JP7746052B2

JP7746052B2 - ウエーハの処理方法

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Publication number: JP7746052B2
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Authority: JP
Inventors: 勝中村
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Description

本発明は、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハの処理方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

また、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を分割予定ラインに対応する内部に位置付けて照射して、分割予定ラインに沿って改質層を形成し、その後、裏面を研削して所望の厚みに形成すると共に、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する技術が提案されている（特許文献１を参照）。

また、ウエーハの表面に形成された分割予定ラインに溝を形成し、その後ウエーハの表面に保護テープを敷設してウエーハの裏面を研削砥石で研削し、ウエーハを所定の厚みに仕上げると共に、該溝を裏面に露出させてウエーハを個々のデバイスチップに分割技術も提案されている（特許文献２を参照）。

特開２０１４－０７８５６９号公報特開平１１－０４０５２０号公報

ところで、デバイスの表面に凹凸、例えばバンプと称される突起状の電極が形成されたウエーハに対して、上記の特許文献１に記載の技術を適用してウエーハを処理すると、該バンプに起因してウエーハが破損するという問題がある。

また、特許文献２に記載された技術を実施するに際し、上記のようなデバイスの表面にバンプが形成されたウエーハに損傷を与えることなくウエーハの裏面を研削して適正に個々のデバイスチップに分割することが困難であるという問題がある。

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハの表面に突起物が存在している場合であっても、ウエーハを破損、又は損傷を与えることなく個々のデバイスチップに分割することができるウエーハの処理方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハの処理方法であって、ウエーハの表面全体に液状樹脂を塗布してデバイスを構成する部位を覆う樹脂被覆工程と、被覆された液状樹脂を硬化させて保護膜を形成する樹脂硬化工程と、該ウエーハの表面の全体に該保護膜を維持した状態で該保護膜の上面に保護テープを敷設する保護テープ敷設工程と、保護テープの表面を平坦化する平坦化工程と、を含み構成され、該保護膜は、該ウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスチップに分割する分割工程後であって、ピックアップされる前に除去されるウエーハの処理方法が提供される。

該平坦化工程は、チャックテーブルにウエーハの裏面を保持し、ウエーハの表面側を露出し、バイトを備えた切削手段によって保護テープを切削して平坦化することが好ましい。

上記のウエーハの処理方法を実施すると共に、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を分割予定ラインに対応する裏面から内部に位置付けて照射して分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、ウエーハの裏面を研削砥石で研削し、ウエーハを所定の厚みに仕上げると共に、改質層からウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、を含むようにしてもよい。また、上記のウエーハの処理方法を実施すると共に、ウエーハの裏面を研削砥石で研削し、ウエーハを所定の厚みに仕上げる研削工程と、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を分割予定ラインに対応する裏面から内部に位置付けて照射して分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、ウエーハに外力を付与し、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、を含むようにしてもよい。

さらに、上記のウエーハの処理方法における該樹脂被覆工程の前に、ウエーハの表面に形成された分割予定ラインに対して溝を形成する溝形成工程を実施し、該溝形成工程の後、樹脂被覆工程、樹脂硬化工程、保護テープ敷設工程、及び該平坦化工程を実施し、その後、ウエーハの裏面を研削砥石で研削し、ウエーハを所定の厚みに仕上げると共に、該溝を裏面に露出させて、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程を実施するようにしてもよい。

本発明のウエーハの処理方法は、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハの処理方法であって、ウエーハの表面全体に液状樹脂を塗布してデバイスを構成する部位を覆う樹脂被覆工程と、被覆された液状樹脂を硬化させて保護膜を形成する樹脂硬化工程と、該ウエーハの表面の全体に該保護膜を維持した状態で該保護膜の上面に保護テープを敷設する保護テープ敷設工程と、保護テープの表面を平坦化する平坦化工程と、を含み構成され、該保護膜は、該ウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスチップに分割する分割工程後であって、ピックアップされる前に除去されることから、デバイスの表面にバンプ等の突起物が形成されていても、該突起物を液状樹脂によって埋設することができると共に、液状樹脂が硬化して形成された保護膜を覆う保護テープの表面を平坦化することで、保護膜上の凹凸や保護テープの厚みのばらつきによるウネリの影響をなくして、ウエーハに損傷を与えることなく、ウエーハの裏面を研削砥石で研削して、適正に個々のデバイスチップに分割することができる。

