JP2019009191A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハの反りを抑制できるウェーハの加工方法を提供する。【解決手段】ウェーハの加工方法であって、ウェーハの表面側の内部に分割予定ラインに沿う改質層を形成するレーザー加工ステップと、保持パッドでウェーハの裏面を吸引、保持して、ウェーハを搬出する搬出ステップと、ウェーハの裏面側の被保持領域にレーザービームを照射し、ウェーハの反りを緩和させるための改質層をウェーハの裏面側の内部に形成する反り緩和レーザー加工ステップと、を含み、レーザー加工ステップでは、ウェーハの表面側の中央領域に、クラックが発生する条件で改質層を形成し、中央領域を除くウェーハの表面側の領域に、クラックが発生しない条件で一部又は全部の改質層を形成するとともに、中央領域を除くウェーハの表面側の領域の一部又は全部で、各分割予定ラインに沿って改質層の数をウェーハの表面側の中央領域よりも少なくする。【選択図】図３

Description

本発明は、ウェーハの内部をレーザービームで改質するウェーハの加工方法に関する。

携帯電話機やパーソナルコンピュータに代表される電子機器では、電子回路等のデバイスを備えるデバイスチップが必須の構成要素になっている。デバイスチップは、例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハの表面を複数の分割予定ライン（ストリート）で区画し、各領域にデバイスを形成した後、この分割予定ラインに沿ってウェーハを分割することによって製造される。

ウェーハを分割する方法の一つに、透過性のレーザービームをウェーハの内部に集光させて、多光子吸収により改質された改質層（改質領域）を形成するＳＤ（Stealth Dicing）と呼ばれる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。分割予定ラインに沿って改質層を形成した後に、ウェーハに対して力を加えることで、改質層を起点にウェーハを分割できる。

ところで、このＳＤでは、形成されるデバイスチップに改質層が残留して、デバイスチップの抗折強度を十分に高められないことが多い。そこで、改質層を形成した後にウェーハの裏面を研削して、改質層を除去しながらウェーハを複数のデバイスチップへと分割するＳＤＢＧ（Stealth Dicing Before Grinding）と呼ばれる方法も検討されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−１９２３７０号公報 国際公開第２００３／０７７２９５号

上述したＳＤＢＧでは、デバイスチップへの分割を促進させるために、ウェーハの表面側にクラックが到達する条件で改質層を形成することが多い。しかしながら、そのような条件で改質層を形成すると、ウェーハが反ってしまい、搬出用の保持パッドでウェーハを保持して搬出できない等の問題が発生し易くなる。

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、ウェーハの反りを抑制できるウェーハの加工方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、複数の分割予定ラインが設定されたウェーハの加工方法であって、ウェーハの表面側を保持テーブルで保持する保持ステップと、該保持テーブルに保持されたウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームをウェーハの厚み方向で異なる複数の位置に集光させて、ウェーハの該表面側の内部に各分割予定ラインに沿って複数の改質層を形成するレーザー加工ステップと、該レーザー加工ステップを実施した後、ウェーハを保持するための保持部を有する保持パッドでウェーハの裏面を吸引、保持して、ウェーハを該保持テーブル上から搬出する搬出ステップと、該保持ステップを実施した後、該搬出ステップを実施する前に、該保持パッドの該保持部によって吸引、保持されるウェーハの該裏面側の被保持領域にレーザービームを照射し、ウェーハの反りを緩和させるための改質層をウェーハの該裏面側の内部に形成する反り緩和レーザー加工ステップと、を備え、該レーザー加工ステップでは、ウェーハの該表面側の中央領域に、該表面に至るクラックが発生する条件で改質層を形成し、該中央領域を除くウェーハの該表面側の領域に、該表面に至るクラックが発生しない条件で一部又は全部の改質層を形成するとともに、該中央領域を除くウェーハの該表面側の領域の一部又は全部で、各分割予定ラインに沿って改質層の数をウェーハの該表面側の該中央領域よりも少なくすることを特徴とするウェーハの加工方法が提供される。

