JP2022021124A - ウエーハの研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研削工程において、ウエーハの外周領域を予め設定した大きさに分離させることにより、大きいウエーハ破片が生じにくいウエーハの研削方法を提供すること。【解決手段】ウエーハの研削方法は、ウエーハにレーザ光線を外周縁より所定量内側に外周縁に沿って照射して環状の改質層を形成するとともに、外周領域にレーザ光線を照射して、外周領域を少なくとも二つ以上に区切る改質層を形成するレーザ照射工程と、ウエーハを研削して所定の仕上がり厚さに形成するとともに外周領域を除去する研削工程と、を含み、研削工程において、外周領域は、改質層を起点に分割された状態で除去される。【選択図】図６

Description

本発明は、ウエーハの研削方法に関する。

半導体ウエーハは、半導体チップに分割されるまでの各工程間を搬送される際にチッピング等の不具合が生じる場合があり、この不具合を防止するために、外周面が円弧状に面取りされている。このように外周面に面取り部を有する半導体ウエーハの裏面を研削して厚さを半分以下に薄くすると、円弧状の面取り部に鋭利なナイフエッジが形成される。

このナイフエッジは鋭利で厚さが薄いため、半導体ウエーハの研削中あるいは搬送中に、半導体ウエーハが割れやすくなるという問題がある。また、半導体ウエーハの裏面に形成された研削痕やマイクロクラック等を除去するために半導体ウエーハの裏面を研磨布で研磨すると、研磨布がナイフエッジに引っかかり、研磨中に半導体ウエーハが破損しやすくなるという問題もある。

そこで、外周縁にナイフエッジが生ずることなく所定の厚さに研削することができるウエーハの研削方法として、ウエーハの被研削面を研削する研削工程を実施する前に、ウエーハの外周縁より所定量内側の位置で外周縁に沿ってレーザ光線を照射しウエーハの外周部を除去する外周部除去工程を実施する加工方法が提案されている(特許文献１参照)。

特開２００６－１０８５３２号公報

しかし、特許文献１の加工方法では、外周部除去工程において、外周部分が平面視で円弧状に割れるおそれがある。研削工程において、研削砥石とウエーハとは互いに回転しているため、平面視で円弧状に割れたウエーハの外周部分は飛散して、ウエーハ破片となり研削装置内に散乱するおそれがある。円弧状に割れたウエーハ破片は、研削水とともに流されていく研削屑よりも大きいため、研削水によって取り除くことが困難であり加工室内に堆積し、定期的な清掃を要していた。また、加工室内に散乱したウエーハ破片によって研削砥石などの研削装置の各構成部品が傷つくおそれがある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、研削工程において、ウエーハの外周領域を予め設定した大きさに分離させることにより、大きいウエーハ破片が生じにくいウエーハの研削方法を提供することである。

前述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの研削方法の一態様は、外周が円弧状に面取りされているウエーハを研削するウエーハの研削方法であって、該ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザ光線を該ウエーハの一方の面から外周縁より所定量内側に該外周縁に沿って照射して、該ウエーハの内部に環状の改質層を形成するとともに、該環状の改質層が形成されるラインより外縁側の外周領域にレーザ光線を照射して、該外周領域を少なくとも二つ以上に区切る改質層を形成するレーザ照射工程と、該レーザ照射工程の実施後に、該ウエーハの一方の面から該ウエーハを研削して所定の仕上がり厚さに形成するとともに該外周領域を除去する研削工程と、を含み、該研削工程において、該外周領域は、該改質層を起点に分割された状態で除去される。

本発明のウエーハの研削方法の一態様は、外周が円弧状に面取りされているウエーハを研削するウエーハの研削方法であって、該ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザ光線を該ウエーハの一方の面から外周縁より所定量内側に該外周縁に沿って照射して、環状のレーザ加工溝を形成するとともに、該環状のレーザ加工溝が形成されるラインより外縁側の外周領域にレーザ光線を照射して、該外周領域を少なくとも二つ以上に区切るレーザ加工溝を形成するレーザ照射工程と、該レーザ照射工程の実施後に、該ウエーハの一方の面から該ウエーハを研削して所定の仕上がり厚さに形成するとともに該外周領域を除去する研削工程と、を含み、該研削工程において、該外周領域は、該レーザ加工溝によって分割された状態で除去される。

本発明のウエーハの研削方法の他の態様は、該レーザ照射工程と、該研削工程とは、該ウエーハの同じ面から行う。

本発明のウエーハの研削方法によれば、研削工程において、ウエーハの外周領域を予め設定した大きさに分離させることにより、大きいウエーハ破片が生じにくいという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係るレーザ加工装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、図１に示されたウエーハを示す斜視図である。 図３は、実施形態１に係る研削装置の構成例を示す斜視図である。 図４は、図３の一部を拡大した斜視図である。 図５は、実施形態１に係るウエーハの研削方法の流れを示すフローチャートである。 図６は、実施形態１においてレーザ光線を照射したウエーハの裏面を示す模式図である。 図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線による断面を示す模式図であり、レーザ光線を照射している状態を示している図である。 図８は、ウエーハの裏面を研削している状態の断面を示す模式図である。 図９は、実施形態２に係るウエーハの研削方法の流れを示すフローチャートである。 図１０は、実施形態２においてレーザ光線を照射したウエーハの裏面を示す模式図である。 図１１は、図１０の断面を示す模式図であり、図７に対応している図である。 図１２は、ウエーハの裏面を研削している状態の断面を示す模式図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るウエーハの研削方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るレーザ加工装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示されたウエーハを示す斜視図である。