（ａ）被加工物であるウエーハと、液状樹脂被覆装置の斜視図、（ｂ）樹脂被覆工程の実施態様を示す斜視図である。樹脂硬化工程の実施態様を示す斜視図である。保護テープ敷設工の実施態様を示す斜視図である。平坦化工程の実施態様を示す斜視図である。（ａ）レーザー加工装置の斜視図、（ｂ）改質層形成工程の実施態様を示す斜視図、（ｃ）（ｂ）に示すウエーハの断面図である。（ａ）改質層からウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）の分割工程により個々のデバイスチップに分割されたウエーハを示す斜視図である。ウエーハの裏面を研削砥石で研削する研削工程の実施態様を示す斜視図である。（ａ）図６の研削工程によって研削されたウエーハに対し実施される改質層形成工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）に示すウエーハの断面図である。図８に示す改質層形成工程を経たウエーハをフレームで保持する態様を示す斜視図である。ウエーハに外力を付与して個々のデバイスチップに分割する分割工程の実施態様を示す斜視図である。（ａ）溝形成工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）に示すウエーハの断面図、（ｃ）溝形成工程により溝が形成されたウエーハの斜視図である。ウエーハの裏面を研削砥石で研削してウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程の実施態様を示す斜視図である。（ａ）個々のデバイスチップに分割されたウエーハをフレームによって保持する態様を示す斜視図、（ｂ）ウエーハから保護膜を除去する態様を示す斜視図である。

以下、本発明に基づいて構成されるウエーハの処理方法に係る実施形態について、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

図１（ａ）には、本実施形態のウエーハの処理方法によって処理されるウエーハ１０と、液状樹脂被覆装置２０（一部のみを示している）が示されている。ウエーハ１０は、例えばシリコン（Ｓｉ）基板によって形成されたウエーハである。ウエーハ１０は、複数のデバイス１２が分割予定ライン１４によって区画された表面１０ａに形成されたものであり、各デバイス１２には、図中上方に一部を拡大して示すように、複数のバンプ１６が形成されている。バンプ１６は、デバイス１２を電気的に外部に接続するための突起状の電極であり、例えば、鉛と錫を主成分とする合金電極である。

本実施形態のウエーハの処理方法では、まず、ウエーハ１０の表面１０ａに、以下に説明する液状樹脂Ｌを塗布してデバイス１２を構成する部位を覆う樹脂被覆工程を実施する。より具体的には、上記のウエーハ１０を、図に示す液状樹脂被覆装置２０に搬送する。液状樹脂被覆装置２０は、チャックテーブル２１と、支持基台２３とを少なくとも備え、チャックテーブル２１の保持面２２は、通気性を有するポーラス部材によって形成されている。チャックテーブル２１には、図示を省略する吸引手段に接続され、該吸引手段を作動させることで、保持面２２に吸引負圧を生成する。支持基台２３の内部には、図示を省略する電動モータが配設され、回転軸２４と共に、チャックテーブル２１を回転させることが可能になっている。

液状樹脂被覆装置２０に搬送されたウエーハ１０の表面１０ａ側を上方に、裏面１０ｂ側を下方に向けて、液状樹脂被覆装置２０のチャックテーブル２１に載置し、上記の吸引手段を作動させて、保持面２２上に吸引保持する。