本発明の一態様において、該反り緩和レーザー加工ステップでは、該分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射することが好ましい。また、該搬出ステップを実施した後、ウェーハの該裏面側を研削してウェーハを所定の厚みまで薄くするとともに該改質層を起点にウェーハを複数のチップへと分割する研削ステップを更に備えることが好ましい。

本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、ウェーハの表面側の中央領域に、表面に至るクラックが発生する条件で改質層を形成し、中央領域を除くウェーハの表面側の領域に、表面に至るクラックが発生しない条件で一部又は全部の改質層を形成するとともに、中央領域を除くウェーハの表面側の領域の一部又は全部で、各分割予定ラインに沿って改質層の数をウェーハの表面側の中央領域よりも少なくするので、表面に至るクラックが発生する条件で全ての改質層を形成する場合や、中央領域を除くウェーハの表面側の領域の全部で各分割予定ラインに沿って改質層の数を中央領域と同じにする場合等に比べて、ウェーハの反りを抑制できる。

また、保持パッドによって吸引、保持されるウェーハの裏面側の被保持領域にレーザービームを照射し、ウェーハの反りを緩和させるための改質層をウェーハの裏面側の内部に形成するので、被保持領域での反りを更に抑制して、保持パッドでウェーハの裏面を適切に吸引、保持できる。

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、ウェーハに保護部材が貼付される様子を模式的に示す斜視図である。 図２（Ａ）は、保持ステップを模式的に示す一部断面側面図であり、図２（Ｂ）は、レーザー加工ステップを模式的に示す一部断面側面図である。 図３（Ａ）は、分割用の改質層を形成する際の加工の条件を説明するための平面図であり、図３（Ｂ）は、分割用の改質層が形成されたウェーハを模式的に示す一部断面側面図である。 反り緩和レーザー加工ステップを模式的に示す一部断面側面図である。 図５（Ａ）は、反り緩和用の改質層を形成する際の加工の条件を説明するための平面図であり、図５（Ｂ）は、反り緩和用の改質層が形成されたウェーハを模式的に示す一部断面側面図である。 図６（Ａ）は、搬出ステップを模式的に示す一部断面側面図であり、図６（Ｂ）は、研削ステップを模式的に示す一部断面側面図である。 図７（Ａ）は、変形例に係る反り緩和レーザー加工ステップを説明するための平面図であり、図７（Ｂ）は、変形例に係る反り緩和レーザー加工ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る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、保持ステップ（図２（Ａ）参照）、レーザー加工ステップ（図２（Ｂ）、図３（Ａ）、図３（Ｂ）参照）、反り緩和レーザー加工ステップ（図４、図５（Ａ）、図５（Ｂ）参照）、搬出ステップ（図６（Ａ）参照）、及び研削ステップ（図６（Ｂ）参照）を含む。

保持ステップでは、ウェーハの表面側をレーザー加工装置のチャックテーブル（保持テーブル）で保持する。レーザー加工ステップでは、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームをウェーハの厚み方向で異なる複数の位置に集光させて、ウェーハの表面側の内部に各分割予定ラインに沿って複数の改質層を形成する。

具体的には、ウェーハの表面側の中央領域に、表面に至るクラックが発生する条件で改質層を形成し、中央領域を除くウェーハの表面側の領域に、このクラックが発生しない条件で少なくとも一部の改質層を形成する。また、中央領域を除くウェーハの表面側の領域の少なくとも一部で、各分割予定ラインに沿って改質層の数をウェーハの表面側の中央領域よりも少なくする。

反り緩和レーザー加工ステップでは、搬出の際に吸引、保持されるウェーハの裏面にレーザービームを照射して、ウェーハの反りを緩和させるための改質層をウェーハの裏面側の内部に形成する。搬出ステップでは、ウェーハを保持するための保持部を有する保持パッドでウェーハの裏面を吸引、保持して、ウェーハをチャックテーブル上から搬出する。

