JP7081993B2 - 被加工物の加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、被加工物を分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する加工方法に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体被加工物の表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路（機能素子）を形成する。そして、半導体被加工物を分割予定ラインに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して、個々の半導体チップを製造している。
この半導体被加工物を分割予定ラインに沿って切断する方法として、被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を用い、被加工物の分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザ光線を照射するレーザ加工を含む方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このレーザ加工を用いた被加工物の分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて、被加工物に対して透過性を有する赤外光領域の波長のパルスレーザ光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って、被加工物裏面を研削し被加工物に発生する応力により、被加工物を破断して分割するものである。
特許４７３３９３４号公報
しかしながら、特許文献１に記載されているような分割方法では、分割されたチップ間に隙間が生じるため、チップ分割後に被加工物を仕上がり厚さまで研削するとチップ間の隙間に研削屑を含む研削水（研削時に研削砥石と被加工物との接触箇所を冷却・洗浄するための水）が浸入し、チップ側面に研削屑が付着する。チップ側面に付着した研削屑は研削装置の洗浄機構で洗浄しても取り除くことは非常に困難である。
よって、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層を起点に被加工物をチップに分割する加工方法においては、チップ側面に研削屑を付着させないようにするという課題がある。
上記課題を解決するための本発明は、表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が形成された被加工物を、分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する被加工物の加工方法であって、該被加工物の裏面側から分割予定ラインに沿って該被加工物に対して透過性を有する波長のレーザ光線を照射し、上下に亀裂が発生せずチップの仕上がり厚さに相当する高さ位置よりも僅かに裏面側に下端が位置する第１変質層を形成する第１変質層形成ステップと、該被加工物の裏面側から分割予定ラインに沿って該被加工物に対して透過性を有する波長のレーザ光線を照射し、該第１変質層形成ステップにて形成された該第１変質層より裏面側に上下に亀裂が発生する第２変質層を形成する第２変質層形成ステップと、該第１変質層と該第２変質層とが形成された被加工物の裏面を研削し、被加工物をチップの仕上がり厚さに形成するとともに、亀裂の存在する該第２変質層を起点に被加工物を個々のチップに分割する裏面研削ステップと、を含み、裏面研削ステップにおいて、裏面研削終了間際まで該第１変質層が残存しチップ間の隙間への研削屑を含む研削水の浸入を防ぐことが可能となる被加工物の加工方法である。
前記裏面研削ステップにおいて、被加工物に生じる研削応力により、前記第２変質層形成ステップにて上下に亀裂が発生するように形成された前記第２変質層で被加工物を破断すると好ましい。
