JP2024051279A - ウエーハの加工方法及び加工装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】面取り部の除去に時間が掛かり、生産性が悪いという問題と共に、他方のウエーハに傷が付いてしまうという問題を解消することができるウエーハの加工方法を提供する【解決手段】第一のウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線ＬＢの集光点を第一のウエーハ１０の裏面１０ｂから面取り部１０Ｃ及びノッチ１０ｄが形成された部位を除去する内部に位置付けて照射し改質層Ｓ１～Ｓ４を形成する改質層形成工程と、第二のウエーハ２０側をチャックテーブル３５に保持し、第一のウエーハ１０の裏面１０ｂを研削して薄化する研削工程と、を含み、該改質層形成工程において、レーザー光線ＬＢの集光点Ｐ１～Ｐ４は、ウエーハＷの内側から外側に向かって徐々に接合層２０に近づくように下り階段状に複数形成され、複数の集光点によって改質層Ｓ１～Ｓ４が末広がりに形成される。【選択図】図５

Description

本発明は、ウエーハの加工方法及び加工装置に関する。
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
また、デバイスの集積度を向上させるため、パターンを形成した後のウエーハを貼り合わせた後、一方のウエーハを研削して薄化する場合がある。
ところが、一方のウエーハの裏面を研削して薄化すると、ウエーハの外周に形成された面取り部がナイフエッジのような鋭利な形状となり、作業者のケガを誘発したり、該ナイフエッジからクラックがウエーハの内部に進展してデバイスチップが損傷したりするという問題がある。
そこで、裏面を研削するウエーハの外周に切削ブレード又は研削砥石を直接位置付けて該面取り部を除去し、ナイフエッジの発生を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２を参照）。
特開２０１０－２２５９７６号公報 特開２０１６－９６２９５号公報
上記した特許文献１、２に開示された技術では、切削ブレードや研削砥石による面取り部の除去に相当の時間が掛かり、生産性が悪いという問題があることに加え、他方のウエーハに傷が付いてしまうという問題がある。さらに、ウエーハの外周には、結晶方位を示すノッチ（切欠き）が形成されていて、該ノッチがウエーハの外周端部から内側に向けて形成されていることから、該ノッチに形成されるナイフエッジに起因してデバイスチップが損傷したりするという問題もある。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、ノッチが形成されたウエーハの面取り部の除去に時間が掛かり、生産性が悪いという問題と共に、他方のウエーハに傷が付いてしまうという問題を解消することができるウエーハの加工方法及び加工装置を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する面取り部が形成されると共にノッチが形成された外周余剰領域とを表面に備えた第一のウエーハの該表面と第二のウエーハの表面又は裏面とを接合層によって貼り合わせたウエーハの加工方法であって、該第一のウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を該第一のウエーハの裏面から該面取り部及びノッチが形成された部位を除去する内部に位置付けて照射し改質層を形成する改質層形成工程と、該第二のウエーハ側をチャックテーブルに保持し、該第一のウエーハの裏面を研削して薄化する研削工程と、を含み、該改質層形成工程において、レーザー光線の集光点はウエーハの内側から外側に向かって徐々に該接合層に近づくように下り階段状に複数形成され、該複数の集光点によって改質層が末広がりに形成されるウエーハの加工方法が提供される。