研削ステップでは、ウェーハの裏面側を研削してウェーハを所定の厚みまで薄くするとともに、レーザー加工ステップで形成された改質層を起点にウェーハを複数のチップへと分割する。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、本実施形態に係るウェーハの加工方法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、本実施形態で加工されるウェーハ１１は、シリコン（Ｓｉ）等の半導体材料を用いて円盤状に形成されている。ウェーハ１１の表面１１ａ側は、格子状に配列された分割予定ライン（ストリート）１３で複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイス１５が形成されている。

なお、本実施形態では、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハ１１を用いているが、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、セラミックス等の材料でなるウェーハ１１を用いることもできる。同様に、デバイス１５の種類、数量、大きさ、配置等にも制限はない。

本実施形態に係るウェーハの加工方法を実施する前には、上述したウェーハ１１の表面１１ａ側に保護部材を貼付しておく。図１（Ｂ）は、ウェーハ１１に保護部材が貼付される様子を模式的に示す斜視図である。保護部材２１は、例えば、ウェーハ１１と同等の径を持つ円形のフィルム（テープ）であり、その表面２１ａ側には、粘着力を有する糊層が設けられている。

そのため、図１（Ｂ）に示すように、この表面２１ａ側を被加工物１１の表面１１ａ側に密着させることで、被加工物１１の表面１１ａ側に保護部材２１を貼付できる。被加工物１１の表面１１ａ側に保護部材２１を貼付することで、後の各ステップで加わる衝撃を緩和して、ウェーハ１１の表面１１ａ側に形成されたデバイス１５等を保護できる。

ウェーハ１１の表面１１ａ側に保護部材２１を貼付した後には、このウェーハ１１の表面１１ａ側をレーザー加工装置のチャックテーブル（保持テーブル）で保持する保持ステップを行う。図２（Ａ）は、保持ステップを模式的に示す一部断面側面図である。図２（Ａ）に示すように、本実施形態で使用されるレーザー加工装置２は、ウェーハ１１を吸引、保持するためのチャックテーブル（保持テーブル）４を備えている。

チャックテーブル４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル４の下方には、移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル４は、この移動機構によって水平方向に移動する。

チャックテーブル４の上面の一部は、ウェーハ１１の表面１１ａ側（保護部材２１の裏面２１ｂ側）を吸引、保持する保持面４ａとなっている。保持面４ａは、チャックテーブル４の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。吸引源の負圧を保持面４ａに作用させることで、ウェーハ１１は、チャックテーブル４に吸引、保持される。

保持ステップでは、ウェーハ１１に貼付されている保護部材２１の裏面２１ｂをチャックテーブル４の保持面４ａに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は、裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル４に吸引、保持される。

保持ステップの後には、ウェーハ１１を分割する際の起点となる改質層をウェーハ１１の内部に形成するレーザー加工ステップを行う。図２（Ｂ）は、レーザー加工ステップを模式的に示す一部断面側面図である。図２（Ｂ）に示すように、チャックテーブル４の上方には、レーザー照射ユニット６が配置されている。

レーザー照射ユニット６は、レーザー発振器（不図示）でパルス発振されたレーザービームＬを所定の位置に照射、集光する。レーザー発振器は、ウェーハ１１に対して透過性を有する波長（吸収され難い波長）のレーザービームＬをパルス発振できるように構成されている。

レーザー加工ステップでは、まず、チャックテーブル４を移動、回転させて、対象となる分割予定ライン１３の延長線上にレーザー照射ユニット６を合わせる。そして、図２（Ｂ）に示すように、レーザー照射ユニット６からウェーハ１１の裏面１１ｂに向けてレーザービームＬを照射しながら、対象の分割予定ライン１３に対して平行な方向にチャックテーブル４を移動させる。

レーザービームＬは、例えば、ウェーハ１１の厚み方向の中央より表面１１ａ側の第１の深さの位置（ウェーハ１１の内部の第１の深さの位置）に集光させる。このように、ウェーハ１１に対して透過性を有する波長のレーザービームＬを、ウェーハ１１の内部の第１の深さの位置に集光させることで、ウェーハ１１の内部の第１の深さの位置を改質して分割の起点となる改質層１７を形成できる。

