JP6305867B2 - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板の表面に積層された機能層に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法に関する。

当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された機能層によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記デバイスが格子状に形成された分割予定ラインによって区画されており、この分割予定ラインに沿って分割することによって個々の半導体デバイスを製造している。

近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップの処理能力を向上するために、シリコン等の基板の表面に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低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が積層された機能層によって半導体デバイスを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。

このような半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った分割は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物である半導体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半導体ウエーハを切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。切削手段は、高速回転せしめられる回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって固定して厚みが３０μm程度に形成されている。

しかるに、上述した機能層を形成するＬｏｗ−ｋ膜は、切削ブレードによって切削することが困難である。即ち、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように非常に脆いことから、切削ブレードにより分割予定ラインに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離が回路にまで達してデバイスに致命的な損傷を与えるという問題がある。

また、分割予定ライン上の機能層にデバイスの機能をテストするためのテスト エレメント グループ（ＴEG）と称するテスト用の金属膜が配設されている半導体ウエーハにおいては、切削ブレードによって切削するとバリが生じてデバイスの品質を低下させるとともに、切削ブレードのドレッシングを頻繁に実施する必要があり生産性が低下するという問題がある。

上記問題を解消するために、半導体ウエーハに形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成することにより機能層またはテスト用の金属膜を除去して分断し、金属膜を除去したレーザー加工溝に切削ブレードを位置付けて切削ブレードと半導体ウエーハを相対移動することにより、半導体ウエーハを構成する基板を分割予定ラインに沿って切断するウエーハの分割方法が下記特許文献１に開示されている。

特開２００５−１１８８３２号公報

而して、上述したように半導体ウエーハに形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、分割予定ラインに沿って機能層またはテスト用の金属膜を除去するレーザー加工溝を形成すると、基板にレーザー加工溝に沿って歪が残存し、デバイスの抗折強度が低下するという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、基板の表面に積層された機能層に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、デバイスの抗折強度を低下させることなく個々のデバイスに分割することができるウエーハの加工方法を提供することである。

上記主たる技術的課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に積層された機能層に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し機能層を分割予定ラインに沿って除去するレーザー加工溝を形成する機能層除去工程と、
該機能層除去工程におけるレーザー光線の照射によって生成され該レーザー加工溝に沿って残存する歪を除去する歪除去工程と、
分割予定ラインに沿って形成された該レーザー加工溝に切削ブレードを位置付けて、基板を該レーザー加工溝に沿って切削することにより個々のデバイスに分割する分割工程と、を含み、
該歪除去工程は、該切削ブレードの角度をウエーハの表面に対して９０度より僅かな傾斜角で傾斜させるとともに、該切削ブレードの鈍角側を該レーザー加工溝の側壁と底部との境界部に位置付けて該レーザー加工溝に沿って切削することにより該レーザー加工溝に沿って残存する歪を除去する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

上記歪除去工程は、切削ブレードの鈍角側をレーザー加工溝の側壁と底部との境界部に位置付けるとともにウエーハを構成する基板の裏面に達する切り込み送り位置に位置付けて基板をレーザー加工溝に沿って切断し上記分割工程を同時に実施する。
また、上記切削ブレードの傾斜角は、５〜１０度に設定される。

本発明によるウエーハの加工方法は、分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し機能層を分割予定ラインに沿って除去するレーザー加工溝を形成する機能層除去工程と、該機能層除去工程におけるレーザー光線の照射によって生成されレーザー加工溝に沿って残存する歪を除去する歪除去工程と、分割予定ラインに沿って形成されたレーザー加工溝に切削ブレードを位置付けて、基板をレーザー加工溝に沿って切削することにより個々のデバイスに分割する分割工程とを含み、歪除去工程は、切削ブレードの角度をウエーハの表面に対して９０度より僅かな傾斜角で傾斜させるとともに、切削ブレードの鈍角側をレーザー加工溝の側壁と底部との境界部に位置付けてレーザー加工溝に沿って切削することによりレーザー加工溝に沿って残存する歪を除去するので、個々に分割されたデバイスは歪が残留していないため抗折強度が向上する。

