JP2019197756A - チップの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既存のレーザー加工装置に対して偏光板、複屈折レンズ等の光学部品を追加することなく、デバイスの損傷を防ぎつつ、且つ、ウェーハを分割し易くする。【解決手段】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の集光点をウェーハ内部の表面から第１深さの位置に合わせるように、レーザービームをウェーハの裏面側から照射し、ウェーハの外周余剰領域のみに第１改質層を形成する第１レーザービーム照射ステップと、その後に、レーザービームの集光点を第１深さ位置よりも表面から離れたウェーハ内部の第２深さの位置に合わせるように、レーザービームをウェーハの裏面側から照射し、分割予定ラインに沿って第２改質層を形成する第２レーザービーム照射ステップと、該第１及び第２レーザービーム照射ステップの後に、ウェーハに外力を付与し、ウェーハを複数のチップに分割する分割ステップと、を含むチップの製造方法を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハにレーザービームを照射した後にウェーハを分割することにより、ウェーハから複数のチップを製造するチップの製造方法に関する。

携帯電話やパソコン等の電子機器では、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（large-scale integrated circuit）等のデバイスチップ（以下、チップ）が搭載されている。このチップは、例えば、シリコン等の半導体材料で形成されたウェーハの表面を複数の交差する分割予定ライン（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で、製造される。

ウェーハの分割方法として、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裏面側から照射してウェーハの集光点をウェーハ内部に位置付けることにより、分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に改質層を形成する加工方法が知られている。ウェーハの内部では、この改質層を起点にクラックが伸長する。

ウェーハに改質層形成した後、ウェーハの裏面側を研削してウェーハの厚さを薄くすると共に、改質層を起点としてウェーハを分割予定ラインに沿って分割する加工方法は、ＳＤＢＧ（Stealth Dicing Before Grinding）と呼ばれる（例えば、特許文献１参照）。

ウェーハは、強度が低下した改質層を起点として個々のチップに分割されるが、改質層からデバイスが形成されているウェーハの表面へクラックが伸長していない場合には、ウェーハが分割予定ラインに沿って分割されない場合がある。この場合、分割されたチップに欠け、斜め割れ等が発生する。

欠け、斜め割れ等を抑制するためには、デバイスが形成されているウェーハの表面にできるだけ近いウェーハ内の深さ位置に改質層を形成し、当該改質層からウェーハの表面に向かってクラックを伸長させることが有効である。しかしながら、改質層をウェーハの表面に近づけるべくレーザービームの集光点をウェーハの表面に近づけすぎると、レーザービームの散乱光によりデバイスがダメージを受ける恐れがある。

これに対して、デバイスへのダメージを避けるために、レーザービームの出力を低下させたり、レーザービームの集光点をウェーハの裏面に近づけたりすると、改質層からウェーハの表面へクラックが伸長し難くなって、ウェーハは適切に分割されない。

ところで、電磁場の振動方向が加工進行方向に対して直交する第１の直線偏光と、当該加工進行方向に平行な第２の直線偏光とにレーザービームを分離して、第１の直線偏光の集光点深さ位置を第２の直線偏光の集光点深さ位置よりも裏面側に設ける技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

集光点のエネルギー密度は、第２の直線偏光よりも第１の直線偏光の方が高いので、第１の直線偏光により形成される改質層の方が、ウェーハ内部でのダメージがより大きくなる。これにより、ウェーハの表面側に形成されたデバイスへのダメージを抑制しつつ、ウェーハ内部へのダメージが相対的に大きい改質層がウェーハの裏面側に形成される。

特開２０１４−７２５７号公報 特開２０１２−１６７２２号公報

しかしながら、この場合、第１及び第２の直線偏光の割合を変えるための偏光板、レーザービームを第１及び第２の直線偏光に分離するための複屈折レンズ等の光学部品を、既存のレーザー加工装置に対して追加する必要がある。また、第２の直線偏光の集光点深さ位置は第１の直線偏光の集光点深さ位置よりも表面側に設けられており、第２の直線偏光はウェーハ内部のデバイス上の領域にも照射されるので、第２の直線偏光の散乱光によりデバイスがダメージを受ける恐れがある。

本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、既存のレーザー加工装置に対して偏光板、複屈折レンズ等の光学部品を追加することなく、レーザービームからデバイスへのダメージを防ぎつつ、且つ、ウェーハを分割し易くすることを目的とする。