対象の分割予定ライン１３に沿ってウェーハ１１の内部の第１の深さの位置に改質層１７を形成した後には、厚み方向において異なる第２の深さの位置（ウェーハ１１の内部の第２の深さの位置）にレーザービームＬを集光させて、同じ分割予定ライン１３の第２の深さの位置に改質層１７を形成する。この動作は、対象の分割予定ライン１３に沿ってウェーハ１１の厚み方向に所定の数の改質層１７が形成されるまで繰り返される。厚み方向に形成される改質層１７の数については後述する。

なお、複数の改質層１７は、後の研削によって除去される深さの位置に形成されることが望ましい。例えば、後にウェーハ１１を裏面１１ｂ側から研削して３０μｍ程の厚みまで薄くする場合には、その２倍以上の深さの位置、すなわち、表面１１ａから６０μｍ以上の深さの位置に全ての改質層１７を形成すると良い。上述のような動作を各分割予定ライン１３に対して繰り返し、全ての分割予定ライン１３に沿って複数の改質層１７が形成されると、レーザー加工ステップは終了する。

図３（Ａ）は、改質層１７を形成する際の加工の条件を説明するための平面図であり、図３（Ｂ）は、改質層１７が形成されたウェーハ１１を模式的に示す一部断面側面図である。本実施形態のレーザー加工ステップでは、改質層１７を形成する際の加工の条件をウェーハ１１の領域毎に異ならせる。

例えば、図３（Ａ）に示すように、Ｘ軸方向に平行な複数の分割予定ライン１３のうちで、Ｙ軸方向の中央の領域（Ｙ_１〜Ｙ_２）に存在する分割予定ライン１３には、分割され易い条件でレーザービームＬを照射する。具体的には、図３（Ｂ）に示すように、表面１１ａに至るクラック１１ｃが発生する条件で複数の改質層１７ａを形成する。

同様に、Ｙ軸方向に平行な複数の分割予定ライン１３のうちで、Ｘ軸方向の中央の領域（Ｘ_１〜Ｘ_２）に存在する分割予定ライン１３には、分割され易い条件でレーザービームＬを照射する。つまり、表面１１ａに至るクラック１１ｃが発生する条件で複数の改質層１７ａを形成する。

一方で、図３（Ａ）に示すように、Ｘ軸方向に平行な複数の分割予定ライン１３のうちで、Ｙ軸方向の中央の領域（Ｙ_１〜Ｙ_２）を除く領域に存在する分割予定ライン１３には、ウェーハ１１が反り難い条件でレーザービームＬを照射する。具体的には、図３（Ｂ）に示すように、表面１１ａに至るクラック１１ｃが発生しない条件で複数の改質層１７ｂを形成する。

また、Ｙ軸方向に平行な複数の分割予定ライン１３のうちで、Ｘ軸方向の中央の領域（Ｘ_１〜Ｘ_２）を除く領域に存在する分割予定ライン１３には、ウェーハ１１が反り難い条件でレーザービームＬを照射する。つまり、表面１１ａに至るクラック１１ｃが発生しない条件で複数の改質層１７ｂを形成する。

このように、ウェーハ１１の表面１１ａ側の中央の領域（中央領域）Ａに、表面１１ａに至るクラック１１ｃが発生する条件で改質層１７ａを形成すれば、後の研削の際に力が加わり難い中央の領域Ａを適切に分割できるようになる。一方で、改質層１７ａは、クラック１１ｃが発生する条件で形成されるので、ウェーハ１１の反りの原因になり易い。

そこで、本実施形態では、中央の領域Ａを除くウェーハ１１の表面１１ａ側の領域Ｂ（外周領域）において、改質層１７の少なくとも一部を、クラック１１ｃが発生しない条件で形成される改質層１７ｂとする。これにより、全ての改質層１７を改質層１７ａとする場合に比べて、ウェーハ１１の反りを抑制できる。

更に、本実施形態では、各分割予定ライン１３に沿って厚み方向に形成される改質層１７の数を、Ｙ軸方向の中央の領域（Ｙ_１〜Ｙ_２）に存在するＸ軸方向に平行な分割予定ライン１３より、Ｙ軸方向の中央の領域（Ｙ_１〜Ｙ_２）を除く領域に存在するＸ軸方向に平行な分割予定ライン１３で少なくする。