本発明に係る被加工物の加工方法は、被加工物の裏面側から分割予定ラインに沿って被加工物に対して透過性を有する波長のレーザ光線を照射し、上下に亀裂が発生せずチップの仕上がり厚さに相当する高さ位置よりも僅かに裏面側に下端が位置する第１変質層を形成する第１変質層形成ステップと、被加工物の裏面側から分割予定ラインに沿って被加工物に対して透過性を有する波長のレーザ光線を照射し、第１変質層形成ステップにて形成された第１変質層より裏面側に上下に亀裂が発生する第２変質層を形成する第２変質層形成ステップと、第１変質層と第２変質層とが形成された被加工物の裏面を研削し、被加工物をチップの仕上がり厚さに形成するとともに、亀裂の存在する第２変質層を起点に被加工物を個々のチップに分割する裏面研削ステップと、を含むことで、裏面研削ステップにおいて、裏面研削終了間際まで第１変質層が残存し分割によって形成されたチップ間の隙間への研削屑を含む研削水の浸入を防ぐことが可能となる。
即ち、被加工物をチップに分割させる起点となる第２変質層に加えて、チップの仕上がり厚さに相当する位置の近傍に第１変質層を形成させることにより、裏面研削ステップにおいて、第２変質層を起点に被加工物がチップに分割された後においても細幅の割断溝を備える第１変質層が存在し、第１変質層が研削屑を含む研削水のチップ側面への浸入を防ぐ役割を果たすことで、チップ側面の研削屑の付着を抑制することが可能となる。
また、第１変質層形成ステップにて形成される第１変質層は、上下に亀裂が発生しない低い出力でレーザ光線を照射することで形成されるため、第１変質層形成時に、亀裂を介したレーザ光線の散乱が発生することを防ぎ、被加工物の表面の機能素子に対するレーザ光線のアタックを抑制して機能素子を損傷させない。したがって、第１変質層をチップの仕上がり厚さに相当する位置の近傍に形成しても問題は発生せず、研削終了間際まで残存する第１変質層によって、チップ側面への研削屑の侵入を防ぐ事が可能となる。
さらに、第１変質層及び第２変質層は、両方ともチップの仕がり厚さに相当する位置より裏面側に形成しているため、裏面研削ステップで仕上がり厚さまで被加工物の研削を実施することに両変質層は除去される。したがって、変質層残存によるチップの強度低下を防ぐことができる。
裏面側から分割予定ラインに沿って被加工物に対して透過性を有する波長のレーザ光線を照射している状態を説明する斜視図である。 裏面側から分割予定ラインに沿って被加工物に対して透過性を有する波長のレーザ光線を照射し、上下に亀裂が発生せずチップの仕上がり厚さに相当する高さ位置よりも僅かに裏面側に下端が位置する第１変質層を形成している状態を説明する断面図である。 第１変質層を拡大して説明する断面図である。 被加工物の裏面側から分割予定ラインに沿って被加工物に対して透過性を有する波長のレーザ光線を照射し、第１変質層形成ステップにて形成された第１変質層より裏面側に形成され上下に亀裂が発生する第２変質層を拡大して説明する断面図である。 第１変質層形成ステップにて形成された第１変質層より裏面側に上下に亀裂が発生する第２変質層を形成している状態を説明する断面図である。 第１変質層と第２変質層とが形成された被加工物の裏面を研削し、被加工物をチップの仕上がり厚さに形成するとともに、亀裂の存在する第２変質層を起点に被加工物を個々のチップに分割する状態を説明する斜視図である。 第１変質層と第２変質層とが形成された被加工物の裏面を研削し、被加工物をチップの仕上がり厚さに形成するとともに、亀裂の存在する第２変質層を起点に被加工物を個々のチップに分割する状態を説明する断面図である。 研削により被加工物が分割され形成された各チップ間の隙間（割断溝）を説明する断面図である。
以下に、本発明に係る被加工物の加工方法を実施して図１に示す被加工物Ｗを分割予定ラインＳに沿って機能素子Ｄを備える個々のチップへと分割する場合の、各ステップについて説明していく。
図１に示す被加工物Ｗは、例えば、シリコンを母材とする外形が円形板状の半導体ウェーハであり、図１において下側を向いている表面Ｗａには、直交差する複数の分割予定ラインＳが形成されており、分割予定ラインＳによって格子状に区画された各領域には機能素子（デバイス）Ｄがそれぞれ形成されている。例えば、被加工物Ｗの表面Ｗａは保護テープＴが貼着されて保護されている。
なお、被加工物Ｗは、母材がシリコン以外にガリウムヒ素、サファイア、窒化ガリウム又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよい。