実施形態１のレーザ加工装置１は、実施形態１に係るレーザ照射工程に用いられる。図１に示すように、レーザ加工装置１は、保持テーブル１０と、レーザビーム照射ユニット２０と、Ｘ軸方向移動ユニット３０と、Ｙ軸方向移動ユニット４０と、Ｚ軸方向移動ユニット５０と、撮像ユニット６０と、制御ユニット７０と、を備える。以下の説明において、Ｘ軸方向は、水平面における一方向である。Ｙ軸方向は、水平面において、Ｘ軸方向に直交する方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向である。実施形態のレーザ加工装置１は、加工送り方向がＸ軸方向であり、割り出し送り方向がＹ軸方向である。

図１に示すように、保持テーブル１０は、図２に示すウエーハ８０を保持面１１で保持する。保持面１１は、円盤形状であり、ポーラスセラミック等から形成されている。保持面１１は、実施形態１において、水平方向と平行な平面である。保持面１１は、例えば、真空吸引経路を介して真空吸引源と接続されている。保持テーブル１０は、保持面１１上に載置されたウエーハ８０を吸引保持する。回転ユニット１３は、Ｙ軸方向移動プレート１４に支持される。回転ユニット１３は、Ｚ軸方向に延びる軸心を中心として保持テーブル１０を回転させる。

レーザビーム照射ユニット２０は、保持テーブル１０に保持されたウエーハ８０に対してパルス状のレーザ光線２２（図７参照）を照射するユニットである。即ち、後述する図７に示すように、レーザビーム照射ユニット２０の照射口２１から下方のウエーハ８０へ向けてレーザ光線２２を照射する。レーザ光線２２は、ウエーハ８０に対して透過性のある波長を有する。

Ｙ軸方向移動ユニット４０は、Ｘ軸方向移動プレート１５に対してＹ軸方向移動プレート１４を移動させる。Ｙ軸方向移動ユニット４０は、ボールねじ４１と、パルスモータ４２と、ガイドレール４３と、Ｘ軸方向移動プレート１５と、を含む。ボールねじ４１は、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータ４２は、ボールねじ４１を軸心回りに回転させる。ガイドレール４３は、Ｙ軸方向移動プレート１４をＹ軸方向に移動自在に支持する。ガイドレール４３は、Ｘ軸方向移動プレート１５に固定される。パルスモータ４２の駆動によりボールねじ４１が回転し、Ｙ軸方向移動プレート１４がＹ軸方向に移動する。なお、Ｘ軸方向移動プレート１５上には、Ｙ軸方向と平行に延びるリニアスケール４４が設けられる。図外の読み取りヘッドとリニアスケール４４とによりＹ軸方向位置検出ユニットが構成される。Ｙ軸方向位置検出ユニットにより、Ｘ軸方向移動プレート１５に対するＹ軸方向移動プレート１４のＹ軸方向の位置が検出される。

Ｘ軸方向移動ユニット３０は、保持テーブル１０、Ｙ軸方向移動プレート１４及びＹ軸方向移動ユニット４０を加工送り方向であるＸ軸方向に移動させる。即ち、レーザビーム照射ユニット２０に対する保持テーブル１０、Ｙ軸方向移動プレート１４及びＹ軸方向移動ユニット４０のＸ軸方向の相対位置をＸ軸方向移動ユニット３０によって変えることができる。Ｘ軸方向移動ユニット３０は、レーザ加工装置１の装置本体２上に設置される。Ｘ軸方向移動ユニット３０は、ボールねじ３１と、パルスモータ３２と、ガイドレール３３と、を含む。ボールねじ３１は、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータ３２は、ボールねじ３１を軸心回りに回転させる。ガイドレール３３は、Ｘ軸方向移動プレート１５をＸ軸方向に移動自在に支持する。ガイドレール３３は、装置本体２上に固定されている。パルスモータ３２の駆動によりボールねじ３１が回転し、Ｘ軸方向移動プレート１５がＸ軸方向に移動する。なお、装置本体２上には、Ｘ軸方向と平行に延びるリニアスケール３４が設けられる。図外の読み取りヘッドとリニアスケール３４とによりＸ軸方向位置検出ユニットが構成される。Ｘ軸方向位置検出ユニットにより、装置本体２に対するＸ軸方向移動プレート１５のＸ軸方向の位置が検出される。

Ｚ軸方向移動ユニット５０は、保持テーブル１０と、レーザビーム照射ユニット２０とを集光点位置調整方向であるＺ軸方向に相対的に移動させるユニットである。具体的には、Ｚ軸方向移動ユニット５０は、実施形態１において、レーザビーム照射ユニット２０及び撮像ユニット６０をＺ軸方向に移動させる。Ｚ軸方向移動ユニット５０は、レーザ加工装置１の装置本体２から立設した柱５１に設けられる。