同様に、各分割予定ライン１３に沿って厚み方向に形成される改質層１７の数を、Ｘ軸方向の中央の領域（Ｘ_１〜Ｘ_２）に存在するＹ軸方向に平行な分割予定ライン１３より、Ｘ軸方向の中央の領域（Ｘ_１〜Ｘ_２）を除く領域に存在するＹ軸方向に平行な分割予定ライン１３で少なくする。

このように、中央の領域Ａを除く領域Ｂの少なくとも一部において、各分割予定ライン１３に沿って形成される改質層１７ａの数を、中央の領域Ａよりも少なくすることで、各分割予定ライン１３に沿って形成される改質層１７ａの数を全ての分割予定ラインで同じにする場合等に比べて、ウェーハ１１の反りを抑制できる。

より詳細な加工の条件は、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に応じて適切に設定される。また、中央の領域Ａの範囲や形状等の条件も、任意に設定できる。なお、後述する搬送ステップで使用される保持パッドの保持部の面積より領域Ａの面積を小さくすると、反りが小さくなってウェーハ１１を適切に搬出し易くなる。この場合、領域Ａの面積を保持パッドの保持部の面積の３０％〜８０％にするのが望ましく、５０％〜６０％にするとより望ましい。

シリコンでなるウェーハ１１に改質層１７を形成する際の加工の条件は、例えば、次のように設定される。
レーザービームの波長：１３４２ｎｍ（ＹＡＧ）
レーザービームの繰り返し周波数：９０ｋＨｚ
レーザービームのスポット径：２．５μｍ（直径）
レーザービームの出力（改質層１７ａ）：０．９Ｗ〜１．１Ｗ（クラック発生）
厚み方向に形成される改質層の数（改質層１７ａ）：３層（３パス）
最も表面側に位置する改質層の深さ（改質層１７ａ）：ウェーハの表面から６５μｍ〜７５μｍ
レーザービームの出力（改質層１７ｂ）：１．１Ｗ〜１．３Ｗ（クラック不発生）
厚み方向に形成される改質層の数（改質層１７ｂ）：２層（２パス）
最も表面側に位置する改質層の深さ（改質層１７ｂ）：ウェーハの表面から８０μｍ〜９０μｍ
厚み方向に形成される改質層の間隔（改質層１７ａ，１７ｂ）：６０μｍ〜７０μｍ
チャックテーブルの移動速度（送り速度）：７００ｍｍ／ｓ

上述したレーザー加工ステップの後には、ウェーハ１１の反りを緩和させるための改質層をウェーハの裏面１１ｂ側の内部に形成する反り緩和レーザー加工ステップを行う。図４は、反り緩和レーザー加工ステップを模式的に示す一部断面側面図である。図４に示すように、反り緩和レーザー加工ステップは、引き続きレーザー加工装置２を用いて行われる。

反り緩和レーザー加工ステップでは、まず、チャックテーブル４を移動、回転させて、任意の加工開始位置の上方にレーザー照射ユニット６を合わせる。そして、図４に示すように、レーザー照射ユニット６からウェーハ１１に対してレーザービームＬを照射しながら、チャックテーブル４を水平方向に移動させる。

レーザービームＬは、ウェーハ１１の内部の裏面１１ｂ側（例えば、ウェーハ１１の厚み方向の中央より裏面１１ｂ側）に集光させる。このように、ウェーハ１１に対して透過性を有する波長のレーザービームＬを、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側の内部に集光させることで、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側の内部を改質して反りを緩和させるための改質層１９を形成できる。

なお、この改質層１９は、後の研削によって除去される深さの位置に形成される。また、表面１１ａから改質層１７までの距離と、裏面１１ｂから改質層１９までの距離とが同じになる深さの位置に改質層１９を形成することが望ましい。例えば、最も表面１１ａ側に位置する改質層１７を表面１１ａから７０μｍ程の深さの位置に形成する場合には、裏面１１ｂから７０μｍ程の位置に改質層１９を形成すると良い。上述のような動作を繰り返し、全ての加工予定領域に改質層１９が形成されると、反り緩和レーザー加工ステップは終了する。