本発明によるウエーハの加工方法によって分割されるウエーハとしての半導体ウエーハを示す斜視図および要部拡大断面図。 図１に示す半導体ウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着した状態を示す斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における機能層除去工程における第１のレーザー加工溝形成工程を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における機能層除去工程における第１のレーザー加工溝形成工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における機能層除去工程における第２のレーザー加工溝形成工程を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における機能層除去工程における第２のレーザー加工溝形成工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における歪除去工程を実施するための切削装置の斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における歪除去工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における歪除去工程が実施された半導体ウエーハの要部断面図。 本発明によるウエーハの加工方法における分割工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における歪除去工程および分割工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における歪除去工程および分割工程が実施された半導体ウエーハの要部断面図。

以下、本発明によるウエーハの加工方法について添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１の（a）および(b)には、本発明によるウエーハの加工方法によって個々のデバイスに分割される半導体ウエーハの斜視図および要部拡大断面図が示されている。
図１の（a）および(b)に示す半導体ウエーハ２は、厚みが１５０μmのシリコン等の基板２０の表面２０aに絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された機能層２１が形成されており、この機能層２１に格子状に形成された複数の分割予定ライン２１１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２１２が形成されている。なお、図示の実施形態においては、機能層２１を形成する絶縁膜は、ＳｉＯ２膜または、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低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなっており、厚みが１０μmに設定されている。また、分割予定ライン２１１にはデバイス２１２の機能をテストするためのテスト エレメント グループ（ＴＥＧ）と呼ばれる銅(Cu)やアルミニウム(Al)からなるテスト用の金属膜２１３が部分的に複数配設されている。なお、テスト用の金属膜２１３は本明細書においては機能層に含まれる。

上述した半導体ウエーハ２を分割予定ラインに沿って分割するには、半導体ウエーハ２を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図２に示すように環状のフレームFに装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなるダイシングテープTの表面に半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bを貼着する。従って、ダイシングテープTの表面に貼着された半導体ウエーハ２は、機能層２１の表面２１aが上側となる。

上述したウエーハ支持工程を実施したならば、半導体ウエーハ２に形成された分割予定ライン２１１に沿ってレーザー光線を照射し機能層２１を分割予定ライン２１１に沿って除去することによりレーザー加工溝を形成する機能層除去工程を実施する。この機能層除去工程は、図３に示すレーザー加工装置３を用いて実施する。図３に示すレーザー加工装置３は、被加工物を保持するチャックテーブル３１と、該チャックテーブル３１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２と、チャックテーブル３１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段３３を具備している。チャックテーブル３１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図３において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図３において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。

上記レーザー光線照射手段３２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング３２１を含んでいる。ケーシング３２１内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング３２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器３２２が装着されている。なお、レーザー光線照射手段３２は、集光器３２２によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段（図示せず）を備えている。

上記レーザー光線照射手段３２を構成するケーシング３２１の先端部に装着された撮像手段３３は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

上述したレーザー加工装置３を用いて、半導体ウエーハ２を構成する基板２０には裏面２０bから切削溝１１２の底に沿ってレーザー光線を照射し、半導体ウエーハ２に形成された分割予定ライン２１１に沿ってレーザー光線を照射し機能層２１を分割予定ライン２１１に沿って除去することによりレーザー加工溝を形成する機能層除去工程を実施するには、先ず、上述したウエーハ支持工程が実施され半導体ウエーハ２のダイシングテープT側をチャックテーブル３１上に載置する。図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープTを介して半導体ウエーハ２をチャックテーブル３１上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３１に保持された半導体ウエーハ２は、機能層２１の表面２１aが上側となる。なお、図３においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル３１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段３３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２１１と、該分割予定ライン２１１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン２１１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。