撮像ユニット６０は、保持テーブル１０に保持されたウエーハ８０を撮像する。撮像ユニット６０は、ウエーハ８０を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラまたは赤外線カメラを含む。撮像ユニット６０は、ウエーハ８０を撮像して、ウエーハ８０とレーザビーム照射ユニット２０との位置合わせを行うアライメントを遂行するための画像を得て、得た画像を制御ユニット７０に出力する。

制御ユニット７０は、レーザ加工装置１の上述した各構成要素をそれぞれ制御して、ウエーハ８０に対する加工動作をレーザ加工装置１に実行させる。制御ユニット７０は、レーザビーム照射ユニット２０、Ｘ軸方向移動ユニット３０、Ｙ軸方向移動ユニット４０、Ｚ軸方向移動ユニット５０、撮像ユニット６０を制御する。制御ユニット７０は、演算手段としての演算処理装置と、記憶手段としての記憶装置と、通信手段としての入出力インターフェース装置と、を含むコンピュータである。演算処理装置は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のマイクロプロセッサを含む。記憶装置は、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを有する。演算処理装置は、記憶装置に格納された所定のプログラムに基づいて各種の演算を行う。演算処理装置は、演算結果に従って、入出力インターフェース装置を介して各種制御信号を上述した各構成要素に出力し、レーザ加工装置１の制御を行う。

制御ユニット７０は、例えば、撮像ユニット６０にウエーハ８０を撮像させる。制御ユニット７０は、例えば、レーザ光線２２（図７参照）の集光スポットが加工ラインに沿って移動するように、レーザビーム照射ユニット２０、Ｘ軸方向移動ユニット３０、Ｙ軸方向移動ユニット４０、Ｚ軸方向移動ユニット５０を制御する。また、制御ユニット７０は、レーザビーム照射ユニット２０にレーザ光線２２を照射させる。

図２は、図１に示されたウエーハを示す斜視図である。図２に示すように、被加工物であるウエーハ８０は、基板８１と、デバイス８２と、を有している。基板８１は、表面８３及び裏面（一方の面）８４を有する。基板８１は、シリコン、サファイヤ、ガリウムヒ素、又はＳｉＣ（炭化ケイ素）などである。基板８１の表面８３には、格子状の分割予定ライン８５が設けられる。分割予定ライン８５によって区画された領域には、デバイス８２が形成されている。デバイス８２は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、またはＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサである。そして、基板８１は、平面視で円盤である。外周縁８６には、外周側に面取りが施されている。即ち、外周縁８６の面取り部分は、外周側に凸の円弧状または半円状に形成されている。基板８１の表面８３にはデバイス８２が形成されているため、基板８１の表面８３の上に図外の保護部材を貼着した状態で、図１の保持テーブル１０の保持面１１で吸引保持される。即ち、ウエーハ８０の表面８３に図外の保護部材を貼着し、当該表面８３を下側に配置した状態で、図１の保持テーブル１０の保持面１１に載置することにより、保護部材が保持面１１に接する。この状態では、ウエーハ８０の裏面８４が上側に配置される。こののち、真空吸引源を稼働させることにより、ウエーハ８０は保護部材を介して保持面１１に吸引保持される。

なお、ウエーハ８０の表面８３にデバイス８２を形成しない態様も適用可能である。この場合は、ウエーハ８０の表面８３に保護部材を貼着しないで、表面８３を下側に配置した状態で、図１の保持テーブル１０の保持面１１に載置することにより、表面８３が保持面１１に接する。この状態では、ウエーハ８０の裏面８４が上側に配置される。こののち、真空吸引源を稼働させることにより、ウエーハ８０は、表面８３が直接に保持面１１に吸引保持される。

図３は、実施形態１に係る研削装置の構成例を示す斜視図である。図４は、図３の一部を拡大した斜視図である。

図３に示すように、実施形態１に係る研削装置１０１は、保持テーブル１１０と、研削ユニット１２０と、研削送りユニット１３０と、制御ユニット１４０と、を備える。

保持テーブル１１０は、保持面１１１でウエーハ８０の裏面８４を上側に向けた状態でウエーハ８０を保持する。保持テーブル１１０は、ウエーハ８０を保持する平坦な保持面１１１が上面に形成されかつ多数のポーラス孔を備えたポーラスセラミック等から構成された円盤形状の吸着部を備える。保持面１１１は、水平面であるＸＹ平面に概ね平行に形成されている。保持テーブル１１０は、不図示のＸ軸移動ユニットにより水平方向の一方向であるＸ軸方向に移動自在に、不図示の回転駆動源により概ねＺ軸に沿った回転軸１１２（図４参照）回りに回転自在に設けられている。保持テーブル１１０は、吸着部が、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、保持面１１１全体で、ウエーハ８０の表面８３を吸引保持する。

