JP7460275B2 - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属を含む層が設けられたウェーハを加工するためのウェーハの加工方法に関する。

デバイスチップの製造工程では、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）によって区画された複数の領域の表面側にそれぞれＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハをストリートに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。

ウェーハの分割には主に、ウェーハを円環状の切削ブレードで切削する切削装置が用いられる。一方、近年では、レーザー加工によってウェーハを加工するプロセスも広く実用化されている。例えば、レーザービームの照射によるアブレーション加工によって、ウェーハをストリートに沿って分断する手法が用いられることがある。

また、ウェーハの裏面側には、金属を含む層が設けられていることがある。例えば、ウェーハの分割によって得られたデバイスチップを所定の実装基板にダイボンディングによって実装するため、ウェーハの裏面側には導電性のダイアタッチフィルムが貼付されることがある（特許文献１参照）。

ウェーハの裏面側に貼付されたダイアタッチフィルムは、例えばレーザービームの照射によって、ウェーハとともに分断される。これにより、ダイアタッチフィルムの個片（ダイアタッチ層）が付着したデバイスチップが得られる（特許文献２参照）。このデバイスチップは、例えば実装基板に形成された接続電極に、ダイアタッチ層を介して接続される。

特表２０１６－５３３４２２号公報 特開２０１８－１４３７０号公報

導電性のダイアタッチフィルムのような金属を含む層が裏面側に形成されたウェーハをレーザー加工よって分割する場合、レーザービームが金属を含む層にも照射され、該金属を含むデブリ（金属デブリ）が発生する。この金属デブリは、ウェーハに形成された分断溝（デバイスチップ間の隙間）を介して、デバイスが形成されているウェーハの表面側まで飛散する。その結果、金属デブリがデバイスを構成する導電膜等に付着し、デバイスの動作不良が生じる恐れがある。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、デバイスの動作不良の発生を抑制することが可能なウェーハの加工方法の提供を目的とする。

本発明の一態様によれば、互いに交差する複数のストリートによって区画された複数の領域それぞれに形成されたデバイスを含むデバイス層が表面側に設けられ、金属を含む層が裏面側に設けられたウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、該ウェーハの表面側に水溶性の保護膜材を供給して、該デバイス層の表面を保護する表面保護膜を形成する表面保護膜形成ステップと、該表面保護膜形成ステップを実施した後、該ウェーハに対して吸収性を有するレーザービームを該ストリートに沿って照射して、該デバイス層を該ストリートに沿って分断するとともに該ウェーハの表面側に該層に至らない深さのデブリ捕獲溝を該ストリートに沿って形成する溝形成ステップと、該溝形成ステップを実施した後、該ウェーハの表面側に該保護膜材を供給して、該デブリ捕獲溝の側面及び分断された該デバイス層の側面を保護する側面保護膜を形成する側面保護膜形成ステップと、該側面保護膜形成ステップを実施した後、該ウェーハに対して吸収性を有するレーザービームを該ストリートに沿って照射して、該デブリ捕獲溝の内側に分断溝を形成することにより、該ウェーハを該層ごと該ストリートに沿って分断する分断ステップと、該分断ステップを実施した後、該ウェーハに洗浄流体を供給して、該表面保護膜と該側面保護膜とを除去する除去ステップと、を備え、該分断ステップでは、該層にレーザービームが照射されて発生した該金属を含むデブリが、該デブリ捕獲溝に形成された該側面保護膜に付着し、該除去ステップでは、該表面保護膜及び該側面保護膜とともに、該側面保護膜に付着した該デブリが除去されるウェーハの加工方法が提供される。

なお、好ましくは、該溝形成ステップでは、該ウェーハの表面側に該層に至らない深さの２条の溝を該ストリートに沿って形成し、該側面保護膜形成ステップでは、２条の該溝の側面を覆う該側面保護膜を形成し、該分断ステップでは、２条の該溝と連結される該分断溝を形成する。

また、好ましくは、上記のウェーハの加工方法は、該溝形成ステップを実施した後、該側面保護膜形成ステップを実施する前に、該ウェーハに該洗浄流体を供給し、該表面保護膜とともに該表面保護膜に付着したデブリを除去するデブリ除去ステップを更に備え、該側面保護膜形成ステップでは、該ウェーハの表面側に該保護膜材を供給して、該側面保護膜を形成するとともに該デバイス層の表面を保護する表面保護膜を再度形成する。さらに、好ましくは、該層は、導電性のダイアタッチフィルムである。

本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、まず、ウェーハの表面側にデブリ捕獲溝が形成されるとともに、デブリ捕獲溝の側面を保護する側面保護膜が形成される。そして、レーザービームの照射によってデブリ捕獲溝の内側に分断溝が形成され、ウェーハが金属を含む層ごと分断される。

上記のウェーハの加工方法では、レーザービームが金属を含む層に照射された際に発生した金属デブリが、デブリ捕獲溝に形成された側面保護膜で捕獲される。これにより、金属デブリのデバイスへの混入や、金属デブリとデバイスとの意図しない電気的な接続が回避され、デバイスの動作不良の発生が抑制される。

図１（Ａ）はウェーハを示す斜視図であり、図１（Ｂ）はウェーハの一部を拡大して示す断面図である。 フレームによって支持されたウェーハを示す斜視図である。 レーザー加工装置を示す斜視図である。 図４（Ａ）は表面保護膜形成ステップにおける流体供給ユニットを示す一部断面正面図であり、図４（Ｂ）は表面保護膜が形成されたウェーハの一部を拡大して示す断面図である。 図５（Ａ）は溝形成ステップにおけるレーザー加工装置を示す一部断面正面図であり、図５（Ｂ）はデブリ捕獲溝が形成されたウェーハの一部を拡大して示す断面図である。 図６（Ａ）はデブリ除去ステップにおける流体供給ユニットを示す一部断面正面図であり、図６（Ｂ）は表面保護膜が除去されたウェーハの一部を拡大して示す断面図である。 図７（Ａ）は側面保護膜形成ステップにおける流体供給ユニットを示す一部断面正面図であり、図７（Ｂ）は側面保護膜が形成されたウェーハの一部を拡大して示す断面図である。 図８（Ａ）は分断ステップにおけるレーザー加工装置を示す一部断面正面図であり、図８（Ｂ）は分断溝が形成されたウェーハの一部を拡大して示す断面図である。 図９（Ａ）は除去ステップにおける流体供給ユニットを示す一部断面正面図であり、図９（Ｂ）は側面保護膜及び表面保護膜が除去されたウェーハの一部を拡大して示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係るウェーハの加工方法を適用することが可能なウェーハの構成例について説明する。図１（Ａ）は、ウェーハ１１を示す斜視図である。