本発明によれば、複数の分割予定ラインで区画された複数の領域のそれぞれに設けられたデバイスを含むデバイス領域と、該デバイス領域を囲む外周余剰領域とを表面に有するウェーハを該分割予定ラインに沿って分割することにより複数のチップを製造するチップの製造方法であって、該ウェーハの該表面側に保護部材を配置する配置ステップと、該配置ステップの後に、該ウェーハの保護部材側をチャックテーブルで保持する保持ステップと、該保持ステップの後に、該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の集光点を該ウェーハ内部の該表面から第１深さの位置に合わせるように、該レーザービームを該ウェーハの裏面側から照射し、該分割予定ラインの延長線上における該ウェーハの外周余剰領域のみに第１改質層を形成する第１レーザービーム照射ステップと、該第１レーザービーム照射ステップの後に、該レーザービームの該集光点を該第１深さ位置よりも該表面から離れた該ウェーハ内部の第２深さの位置に合わせるように、該レーザービームを該ウェーハの該裏面側から照射し、該分割予定ラインに沿って第２改質層を形成する第２レーザービーム照射ステップと、該第１レーザービーム照射ステップ及び第２レーザービーム照射ステップの後に、該ウェーハに外力を付与し、該ウェーハを該分割予定ラインに沿って複数のチップに分割する分割ステップと、を含むチップの製造方法が提供される。

本発明の一態様によれば、該分割ステップでは、該ウェーハの該裏面側から研削手段によって該ウェーハを研削し所定の厚さへ加工するとともに、該ウェーハを研削する動作により、該第１改質層及び該第２改質層を起点として該ウェーハを該分割予定ラインに沿って分割する。

本発明のチップの製造方法によると、デバイスが形成されていない外周余剰領域に設けられた第１改質層に誘導されて、第１及び第２改質からウェーハの表面に向かってクラックが伸長しやすくなるので、ウェーハが分割され易くなる。さらに、第１改質層よりもウェーハの裏面側に、デバイス領域等に第２改質層を設けるので、第１改質層と同じ深さ位置に第２改質層を設ける場合に比べて、デバイスへのダメージを低減できる。

本発明の第１実施形態に係るチップの製造方法を示すフロー図である。 チップに分割される前のウェーハの上面図である。 保護部材を配置する配置ステップＳ１０を示す図である。 ウェーハの表面（保護部材）側をチャックテーブルで保持する保持ステップＳ２０を示す図である。 外周余剰領域のみに第１改質層領域を形成する第１レーザービーム照射ステップＳ３０を示す図である。 図６（Ａ）は、外周余剰領域にレーザービームを照射する順番の一例を説明する図であり、図６（Ｂ）は、外周余剰領域にレーザービームを照射する順番の他の例を説明する図である。 第２改質層領域を形成する第２レーザービーム照射ステップＳ４０を示す図である。 Ｓ４０後におけるウェーハの表面を示す図である。 Ｓ４０後におけるウェーハのＡ−Ａ断面図である。 ウェーハを分割する分割ステップＳ５０を示す図である。 図１１（Ａ）は、分割ステップＳ５０後のウェーハユニットをテープ拡張装置に置いた状態を示す図であり、図１１（Ｂ）は、テープ拡張装置を用いてチップ１９ａ同士の間隔を広げた状態を示す図である。 ウェーハから分割された複数のチップを示す図である。 図１３（Ａ）は、外周余剰領域で第１改質層領域及び第２改質層領域が部分的に重なる第１変形例のＡ−Ａ断面図であり、図１３（Ｂ）は、第１改質層領域のデバイス領域側の端部と第２改質層領域の外周余剰領域側の端部とが一致する第２変形例のＡ−Ａ断面図である。 第２実施形態に係るデバイス領域及び外周余剰領域を示す図である。

図１は、本発明の第１実施形態に係るチップ１９ａの製造方法を示すフロー図である。なお、チップ１９ａに分割される前のウェーハ１１の上面図を図２に示し、図３から図１０を用いて図１に示す各ステップを説明する。

第１実施形態では、ウェーハ１１にレーザービームを照射することにより改質層を形成した後に、ウェーハ１１を研削することでウェーハ１１を分割するＳＤＢＧ加工方法により、ウェーハ１１から複数のチップ１９ａを製造する。

図２に示すように、ウェーハ１１は、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハである。このウェーハ１１の表面１１ａ側は、互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１７によって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。

なお、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、シリコン以外の他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板等をウェーハ１１として用いることもできる。同様に、デバイス１９の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。

ウェーハ１１は、複数のデバイス１９を含むデバイス領域１３と、当該デバイス領域１３を囲み、デバイス１９が設けられていない外周余剰領域１５とを有する。本実施形態の外周余剰領域１５は、円環状の領域であり、円環状の領域の内側端部が複数のデバイス１９の角部に隣接し、円環状の領域の外側端部がウェーハ１１の結晶方位を示すノッチ１５ａを有する。

図２では、本実施形態におけるデバイス領域１３と外周余剰領域１５との境界を破線で示している。当該境界は円形であり、境界よりも内側がデバイス領域１３である。なお、本実施形態のデバイス領域１３は、デバイス１９に隣接しデバイス１９が形成されていない領域も含む。

また、図２では、デバイス領域１３の分割予定ライン１７から延長する延長線１７ａを破線で示す。本実施形態の延長線１７ａは、デバイス領域１３と外周余剰領域１５とに位置している。

