JP6808280B2 - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウェーハの加工方法に関する。

ウェーハを加工してデバイスチップ等を作製するウェーハの加工方法では、表面にデバイスが形成されたウェーハを薄化するために、例えば、該ウェーハの裏面側を研削する。その後、該ウェーハを分割することで、個々のチップが形成される。ウェーハを分割する際には、まず、レーザ加工装置により格子状のストリート（分割予定ライン）に沿ってウェーハ中に分割の起点となる改質層を形成し、次に、該ウェーハに外力を作用させて該改質層からウェーハの厚さ方向にクラックを伸長させる。

上述のようなウェーハの加工方法に対して、例えば、特許文献１に示されている通り、ウェーハの裏面側の研削と、チップへの分割と、を同時に実施する加工方法が検討されている。該加工方法では、予めレーザ加工装置によりストリートに沿ってウェーハ中に改質層を形成しておき、その後、該ウェーハの裏面側を研削してウェーハを薄化するとともに該改質層からクラックを伸長させて、ウェーハを分割する。このように、分割と研削とを同時に実施すると加工方法を簡略化できる。

国際公開第０３／０７７２９５号

このようなウェーハの加工方法では、研削を実施しているときに該改質層からクラックが伸長し、ウェーハをデバイスチップに分離する隙間が形成されるが、該隙間は非常に狭い。そして、該隙間が形成された後も研削は継続されるため、研削の際に加わる力によって各デバイスチップが移動する。

格子状のストリートに沿ってウェーハが分割されると、複数のチップが碁盤の目状に密に配列された状態となるので、研削によりチップが移動すると、デバイスチップの角部（コーナー）はその角部側に隣接する別のデバイスチップの角部に衝突する。デバイスチップの角部は衝撃に弱いので、角部と角部とが衝突して衝撃が加わると該デバイスチップに欠けやクラック等の損傷が生じ易くなる。損傷が生じたチップは不良となるため、角部同士の衝突は特に問題である。

ところで、該ウェーハには、単結晶シリコンウェーハが広く用いられている。該デバイスチップが有するデバイスには、複数のトランジスタ等の半導体素子が含まれている。単結晶シリコンウェーハにデバイスが形成される場合、単結晶シリコンが部分的に半導体素子に用いられる。そして、このような結晶性を有するウェーハでは、その結晶性に起因して電気的特性や物理的特性等に異方性を有する。

例えば、単結晶シリコンウェーハには、その結晶構造に該ウェーハが劈開されやすい劈開面が存在し、単結晶シリコンウェーハは該劈開面の方位に沿って比較的容易に分割される。一般的に略円板形状の単結晶シリコンウェーハの外周縁には、結晶の方位を把握するのに用いられるオリエンテーションフラットと呼ばれる欠け部、または、ノッチと呼ばれる欠け部が形成される。

複数のデバイスをウェーハに形成する際には、後に該劈開面を利用してウェーハを分割できるように、これらの欠け部を目印にしてウェーハが特定の向きに向けられる。そして、該劈開面の方向と、ストリート（分割予定ライン）の方向と、が合わせられると、単結晶シリコンウェーハを該劈開面の方位に沿って整然と分割できる。

一方、単結晶シリコンウェーハの電気的特性の異方性が問題視される等の理由により、ウェーハの劈開方位からあえて４５度傾けてストリートが配列されるように該ウェーハに複数のデバイスを形成することもある。この場合、劈開面に沿ってストリートが形成されなくなるため、ウェーハを整然と分割できない。

ウェーハの劈開面の方位（劈開方位）から４５度傾いたストリートが配設されたウェーハが該ストリートに沿って分割されてデバイスチップが形成されるとき、部分的に予期しない方向に分割溝が形成される場合がある。すると、上述のデバイスチップの角部同士の衝突による問題はより複雑となる。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、結晶性のウェーハの劈開方位から４５度傾いたストリートが配設されたウェーハが分割されて形成されたデバイスチップの角部同士の衝突を防止でき、デバイスチップへの損傷の発生を抑制できるウェーハの加工方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、ウェーハの結晶の劈開方位に対して４５度傾いた第１の方向に沿って伸長する複数の第１のストリートと、該第１の方向に直交する第２の方向に沿って連続して伸長する複数の第２のストリートと、を表面に有するウェーハの加工方法であって、該ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームの集光点をウェーハの内部に位置づけ、該ウェーハと、レーザビームと、を相対的に移動させて、該レーザビームを該第１のストリートに沿って照射することでウェーハの内部に該第１のストリートに沿った第１の改質層を形成する第１のレーザ加工ステップと、該レーザビームの集光点をウェーハの内部に位置づけ、該ウェーハと、レーザビームと、を相対的に移動させて、該レーザビームを該第２のストリートに沿って照射することでウェーハの内部に該第２のストリートに沿った第２の改質層を形成する第２のレーザ加工ステップと、該第１のレーザ加工ステップと、該第２のレーザ加工ステップと、を実施した後、ウェーハの裏面を研削して所定の厚さへ薄化するとともに、該第１の改質層と、該第２の改質層と、を起点にウェーハを個々のデバイスチップへと分割する研削ステップと、を備え、連続した該第２のストリートに沿った該第２の改質層は、それぞれ、該第１のストリートの一つを境に一方側の第１の部分と、他方側の第２の部分と、を有し、第２のレーザ加工ステップでは、該第２の改質層の該第１の部分と、該第２の部分と、は距離Ｌ１だけ第１の方向にずらすとともに、距離Ｌ２だけ第２の方向に離し、かつ、該第１の部分と、該第２の部分と、を第１の改質層から離して形成し、該第１の部分と、該第２の部分と、の間に該第２の改質層が形成されない改質層非形成領域を配設し、距離Ｌ１は距離Ｌ２よりも大きいことを特徴とするウェーハの加工方法が提供される。