ウェーハ１１は、例えばシリコン等でなる円盤状の半導体ウェーハであり、互いに概ね平行な表面１１ａ及び裏面１１ｂを備える。ウェーハ１１の表面１１ａ側には、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のデバイス１５を含むデバイス層１３が設けられている。

ウェーハ１１の表面１１ａ側は、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）１７によって、複数の矩形状の領域に区画されている。そして、複数のデバイス１５はそれぞれ、ストリート１７によって区画された領域に形成されている。

図１（Ｂ）は、ウェーハ１１の一部を拡大して示す断面図である。ウェーハ１１の表面１１ａ側に設けられたデバイス層１３は、デバイス１５を構成する各種の膜（導電膜、絶縁膜等）を含む層に相当する。すなわち、デバイス層１３に含まれる各種の膜の積層体によって、デバイス１５が構成されている。

なお、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えばウェーハ１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる任意の形状のウェーハであってもよい。また、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。

ウェーハ１１の裏面１１ｂ側には、金属を含む層（金属含有層）１９が形成されている。例えば層１９は、ウェーハ１１と概ね同径の円形に形成され、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に貼付された導電性のダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）である。導電性のＤＡＦとしては、金属（銀等）の粒子を含有する樹脂（エポキシ樹脂等）でなる異方性導電膜等が用いられる。

なお、以下では一例として、金属を含む層１９が導電性のＤＡＦである場合について説明するが、層１９は金属を含む層であれば制限はない。例えば、層１９はウェーハ１１の裏面１１ｂ側に形成された金属膜等であってもよい。

ウェーハ１１を加工する際は、ウェーハ１１の取り扱い（搬送、保持等）の便宜のため、ウェーハ１１が環状のフレームによって支持される。図２は、環状のフレーム２３によって支持されたウェーハ１１を示す斜視図である。

ウェーハ１１の裏面１１ｂ側（層１９側）には、ウェーハ１１より径の大きい円形のテープ（ダイシングテープ）２１が貼付される。テープ２１としては、円形に形成されたフィルム状の基材と、基材上に設けられた粘着層（糊層）とを有するシート等を用いることができる。例えば、基材はポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなり、粘着層はエポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤等でなる。また、粘着層には、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型の樹脂を用いてもよい。

テープ２１の外周部は、金属等でなる環状のフレーム２３に貼付される。フレーム２３は、中央部にウェーハ１１よりも直径が大きい円形の開口２３ａを備え、ウェーハ１１は開口２３ａの内側に配置される。テープ２１がウェーハ１１及びフレーム２３に貼付されると、ウェーハ１１がテープ２１を介してフレーム２３によって支持される。

ウェーハ１１は、層１９（導電性のＤＡＦ）ごとストリート１７に沿って分断される。これにより、デバイス１５を備え、裏面側に層１９の個片（ダイアタッチ層）が付着した複数のデバイスチップが得られる。このデバイスチップは、ダイアタッチ層を介して、所定の実装基板にダイボンディングによって実装される。

ウェーハ１１の分断には、例えばレーザー加工装置が用いられる。図３は、レーザー加工装置２を示す斜視図である。レーザー加工装置２は、レーザービームの照射によってウェーハ１１を加工する加工装置である。

レーザー加工装置２は、レーザー加工装置２を構成する各構成要素を支持又は収容する基台４を備える。基台４の上面は、Ｘ軸方向（加工送り方向、左右方向、第１水平方向）及びＹ軸方向（割り出し送り方向、前後方向、第２水平方向）と概ね平行に形成されている。基台４の上面上には、移動機構（移動ユニット）６が設けられている。移動機構６は、Ｙ軸移動機構（Ｙ軸移動ユニット）８と、Ｘ軸移動機構（Ｘ軸移動ユニット）１８とを備える。

Ｙ軸移動機構８は、基台４の上面上にＹ軸方向に沿って配置された一対のＹ軸ガイドレール１０を備える。一対のＹ軸ガイドレール１０には、板状のＹ軸移動テーブル１２がＹ軸ガイドレール１０に沿ってスライド可能な状態で装着されている。

Ｙ軸移動テーブル１２の裏面（下面）側にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部は、一対のＹ軸ガイドレール１０の間にＹ軸方向に沿って配置されたＹ軸ボールねじ１４に螺合されている。また、Ｙ軸ボールねじ１４の端部には、Ｙ軸ボールねじ１４を回転させるＹ軸パルスモータ１６が連結されている。Ｙ軸パルスモータ１６でＹ軸ボールねじ１４を回転させると、Ｙ軸移動テーブル１２がＹ軸ガイドレール１０に沿ってＹ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動機構１８は、Ｙ軸移動テーブル１２の表面（上面）側にＸ軸方向に沿って配置された一対のＸ軸ガイドレール２０を備える。一対のＸ軸ガイドレール２０には、板状のＸ軸移動テーブル２２がＸ軸ガイドレール２０に沿ってスライド可能な状態で装着されている。