上述の様に、ウェーハ１１の表面１１ａ側にはデバイス１９が形成されている。それゆえ、ウェーハ１１の加工工程でデバイス１９を保護するべく、ウェーハ１１の表面１１ａ側には、ウェーハ１１と略同径の円盤状の樹脂製の保護部材２１が配置される（配置ステップＳ１０）。

図３は、保護部材２１を配置する配置ステップＳ１０を示す図である。なお、図３では、分割予定ライン１７の延長線１７ａを省略している。配置ステップＳ１０の後に、レーザー加工装置１２を用いてウェーハ１１に改質層を形成する。

このために、まず、ウェーハ１１の保護部材２１側をレーザー加工装置１２のチャックテーブル２０の上面に配置する。図４は、ウェーハ１１の表面１１ａ（保護部材２１）側をチャックテーブル２０で保持する保持ステップＳ２０を示す図である。

チャックテーブル２０は、ウェーハ１１よりも大きな円形状の上面を有しており、当該上面はＸ軸方向及びＹ軸方向に対して概ね平行に形成されている。当該チャックテーブル２０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２０は、この移動機構により水平方向（Ｘ−Ｙ平面方向）に移動できる。

なお、本明細書の説明に用いられるＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向は、互いに垂直であるものとする。また、上、下等は、構成要素の位置を特定するための便宜的な表現に過ぎず、必ずしも重力方向と平行な方向を指すのではない点に留意されたい。

チャックテーブル２０の上面の中央領域は、多孔質セラミックス等で形成された保持面２０ａであり、当該保持面２０ａは、チャックテーブル２０の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して真空ポンプ等の吸引手段（不図示）に接続されている。当該吸引手段の負圧により、保持面２０ａに配置されたウェーハ１１はチャックテーブル２０に吸引して保持される（保持ステップＳ２０）。

保持ステップＳ２０の後に、ウェーハ１１の外周余剰領域１５のみにウェーハ１１に対して透過性を有する所定の波長のレーザービームを照射する。所定の波長は、例えば、１０６４ｎｍ程度又は１３００ｎｍ程度である。

レーザービームを出射するレーザー加工装置１２（図５参照）は、レーザー照射ユニット１４を有し、当該レーザー照射ユニット１４は、パルス状のレーザービームを先端から射出するレーザー加工ヘッド１６を含む。レーザー加工ヘッド１６は、その内部に、出射されるレーザービームを集光するレンズを有する。

また、レーザー加工装置１２は、レーザー照射ユニット１４の本体から分岐してレーザー加工ヘッド１６の近傍に配置された撮像ユニット１８を有する。撮像ユニット１８により撮像されたウェーハ１１の画像は、ウェーハ１１とレーザー加工ヘッド１６との位置合わせ等に利用される。

図５は、レーザー加工装置１２を用いて外周余剰領域１５のみに第１改質層領域を形成する第１レーザービーム照射ステップＳ３０を示す図である。ウェーハ１１に照射されたレーザービームは、ウェーハ１１内部の特定の深さ位置に集光する。この集光点には多光子吸収が生じ、ウェーハ１１が変質することによって機械的強度等が低下する。

レーザービームは、レーザー加工ヘッド１６とチャックテーブル２０とを相対的に移動させつつ、この相対的な移動の経路に沿って照射される。本実施形態の第１レーザービーム照射ステップＳ３０では、デバイス領域１３における分割予定ライン１７の延長線１７ａ上における外周余剰領域１５のみに、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側からレーザービームを照射する。

これにより、外周余剰領域１５のみに改質層を形成できる。改質層は、例えば、ウェーハ１１にクラックが生じた領域、ウェーハ１１が部分的に溶融した領域等である。

第１レーザービーム照射ステップＳ３０では、ウェーハ１１内部の表面１１ａから異なる深さ位置に３つの改質層２５ａ、２５ｂ、２５ｃを形成するように、レーザービームの集光点の深さ位置を調節する。これにより、３つの改質層２５ａ、２５ｂ、２５ｃを含む第１改質層領域２５を形成する（図９参照）。

集光点の深さ位置はレーザー加工ヘッド１６内のレンズの位置を上下することにより調節できるので、第１改質層領域２５では、改質層２５ａが表面１１ａに最も近い位置に形成され、改質層２５ｃが裏面１１ｂに最も近い位置に形成され、改質層２５ｂが改質層２５ａと改質層２５ｃとの間に形成される。

なお、改質層２５ａ、２５ｂ、２５ｃの間隔は、ウェーハ１１の厚さに応じて適宜調節できる。例えば、ウェーハ１１の厚さが７４０μｍの場合に、ウェーハ１１の厚さ方向における改質層２５ａ及び改質層２５ｂの間隔、並びに、改質層２５ｂ及び改質層２５ｃの間隔は、各々５０μｍ以上７０μｍ以下である。ただし、改質層の間隔はこの範囲に限定されるものではない。