改質層形成工程によって末広がりに形成された改質層から該接合層に向かってクラックが進展し、該研削工程において、裏面の研削によって改質層が除去され、該クラックによって面取り部が第一のウエーハから除去されるようにすることが好ましい。また、該クラックは、該接合層の外側に進展するようにすることがこのましい。
また、本発明によれば、ウエーハを加工する加工装置であって、回転駆動手段を備えたウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを相対的にＸ軸方向に加工送りするＸ軸送り手段と、Ｙ軸方向に加工送りするＹ軸送り手段と、制御手段と、を備え、該レーザー光線照射手段は、集光点を下り階段状に複数形成する集光点形成手段を備え、該制御手段は、加工すべきウエーハの外周及びノッチのＸ座標Ｙ座標を記憶する座標記憶部と、該座標記憶部に記憶された座標に基づいて該Ｘ軸送り手段と、該Ｙ軸送り手段と、該チャックテーブルの回転駆動手段と、を制御する加工装置が提供される。
本発明のウエーハの加工方法は、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する面取り部が形成されると共にノッチが形成された外周余剰領域とを表面に備えた第一のウエーハの該表面と第二のウエーハの表面又は裏面とを接合層によって貼り合わせたウエーハの加工方法であって、該第一のウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を該第一のウエーハの裏面から該面取り部及びノッチが形成された部位を除去する内部に位置付けて照射し改質層を形成する改質層形成工程と、該第二のウエーハ側をチャックテーブルに保持し、該第一のウエーハの裏面を研削して薄化する研削工程と、を含み、該改質層形成工程において、レーザー光線の集光点はウエーハの内側から外側に向かって徐々に該接合層に近づくように下り階段状に複数形成され、該複数の集光点によって改質層が末広がりに形成されることから、切削ブレード又は研削砥石を用いて直接面取り部を除去する場合に比べて、加工時間が短縮されて生産性が向上すると共に、ウエーハに形成されたノッチが適正に除去されて、該ノッチに形成されるナイフエッジに起因してクラックがウエーハの内部に進展してデバイスチップを損傷させるという問題も解消する。
さらに、本発明の加工装置は、回転駆動手段を備えたウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを相対的にＸ軸方向に加工送りするＸ軸送り手段と、Ｙ軸方向に加工送りするＹ軸送り手段と、制御手段と、を備え、該レーザー光線照射手段は、集光点を下り階段状に複数形成する集光点形成手段を備え、該制御手段は、加工すべきウエーハの外周及びノッチのＸ座標Ｙ座標を記憶する座標記憶部と、該座標記憶部に記憶された座標に基づいて該Ｘ軸送り手段と、該Ｙ軸送り手段と、該チャックテーブルの回転駆動手段と、を制御するものであることから、切削ブレード又は研削砥石を用いて直接面取り部を除去する場合に比べて、加工時間が短縮されて生産性が向上すると共に、ウエーハに形成されたノッチが適正に除去されて、該ノッチに形成されるナイフエッジに起因してクラックがウエーハの内部に進展してデバイスチップを損傷させるという問題も解消する。
加工装置の全体斜視図である。 図１に示す加工装置に装着されるレーザー光線照射手段の光学系を示すブロック図である。 （ａ）被加工物であるウエーハの斜視図、（ｂ）（ａ）に示すウエーハの一部を拡大した側面図である。 （ａ）撮像手段により撮像されたウエーハの概念図、（ｂ）（ａ）に示す概念図とは別の実施形態を示す概念図である。 （ａ）改質層形成工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）改質層形成工程において集光点が形成される位置を示す概念図、（ｂ）改質層形成工程において形成される改質層及びクラックを示す概念図である。 （ａ）研削工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）研削工程によって薄化されたウエーハの一部を拡大して示す側面図である。