研削ユニット１２０は、図３及び図４に示すように、環状に沿って配置された研削砥石１２１を有する研削ホイール１２２と、スピンドル１２３と、サーボモータ１２４と、固定フランジ１２５と、を備える。スピンドル１２３の下端には、固定フランジ１２５が装着され、固定フランジ１２５の下側には、研削ホイール１２２がボルト１２７で固定される。研削砥石１２１は、研削ホイール１２２の下側に設けられており、研削砥石１２１の下面は研削面１２６を有する。研削砥石１２１は、研削ホイール１２２の下面に周方向に沿って複数設けられている。研削ホイール１２２および研削砥石１２１は、スピンドル１２３と共に回転する。スピンドル１２３は、研削ホイール１２２を鉛直方向と平行なＺ軸方向に概ね平行な回転軸１２９（図４参照）回りに回転可能に支持する。サーボモータ１２４は、スピンドル１２３に回転動力を供給する回転駆動源として機能する。

図３に示すように、研削送りユニット１３０は、研削ユニット１２０に装着され、研削ユニット１２０を保持テーブル１１０の保持面１１１と概ね垂直な方向である鉛直方向（Ｚ軸方向）に研削送りする。

図４に示すように、保持テーブル１１０の保持面１１１の回転軸１１２と、研削砥石１２１の研削面１２６の回転軸１２９とは、互いにＸ軸方向又はＹ軸方向にずれて位置付けられている。

研削ユニット１２０は、研削ホイール１２２を回転させながら、保持テーブル１１０に保持されたウエーハ８０の裏面８４をＺ軸方向に押圧することによって、ウエーハ８０の裏面８４を研削する。

図３に示すように、研削装置１０１は、さらに、カセット１９１、１９２と、位置合わせユニット１９３と、搬入ユニット１９４と、搬出ユニット１９５と、洗浄ユニット１９６と、搬出入ユニット１９８と、を備える。カセット１９１、１９２は、複数のウエーハ８０を収容するための収容容器である。また、位置合わせユニット１９３は、カセット１９１から取り出されたウエーハ８０が仮置きされて、その中心位置合わせを行うためのテーブルである。

制御ユニット１４０は、研削送りユニット１３０を制御することで、保持テーブル１１０に対して研削ユニット１２０を離間したり、近接したりする。また、制御ユニット１４０は、研削送りユニット１３０を制御して、保持テーブル１１０に対して研削ユニット１２０を接近させることで、保持テーブル１１０上のウエーハ８０に対して研削ユニット１２０の研削ホイール１２２を研削送りする。また、制御ユニット１４０は、研削送りユニット１３０から研削送り量の情報を取得する。

次いで、実施形態１に係るウエーハの研削方法を説明する。図５は、実施形態１に係るウエーハの研削方法の流れを示すフローチャートである。図６は、実施形態１においてレーザ光線を照射したウエーハの裏面を示す模式図である。図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線による断面を示す模式図であり、レーザ光線を照射している状態を示している。図８は、ウエーハの裏面を研削している状態の断面を示す模式図である。

図５に示すように、実施形態１に係るウエーハの研削方法は、保持工程１００１と、レーザ照射工程１００２と、保持工程１００３と、研削工程１００４と、を備える。

（保持工程）
保持工程１００１は、レーザ加工装置１の保持テーブル１０でウエーハ８０を保持する工程である。保持工程１００１では、レーザ加工装置１は、制御ユニット７０が真空吸引源を制御して、保持面１１に載置されたウエーハ８０を吸引保持する。なお、前述したように、ウエーハ８０の表面８３に図外の保護部材を貼着した状態で、ウエーハ８０の表面８３が保護部材を介して保持面１１に吸引保持される。また、ウエーハ８０の表面８３にデバイス８２が形成されない場合は、ウエーハ８０の表面８３を保持面１１に直接に吸引保持してもよい。ただし、いずれの場合であっても、ウエーハ８０の裏面８４が上側に配置される。

（レーザ照射工程）
レーザ照射工程１００２は、保持テーブル１０で保持されたウエーハ８０の裏面８４にレーザ光線２２を照射する工程である。図６及び図７に示すように、実施形態１では、加工対象物であるウエーハ８０の内部にレーザ光線２２を集光することでウエーハ８０の内部に改質層１８１、１８２を形成する。レーザ照射工程１００２において、制御ユニット７０は、レーザ光線２２（図７参照）の集光スポットが加工ラインに沿って移動するように、レーザビーム照射ユニット２０、回転ユニット１３、Ｘ軸方向移動ユニット３０、Ｙ軸方向移動ユニット４０、Ｚ軸方向移動ユニット５０を制御する。図７に示すように、レーザビーム照射ユニット２０の照射口２１から下方のウエーハ８０の裏面８４へ向けてレーザ光線２２を照射する。レーザ光線２２は、ウエーハ８０に対して透過性のある波長を有する。