３つの改質層２５ａ、２５ｂ、２５ｃを形成するときに、レーザー加工ヘッド１６とウェーハ１１を保持するチャックテーブル２０との相対移動速度等は同じとする。ただし、レーザービームの出力は、集光点の深さ位置に応じて変えてもよい。例えば、表面１１ａに近い改質層ほど、形成時のレーザービームの出力を小さくする。

本実施形態において、第１改質層領域２５を形成するときのレーザービームの出力は、表面１１ａに最も近い改質層２５ａの形成時が最も小さく、裏面１１ｂに最も近い改質層２５ｃ形成時が最も大きい。これにより、レーザービームの表面１１ａへの散乱光がデバイス１９に及ぼす影響を、改質層２５ａ及び改質層２５ｃ形成時の出力が同じ場合に比べて低減できる。

ここで、図６を用いて、第１レーザービーム照射ステップＳ３０でレーザービームを照射する順番の一例を説明する。図６（Ａ）の例では、まず、ノッチ１５ａを通る外周余剰領域１５の延長線１７ａ上に沿ってレーザービームを照射する。

次に、レーザービームの出力を一旦オフにして、ノッチ１５ａに最も近い外周余剰領域１５の延長線１７ａ上のうち左側のライン１７ｂ１上に、レーザー加工ヘッド１６を位置合わせする。そして、レーザービームの出力を再びオンにして、当該ライン１７ｂ１に沿ってレーザービームを照射する。

その後、レーザービームの出力を一旦オフにして、ノッチ１５ａに最も近い外周余剰領域１５の延長線１７ａ上のうち右側のライン１７ｃ１上に、レーザー加工ヘッド１６を位置合わせする。そして、レーザービームの出力を再びオンにして、当該ライン１７ｃ１に沿ってレーザービームを照射する。

同様にして、次に、ライン１７ｂ１の左側に隣接する外周余剰領域１５の延長線１７ａ上のライン１７ｂ２に沿ってレーザービームを照射する。その後、ライン１７ｃ１の右側に隣接する外周余剰領域１５の延長線１７ａ上のライン１７ｃ２に沿ってレーザービームを照射する。このように、ノッチ１５ａに近い順に左右交互にレーザービームの照射を進める。

なお、ウェーハ１１の厚さ方向の異なる位置に複数の改質層を設ける場合には、所定の深さ位置にレーザービームの集光点を設定した上で、上述の様に左右交互にレーザービームの照射を進める。その後、レーザービームの集光点の深さ位置を変えた上で、再び、上述の様に左右交互にレーザービームの照射を進める。

なお、図６（Ａ）の例に代えて、図６（Ｂ）に示すように、ノッチ１５ａを通る外周余剰領域１５の延長線１７ａ上に沿ったレーザービームの照射から開始し、ライン１７ｂ１、ライン１７ｂ２、当該ライン１７ｂ２の左側に隣接する外周余剰領域１５の延長線１７ａ上のライン１７ｂ３…の順に、時計回りに照射を進めてもよい。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は照射の順番の一例であり、照射の順番はこれらに限定されない。

第１レーザービーム照射ステップＳ３０の後に、デバイス領域１３における分割予定ライン１７と、デバイス領域１３及び外周余剰領域１５における当該分割予定ライン１７の延長線１７ａ上とにレーザービームを照射する。これにより、第２改質層領域を形成する。図７は、第２改質層領域を形成する第２レーザービーム照射ステップＳ４０を示す図である。

第２レーザービーム照射ステップＳ４０では、デバイス領域１３に加えて外周余剰領域１５にもレーザービームを照射する。また、レーザービームの集光点を第１改質層領域２５の各改質層の深さ位置よりも表面１１ａから離れた深さ位置に合わせるように、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側からレーザービームを照射する。

第１改質層領域２５よりも裏面１１ｂ側に形成された第２改質層領域２７は、表面１１ａから異なる深さ位置に形成された３つの改質層２７ａ、２７ｂ、２７ｃを含む（図９参照）。

第２改質層領域２７では、改質層２７ａが表面１１ａに最も近い位置に形成され、改質層２７ｃが裏面１１ｂに最も近い位置に形成され、改質層２７ｂが改質層２７ａと改質層２７ｃとの間に形成される。

なお、３つの改質層２７ａ、２７ｂ、２７ｃの間隔は、ウェーハ１１の厚さに応じて適宜変更することができる。例えば、ウェーハ１１の厚さ７４０μｍの場合に、ウェーハ１１の厚さ方向における改質層２７ａ及び改質層２７ｂの間隔、並びに、改質層２７ｂ及び改質層２７ｃの間隔は、各々５０μｍ以上７０μｍ以下である。ただし、改質層の間隔はこの範囲に限定されるものではない。