図５（Ａ）は、改質層１９を形成する際の加工の条件を説明するための平面図であり、図５（Ｂ）は、改質層１９が形成されたウェーハ１１を模式的に示す一部断面側面図である。本実施形態の反り緩和レーザー加工ステップでは、搬出の際に吸引、保持されるウェーハ１１の一部の領域に改質層１９を形成する。

例えば、図５（Ａ）に示すように、搬出の際に保持パッドによって吸引、保持される裏面１１ｂ側の被保持領域Ｃに比較的高い出力のレーザービームＬを照射して、改質層１９を形成する。具体的には、図５（Ｂ）に示すように、裏面１１ｂに至るクラック１１ｃが発生する条件で改質層１９を形成する。これにより、被保持領域Ｃで改質層１７によるウェーハ１１の反りを緩和し、保持パッドでウェーハ１１を適切に吸引、保持できるようになる。

なお、この改質層１９は、分割予定ライン１３に沿って形成されることが望ましい。これにより、レーザービームＬの照射に起因するデバイス１５の損傷等を防止できる。より詳細な加工の条件は、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさや、改質層１７の配置、数量、状態等に応じて適切に設定される。

シリコンでなるウェーハ１１に改質層１９を形成する際の加工の条件は、例えば、次のように設定される。
レーザービームの波長：１３４２ｎｍ（ＹＡＧ）
レーザービームの繰り返し周波数：９０ｋＨｚ
レーザービームのスポット径：２．５μｍ（直径）
レーザービームの出力：１．５〜１．７Ｗ
改質層の深さ：ウェーハの裏面から６５μｍ〜９０μｍ
チャックテーブルの移動速度（送り速度）：７００ｍｍ／ｓ

反り緩和レーザー加工ステップの後には、ウェーハ１１をチャックテーブル４上から搬出する搬出ステップを行う。図６（Ａ）は、搬出ステップを模式的に示す一部断面側面図である。図６（Ａ）に示すように、レーザー加工装置２は、ウェーハ１１を吸引、保持して搬送する搬送ユニット８を備えている。

搬送ユニット８は、基端側に移動機構（不図示）が設けられた搬送アーム１０と、搬送アーム１０の先端側に固定された保持パッド１２とを含む。保持パッド１２の下面の一部は、ウェーハ１１の裏面１１ｂを吸引、保持する保持部１２ａとなっている。保持部１２ａは、搬送ユニット８に設けられた吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。吸引源の負圧を保持部１２ａに作用させることで、ウェーハ１１は、保持パッド１２に吸引、保持される。

搬出ステップでは、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側（被保持領域Ｃ）に保持パッド１２の保持部１２ａを接触させて、吸引源の負圧を作用させる。併せて、チャックテーブル４の保持面４ａに作用している吸引源の負圧を遮断する。これにより、ウェーハ１１は、保持パッド１２に吸引、保持される。

本実施形態では、上述したレーザー加工ステップ及び反り緩和レーザー加工ステップにより、ウェーハ１１の反りを緩和させている。よって、ウェーハ１１を、保持パッド１２で適切に吸引、保持できる。その後、移動機構で保持パッド１２を任意の位置まで移動させると、搬出ステップは終了する。

搬出ステップの後には、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削してウェーハ１１を所定の厚みまで薄くするとともに、レーザー加工ステップで形成された改質層１７を起点にウェーハ１１を複数のチップへと分割する研削ステップを行う。図６（Ｂ）は、研削ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

研削ステップは、例えば、図６（Ｂ）に示す研削装置２２を用いて行われる。研削装置２２は、ウェーハ１１を吸引、保持するためのチャックテーブル（保持テーブル）２４を備えている。チャックテーブル２４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル２４の下方には、移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル２４は、この移動機構によって水平方向に移動する。

チャックテーブル２４の上面の一部は、ウェーハ１１の表面１１ａ側（保護部材２１の裏面２１ｂ側）を吸引、保持する保持面２４ａとなっている。保持面２４ａは、チャックテーブル２４の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。吸引源の負圧を保持面２４ａに作用させることで、ウェーハ１１は、チャックテーブル２４に吸引、保持される。