レーザビーム照射ユニット２０は、図６に示す環状の第１ライン１８３及び径方向に延びる直線状の第２ライン１８４に沿ってレーザ光線２２をウエーハ８０の裏面８４に照射する。図６に示すように、第１ライン１８３（環状のライン）は、外周縁８６から所定量だけ内周側に位置し外周縁８６に沿って円環状に延びている。第１ライン１８３は、デバイスが形成されたデバイス領域とデバイス領域を囲繞する外周領域との境界に形成される事が好ましい。実施形態１では、平面視で外周縁８６及び第１ライン１８３ともに円である。換言すると、平面視で外周縁８６及び第１ライン１８３は二重円を形成する。第２ライン１８４は、ウエーハ８０の外周縁８６の円の中心から径方向に放射状に延びる複数の直線である。第２ライン１８４は、ウエーハ８０の周方向に沿って等間隔で配置される。第２ライン１８４は、ウエーハ８０の全周に亘って配置される。第１ライン１８３よりも外縁側（外周側）の部位は、外周領域１８７である。第２ライン１８４は、外周領域１８７に設けられる。

図７に示すように、レーザ光線２２の集光スポットは、ウエーハ８０の厚さ方向の中間部に位置するため、厚さ方向の中間部に改質層１８１が形成される。この改質層１８１は、第１ライン１８３に沿って円環状に形成されている。また、外周領域１８７に設けられる改質層１８２は、第２ライン１８４に沿って直線状に形成されている。なお、改質層１８１から厚さ方向に沿ってクラック１８５が形成され、改質層１８２から厚さ方向に沿ってクラック１８６が形成される。従って、外周領域１８７にレーザ光線２２を照射して改質層１８２を形成し、改質層１８２によって外周領域１８７が二つ以上に区切される。

このように、レーザ照射工程１００２においては、ウエーハ８０に対して透過性を有する波長のレーザ光線２２をウエーハ８０の裏面（一方の面）８４から外周縁８６より所定量内側に外周縁８６に沿って照射して、ウエーハ８０の内部に環状の改質層１８１を形成するとともに、環状の改質層１８１が形成される第１ライン（ライン）１８３より外縁側の外周領域１８７にレーザ光線２２を照射して、外周領域１８７を少なくとも二つ以上に区切る改質層１８２を形成する。レーザ照射工程１００２の実施後に、研削を行うための保持工程１００３を実施する。

（保持工程）
保持工程１００３は、図３に示す研削装置１０１の保持テーブル１１０でウエーハ８０を保持する工程である。保持工程１００３では、研削装置１０１は、制御ユニット１４０が真空吸引源を制御して、保持面１１１に載置されたウエーハ８０を吸引保持する。なお、前述した保持工程１００１と同様に、ウエーハ８０の表面８３に図外の保護部材を貼着した状態でウエーハ８０の表面８３を保護部材を介して保持面１１に吸引保持してもよく、ウエーハ８０の表面８３にデバイス８２が形成されない場合はウエーハ８０の表面８３を保持面１１に直接に吸引保持してもよい。ただし、いずれの場合であっても、ウエーハ８０の裏面８４が上側に配置される。こののち、研削工程１００４へ進む。

（研削工程）
研削工程１００４は、ウエーハ８０の裏面８４を研削して所定の仕上がり厚さ２００へと薄化するとともに、ウエーハ８０の外周領域１８７を除去する工程である。研削工程１００４において、図３に示す研削装置１０１は、図８に示すように、スピンドル１２３により研削用の研削ホイール１２２を回転しつつ保持テーブル１１０を軸心回りに回転させる。研削工程１００４では、研削装置１０１が、図示しない研削水ノズルから研削水を供給しつつ、研削ホイール１２２の研削砥石１２１をウエーハ８０の裏面８４に当接させて、研削ホイール１２２を保持テーブル１１０に所定の送り速度で近づけて、研削砥石１２１でウエーハ８０の裏面８４側を研削する。

研削工程１００４では、ウエーハ８０の厚さが所定の仕上がり厚さ２００になるまで、ウエーハ８０の裏面８４側を研削することにより研削面８８が形成される。また、研削工程１００４では、ウエーハ８０の内部に第１ライン１８３及び第２ライン１８４に沿った改質層１８１、１８２及びクラック１８５、１８６が形成されているので、研削中に、改質層１８１、１８２及びクラック１８５、１８６を起点にウエーハ８０の外周領域１８７は分割されて除去される。このように、研削工程１００４では、ウエーハ８０が所定の仕上がり厚さ２００まで研削されると、外周領域１８７は、第１ライン１８３及び第２ライン１８４に沿って個々に分割された状態で除去される。なお、研削工程１００４は、カセット１９１、１９２の内部に収納されたウエーハ８０の研削が全て終了するまで行われる。

以上説明した実施形態１によれば、以下の作用効果を有する。実施形態１に係るウエーハの研削方法は、外周が円弧状に面取りされているウエーハ８０を研削する研削方法である。ウエーハの研削方法は、ウエーハ８０に対して透過性を有する波長のレーザ光線２２をウエーハ８０の裏面（一方の面）８４から外周縁８６より所定量内側に外周縁８６に沿って照射して、ウエーハ８０の内部に環状の改質層１８１を形成するとともに、環状の改質層１８１が形成される第１ライン１８３（ライン）より外縁側の外周領域１８７にレーザ光線２２を照射して、外周領域１８７を少なくとも二つ以上に区切る改質層１８２を形成するレーザ照射工程１００２と、レーザ照射工程１００２の実施後に、ウエーハ８０の裏面（一方の面）８４からウエーハ８０を研削して所定の仕上がり厚さ２００に形成するとともに外周領域１８７を除去する研削工程１００４と、を含み、研削工程１００４において、外周領域１８７は、改質層１８２を起点に分割された状態で除去される。