図１（ｂ）に示すように、チャックテーブル２１にウエーハ１０を吸引保持したならば、液状樹脂供給ノズル２５を、ウエーハ１０の中心の直上に位置付けると共に、上記の支持基台２３の電動モータを作動して、回転軸２４と共にチャックテーブル２１を矢印Ｒ１で示す方向に回転させ、液状樹脂供給ノズル２５の噴射口２５ａから所定量の液状樹脂Ｌを供給して、ウエーハ１０の表面１０ａ上に塗布する。該液状樹脂Ｌとしては、例えば、紫外線を照射することにより硬化するエポキシ樹脂が採用される。該噴射口２５ａからの液状樹脂Ｌの供給は、１回に限定されず、複数回供給するようにしてもよい。該噴射口２５ａから供給される液状樹脂Ｌの供給量は、ウエーハ１０の表面１０ａに液状樹脂Ｌを塗布してデバイス１２を構成する部位を覆う量に設定される。以上により、樹脂被覆工程が完了する。

次いで、ウエーハ１０に被覆された液状樹脂Ｌを硬化させる樹脂硬化工程を実施する。該樹脂硬化工程を実施するに際しては、例えば、図２の左方に示すように、上記の液状樹脂被覆装置２０に保持されたウエーハ１０の直上に、紫外線照射手段２６を位置付ける。次いで、該紫外線照射手段２６から、ウエーハ１０に被覆された液状樹脂Ｌに向けて、紫外線ＵＶを照射する。これにより、液状樹脂Ｌが硬化し、図２の右方に示すように、ウエーハ１０の表面１０ａ上に、液状樹脂Ｌが硬化した保護膜Ｌ’が形成されて、樹脂硬化工程が完了する。なお、本実施形態においては、ウエーハ１０の表面１０ａに被覆する液状樹脂Ｌとして、紫外線ＵＶを照射することにより硬化する樹脂を選択したが、本発明はこれに限定されない。例えば、液状樹脂Ｌとしては、時間経過と共に硬化する樹脂であってもよく、その場合の樹脂硬化工程は、樹脂被覆工程が終わった後、ウエーハ１０上に塗布した液状樹脂Ｌが硬化するまで待機する工程が、樹脂硬化工程に相当する。

上記した保護膜Ｌ’は、デバイス１２に形成されているバンプ１６を吸収する程度の厚みで形成されているものの、全体でみると、ウエーハ１０の表面１０ａの凹凸１８の影響を受けたり、硬化する際の収縮等の影響を受けたりすることにより、保護膜Ｌ’の膜厚が不均一となり、凹凸１８が形成される。このような状態で、保護膜Ｌ’側を保持して、ウエーハ１０の裏面１０ｂを研削して薄化しようとしても、該凹凸１８の影響により、ウエーハ１０が損傷したり破損したりする虞がある。そこで、本実施形態では、上記の如く硬化した液状樹脂からなる保護膜Ｌ’の上面に、保護テープを敷設する保護テープ敷設工程と、保護テープの表面を平坦化する平坦化工程を実施する。

該保護テープ敷設工程を実施するに際し、図３に示すような、保護テープＴ１を用意する。保護テープＴ１は、例えば、ウエーハに対して研削加工を実施する際に使用されるバックグラインドテープが使用される。バックグラインドテープとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、又はそれらの組み合わせ等から選択され、貼着される側に粘着剤が形成されている。

保護テープ敷設工程では、図３に示すように、ウエーハ１０の表面１０ａ上で硬化した液状樹脂Ｌの上面、すなわち保護膜Ｌ’の表面に保護テープＴ１を敷設する。保護テープＴ１を保護膜Ｌ’上に敷設する際には、保護膜Ｌ’と保護テープＴ１との間に空気等が入らないように、減圧された真空環境下で実施することが好ましい。保護膜Ｌ’上に保護テープＴ１を密着させて敷設すると、保護テープＴ１上には、図３の右方側に示すように、保護膜Ｌ’上に形成された凹凸１８の影響、及び保護テープＴ１の厚みのばらつき等により発現する凹凸１８’が形成される。そこで、本実施形態では、上記の如く保護膜Ｌ’上に敷設された保護テープＴ１を切削して平坦化する平坦化工程を実施する。