Ｘ軸移動テーブル２２の裏面（下面）側にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部は、一対のＸ軸ガイドレール２０の間にＸ軸方向に沿って配置されたＸ軸ボールねじ２４に螺合されている。また、Ｘ軸ボールねじ２４の端部には、Ｘ軸ボールねじ２４を回転させるＸ軸パルスモータ２６が連結されている。Ｘ軸パルスモータ２６でＸ軸ボールねじ２４を回転させると、Ｘ軸移動テーブル２２がＸ軸ガイドレール２０に沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル２２の表面（上面）上には、レーザー加工装置２による加工の対象となるウェーハ１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）２８が設けられている。チャックテーブル２８の上面は、ウェーハ１１を保持する保持面２８ａを構成する。また、チャックテーブル２８の周囲には、ウェーハ１１を支持するフレーム２３（図２参照）を把持して固定する複数（図１では４個）のクランプ３０が設けられている。

保持面２８ａは、ウェーハ１１の形状に対応して平面視で円形に形成された平坦面であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に概ね平行に形成されている。保持面２８ａは、チャックテーブル２８の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。保持面２８ａ上にウェーハ１１を配置した状態で、保持面２８ａに吸引源の負圧を作用させると、ウェーハ１１がチャックテーブル２８によって吸引保持される。

Ｙ軸移動テーブル１２をＹ軸方向に沿って移動させると、チャックテーブル２８が割り出し送り方向に移動する。また、Ｘ軸移動テーブル２２をＸ軸方向に沿って移動させると、チャックテーブル２８が加工送り方向に移動する。すなわち、Ｙ軸移動機構８は割り出し送り機構として機能し、Ｘ軸移動機構１８は加工送り機構として機能する。また、チャックテーブル２８にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、この回転駆動源はチャックテーブル２８をＺ軸方向（鉛直方向、上下方向）に概ね平行な回転軸の周りで回転させる。

基台４の後端側（移動機構６及びチャックテーブル２８の後方）には、基台４の上面から上方に向かって突出する支持構造３２がＺ軸方向に沿って設けられている。また、支持構造３２には、支持構造３２の表面（前面）から前方側に突出する柱状の支持アーム３４が設けられている。そして、支持アーム３４の先端部には、ウェーハ１１を加工するためのレーザービームを照射するレーザー照射ユニット３６が設けられている。

レーザー照射ユニット３６は、レーザービームをパルス発振するＹＡＧレーザー、ＹＶＯ_４レーザー等のレーザー発振器（不図示）と、レーザー発振器から発振されたレーザービームを集光する集光器（不図示）とを備える。チャックテーブル２８によってウェーハ１１を保持し、レーザー照射ユニット３６からウェーハ１１に向かってレーザービームを照射することにより、ウェーハ１１にレーザー加工が施される。

レーザー照射ユニット３６から照射されるレーザービームの波長は、レーザー加工の目的に応じて適宜設定される。例えば、ウェーハ１１にアブレーション加工を施す際には、レーザービームの少なくとも一部がウェーハ１１に吸収されるように、レーザービームの波長が設定される。この場合、ウェーハ１１に対して吸収性を有するレーザービームがレーザー照射ユニット３６から照射される。また、レーザービームの他の照射条件（出力、パルス幅、スポット径、繰り返し周波数等）も、ウェーハ１１に所望のアブレーション加工が施されるように適宜設定される。

Ｘ軸方向においてレーザー照射ユニット３６に隣接する位置には、チャックテーブル２８によって保持されたウェーハ１１等を撮像する撮像ユニット３８が設けられている。撮像ユニット３８は、可視光を受光して電気信号に変換する撮像素子を備える可視光カメラや、赤外線を受光して電気信号に変換する撮像素子を備える赤外線カメラ等によって構成される。例えば、撮像ユニット３８でウェーハ１１を撮像することによって得られた画像に基づいて、ウェーハ１１とレーザー照射ユニット３６との位置合わせが行われる。

また、支持構造３２の表面側（前面側）には、チャックテーブル２８と後述の流体供給ユニット５４との間でウェーハ１１を搬送する搬送機構（搬送ユニット）４０が設けられている。搬送機構４０は、支持構造３２の表面側にＸ軸方向に沿って設けられた一対のガイドレール４２を備える。一対のガイドレール４２には、板状の移動ブロック４４がガイドレール４２に沿ってスライド可能な状態で装着されている。

移動ブロック４４の端部にはナット部が設けられており、このナット部は、一対のガイドレール４２の間にＸ軸方向に沿って配置されたボールねじ４６に螺合されている。また、ボールねじ４６の端部には、ボールねじ４６を回転させるパルスモータ４８が連結されている。パルスモータ４８でボールねじ４６を回転させると、移動ブロック４４がガイドレール４２に沿ってＸ軸方向に移動する。

移動ブロック４４の下端部には、昇降機構５０を介して保持機構（保持ユニット）５２が接続されている。例えば、昇降機構５０はエアシリンダを備えており、エアシリンダはＺ軸方向に沿って昇降するロッドを内蔵している。そして、エアシリンダのロッドの下端部に、保持機構５２が固定されている。

保持機構５２は、搬送機構４０による搬送の対象となるウェーハ１１を保持する。例えば保持機構５２は、ウェーハ１１を支持するフレーム２３（図２参照）の上面側を吸引する複数の吸引パッドを備える。吸引パッドでフレーム２３を吸引することにより、ウェーハ１１が保持機構５２によって保持される。

Ｘ軸方向において移動機構６と隣接する領域には、流体供給ユニット（洗浄ユニット、保護膜形成ユニット）５４が設けられている。流体供給ユニット５４は、ウェーハ１１を洗浄するとともに、ウェーハ１１に保護膜を形成する。

流体供給ユニット５４は、基台４の上面側に形成された円筒状の開口４ａの内部に設けられたスピンナテーブル（保持テーブル）５６を備える。また、流体供給ユニット５４は、スピンナテーブル５６の周囲に設けられた洗浄流体供給ユニット５８及び保護膜材供給ユニット６０を備える。洗浄流体供給ユニット５８と保護膜材供給ユニット６０とは、スピンナテーブル５６の両側にスピンナテーブル５６を挟むように設けられている。