前述したように、前記特許文献１の加工方法では、外周部除去工程においては研削砥石とウエーハとは互いに回転しているため、外周部分が平面視で円弧状に割れて吹き飛ばされて、円弧状のウエーハ破片となり研削装置内に飛散するおそれがある。また、飛散した円弧状のウエーハ破片は大きいため、研削水によって除去されず加工室内に堆積するために定期的に掃除をする工数が発生していた。

これに対して、実施形態１に係るウエーハの研削方法では、レーザ照射工程１００２において、外周領域１８７を少なくとも二つ以上に区切る改質層１８２を形成し、研削工程１００４において、外周領域１８７は、改質層１８２を起点に複数に分割された状態で除去されるため、従来と比較して小さい破片となり、加工室内に堆積せず研削水によって除去される、または研削中に粉砕される。このように、実施形態１によれば、ウエーハ８０の外周領域１８７を予め設定した大きさに分離させることにより、大きいウエーハ破片が生じにくいウエーハの研削方法を提供することができる。

レーザ照射工程１００２と、研削工程１００４とは、ウエーハ８０の同じ面である裏面８４から行う。従って、レーザ照射工程１００２においてウエーハ８０の裏面８４に対してレーザ光線２２を照射したのち、研削工程１００４においてウエーハ８０の裏面８４を研削する。このように、レーザ照射工程１００２と、研削工程１００４とは、ウエーハ８０の同じ面である裏面８４から行うことにより、保護部材を貼り替えずに加工ができ、ウエーハ８０の表裏を裏返すことなく、スムーズに搬送を行うことができる。

〔実施形態２〕
次いで、実施形態２に係るウエーハの研削方法を説明する。図９は、実施形態２に係るウエーハの研削方法の流れを示すフローチャートである。図１０は、実施形態２においてレーザ光線を照射したウエーハの裏面を示す模式図である。図１１は、図１０の断面を示す模式図であり、図７に対応している。図１２は、ウエーハの裏面を研削している状態の断面を示す模式図である。

実施形態２に係るウエーハの研削方法は、実施形態１と同じように、図１のレーザ加工装置と、図３及び図４の研削装置と、を用いる。ただし、実施形態２においては、ウエーハ８０にアブレーション加工を施すことによりレーザ加工溝を形成する点が主に相違する。

図９に示すように、実施形態２に係るウエーハの研削方法は、保持工程２００１と、レーザ照射工程２００２と、保持工程２００３と、研削工程２００４と、を備える。

（保持工程）
保持工程２００１は、レーザ加工装置１の保持テーブル１０でウエーハ８０を保持する工程である。保持工程２００１では、レーザ加工装置１は、制御ユニット７０が真空吸引源を制御して、保持面１１に載置されたウエーハ８０を吸引保持する。なお、前述したように、ウエーハ８０の表面８３に図外の保護部材を貼着した状態で、ウエーハ８０の表面８３を保護部材を介して保持面１１に吸引保持する。また、ウエーハ８０の表面８３にデバイス８２が形成されない場合は、ウエーハ８０の表面８３を保持面１１に吸引保持してもよい。ただし、いずれの場合であっても、ウエーハ８０の裏面８４が上側に配置される。

（レーザ照射工程）
レーザ照射工程２００２は、保持テーブル１０で保持されたウエーハ８０の裏面８４にレーザ光線２２を照射する工程である。図１０及び図１１に示すように、実施形態２では、加工対象物であるウエーハ８０の裏面８４に向けてレーザ光線２２を照射することで、ウエーハ８０にアブレーション加工によりレーザ加工溝を形成する。レーザ照射工程２００２において、制御ユニット７０は、レーザ光線２２（図１１参照）の集光スポットが加工ラインに沿って移動するように、レーザビーム照射ユニット２０、Ｘ軸方向移動ユニット３０、Ｙ軸方向移動ユニット４０、Ｚ軸方向移動ユニット５０を制御する。図１１に示すように、レーザビーム照射ユニット２０の照射口２１から下方のウエーハ８０の裏面８４へ向けてレーザ光線２２を照射する。レーザ光線２２は、ウエーハ８０に対して透過性のある波長を有する。

レーザビーム照射ユニット２０は、図１０に示す環状の第３ライン２８３及び格子状の第４ライン２８４に沿ってレーザ光線２２をウエーハ８０の裏面８４に照射する。図１０に示すように、第３ライン２８３（環状のライン）は、外周縁８６から所定量だけ内周側に位置し外周縁８６に沿って円環状に延びている。実施形態２では、平面視で外周縁８６及び第３ライン２８３ともに円である。換言すると、平面視で外周縁８６及び第３ライン２８３は二重円を形成する。第３ライン２８３よりも外縁側（外周側）の部位は、外周領域２８７である。第４ライン２８４は、外周領域２８７に設けられる。第４ライン２８４は、互いに直交する直線によって格子状に形成されている。詳細には、第４ライン２８４は、外周領域２８７の全領域に設けられる。