本発明の一態様に係るウェーハの加工方法において、該複数の第１のストリートと、該複数の第２のストリートと、で区画される各領域にはそれぞれデバイスが形成され、該第２のレーザ加工ステップにおいて該第２の改質層は、デバイスの外周縁から２０μｍ以上離れて形成されてもよい。

本発明の一態様に係るウェーハの加工方法によると、該第２の改質層の第１の部分と、第２の部分と、が互いに距離Ｌ１だけ第１の方向にずれて形成される。そのため、研削による力が作用してウェーハが分割され、個々のデバイスチップが形成されたとき、デバイスチップの角部と、該角部側に隣接する別のデバイスチップの角部と、が距離Ｌ１だけ離れる。そのため、さらなる研削により各デバイスチップが移動しても、角部同士が衝突しにくくなり、デバイスチップの損傷の発生が抑制される。

ここで、第２のレーザ加工ステップでは、第２の改質層の第１の部分と、第２の部分と、をそれぞれ第１の改質層から離す。例えば、該第１の部分と、該第２の部分と、が第１の改質層と接するように形成される場合、第２のレーザ加工ステップで加工送りの誤差等の理由により、第１の改質層を跨いで第２の改質層が形成されてしまう場合がある。すると、形成されたデバイスチップに第２の改質層が残り、デバイスチップに損傷を生じる起点となる場合がある。

本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、第２の改質層の第１の部分と、第２の部分と、を距離Ｌ２だけ離し、両者の間に第２の改質層を形成しない改質層非形成領域を設け、第２の改質層を第１の改質層から離す。すると、加工送り等の誤差が生じても第１の改質層を跨ぐように第２の改質層が形成されないため、デバイスチップの損傷の発生が防止される。

ここで、ウェーハの結晶の劈開方位に対して４５度傾いた第１の方向に沿って伸長する複数の第１のストリートと、該第１の方向に直交する第２の方向に沿って伸長する複数の第２のストリートと、を表面に有するウェーハでは、さらなる問題を生じる場合がある。

例えば、該距離Ｌ１と、距離Ｌ２と、が略同一である場合、ウェーハの結晶の劈開方位上に第２の改質層の第１の部分の端部と、第２の部分の端部と、が並ぶ。すると、結晶の劈開面に誘導されて該第２の改質層の第１の部分の該端部と、第２の部分の該端部と、を結ぶようにストリートに対して４５度傾いたクラックが形成される場合がある。その場合、形成された複数のデバイスチップの角部同士が離間されず、研削により角部同士が衝突してデバイスチップに損傷が生じ易くなる。

一方、本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、該距離Ｌ１は距離Ｌ２よりも大きい。すると、第２の改質層の第１の部分の端部と、第２の部分の端部と、が同一の劈開面上に並ばないため、両者を結ぶようなクラックが生じにくい。したがって、デバイチップは、その角部が該角部側に隣接する別のデバイスチップの角部と距離Ｌ１だけ離れるように形成され易く、両者が衝突しにくくなる。

したがって、本発明の一態様により劈開方位から４５度傾いたストリートが配設されたウェーハが分割されて形成されたデバイスチップの角部同士の衝突を防止でき、デバイスチップへの損傷の発生を抑制できるウェーハの加工方法が提供される。

レーザ加工ステップを模式的に説明する部分断面図である。 研削ステップを模式的に説明する部分断面図である。 ストリートと、デバイスと、改質層と、の位置関係を説明する上面図である。