以下、本発明に基づいて実施されるウエーハの加工方法、及び該ウエーハの加工方法を実施するのに好適な加工装置に係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１には、本実施形態の加工装置１の全体斜視図が示されている。加工装置１は、図示のような第一のウエーハ１０と第二のウエーハ１２とを積層したウエーハＷにレーザー加工を施す装置である。加工装置１は、図示を省略する回転駆動手段を備えたウエーハＷを保持するチャックテーブル３５を含む保持手段３と、Ｘ座標及びＹ座標で規定されるＸＹ平面を保持面とするチャックテーブル３５に保持されたウエーハＷを構成する第一のウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段７と、チャックテーブル３５とレーザー光線照射手段７とを相対的にＸ軸方向に加工送りするためのＸ軸送り手段４ａと、チャックテーブル３５とレーザー光線照射手段７とを、該Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に相対的に加工送りするためのＹ軸送り手段４ｂと、各作動部を制御する制御手段１００と、を備えている。
加工装置１は、基台２上に配設されており、上記した構成に加え、チャックテーブル３５に保持されたウエーハＷを撮像してアライメントを実行する撮像手段６と、チャックテーブル３５をＸ軸方向に移動するＸ軸移動手段４ａと、チャックテーブル３５をＹ軸方向に移動するＹ軸移動手段４ｂと、基台２上のＸ軸移動手段４ａ、Ｙ軸移動手段４ｂの側方に立設される垂直壁部５ａ及び垂直壁部５ａの上端部から水平方向に延びる水平壁部５ｂからなる枠体５とを備えている。
保持手段３は、上記のチャックテーブル３５を含んでウエーハＷを保持する手段であり、図１に示すように、Ｘ軸方向において移動自在に基台２に搭載された矩形状のＸ軸方向可動板３１と、Ｙ軸方向において移動自在にＸ軸方向可動板３１に搭載された矩形状のＹ軸方向可動板３２と、Ｙ軸方向可動板３２の上面に固定された円筒状の支柱３３と、支柱３３の上端に固定された矩形状のカバー板３４とを備えている。チャックテーブル３５は、カバー板３４上に形成された長穴を通って上方に延びるように配設され、支柱３３内に収容された図示を省略する回転駆動手段により回転可能に構成される。チャックテーブル３５の保持面は、通気性を有する多孔質材料の吸着チャック３６から形成され、支柱３３を通る流路によって図示しない吸引手段に接続されている。
Ｘ軸移動手段４ａは、モータ４２の回転運動を、ボールねじ４３を介して直線運動に変換してＸ軸方向可動板３１に伝達し、基台２上にＸ軸方向に沿って配設された一対の案内レール２Ａ、２Ａに沿ってＸ軸方向可動板３１をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸移動手段４ｂは、モータ４５の回転運動を、ボールねじ４４を介して直線運動に変換し、Ｙ軸方向可動板３２に伝達し、Ｘ軸方向可動板３１上においてＹ軸方向に沿って配設された一対の案内レール３１ａ、３１ａに沿ってＹ軸方向可動板３２をＹ軸方向に移動させる。このような構成を備えていることにより、チャックテーブル３５をＸ座標、Ｙ座標の任意の位置に移動させることができる。
枠体５の水平壁部５ｂの内部には、上記のレーザー光線照射手段７を構成する光学系、及び撮像手段６が収容されている。水平壁部５ｂの先端部下面側には、該レーザー光線照射手段７の一部を構成し、レーザー光線を集光してウエーハＷに照射する集光器７１が配設されている。撮像手段６は、保持手段３に保持されるウエーハＷを撮像して、ウエーハＷの位置や向き、レーザー光線を照射すべきレーザー加工位置等を検出するカメラであり、前記の集光器７１に対して図中矢印Ｘで示すＸ軸方向で隣接する位置に配設されている。