図１１に示すように、レーザ光線２２の照射により、第３ライン２８３に沿ってレーザ加工溝２８１が形成され、第４ライン２８４に沿ってレーザ加工溝２８２が形成される。レーザ加工溝２８１、２８２は、ウエーハ８０の厚さ方向の全体に形成される。従って、外周領域２８７にレーザ光線２２を照射してレーザ加工溝２８１、２８２を形成し、レーザ加工溝２８１、２８２によって外周領域２８７が二つ以上に区切られる。

このように、レーザ照射工程２００２においては、ウエーハ８０に対して吸収性を有する波長のレーザ光線２２をウエーハ８０の裏面（一方の面）８４から外周縁８６より所定量内側に外周縁８６に沿って照射して、ウエーハ８０に環状のレーザ加工溝２８１を形成するとともに、環状のレーザ加工溝２８１が形成される第３ライン（ライン）２８３より外縁側の外周領域２８７にレーザ光線２２を照射して、外周領域２８７を少なくとも二つ以上に区切るレーザ加工溝２８２を形成する。レーザ照射工程２００２の実施後に、研削を行うための保持工程２００３を実施する。

（保持工程）
保持工程２００３は、図３に示す研削装置１０１の保持テーブル１１０でウエーハ８０を保持する工程である。保持工程２００３では、研削装置１０１は、制御ユニット１４０が真空吸引源を制御して、保持面１１１に載置されたウエーハ８０を吸引保持する。なお、前述した保持工程２００１と同様に、ウエーハ８０の表面８３に図外の保護部材を貼着した状態でウエーハ８０の表面８３を保護部材を介して保持面１１に吸引保持してもよく、ウエーハ８０の表面８３にデバイス８２が形成されない場合はウエーハ８０の表面８３を保持面１１に直接に吸引保持してもよい。ただし、いずれの場合であっても、ウエーハ８０の裏面８４が上側に配置される。こののち、研削工程２００４へ進む。

（研削工程）
研削工程２００４は、ウエーハ８０の裏面８４を研削して所定の仕上がり厚さ２００へと薄化するとともに、ウエーハ８０の外周領域２８７を除去する工程である。研削工程２００４において、図３に示す研削装置１０１は、図１２に示すように、スピンドル１２３により研削用の研削ホイール１２２を回転しつつ保持テーブル１１０を軸心回りに回転させる。研削工程２００４では、研削装置１０１が、図示しない研削水ノズルから研削水を供給しつつ、研削ホイール１２２の研削砥石１２１をウエーハ８０の裏面８４に当接させて、研削ホイール１２２を保持テーブル１１０に所定の送り速度で近づけて、研削砥石１２１でウエーハ８０の裏面８４側を研削する。

研削工程２００４では、ウエーハ８０の厚さが所定の仕上がり厚さ２００になるまで、ウエーハ８０の裏面８４側を研削して研削面８８が形成される。また、研削工程２００４では、ウエーハ８０に第３ライン２８３及び第４ライン２８４に沿ったレーザ加工溝２８１、２８２が形成されている。従って、研削中に、レーザ加工溝２８１、２８２によってウエーハ８０の外周領域２８７は分割されて除去される。このように、研削工程２００４では、ウエーハ８０が所定の仕上がり厚さ２００まで研削されると、外周領域２８７は、第３ライン２８３及び第４ライン２８４に沿って個々に分割された状態で除去される。なお、研削工程２００４は、カセット１９１、１９２の内部に収納されたウエーハ８０の研削が全て終了するまで行われる。

以上説明した実施形態２によれば、以下の作用効果を有する。

実施形態２に係るウエーハの研削方法は、外周が円弧状に面取りされているウエーハ８０を研削するウエーハの研削方法である。

ウエーハ８０に対して吸収性を有する波長のレーザ光線をウエーハ８０の裏面（一方の面）８４から外周縁８６より所定量内側に外周縁８６に沿って照射して、環状のレーザ加工溝２８１を形成するとともに、環状のレーザ加工溝２８１が形成される第３ライン（ライン）２８３より外縁側の外周領域２８７にレーザ光線２２を照射して、外周領域２８７を少なくとも二つ以上に区切るレーザ加工溝２８２を形成するレーザ照射工程２００２と、レーザ照射工程２００２の実施後に、ウエーハ８０の裏面（一方の面）８４からウエーハ８０を研削して所定の仕上がり厚さ２００に形成するとともに外周領域２８７を除去する研削工程２００４と、を含み、研削工程２００４において、外周領域２８７は、レーザ加工溝２８２によって複数に分割された状態で除去される。

前述した実施形態１と同様に、実施形態２に係るウエーハの研削方法では、レーザ照射工程２００２において、外周領域２８７を少なくとも二つ以上に区切るレーザ加工溝２８２を形成し、研削工程２００４において、外周領域２８７は、レーザ加工溝２８２によって分割された状態で除去されるため、従来と比較して小さい破片となり、加工室内に堆積せず研削水によって除去される、または研削中に粉砕される。このように、実施形態２によれば、ウエーハ８０の外周領域２８７を予め設定した大きさに分離させることにより、大きいウエーハ破片が生じにくいウエーハの研削方法を提供することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。