３つの改質層２７ａ、２７ｂ、２７ｃを形成するときに、レーザー加工ヘッド１６とウェーハ１１を保持するチャックテーブル２０との相対移動速度等は同じとする。ただし、レーザービームの出力は、集光点の深さ位置に応じて変えてもよい。例えば、表面１１ａに近い改質層ほど、形成時のレーザービームの出力を小さくする。

本実施形態において、第２改質層領域２７を形成するときのレーザービームの出力は、表面１１ａに最も近い改質層２７ａの形成時が最も小さく、裏面１１ｂに最も近い改質層２７ｃ形成時が最も大きい。これにより、レーザービームの表面１１ａへの散乱光がデバイス１９に及ぼす影響を、改質層２７ａ及び改質層２７ｃ形成時の出力が同じ場合に比べて低減できる。

また、第２改質層領域２７のうち最も表面１１ａ側に位置する改質層２７ａと、第１改質層領域２５のうち最も裏面１１ｂ側に位置する改質層２５ｃとの、ウェーハ１１の厚み方向の間隔は適宜定めてよいが、例えば、１００μｍ程度とする。

第２レーザービーム照射ステップＳ４０後のウェーハ１１の表面１１ａを図８に示し、図８のＡ−Ａ断面図を図９に示す。なお、図８では、第１改質層領域２５及び第２改質層領域２７が設けられる範囲を実線にて示している。また、図９では、ウェーハ１１を横切る改質層２７ａ、２７ｂ、２７ｃに直交する改質層２７ａ、２７ｂ、２７ｃをドットで示している。

上述の様に、本実施形態においては、第１改質層領域２５を表面１１ａに比較的近い深さ範囲の外周余剰領域１５のみに設ける。それゆえ、第１改質層領域２５と第２改質層領域２７とを同じ深さ範囲に設ける場合に比べて、ウェーハ１１の表面１１ａ側へのレーザービームの散乱光の影響を低減でき、デバイス１９へのダメージを防ぐことができる。

加えて、第１改質層領域２５からウェーハ１１の水平方向及び上下方向に延びたクラックに誘導されて、第２改質層領域２７に形成されたクラックが表面１１ａ側に達し易くなる。これにより、ウェーハ１１が分割し易くなる。なお、第１改質層領域２５及び第２改質層領域２７から裏面１１ｂ側へもクラックが伸長する。

また、本実施形態においては、レーザービームを２つの直線偏光に分離しないので、既存のレーザー加工装置１２に対して偏光板、複屈折レンズ等の光学部品を追加する必要がない。このようにして、レーザービームからデバイス１９へのダメージを防ぎつつ、且つ、ウェーハ１１を分割し易くできる。

第１レーザービーム照射ステップＳ３０及び第２レーザービーム照射ステップＳ４０の後に、ウェーハ１１を分割する分割ステップＳ５０を実行する。本実施形態では、図１０に示すように、研削装置（研削手段）２８によりウェーハ１１を分割する。

研削装置２８は、ウェーハ１１を吸引して保持するチャックテーブル４０を備える。チャックテーブル４０は、吸引手段（不図示）により、保持面４０ａに配置されたウェーハ１１の保護部材２１側（即ち、表面１１ａ側）を吸引して保持する。チャックテーブル４０は、モータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、この回転駆動源の回転軸周りに回転する。

チャックテーブル４０の上方には、保持面４０ａに対向するように研削ホイール３０が配置されている。研削ホイール３０のホイール基台３６の下面には、複数の研削砥石３８が環状に固定されている。

ホイール基台３６の上面はホイールマウント３４に固定されており、ホイールマウント３４に接続されたスピンドル３２が回転することにより、スピンドル３２の回転軸周りに研削砥石３８も回転する。

研削ホイール３０とチャックテーブル４０とを相互に回転させながら、研削ホイール３０を下降させてウェーハ１１に研削砥石３８を押し当てることで、ウェーハ１１は裏面１１ｂ側から研削されて所定の厚さ（仕上げ厚さ）へ加工される。

なお、ウェーハ１１を研削する動作により、ウェーハ１１には研削ホイール３０から圧力等の外力が付与されるので、強度が低下している第１改質層領域２５及び第２改質層領域２７を起点にクラックがさらに伸長し得る。

ウェーハ１１が研削されてクラックが存在している厚さ範囲まで薄くなると、ウェーハ１１は複数のチップ１９ａに分割される。このようにして、第１改質層領域２５及び第２改質層領域２７を起点として分割予定ライン１７に沿ってウェーハ１１が分割され、複数のチップ１９ａが製造される（図１２参照）。

なお、本実施形態では、第１改質層領域２５及び第２改質層領域２７が残らない厚さまでウェーハ１１を研削することによりチップ１９ａを製造する。ただし、製造後のチップ１９ａに少なくとも１つの改質層をあえて残してもよい。チップ１９ａに改質層を残すか否かは、製品仕様により定めてよい。