本発明に係る実施形態について説明する。本実施形態に係る加工方法の被加工物であるウェーハについて説明する。本実施形態に係る加工方法における被加工物であるウェーハは、例えば、結晶性のシリコン（特に単結晶シリコン）からなる略円盤状に形成されたシリコンウェーハであり、（１００）面によって構成される表面（主面）及び裏面（主面）を有している。

表面が（１００）面によって構成される結晶性のウェーハでは、該表面に対して垂直な一つの劈開面に対応する劈開方位と、該劈開面に対して垂直な他の劈開面に対応する劈開方位と、の２つの劈開方位を有しており、該２つの劈開方位は互いに直交する。なお、該劈開面は、ウェーハの表面に垂直な｛１１０｝面であり、通常、該劈開方位に沿ってウェーハが分割され易い。

しかし、ウェーハの電気的特性等の異方性を考慮して、該劈開方位に対して４５度傾いた第１の方向と、該劈開方位に対して逆向きに４５度傾き、かつ、該第１の方向に垂直な第２の方向と、に沿ってウェーハにストリートを設定する場合がある。この場合、ウェーハの劈開方位に対して４５度傾いた第１の方向に沿って伸長する複数の第１のストリートと、該第１の方向に直交する第２の方向に沿って伸長する複数の第２のストリートと、に沿ってウェーハが分割される。

該ウェーハの表面に格子状に配列された第１のストリートと、第２のストリートと、によって区画された各領域には、ＩＣ等のデバイスが形成されており、該ウェーハが該ストリートに沿って分割されると、個々のデバイスチップが形成される。

本実施形態に係るウェーハの加工方法では、第１のストリートに沿って第１の改質層を形成する第１のレーザ加工ステップを実施する。また、第２のストリートに沿って第２の改質層を形成する第２のレーザ加工ステップを実施する。第１のレーザ加工ステップと、第２のレーザ加工ステップと、を実施した後、ウェーハを薄化しつつ改質層に沿って分割して個々のデバイスチップを形成する研削ステップを実施する。以下、該加工方法の各ステップについて説明する。

該加工方法では、まず、ウェーハの表面に表面保護テープを貼着する表面保護テープ貼着ステップを実施する。表面保護テープ貼着ステップでは、ウェーハの表面に表面保護テープを貼着する。表面保護テープは、本実施形態に係るウェーハの加工方法が実施されている間、各ステップや搬送等の際に加わる衝撃からウェーハの表面側を保護し、デバイスに損傷が生じるのを防止する機能を有する。

表面保護テープは、可撓性を有するフィルム状の基材と、該基材の一方の面に形成された糊層（接着剤層）と、を有する。例えば、基材にはＰＯ（ポリオレフィン）が用いられる。ＰＯよりも剛性の高いＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等が用いられても良い。剛性の高い基材を用いると、デバイスチップの移動を抑制できる。また、糊層（接着剤層）には、例えば、シリコーンゴム、アクリル系材料、エポキシ系材料等が用いられる。

なお、本実施形態にかかる方法において、表面保護テープ貼着ステップを実施しなくてもよい。

次に、本実施形態に係る第１のレーザ加工ステップについて、図１を用いて説明する。図１は、ウェーハの内部にレーザビームを照射して改質層を形成するレーザ加工を説明する部分断面図である。第１のレーザ加工ステップは、研削ステップが実施される前に実施される。

第１のレーザ加工ステップでは、ウェーハ１の裏面１ｂ側からレーザビームを照射し、ウェーハ１の内部の所定の深さに集光させて、第１のストリートに沿って第１の改質層を形成する。第１のレーザ加工ステップで使用されるレーザ加工装置２は、ウェーハ１を吸引保持するチャックテーブル４と、レーザビームを発振する加工ヘッド６と、を備える。

チャックテーブル４は上面側に多孔質部材を有する。該多孔質部材の上面はチャックテーブル４のウェーハ１を保持する保持面４ａとなる。チャックテーブル４は、吸引源（不図示）に接続された吸引路（不図示）を内部に有し、該吸引路の他端が該多孔質部材に接続されている。該保持面４ａ上にウェーハ１が載せ置かれ、該多孔質部材の孔を通して該ウェーハ１に対して該吸引源により生じた負圧が作用されると、ウェーハ１はチャックテーブル４に吸引保持される。

加工ヘッド６は、ウェーハ１が透過性を有する波長のレーザビームを発振してウェーハ１の内部の所定の深さに集光する機能を有し、多光子吸収により該所定の深さに第１の改質層９ａを形成する。なお、該レーザビームには、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧを媒体として発振されるレーザビームが用いられる。