図２には、上記したレーザー光線照射手段７の光学系の概略を示すブロック図が示されている。レーザー光線照射手段７は、レーザー光線ＬＢを発振する発振器７２と、発振器７２が発振したレーザー光線ＬＢの出力を調整するアッテネータ７３と、アッテネータ７３を通過したレーザー光線ＬＢを分岐してチャックテーブル３５に保持されたウエーハＷの内部に集光点を下り階段状に複数形成する集光点形成手段７４とを備えている。
本実施形態の集光点形成手段７４は、例えば、図２に示すように、第１の１／２波長板７５ａ、第１のビームスプリッター７６ａ、第２の１／２波長板７５ｂ、第２のビームスプリッター７６ｂ、第３の１／２波長板７５ｃ、第３のビームスプリッター７６ｃ、第１のビームエキスパンダー７７ａ、第２のビームエキスパンダー７７ｂ、第３のビームエキスパンダー７７ｃ、第１の反射ミラー７８ａ、第２の反射ミラー７８ｂ、第３の反射ミラー７８ｃ、第４の反射ミラー７７ｄ、及び第４のビームスプリッター７９を備えている。
上記した発振器７２から照射されアッテネータ７３を通過したレーザー光線ＬＢは、第１の１／２波長板７５ａを介して第１のビームスプリッター７６ａに導かれ、該第１の１／２波長板７５ａの回転角度が適宜調整されることにより、上記したレーザー光線ＬＢに対し１／４の光量となる第１の分岐レーザー光線ＬＢ１（ｓ偏光）が第１のビームスプリッター７６ａから分岐され、第１のビームエキスパンダー７７ａに導かれる。また、第１のビームスプリッター７６ａにより分岐されなかった残余のレーザー光線（ｐ偏光）は、第２の１／２波長板７５ｂを介して第２のビームスプリッター７６ｂに導かれ、該第２の１／２波長板７５ｂの回転角度が適宜調整されることにより、上記したレーザー光線ＬＢに対し１／４の光量となる第２の分岐レーザー光線ＬＢ２（ｓ偏光）が第２のビームスプリッター７６ｂから分岐され、第２のビームエキスパンダー７７ｂに導かれる。さらに、第２のビームスプリッター７６ｂにより分岐されなかった残余のレーザー光線（ｐ偏光）は、第３の１／２波長板７５ｃを介して第３のビームスプリッター７６ｃに導かれ、第３の１／２波長板７５ｃの回転角度が適宜調整されることにより、上記したレーザー光線ＬＢに対し１／４の光量となる第３の分岐レーザー光線ＬＢ３（ｓ偏光）が第３のビームスプリッター７６ｃから分岐され、第３のビームエキスパンダー７７ｃに導かれる。第３のビームスプリッター７６ｃにより分岐されなかった残余のレーザー光線（ｐ偏光）は、上記したレーザー光線ＬＢに対し１／４の光量となる第４の分岐レーザー光線ＬＢ４（ｐ偏光）となり、第４の反射ミラー７８ｄに導かれる。上記したように、第１～第４の分岐レーザー光線ＬＢ１～ＬＢ４は、上記したレーザー光線ＬＢに対して、それぞれが１／４の光量で分岐される。
第１の分岐レーザー光線ＬＢ１はｓ偏光であることから、第１のビームエキスパンダー７７ａによってビーム径が調整された後、第１の反射ミラー７８ａによって反射されて第４のビームスプリッター７９に導かれて反射して集光器７１の集光レンズ７１ａに導かれる。また、第２の分岐レーザー光線ＬＢ２もｓ偏光であり、第２のビームエキスパンダー７７ｂによってビーム径が調整された後、第２の反射ミラー７８ｂによって反射されて第４のビームスプリッター７９に導かれて反射して集光器７１の集光レンズ７１ａに導かれる。さらに、第３の分岐レーザー光線ＬＢ３もｓ偏光であり、第３のビームエキスパンダー７７ｃによってビーム径が調整された後、第３の反射ミラー７８ｃによって反射されて第４のビームスプリッター７９に導かれて反射して集光器７１の集光レンズ７１ａに導かれる。そして、第４の反射ミラー７８ｄによって反射された第４の分岐レーザー光線ＬＢ４はｐ偏光であり、第４のビームスプリッター７９を直進して、集光器７１の集光レンズ７１ａに導かれる。第１～３のビームエキスパンダー７７ａ～７７ｃによって各ビーム径の大きさが、ＬＢ１＞ＬＢ２＞ＬＢ３＞ＬＢ４となるように適宜調整されると共に、第１～４の反射ミラー７８ａ～７８ｄの角度が適宜調整されることで、第１～第４の分岐レーザー光線ＬＢ１～ＬＢ４に対応する集光点Ｐ１～Ｐ４が、図２に示すように、上下方向及び水平方向の異なる位置に形成され、集光点Ｐ４から集光点Ｐ１に向けて、図中左方側に向けて下り階段状に形成される。
