JP7214308B2

JP7214308B2 - ウェーハの加工方法

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Description

本発明は、ウェーハの内部にレーザビームを集光してウェーハを分割する起点となる改質層を形成し、該改質層からウェーハの表面側にクラックを伸長させるウェーハの加工方法に関する。

デバイスを搭載するデバイスチップを形成する際には、ウェーハの表面に互いに交差する複数の分割予定ラインを設定し、分割予定ラインで区画された各領域にデバイスを形成し、ウェーハを分割予定ラインに沿って分割する。

ウェーハを分割する際には、例えば、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを分割予定ラインに沿ってウェーハの裏面側から照射してウェーハの内部に集光させる。該レーザビームをウェーハの内部に集光させると、多光子吸収過程により分割の起点となる改質層が形成されるとともに、該改質層からウェーハの厚さ方向にクラックが伸長する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。ウェーハの表面にクラックが到達すると、ウェーハが分割予定ラインに沿って分割される。

この加工方法では、ウェーハの深さ方向における改質層の形成位置やレーザビームの照射条件等の加工条件を適切に設定しなければクラックをウェーハの厚さ方向に適切に伸長できない。ウェーハの加工条件が適切でなければ、クラックが伸長せず、または、予定していない方向にクラックが伸長する等してウェーハを適切に分割できないため、デバイスチップの歩留まりが低下する。

特開２００５－８６１６１号公報特開２０１０－６８００９号公報

ウェーハへのレーザビームの照射は、レーザ加工装置で実施される。レーザ加工装置は、装置の状態の変化や、装置が設置された環境の変化等に敏感であり、僅かな変化によりレーザビームの照射条件が変化する場合がある。

そこで、ウェーハに対してレーザビームを照射して改質層を形成してウェーハを分割する場合、ウェーハを適切に加工できたことを確認するために、形成された改質層からウェーハの表面に向かってクラックが伸長しているか否かを確認することが望まれる。そして、ウェーハの内部の改質層よりも表面側におけるクラックの形成状況を確認するには、ウェーハを表面側から観察する必要がある。

裏面側からレーザビームが照射されて内部に改質層が形成されたウェーハの表面側を観察するためには、ウェーハをレーザ加工装置から取り出し、顕微鏡等によりウェーハの表面側を観察しなければならない。そのため、クラックの形成状況の確認に工数がかかり問題となっていた。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウェーハが適切に加工されたか否かを容易に確認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ると、表面に複数の分割予定ラインが設定されたウェーハの該分割予定ラインに沿って該ウェーハの内部に改質層を形成するウェーハの加工方法であって、該ウェーハの該表面をチャックテーブルに対面させ、該チャックテーブルで該ウェーハを保持する保持ステップと、該ウェーハに対して透過性を有する波長の第１のレーザビームの集光点を該ウェーハの内部に位置付け、レーザビーム照射ユニットと、該チャックテーブルと、を該分割予定ラインに沿う方向に相対的に移動させながら該レーザビーム照射ユニットから該第１のレーザビームを該分割予定ラインに沿って該ウェーハの裏面側に照射し、該ウェーハの内部に改質層を形成する改質層形成ステップと、該改質層形成ステップの後に、該ウェーハの加工閾値を超えない出力であり、かつ、該ウェーハに対して透過性を有する波長である第２のレーザビームの集光点を該ウェーハの表面に位置付けると同時に該集光点を該分割予定ラインに沿う方向に対して直交する方向に該改質層から所定の距離離間させるように位置付け、該第２のレーザビームを該ウェーハの該裏面側から照射する観察用レーザビーム照射ステップと、該観察用レーザビーム照射ステップで照射された該第２のレーザビームの反射光を撮像ユニットで撮像する撮像ステップと、該撮像ステップで撮像された画像に基づいて、該改質層から該ウェーハの表面側に向かってクラックが伸長しているか否かを判定する判定ステップと、を含むことを特徴とするウェーハの加工方法が提供される。