上述したアライメント工程を実施したならば、図４で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、図４の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２に形成された所定の分割予定ライン２１１の一端(図４の（ａ）において左端)が集光器３２２の直下に位置するように位置付ける。このとき、分割予定ライン２１１の幅方向中央から一方の側に２０μｍの位置が集光器３２２の直下に位置するように位置付ける。次に、レーザー光線照射手段３２の集光器３２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３１を図４の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる（第１のレーザー加工溝形成工程）。そして、図４の（ｂ）で示すように分割予定ライン２１１の他端（図４の（ｂ）において右端）が集光器３２２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３１の移動を停止する。この第１のレーザー加工溝形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを分割予定ライン２１１の表面付近に合わせる。

次に、チャックテーブル３１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に４０μｍ移動する。この結果、分割予定ライン２１１の幅方向中央から他方の側に２０μｍの位置が集光器３２２の直下に位置付けられることになる。そして、レーザー光線照射手段３２の集光器３２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３１を図４の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめ、図４の（ａ）に示す位置に達したらパルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３１の移動を停止する（第１のレーザー加工溝形成工程）。

上述した第１のレーザー加工溝形成工程を実施することにより、半導体ウエーハ２には図４の（c）に示すように機能層２１の厚さより深い、即ち基板２０に至る２条のレーザー加工溝２２、２２が形成される。この結果、機能層２１は、２条のレーザー加工溝２２、２２によって分断される。そして、上述した第１のレーザー加工溝形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って実施する。

なお、上記第１のレーザー加工溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長 ：３５５ｎｍ(YAGレーザー)
平均出力 ：２Ｗ
繰り返し周波数 ：２００ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ１０μｍ
加工送り速度 ：４００ｍｍ／秒

上述した第１のレーザー加工溝形成工程を実施したならば、２条のレーザー加工溝２２、２２で挟まれた中央部の機能層２１およびテスト用の金属膜２１３を除去する第２のレーザー加工溝形成工程を実施する。この第２のレーザー加工溝形成工程は、図５に示すレーザー加工装置３０を用いて実施する。なお、図５に示すレーザー加工装置３０は、上記図３に示すレーザー加工装置３と同様の構成であり、従って同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。

上述したレーザー加工装置３０を用いて、２条のレーザー加工溝２２、２２で挟まれた中央部の機能層２１およびテスト用の金属膜２１３を除去する第２のレーザー加工溝形成工程を実施するには、先ず、上述した第１のレーザー加工溝形成工程が実施され半導体ウエーハ２のダイシングテープT側をチャックテーブル３１上に載置する。図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープTを介して半導体ウエーハ２をチャックテーブル３１上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。なお、図５においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル３１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段３３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２１１に沿って形成された上記２条のレーザー加工溝２２、２２で挟まれた中央部と、レーザー光線照射手段３２の集光器３２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン２１１に沿って形成された２条のレーザー加工溝２２、２２で挟まれた中央部に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。

上述したアライメント工程を実施したならば、図６で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、図６の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２に形成された所定の分割予定ライン２１１に沿って形成された２条のレーザー加工溝２２、２２で挟まれた中央部の一端(図６の（ａ）において左端)が集光器３２２の直下に位置するように位置付ける。このとき、２条のレーザー加工溝２２、２２間の中央即ち分割予定ライン２１１の幅方向中央から一方の側に７．５μｍの位置が集光器３２２の直下に位置するように位置付ける。次に、レーザー光線照射手段３２の集光器３２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３１を図６の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる（第２のレーザー加工溝形成工程）。そして、図６の（ｂ）で示すように分割予定ライン２１１に沿って形成された２条のレーザー加工溝２２、２２で挟まれた中央部の他端（図６の（ｂ）において右端）が集光器３２２の直下に位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３１の移動を停止する。この第２のレーザー加工溝形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを分割予定ライン２１１に沿って形成された２条のレーザー加工溝２２、２２で挟まれた中央部の表面付近に合わせる。

次に、チャックテーブル３１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に１５μｍ移動する。この結果、２条のレーザー加工溝２２、２２間の中央即ち分割予定ライン２１１の幅方向中央から他方の側に７．５μｍの位置が集光器３２２の直下に位置付けられることになる。そして、レーザー光線照射手段３２の集光器３２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３１を図６の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめ、図６の（ａ）に示す位置に達したらパルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３１の移動を停止する（第２のレーザー加工溝形成工程）。