なお、上記した集光点形成手段７４は、説明の都合上、アッテネータ７３を通過したレーザー光線ＬＢを、第１～第４の分岐レーザー光線ＬＢ１～ＬＢ４に分岐して、集光点を４つ形成した例（分岐数４）を示したが、本発明はこれに限定されず、１／２波長板、ビームスプリッター、ビームエキスパンダー、反射ミラー等を分岐数に合わせて増設することで、さらに多くの分岐レーザー光線を形成するように設定すること（例えば８分岐）が可能であり、分岐数に応じた集光点を下り階段状に形成することができる。
制御手段１００は、コンピュータにより構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、検出した検出値、演算結果等を一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入力インターフェース、及び出力インターフェースとを備えている（詳細についての図示は省略）。制御手段１００には、加工すべきウエーハＷの外周及びノッチのＸ座標Ｙ座標（追って説明する）を記憶する座標記憶部１０２が配設されており、Ｘ軸送り手段４ａと、Ｙ軸送り手段４ｂと、図示を省略するチャックテーブル３５の回転駆動手段とが接続され、座標記憶部１０２に記憶されたＸ座標Ｙ座標の情報に基づいて制御される。
本実施形態の加工装置１は、概ね上記したとおりの構成を備えており、以下に本実施形態のウエーハの加工方法について説明する。
本実施形態で実施されるウエーハの加工方法の被加工物は、例えば図３（ａ）、（ｂ）に示すウエーハＷである。ウエーハＷは、例えば直径が３００ｍｍであり、第一のウエーハ１０と第二のウエーハ１２とを貼り合わせた積層ウエーハである。第一のウエーハ１０は、例えばシリコン基板の内部に酸化膜層が形成されたＳＯｉウエーハであり、図示の如く複数のデバイスＤが分割予定ラインＬによって区画され表面１０ａに形成されている。ウエーハ１０の表面１０ａは、上記した複数のデバイスＤが形成された中心よりのデバイス領域１０Ａとデバイス領域１０Ａを囲繞する外周余剰領域１０Ｂとを備え、外周余剰領域１０Ｂの外周端部には、曲面状に形成された環状の面取り部１０Ｃが形成されている。さらに、外周余剰領域１０Ｂの外周には、結晶方位を示すノッチ１０ｄが形成されている。なお、図３（ａ）では、デバイス領域１０Ａと外周余剰領域１０Ｂとを区分する区分線１６を記載しているが、区分線１６は説明の都合上記載したものであり、実際のウエーハ１０の表面１０ａに付されているものではない。本実施形態の第二のウエーハ１２は、第一のウエーハ１０と略同一の構成を備えており、外周には、第一のウエーハ１０と同様に結晶方位を示すノッチ１２ｄが形成されており、その余の詳細については説明を省略する。ウエーハＷは、図３（ａ）に加え図３（ｂ）から理解されるように、第一のウエーハ１０を反転して表面１０ａを下方に向け、第一のウエーハ１０の表面１０ａと、第二ウエーハ１２の表面１２ａとを適宜の接着剤による接合層２０を介して形成されている。このとき、図示のように、第一のウエーハ１０のノッチ１０ｄと、第二のウエーハ１２のノッチ１２ｄとを位置合わせして結晶方位を一致させて積層する。なお、本発明のウエーハの加工方法により加工されるウエーハＷは、上記したように第一のウエーハ１０の表面１０ａと第二のウエーハ１２の表面１２ａとを接合した積層ウエーハに限定されず、第一のウエーハ１０の表面１０ａと、第二のウエーハ１２の裏面１２ｂとを接合した積層ウエーハであってもよい。
