JP2024031485A

JP2024031485A - デバイスチップの製造方法

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Publication number: JP2024031485A
Application number: JP2022135061A
Authority: JP
Inventors: 圭田中
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2022-08-26
Filing date: 2022-08-26
Publication date: 2024-03-07

Abstract

【課題】複数の交差するストリートが形成されたウエーハを加工する際に、漏れ光による積層体の剥離を抑制することができるデバイスチップの製造方法を提供すること。【解決手段】デバイスチップの製造方法は、機能層に対して吸収性を有する波長のレーザービームによって、ウエーハの表面側に第一の分割予定ラインに沿う第一の加工溝を形成する第一の加工溝形成ステップ１と、ウエーハの表面側に第二の分割予定ラインに沿う第二の加工溝を形成する第二の加工溝形成ステップ２と、基板に対して透過性を有する波長のレーザービームによって、基板の内部に第二の分割予定ラインに沿う第一の改質層を形成する第一の改質層形成ステップ３と、基板の内部に第一の分割予定ラインに沿う第二の改質層を形成する第二の改質層形成ステップ４と、ウエーハに対して外力を付与して第一の分割予定ラインおよび第二の分割予定ラインに沿って分割する分割ステップ５と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、デバイスチップの製造方法に関する。

近年、ＩＣ（Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large Scale Integration）等の半導体チップの処理能力を向上するために、シリコン等の半導体基板の表面に低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ－ｋ膜）と機能層とが積層された積層体によって半導体チップが形成された形態の半導体ウエーハが実用化されている。また、半導体ウエーハのストリート上にＴＥＧ（Test Element Group）と称する金属膜が積層された金属パターンを部分的に配設し、半導体ウエーハを分割する前に金属パターンを通して回路の機能をテストするように構成した半導体ウエーハも実用化されている。

こうしたウエーハを分割してチップ化するために、積層体に対して吸収性を有する波長のウエーハの表面側からレーザービームを照射して加工溝を形成するとともに、基板に対して透過性を有する波長のレーザービームをウエーハの裏面側から照射して基板内部に改質層を形成し、このウエーハに対して外力を付与することで分割する方法が提案されている（特許文献１）。表面側に複数の交差するストリートが形成されているウエーハを上述の方法を用いて加工する場合、従来では、まず、第一の方向に沿って第一の加工溝を形成した後、第二の方向に沿って第二の加工溝を形成し、次に、第一の方向に沿って第一の改質層を形成した後、第二の方向に沿って第二の改質層を形成する。

特開２００７－１７３４７５号公報

レーザービームによってウエーハの表面に加工溝を形成する際に発生したデブリは、形成した加工溝の両脇近傍に付着する。このため、第二の加工溝を形成する際には、ストリートの交差部において、第一の加工溝の両脇近傍に付着したデブリの上を加工することになり、第二の加工溝は交差部近傍における溝深さが浅くなり、積層体が除去されずに残存する場合がある。このような場合、第二の改質層を形成する際に、ストリートの交差部において、既に形成されている第一の改質層によりレーザービームが第二の方向に沿って反射または散乱され、第二の方向に沿って形成されたストリートにおいて、ウエーハの表面側への漏れ光が多くなる。そして、これにより、ストリートの交差部近傍において、加工溝の形成時に残存した積層体に、改質層の形成時に発生した漏れ光が照射されてしまい、積層体が剥がれてしまう可能性があることが知られている。

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、複数の交差するストリートが形成されたウエーハを加工する際に、漏れ光による積層体の剥離を抑制することができるデバイスチップの製造方法を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のデバイスチップの製造方法は、基板の表面に機能層が積層され複数のデバイスが形成されたウエーハを、該複数のデバイスを区画する複数の第一の分割予定ラインおよび該第一の分割予定ラインに交差する複数の第二の分割予定ラインに沿って分割してデバイスチップを形成するデバイスチップの製造方法であって、該ウエーハの表面側から該機能層に対して吸収性を有する波長のレーザービームを該第一の分割予定ラインに沿って照射して第一の加工溝を形成する第一の加工溝形成ステップと、該第一の加工溝形成ステップを実施した後、該ウエーハの表面側から該機能層に対して吸収性を有する波長のレーザービームを該第二の分割予定ラインに沿って照射して第二の加工溝を形成する第二の加工溝形成ステップと、該第二の加工溝形成ステップを実施した後、該ウエーハの裏面側から該基板に対して透過性を有する波長のレーザービームを該第二の分割予定ラインに沿って照射して該基板の内部に第一の改質層を形成する第一の改質層形成ステップと、該第一の改質層形成ステップを実施した後、該ウエーハの裏面側から該基板に対して透過性を有する波長のレーザービームを該第一の分割予定ラインに沿って照射して該基板の内部に第二の改質層を形成する第二の改質層形成ステップと、該第二の改質層形成ステップを実施した後、該ウエーハに対して外力を付与して該第一の分割予定ラインおよび該第二の分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明は、複数の交差するストリートが形成されたウエーハを加工する際に、漏れ光による積層体の剥離を抑制することができる。

