に固定された給電部５６と、スピンドル３２の基端部３２ｃに取り付けられた受電部５８とを含む。

給電部５６は、収容室３０ａ内に固定された円筒状のステータコア６０と、ステータコア６０の内周面に設けられた給電コイル６２とで構成される。一方、受電部５８は、スピンドル３２に装着されたローターコア６４と、ローターコア６４の外周面に巻回された受電コイル６６とで構成されている。

給電部５６の給電コイル６２は、配線６８及び電圧調整装置７０を介して交流電源５２と接続されている。電圧調整装置７０には、給電コイル６２に供給する交流電力の周波数を調整する周波数調整装置７２が接続されている。また、電圧調整装置７０及び周波数調整装置７２には、これらを制御する振動制御装置７４が接続されている。

振動制御装置７４は、操作パネル１２等と接続されており、入力された研削条件等に対応する研削砥石４０の振動（超音波振動）を実現するように、電圧調整装置７０及び周波数調整装置７２を制御する。

受電部５８の受電コイル６６には、導線７６の一端側が接続されている。この導線７６は、スピンドル３２の内部において軸心方向に形成された貫通孔３２ｄに挿通されており、ホイールマウント３４に形成された開口３４ａ（図７参照）を通じて研削ホイール３６側の導線８６（図７参照）と接続される。これにより、給電コイル６２から受電コイル６６に伝送された交流電力を超音波振動子８４に供給できる。

図７は、研削ホイール３６の構成例を模式的に示す一部断面側面図である。図７に示すように、研削ホイール３６は、ホイールマウント３４の下面に固定される円盤状の装着プレート７８を備えている。装着プレート７８の中央部分には、ホイールマウント３４の開口３４ａに対応する貫通孔７８ａが形成されている。

また、装着プレート７８の外周部分には、ホイールマウント３４の外周部分に設けられたボルト挿通孔３４ｂに対応するネジ孔７８ｂが形成されている。このネジ孔７８ｂに、ボルト挿通孔３４ｂを通じてボルト３８を締め込むことで、研削ホイール３６をホイールマウント３４に固定できる。

装着プレート７８の下面には、ベースプレート８０が固定されている。ベースプレート８０は、円盤状のプレート部８０ａと、プレート部８０ａの中央から上向きに突出する円柱状の連結部８０ｂとを含んでいる。ベースプレート８０の下面（すなわち、プレート部８０ａの下面）には、全周にわたって複数の研削砥石４０が固定されている。

また、プレート部８０ａの下面中央には、装着プレート７８にベースプレート８０を固定するためのボルト８２を収容する凹部８０ｃが形成されている。ベースプレート８０は、この凹部８０ｃに収容されるボルト８２によって、連結部８０ｂの上面を装着プレート７８の下面に接触させた状態で装着プレート７８に固定される。

プレート部８０ａの上面には、連結部８０ｂを囲む環状の溝８０ｄが形成されている。環状の溝８０ｄには、研削砥石４０を振動（超音波振動）させる超音波振動子８４が固定されている。超音波振動子８４としては、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｉ，Ｔｉ）Ｏ_３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ_３）、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ_３）等の材料で構成されたものを用いることができる。

この超音波振動子８４には、導線８６の一端側が接続されている。導線８６は、連結部８０ｂを水平方向に貫通する貫通孔８０ｅ、連結部８０ｂを鉛直方向に貫通する貫通孔８０ｆ、及び装着プレート７８の貫通孔７８ａ、を通じて研削ホイール３６の上面側に引き出され、コネクタ８８を介してスピンドル３２側の導線７６と接続される。

装着プレート７８及びベースプレート８０の外周には、ステンレス鋼板等で形成された円筒状の薄板９０が、複数のネジ９２で固定されている。この薄板９０により、研削ホイール３６の側面（外周）全体が覆われている。

図８は、裏面研削工程を模式的に示す斜視図である。裏面研削工程では、まず、上述した研削装置２のチャックテーブル１４に、ウェーハ１１を吸引保持させる。具体的には、例えば、チャックテーブル１４の保持面１４ａに保護部材２１の裏面２１ｂ側を接触させる。その後、チャックテーブル１４の保持面１４ａに吸引源の負圧を作用させれば、ウェーハ１１は、保護部材２１を介してチャックテーブル１４に吸引保持される。

チャックテーブル１４にウェーハ１１を吸引保持させた後には、チャックテーブル１４とスピンドル３２とを、それぞれ所定の回転方向に回転させつつ、スピンドル３２を下降させて、図８に示すように、ウェーハ１１の裏面１１ｂに研削砥石４０の下面を接触させる。

ウェーハ１１の裏面１１ｂに研削砥石４０の下面を接触させた後には、チャックテーブル１４とスピンドル３２との回転を維持しつつ、スピンドル３２を所定の研削送り速度で下降させて、研削砥石４０でウェーハ１１の裏面１１ｂを押圧する。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削できる。

本実施形態では、この研削の際に、超音波振動子８４に所定の電力を供給して、研削砥石４０に超音波振動を付加する。具体的には、例えば、ウェーハ１１がある程度まで薄くなったタイミングで、研削砥石４０に超音波振動を付加すると良い。

これにより、ウェーハ１１を研削しながら超音波振動による外力を改質層２３に加えて、改質層２３を起点とするウェーハ１１の厚さ方向の割れを十分に進行させることができる。研削砥石４０に付加される超音波振動の振動条件（振動数、振幅等）は、ウェーハ１１の材質や仕上げ厚みＴ、改質層２３の品質等に応じて任意に設定できる。