上述した第２のレーザー加工溝形成工程を実施することにより、半導体ウエーハ２には図６の（c）に示すように２条のレーザー加工溝２２、２２で挟まれた中央部が除去され機能層２１の厚さより深い、即ち基板２０に至るレーザー加工溝２３が形成される。そして、上述した第１のレーザー加工溝形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って形成された２条のレーザー加工溝２２、２２で挟まれた中央部に対して実施する。

なお、上記第２のレーザー加工溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長 ：３５５ｎｍ(YAGレーザー)
平均出力 ：４．４Ｗ
繰り返し周波数 ：４０ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ１５μｍ
加工送り速度 ：３００ｍｍ／秒

上述した第１のレーザー加工溝形成工程および第２のレーザー加工溝形成工程からなる機能層除去工程を実施すると、レーザー光線の照射によって生成された歪が基板２０におけるレーザー加工溝２３に沿って残存する。このように基板２０にレーザー加工溝２３に沿って歪が残存すると、デバイスの抗折強度が低下するという問題がある。従って、機能層除去工程におけるレーザー光線の照射によって生成されレーザー加工溝２３に沿って残存する歪を除去する歪除去工程を実施する。この歪除去工程は、図示の実施形態においては図７に示す切削装置４を用いて実施する。図７に示す切削装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物を切削する切削手段４２と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物を撮像する撮像手段４３を具備している。チャックテーブル４１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図７において矢印Ｘで示す加工送り方向(X軸方向)に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって矢印Ｙで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動せしめられるようになっている。

上記切削手段４２は、実質上水平に配置されたスピンドルハウジング４２１と、該スピンドルハウジング４２１に回転自在に支持された回転スピンドル４２２と、該回転スピンドル４２２の先端部に装着された切削ブレード４２３を含んでおり、回転スピンドル４２２がスピンドルハウジング４２１内に配設された図示しないサーボモータによって矢印４２３aで示す方向に回転せしめられるようになっている。切削ブレード４２３は、アルミニウム等の金属材によって形成された円盤状の基台４２４と、該基台４２４の側面外周部に装着された環状の切れ刃４２５とからなっている。環状の切れ刃４２５は、基台４２４の側面外周部に粒径が３〜４μｍのダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めた電鋳ブレードからなっており、図示の実施形態においては厚みが３０μｍで外径が５０mmに形成されている。このように構成された切削手段４２は、回転スピンドル４２２の軸心がチャックテーブル４１の保持面に対して傾斜可能に構成されている。従って、チャックテーブル４１に保持された被加工物の表面に対して切削ブレードを垂直な９０度の状態から傾斜させることができる。

上記撮像手段４３は、スピンドルハウジング４２１の先端部に装着されており、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

上述した切削装置４を用いて歪除去工程を実施するには、図７に示すようにチャックテーブル４１上に上記第１のレーザー加工溝形成工程および第２のレーザー加工溝形成工程からなる機能層除去工程が実施された半導体ウエーハ２が貼着されたダイシングテープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープTを介して半導体ウエーハ２をチャックテーブル４１上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１に保持された半導体ウエーハ２は、分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３が上側となる。なお、図７においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル４１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段４３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル４１が撮像手段４３の直下に位置付けられると、撮像手段４３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実施する。このアライメント工程においては、上記第１のレーザー加工溝形成工程および第２のレーザー加工溝形成工程からなる機能層除去工程によって半導体ウエーハ２の分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３を撮像手段４３によって撮像して実行する。即ち、撮像手段４３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３が加工送り方向(X軸方向)と平行か否かのアライメントを遂行する（アライメント工程）。もし、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３が加工送り方向(X軸方向)と平行でない場合には、チャックテーブル４１を回動してレーザー加工溝２３が加工送り方向(X軸方向)と平行になるように調整する。また、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成されたレーザー加工溝２３に対しても、同様に切削ブレード４２３によって切削する切削領域のアライメントが遂行される。