好ましくは、該観察用レーザビーム照射ステップで該ウェーハに照射される該第２のレーザビームは、該レーザビーム照射ユニットから照射される。

また、好ましくは、該判定ステップにおいて該改質層から該ウェーハの表面側に向かって該クラックが伸長していないと判定された場合、該レーザビーム照射ユニットと、該撮像ユニットと、を含むレーザ加工装置に異常があると診断する装置診断ステップを更に含む。また、好ましくは、該観察用レーザビーム照射ステップでは、該第２のレーザビームの該集光点で反射された該反射光の一部が該改質層に到達し、該第２のレーザビームの該集光点で反射された該反射光の他の一部が該改質層よりも該表面側の領域に進行する。また、好ましくは、該判定ステップでは、該撮像ステップで撮像された該画像に写る該反射光が該改質層から該ウェーハの表面側に向かって伸長する該クラックに遮られているか否かに基づいて、該改質層から該ウェーハの表面側に向かって該クラックが伸長しているか否かを判定する。

本発明の一態様にかかるウェーハの加工方法では、ウェーハの内部に第１のレーザビームを集光させて改質層を形成する改質層形成ステップを実施した後、観察用レーザビーム照射ステップと、撮像ステップと、判定ステップと、を実施する。観察用レーザビーム照射ステップでは、第２のレーザビームの集光点を該ウェーハの表面に位置付けて、かつ、該改質層と所定の距離離間させるように位置付け、観察用レーザビームとして第２のレーザビームをウェーハに照射する。

観察用レーザビーム照射ステップにおいてウェーハに照射された第２のレーザビームはウェーハの表面で反射されるため、撮像ステップでは撮像ユニットにより該第２のレーザビームの反射光を撮像できる。このとき、集光点において反射された該反射光の一部は、改質層よりも表面側（下方側）の領域を経由する。

改質層からウェーハの表面にクラックが伸長している場合、クラックに進入した空気の層により該反射光が遮られるため、遮られた該反射光が撮像ユニットに到達せず、撮像ステップで得られる画像にはクラックに遮られた反射光は映らない。その一方で、改質層からウェーハの表面にクラックが伸長していない場合、該反射光は遮られないため、撮像ステップで得られる画像には改質層よりも表面側の領域を経由した反射光も映る。すなわち、撮像ステップで得られる画像によりクラックの有無を判定できる。

この際、ウェーハをレーザ加工装置のチャックテーブルから移動させる必要がなく、改質層を形成した後に間を置かずに改質層からウェーハの表面に至るクラックが形成されたか否かを判定できる。

したがって、本発明により、ウェーハが適切に加工されたか否かを容易に確認できるウェーハの加工方法が提供される。

ウェーハを模式的に示す斜視図である。レーザ加工装置を模式的に示す斜視図である。改質層形成ステップを模式的に示す側面図である。観察用レーザビーム照射ステップを模式的に示す側面図である。図５（Ａ）は、改質層から伸長するクラックが形成されていない場合における反射光の経路を模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、改質層から伸長するクラックが形成されている場合における反射光の経路を模式的に示す断面図である。図６（Ａ）は、撮像ステップで得られる画像の一例を示す写真であり、図６（Ｂ）は、撮像ステップで得られる画像の他の一例を示す写真である。ウェーハの加工方法の各ステップのフローを示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るウェーハの加工方法により改質層が形成されるウェーハについて説明する。図１は、ウェーハ１を模式的に示す斜視図である。

ウェーハ１は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（ガリウムナイトライド）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板等である。該ガラスは、例えば、アルカリガラス、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等である。

ウェーハ１の表面１ａには、互いに交差する複数の分割予定ライン３が設定される。ウェーハ１の表面１ａには、分割予定ライン３により区画された各領域に、デバイス５が形成される。該デバイス５は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large-Scale Integrated circuit）等である。ただし、ウェーハ１はこれに限定されない。ウェーハ１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はなく、ウェーハ１にはデバイス５が形成されていなくてもよい。

ウェーハ１を分割予定ライン３に沿って分割すると、それぞれデバイス５を搭載する個々のデバイスチップが形成される。ウェーハ１を分割する際は、例えば、分割予定ライン３に沿ってウェーハ１の内部にレーザビームを集光させて多光子吸収過程によりウェーハ１の内部に改質層を形成するとともに、該改質層からウェーハ１の表面１ａに向かって厚さ方向に沿って伸長するクラックを形成する。