図４には、本実施形態の平坦化工程を実施するのに好適な切削装置３０（一部のみを示す）が示されている。切削装置３０は、上下方向に移動可能に装着された切削ユニット３１を備えている。切削ユニット３１は、図示を省略する切り込み送り手段によって上下方向に移動させられる移動基台３２と、移動基台３２に装着されたスピンドルユニット３３とを備えている。移動基台３２の前面には支持部材３２ａが装着され、スピンドルユニット３３は、支持部材３２ａによって支持されている。

スピンドルユニット３３は、支持部材３２ａに装着されたスピンドルハウジング３３ａと、スピンドルハウジング３３ａに回転自在に配設された回転スピンドル３３ｂと、回転スピンドル３３ｂを回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ３３ｃとを備えている。回転スピンドル３３ｂの下端部はスピンドルハウジング３３ａの下端を越えて下方に突出させられ、その下端側には円板形状のバイト工具装着部材３３ｄが設けられている。

バイト工具装着部材３３ｄには、回転軸芯から偏芯した外周部の一部に上下方向に貫通するバイト取り付け穴３３ｅが設けられている。バイト取り付け孔３３ｅにバイト３４を挿入し、バイト工具装着部材３３ｄの側方に形成された雌ねじ穴から締め付けボルト３５を螺合して締め付け固定する。なお、バイト３４は、図示の実施形態においては超鋼合金等の工具鋼によって棒状に形成され、バイト３４の下方先端部には、ダイヤモンド等で形成された切れ刃が備えられている。バイト工具装着部材３３ｄに装着されるバイト３４は、上記のサーボモータ３３ｃによって駆動される回転スピンドル３３ｂが回転することにより、バイト工具装着部材３３ｄと共に回転させられる。

切削装置３０には、チャックテーブル機構３６が配設されている。チャックテーブル機構３６は、回転自在に配設された円板形状のチャックテーブル３６ａを備えている。チャックテーブル３６ａの保持面は通気性を有する部材によって形成され、図示しない吸引源に接続されている。チャックテーブル機構３６は、切削装置３０の内部に収容された図示を省略する移動機構を備えており、矢印Ｒ３で示す方向にチャックテーブル３６ａをカバー部材３６ｂと共に移動させることができる。

図４に示された切削装置３０は、概ね以上のように構成されており、以下に、上記した切削装置３０を使用して実施される本実施形態の平坦化工程について説明する。

図４に示す切削装置３０のチャックテーブル３６ａ上には、保護テープＴ１が敷設された側を上方に向けて載置されたウエーハ１０が吸引保持される。上記したサーボモータ３３ｃを駆動して、バイト工具装着部材３３ｄを矢印Ｒ２で示す方向に回転させ、且つ図示を省略する切り込み送り手段を作動して、上記したウエーハ１０上の保護テープＴ１の凹凸１８’を切削する所定の高さに下降させる。図示を省略する移動手段を作動してチャックテーブル機構３６を、図４に矢印Ｒ３で示す方向に移動し、ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３６ａをバイト工具装着部材３３ｄの下方の加工領域を通過させる。このようにしてウエーハ１０を保持したチャックテーブル３６ａが加工領域を通過することにより、図４の下方側に示すように、ウエーハ１０に敷設された保護テープＴ１上から凹凸１８’を除去して平坦化し、平坦化工程が完了する。

なお、本発明の平坦化工程は、上記の切削装置３０によって平坦化することに限定されず、例えば研磨装置等によって平坦化するものであってもよい。

上記した樹脂被覆工程と、樹脂硬化工程と、保護テープ敷設工程と、平坦化工程とを含み構成されるウエーハの処理方法を採用することで、以下に説明するウエーハ１０を個々のデバイスチップに分割する種々の分割加工が良好に実施される。図５、図６、及び図１３を参照しながら、第一の分割加工の実施態様について説明する。