以上のようにしてチャックテーブル４１上に保持されている半導体ウエーハ２の分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３を検出し、切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル４１を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図８の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は切削すべきレーザー加工溝２３の一端（図８の（ａ）において左端）が切削ブレード４２３の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。

このようにして切削装置４のチャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード４２３を図８の（ａ）において２点鎖線で示す待機位置から矢印Z１で示すように下方に切り込み送りし、図８の（ａ）において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付けるとともに、図８の（c）に示すように切削手段４２を構成する回転スピンドル４２２の軸心をチャックテーブル４１の保持面に対して傾斜し、切削ブレード４２３の角度(θ)をチャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２の表面(上面)に対して９０度(垂直)より僅かな傾斜角(５〜１０度)で傾斜させるとともに、切削ブレード４２３の鈍角側を分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３の一方の側壁と底部との境界部２３aに位置付ける。

次に、切削ブレード４２３を図８の（ａ）において矢印４２３aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめ、チャックテーブル４１を図８の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル４１が図８の（ｂ）で示すようにレーザー加工溝１３の他端（図８の（ｂ）において右端）が切削ブレード４２３の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル４１の移動を停止する。このようにチャックテーブル４１を切削送りすることにより、図８の（d）で示すように半導体ウエーハ２の基板２０は分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３の一方の側壁と底部との境界部２３aが切削され、切削溝２３１aによって該境界部２３aに残存している歪が除去される（歪除去工程）。

次に、切削ブレード４２３を図８の（ｂ）において矢印Z2で示すように上昇させて２点鎖線で示す待機位置に位置付け、チャックテーブル４１を図８の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に移動して、図８の（ａ）に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル４１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）にレーザー加工溝２３の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべき分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３と対応する位置に位置付ける。このようにして、次に切削すべきレーザー加工溝２３を切削ブレード４２３と対応する位置に位置付けたならば、上述した歪除去工程を実施する。そして、上述した歪除去工程を半導体ウエーハ２に所定方向に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３に実施する。

なお、上記歪除去工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
切削ブレード ：外径５０ｍｍ、厚み３０μｍ
傾斜角(θ) ：９度
切削ブレードの回転速度：２００００ｒｐｍ
切削送り速度 ：１５ｍｍ／秒

以上のようにして、半導体ウエーハ２に所定方向に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３に沿って上記歪除去工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル４１を１８０度回動する。そして、半導体ウエーハ２に所定方向に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３の他方の側壁(上記図８の（d）で示す一方の側壁と反対側の側壁)と底部との境界部２３ｂに対して上記歪除去工程を実施する。この結果、図９に示すように半導体ウエーハ２の基板２０は分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３の他方の側壁と底部との境界部２３bが切削され、切削溝２３１bによって該境界部２３bに残存している歪が除去される（歪除去工程）。

次に、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル４１を９０度回動して、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３を加工送り方向(X軸方向)に位置付ける。半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３に沿って上記歪除去工程を実施する。この結果、半導体ウエーハ２の全ての分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３の側壁と底部との境界部が切削され、該境界部に残存している歪が除去される。

以上のようにして、半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３に沿って上記歪除去工程を実施したならば、分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３に切削ブレードを位置付けて、基板２０をレーザー加工溝２３に沿って切削することにより個々のデバイスに分割する分割工程を実施する。この分割工程は、上記歪除去工程を実施した切削装置４を用いて実施する。なお、分割工程を実施する際には、切削装置４の切削手段４２を構成する回転スピンドル４２２の軸心をチャックテーブル４１の保持面に対して平行となるように位置付け、切削ブレード４２３がチャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２の表面(上面)に対して９０度(垂直)となるように位置付ける。

切削装置４を用いて分割工程を実施するには、上記歪除去工程を実施した状態から、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル４１を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図１０の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は切削すべきレーザー加工溝２３の一端（図１０の（ａ）において左端）が切削ブレード４２３の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。