このとき、ウェーハ１の加工条件が適切であり、レーザ加工装置の状態も加工に適した状態でなければ、改質層からクラックが伸長せず、または、予定していない方向にクラックが伸長する等してウェーハ１を適切に分割できない。この場合、デバイスチップの歩留まりが低下する。そのため、改質層からウェーハ１の表面１ａに伸長するクラックが適切に形成されているかを確認する必要がある。

次に、本実施形態に係るウェーハ１の加工方法が実施されるレーザ加工装置２について図２等を用いて説明する。図２は、レーザ加工装置２を模式的に示す斜視図である。レーザ加工装置２によると、ウェーハ１の内部に形成された改質層からウェーハ１の表面１ａに適切にクラックが伸長しているか否か、容易に確認できる。

レーザ加工装置２は、ウェーハ１を保持するチャックテーブル２６と、ウェーハ１のレーザ加工を実施するレーザビーム照射ユニット３２と、を備える。レーザ加工装置２の基台４の上面には、チャックテーブル２６をＹ軸方向に沿って移動させるＹ軸移動機構６が設けられている。Ｙ軸移動機構６は、例えば、ウェーハ１を保持するチャックテーブル２６を割り出し送りする割り出し送りユニットとして機能する。

Ｙ軸移動機構６は、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール８と、Ｙ軸ガイドレール８にスライド可能に取り付けられたＹ軸移動テーブル１０と、を備える。Ｙ軸移動テーブル１０の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール８に平行なＹ軸ボールねじ１２が螺合されている。

Ｙ軸ボールねじ１２の一端には、Ｙ軸パルスモータ１４が連結されている。Ｙ軸パルスモータ１４によりＹ軸ボールねじ１２を回転させると、Ｙ軸移動テーブル１０がＹ軸ガイドレール８に沿ってＹ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動テーブル１０の上面には、チャックテーブル２６をＸ軸方向に沿って移動させるＸ軸移動機構１６が設けられている。Ｘ軸移動機構１６は、例えば、ウェーハ１を保持するチャックテーブル２６を加工送りする加工送りユニットとして機能する。

Ｘ軸移動機構１６は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール１８と、Ｘ軸ガイドレール１８にスライド可能に取り付けられたＸ軸移動テーブル２０と、を備える。Ｘ軸移動テーブル２０の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール１８に平行なＸ軸ボールねじ２２が螺合されている。

Ｘ軸ボールねじ２２の一端には、Ｘ軸パルスモータ２４が連結されている。Ｘ軸パルスモータ２４によりＸ軸ボールねじ２２を回転させると、Ｘ軸移動テーブル２０がＸ軸ガイドレール１８に沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル２０の上には、チャックテーブル２６が配設される。チャックテーブル２６は上面側に多孔質部材（不図示）を有する。多孔質部材の上面は、ウェーハ１を保持する保持面２６ａとなる。チャックテーブル２６は、保持面２６ａに垂直な軸の周りに回転可能である。

チャックテーブル２６は、該多孔質部材に接続された吸引源（不図示）を有する。保持面２６ａ上にウェーハ１を載せ、多孔質部材を通して該ウェーハ１に対して吸引源により生じた負圧を作用させると、ウェーハ１はチャックテーブル２６に吸引保持される。

ウェーハ１をチャックテーブル２６に保持させる際、予め、環状のフレームと、外周が該環状フレームに貼られた粘着テープと、ウェーハ１と、を一体化したフレームユニットを形成してもよい。フレームユニットを形成する際には、該環状フレームの開口中に露出した粘着テープの粘着面にウェーハ１の表面１ａ側を貼着させる。

この場合、チャックテーブル２６にフレームユニットを保持させる際には、該粘着テープを介してウェーハ１を保持面２６ａ上に載せる。チャックテーブル２６の周囲には、フレームユニットを構成する環状フレームを固定するクランプ２６ｂが設けられてもよい。