本実施形態のウエーハの加工方法を実施するに際し、上記のウエーハＷを、図１に基づき説明した加工装置１に搬送し、ウエーハＷを構成する第一のウエーハ１０の裏面１０ｂを上方に、第二のウエーハ１２の裏面１２ｂ側を下方に向けてチャックテーブル３５に載置し、上記した吸引手段を作動して吸引保持する。次いで、Ｘ軸送り手段４ａ、Ｙ軸送り手段４ｂを作動して、ウエーハＷを撮像手段６の直下に位置付け、ウエーハＷの上面（第一のウエーハ１０の裏面１０ｂ）側から撮像し、図４（ａ）に示すように、ウエーハＷの外縁の座標から中心ＣのＸ座標Ｙ座標（ｘ０，ｙ０）を特定する。ここで、上記したように、制御手段１００の座標記憶部１０２には、レーザー光線によって加工すべきウエーハＷの外周及びノッチ１０ｄ、１２ｄのＸ座標Ｙ座標が記憶されていることから、ウエーハＷの中心ＣのＸ座標Ｙ座標が特定されることで、上記したレーザー光線ＬＢ１～ＬＢ４の集光点Ｐ１～Ｐ４を位置付けて改質層を形成する加工位置１８のチャックテーブル３５上のＸ座標Ｙ座標が特定される。加工位置１８は、上記した外周余剰領域１０Ｂ（図示は省略するが、上記した区分線１６の外側）であって、曲面で形成される面取り部１０Ｃよりも、直径方向で見て内側になるように設定され、例えば、中心Ｃから半径１４９．５ｍｍの位置に環状で設定される。さらに、加工位置１８は、追って説明する研削工程によってノッチ１０ｄが形成された部位を除去すべくノッチ１０ｄが形成された領域の内側に設定されたノッチ除去部１８ａを含んでいる。ノッチ除去部１８ａは、該ノッチ除去部１８ａに沿って加工することにより、ノッチ１０ｄが確実に除去される位置に設定され、図示の実施形態では、ノッチ１０ｄと中心Ｃとを結ぶ直線に直交する直線で設定される。
図示の実施形態では、集光点Ｐ４が位置付けられる加工位置１８を一条の環状の破線で示すが、上記したように、本実施形態の加工装置のレーザー光線照射手段７は、集光点Ｐ１～Ｐ４を下り階段状に複数形成するものであることから、加工位置１８のＸ座標Ｙ座標を、各集光点Ｐ１～Ｐ４のそれぞれに対応するように特定してもよい。また、図４（ａ）に示す実施形態では、加工位置１８に設定されるノッチ除去部１８ａが直線で設定された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば図４（ｂ）に示すように、ノッチ１０ｄの形状に合わせた形状のノッチ除去部１８ｂを設定するようにしてもよい。なお、以下の説明では、図４（ａ）に基づき説明したノッチ除去部１８ａに基づいて加工を実施する例について説明する。
上記したようにノッチ除去部１８ａを含む加工位置１８を特定したならば、制御手段１００によってＸ軸送り手段４ａ及びＹ軸送り手段４ｂを作動して、図５（ａ）に示すように、ウエーハＷの加工位置１８をレーザー光線照射手段７の集光器７１の直下に位置付ける。次いで、上記したレーザー光線照射手段７を作動して第１～第４の分岐レーザー光線ＬＢ１～ＬＢ４を照射する。図５（ｂ）に示すように、第１～第４の分岐レーザー光線ＬＢ１～ＬＢ４の集光点Ｐ１～Ｐ４は、第一のウエーハ１０の内側から外側に向かって徐々に接合層２０に近づくように下り階段状に複数形成される。そして、該チャックテーブル３５を矢印Ｒ１で示す方向（図５（ａ）を参照）に回転させると共にＸ軸送り手段、Ｙ軸送り手段を作動して、図５（ｃ）に示すように、上記の加工位置１８に沿った内部に改質層Ｓ１～Ｓ４が末広がりになるように形成されて、該改質層Ｓ１～Ｓ４を連結するクラック１１が加工位置１８に沿って形成される。該クラック１１には、図５（ａ）に示すように、ノッチ除去部１８ａに対応して形成された直線状のクラック１１ａも含まれる。本実施形態ではチャックテーブル３５を２回転させることで、加工位置１８に沿う同一箇所に２回、上記の第１～第４の分岐レーザー光線ＬＢ１～ＬＢ４を照射する。以上のように改質層形成工程を実施することで、第１～第４の分岐レーザー光線ＬＢ１～ＬＢ４を、面取り部１０Ｃ、及びノッチ１０ｄを避けて内側から照射することが可能になり、曲面で形成された面取り部１０Ｃ及びノッチ１０ｄにおける乱反射が回避されて、高精度に改質層を形成することができる。上記した第１～第４の分岐レーザー光線ＬＢ１～ＬＢ４によって形成される各集光点Ｐ１～Ｐ４の間隔は、例えば、水平方向で見て１０μｍ、上下方向で見て１～１０μｍの範囲で設定される。