ウェーハ１１は、研削後に残存させる所謂仕上げ厚さが比較的大きい場合や、表面１１ａに接して比較的厚い金属層が設けられる場合に分割され難くなる。このような場合に、本実施形態の第１改質層領域２５及び第２改質層領域２７をウェーハ１１に設けることが特に効果的である。

なお、本実施形態の第１改質層領域２５には、ウェーハ１１の異なる深さ位置に３つの改質層２５ａ、２５ｂ、２５ｃを形成するが、第１改質層領域２５に含まれる改質層の数に制限はない。第１改質層領域２５には、３つの改質層２５ａ、２５ｂ、２５ｃのうち少なくとも１つの改質層を形成してもよい。

同様に、第２改質層領域２７に含まれる改質層の数に制限はなく、第２改質層領域２７には、３つの改質層２７ａ、２７ｂ、２７ｃのうち少なくとも１つの改質層を形成してもよい。この場合も、ウェーハ１１の表面１１ａ側、裏面１１ｂ側、及び、水平方向へのクラックの伸長が期待できる。

なお、ウェーハ１１に外力を付与してウェーハ１１を複数のチップ１９ａに分割する分割ステップＳ５０の他の代替手段として、ブレーキング装置により外力を与えて分割ステップＳ５０を実行してもよい。

次に、本実施形態の効果を確認した実験例について説明する。第１改質層領域２５及び第２改質層領域２７を設けた実験例１と、第２改質層領域２７のみを設けた比較例１とで、研削後の厚さと、ウェーハ１１の表面１１ａにおけるクラックの有無とを比較した。なお、実験例１及び比較例１では、表面１１ａにデバイス１９を形成していないが、デバイス１９の位置に応じて設定される分割予定ライン１７に沿って各改質層を形成した。

（実験例１）実験例１では、厚さが７４２μｍのウェーハ１１に対して裏面１１ｂからレーザービームを照射し、第２改質層領域２７のうち最も表面１１ａに近い改質層２７ａから表面１１ａまでの深さ方向の距離が異なる複数のサンプルを作成した。

実験例１の各サンプルでは、第２改質層領域２７と表面１１ａとの間に第１改質層領域２５も形成した。その上で、ウェーハ１１の表面１１ａを観察した場合に、分割予定ライン１７に沿ったクラックが観察されるか否かを判定した。

改質層２７ａから表面１１ａまでの距離が１００μｍ、２００μｍ程度の場合には、全てのサンプルで分割予定ライン１７に沿ったクラックが表面１１ａに観察された。しかしながら、当該距離が３２６μｍ（即ち、ウェーハ１１の約４４％（＝（３２６μｍ／７４２μｍ）×１００））以上の場合に、表面１１ａにクラックが観察されたサンプルと、観察されなかったサンプルとがあった。なお、改質層２７ａと改質層２５ｃとの間隔は、約１４０μｍとした。

（比較例１）比較例１では、厚さが７４２μｍのウェーハ１１に対して裏面１１ｂからレーザービームを照射し、第２改質層領域２７のうち最も表面１１ａに近い改質層２７ａから表面１１ａまでの深さ方向の距離が異なる複数のサンプルを作成した。その上で、ウェーハ１１の表面１１ａを観察した場合に、分割予定ライン１７に沿ったクラックが観察されるか否かを判定した。

改質層２５ａから表面１１ａまでの距離が数十μｍ程度の場合には全てのサンプルで、分割予定ライン１７に沿ったクラックが表面１１ａに観察された。しかしながら、当該距離が１０６μｍ（即ち、ウェーハ１１の約１４％（＝（１０６μｍ／７４２μｍ）×１００））以上の場合に、表面１１ａにクラックが観察されたサンプルと、観察されなかったサンプルとがあった。

このように、実験例１では、改質層２７ａと表面１１ａとの距離を、比較例１における改質層２７ａと表面１１ａとの距離の約３倍としても、分割予定ライン１７に沿ったクラックが表面１１ａに観察された。つまり、クラックを表面１１ａまで伸長させるために、第１改質層領域２５を設けることの有効性が確認できた。

次に、製造したチップ１９ａをピックアップするために、チップ１９ａ同士の間隔を広げる間隔拡張ステップを説明する。間隔拡張ステップは、分割ステップＳ５０後に実行してよい。なお、下記では、製造したチップ１９ａを実装するための接着層としてＤＡＦ（Die Attach Film）１１ｄを設ける場合を説明するが、ＤＡＦ１１ｄは省略してもよい。

図１１（Ａ）は、分割ステップＳ５０後のウェーハユニットをテープ拡張装５０に置いた状態を示す図であり、図１１（Ｂ）は、テープ拡張装置５０を用いてチップ１９ａ同士の間隔を広げた状態を示す図である。