レーザ加工装置２の基台４の上面の後部には、レーザビーム照射ユニット３２を支持する立設部２８が配設されている。立設部２８の上部にはチャックテーブル２６の上方まで伸びた支持部３０の基端側が接続され、支持部３０の先端側にはレーザビーム照射ユニット３２が配設されている。レーザビーム照射ユニット３２は、チャックテーブル２６の上方に配設された加工ヘッド３４ａを備え、加工ヘッド３４ａからウェーハ１にレーザビームを照射する。

レーザビーム照射ユニット３２の構成について、さらに詳述する。図３には、チャックテーブル２６の保持面２６ａ上に保持されたウェーハ１にレーザビームを照射できるレーザビーム照射ユニット３２の構成例が模式的に示されている。

図３に示される通り、レーザビーム照射ユニット３２は、レーザを発振するレーザ発振器３６と、ミラー３８と、集光レンズ４２と、を備える。レーザビーム照射ユニット３２は、レーザ発振器３６と、集光レンズ４２と、の間にビームスプリッタ４０を備える。レーザ発振器３６から出射されたレーザビーム４６は、ミラー３８により所定の方向に反射され、ビームスプリッタ４０と、集光レンズ４２と、を経て、チャックテーブル２６に保持されたウェーハ１に集光される。

レーザ発振器３６は、ウェーハ１に対して透過性を有する波長（ウェーハ１が透過する波長）のレーザビーム４６を出射する機能を有する。例えば、レーザビーム４６には、Ｎｄ：ＹＡＧ等を媒体とし発振される波長１０９９ｎｍのレーザが用いられる。ただし、レーザ発振器３６及びレーザビーム４６はこれに限定されず、ウェーハ１の材質等により選択される。

ウェーハ１の内部に改質層を形成する際には、例えば、レーザビーム４６の出力は２Ｗ～３Ｗ程度とされる。ただし、レーザビーム４６の出力はこれに限定されず、ウェーハ１の内部に改質層を形成できる出力であればよい。該出力のレーザビーム４６をウェーハ１の内部に集光すると、多光子吸収過程によりウェーハ１の内部に改質層が形成されるとともに、該改質層からウェーハ１の表面１ａに伸長するクラックが形成される。

集光レンズ４２は、チャックテーブル２６に保持されたウェーハ１の所定の高さ位置にレーザビーム４６を集光させる機能を有する。集光レンズ４２は、例えば、高さ方向に沿って移動可能であり、集光レンズ４２を移動させることによりレーザビームの集光点の高さ位置を変えられる。

また、レーザ発振器３６は、ウェーハ１の内部に改質層を形成できる加工閾値を超えない出力のレーザビーム４６を出射できる。後述の通り、ウェーハ１の内部に形成された改質層からウェーハ１の表面１ａにクラックが伸長しているか否かを判定するために観察用レーザビームをウェーハ１に照射する際には、レーザ発振器３６は、例えば、加工閾値を超えない０．２Ｗ程度の出力のレーザビーム４６を出射する。

ただし、レーザビーム４６の出力はこれに限定されない。加工閾値はウェーハ１の材質により異なるため、レーザビーム４６の出力は加工されるウェーハ１の材質に応じて加工閾値を超えないように適宜決定される。

または、レーザビーム照射ユニット３２は、２以上のレーザ発振器を備えてもよく、ウェーハ１をレーザ加工する際にウェーハ１に照射するレーザビームと、該観察用レーザビームと、を異なるレーザ発振器から出射させてもよい。

レーザビーム照射ユニット３２は、ウェーハ１に照射された観察用レーザビームがウェーハ１の表面１ａで反射され、その後、レーザビーム照射ユニット３２に到達した一部の反射光４８を撮像する撮像ユニット４４をさらに備える。撮像ユニット４４は、ビームスプリッタ４０により反射された反射光４８を撮像する。撮像ユニット４４は、例えば、ＣＭＯＳセンサ、または、ＣＣＤセンサ等を備える。

なお、レーザビーム照射ユニット３２の撮像ユニット４４は、レーザビーム４６の集光点４２ａを所定の高さ位置に位置付ける際に使用されてもよい。撮像ユニット４４により撮像される画像を用いると、集光点４２ａが所定の高さ位置に位置付けられているか否かを判定できる。