例えば、前述したように、実施形態１においては、図６に示す第１ライン１８３及び第２ライン１８４に沿ってレーザ光線２２をウエーハ８０に照射する。改質層１８１は、第１ライン１８３に沿って円環状に形成され、改質層１８２は、第２ライン１８４に沿って直線状に形成されている。また、実施形態２においては、図１０に示す環状の第３ライン２８３及び第４ライン２８４に沿ってレーザ光線２２をウエーハ８０に照射する。第４ライン２８４は、互いに直交する直線によって格子状に形成されている。レーザ光線２２の照射により、第３ライン２８３に沿ってレーザ加工溝２８１が形成され、第４ライン２８４に沿ってレーザ加工溝２８２が形成される。

ここで、実施形態１における第１ライン１８３および第２ライン１８４と、実施形態２における第３ライン２８３および第４ライン２８４とを反対にしてもよい。即ち、実施形態１における第１ライン１８３および第２ライン１８４に沿って、実施形態２のレーザ加工溝を形成してもよく、実施形態２における第３ライン２８３および第４ライン２８４に沿って、実施形態１の改質層を形成してもよい。さらに、加工ラインは、これらの第１ライン１８３、第２ライン１８４、第３ライン２８３および第４ライン２８４に限定されず、外周領域が研削水で除去される大きさに分割できればよく、種々の態様の加工ラインが採用可能である。

１ レーザ加工装置
２ 装置本体
１０ 保持テーブル
１３ 回転ユニット
１４ Ｙ軸方向移動プレート
１５ Ｘ軸方向移動プレート
２０ レーザビーム照射ユニット
２１ 照射口
２２ レーザ光線
３０ Ｘ軸方向移動ユニット
３１ ボールねじ
３２ パルスモータ
３３ ガイドレール
４０ Ｙ軸方向移動ユニット
４１ ボールねじ
４２ パルスモータ
４３ ガイドレール
４４ リニアスケール
５０ Ｚ軸方向移動ユニット
５１ 柱
６０ 撮像ユニット
７０ 制御ユニット
８０ ウエーハ
８１ 基板
８２ デバイス
８３ 表面
８４ 裏面（一方の面）
８５ 分割予定ライン
１０１ 研削装置
１１０ 保持テーブル
１１１ 保持面
１２０ 研削ユニット
１２１ 研削砥石
１２２ 研削ホイール
１２３ スピンドル
１２４ サーボモータ
１２５ 固定フランジ
１３０ 研削送りユニット
１４０ 制御ユニット
１８１、１８２ 改質層
１８３ 第１ライン（環状のライン）
１８４ 第２ライン
１８５、１８６ クラック
１８７ 外周領域
１９１、１９２ カセット
１９３ 位置合わせユニット
１９４ 搬入ユニット
１９５ 搬出ユニット
１９６ 洗浄ユニット
１９８ 搬出入ユニット
２００ 仕上がり厚さ
２８１、２８２ レーザ加工溝
２８３ 第３ライン
２８４ 第４ライン
２８７ 外周領域
１００１、２００１ 保持工程
１００２、２００２ レーザ照射工程
１００３、２００３ 保持工程
１００４、２００４ 研削工程

Claims (3)

1. 外周が円弧状に面取りされているウエーハを研削するウエーハの研削方法であって、
   該ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザ光線を該ウエーハの一方の面から外周縁より所定量内側に該外周縁に沿って照射して、該ウエーハの内部に環状の改質層を形成するとともに、該環状の改質層が形成されるラインより外縁側の外周領域にレーザ光線を照射して、該外周領域を少なくとも二つ以上に区切る改質層を形成するレーザ照射工程と、
   該レーザ照射工程の実施後に、該ウエーハの一方の面から該ウエーハを研削して所定の仕上がり厚さに形成するとともに該外周領域を除去する研削工程と、を含み、
   該研削工程において、該外周領域は、該改質層を起点に分割された状態で除去されることを特徴とするウエーハの研削方法。
2. 外周が円弧状に面取りされているウエーハを研削するウエーハの研削方法であって、
   該ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザ光線を該ウエーハの一方の面から外周縁より所定量内側に該外周縁に沿って照射して、環状のレーザ加工溝を形成するとともに、該環状のレーザ加工溝が形成されるラインより外縁側の外周領域にレーザ光線を照射して、該外周領域を少なくとも二つ以上に区切るレーザ加工溝を形成するレーザ照射工程と、
   該レーザ照射工程の実施後に、該ウエーハの一方の面から該ウエーハを研削して所定の仕上がり厚さに形成するとともに該外周領域を除去する研削工程と、を含み、
   該研削工程において、該外周領域は、該レーザ加工溝によって分割された状態で除去されることを特徴とするウエーハの研削方法。
3. 該レーザ照射工程と、該研削工程とは、該ウエーハの同じ面から行う事を特徴とする
   請求項１または２に記載のウエーハの研削方法。

Images