なお、研削砥石４０に超音波振動を付加するタイミングは、ウェーハ１１がある程度まで薄くなったタイミングに限定されない。例えば、研削の開始時から研削砥石４０に超音波振動を付加しておいても良い。この場合、研削砥石４０に付加される超音波振動で研削能力を高めることができるので、裏面研削工程を短時間に完了できる。

ウェーハ１１が仕上げ厚みＴまで研削され、分割予定ライン１７に沿って形成された改質層２３を起点に複数のデバイスチップへと分割されると、裏面研削工程は終了する。なお、改質層２３は、ウェーハ１１の裏面１１ｂからの深さがデバイス１９の仕上げ厚みＴに相当する深さまで至らない領域に形成されているので、裏面研削工程でウェーハ１１を仕上げ厚みＴまで研削すると、改質層２３は除去される。

以上のように、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、分割予定ライン１７に沿って改質層２３が形成されたウェーハ１１を研削する際に、研削砥石４０に超音波振動を付加するので、ウェーハ１１を研削しながら超音波振動による外力を改質層２３に加えることができる。

これにより、改質層２３を起点とする厚さ方向の割れを十分に進行させて、ウェーハ１１を分割予定ライン１７に沿って適切に分割できる。このように、本実施形態に係るウェーハの加工方法によれば、ウェーハ１１を薄化するとともに分割予定ライン１７に沿って適切に分割できる。

また、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、研削砥石４０に付加された超音波振動により改質層２３を起点とする厚さ方向の割れを進行させ易くなるので、改質層２３を形成する際にウェーハ１１に照射するレーザー光線Ｌのパワーを低く抑えても、ウェーハ１１を適切に分割可能である。この場合、レーザー光線Ｌによるダメージが軽減された良好なデバイスチップを得ることができる。

なお、本発明は上記実施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、上記実施形態では、ウェーハ１１の表面１１ａに保護部材２１を貼着する保護部材貼着工程を、改質層形成工程の前に実施しているが、保護部材貼着工程を、改質層形成工程の後に実施してしても良い。

その他、上記実施形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の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。

１１ウェーハ
１１ａ表面
１１ｂ裏面
１１ｃ外周
１３デバイス領域
１５外周余剰領域
１７分割予定ライン（ストリート）
１９デバイス
２１保護部材
２１ａ表面
２１ｂ裏面
２３改質層
Ｌレーザー光線
Ｐ集光点
Ｔ仕上げ厚み
３１レーザー加工装置
３３基台
３５基部
３７壁部
３９チャックテーブル
３９ａ保持面
４１レーザー加工ヘッド
４３カメラ
４５Ｙ軸移動機構（割り出し送り機構）
４７Ｙ軸ガイドレール
４９Ｙ軸移動テーブル
５１Ｙ軸ボールネジ
５３Ｙ軸パルスモータ
５５Ｘ軸移動機構（加工送り機構）
５７Ｘ軸ガイドレール
５９Ｘ軸移動テーブル
６１Ｘ軸ボールネジ
６３Ｘ軸パルスモータ
６５支持台
６７支持アーム
２研削装置
４基台
４ａ開口
６支持壁
８Ｘ軸移動テーブル
１０防塵・防滴カバー
１２操作パネル
１４チャックテーブル（保持手段）
１４ａ保持面
１６Ｚ軸移動機構
１８Ｚ軸ガイドレール
２０Ｚ軸移動テーブル
２２Ｚ軸ボールネジ
２４Ｚ軸パルスモータ
２６支持構造
２８研削ユニット
３０スピンドルハウジング
３０ａ収容室
３０ｂ開口
３２スピンドル
３２ａ先端部（下端部）
３２ｂ中間部
３２ｃ基端部（上端部）
３２ｄ貫通孔
３４ホイールマウント
３４ａ開口
３４ｂボルト挿通孔
３６研削ホイール
３８ボルト
４０研削砥石
４２モータ
４４ステータ
４６ロータ
４８配線
５０回転制御装置
５２交流電源
５４ロータリートランス
５６給電部
５８受電部
６０ステータコア
６２給電コイル
６４ローターコア
６６受電コイル
６８配線
７０電圧調整装置
７２周波数調整装置
７４振動制御装置
７６導線
７８装着プレート
７８ａ貫通孔
７８ｂネジ孔
８０ベースプレート
８０ａプレート部
８０ｂ連結部
８０ｃ凹部
８０ｄ溝
８０ｅ貫通孔
８０ｆ貫通孔
８２ボルト
８４超音波振動子
８６導線
８８コネクタ
９０薄板
９２ネジ

Claims

表面に格子状に形成された複数の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個々のデバイスに分割するウェーハの加工方法であって、
ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線をウェーハの裏面側からウェーハの内部に集光点を位置付けて該分割予定ラインに沿って照射し、内部に該分割予定ラインに沿って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前又は後にウェーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該改質層形成工程が実施されたウェーハの保護部材側を研削装置の保持手段によって保持し、研削ホイールに装着された研削砥石に超音波振動子によって超音波振動を付加した状態で研削ホイールを回転しつつ該研削砥石をウェーハの裏面に押圧し、ウェーハを所定の厚みまで研削するとともに改質層が形成された該分割予定ラインに沿ってウェーハを分割する裏面研削工程と、を含むことを特徴とするウェーハの加工方法。
該改質層形成工程では、該改質層を、ウェーハの裏面からの深さが該デバイスの仕上げ厚みに相当する深さまで至らない領域に形成することを特徴とする請求項１に記載のウェーハの加工方法。
該裏面研削工程では、該改質層を除去することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウェーハの加工方法。