チャックテーブル２４の上方には、研削ユニット２６が配置されている。研削ユニット２６は、昇降機構（不図示）に支持されたスピンドルハウジング（不図示）を備えている。スピンドルハウジングには、スピンドル２８が収容されており、スピンドル２８の下端部には、円盤状のマウント３０が固定されている。

マウント３０の下面には、マウント３０と概ね同径の研削ホイール３２が装着されている。研削ホイール３２は、ステンレス、アルミニウム等の金属材料で形成されたホイール基台３４を備えている。ホイール基台３４の下面には、複数の研削砥石３６が環状に配列されている。

スピンドル２８の上端側（基端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、研削ホイール３２は、この回転駆動源で発生する力によって、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。研削ユニット２６の内部又は近傍には、純水等の研削液をウェーハ１１等に対して供給するためのノズル（不図示）が設けられている。

研削ステップでは、まず、搬出ステップにおいてレーザー加工装置２のチャックテーブル４から搬出されたウェーハ１１を、チャックテーブル２４に吸引、保持させる。具体的には、ウェーハ１１に貼付されている保護部材２１の裏面２１ｂをチャックテーブル２４の保持面２４ａに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は、裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル２４に吸引、保持される。

次に、チャックテーブル２４を研削ユニット２６の下方に移動させる。そして、図６（Ｂ）に示すように、チャックテーブル２４と研削ホイール３２とをそれぞれ回転させて、研削液をウェーハ１１の裏面１１ｂ等に供給しながらスピンドルハウジング（スピンドル２８、研削ホイール３２）を下降させる。

スピンドルハウジングの下降速度は、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に研削砥石３６の下面が適切に押し当てられる範囲で調整される。これにより、裏面１１ｂ側を研削して、ウェーハ１１を薄くできる。ウェーハ１１が所定の厚み（仕上げ厚み）まで薄くなり、改質層１７を起点に複数のチップへと分割されると、研削ステップは終了する。

なお、本実施形態では、１組の研削ユニット２６（研削砥石３６）を用いてウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削しているが、２組以上の研削ユニット（研削砥石）を用いてウェーハ１１を研削しても良い。例えば、径が大きい砥粒で構成された研削砥石を用いて粗い研削を行い、径が小さい砥粒で構成された研削砥石を用いて仕上げの研削を行うことで、研削に要する時間を大幅に長くすることなく裏面１１ｂの平坦性を高められる。

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、ウェーハ１１の表面１１ａ側の中央の領域（中央領域）Ａに、表面１１ａに至るクラック１１ｃが発生する条件で改質層１７ａを形成し、領域Ａを除くウェーハの表面１１ａ側の領域Ｂに、表面１１ａに至るクラックが発生しない条件で一部の改質層１７ｂを形成するとともに、領域Ｂの一部では、領域Ａよりも厚み方向に形成される改質層１７の数を少なくするので、表面１１ａに至るクラックが発生する条件で全ての改質層１７を形成する場合や、厚み方向に形成される改質層１７の数を領域Ａと領域Ｂとで同じにする場合等に比べて、ウェーハ１１の反りを抑制できる。

また、保持パッド１２によって吸引、保持されるウェーハ１１の裏面１１ｂ側の被保持領域ＣにレーザービームＬを照射し、ウェーハ１１の反りを緩和させるための改質層１９をウェーハ１１の裏面１１ｂ側の内部に形成するので、被保持領域Ｃでの反りを更に抑制して、保持パッド１２でウェーハ１１の裏面１１ｂを適切に吸引、保持できる。

なお、本発明は、上記実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態のレーザー加工ステップでは、領域Ｂ（外周領域）の改質層１７の一部を、クラック１１ｃが発生しない条件で形成される改質層１７ｂとしているが、領域Ｂの改質層１７の全部を改質層１７ｂとしても良い。この場合には、領域Ａと領域Ｂとの境界でレーザービームＬの照射条件を変更し、各領域に合わせて改質層１７ａ，１７ｂのいずれかを形成する。