図１は、実施形態に係るデバイスチップの製造方法の加工対象のウエーハの一例を示す斜視図である。図２は、図１に示すウエーハの断面図である。図３は、実施形態に係るデバイスチップの製造方法の流れを示すフローチャートである。図４は、図３に示す第一の加工溝形成ステップの一状態を示す斜視図である。図５は、図３に示す第一の加工溝形成ステップの後のウエーハを示す平面図である。図６は、図５のウエーハの一部を拡大して示す平面図である。図７は、図６のＡ－Ａ’線断面図である。図８は、図６のＢ－Ｂ’線断面図である。図９は、図３に示す第二の加工溝形成ステップの後のウエーハを示す平面図である。図１０は、図９のウエーハの一部を拡大して示す平面図である。図１１は、図１０のＢ－Ｂ’線断面図である。図１２は、図３に示す第一の改質層形成ステップの一状態を示す斜視図である。図１３は、図３に示す第一の改質層形成ステップの後のウエーハを示す平面図である。図１４は、図１３のウエーハにおいて第一の改質層に沿う断面図である。図１５は、図３に示す第二の改質層形成ステップの後のウエーハを示す平面図である。図１６は、図１５のウエーハにおいて第二の改質層に沿う断面図である。図１７は、図３に示す分割ステップの一状態を一部断面で示す側面図である。図１８は、図１７の後の分割ステップの一状態を一部断面で示す側面図である。図１９は、図３に示す分割ステップの別の一例を示す斜視図である。

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。更に、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、置換または変更を行うことができる。

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係るデバイスチップ１８の製造方法について、図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係るデバイスチップ１８の製造方法の加工対象のウエーハ１０の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示すウエーハ１０の断面図である。図１および図２に示すウエーハ１０は、シリコン（Ｓｉ）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、またはリチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ_３）等を基板１１とする円板状の半導体デバイスウエーハ、光デバイスウエーハ等のウエーハである。

ウエーハ１０は、表面１２に、第一の分割予定ライン１３および第二の分割予定ライン１４が設定される。第一の分割予定ライン１３は、第一の方向２１に延び、第一の方向２１に直交する第二の方向２２に並んで複数設定される。第二の分割予定ライン１４は、第二の方向２２に延び、第一の方向２１に並んで複数設定される。

ウエーハ１０は、格子状に設定された第一の分割予定ライン１３および第二の分割予定ライン１４によって区画された領域に形成されたデバイス１５を有している。デバイス１５は、例えば、ＩＣ、またはＬＳＩ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。

また、ウエーハ１０は、基板１１の表面１２に機能層１６が積層されている。機能層１６は、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなるＬｏｗ－ｋ膜と、導電性の金属により構成された導電体膜とが積層されてなる。Ｌｏｗ－ｋ膜は、導電体膜と積層されて、デバイス１５を形成する。導電体膜は、デバイス１５の回路を構成する。このために、デバイス１５は、互いに積層されたＬｏｗ－ｋ膜と、Ｌｏｗ－ｋ膜間に積層された導電体膜とにより構成される。

ウエーハ１０は、例えば、環状のフレーム３０およびテープ３１に支持した状態で搬送および加工される。フレーム３０は、金属または樹脂で形成され、ウエーハ１０の外径より大きな開口を有する環状の板部材である。テープ３１は、エキスパンド性を有し、フレーム３０の開口より外径が大きなシート状である。テープ３１は、フレーム３０の開口を覆うように、フレーム３０の裏面側に貼着される。ウエーハ１０は、フレーム３０の開口の所定の位置に位置決めされて裏面１７側がテープ３１に貼着することによって、フレーム３０およびテープ３１に固定される。