レーザ加工装置２はパルスモータ等を動力とする加工送り手段（加工送り機構、不図示）により、チャックテーブル４をレーザ加工装置２の加工送り方向（例えば、図２の矢印の方向）に移動できる。ウェーハ１の加工時等には、チャックテーブル４を加工送り方向に送ってウェーハ１を加工送りさせる。また、チャックテーブル４は保持面４ａに略垂直な軸の周りに回転可能であり、チャックテーブル４を回転させるとウェーハ１の加工送り方向を変えられる。

さらに、レーザ加工装置２はパルスモータ等を動力とする割り出し送り手段（割り出し送り機構、不図示）により、チャックテーブル４をレーザ加工装置２の割り出し送り方向（不図示）に移動できる。

第１のレーザ加工ステップでは、まず、ウェーハ１の表面１ａを下側に向け、レーザ加工装置２のチャックテーブル４上にウェーハ１を載せ置く。そして、該チャックテーブル４から負圧を作用させて、ウェーハ１をチャックテーブル４の保持面４ａ上に吸引保持させる。ウェーハ１の表面１ａに表面保護テープ７が貼着されている場合、ウェーハ１は該表面保護テープ７を介してチャックテーブル４に保持される。

ウェーハ１を吸引保持させた後、第１のストリート３ａに沿って第１の改質層９ａを形成できるように、チャックテーブル４と加工ヘッド６との相対位置を調整する。次に、レーザ加工装置２の加工ヘッド６からウェーハ１の裏面１ｂにレーザビームを照射する。レーザビームをウェーハ１の所定の深さに集光させ第１の改質層９ａを形成する。第１のストリート３ａに沿って第１の改質層９ａが形成されるように、レーザビームを照射させながらチャックテーブル４を移動させてウェーハ１を加工送りする。

一つの第１のストリート３ａに沿って第１の改質層９ａが形成された後、ウェーハ１を割り出し送りして、隣接する第１のストリート３ａに沿って次々と第１の改質層９ａを形成する。

なお、レーザビームの照射条件次第では、第１の改質層９ａを形成した上、該第１の改質層９ａからウェーハ１の表面１ａに至るクラックを形成できる。このように、第１のレーザ加工ステップにてクラックを形成できると、クラックを形成するためのステップを別途実施する必要がなく工程を簡略化できる。

次に、第２のレーザ加工ステップについて説明する。第２のレーザ加工ステップは、研削ステップが実施される前に実施される。第２のレーザ加工ステップでは、ウェーハ１の第２のストリート３ｂに沿ってウェーハ１にレーザビームを照射し、第２の改質層９ｂを形成する。

第２のレーザ加工ステップでは、第１のレーザ加工ステップに用いられるレーザ加工装置２（図１参照）と同様のレーザ加工装置を使用できる。第２のレーザ加工ステップを第１のレーザ加工ステップの後に実施する場合、そのまま図１に示すレーザ加工装置２を用いて第２のレーザ加工ステップを実施してよい。

その場合、第１のレーザ加工ステップを実施した後、ウェーハ１を吸引保持するチャックテーブル４を４分の１回転させ、ウェーハ１の加工送り方向を第２の方向１ｄに沿った方向に変える。その後、ウェーハ１が透過性を有する波長のレーザビームをウェーハ１の裏面１ｂから第２のストリート３ｂに沿って照射することで、第２の改質層９ｂを形成する。さらに、第２のレーザ加工ステップでは、レーザビームの照射条件を調整して第２の改質層９ｂからウェーハ１の表面１ａに至るクラックを形成してもよい。

なお、第１のレーザ加工ステップで形成される第１の改質層９ａと、第２のレーザ加工ステップで形成される第２の改質層９ｂと、は、ともにウェーハ１の裏面１ｂから所定の深さに形成される。換言すると、第１の改質層９ａと、第２の改質層９ｂと、はウェーハ１の表面１ａから所定の深さに形成される。

ところで、デバイスチップに該改質層が残ると、該改質層から不要なクラック等が生じてデバイスチップが損傷する場合がある。そのため、表面１ａからの該所定の深さとは、後の研削ステップで形成されるデバイスチップの仕上がり厚さよりも大きい深さである。すなわち、改質層は研削により除去される部分に形成する。例えば、ウェーハ１の表面１ａから８０μｍ程度の深さにこれらの改質層を形成し、デバイスチップの厚さを８０μｍよりも小さくすると、該改質層は形成されるデバイスチップに残らない。

次に、図２を用いて研削ステップについて説明する。該研削ステップは、第１のレーザ加工ステップ、及び、第２のレーザ加工ステップの後に実施される。該研削ステップでは、ウェーハ１の裏面１ｂ側が研削されウェーハ１が所定の厚さに薄化されるとともに、ウェーハ１が個々のデバイスチップに分割される。