このようにして切削装置４のチャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード４２３を図１０の（ａ）において２点鎖線で示す待機位置から矢印Z１で示すように下方に切り込み送りし、図１０の（ａ）において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、図１０の（ａ）および図１０の（ｃ）に示すように切削ブレード４２３の下端が半導体ウエーハ２の裏面に貼着されたダイシングテープTに達する位置に設定されている。

次に、切削ブレード４２３を図１０の（ａ）において矢印４２３aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめ、チャックテーブル４１を図１０の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル４１が図１０の（ｂ）で示すようにレーザー加工溝２３の他端（図１０の（ｂ）において右端）が切削ブレード４２３の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル４１の移動を停止する。このようにチャックテーブル４１を切削送りすることにより、図１０の（d）で示すように半導体ウエーハ２の基板２０は分割予定ライン２１１に形成されたレーザー加工溝２３内に裏面に達する切削溝２４が形成され切断される(分割工程)。

次に、切削ブレード４２３を図１０の（ｂ）において矢印Z2で示すように上昇させて２点鎖線で示す待機位置に位置付け、チャックテーブル４１を図１０の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に移動して、図１０の（ａ）に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル４１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）にレーザー加工溝２３の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべきレーザー加工溝２３を切削ブレード４２３と対応する位置に位置付ける。このようにして、次に切削すべきレーザー加工溝２３を切削ブレード４２３と対応する位置に位置付けたならば、上述した分割工程を実施する。

なお、上記分割工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
切削ブレード ：外径５０ｍｍ、厚み３０μｍ
切削ブレードの回転速度：２００００ｒｐｍ
切削送り速度 ：１５ｍｍ／秒

上述した分割工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３に実施する。この結果、半導体ウエーハ２の基板２０はレーザー加工溝２３が形成された分割予定ライン２１１に沿って切断され、個々のデバイス２１２に分割される。このよう上述した歪除去工程が実施された後に分割工程を実施することにより個々に分割されたデバイス２１２は、歪が残留していないので抗折強度が向上する。本発明者らの実験によると、上述した歪除去工程を実施せずに分割したデバイスの抗折強度は３３０Mpaであったが、上述した歪除去工程を実施した後に分割したデバイスの抗折強度は６００Mpaとなった。

次に、本発明による歪除去工程および分割工程の他の実施形態について図１１および図１２を参照して説明する。この図１１および図１２に示す実施形態は、上述した歪除去工程と分割工程を同時に実施する方法であり、上記図７に示す切削装置４を用いて実施することができる。

上述した図７に示す切削装置４を用いて歪除去工程および分割工程を実施するには、図７に示すようにチャックテーブル４１上に上記第１のレーザー加工溝形成工程および第２のレーザー加工溝形成工程からなる機能層除去工程が実施された半導体ウエーハ２が貼着されたダイシングテープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープTを介して半導体ウエーハ２をチャックテーブル４１上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。そして、上述したように半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１を撮像手段４３の直下に位置付けて、上述したアライメント工程を実施する。

次に、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル４１を切削領域の切削開始位置に移動し、図１１の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は切削すべきレーザー加工溝２３の一端（図１１の（ａ）において左端）が切削ブレード４２３の直下より所定量右側に位置するように位置付ける。

このようにして切削装置４のチャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード４２３を図１１の（ａ）において２点鎖線で示す待機位置から矢印Z１で示すように下方に切り込み送りし、図１１の（ａ）において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付けるとともに、図１１の（c）に示すように切削手段４２を構成する回転スピンドル４２２の軸心をチャックテーブル４１の保持面に対して傾斜し、切削ブレード４２３の角度(θ)をチャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２の表面(上面)に対して９０度(垂直)より僅かな傾斜角(５〜１０度)で傾斜させるとともに、切削ブレード４２３の鈍角側を分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３の一方の側壁と底部との境界部２３aに位置付ける。なお、切削ブレード４２３の切り込み送り位置は、図１１の（ａ）および図１１の（ｃ）に示すように切削ブレード４２３の下端が半導体ウエーハ２の裏面に貼着されたダイシングテープTに達する位置に設定されている。