次に、本実施形態に係るウェーハの加工方法について説明する。該ウェーハの加工方法は、例えば、レーザ加工装置２において実施される。該ウェーハの加工方法では、表面１ａに複数の分割予定ライン３が設定されたウェーハ１の該分割予定ライン３に沿って該ウェーハ１の内部に改質層を形成する。図７に、該ウェーハの加工方法の各ステップのフローを説明するフローチャートを示す。以下、各ステップについて詳述する。

まず、ウェーハ１をレーザ加工装置２に搬入し、ウェーハ１の表面１ａをチャックテーブル２６に対面させ、該チャックテーブル２６でウェーハ１を保持する保持ステップＳ１を実施する。

保持ステップＳ１では、まず、ウェーハ１の裏面１ｂ側を上方に露出させるようにウェーハ１の表面１ａ側をチャックテーブル２６の保持面２６ａに対面させてチャックテーブル２６の上にウェーハ１を載せる。その後、チャックテーブル２６の吸引源を作動させてウェーハ１に負圧を作用させると、ウェーハ１がチャックテーブル２６に吸引保持される。例えば、図３には、チャックテーブル２６に吸引保持されたウェーハ１の断面図が示されている。

なお、保持ステップＳ１を実施する前に、予めウェーハ１の表面１ａに粘着テープ等の保護部材を貼着する保護部材配設ステップを実施してもよい。この場合、保持ステップＳ１では、該保護部材を介してウェーハ１がチャックテーブル２６に保持される。

次に、第１のレーザビームを分割予定ライン３に沿ってウェーハ１の裏面１ｂ側から照射し、ウェーハ１の内部に改質層を形成する改質層形成ステップＳ２を実施する。該第１のレーザビームは、ウェーハ１に対して透過性を有する波長のレーザビームである。

改質層形成ステップＳ２では、まず、Ｘ軸移動機構１６及びＹ軸移動機構６を作動させて、レーザビーム照射ユニット３２の下方にウェーハ１の一つの分割予定ライン３の一端を位置付ける。同時に、チャックテーブル２６を回転させてウェーハ１の分割予定ライン３を加工送り方向（Ｘ軸方向）に合わせる。そして、第１のレーザビームの集光点４２ａをウェーハ１の内部の所定の高さ位置に位置付ける。

その後、レーザビーム照射ユニット３２と、チャックテーブル２６と、を分割予定ライン３に沿う方向に相対的に移動させながら第１のレーザビームをウェーハ１に照射する。ウェーハ１の加工に十分な条件で第１のレーザビームがウェーハ１に照射されると、ウェーハ１の内部に分割予定ライン３に沿った改質層が多光子吸収過程により形成されるとともに該改質層からウェーハ１の表面１ａに伸長するクラックが形成される。

ウェーハ１の一つの分割予定ライン３に沿って改質層を形成した後、ウェーハ１を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に移動させ、他の分割予定ライン３に沿って同様にウェーハ１の内部に改質層等を形成する。一つの方向に沿ったすべての分割予定ライン３に沿って改質層等を形成した後、チャックテーブル２６を回転させ、同様に他の方向に沿った分割予定ライン３に沿って改質層等を形成する。ウェーハ１のすべての分割予定ライン３に沿って改質層等を形成すると、改質層形成ステップＳ２が完了する。

例えば、分割予定ライン３に沿って内部に改質層と、改質層から伸長するクラックと、が形成されたウェーハ１を裏面１ｂ側から研削してウェーハ１を薄化し改質層等を除去すると、ウェーハ１が分割されて個々のデバイスチップが得られる。このとき、予定していない方向にクラックが伸長する等してクラックが改質層からウェーハ１の表面１ａに適切に伸長していなければ、ウェーハ１を適切に分割できないため、デバイスチップの歩留まりが低下する。

そこで、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、改質層から該表面１ａに伸長するクラックの有無を判定するために、観察用レーザビーム照射ステップＳ３と、撮像ステップＳ４と、判定ステップＳ５と、を実施する。