図１に示すレーザ加工装置１は、保持テーブル３０に保持された被加工物Ｗに対して、レーザ光線照射手段６からレーザ光線を照射する装置である。
被加工物Ｗを保持する保持テーブル３０は、その外形が平面視円形状であり、ポーラス部材等で構成され被加工物Ｗを吸引保持する平坦な保持面３００を備えており、保持面３００には、図示しない吸引源が連通している。保持テーブル３０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心周りに回転可能となっていると共に、図示しない移動手段によってＸ軸方向及びＹ軸方向に往復移動可能となっている。
レーザ光線照射手段６は、例えば、保持面３００の上方において水平にＹ軸方向に延在する円柱状のハウジング６０を備えている。ハウジング６０内にはレーザ光線発振器６１が配設されている。レーザ光線発振器６１は、例えばＮｄ：ＹＶＯ４レーザ等であり、被加工物Ｗに透過性を有する所定波長（例えば、波長１３４２ｎｍ）のレーザ光線（パルスレーザ）を発振することができる。
ハウジング６０の先端部には、内部に集光レンズ６２ａを備えるレーザヘッド６２が配設されている。レーザ光線照射手段６は、レーザ光線発振器６１から－Ｙ軸方向に向かって発振されされたレーザ光線を、ハウジング６０及びレーザヘッド６２の内部に備えた図示しないミラーで反射させ集光レンズ６２ａに入光させることで、－Ｚ方向に向かうレーザ光線を保持テーブル３０で保持された被加工物Ｗの所定の高さ位置に正確に集光して照射できる。なお、レーザヘッド６２によって集光されるレーザ光線の集光点位置は、図示しない集光点位置調整手段によって保持テーブル３０の保持面３００に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）に調整可能である。
レーザヘッド６２の近傍（例えば、ハウジング６０の外側面）には、被加工物Ｗの分割予定ラインＳを検出するアライメント手段６４が配設されている。アライメント手段６４は、赤外線を照射する図示しない赤外線照射手段と、赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された赤外線カメラ６４０とを備えており、赤外線カメラ６４０により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の画像処理によって被加工物Ｗの表面Ｗａの分割予定ラインＳを検出することができる。
（１）第１変質層形成ステップ
まず、図１、２に示すように、被加工物Ｗが、裏面Ｗｂが上側を向いた状態で保持テーブル３０により吸引保持される。次いで、被加工物Ｗを保持した保持テーブル３０が図２に示すように－Ｘ方向（往方向）に送られると共に、赤外線カメラ６４０により被加工物Ｗの裏面Ｗｂ側から透過させて表面Ｗａの分割予定ラインＳが撮像され、赤外線カメラ６４０によって撮像された分割予定ラインＳの画像により、アライメント手段６４がパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザ光線を照射する基準となる分割予定ラインＳの位置が検出される。
分割予定ラインＳの位置が検出されるのに伴って、被加工物Ｗを保持する保持テーブル３０がＹ軸方向に割り出し送りされ、レーザ光線を照射する基準となる分割予定ラインＳとレーザヘッド６２とのＹ軸方向における位置合わせがなされる。次いで、図３に示すように、集光レンズ６２ａによって集光されるレーザ光線ＬＢ１の集光点位置Ｐ１を、被加工物Ｗの内部の所定の高さ位置、即ち、例えば、図３に示すチップの仕上がり厚さＨ１（例えば、約３０μｍ）に相当する高さ位置Ｚ１よりも少しだけ裏面Ｗｂ側（上側）に位置付ける。そして、図２に示すレーザ光線発振器６１から被加工物Ｗに透過性を有する波長のレーザ光線ＬＢ１を発振させ、図２、３に示すようにレーザ光線ＬＢ１を保持テーブル３０で保持された被加工物Ｗの内部に集光し照射する。
レーザ光線発振器６１のレーザ光線の出力や繰り返し周波数等は、被加工物Ｗに形成される第１変質層Ｍ１（図３参照）から上下に亀裂が発生しない条件に設定される。特に、平均出力が低く（０．５Ｗ以下）設定される。
上記条件の一例は、例えば下記の通りである。
波長： １３４２ｎｍ