なお、テープ３１は、例えば、エキスパンド性を有する合成樹脂で構成された基材層と、基材層に積層されかつエキスパンド性および粘着性を有する合成樹脂で構成された糊層と、を含んで構成されてもよく、あるいは、糊層を有さず、熱可塑性を有する樹脂から構成されてもよい。

ウエーハ１０は、複数の第一の分割予定ライン１３および複数の第二の分割予定ライン１４に沿って個々のデバイス１５に分割されて、デバイスチップ１８に製造される。なお、デバイスチップ１８は、実施形態において、正方形状であるが、長方形状であってもよい。また、ウエーハ１０は、実施形態では円板状であるが、本発明では円板状でなくともよい。

図３は、実施形態に係るデバイスチップ１８の製造方法の流れを示すフローチャートである。デバイスチップ１８の製造方法は、加工対象のウエーハ１０から複数のデバイスチップ１８を製造する方法である。デバイスチップ１８の製造方法は、図３に示すように、第一の加工溝形成ステップ１と、第二の加工溝形成ステップ２と、第一の改質層形成ステップ３と、第二の改質層形成ステップ４と、分割ステップ５と、を含む。

（第一の加工溝形成ステップ１）
図４は、図３に示す第一の加工溝形成ステップ１の一状態を示す斜視図である。図５は、図３に示す第一の加工溝形成ステップ１の後のウエーハ１０を示す平面図である。図６は、図５のウエーハ１０の一部を拡大して示す平面図である。図７は、図６のＡ－Ａ’線断面図である。図８は、図６のＢ－Ｂ’線断面図である。

なお、Ａ－Ａ’線断面図は、第一の分割予定ライン１３を直交しかつデバイス１５を通る断面図、すなわち、第二の分割予定ライン１４に平行かつ第二の分割予定ライン１４上ではない断面図である。また、Ｂ－Ｂ’線断面図は、デバイス１５を通らず、第二の分割予定ライン１４に沿う断面図である。したがって、Ｂ－Ｂ’線断面図では、紙面奥行方向の奥側に、デバイス１５の側面が見える。第一の加工溝形成ステップ１は、ウエーハ１０の表面１２側からレーザービーム４０を第一の分割予定ライン１３に沿って照射して第一の加工溝２３を形成するステップである。

図４に示すように、実施形態の第一の加工溝形成ステップ１では、レーザー加工装置４５によるアブレーション加工によって、ウエーハ１０の表面１２側に第一の分割予定ライン１３に沿う第一の加工溝２３を形成する。第一の加工溝形成ステップ１でウエーハ１０に向けて照射するレーザービーム４０は、機能層１６に対して吸収性を有する波長のレーザービームである。

レーザー加工装置４５は、チャックテーブル４６と、レーザービーム照射ユニット４７と、撮像ユニット４８と、チャックテーブル４６とレーザービーム照射ユニット４７とを相対的に移動させる不図示の移動ユニットと、を備える。実施形態において、レーザー加工装置４５の加工送り方向は、水平面における一方向を示すＸ軸方向である。また、レーザー加工装置４５の割り出し送り方向は、水平面において、Ｘ軸方向に直交する方向を示すＹ軸方向である。

第一の加工溝形成ステップ１では、まず、テープ３１を介してウエーハ１０の裏面１７側をチャックテーブル４６の保持面（上面）に保持する。チャックテーブル４６の保持面は、例えば、ポーラスセラミック等から形成された円板形状であって、水平方向と平行な平面である。保持面は、例えば、真空吸引経路を介して真空吸引源と接続している。チャックテーブル４６は、保持面上に載置されたウエーハ１０を吸引保持する。レーザー加工装置４５は、例えば、チャックテーブル４６の周囲に複数配置されるクランプ部材を備えてもよく、クランプ部材によって、ウエーハ１０を支持するフレーム３０を挟持してもよい。