第１のレーザ加工ステップと、第２のレーザ加工ステップと、において、それぞれ改質層からウェーハ１の表面１ａに至るクラックを形成していない場合には、該研削ステップにおいて該クラックを形成する。その場合、研削で生じる外力を該改質層に作用させてクラックを形成する。すべての改質層からウェーハ１の表面１ａに至るクラックが形成され、ウェーハ１が裏面１ｂから研削されて該改質層が除去されると、ウェーハ１が分割されて個々のデバイスチップが形成される。

図２は、研削ステップを模式的に説明する部分断面図である。本ステップでは研削装置８が用いられる。研削装置８は、研削ホイール１４に垂直な回転軸を構成するスピンドル１０と、該スピンドル１０の一端側に装着され下側に研削砥石１２を備える円盤状の研削ホイール１４と、を備える。該スピンドル１０の他端側にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、該モータが該スピンドル１０を回転させると、該スピンドル１０に装着された研削ホイール１４も回転する。

また、研削装置８は、研削ホイール１４と対面しウェーハ１等の被加工物を保持するチャックテーブル１６を有する。チャックテーブル１６上の保持面１６ａは、吸引源（不図示）に接続された多孔質部材で構成される。なお、チャックテーブル１６は、保持面１６ａに略垂直な軸の周りに回転可能である。さらに、研削装置８は、昇降機構（不図示）を有しており、研削ホイール１４は該昇降機構により加工送り（下降）される。

研削ステップでは、まず、ウェーハ１の表面１ａを下側に向け、チャックテーブル１６の保持面１６ａ上にウェーハ１を載せ置く。そして、該多孔質部材を通して該吸引源による負圧を作用させて、ウェーハ１をチャックテーブル１６上に吸引保持させる。ウェーハ１の表面１ａに表面保護テープ７が貼着されている場合、ウェーハ１は該表面保護テープ７を介してチャックテーブル１６に吸引保持される。

研削時には、チャックテーブル１６を回転させるとともに、スピンドル１０を回転させて研削ホイール１４を回転させる。チャックテーブル１６及び研削ホイール１４が回転している状態で、研削ホイール１４が加工送り（下降）されて研削砥石１２がウェーハ１の裏面１ｂに当たると、該裏面１ｂの研削が開始される。そして、ウェーハ１が所定の厚さとなるように研削ホイール１４をさらに加工送りする。

改質層９を形成する際に改質層９からウェーハ１の表面１ａに達するクラックを形成していない場合、または、該クラックの形成が不十分である場合、該研削ステップにて該クラックを形成する。すなわち、該研削により生じた力がウェーハ１の内部に作用して、改質層９からウェーハ１の厚さ方向にクラックを伸長させる。ウェーハ１の裏面１ｂを研削してストリートに沿って該クラックを形成し、ウェーハ１が所定の厚さに薄化されて改質層９が除去されると、個々のデバイスチップが形成される。

本実施形態に係る加工方法では、該研削ステップにおいてウェーハ１を薄化する際に、ウェーハ１が個々のデバイスチップに分割される。そのため、デバイスチップを分割するためだけに別のステップを実施する必要がなく、デバイスチップの作製工程が簡略化される。一方で、個々のデバイスチップが形成された後にも研削は続けられるので、個々のデバイスチップには、保持面１６ａに平行な面内の方向に力がかかり、個々のデバイスチップが該面内の方向に移動する場合がある。

ウェーハ１に形成されるすべての改質層９が、それぞれ対応するストリート３に沿って一直線状に形成される場合、研削により形成されたデバイスチップが移動すると、デバイスチップの角部はその角部側に隣接する別のデバイスチップの角部と衝突する。デバイスチップの角部は衝撃に弱いので、角部と角部との衝突により衝撃を受けると該デバイスチップに欠けやクラック等の損傷が生じる場合がある。

一方、本実施形態に係る加工方法では、第１のストリート３ａに沿って形成される第１の改質層９ａは一直線状に形成されるが、第２のストリート３ｂに沿って形成される第２の改質層９ｂは一直線状に形成されない。該第２の改質層９ｂは、該第１のストリート３ａの一つを境に一方側の第１の部分１１ａと、他方側の第２の部分１１ｂと、を有する。該第２の改質層形成ステップでは、第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａと、該第２の改質層９ｂの第２の部分１１ｂと、を互いに第１の方向３ｃにずらして形成する。

ウェーハ１に形成される第１の改質層９ａと、第２の改質層９ｂと、について、図３を用いて位置関係を説明する。図３は、第１の改質層形成ステップと、第２の改質層形成ステップと、を実施した後、研削ステップを実施する前におけるウェーハ１の改質層９を模式的に説明する平面図である。