洗浄流体供給ユニット５８は、スピンナテーブル５６によって保持されたウェーハ１１に向かって、ウェーハ１１を洗浄するための洗浄流体を供給する。洗浄流体としては、純水等の液体（洗浄液）や、液体と気体とが混合された気液混合流体等が用いられる。また、保護膜材供給ユニット６０は、スピンナテーブル５６によって保持されたウェーハ１１に向かって、ウェーハ１１に保護膜を形成するための保護膜材を供給する。保護膜材としては、例えば水溶性の液状樹脂が用いられる。

レーザー加工装置２を構成する各構成要素（移動機構６、チャックテーブル２８、クランプ３０、レーザー照射ユニット３６、撮像ユニット３８、搬送機構４０、流体供給ユニット５４等）はそれぞれ、制御部（制御ユニット）６２に接続されている。制御部６２は、レーザー加工装置２の各構成要素の動作を制御することにより、レーザー加工装置２を稼働させる。

例えば制御部６２は、コンピュータによって構成され、レーザー加工装置２の稼働に必要な各種の処理（演算等）を行う処理部と、処理部による処理に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）が記憶される記憶部とを含む。処理部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成される。また、記憶部は、主記憶装置、補助記憶装置等を構成する各種のメモリを含んで構成される。

例えば、記憶部にはレーザー加工装置２の一連の動作を記述するプログラムが記憶されている。そして、オペレーターがレーザー加工装置２にウェーハ１１の加工を指示すると、処理部は記憶部から該プログラムを読み出して実行し、レーザー加工装置２の各構成要素の動作を制御するための制御信号を順次生成する。

上記のレーザー加工装置２によって、ウェーハ１１にレーザー加工が施される。以下、レーザー加工装置２を用いてウェーハ１１をストリート１７（図２参照）に沿って分断するウェーハの加工方法について説明する。

まず、ウェーハ１１の表面１１ａ側に保護膜材を供給して、デバイス層１３の表面を保護する表面保護膜を形成する（表面保護膜形成ステップ）。図４（Ａ）は、表面保護膜形成ステップにおける流体供給ユニット５４を示す一部断面正面図である。なお、図４（Ａ）では、デバイス層１３及び金属を含む層１９の図示を省略している。

スピンナテーブル５６の上面は、ウェーハ１１を保持する保持面５６ａを構成する。また、スピンナテーブル５６の周囲には、ウェーハ１１を支持するフレーム２３を把持して固定する複数のクランプ７０が設けられている。

保持面５６ａは、ウェーハ１１の形状に対応して平面視で円形に形成された平坦面であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に概ね平行に形成されている。保持面５６ａは、スピンナテーブル５６の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。保持面５６ａ上にウェーハ１１を配置した状態で、保持面５６ａに吸引源の負圧を作用させると、ウェーハ１１がスピンナテーブル５６によって吸引保持される。

スピンナテーブル５６の下側には、スピンナテーブル５６をＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源７２が設けられている。回転駆動源７２は、Ｚ軸方向に沿って配置された円筒状の出力軸７２ａを備え、出力軸７２ａをＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させる。なお、回転駆動源７２には、回転駆動源７２をＺ軸方向に沿って昇降させる昇降機構（不図示）が接続されていてもよい。

また、スピンナテーブル５６は、中空の円筒状に形成された液受け部材７４に覆われている。液受け部材７４は、スピンナテーブル５６及びクランプ７０を囲むように配置された環状の外壁７４ａと、外壁７４ａの下端部から液受け部材７４の半径方向内側に向かって突出する環状の底面７４ｂと、底面７４ｂの半径方向内側の端部から上方に向かって突出する環状の内壁７４ｃとを備える。

液受け部材７４の内壁７４ｃの内側の領域は、回転駆動源７２の出力軸７２ａが挿入される挿入口７４ｄに相当する。そして、挿入口７４ｄに挿入された出力軸７２ａの上端側に、スピンナテーブル５６の下面側が固定されている。

また、液受け部材７４の内側には、内壁７４ｃの上端部を覆う環状のカバー７６が設けられている。カバー７６は、回転駆動源７２の出力軸７２ａを囲み、挿入口７４ｄの出力軸７２ａが設けられていない領域を塞ぐように配置されている。このカバー７６によって、液体が挿入口７４ｄを介して液受け部材７４の外部に流出することを防止できる。

保護膜材供給ユニット６０は、アーム６０ａと、アーム６０ａの先端部に固定され保護膜材３１を滴下する保護膜材供給ノズル６０ｂとを備える。アーム６０ａには、モータ等の回転駆動源（不図示）が接続されている。回転駆動源によってアーム６０ａを回転させることにより、保護膜材供給ノズル６０ｂを、スピンナテーブル５６に重なる位置（供給位置）と、スピンナテーブル５６に重ならない位置（退避位置）とに位置付けることができる。

表面保護膜形成ステップでは、まず、ウェーハ１１をスピンナテーブル５６によって保持する。具体的には、ウェーハ１１を、表面１１ａ側（デバイス層１３側）が上方に露出し、裏面１１ｂ側（層１９側、テープ２１側）が保持面５６ａに対向するように、スピンナテーブル５６上に配置する。また、フレーム２３を、複数のクランプ７０によって保持して固定する。この状態で、吸引源の負圧を保持面５６ａに作用させると、ウェーハ１１が層１９及びテープ２１を介してスピンナテーブル５６によって吸引保持される。

次に、保護膜材供給ノズル６０ｂをスピンナテーブル５６の直上に位置付ける。そして、スピンナテーブル５６を回転駆動源７２によって回転させながら、保護膜材供給ノズル６０ｂから水溶性の保護膜材３１を滴下して、ウェーハ１１の表面１１ａ側に供給する。保護膜材３１としては、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）、ＰＥＯ（酸化ポリエチレン）、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）等の水溶性の樹脂が用いられる。