図５（ａ）には、上記のウエーハの処理方法に基づき平坦化された保護テープＴ１が敷設されたウエーハ１０と、第一の分割加工に好適なレーザー加工装置４０の全体斜視図とが示されている。レーザー加工装置４０は、基台４０ａ上に配置され、加工対象であるウエーハ１０に対してレーザー光線を照射するレーザー照射手段４１と、ウエーハ１０を保持する保持手段４２と、保持手段４２に保持されたウエーハ１０を撮像する撮像手段４３と、レーザー照射手段４１と保持手段４２とを相対的に加工送りすると共に、撮像手段４３と保持手段４２とを相対的に移動させる送り手段４４と、基台４０ａ上の送り手段４４の奥側に立設される垂直壁部４５ａ及び垂直壁部４５ａの上端部から水平方向に延びる水平壁部４５ｂからなる枠体４５とを備えている。

枠体４５の水平壁部４５ｂの内部には、レーザー照射手段４１を構成する光学系（図示は省略）が収容される。水平壁部４５ｂの先端部下面側には、レーザー照射手段４１の一部を構成する集光器４１ａが配設される。撮像手段４３は、集光器４１ａに対して図中矢印Ｘで示すＸ軸方向で隣接する位置に配設されている。撮像手段４３は、可視光線により撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）と、被加工物に赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段により照射された赤外線を捕える光学系と、該光学系が捕えた赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）とを含む。

保持手段４２は、図５（ａ）に示すように、Ｘ軸方向において移動自在に基台４０ａに搭載された矩形状のＸ軸方向可動板４２ａと、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向において移動自在にＸ軸方向可動板４２ａに搭載された矩形状のＹ軸方向可動板４２ｂと、Ｙ軸方向可動板４２ｂの上面に固定された円筒状の支柱４２ｃと、支柱４２ｃの上端に固定された矩形状のカバー板４２ｄとを含む。カバー板４２ｄにはカバー板４２ｄ上に形成された長穴を通って上方に延びるチャックテーブル４２ｅが配設されている。チャックテーブル４２ｅは、支柱４２ｃ内に収容された図示しない回転駆動手段により回転可能に構成される。チャックテーブル４２ｅには、通気性を有する多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック４２ｆが配設されている。吸着チャック４２ｆは、支柱４２ｃを通る流路によって図示しない吸引手段に接続されている。

送り手段４４は、Ｘ軸送り手段４６と、Ｙ軸送り手段４７と、を含む。Ｘ軸送り手段４７は、モータ４７ａの回転運動を、ボールねじ４７ｂを介して直線運動に変換してＸ軸方向可動板４２ａに伝達し、基台４０ａ上にＸ軸方向に沿って配設された一対の案内レール４０ｂ、４０ｂに沿ってＸ軸方向可動板４２ａをＸ軸方向において進退させる。Ｙ軸送り手段４７は、モータ４７ａの回転運動を、ボールねじ４７ｂを介して直線運動に変換し、Ｙ軸方向可動板４２ｂに伝達し、Ｘ軸方向可動板４２ａ上においてＹ軸方向に沿って配設された一対の案内レール４２ｇ、４２ｇに沿ってＹ軸方向可動板４２ｂをＹ軸方向において進退させる。

図５（ａ）に示すレーザー加工装置４０は、概ね上記したとおりの構成を備えており、このレーザー加工装置４０を使用して実行される、第一の分割加工の改質層形成工程について、より具体的に説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、ウエーハ１０の保護テープＴ１側を下方に、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側を上方に向けて、チャックテーブル４２ｅの吸着チャック４２ｆ上に載置して吸引保持する。

チャックテーブル４２ｅによって保持されたウエーハ１０は、上記の送り手段４４を作動することにより、撮像手段４３の直下に移動させられて撮像される。撮像手段４３は、図示を省略する制御手段、及び表示手段に接続され、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側から赤外線を照射して撮像することにより、ウエーハ１０の表面１０ａ側に形成されレーザー光線を照射すべき分割予定ライン１４を検出する。検出した分割予定ライン１４の位置情報であるＸ座標、Ｙ座標を、該制御手段に記憶すると共に、チャックテーブル４２ｅを回転して、所定の分割予定ライン１４をＸ軸方向に整合させる（アライメント）。