繰り返し周波数： ９０ｋＨｚ
平均出力： ０．５Ｗ
加工送り速度： ７００ｍｍ／秒
レーザ光線ＬＢ１を分割予定ラインＳに沿って被加工物Ｗに裏面Ｗｂ側から照射しつつ、被加工物Ｗを－Ｘ方向に上記加工送り速度で加工送りし、図２、３に示すように被加工物Ｗの内部に第１変質層Ｍ１を形成していく。集光点位置Ｐ１に到達する前のレーザ光線ＬＢ１は、被加工物Ｗに対して透過性を有しているが、図３に示す集光点位置Ｐ１に到達したレーザ光線ＬＢ１は被加工物Ｗに対して局所的に非常に高い吸収特性を示す。そのため、集光点位置Ｐ１付近の被加工物Ｗはレーザ光線ＬＢ１を吸収して改質され、集光点位置Ｐ１から主に上方に（裏面Ｗｂ側に）向かって所定の長さの第１変質層Ｍ１が伸びるように形成される。
レーザ光線ＬＢ１の平均出力を低く設定しているため、図３に示すように第１変質層Ｍ１が被加工物Ｗに形成されるが、第１変質層Ｍ１から上下に向かって亀裂は発生しない（又は、発生したとしても無視できる程度の極微小の亀裂となる）。即ち、上下に亀裂が発生せずチップの仕上がり厚さＨ１に相当する高さ位置Ｚ１よりも僅かに裏面Ｗｂ側に下端が位置する第１変質層Ｍ１が、図３に示すように－Ｘ方向から＋Ｘ方向に向かって分割予定ラインＳに沿ってＸ軸方向に微小間隔を設けて被加工物Ｗの内部に直線状に配列され形成されていく。
第１変質層Ｍ１は、仕上がり厚さＨ１に相当する高さ位置Ｚ１よりも僅かに裏面Ｗｂ側に下端が位置するように形成されているが、レーザ光線ＬＢ１の平均出力を低く設定しており亀裂は形成されないことから、レーザ光線ＬＢ１が集光点位置Ｐ１から表面Ｗａ側に向かって亀裂を介して散乱してしまうことはない。そのため、表面Ｗａに形成された機能素子Ｄに散乱したレーザ光線ＬＢ１がアタックして、機能素子Ｄを損傷させてしまうこともなく、第１変質層Ｍ１をチップの仕上がり厚さＨ１に相当する高さ位置Ｚ１の近傍に形成しても問題は発生しない。
一列の分割予定ラインＳに沿ってレーザ光線ＬＢ１を照射し終えるＸ軸方向の所定の位置まで被加工物Ｗが－Ｘ方向に進行すると、レーザ光線ＬＢ１の照射を停止するとともに被加工物Ｗの－Ｘ方向への加工送りが停止される。
（２）第２変質層形成ステップ
次に、被加工物Ｗの裏面Ｗｂ側から分割予定ラインＳに沿って被加工物Ｗに対して透過性を有する波長のレーザ光線を照射し、第１変質層形成ステップにて形成された第１変質層Ｍ１より裏面Ｗｂ側（上側）に上下に亀裂が発生する第２変質層を形成する。
例えば、レーザ光線発振器６１のレーザ光線の出力や繰り返し周波数等が、被加工物Ｗに形成される第２変質層Ｍ２（図４参照）から上下に亀裂が発生する条件に設定される。特に、平均出力が第１変質層Ｍ１を形成する際よりも高く（０．８Ｗ以上）設定される。
上記条件の一例は、例えば下記の通りである。
波長： １３４２ｎｍ
繰り返し周波数： ９０ｋＨｚ
平均出力： ０．８Ｗ
加工送り速度： ７００ｍｍ／秒
図４に示すように、集光レンズ６２ａ（図５参照）によって集光されるレーザ光線ＬＢ２の集光点位置Ｐ２が、図示しない集光点位置調整手段によって、第１変質層Ｍ１を形成する際の集光点位置Ｐ１から上方に所定間隔離れた被加工物Ｗの裏面Ｗｂ側に近い高さ位置Ｚ２に位置付けられる。
なお、集光点位置Ｐ１と集光点位置Ｐ２との間隔の設定は、本実施形態においては、図４に示すように、形成される第２変質層Ｍ２から下方に伸びる亀裂Ｍａが第１変質層Ｍ１に到達しないように設定されているが、第２変質層Ｍ２から下方に伸びる亀裂Ｍａが第１変質層Ｍ１に到達するように設定されてもよい。
そして、図５に示すレーザ光線発振器６１から被加工物Ｗに透過性を有する波長のレーザ光線ＬＢ２を発振させ、図４、５に示すようにレーザ光線ＬＢ２を保持テーブル３０で保持された被加工物Ｗの内部に集光し照射する。
レーザ光線ＬＢ２を、先に第１変質層Ｍ１が形成された分割予定ラインＳに沿って被加工物Ｗに裏面Ｗｂ側から照射しつつ、被加工物Ｗを＋Ｘ方向（復方向）に加工送り速度７００ｍｍ／秒で加工送りし、図４、５に示すように被加工物Ｗの内部に第２変質層Ｍ２を形成していく。即ち、図４に示すように、集光点位置Ｐ２付近の被加工物Ｗはレーザ光線ＬＢ２を吸収して改質され、集光点位置Ｐ２から主に上方に（裏面Ｗｂ側に）向かって所定の長さの第２変質層Ｍ２が伸びるように形成される。また、第２変質層Ｍ２から上下方向に細い亀裂Ｍｂ、Ｍａが同時に形成されていく。本実施形態においては、第２変質層Ｍ２から下に伸びる亀裂Ｍａが第１変質層Ｍ１に到達していないが、該亀裂Ｍａが第１変質層Ｍ１に到達していてもよい。