上記した改質層形成工程のレーザー加工を実施する際のレーザー加工条件は、例えば以下のように設定される。
波長 ：１３４２ｎｍ
繰り返し周波数 ：６０ｋＨｚ
出力 ：２．４Ｗ
分岐数 ：４
チャックテーブル回転速度：１０７．３ｄｅｇ／ｓ（周速度 ２８０ｍｍ／ｓ）
上記したように、改質層形成工程を実施したならば、ウエーハＷを、図６（ａ）に示す研削装置６０（一部のみを示している）に搬送する。図６（ａ）に示すように、研削装置６０は、チャックテーブル６１上に吸引保持されたウエーハＷを研削して薄化するための研削手段６２を備えている。研削手段６２は、図示しない回転駆動機構により回転させられる回転スピンドル６３と、回転スピンドル６３の下端に装着されたホイールマウント６４と、ホイールマウント６４の下面に取り付けられる研削ホイール６５とを備え、研削ホイール６５の下面には複数の研削砥石６６が環状に配設されている。
上記した改質層形成工程を施したウエーハＷを研削装置６０に搬送し、第二のウエーハ１２側をチャックテーブル６１に載置して吸引保持したならば、研削手段６２の回転スピンドル６３を図６（ａ）において矢印Ｒ２で示す方向に、例えば６０００ｒｐｍで回転させつつ、チャックテーブル６１を矢印Ｒ３で示す方向に、例えば３００ｒｐｍで回転させる。そして、図示しない研削水供給手段により、研削水をウエーハＷの第一のウエーハ１０の裏面１０ｂ上に供給しつつ、研削砥石６６を第一のウエーハ１０の裏面１０ｂに接触させ、研削ホイール６５を、矢印Ｒ４で示す方向に、例えば１μｍ／秒の研削送り速度で研削送りする。この際、図示しない接触式又は非接触式の測定ゲージによりウエーハ１０の厚みを測定しながら研削を進めることができ、図６（ｂ）に示すように、第一のウエーハ１０の裏面１０ｂを所定量研削することで、上記した改質層Ｓ１～Ｓ４が除去され、クラック１１によって、第一のウエーハ１０の面取り部１０Ｃ及びノッチ１０ｄが飛散して除去される。面取り部１０Ｃ及びノッチ１０ｄが除去されウエーハＷを研削する研削工程が完了したならば、研削手段６２を停止し、説明を省略する洗浄、乾燥工程等を経て、本実施形態のウエーハの加工方法が完了する。
上記したように、本実施形態の加工装置１を使用して改質層形成工程を実施することで、複数の集光点Ｐ１～Ｐ４が下り階段状で設定されて、ウエーハＷを構成する第一のウエーハ１０の内部に末広がりに改質層Ｓ１～Ｓ４が形成され、該改質層Ｓ１～Ｓ４間を接続するようにクラック１１が進展し、該クラック１１は、上記した接合層２０に向かって斜め下方に延びつつ、接合層２０の外側に進展する。このようなウエーハＷに対し、上記の研削工程を実施する際の破砕力が付与されて、クラック１１によって面取り部１０Ｃ及びノッチ１０ｄが除去されることから、従来の面取り部の除去に比べて加工時間が短縮されて生産性が向上することに加え、他方のウエーハ（第二のウエーハ１２）に傷が付く、という問題も解消する。
なお、上記した実施形態では、レーザー光線照射手段７を構成する集光点形成手段７４を、１／２波長板、ビームスプリッター、ビームエキスパンダー、及び反射ミラー等を複数組み合わせることにより実現したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図２に示す集光点形成手段７４に替えて、空間光変調器（ＬＣＯＳ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）を配設し、発振器７２から照射されたレーザー光線ＬＢを入射して、該レーザー光線ＬＢを複数に分岐し、分岐された各レーザー光線の集光点を、ウエーハの内側から外側に向かって徐々に接合層２０に近づくように下り階段状に複数形成し、複数の該集光点に対応して改質層を末広がりに形成するようにしてもよい。