同様に、上記実施形態のレーザー加工ステップでは、領域Ｂ（外周領域）の一部で、厚み方向に形成される改質層１７の数を領域Ａより少なくしているが、領域Ｂの全部で、厚み方向に形成される改質層１７の数を領域Ａより少なくしても良い。この場合にも、領域Ａと領域Ｂとの境界でレーザービームＬの照射条件を変更し、各領域に合わせて厚み方向に異なる数の改質層を形成する。

また、上記実施形態の反り緩和レーザー加工ステップでは、裏面１１ｂの被保持領域Ｃにのみ改質層１９を形成しているが、他の領域に改質層１９を形成しても良い。図７（Ａ）は、変形例に係る反り緩和レーザー加工ステップを説明するための平面図であり、図７（Ｂ）は、変形例に係る反り緩和レーザー加工ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、変形例に係る反り緩和レーザー加工ステップでは、被保持領域Ｃに比較的高い出力のレーザービームＬを照射して、裏面１１ｂに至るクラック１１ｃが発生する条件で改質層１９ａを形成する。一方で、他の領域には、比較的低い出力のレーザービームＬを照射して、裏面１１ｂに至るクラック１１ｃが発生しない条件で改質層１９ｂを形成する。

この変形例では、他の領域にも改質層１９ｂを形成するので、ウェーハ１１の全体で反りを抑制できる。また、他の領域では、裏面１１ｂに至るクラック１１ｃが発生しない条件で改質層１９ｂを形成するので、他の領域に改質層１９ａを形成する場合等に比べて、ウェーハ１１が逆向きに反る可能性も低く抑えられる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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 クラック
１３ 分割予定ライン（ストリート）
１５ デバイス
１７，１７ａ，１７ｂ，１９，１９ａ，１９ｂ 改質層
２１ 保護部材
２１ａ 表面
２１ｂ 裏面
２ レーザー加工装置
４ チャックテーブル（保持テーブル）
４ａ 保持面
６ レーザー照射ユニット
８ 搬送ユニット
１０ 搬送アーム
１２ 保持パッド
１２ａ 保持部
２２ 研削装置
２４ チャックテーブル（保持テーブル）
２４ａ 保持面
２６ 研削ユニット
２８ スピンドル
３０ マウント
３２ 研削ホイール
３４ ホイール基台
３６ 研削砥石

Claims (3)

1. 複数の分割予定ラインが設定されたウェーハの加工方法であって、
   ウェーハの表面側を保持テーブルで保持する保持ステップと、
   該保持テーブルに保持されたウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームをウェーハの厚み方向で異なる複数の位置に集光させて、ウェーハの該表面側の内部に各分割予定ラインに沿って複数の改質層を形成するレーザー加工ステップと、
   該レーザー加工ステップを実施した後、ウェーハを保持するための保持部を有する保持パッドでウェーハの裏面を吸引、保持して、ウェーハを該保持テーブル上から搬出する搬出ステップと、
   該保持ステップを実施した後、該搬出ステップを実施する前に、該保持パッドの該保持部によって吸引、保持されるウェーハの該裏面側の被保持領域にレーザービームを照射し、ウェーハの反りを緩和させるための改質層をウェーハの該裏面側の内部に形成する反り緩和レーザー加工ステップと、を備え、
   該レーザー加工ステップでは、ウェーハの該表面側の中央領域に、該表面に至るクラックが発生する条件で改質層を形成し、該中央領域を除くウェーハの該表面側の領域に、該表面に至るクラックが発生しない条件で一部又は全部の改質層を形成するとともに、該中央領域を除くウェーハの該表面側の領域の一部又は全部で、各分割予定ラインに沿って改質層の数をウェーハの該表面側の該中央領域よりも少なくすることを特徴とするウェーハの加工方法。
2. 該反り緩和レーザー加工ステップでは、該分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射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。
3. 該搬出ステップを実施した後、ウェーハの該裏面側を研削してウェーハを所定の厚みまで薄くするとともに該改質層を起点にウェーハを複数のチップへと分割する研削ステップを更に備え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。