次に、改質層形成ステップＳ２の後に実施する観察用レーザビーム照射ステップＳ３について説明する。観察用レーザビーム照射ステップＳ３では、チャックテーブル２６に保持されたウェーハ１に対してレーザビーム照射ユニット３２から観察用レーザビームとして第２のレーザビームを照射する。第２のレーザビームは、ウェーハ１の加工閾値を超えない出力であり、かつ、ウェーハ１に対して透過性を有する波長である。第２のレーザビームは、例えば、第１のレーザビームの出力を小さくしたレーザビームである。

図４は、観察用レーザビーム照射ステップＳ３を模式的に示す側面図である。内部に改質層１ｃが形成されたウェーハ１に裏面１ｂ側から第２のレーザビームを照射する際、予め集光点４２ａをウェーハ１の表面１ａに位置付ける。このとき、集光点４２ａを該分割予定ライン３に沿う方向に対して直交する方向に改質層１ｃから所定の距離離間させるように位置付ける。

このとき、第２のレーザビームをウェーハ１に照射しながら、チャックテーブル２６を加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動させてもよく、チャックテーブル２６を移動させなくてもよい。

観察用のレーザビームである第２のレーザビームをウェーハ１の表面１ａに集光させると、該第２のレーザビームは集光点４２ａで反射される。反射された第２のレーザビームの一部は、レーザビーム照射ユニット３２の集光レンズ４２を経てビームスプリッタ４０に到達する。そして、一部の反射光４８はビームスプリッタ４０で反射され、撮像ユニット４４に到達する。

本実施形態に係るウェーハの加工方法では、観察用レーザビーム照射ステップＳ３を実施した後、該観察用レーザビーム照射ステップＳ３で照射された該第２のレーザビームの反射光４８を撮像ユニット４４で撮像する撮像ステップＳ４を実施する。ここで、ウェーハ１の表面１ａに位置付けられた集光点４２ａで反射された第２のレーザビームの反射光の経路について詳述する。

図５（Ａ）は、改質層１ｃから伸長するクラックが形成されていない場合における反射光４８の経路を模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、改質層１ｃから伸長するクラック１ｄが形成されている場合における反射光４８の経路を模式的に示す断面図である。

なお、図５（Ａ）に示す断面図及び図５（Ｂ）に示す断面図は、クラック１ｄの有無が反射光４８に与える影響について説明するための図面である。図５（Ａ）に示す断面図及び図５（Ｂ）に示す断面図では、ウェーハ１の断面に付すべきハッチングを説明の便宜のために省略している。また、これらの断面図において、反射光４８の経路、改質層１ｃ、分割予定ライン３、クラック１ｄ等の相対的な位置関係、及び反射光４８が進行する角度等は、説明の便宜のために特徴が強調されている。

観察用レーザビーム照射ステップＳ３では、集光点４２ａが改質層１ｃと重ならないように僅かに水平方向にずれた位置に位置付けられる。そして、第２のレーザビームの反射光４８のうち経路に改質層１ｃが含まれる部分と、反射光４８のその他の部分と、は、反射光４８が進行する様子が異なる。例えば、改質層１ｃに到達した反射光４８は改質層１ｃにより遮られる。そのため、撮像ステップＳ４で得られる画像は、反射光４８の経路に存在する改質層１ｃによる影響を受ける。

例えば、図６（Ａ）は、図５（Ａ）に示す通り反射光４８の経路に改質層１ｃが存在する場合において撮像ステップＳ４で取得される画像の一例を示す写真である。画像５０ａは、反射光４８の強度の分布によりコントラストが付けられた画像である。画像５０ａの領域５２は、改質層１ｃによる影響を受けた反射光４８が写る領域であり、その他の領域とは写る反射光４８の強度が異なることが理解される。

そして、図５（Ｂ）に示す通り、ウェーハ１の内部に形成された改質層１ｃから表面１ａにクラック１ｄが伸長している場合、反射光４８は改質層１ｃだけでなくクラック１ｄによる影響を受ける。