図３に示す通り、該第２の改質層９ｂは、任意の該第１のストリート３ａを境に、一方側の第１の部分１１ａと、他方側の第２の部分１１ｂと、を有する。該第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａと、該第２の改質層９ｂの第２の部分１１ｂと、は一直線状ではなく、互いに第１の方向１ｃにずれている。

すると、デバイスチップが形成されるとき、ずれている距離（図３のＬ１参照）の分だけデバイスチップの角部同士は離される。デバイスチップの角部同士が離されていると、デバイスチップの角部はその角部側に隣接するデバイスチップの角部と衝突しにくくなり、研削ステップでデバイスチップが移動してもデバイスチップは損傷しにくくなる。

第２の改質層形成ステップにおいて、第２の改質層９ｂをこのように形成するには、例えば、各第２のストリート３ｂに対して、レーザビームを２回ずつ照射すればよい。具体的には、まず、第２のストリート３ｂに第１の部分１１ａを形成するようにウェーハ１を加工送りしながら、ウェーハ１がデバイスチップの１辺の長さ程度加工送りされるたびに、レーザビームの発振と停止とを繰り返す。このとき、第２のストリート３ｂと第１のストリート３ａとの交差点付近でレーザビームの発振と停止とを切り替える。

次に、同じ第２のストリート３ｂに第２の部分１１ｂを形成するようにウェーハ１を距離Ｌ１だけ第１の方向１ｃに割り出し送りする。そして、第２のストリート３ｂの第１の部分１１ａが形成されていない領域に対してレーザビームを同様に照射して第２の部分１１ｂを形成する。すると、第１の部分１１ａと、該第１の部分１１ａとは距離Ｌ１だけ第１の方向１ｃにずれた第２の部分１１ｂと、が交互に並ぶように形成される。

さらに、第１の部分１１ａと、第２の部分１１ｂと、は別の方法で形成してもよい。例えば、ウェーハ１を第２のストリート３ｂに沿って加工送りしながら、照射するレーザビームが該交差点に差し掛かるたびに、ウェーハ１を第１の方向１ｃに距離Ｌ１の分だけ割り出し送りして、第１の部分１１ａと、第２の部分１１ｂと、を交互に第１の方向１ｃにずれるように形成する。

ところで、第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａと、第２の部分１１ｂと、の間には改質層を形成しない改質層非形成領域が設けられる。そして、第１の改質層９ａが該改質層非形成領域を横切るように第２の改質層９ｂを形成し、第２の改質層９ｂと、第１の改質層９ａと、の接触を防止する。

例えば、該改質層非形成領域の幅、すなわち、第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａと、第２の部分１１ｂと、の第２の方向１ｄにおける距離をＬ２とするとき、Ｌ２を例えば１０μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上とする。

第２の改質層９ｂを形成する際、加工送りに誤差等を生じると、第１の部分１１ａの端部や第２の部分１１ｂの端部が、所定の位置で終端せずに所定の位置よりも第２の方向１ｄに進んだ位置で終端する場合がある。よって、第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａの端部または第２の部分１１ｂの端部と、該端部に隣接する第１の改質層９ａと、が離れていないと、第２の改質層９ｂが第１の改質層９ａを横切って形成される場合がある。

この場合、第１の改質層９ａを横切って形成された第２の改質層９ｂの第１の改質層９ａからはみ出した部分からクラックが伸長して、形成されるデバイスチップに改質層やクラックが残り、損傷を生じる起点になりかねない。そのため、加工送りの誤差等が生じても形成されるチップに該起点を残さないために、第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａと、第２の部分１１ｂと、を、隣接する第１の改質層９ａから離れるように形成する。

このように第２の改質層９ｂを第１の改質層９ａと接しないように形成しても、互いに離れすぎていなければ、研削による力が作用してこれらの改質層からクラックが伸長してウェーハをデバイスチップに分割できる。

ここで、本実施形態に係る加工方法において、ウェーハ１の第１の方向１ｃ、及び、第２の方向１ｄがウェーハの結晶の劈開方向に対してそれぞれ４５傾いているため、距離Ｌ１と距離Ｌ２とをほぼ同一とすると、問題が生じる。

すなわち、距離Ｌ１と、距離Ｌ２と、が同一であると、第１の部分１１ａの第２の部分１１ｂに近い端部と、第２の部分１１ｂの第１の部分１１ａに近い端部と、が同一の劈開方位上に配列されてしまう。該ウェーハ１は、該劈開方位において劈開が生じ易く分割されやすいため、両者がこのように配置されると、ウェーハに研削による力が作用して両者を結ぶように劈開方位に沿ってクラックが生じ易い。