第一の加工溝形成ステップ１では、次に、移動ユニットによってチャックテーブル４６を加工位置まで移動させる。次に、撮像ユニット４８でウエーハ１０を撮像することによって、第一の分割予定ライン１３を検出する。第一の分割予定ライン１３が検出されたら、チャックテーブル４６を鉛直方向軸回りに回転させて、ウエーハ１０の第一の分割予定ライン１３が沿う第一の方向２１と、レーザー加工装置４５の加工送り方向（Ｘ軸方向）とを一致させるとともに、不図示の移動ユニットによって、第一の分割予定ライン１３とレーザービーム照射ユニット４７の照射部との位置合わせを行うアライメントを遂行する。

第一の加工溝形成ステップ１では、次に、レーザービーム４０の集光点４１をウエーハ１０の表面１２の機能層１６近傍に位置付けた状態で、ウエーハ１０の表面１２側からレーザービーム４０を照射しながら、集光点４１を第一の分割予定ライン１３に沿って相対的に加工送り方向に移動させる。これにより、第一の分割予定ライン１３に沿った第一の加工溝２３が形成され、図７および図８に示すように、第一の分割予定ライン１３に沿って機能層１６が除去されて基板１１が露出する。

この際、第一の分割予定ライン１３の幅方向の両脇近傍には、アブレーション加工によって発生したデブリ１９が付着する。より詳しくは、デブリ１９は、図６および図７に示すように、第一の分割予定ライン１３において、概ね第一の加工溝２３とデバイス１５との間に付着している。また、デブリ１９は、図６および図８に示すように、第二の分割予定ライン１４と直交する交差部においても、第一の分割予定ライン１３の長手方向に沿って延長する位置である第一の分割予定ライン１３の両脇に付着している。すなわち、第二の分割予定ライン１４の長手方向において、第一の分割予定ライン１３と交差する部分の両端部で、デブリ１９が第二の分割予定ライン１４上を横断するように付着している。

一本の第一の分割予定ライン１３に第一の加工溝２３を形成した後は、集光点４１を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）、すなわち第二の方向２２に相対的に移動させ、隣接する第一の分割予定ライン１３に同様に第一の加工溝２３を形成する。図５に示すように、全ての第一の分割予定ライン１３に第一の加工溝２３を形成すると、第一の加工溝形成ステップ１を終了し、第二の加工溝形成ステップ２に移行する。

（第二の加工溝形成ステップ２）
図９は、図３に示す第二の加工溝形成ステップ２の後のウエーハ１０を示す平面図である。図１０は、図９のウエーハ１０の一部を拡大して示す平面図である。図１１は、図１０のＢ－Ｂ’線断面図である。図１１は、図８と同一の断面を示しており、すなわち、デバイス１５を通らず、第二の分割予定ライン１４上を通る断面図である。第二の加工溝形成ステップ２は、第一の加工溝形成ステップ１を実施した後に実施される。第二の加工溝形成ステップ２は、ウエーハ１０の表面１２側からレーザービーム４０を第二の分割予定ライン１４に沿って照射して第二の加工溝２４を形成するステップである。

実施形態の第二の加工溝形成ステップ２では、図４に示すレーザー加工装置４５によるアブレーション加工によって、ウエーハ１０の表面１２側に第二の分割予定ライン１４に沿う第二の加工溝２４を形成する。第二の加工溝形成ステップ２でウエーハ１０に向けて照射するレーザービーム４０は、機能層１６に対して吸収性を有する波長のレーザービームである。

第二の加工溝形成ステップ２では、まず、チャックテーブル４６を鉛直方向軸回りに回転させて、ウエーハ１０の第二の分割予定ライン１４が沿う第二の方向２２と、レーザー加工装置４５の加工送り方向（Ｘ軸方向）とを一致させるとともに、不図示の移動ユニットによって、第二の分割予定ライン１４とレーザービーム照射ユニット４７の照射部との位置合わせを行うアライメントを遂行する。

第二の加工溝形成ステップ２では、次に、レーザービーム４０の集光点４１をウエーハ１０の表面１２の機能層１６近傍に位置付けた状態で、ウエーハ１０の表面１２側からレーザービーム４０を照射しながら、集光点４１を第二の分割予定ライン１４に沿って相対的に加工送り方向に移動させる。これにより、第二の分割予定ライン１４に沿った第二の加工溝２４が形成され、図１１に示すように、第二の分割予定ライン１４に沿って機能層１６が除去されて基板１１が露出する。