クラック１ｄがウェーハ１の表面１ａに達している場合、クラック１ｄにより僅かにウェーハ１が分断されるため、クラック１ｄに進入する空気の層と、ウェーハ１と、の間に界面が形成される。そのため、クラック１ｄに到達した反射光４８はクラック１ｄにより遮られる。すなわち、クラック１ｄが形成されている場合、反射光４８のうち改質層１ｃよりも表面１ａ側の領域を経由する部分は、撮像ユニット４４に到達しない。

例えば、図６（Ｂ）は、図５（Ｂ）に示す通り改質層１ｃから表面１ａに達するクラック１ｄが形成されている場合における撮像ステップＳ４で取得される画像の一例を示す写真である。画像５０ｂは、同様に、反射光４８の強度の分布によりコントラストが付けられた画像である。画像５０ｂを見ると、領域５２では反射光４８の強度が極めて小さいことが理解される。これは、反射光４８のうち改質層１ｃよりも表面１ａ側の領域を経由する部分がクラック１ｄにより遮られたためである。

図６（Ａ）の画像５０ａと、図６（Ｂ）の画像５０ｂと、を比較すると容易に理解される通り、クラック１ｄの有無により撮像ステップＳ４で取得される画像は大きく変化する。したがって、撮像ステップＳ４で撮像された画像に基づいて、改質層１ｃからウェーハ１の表面１ａ側に向かってクラック１ｄが伸長しているか否かを判定できる。

なお、観察用レーザビーム照射ステップＳ３では、集光点４２ａの改質層１ｃからの水平方向のずれの量は、撮像ユニット４４で撮像される画像によりクラック１ｄの有無を判定するのに適した量が選択されてもよい。このずれの量は、例えば、ウェーハ１の厚さや改質層１ｃの形成高さを基に決定されてもよく、例えば、３μｍ～５μｍ程度とされる。

本実施形態に係るウェーハの加工方法では、撮像ステップＳ４の後に判定ステップＳ５を実施する。判定ステップＳ５では、撮像ステップＳ４で撮像された画像のみからクラック１ｄの有無を判定してもよい。また、クラック１ｄが形成されていない場合に取得される画像の一例、又はクラック１ｄが形成されている場合に取得される画像の一例を予め取得しておき、撮像ステップＳ４で撮像された画像と比較することによりクラック１ｄの有無を判定してもよい。

本実施形態に係るウェーハの加工方法では、ウェーハ１をチャックテーブル２６から移動させることなくその場でクラック１ｄの有無を判定できるため、ウェーハ１が適切に加工されたか否かを容易に確認できる。

判定ステップＳ５において、改質層１ｃから表面１ａにクラック１ｄが伸長していないと判定される場合、改質層形成ステップＳ２で実施されたレーザ加工が適切に実施されなかったと判断できる。この場合、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、レーザビーム照射ユニット３２と、撮像ユニット４４と、等を含むレーザ加工装置２に何らかの異常があると診断する装置診断ステップＳ６を更に実施してもよい。

さらに、装置診断ステップＳ６の後に、レーザ加工装置２に異常があることを報知する報知ステップを実施してもよい。レーザ加工装置２の使用者又は管理者がレーザ加工装置２に異常があるとの報知を受けた場合、ウェーハ１の加工を停止させ、異常の原因を調査してレーザ加工装置２を修正できる。そのため、その後に加工されるウェーハ１は適切にレーザ加工される。

判定ステップＳ５において、表面１ａに伸長するクラック１ｄが形成されていると判定される場合、その後、例えば、ウェーハ１を裏面１ｂ側から研削して薄化し、ウェーハ１を分割して個々のデバイスチップを製造する。クラック１ｄが適切に形成されていれば、ウェーハ１は適切に分割される。

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、デバイス５が表面１ａ側に形成されたウェーハ１を加工する場合について主に説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、デバイス５が形成されていないウェーハ１をレーザ加工してウェーハ１の内部に改質層を形成してもよい。

例えば、ウェーハ１を適切に加工できるレーザ加工条件を導出する過程において、ウェーハ１を様々な条件で加工する実験を繰り返す場合に、従来では、顕微鏡等にウェーハ１を移してクラック１ｄの有無を確認し、加工結果を評価しなければならなかった。その後、該ウェーハ１を使用して実験を再開する場合に、再びレーザ加工装置２にウェーハ１を移動させなければならなかった。