ウェーハ１１の裏面１１ｂにはウェーハ１１よりも大きい面積を有するＤＡＦ１１ｄが貼り付けられており、さらに、このＤＡＦ１１ｄのウェーハ１１と反対側にはＤＡＦ１１ｄよりも大きな面積を有するエキスパンドテープ１１ｅが貼り付けられている。ＤＡＦ１１ｄ及びエキスパンドテープ１１ｅは、チップ１９ａ同士の間隔を広げる場合に、上述の保護部材２１に代えて用いられる。

ＤＡＦ１１ｄが設けられている側のエキスパンドテープ１１ｅの表面には、ウェーハ１１よりも大きな面積の開口を有する金属製の環状フレーム１１ｃが貼り付けられている。ウェーハ１１、ＤＡＦ１１ｄ、エキスパンドテープ１１ｅ及び環状フレーム１１ｃは、ウェーハユニットを構成している。

図１１（Ａ）に示す様に、当該ウェーハユニットのウェーハ１１は、テープ拡張装置５０のチャックテーブル６０上に配置されている。このチャックテーブル６０は、チャックテーブル６０を支持する支持脚５４の上方の先端に設けられている。

チャックテーブル６０は、ステンレス鋼等の金属から形成された枠部６０ｂと、枠部６０ｂの凹部中に配置されたポーラスセラミックス等の多孔質部材から構成された吸引保持部６０ｃとを有する。吸引保持部６０ｃは、支持脚５４とは反対側のチャックテーブル６０の表面に露出するように設けられ、ＤＡＦ１１ｄ及びエキスパンドテープ１１ｅを介して、ウェーハ１１を吸引して保持する。

チャックテーブル６０及び支持脚５４を囲む位置には、ウェーハユニットの環状フレーム１１ｃを支持するフレーム保持テーブル５２と、この環状フレーム１１ｃを上から押さえるプレート５６とが設けられている。

移動手段（不図示）を作動してプレート５６を下方に押さえつけると、当該プレート５６により押さえつけられた環状フレーム１１ｃは、フレーム保持テーブル５２に対して固定される。当該フレーム保持テーブル５２及びプレート５６により、環状フレーム１１ｃは保持される。

次いで、昇降機構（不図示）を作動させて、図１１（Ｂ）に示すように、ピストンロッド５８を下方に移動させ、フレーム保持テーブル５２とプレート５６で固定された環状フレーム１１ｃとをチャックテーブル６０に対して引き落とす。つまり、環状フレーム１１ｃに対してチャックテーブル６０の保持面６０ａは突き上げられた状態となる。

これにより、エキスパンドテープ１１ｅは半径方向に拡張され、その結果、個々のチップ１９ａ同士の間隔は広げられる。なお、チップ１９ａの裏面１１ｂに貼り付けられていたＤＡＦ１１ｄも、チップ１９ａの分割に伴い個々の小片に分離されており、小片同士の間隔もチップ１９ａに対応して広げられている。

その後、吸引手段（不図示）により、吸引保持部６０ｃを介して拡張されたエキスパンドテープ１１ｅを吸引して保持する。これにより、分割後に隣接する個々のチップ１９ａの間隔が拡張されたまま維持されるので、各チップ１９ａのピックアップが容易になる。図１２は、ウェーハ１１から分割された複数のチップ１９ａを示す図である。

次に、第２改質層領域２７を形成する範囲を変えた変形例について説明する。図１３（Ａ）は、外周余剰領域１５で第１改質層領域２５及び第２改質層領域２７が部分的に重なる第１変形例のＡ−Ａ断面図である。

第１変形例の第２レーザービーム照射ステップＳ４０では、デバイス領域１３の外周端部からウェーハ１１の外周端部の手前の位置まで、分割予定ライン１７の延長線１７ａに沿ってレーザービームを照射する。

つまり、第１変形例の第２レーザービーム照射ステップＳ４０では、デバイス領域１３の分割予定ライン１７及びその延長線１７ａに加えて、外周余剰領域１５の延長線１７ａの内周端部近傍の一部にレーザービームを照射する。

これにより、第１改質層領域２５と第２改質層領域２７とは、表面１１ａ又は裏面１１ｂから見て、デバイス領域１３の外周端部からウェーハ１１の外周端部手前までの長さＬだけ重なる。第１変形例でも、第１実施形態と同様の有利な効果を得ることができる。

図１３（Ｂ）は、第１改質層領域２５のデバイス領域１３側の端部と第２改質層領域２７の外周余剰領域１５側の端部とが一致する第２変形例のＡ−Ａ断面図である。第２変形例の第２レーザービーム照射ステップＳ４０では、外周余剰領域１５にレーザービームを照射せずに、デバイス領域１３のみにレーザービームを照射する。第２変形例でも、第１実施形態と同様の有利な効果を得ることができる。