また、上記した実施形態では、ウエーハＷを、第一のウエーハ１０の面取り部１０Ｃを残した状態で研削装置６０に搬送して研削工程を実施し、研削時の破砕力によって改質層Ｓ１～Ｓ４に形成されたクラック１１を起点として面取り部１０Ｃ及びノッチ１０ｄを除去したが、本発明はこれに限定されず、研削装置６０に搬入する前に、外力を付与することにより、改質層Ｓ１～Ｓ４に形成されたクラック１１によって面取り部１０Ｃ及びノッチ１０ｄを除去してもよい。
１：加工装置
２：基台
３：保持手段
３５：チャックテーブル
４ａ：Ｘ軸送り手段
４ｂ：Ｙ軸送り手段
５：枠体
６：撮像手段
７：レーザー光線照射手段
７１：集光器
７２：発振器
７３：アッテネータ
７４：集光点形成手段
７５ａ：第１の１／２波長板
７５ｂ：第２の１／２波長板
７５ｃ：第３の１／２波長板
７６ａ：第１のビームスプリッター
７６ｂ：第２のビームスプリッター
７６ｃ：第３のビームスプリッター
７７ａ：第１のビームエキスパンダー
７７ｂ：第２のビームエキスパンダー
７７ｃ：第３のビームエキスパンダー
７８ａ：第１の反射ミラー
７８ｂ：第２の反射ミラー
７８ｃ：第３の反射ミラー
７８ｄ：第４の反射ミラー
７９：第４のビームスプリッター
１０：第一のウエーハ
１０Ａ：デバイス領域
１０Ｂ：外周余剰領域
１０Ｃ：面取り部
１０ａ：表面
１０ｂ：裏面
１０ｄ：ノッチ
１１：クラック
１２：第二のウエーハ
１２ａ：表面
１２ｂ：裏面
１２ｄ：ノッチ
１６：区分線
１８：加工位置
１８ａ：ノッチ除去部
２０：接合層
６０：研削装置
６１：チャックテーブル
６２：研削手段
６３：回転スピンドル
６４：ホイールマウント
６５：研削ホイール
６６：研削砥石
１００：制御手段
１０２：座標記憶部
Ｗ：ウエーハ

Claims (4)

  1. 複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する面取り部が形成されると共にノッチが形成された外周余剰領域とを表面に備えた第一のウエーハの該表面と第二のウエーハの表面又は裏面とを接合層によって貼り合わせたウエーハの加工方法であって、
    該第一のウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を該第一のウエーハの裏面から該面取り部及びノッチが形成された部位を除去する内部に位置付けて照射し改質層を形成する改質層形成工程と、
    該第二のウエーハ側をチャックテーブルに保持し、該第一のウエーハの裏面を研削して薄化する研削工程と、を含み、
    該改質層形成工程において、レーザー光線の集光点はウエーハの内側から外側に向かって徐々に該接合層に近づくように下り階段状に複数形成され、該複数の集光点によって改質層が末広がりに形成されるウエーハの加工方法。
  2. 末広がりに形成された改質層から該接合層に向かってクラックが進展し、該研削工程において、裏面の研削によって改質層が除去され、該クラックによって面取り部が第一のウエーハから除去される請求項１に記載のウエーハの加工方法。
  3. 該クラックは、該接合層の外側に進展する請求項２に記載のウエーハの加工方法。
  4. ウエーハを加工する加工装置であって、
    回転駆動手段を備えたウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを相対的にＸ軸方向に加工送りするＸ軸送り手段と、Ｙ軸方向に加工送りするＹ軸送り手段と、制御手段と、を備え、
    該レーザー光線照射手段は、集光点を下り階段状に複数形成する集光点形成手段を備え、
    該制御手段は、加工すべきウエーハの外周及びノッチのＸ座標Ｙ座標を記憶する座標記憶部と、該座標記憶部に記憶された座標に基づいて該Ｘ軸送り手段と、該Ｙ軸送り手段と、該チャックテーブルの回転駆動手段と、を制御する加工装置。
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