回転するウェーハ１１の表面１１ａ側に保護膜材３１が供給されると、ウェーハ１１の表面１１ａ側にデバイス層１３の表面を保護する表面保護膜３３が形成される。図４（Ｂ）は、表面保護膜３３が形成されたウェーハ１１の一部を拡大して示す断面図である。

表面保護膜３３は、ウェーハ１１の表面１１ａ側（デバイス層１３の表面）の全体を覆うように形成される。これにより、デバイス層１３が表面保護膜３３によって保護される。

なお、表面保護膜３３の形成時には、液受け部材７４の外壁７４ａによって保護膜材３１の飛散が防止されるとともに、液受け部材７４の底部に表面保護膜３３として使用されなかった保護膜材３１が貯留される。そして、貯留された保護膜材３１は、液受け部材７４の底面７４ｂに接続された廃液路（不図示）を介して、液受け部材７４の外部に排出される。

表面保護膜３３の形成後、ウェーハ１１は搬送機構４０（図３参照）によってチャックテーブル２８に搬送される。具体的には、まず、ウェーハ１１を支持するフレーム２３の上面側が、搬送機構４０の保持機構５２によって保持される。そして、保持機構５２が昇降機構５０によって上昇した後、移動ブロック４４が一対のガイドレール４２に沿って移動し、ウェーハ１１がチャックテーブル２８の上方に配置される。

その後、保持機構５２が昇降機構５０によって下降し、ウェーハ１１がチャックテーブル２８の保持面２８ａ上に位置付けられる。この状態で、保持機構５２によるフレーム２３の保持が解除され、ウェーハ１１がチャックテーブル２８の保持面２８ａ上に配置される。

次に、ウェーハ１１に対して吸収性を有するレーザービームをストリート１７に沿って照射して、デバイス層１３をストリート１７に沿って分断するとともにウェーハ１１の表面１１ａ側に層１９に至らない深さのデブリ捕獲溝を形成する（溝形成ステップ）。図５（Ａ）は、溝形成ステップにおけるレーザー加工装置２を示す一部断面正面図である。なお、図５（Ａ）では、デバイス層１３、金属を含む層１９、表面保護膜３３の図示を省略している。

溝形成ステップでは、まず、ウェーハ１１がチャックテーブル２８によって保持される。具体的には、ウェーハ１１は、表面１１ａ側（デバイス層１３側、表面保護膜３３側）が上方に露出し、裏面１１ｂ側（層１９側、テープ２１側）が保持面２８ａと対向するように、チャックテーブル２８上に配置される。また、フレーム２３が、複数のクランプ３０によって把持され、固定される。この状態で、保持面２８ａに吸引源の負圧を作用させると、ウェーハ１１が層１９及びテープ２１を介して、チャックテーブル２８によって吸引保持される。

次に、チャックテーブル２８を回転させ、一のストリート１７の長さ方向をＸ軸方向に合わせる。また、レーザー照射ユニット３６から照射されるレーザービーム８０の集光点が一のストリート１７の延長線上に配置されるように、チャックテーブル２８のＹ軸方向における位置を調整する。そして、レーザー照射ユニット３６からウェーハ１１に対して吸収性を有するレーザービーム８０を照射しながら、チャックテーブル２８をＸ軸方向に沿って移動させる（加工送り）。

これにより、チャックテーブル２８とレーザー照射ユニット３６とがＸ軸方向に沿って相対的に移動し、レーザービーム８０がストリート１７に沿って走査される。その結果、デバイス層１３がストリート１７に沿って分断されるとともに、ウェーハ１１の表面１１ａ側に層１９に至らない深さのデブリ捕獲溝３５がストリート１７に沿って形成される。

図５（Ｂ）は、デブリ捕獲溝３５が形成されたウェーハ１１の一部を拡大して示す断面図である。ウェーハ１１にレーザービーム８０が照射されると、デバイス層１３及びウェーハ１１の表面１１ａ側にアブレーション加工が施され、デバイス層１３が分断されるとともにウェーハ１１にデブリ捕獲溝３５が形成される。

なお、レーザービーム８０の照射によってウェーハ１１を加工すると、ウェーハ１１の溶融物等のデブリ（加工屑）が発生する。しかしながら、溝形成ステップにおいてはデバイス層１３の表面に表面保護膜３３が形成されており、デブリのデバイス１５への付着が表面保護膜３３によって防止される。これにより、デバイス１５の汚染が防止される。

ここで、溝形成ステップでは、図５（Ｂ）に示すように、デブリ捕獲溝３５として２条の溝３５ａ，３５ｂを各ストリート１７に沿って形成することが好ましい。２条の溝３５ａ，３５ｂはそれぞれ、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に設けられている層１９に至らない深さで形成される。また、２条の溝３５ａ，３５ｂの間には、アブレーション加工が施されていない領域（凸部）が残存している。

２条の溝３５ａ，３５ｂを形成する場合は、例えば、レーザービーム８０の集光点を一のストリート１７の幅方向における異なる位置に位置付け、該一のストリート１７に沿ってレーザービーム８０を２回ずつ走査する。これにより、該一のストリート１７の幅方向における一端側と他端側に、互いに概ね平行な２条の溝３５ａ，３５ｂが該一のストリート１７に沿って形成される。

ただし、２条の溝３５ａ，３５ｂの形成方法に制限はない。例えば、レーザー照射ユニット３６は、レーザービーム８０を２つに分岐させる光学素子を備えていてもよい。このような光学素子としては、例えば、回折光学素子（DOE：Diffractive Optical Element）やＬＣＯＳ－ＳＬＭ（Liquid Crystal On Silicon - Spatial Light Modulator）が用いられる。そして、２つに分岐したレーザービーム８０は、集光器によって２箇所で集光される。