この際、第二の分割予定ライン１４が第一の分割予定ライン１３と交差する部分において、レーザービーム４０が第一の加工溝形成ステップ１で発生したデブリ１９にも照射される。すなわち、図６および図８に示す第二の分割予定ライン１４上を縦断して付着している２列のデブリ１９上を、図１０に示すように、更に横断するようにレーザー加工されて第二の加工溝２４が形成される。これにより、図１１に示すように、第二の分割予定ライン１４においてデブリ１９が付着した部分、すなわち、第一の加工溝２３と交差する手前および奥（図１１に示す第一の加工溝２３の左右）では、第二の加工溝２４の溝深さが他の部分より浅くなり、機能層１６が残存する（以下、残存した機能層１６を機能層１６１と称する）。

一本の第二の分割予定ライン１４に第二の加工溝２４を形成した後は、集光点４１を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）、すなわち第一の方向２１に相対的に移動させ、隣接する第二の分割予定ライン１４に同様に第二の加工溝２４を形成する。図９に示すように、全ての第二の分割予定ライン１４に第二の加工溝２４を形成すると、第二の加工溝形成ステップ２を終了し、第一の改質層形成ステップ３に移行する。

（第一の改質層形成ステップ３）
図１２は、図３に示す第一の改質層形成ステップ３の一状態を示す斜視図である。図１３は、図３に示す第一の改質層形成ステップ３の後のウエーハ１０を示す平面図である。図１４は、図１３のウエーハ１０において第一の改質層２５に沿う断面図である。なお、図１４は、図８および図１１に示すＢ－Ｂ’線断面図の断面と同一の断面を示しており、すなわち、デバイス１５を通らず、第二の分割予定ライン１４（第二の加工溝２４）に沿う断面図である。第一の改質層形成ステップ３は、第二の加工溝形成ステップ２を実施した後に実施される。第一の改質層形成ステップ３は、ウエーハ１０の裏面１７側からレーザービーム４０を第二の分割予定ライン１４に沿って照射して基板１１の内部に第一の改質層２５を形成するステップである。

改質層とは、密度、屈折率、機械的強度またはその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味する。改質層は、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域、およびこれらの領域が混在した領域等である。改質層は、ウエーハ１０の他の部分よりも機械的な強度等が低い。

図１２に示すように、実施形態の第一の改質層形成ステップ３では、レーザー加工装置４５によるステルスダイシング加工によって、ウエーハ１０の基板１１の内部に第二の分割予定ライン１４に沿う第一の改質層２５を形成する。第一の改質層形成ステップ３でウエーハ１０に向けて照射するレーザービーム４０は、基板１１に対して透過性を有する波長のレーザービームである。

第一の改質層形成ステップ３では、まず、第一の加工溝形成ステップ１および第二の加工溝形成ステップ２でウエーハ１０に貼着されていたテープ３１をウエーハ１０の裏面１７から剥がし、新たなテープ３１をウエーハ１０の表面１２側に貼着する。次に、テープ３１を介してウエーハ１０の表面１２側をチャックテーブル４６の保持面（上面）に吸引保持する。

第一の改質層形成ステップ３では、次に、移動ユニットによってチャックテーブル４６を加工位置まで移動させる。次に、撮像ユニット４８でウエーハ１０を撮像することによって、第二の分割予定ライン１４を検出する。第二の分割予定ライン１４が検出されたら、チャックテーブル４６を鉛直方向軸回りに回転させて、ウエーハ１０の第二の分割予定ライン１４が沿う第二の方向２２と、レーザー加工装置４５の加工送り方向（Ｘ軸方向）とを一致させるとともに、不図示の移動ユニットによって、第二の分割予定ライン１４とレーザービーム照射ユニット４７の照射部との位置合わせを行うアライメントを遂行する。

第一の改質層形成ステップ３では、次に、レーザービーム４０の集光点４１をウエーハ１０の基板１１の内部に位置付けた状態で、ウエーハ１０の裏面１７側からレーザービーム４０を照射しながら、集光点４１を第二の分割予定ライン１４に沿って相対的に加工送り方向に移動させる。これにより、図１３および図１４に示すように、第二の加工溝２４に沿った第一の改質層２５が形成される。