第１変質層Ｍ１より裏面Ｗｂ側（上側）に上下に亀裂Ｍｂ、Ｍａが発生する第２変質層Ｍ２が、図４、５に示すように＋Ｘ方向から－Ｘ方向に向かって分割予定ラインＳに沿って、Ｘ軸方向に微小間隔を設けて被加工物Ｗの内部に直線状に配列され形成されていく。そして、一列の分割予定ラインＳに沿ってレーザ光線ＬＢ２を照射し終えるＸ軸方向の所定の位置まで被加工物Ｗが＋Ｘ方向に進行すると、レーザ光線ＬＢ２の照射を停止するとともに被加工物Ｗの＋Ｘ方向への加工送りが停止される。
このようにして、例えば、被加工物Ｗの－Ｘ方向（往方向）への加工送りと共に行う第１変質層形成ステップと、被加工物Ｗの＋Ｘ方向（復方向）への加工送りと共に行う第２変質層形成ステップとを１セットとして、一列の分割予定ラインＳに沿って被加工物Ｗにレーザ加工を行う。
なお、第２変質層形成ステップにおいては、同一の一列の分割予定ラインＳに対して往方向復方向で集光点位置を上側に所定間隔ずらしつつ、レーザ光線ＬＢ２を複数パス裏面Ｗｂ側から被加工物Ｗに照射して、分割予定ラインＳに沿って、先に形成した第２変質層Ｍ２（１段目の第２変質層Ｍ２とする）の上方に２段目の第２変質層Ｍ２、３段目の第２変質層Ｍ２等をさらに形成してもよい。この場合には、例えば、１段目の第２変質層Ｍ２の上側に伸びている亀裂Ｍｂと２段目の第２変質層Ｍ２の下側に伸びる亀裂Ｍａとがつながった状態になる。
例えば、一列の分割予定ラインＳに対して第１変質層形成ステップと第２変質層形成ステップとが１セットで行われた後、図１、５に示す保持テーブル３０がＹ軸方向に割り出し送りされ、第１変質層Ｍ１及び第２変質層Ｍ２が形成された分割予定ラインＳの隣に位置する分割予定ラインＳとレーザヘッド６２とのＹ軸方向における位置合わせが行われる。位置合わせがされた後、該新たな一列の分割予定ラインＳに対して第１変質層形成ステップと第２変質層形成ステップとが１セットで行われ、第１変質層Ｍ１及び第２変質層Ｍ２が形成される。順次同様の第１変質層形成ステップと第２変質層形成ステップとを１セットで各分割予定ラインＳに沿って行うことにより、Ｘ軸方向に延びる全ての分割予定ラインＳに沿って、第１変質層Ｍ１及び第２変質層Ｍ２が形成される。
さらに、保持テーブル３０を９０度回転させてから同様のレーザ光線の照射を被加工物Ｗに対して行うと、縦横全ての分割予定ラインＳに沿って被加工物Ｗの内部に第１変質層Ｍ１及び第２変質層Ｍ２を形成することができる。
なお、例えば、縦横全ての分割予定ラインＳに沿って第１変質層形成ステップを実施して被加工物Ｗの内部に第１変質層Ｍ１を縦横に形成した後、次いで、縦横全ての分割予定ラインＳに沿って第２変質層形成ステップを実施して被加工物Ｗの内部に第２変質層Ｍ２を縦横に形成してもよい。
（３）裏面研削ステップ
次いで、第１変質層Ｍ１及び第２変質層Ｍ２が形成された被加工物Ｗは、例えば、図６に示す研削装置２に搬送される。図６に示す研削装置２は、保持テーブル２０上に保持された被加工物Ｗを研削手段２１によって研削する装置である。
被加工物Ｗを保持する保持テーブル２０は、その外形が円形状であり、ポーラス部材等で構成され被加工物Ｗを吸引保持する保持面２００を備えている。保持面２００には、図示しない吸引源が連通している。保持テーブル２０は、底面側に接続された回転手段２３によって鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心周りに回転可能であるとともに、Ｘ軸方向に往復移動可能となっている。
研削手段２１は、軸方向がＺ軸方向であるスピンドル２１０と、スピンドル２１０を回転駆動する図示しないモータと、スピンドル２１０の下端側に連結されたマウント２１１と、マウント２１１の下面に着脱可能に装着された研削ホイール２１２とを備える。
研削ホイール２１２は、円環状のホイール基台２１２ｂと、ホイール基台２１２ｂの下面に環状に複数配設された略直方体形状の研削砥石２１２ａとを備えている。研削砥石２１２ａは、例えば、適宜のバインダーでダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。