このように、第２改質層領域２７の外周余剰領域１５側の端部は、（ｉ）図９の様に、ウェーハ１１の外周端部に位置してよく、（ｉｉ）図１３（Ａ）の様に、ウェーハ１１の外周端部と第１改質層領域２５のデバイス領域１３側の端部との間に位置してもよい。

さらに、第２改質層領域２７の外周余剰領域１５側の端部は、ウェーハ１１の平面方向で、（ｉｉｉ）図１３（Ｂ）の様に、第１改質層領域２５のデバイス領域１３側の端部と一致してもよい。１枚のウェーハ１１には、（ｉ）から（ｉｉｉ）の２種類以上が混在していてもよい。

図１４は、第２実施形態に係るデバイス領域１３及び外周余剰領域１５を示す図である。なお、デバイス領域１３と外周余剰領域１５との境界を破線で示す。第２実施形態のデバイス領域１３は、複数のデバイス１９の外周に沿った形状を有する。

つまり、第２実施形態のデバイス領域１３は、ウェーハ１１を表面１１ａ側から見た場合に、複数のデバイス１９及び分割予定ライン１７を含むが、延長線１７ａを含まない領域である。これに対して、外周余剰領域１５は、延長線１７ａを含むが、複数のデバイス１９及び分割予定ライン１７を含まない領域である。

第２実施形態においても、第１レーザービーム照射ステップＳ３０では、ウェーハ１１の外周余剰領域１５のみにレーザービームを照射する。チップ１９ａの製造方法の他のステップも、第１実施形態と同じである。第２実施形態では、外周余剰領域１５の面積及び第１改質層領域２５が形成される範囲が第１実施形態に比べて大きい。それゆえ、クラックは、第１実施形態に比べてウェーハ１１の表面１１ａに伸長し易い。

なお、第２実施形態と、第１実施形態の第１変形例又は第２変形例とを組み合わせてもよい。さらに、第２実施形態と間隔拡張ステップとを組み合わせてもよい。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 環状フレーム
１１ｄ ＤＡＦ
１１ｅ エキスパンドテープ
１２ レーザー加工装置
１３ デバイス領域
１４ レーザー照射ユニット
１５ 外周余剰領域
１５ａ ノッチ
１６ レーザー加工ヘッド
１７ 分割予定ライン（ストリート）
１７ａ 延長線
１７ｂ１，１７ｂ２，１７ｂ３，１７ｃ１，１７ｃ２ ライン
１８ 撮像ユニット
１９ デバイス
１９ａ チップ
２０ チャックテーブル（保持手段）
２０ａ 保持面
２１ 保護部材
２５ 第１改質層領域
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ 改質層
２７ 第２改質層領域
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ 改質層
２８ 研削装置（研削手段）
３０ 研削ホイール
３２ スピンドル
３４ ホイールマウント
３６ ホイール基台
３８ 研削砥石
４０ チャックテーブル
４０ａ 保持面
５０ テープ拡張装置
５２ フレーム保持テーブル
５４ 支持脚
５６ プレート
５８ ピストンロッド
６０ チャックテーブル
６０ａ 保持面
６０ｂ 枠部
６０ｃ 吸引保持部

Claims (2)

1. 複数の分割予定ラインで区画された複数の領域のそれぞれに設けられたデバイスを含むデバイス領域と、該デバイス領域を囲む外周余剰領域とを表面に有するウェーハを該分割予定ラインに沿って分割することにより複数のチップを製造するチップの製造方法であって、
   該ウェーハの該表面側に保護部材を配置する配置ステップと、
   該配置ステップの後に、該ウェーハの保護部材側をチャックテーブルで保持する保持ステップと、
   該保持ステップの後に、該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の集光点を該ウェーハ内部の該表面から第１深さの位置に合わせるように、該レーザービームを該ウェーハの裏面側から照射し、該分割予定ラインの延長線上における該ウェーハの外周余剰領域のみに第１改質層を形成する第１レーザービーム照射ステップと、
   該第１レーザービーム照射ステップの後に、該レーザービームの該集光点を該第１深さ位置よりも該表面から離れた該ウェーハ内部の第２深さの位置に合わせるように、該レーザービームを該ウェーハの該裏面側から照射し、該分割予定ラインに沿って第２改質層を形成する第２レーザービーム照射ステップと、
   該第１レーザービーム照射ステップ及び第２レーザービーム照射ステップの後に、該ウェーハに外力を付与し、該ウェーハを該分割予定ラインに沿って複数のチップに分割する分割ステップと、
   を含むことを特徴とするチップの製造方法。
2. 該分割ステップでは、
   該ウェーハの該裏面側から研削手段によって該ウェーハを研削し所定の厚さへ加工するとともに、該ウェーハを研削する動作により、該第１改質層及び該第２改質層を起点として該ウェーハを該分割予定ラインに沿って分割することを特徴とする請求項１に記載のチップの製造方法。