第一の改質層２５は、後述の第二の改質層２６（図１５および図１６参照）より先に形成される。このため、第一の改質層形成ステップ３においては、レーザービーム４０が別の改質層に照射されることによるレーザービーム４０の散乱は発生しない。したがって、このレーザービーム４０の散乱による漏れ光が、図１４に示す残存した機能層１６１に照射されることはない。

一本の第二の分割予定ライン１４に第一の改質層２５を形成した後は、集光点４１を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）、すなわち第一の方向２１に相対的に移動させ、隣接する第二の分割予定ライン１４に同様に第一の改質層２５を形成する。図１３に示すように、全ての第二の分割予定ライン１４に第一の改質層２５を形成すると、第一の改質層形成ステップ３を終了し、第二の改質層形成ステップ４に移行する。

（第二の改質層形成ステップ４）
図１５は、図３に示す第二の改質層形成ステップ４の後のウエーハ１０を示す平面図である。図１６は、図１５のウエーハ１０において第二の改質層２６に沿う断面図である。なお、図１６は、図８、図１１および図１４に示すＢ－Ｂ’線断面図の断面と直交し、デバイス１５を通らず、第一の分割予定ライン１３（第一の加工溝２３）に沿う断面図である。第二の改質層形成ステップ４は、第一の改質層形成ステップ３を実施した後に実施される。第二の改質層形成ステップ４は、ウエーハ１０の裏面１７側からレーザービーム４０を第一の分割予定ライン１３に沿って照射して基板１１の内部に第二の改質層２６を形成するステップである。

実施形態の第二の改質層形成ステップ４では、図１２に示すレーザー加工装置４５によるステルスダイシング加工によって、ウエーハ１０の基板１１の内部に第一の分割予定ライン１３に沿う第二の改質層２６を形成する。第二の改質層形成ステップ４でウエーハ１０に向けて照射するレーザービーム４０は、基板１１に対して透過性を有する波長のレーザービームである。

第二の改質層形成ステップ４では、まず、チャックテーブル４６を鉛直方向軸回りに回転させて、ウエーハ１０の第一の分割予定ライン１３が沿う第一の方向２１と、レーザー加工装置４５の加工送り方向（Ｘ軸方向）とを一致させるとともに、不図示の移動ユニットによって、第一の分割予定ライン１３とレーザービーム照射ユニット４７の照射部との位置合わせを行うアライメントを遂行する。

第二の改質層形成ステップ４では、次に、レーザービーム４０の集光点４１をウエーハ１０の基板１１の内部に位置付けた状態で、ウエーハ１０の裏面１７側からレーザービーム４０を照射しながら、集光点４１を第一の分割予定ライン１３に沿って相対的に加工送り方向に移動させる。これにより、図１５および図１６に示すように、第一の加工溝２３に沿った第二の改質層２６が形成される。

この際、図１６に示すように、第二の改質層２６を形成する第一の分割予定ライン１３上には、第二の分割予定ライン１４と交差する部分において、既に第一の改質層２５が形成されている。したがって、第一の分割予定ライン１３が第二の分割予定ライン１４と交差する部分において、レーザービーム４０が第一の改質層形成ステップ３で形成された第一の改質層２５に照射される。これにより、レーザービーム４０の一部が、第一の改質層２５において第一の分割予定ライン１３に沿う方向に反射するため、第一の分割予定ライン１３に沿う漏れ光が増加する。

ここで、第一の分割予定ライン１３上に形成された第一の加工溝２３は、第二の加工溝２４よりも先に形成される、すなわち、第一の加工溝形成ステップ１中にレーザービーム４０がデブリ１９に照射されることがない。したがって、第二の加工溝２４では、図１４に示すように、機能層１６１が残存しているのに対し、第一の分割予定ライン１３上に形成される第一の加工溝２３では、図１６に示すように、機能層１６１が残存せず除去されている。これにより、第一の分割予定ライン１３に沿うレーザービーム４０の漏れ光が、残存した機能層１６１に照射されることを抑制することができる。

一本の第一の分割予定ライン１３に第二の改質層２６を形成した後は、集光点４１を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）、すなわち第二の方向２２に相対的に移動させ、隣接する第一の分割予定ライン１３に同様に第二の改質層２６を形成する。図１５に示すように、全ての第一の分割予定ライン１３に第二の改質層２６を形成すると、第二の改質層形成ステップ４を終了し、分割ステップ５に移行する。