この場合、レーザービーム８０の２箇所の集光点をそれぞれ、一のストリート１７の幅方向における一端側と他端側に位置付けた状態で、レーザービーム８０を該一のストリート１７に沿って走査する。これにより、該一のストリート１７に沿って２条の溝３５ａ，３５ｂが同時進行で形成される。

デブリ捕獲溝３５として２条の溝３５ａ，３５ｂを形成する場合、２条の溝３５ａ，３５ｂの幅の合計分の幅を有する１条の溝を形成する場合と比較して、レーザービーム８０の出力を低く設定することができる。これにより、レーザービーム８０の照射によるアブレーション加工の際に発生するデブリの飛散が抑制される。

そして、同様の手順を繰り返し、全てのストリート１７に沿ってデブリ捕獲溝３５を形成する。これにより、デブリ捕獲溝３５がストリート１７に沿って格子状に形成されたウェーハ１１が得られる。そして、デブリ捕獲溝３５が形成されたウェーハ１１は、搬送機構４０（図３参照）によって流体供給ユニット５４に搬送され、スピンナテーブル５６によって保持される。

次に、ウェーハ１１に洗浄液を供給し、表面保護膜３３とともに表面保護膜３３に付着したデブリを除去する（デブリ除去ステップ）。図６（Ａ）は、デブリ除去ステップにおける流体供給ユニット５４を示す一部断面正面図である。なお、図６（Ａ）では、デバイス層１３、金属を含む層１９、表面保護膜３３の図示を省略している。

図６（Ａ）に示すように、洗浄流体供給ユニット５８は、アーム５８ａと、アーム５８ａの先端部に固定され洗浄流体３７を滴下する洗浄流体供給ノズル５８ｂとを備える。アーム５８ａには、モータ等の回転駆動源（不図示）が接続されている。回転駆動源によってアーム５８ａを回転させることにより、洗浄流体供給ノズル５８ｂを、スピンナテーブル５６に重なる位置（供給位置）と、スピンナテーブル５６に重ならない位置（退避位置）とに位置付けることができる。

デブリ除去ステップでは、まず、表面保護膜形成ステップと同様に、ウェーハ１１がスピンナテーブル５６によって保持される。このときウェーハ１１は、表面１１ａ側（デバイス層１３側、表面保護膜３３側）が上方に露出するように配置される。また、洗浄流体供給ノズル５８ｂが、スピンナテーブル５６の直上に位置付けられる。

そして、スピンナテーブル５６を回転駆動源７２によって回転させながら、洗浄流体供給ノズル５８ｂから洗浄流体３７を滴下して、ウェーハ１１の表面１１ａ側に供給する。洗浄流体３７としては、純水や、純水とエアーとが混合された気液混合流体等が用いられる。

回転するウェーハ１１の表面１１ａ側に洗浄流体３７が供給されると、水溶性の表面保護膜３３が除去される。また、前述の溝形成ステップにおけるアブレーション加工によって発生し表面保護膜３３に付着したデブリが、表面保護膜３３とともに除去される。図６（Ｂ）は、表面保護膜３３が除去されたウェーハ１１の一部を拡大して示す断面図である。

なお、表面保護膜３３に付着したデブリの量が少ない場合等には、デブリ除去ステップを省略することもできる。例えば、ウェーハ１１に２条の溝３５ａ，３５ｂを形成する場合には、前述の通りレーザービーム８０の出力を低く設定できるため、デブリが飛散しにくく表面保護膜３３に付着しにくい。このように、表面保護膜３３にデブリが付着しにくい条件で溝形成ステップが実施される場合には、必ずしもデブリ除去ステップを実施する必要はない。

次に、ウェーハ１１の表面１１ａ側に保護膜材を供給して、デブリ捕獲溝３５の側面を保護する側面保護膜を形成する（側面保護膜形成ステップ）。図７（Ａ）は、側面保護膜形成ステップにおける流体供給ユニット５４を示す一部断面正面図である。なお、図７（Ａ）では、デバイス層１３及び金属を含む層１９の図示を省略している。

側面保護膜形成ステップでは、まず、洗浄流体供給ノズル５８ｂをスピンナテーブル５６の直上から退避させるとともに、保護膜材供給ノズル６０ｂをスピンナテーブル５６の直上に位置付ける。そして、スピンナテーブル５６を回転駆動源７２によって回転させながら、保護膜材供給ノズル６０ｂから水溶性の保護膜材３１を滴下して、ウェーハ１１の表面１１ａ側に供給する。

回転するウェーハ１１の表面１１ａ側に保護膜材３１が供給されると、ウェーハ１１の表面１１ａ側に、デブリ捕獲溝３５の側面を保護する側面保護膜３９が形成される。図７（Ｂ）は、側面保護膜３９が形成されたウェーハ１１の一部を拡大して示す断面図である。

側面保護膜３９は、少なくともストリート１７の幅方向における一端側及び他端側に位置するデブリ捕獲溝３５の一対の側壁（内壁）を覆うように形成される。例えば、デブリ捕獲溝３５として２条の溝３５ａ，３５ｂが形成されている場合には、側面保護膜３９は少なくとも、溝３５ａの溝３５ｂとは反対側に位置する側壁（内壁）と、溝３５ｂの溝３５ａとは反対側に位置する側壁（内壁）とを覆うように形成される。これにより、デブリ捕獲溝３５の側面が側面保護膜３９によって保護される。

また、側面保護膜３９は、分断されたデバイス層１３の側面を覆うように形成される。そのため、側面保護膜３９によってデバイス層１３の側面も保護される。

さらに、側面保護膜形成ステップを実施すると、分断されたデバイス層１３の表面の全体を覆う表面保護膜４１が、側面保護膜３９と一体として形成される。これにより、デバイス層１３の表面が保護される。すなわち、表面保護膜は、前述のデブリ除去ステップにおいて一旦除去された後、側面保護膜形成ステップにおいて再度形成される。なお、前述のデブリ除去ステップが省略される場合には、表面保護膜３３（図５（Ｂ）参照）上に、さらに表面保護膜４１が形成される。