これに対して、本実施形態に係るウェーハの加工方法によると、チャックテーブル２６から移動させることなく、ウェーハ１を加工した直後に加工結果を評価できる。そのため、チャックテーブル２６によるウェーハ１の吸引保持を解除し、ウェーハ１を顕微鏡等に移動させるのに要する時間を節約できる。

そして、ウェーハ１のレーザ加工を再開する場合においても、再びレーザ加工装置２のチャックテーブル２６にウェーハ１を吸引保持させ、ウェーハ１の向き及び集光点４２ａの位置を調整するのに要する時間を節約できる。本実施形態に係るウェーハの加工方法によると、ウェーハ１を加工した直後に加工結果を評価でき、その直後にレーザ加工を再開できるため、加工結果の評価後に実施するレーザ加工の条件を選択する際に該評価を参照できる。

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改質層
１ｄクラック
３分割予定ライン
５デバイス
２レーザ加工装置
４基台
６，１６移動ユニット
８，１８ガイドレール
１０，２０移動テーブル
１２，２２ボールねじ
１４，２４パルスモータ
２６チャックテーブル
２６ａ保持面
２６ｂクランプ
２８立設部
３０支持部
３２レーザビーム照射ユニット
３４加工ヘッド
３６レーザ発振器
３８ミラー
４０ビームスプリッタ
４２集光レンズ
４２ａ集光点
４４撮像ユニット
４６レーザビーム
４８反射光
５０ａ，５０ｂ撮像画像
５２領域

Claims

表面に複数の分割予定ラインが設定されたウェーハの該分割予定ラインに沿って該ウェーハの内部に改質層を形成するウェーハの加工方法であって、
該ウェーハの該表面をチャックテーブルに対面させ、該チャックテーブルで該ウェーハを保持する保持ステップと、
該ウェーハに対して透過性を有する波長の第１のレーザビームの集光点を該ウェーハの内部に位置付け、レーザビーム照射ユニットと、該チャックテーブルと、を該分割予定ラインに沿う方向に相対的に移動させながら該レーザビーム照射ユニットから該第１のレーザビームを該分割予定ラインに沿って該ウェーハの裏面側に照射し、該ウェーハの内部に改質層を形成する改質層形成ステップと、
該改質層形成ステップの後に、該ウェーハの加工閾値を超えない出力であり、かつ、該ウェーハに対して透過性を有する波長である第２のレーザビームの集光点を該ウェーハの表面に位置付けると同時に該集光点を該分割予定ラインに沿う方向に対して直交する方向に該改質層から所定の距離離間させるように位置付け、該第２のレーザビームを該ウェーハの該裏面側から照射する観察用レーザビーム照射ステップと、
該観察用レーザビーム照射ステップで照射された該第２のレーザビームの反射光を撮像ユニットで撮像する撮像ステップと、
該撮像ステップで撮像された画像に基づいて、該改質層から該ウェーハの表面側に向かってクラックが伸長しているか否かを判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とするウェーハの加工方法。
該観察用レーザビーム照射ステップで該ウェーハに照射される該第２のレーザビームは、該レーザビーム照射ユニットから照射されることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの加工方法。
該判定ステップにおいて該改質層から該ウェーハの表面側に向かって該クラックが伸長していないと判定された場合、該レーザビーム照射ユニットと、該撮像ユニットと、を含むレーザ加工装置に異常があると診断する装置診断ステップを更に含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウェーハの加工方法。
該観察用レーザビーム照射ステップでは、該第２のレーザビームの該集光点で反射された該反射光の一部が該改質層に到達し、該第２のレーザビームの該集光点で反射された該反射光の他の一部が該改質層よりも該表面側の領域に進行することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のウェーハの加工方法。
該判定ステップでは、該撮像ステップで撮像された該画像に写る該反射光が該改質層から該ウェーハの表面側に向かって伸長する該クラックに遮られているか否かに基づいて、該改質層から該ウェーハの表面側に向かって該クラックが伸長しているか否かを判定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のウェーハの加工方法。