（分割ステップ５）
図１７は、図３に示す分割ステップ５の一状態を一部断面で示す側面図である。図１８は、図１７の後の分割ステップ５の一状態を一部断面で示す側面図である。分割ステップ５は、第二の改質層形成ステップ４を実施した後に実施される。分割ステップ５は、ウエーハ１０に対して外力を付与して第一の分割予定ライン１３および第二の分割予定ライン１４に沿って分割するステップである。

図１７および図１８に示すように、実施形態の分割ステップ５では、拡張装置５０がテープ３１に対して放射方向に外力を与えることによって、ウエーハ１０を分割する。拡張装置５０は、チャックテーブル５１と、クランプ部材５２と、昇降ユニット５３と、突き上げ部材５４と、コロ部材５５と、を備える。突き上げ部材５４は、チャックテーブル５１の外周かつ同軸に設けられる円筒形状である。コロ部材５５は、チャックテーブル５１の保持面と同一平面上または僅かに上方、かつ突き上げ部材５４の上端に、回転自在に設けられる。

図１７に示すように、分割ステップ５では、まず、テープ３１を介してウエーハ１０の表面１２側をチャックテーブル５１の保持面（上面）に載置し、フレーム３０の外周部をクランプ部材５２で固定する。この際、コロ部材５５は、フレーム３０の内縁とウエーハ１０の外縁との間のテープ３１に当接する。

図１８に示すように、分割ステップ５では、次に、昇降ユニット５３によって、チャックテーブル５１および突き上げ部材５４を一体的に上昇させる。この際、テープ３１は、外周部がフレーム３０を介してクランプ部材５２で固定されているため、フレーム３０の内縁とウエーハ１０の外縁との間の部分が面方向に拡張される。更に、突き上げ部材５４の上端に設けられたコロ部材５５がテープ３１との摩擦を緩和する。

分割ステップ５では、テープ３１の拡張の結果、テープ３１に放射状に引張力が作用する。テープ３１に放射状の引張力が作用すると、図１８に示すように、テープ３１が貼着されたウエーハ１０が、第一の分割予定ライン１３に沿った第二の改質層２６と第二の分割予定ライン１４に沿った第一の改質層２５とを破断起点にして分割されて、デバイスチップ１８に個片化される。ウエーハ１０がデバイスチップ１８に分割された後は、例えば、ピックアップ工程において、周知のピッカーでテープ３１からデバイスチップ１８がピックアップされる。

（分割ステップ５の変形例）
図１９は、図３に示す分割ステップ５の別の一例を示す斜視図である。図１９に示すように、変形例の分割ステップ５では、研削装置６０がウエーハ１０の裏面１７側を研削することでウエーハ１０を押圧する外力を与えることによって、ウエーハ１０を分割する。研削装置６０は、チャックテーブル６１と、スピンドル６２と、研削ホイール６３と、研削砥石６４と、不図示の研削水供給ノズルと、を備える。研削ホイール６３は、回転軸部材であるスピンドル６２の下端に取り付けられる。研削砥石６４は、研削ホイール６３の下面に装着される。

図１９に示す分割ステップ５では、まず、ウエーハ１０の表面１２側をチャックテーブル６１の保持面（上面）に吸引保持する。次に、チャックテーブル６１を軸心回りに回転させた状態で、研削ホイール６３を軸心回りに回転させる。なお、研削ホイール６３は、チャックテーブル６１の軸心と平行な回転軸で回転する。

次に、不図示の研削水供給ノズルから研削水を供給するとともに、研削ホイール６３の下面に装着された研削砥石６４をチャックテーブル６１に所定の送り速度で近付けることによって、研削砥石６４でウエーハ１０を裏面１７側から研削して、ウエーハ１０を所定の仕上げ厚みまで薄化する。

この際、ウエーハ１０は、研削ホイール６３の研削砥石６４により押圧されるので、第二の改質層２６および第一の改質層２５から、第一の加工溝２３および第二の加工溝２４の溝底にまで亀裂が伸展して、第一の分割予定ライン１３および第二の分割予定ライン１４に沿って、基板１１および機能層１６が分割されて、デバイスチップ１８に個片化される。その後は、図１７および図１８に示す分割ステップ５と同様に、例えば、ピックアップ工程において、周知のピッカーでテープ３１からデバイスチップ１８がピックアップされる。