次に、切削ブレード４２３を図１１の（ａ）において矢印４２３aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめ、チャックテーブル４１を図１１の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル４１が図１１の（ｂ）で示すようにレーザー加工溝２３の他端（図１１の（ｂ）において右端）が切削ブレード４２３の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル４１の移動を停止する。このようにチャックテーブル４１を切削送りすることにより、図１１の（d）で示すように半導体ウエーハ２の基板２０は分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３の一方の側壁と底部との境界部２３aが切削され、切削溝２４aによって該境界部２３aに残存している歪が除去されるとともに切断される（歪除去工程および分割工程）。

次に、切削ブレード４２３を図１１の（ｂ）において矢印Z2で示すように上昇させて２点鎖線で示す待機位置に位置付け、チャックテーブル４１を図１１の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に移動して、図１１の（ａ）に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル４１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）にレーザー加工溝２３の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべき分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３と対応する位置に位置付ける。このようにして、次に切削すべきレーザー加工溝２３を切削ブレード４２３と対応する位置に位置付けたならば、上述した歪除去工程および分割工程を実施する。そして、上述した歪除去工程および分割工程を半導体ウエーハ２に所定方向に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３に実施する。

以上のようにして、半導体ウエーハ２に所定方向に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３に沿って上記歪除去工程および分割工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル４１を１８０度回動する。そして、半導体ウエーハ２に所定方向に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３の他方の側壁(上記図１１の（d）で示す一方の側壁と反対側の側壁)と底部との境界部２３ｂに対して上記歪除去工程および分割工程を実施する。この結果、図１２に示すように半導体ウエーハ２の基板２０は分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３の他方の側壁と底部との境界部２３bが切削され、切削溝２４bによって該境界部２３bに残存している歪が除去されるとともに切断される（歪除去工程および分割工程）。

次に、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル４１を９０度回動して、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３を加工送り方向(X軸方向)に位置付ける。半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３に沿って上記歪除去工程および分割工程を実施する。この結果、半導体ウエーハ２の基板２０は全ての分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝２３の側壁と底部との境界部が切削され、該境界部に残存している歪が除去されるとともに切断される（歪除去工程および分割工程）。なお、歪除去工程および分割工程の加工条件は、上記歪除去工程の加工条件と同様でよい。

２：半導体ウエーハ
２０：基板
２１：機能層
２１１：分割予定ライン
２１２：デバイス
３：レーザー加工装置
３１：レーザー加工装置のチャックテーブル
３２：レーザー光線照射手段
３２２：集光器
４：切削装置
４１：切削装置のチャックテーブル
４２：切削手段
４２２：回転スピンドル
４２３：切削ブレード
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ

Claims (3)

1. 基板の表面に積層された機能層に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
   分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し機能層を分割予定ラインに沿って除去するレーザー加工溝を形成する機能層除去工程と、
   該機能層除去工程におけるレーザー光線の照射によって生成され該レーザー加工溝に沿って残存する歪を除去する歪除去工程と、
   分割予定ラインに沿って形成された該レーザー加工溝に切削ブレードを位置付けて、基板を該レーザー加工溝に沿って切削することにより個々のデバイスに分割する分割工程と、を含み、
   該歪除去工程は、該切削ブレードの角度をウエーハの表面に対して９０度より僅かな傾斜角で傾斜させるとともに、該切削ブレードの鈍角側を該レーザー加工溝の側壁と底部との境界部に位置付けて該レーザー加工溝に沿って切削することにより該レーザー加工溝に沿って残存する歪を除去する、
   ことを特徴とするウエーハの加工方法。
2. 該歪除去工程は、該切削ブレードの鈍角側を該レーザー加工溝の側壁と底部との境界部に位置付けるとともにウエーハを構成する基板の裏面に達する切り込み送り位置に位置付けて基板を該レーザー加工溝に沿って切断し該分割工程を同時に実施する、請求項１記載のウエーハの加工方法。
3. 該切削ブレードの傾斜角は、５〜１０度に設定される、請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。