すると、個々のデバイスチップが形成されるとき、該デバイスチップの角部同士が距離Ｌ１だけ離間されず、角部同士が近接する。ウェーハが分割されて個々のデバイスチップが形成された後も研削が継続され、研削による力が働いて該デバイスチップが移動すると、デバイスチップの角部が、該角部側に隣接する別のデバイスチップの角部と衝突して、デバイスチップに損傷が生じ易くなる。

そこで、本実施形態に係るウェーハの加工方法においては、距離Ｌ１を距離Ｌ２よりも大きくする。例えば、距離Ｌ１を３０μｍとして距離Ｌ２を２０μｍとする。すると、第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａの第２の部分１１ｂに近い端部と、第２の部分１１ｂの第１の部分１１ａに近い端部と、が同一の劈開方位上に配列されない。そのため、両者を結ぶようなクラックが発生しにくく、デバイスチップの角部同士が距離Ｌ２だけ離間するため、該角部同士の衝突が生じにくい。

ここで、第２のストリート３ｂの幅の中で第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａと、第２の部分１１ｂと、を第１の方向１ｃに距離Ｌ１だけずらして形成するため、該第２のストリート２ｂの幅が該距離Ｌ１の最大値となる。しかし、距離Ｌ１を大きくする程、該第１の部分１１ａと、第２の部分１１ｂとが、それぞれ近接するデバイスに近づくようになる。

ウェーハ１の裏面１ｂからレーザビームを照射して第２のストリート３ｂに沿って改質層を形成するとき、一部のレーザビームが散乱して周辺に影響を与える場合がある。例えば、該改質層と、該改質層に近接するデバイスと、の距離が小さい場合、該レーザビームが散乱して該デバイスに損傷を生じさせる場合がある。

そのため、ウェーハ１に形成されるすべての改質層は、近接するデバイスの外周縁から所定の距離以上に離間させるのが好ましく、例えば、２０μｍ以上離間させる。特に、本実施形態に係るウェーハの加工方法においては、互いに距離Ｌ１だけ第１の方向１ｃにずれるように第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａと、第２の部分１１ｂと、が形成される。そのため、第２の改質層９ｂからデバイスチップの外縁までの距離が問題となり易い。

したがって、第２の改質層９ｂの第１の部分１１ａと、第２の部分１１ｂと、をそれぞれ近接するデバイスの外縁から２０μｍ以上離して形成したいため、距離Ｌ１を、第２のストリート３ｂの幅から４０μｍ差し引いた長さ以下とするのが好ましい。

以上の各ステップにより、ウェーハが加工されてデバイスチップが形成される。

次に、本実施形態に係る加工方法の作用効果を検証した試験について説明する。本試験では、距離Ｌ１と、距離Ｌ２と、を複数の異なる条件に設定してデバイスチップを作製し、デバイスチップに生じた損傷の数をカウントした。試験により、距離Ｌ１及び距離Ｌ２と、損傷の数と、の関係に関する知見が得られた。

該試験では、３枚の直径１２インチの結晶性のシリコンウェーハをサンプルとして使用し、それぞれ、距離Ｌ１及び距離Ｌ２だけを異ならせて試験を行った。該結晶性のシリコンウェーハには、劈開方位から４５度傾いた第１の方向に伸長する第１のストリートと、該第１の方向に直交する第２の方向に伸長した第２のストリートと、により区画された各領域にデバイスが形成されている。それぞれ、第１の改質層と、第２の改質層と、を形成した。

ここで、サンプルＡでは、比較実験のために、距離Ｌ１と、距離Ｌ２と、をいずれも０μｍとしてウェーハを加工した。すなわち、第２の改質層を第２のストリートに沿って連続的かつ一直線状に形成した。サンプルＢでは、距離Ｌ１と、距離Ｌ２と、がいずれも２０μｍとなるように第２の改質層を形成した。さらに、サンプルＣでは、距離Ｌ１が３０μｍとなるようにする一方で、距離Ｌ２が２０μｍとなるように第２の改質層を形成した。

各サンプルに対して実施した第１のレーザ加工ステップと、第２のレーザ加工ステップと、においては波長が１３４２ｎｍ、繰り返し周波数が９０ｋＨｚ、出力が１．２Ｗのパルスレーザビームを、加工送り速度８００ｍｍ／ｓの加工送り速度でウェーハに照射した。各サンプルのストリートに沿って分割の起点となる改質層を形成するとともに該改質層からウェーハの表面に至るクラックを形成した。次に、各サンプルに対して同様の研削ステップを実施して、各サンプルを裏面から研削して薄化して個々のデバイスチップに分割した。