例えば、スピンドル２１０の内部には、研削水供給源に連通し研削水の通り道となる図示しない流路が、スピンドル２１０の軸方向に貫通して形成されており、流路は研削ホイール２１２の底面において研削砥石２１２ａに向かって研削水を噴出できるように開口している。
まず、保持テーブル２０の中心と被加工物Ｗの中心とが略合致するようにして、被加工物Ｗが、裏面Ｗｂ側を上に向けた状態で保持面２００上に載置される。そして、図示しない吸引源により生み出される吸引力が保持面２００に伝達されることにより、保持テーブル２０が被加工物Ｗを吸引保持する。
次いで、被加工物Ｗを保持した保持テーブル２０が、研削手段２１の下まで－Ｘ方向へ移動して、研削手段２１に備える研削ホイール２１２と被加工物Ｗとの位置合わせがなされる。位置合わせは、例えば、図６、７に示すように、研削ホイール２１２の回転中心が被加工物Ｗの回転中心に対して所定の距離だけ水平方向にずれ、研削砥石２１２ａの回転軌道が被加工物Ｗの回転中心を通るように行われる。
研削ホイール２１２と被加工物Ｗとの位置合わせが行われた後、スピンドル２１０が回転駆動されるのに伴って研削ホイール２１２が回転する。また、研削手段２１が－Ｚ方向へと送られ、回転する研削ホイール２１２の研削砥石２１２ａが被加工物Ｗの裏面Ｗｂに当接することで研削加工が行われる。研削中は、保持テーブル２０が回転するのに伴って、保持面２００上に保持された被加工物Ｗも回転するので、研削砥石２１２ａが被加工物Ｗの裏面Ｗｂの全面の研削加工を行う。研削加工中においては、研削水を研削砥石２１２ａと被加工物Ｗとの接触部位に対して供給して、接触部位を冷却・洗浄する。
なお、被加工物Ｗからはみ出した研削砥石２１２ａの内側面に対向するように図示しない研削水ノズルを配設して、該研削水ノズルから噴射させた研削水を回転する研削ホイール２１２の内側面側から研削砥石２１２ａと被加工物Ｗとの接触部位に供給してもよい。
研削加工中においては、研削砥石２１２ａから被加工物Ｗに対して－Ｚ方向の研削圧力が加わっている。そして、裏面Ｗｂが研削されていくと、図８に示す第２変質層Ｍ２に沿って研削圧力に対する研削応力が生じ、亀裂Ｍｂ、Ｍａの存在する第２変質層Ｍ２を起点に被加工物Ｗが個々のチップに分割される。即ち、亀裂Ｍｂ、Ｍａが被加工物Ｗの裏面Ｗｂ、表面Ｗａに向かってそれぞれ伸長していき、割断溝（隙間）Ｍｄとなっていく。そして、該割断溝Ｍｄは、第１変質層Ｍ１を通り一気に表面Ｗａまで到達するため、被加工物Ｗが個々のチップＣに分割される。
ここで、第１変質層Ｍ１には、被加工物Ｗの第１変質層Ｍ１が形成されていない部分に形成される割断溝Ｍｄよりも溝幅が狭い細幅割断溝Ｍｅが形成される。これは、第１変質層Ｍ１は非晶質化しており原子や分子が不規則に存在した状態になっているためと考えられる。そして、第１変質層Ｍ１は、チップＣの仕上がり厚さＨ１に相当する高さ位置Ｚ１よりも僅かに裏面Ｗｂ側に下端が位置するように形成されているため、割断溝（隙間）Ｍｄに研削屑を含む研削水が浸入してきた場合であっても細幅割断溝Ｍｅには該研削水が浸入しにくいため、第１変質層Ｍ１がチップ分割後の研削屑の浸入を防ぐ役割を果たし、チップＣの側面Ｃｄへの研削屑の付着が抑制される。
研削がさらに進行して、第２変質層Ｍ２が研削により被加工物Ｗから除去され、被加工物Ｗが仕上がり厚さＨ１に近づくが、第１変質層Ｍ１はまだ存在しているため、チップ側面Ｃｄの研削屑の付着が抑制される。さらに、第１変質層Ｍ１が研削により被加工物Ｗから除去され被加工物Ｗが仕上がり厚さＨ１になると、研削手段２１が＋Ｚ方向に上昇し、研削砥石２１２ａが被加工物Ｗから離間し、さらに、研削水の供給が停止され研削が終了する。第１変質層Ｍ１及び第２変質層Ｍ２は、被加工物Ｗが仕上がり厚さＨ１に到るまで研削されることで除去されているため、変質層残存によるチップＣの強度低下は発生しない。
なお、本発明に係る被加工物の加工方法は上記の例に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されているレーザ加工装置１及び研削装置２の構成要素についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