そして、側面保護膜３９の形成後、ウェーハ１１は搬送機構４０（図３参照）によってチャックテーブル２８に搬送される。

次に、ウェーハ１１に対して吸収性を有するレーザービームをデブリ捕獲溝３５に沿って照射して、デブリ捕獲溝３５の内側に分断溝を形成することにより、ウェーハ１１を層１９ごとストリート１７に沿って分断する（分断ステップ）。図８（Ａ）は、分断ステップにおけるレーザー加工装置２を示す一部断面正面図である。なお、図８（Ａ）では、デバイス層１３、金属を含む層１９、側面保護膜３９、表面保護膜４１の図示を省略している。

分断ステップでは、まず、溝形成ステップと同様に、ウェーハ１１がチャックテーブル２８によって保持される。このときウェーハ１１は、表面１１ａ側（デバイス層１３側、表面保護膜４１側）が上方に露出するように配置される。

そして、溝形成ステップと同様の手順により、ウェーハ１１に対して吸収性を有するレーザービーム８２をレーザー照射ユニット３６から照射し、ストリート１７に沿って走査させる。このとき、レーザービーム８２の照射条件（出力、パルス幅、スポット径、繰り返し周波数、集光点の位置等）は、テープ２１に至る分断溝４３、すなわちウェーハ１１及び金属を含む層１９を分断する分断溝４３が形成されるように設定される。

図８（Ｂ）は、分断溝４３が形成されたウェーハ１１の一部を拡大して示す断面図である。ウェーハ１１にレーザービーム８２がストリート１７に沿って照射されると、ウェーハ１１及び層１９にアブレーション加工が施され、ウェーハ１１の表面１１ａからテープ２１に至る分断溝４３がストリート１７に沿って形成される。

ここで、レーザービーム８２の照射位置は、分断溝４３がデブリ捕獲溝３５の内側に形成されるように調整される。具体的には、分断溝４３は、デブリ捕獲溝３５の一対の側壁（内壁）の間の空間と重なる領域に形成される。

例えば、デブリ捕獲溝３５として２条の溝３５ａ，３５ｂが形成されている場合、分断溝４３は、溝３５ａの溝３５ｂとは反対側に位置する側壁（内壁）と、溝３５ｂの溝３５ａとは反対側に位置する側壁（内壁）との間の領域と重なる位置に、２条の溝３５ａ，３５ｂと連結するように形成される。図８（Ｂ）では、２条の溝３５ａ，３５ｂの間に残存する凸部（図７（Ｂ）等参照）が除去されるように分断溝４３が形成される例を示している。

分断溝４３が形成されると、ウェーハ１１及び層１９がストリート１７に沿って分断される。そして、ウェーハ１１には、デブリ捕獲溝３５の側面と、デブリ捕獲溝３５の側面を覆う側面保護膜３９とが残存する。

なお、レーザービーム８２が金属を含む層１９に照射されると、金属を含むデブリ（金属デブリ）が発生し、金属デブリは分断溝４３を介してウェーハ１１の表面１１ａ側に飛散する。しかしながら、このときデバイス層１３は、デブリ捕獲溝３５に形成された側面保護膜３９と表面保護膜４１とによって覆われている。

そのため、金属デブリは、側面保護膜３９及び表面保護膜４１に付着することはあっても、デバイス層１３に付着することはない。これにより、金属デブリのデバイス１５への混入や、金属デブリとデバイス１５との意図しない電気的な接続が回避される。その結果、デバイス１５の動作不良の発生が抑制される。

全てのストリート１７に沿って分断溝４３が形成されると、ウェーハ１１はデバイス１５をそれぞれ備える複数のデバイスチップ４５に分割される。そして、デバイスチップ４５の裏面側には、層１９の一片（ダイアタッチ層１９ａ）が残存する。すなわち、ウェーハ１１を層１９ごと分断することにより、ダイアタッチ層１９ａ付きのデバイスチップ４５が得られる。

なお、分断ステップにおいて、ウェーハ１１の厚さや材質によっては、レーザービーム８２の１回の走査によってウェーハ１１及び層１９を分断する分断溝４３を形成することが困難なことがある。この場合には、各ストリート１７に沿ってレーザービーム８２を複数回ずつ走査してもよい。

次に、ウェーハ１１に洗浄流体を供給して、側面保護膜３９と表面保護膜４１とを除去する（除去ステップ）。図９（Ａ）は、除去ステップにおける流体供給ユニット５４を示す一部断面正面図である。なお、図９（Ａ）では、デバイス層１３、金属を含む層１９、側面保護膜３９、表面保護膜４１の図示を省略している。

除去ステップでは、まず、デブリ除去ステップと同様に、ウェーハ１１がスピンナテーブル５６によって保持される。このときウェーハ１１は、表面１１ａ側（デバイス層１３側、表面保護膜４１側）が上方に露出するように配置される。また、洗浄流体供給ノズル５８ｂが、スピンナテーブル５６の直上に位置付けられる。そして、スピンナテーブル５６を回転駆動源７２によって回転させながら、洗浄流体供給ノズル５８ｂから洗浄流体３７を滴下して、ウェーハ１１の表面１１ａ側に供給する。

回転するウェーハ１１の表面１１ａ側に洗浄流体３７が供給されると、水溶性の側面保護膜３９及び表面保護膜４１が除去される。図９（Ｂ）は、側面保護膜３９及び表面保護膜４１が除去されたウェーハ１１の一部を拡大して示す断面図である。

側面保護膜３９及び表面保護膜４１が除去されると、前述の分断ステップにおけるアブレーション加工によって発生し側面保護膜３９や表面保護膜４１に付着した金属デブリが、側面保護膜３９及び表面保護膜４１とともに除去される。これにより、デバイス１５の付近に存在する金属デブリが確実に除去され、金属デブリに起因するデバイス１５の動作不良が防止される。