そして、研削ステップを実施した後、デバイスチップに生じたクラックや欠け等の損傷をカウントした。該カウントでは、倍率が２００倍の対物レンズを取り付けた赤外線カメラを用いてサンプルを観察し、５μｍ以上の大きさの損傷の数をカウントした。カウントされた損傷の数は、サンプルＡ（距離Ｌ１＝０μｍ、距離Ｌ２＝０μｍ）では３６個、サンプルＢ（距離Ｌ１＝２０μｍ、距離Ｌ２＝２０μｍ）では１１個、サンプルＣ（距離Ｌ１＝３０μｍ、距離Ｌ２＝２０μｍ）では３個であった。

各サンプルの結果を比較して検討する。サンプルＡの結果と、サンプルＢの結果と、を比較すると、第２の改質層に第１の部分と、第２の部分と、を設け、互いに第１の方向にずらし、両者を第２の方向に離すと、損傷を低減できることが理解される。形成されたデバイスチップの角部同士の衝突が抑制されたため、また、第２の改質層が第１の改質層を跨がないため、形成されたデバイスチップの損傷の発生が抑制できたことが示唆された。

また、サンプルＢの結果と、サンプルＣの結果と、を比較すると、距離Ｌ１を距離Ｌ２よりも大きくすることで、損傷を低減できたことが理解される。第２の改質層の第１の部分の端部と、第２の部分の端部と、がウェーハの略同一の劈開面上に配列されなければ、両者の間を結ぶようにクラックが形成されず、デバイスチップの角部同士が離間されて損傷の発生が抑制できたことが示唆された。

以上の結果より、本実施形態に係るウェーハ加工方法により、デバイスチップの損傷の発生を抑制できることが確認された。

なお、本発明は、上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、第２の改質層９ｂを第１の部分１１ａと第２の部分１１ｂとに分けて互いに第１の方向にずれるように形成したが、さらに、第１の改質層９ａを２つの部分に分けて形成し、互いに第２の方向にずれるように形成してもよい。その場合においても、改質層の各部分の端部がウェーハの同一の劈開面上に配されないように、改質層の各部分を形成する。

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。

１ ウェーハ
１ａ 表面
１ｂ 裏面
１ｃ 第１の方向
１ｄ 第２の方向
３ ストリート
３ａ 第１のストリート
３ｂ 第２のストリート
５ デバイス
７ 表面保護テープ
９ 改質層
９ａ 第１の改質層
９ｂ 第２の改質層
１１ａ 第１の部分
１１ｂ 第２の部分
２ レーザ加工装置
４ チャックテーブル
４ａ 保持面
６ 加工ヘッド
８ 研削装置
１０ スピンドル
１２ 研削砥石
１４ 研削ホイール
１６ チャックテーブル
１６ａ 保持面

Claims (2)

1. ウェーハの結晶の劈開方位に対して４５度傾いた第１の方向に沿って伸長する複数の第１のストリートと、該第１の方向に直交する第２の方向に沿って連続して伸長する複数の第２のストリートと、を表面に有するウェーハの加工方法であって、
   該ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームの集光点をウェーハの内部に位置づけ、該ウェーハと、レーザビームと、を相対的に移動させて、該レーザビームを該第１のストリートに沿って照射することでウェーハの内部に該第１のストリートに沿った第１の改質層を形成する第１のレーザ加工ステップと、
   該レーザビームの集光点をウェーハの内部に位置づけ、該ウェーハと、レーザビームと、を相対的に移動させて、該レーザビームを該第２のストリートに沿って照射することでウェーハの内部に該第２のストリートに沿った第２の改質層を形成する第２のレーザ加工ステップと、
   該第１のレーザ加工ステップと、該第２のレーザ加工ステップと、を実施した後、ウェーハの裏面を研削して所定の厚さへ薄化するとともに、該第１の改質層と、該第２の改質層と、を起点にウェーハを個々のデバイスチップへと分割する研削ステップと、を備え、
   連続した該第２のストリートに沿った該第２の改質層は、それぞれ、該第１のストリートの一つを境に一方側の第１の部分と、他方側の第２の部分と、を有し、
   第２のレーザ加工ステップでは、該第２の改質層の該第１の部分と、該第２の部分と、は距離Ｌ１だけ第１の方向にずらすとともに、距離Ｌ２だけ第２の方向に離し、かつ、該第１の部分と、該第２の部分と、を第１の改質層から離して形成し、該第１の部分と、該第２の部分と、の間に第２の改質層が形成されない改質層非形成領域を配設し、
   距離Ｌ１は距離Ｌ２よりも大きいことを特徴とするウェーハの加工方法。
2. 該複数の第１のストリートと、該複数の第２のストリートと、で区画される各領域にはそれぞれデバイスが形成され、
   該第２のレーザ加工ステップにおいて該第２の改質層は、デバイスの外周縁から２０μｍ以上離れて形成される、請求項１に記載のウェーハの加工方法。