Ｗ：被加工物 Ｗａ：被加工物の表面 Ｗｂ：被加工物の裏面 Ｓ：分割予定ライン
Ｄ：機能素子 Ｔ：保護テープ
１：レーザ加工装置
３０：保持テーブル ３００：保持面
６：レーザ光線照射手段 ６０：ハウジング ６１：レーザ光線発振器
６２：レーザヘッド ６２ａ：集光レンズ ６４：アライメント手段 ６４０：赤外線カメラ
Ｍ１：第１変質層 Ｍ２：第２変質層 Ｍｂ、Ｍａ：亀裂
２：研削装置 ２０：保持テーブル ２００：保持面
２１：研削手段 ２１０：スピンドル ２１１：マウント ２１２：研削ホイール
２１２ｂ：ホイール基台 ２１２ａ：研削砥石
２３：回転手段
Ｍｄ：割断溝 Ｍｅ：第１変質層の細幅割断溝 Ｃ：チップ

Claims (2)

  1. 表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が形成された被加工物を、分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する被加工物の加工方法であって、
    該被加工物の裏面側から分割予定ラインに沿って該被加工物に対して透過性を有する波長のレーザ光線を照射し、上下に亀裂が発生せずチップの仕上がり厚さに相当する高さ位置よりも僅かに裏面側に下端が位置する第１変質層を形成する第１変質層形成ステップと、
    該被加工物の裏面側から分割予定ラインに沿って該被加工物に対して透過性を有する波長のレーザ光線を照射し、該第１変質層形成ステップにて形成された該第１変質層より裏面側に上下に亀裂が発生する第２変質層を形成する第２変質層形成ステップと、
    該第１変質層と該第２変質層とが形成された被加工物の裏面を研削し、被加工物をチップの仕上がり厚さに形成するとともに、亀裂の存在する該第２変質層を起点に被加工物を個々のチップに分割する裏面研削ステップと、を含み、
    裏面研削ステップにおいて、裏面研削終了間際まで該第１変質層が残存しチップ間の隙間への研削屑を含む研削水の浸入を防ぐことが可能となる被加工物の加工方法。
  2. 前記裏面研削ステップにおいて、被加工物に生じる研削応力により、前記第２変質層形成ステップにて上下に亀裂が発生するように形成された前記第２変質層で被加工物を破断することを特徴とする請求項１記載の被加工物の加工方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013105822A (ja) 2011-11-11 2013-05-30 Disco Abrasive Syst Ltd 板状物の加工方法
JP2013214601A (ja) 2012-04-02 2013-10-17 Disco Abrasive Syst Ltd ウェーハの加工方法
JP2017147289A (ja) 2016-02-16 2017-08-24 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法
JP2018160623A (ja) 2017-03-23 2018-10-11 東芝メモリ株式会社 半導体装置の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5707889B2 (ja) * 2010-11-16 2015-04-30 株式会社東京精密 半導体基板の切断方法及び半導体基板の切断装置
JP2017107903A (ja) * 2015-12-07 2017-06-15 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013105822A (ja) 2011-11-11 2013-05-30 Disco Abrasive Syst Ltd 板状物の加工方法
JP2013214601A (ja) 2012-04-02 2013-10-17 Disco Abrasive Syst Ltd ウェーハの加工方法
JP2017147289A (ja) 2016-02-16 2017-08-24 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法
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