その後、ダイアタッチ層１９ａが付着したデバイスチップ４５は、例えばテープ２１上からピックアップされ、所定の実装基板に形成された接続電極にダイアタッチ層１９ａを介して接続される。これにより、デバイスチップ４５が実装基板にダイボンディングによって実装される。

以上の通り、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、まず、ウェーハ１１の表面１１ａ側にデブリ捕獲溝３５が形成されるとともに、デブリ捕獲溝３５の側面を保護する側面保護膜３９が形成される。そして、レーザービーム８２の照射によってデブリ捕獲溝３５の内側に分断溝４３が形成され、ウェーハ１１が金属を含む層１９ごと分断される。

上記のウェーハの加工方法では、レーザービーム８２が金属を含む層１９に照射された際に発生した金属デブリが、デブリ捕獲溝３５に形成された側面保護膜３９で捕獲される。これにより、金属デブリのデバイス１５への混入や、金属デブリとデバイス１５との意図しない電気的な接続が回避され、デバイス１５の動作不良の発生が抑制される。

なお、本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。

１１ ウェーハ
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ デバイス層
１５ デバイス
１７ ストリート（分割予定ライン）
１９ 層（金属含有層）
１９ａ ダイアタッチ層
２１ テープ（ダイシングテープ）
２３ フレーム
２３ａ 開口
３１ 保護膜材
３３ 表面保護膜
３５ デブリ捕獲溝
３５ａ，３５ｂ 溝
３７ 洗浄流体
３９ 側面保護膜
４１ 表面保護膜
４３ 分断溝
４５ デバイスチップ
２ レーザー加工装置
４ 基台
４ａ 開口
６ 移動機構（移動ユニット）
８ Ｙ軸移動機構（Ｙ軸移動ユニット）
１０ Ｙ軸ガイドレール
１２ Ｙ軸移動テーブル
１４ Ｙ軸ボールねじ
１６ Ｙ軸パルスモータ
１８ Ｘ軸移動機構（Ｘ軸移動ユニット）
２０ Ｘ軸ガイドレール
２２ Ｘ軸移動テーブル
２４ Ｘ軸ボールねじ
２６ Ｘ軸パルスモータ
２８ チャックテーブル（保持テーブル）
２８ａ 保持面
３０ クランプ
３２ 支持構造
３４ 支持アーム
３６ レーザー照射ユニット
３８ 撮像ユニット
４０ 搬送機構（搬送ユニット）
４２ ガイドレール
４４ 移動ブロック
４６ ボールねじ
４８ パルスモータ
５０ 昇降機構
５２ 保持機構（保持ユニット）
５４ 流体供給ユニット（洗浄ユニット、保護膜形成ユニット）
５６ スピンナテーブル（保持テーブル）
５６ａ 保持面
５８ 洗浄流体供給ユニット
５８ａ アーム
５８ｂ 洗浄流体供給ノズル
６０ 保護膜材供給ユニット
６０ａ アーム
６０ｂ 保護膜材供給ノズル
６２ 制御部（制御ユニット）
７０ クランプ
７２ 回転駆動源
７２ａ 出力軸
７４ 液受け部材
７４ａ 外壁
７４ｂ 底面
７４ｃ 内壁
７４ｄ 挿入口
７６ カバー
８０ レーザービーム
８２ レーザービーム

Claims (4)

1. 互いに交差する複数のストリートによって区画された複数の領域それぞれに形成されたデバイスを含むデバイス層が表面側に設けられ、金属を含む層が裏面側に設けられたウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、
   該ウェーハの表面側に水溶性の保護膜材を供給して、該デバイス層の表面を保護する表面保護膜を形成する表面保護膜形成ステップと、
   該表面保護膜形成ステップを実施した後、該ウェーハに対して吸収性を有するレーザービームを該ストリートに沿って照射して、該デバイス層を該ストリートに沿って分断するとともに該ウェーハの表面側に該層に至らない深さのデブリ捕獲溝を該ストリートに沿って形成する溝形成ステップと、
   該溝形成ステップを実施した後、該ウェーハの表面側に該保護膜材を供給して、該デブリ捕獲溝の側面及び分断された該デバイス層の側面を保護する側面保護膜を形成する側面保護膜形成ステップと、
   該側面保護膜形成ステップを実施した後、該ウェーハに対して吸収性を有するレーザービームを該ストリートに沿って照射して、該デブリ捕獲溝の内側に分断溝を形成することにより、該ウェーハを該層ごと該ストリートに沿って分断する分断ステップと、
   該分断ステップを実施した後、該ウェーハに洗浄流体を供給して、該表面保護膜と該側面保護膜とを除去する除去ステップと、を備え、
   該分断ステップでは、該層にレーザービームが照射されて発生した該金属を含むデブリが、該デブリ捕獲溝に形成された該側面保護膜に付着し、
   該除去ステップでは、該表面保護膜及び該側面保護膜とともに、該側面保護膜に付着した該デブリが除去されることを特徴とするウェーハの加工方法。
2. 該溝形成ステップでは、該ウェーハの表面側に該層に至らない深さの２条の溝を該ストリートに沿って形成し、
   該側面保護膜形成ステップでは、２条の該溝の側面を覆う該側面保護膜を形成し、
   該分断ステップでは、２条の該溝と連結される該分断溝を形成す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。
3. 該溝形成ステップを実施した後、該側面保護膜形成ステップを実施する前に、該ウェーハに該洗浄流体を供給し、該表面保護膜とともに該表面保護膜に付着したデブリを除去するデブリ除去ステップを更に備え、
   該側面保護膜形成ステップでは、該ウェーハの表面側に該保護膜材を供給して、該側面保護膜を形成するとともに該デバイス層の表面を保護する表面保護膜を再度形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のウェーハの加工方法。
4. 該層は、導電性のダイアタッチフィルムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のウェーハの加工方法。

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