以上説明したように、第一の分割予定ライン１３と第二の分割予定ライン１４との交差部近傍では、第二の加工溝形成ステップ２において、第一の加工溝形成ステップ１で生じたデブリ１９上を加工することにより、レーザービーム４０がデブリ１９に遮断されてデブリ１９の直下に存在する機能層１６が第二の分割予定ライン１４上に残存する場合があることが知られている（図１１等の機能層１６１参照）。また、第二の改質層形成ステップ４においては、第一の改質層形成ステップ３で形成された第一の改質層２５により反射または散乱されたレーザービーム４０が、加工送り方向に照射されることが知られている。

実施形態に係るデバイスチップ１８の製造方法では、第一の分割予定ライン１３および第二の分割予定ライン１４について、加工溝形成時の加工順と、改質層形成時の加工順とを逆にしている。すなわち、第二の改質層形成ステップ４においては、第一の改質層形成ステップ３で形成された第一の改質層２５により反射または散乱されたレーザービーム４０は、第一の加工溝２３が沿う第一の分割予定ライン１３上に照射され、第二の分割予定ライン１４上に残存した機能層１６１に照射されることを抑制できる。このように、機能層１６１の残存する領域と、漏れ光が発生する領域との重複を回避することが可能であるため、機能層１６の剥離の低減に貢献し、加工品質を向上できるという効果を奏する。

なお、第二の分割予定ライン１４に対してアブレーション加工する際に、機能層１６が残存しないように、レーザービーム４０の出力を上げたり、加工速度を落したり等、強く加工する場合は、ウエーハ１０へのダメージが大きくなり抗折強度の低下を招く可能性がある。本発明では、第二の分割予定ライン１４上に機能層１６１が残存していても、レーザービーム４０の漏れ光が残存した機能層１６１に照射されることを抑制できるため、レーザー加工の強さを変更する必要はない。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、第一の改質層形成ステップ３および第二の改質層形成ステップ４では、ウエーハ１０の裏面１７側に貼着したシート３１越しにレーザービーム４０を照射してもよい。すなわち、第二の加工溝形成ステップ２の後、テープ３１をウエーハ１０の裏面１７側から剥がさないまま、ウエーハ１０の表面１２側をチャックテーブル４６に吸引保持してもよい。この際、ウエーハ１０の表面１２側にシート状の保持部材を貼着して、デバイス１５を保護することが好ましい。

１０ウエーハ
１１基板
１２表面
１３第一の分割予定ライン
１４第二の分割予定ライン
１５デバイス
１６、１６１機能層
１７裏面
１８デバイスチップ
１９デブリ
２１第一の方向
２２第二の方向
２３第一の加工溝
２４第二の加工溝
２５第一の改質層
２６第二の改質層
４０レーザービーム

Claims

基板の表面に機能層が積層され複数のデバイスが形成されたウエーハを、該複数のデバイスを区画する複数の第一の分割予定ラインおよび該第一の分割予定ラインに交差する複数の第二の分割予定ラインに沿って分割してデバイスチップを形成するデバイスチップの製造方法であって、
該ウエーハの表面側から該機能層に対して吸収性を有する波長のレーザービームを該第一の分割予定ラインに沿って照射して第一の加工溝を形成する第一の加工溝形成ステップと、
該第一の加工溝形成ステップを実施した後、該ウエーハの表面側から該機能層に対して吸収性を有する波長のレーザービームを該第二の分割予定ラインに沿って照射して第二の加工溝を形成する第二の加工溝形成ステップと、
該第二の加工溝形成ステップを実施した後、該ウエーハの裏面側から該基板に対して透過性を有する波長のレーザービームを該第二の分割予定ラインに沿って照射して該基板の内部に第一の改質層を形成する第一の改質層形成ステップと、
該第一の改質層形成ステップを実施した後、該ウエーハの裏面側から該基板に対して透過性を有する波長のレーザービームを該第一の分割予定ラインに沿って照射して該基板の内部に第二の改質層を形成する第二の改質層形成ステップと、
該第二の改質層形成ステップを実施した後、該ウエーハに対して外力を付与して該第一の分割予定ラインおよび該第二の分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、
を備えることを特徴とする、デバイスチップの製造方法。