上記したアライメントを実施したならば、送り手段４４を作動して、チャックテーブル４２ｅをＸ軸方向に移動して、図５（ｂ）に示すように、ウエーハ１０をレーザー照射手段４１の集光器４１ａの直下に位置付ける。次いで、上記の送り手段４４を作動させると共に、集光器４１ａを図中矢印Ｚで示すＺ軸方向（上下方向）に移動させることにより、図５（ｃ）に示すように、レーザー照射手段４１によって照射するウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線ＬＢ１の集光点Ｐ１を、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側から所定の分割予定ライン１４に対応する位置の内部に位置付けて照射して、改質層１００を形成する。該所定の分割予定ライン１４に沿って改質層１００を形成したならば、ウエーハ１０をＹ軸方向に分割予定ライン１４の間隔だけ割り出し送りして、Ｙ軸方向で隣接する未加工の分割予定ライン１４を集光器４１ａの直下に位置付ける。そして、上記したのと同様にしてレーザー光線ＬＢ１の集光点Ｐ１をウエーハ１０の分割予定ライン１４に対応する位置の内部に位置付けて照射し、ウエーハ１０をＸ軸方向に加工送りして改質層１００を形成する。

上記したレーザー加工を繰り返し、ウエーハ１０をＸ軸方向、及びＹ軸方向に加工送りして、Ｘ軸方向に沿うすべての分割予定ライン１４に沿って改質層１００を形成する。次いで、ウエーハ１０を９０度回転させて、既に改質層１００を形成した分割予定ライン１４に直交する方向の未加工の分割予定ライン１４をＸ軸方向に整合させる。そして、残りの各分割予定ライン１４に対しても、上記したのと同様にしてレーザー光線ＬＢ１の集光点Ｐ１を位置付けて照射して、ウエーハ１０の表面１０ａに形成された全ての分割予定ライン１４に沿ってウエーハ１０の内部に改質層１００を形成する（改質層形成工程）。

なお、上記した改質層形成工程において実施されるレーザー加工の加工条件は、例えば、以下のように設定される。
波長：１３４２ｎｍ
平均出力：１．０Ｗ
繰り返し周波数：９０ｋＨｚ
送り速度：７００ｍｍ／秒

上記した改質層形成工程を実施したならば、ウエーハ１０を図６（ａ）に示す研削装置５０（一部のみを示す）に搬送する。研削装置５０は、図示を省略する回転駆動手段によって回転可能なチャックテーブル５１と、研削手段５２とを備えている。研削手段５２は、図示を省略する回転駆動手段により回転させられる回転スピンドル５２ａと、回転スピンドル５２ａの下端に装着されたホイールマウント５２ｂと、ホイールマウント５２ｂの下面に取り付けられる研削ホイール５２ｃとを備え、研削ホイール５２ｃの下面には複数の研削砥石５２ｄが環状に配設されている。

図６（ａ）に示すように、研削装置５０に搬送したウエーハ１０を、保護テープＴ１が形成された側を下方に、裏面１０ｂ側を上方に向けて、チャックテーブル５１上に吸引保持したならば、研削手段５２の回転スピンドル５２ａを矢印Ｒ４で示す方向に、例えば６０００ｒｐｍで回転させると共に、チャックテーブル５１を矢印Ｒ５で示す方向に、例えば３００ｒｐｍで回転させる。そして、図示を省略する研削送り手段を作動して、研削砥石５２ｄを矢印Ｒ６で示す方向に下降させて、ウエーハ１０の裏面１０ｂに接触させ、例えば１μｍ／秒の研削送り速度で研削送りする。この際、図示しない接触式の測定ゲージによりウエーハ１０の厚みを測定しながら研削を進めることができ、該所定の仕上がり厚みになるまで研削することにより、ウエーハ１０に対して外力が付与されて、図６（ｂ）に示すように、分割予定ライン１４に沿って形成された改質層１００に沿って個々のデバイスチップ１２’に分割される（分割工程）。以上により、第一の分割加工が完了する。

上記したように、第一の分割加工によってウエーハ１０が個々のデバイスチップ１２’に分割されたならば、必要に応じて、図示を省略するピックアップ工程に送られる。その際には、例えば、図１３（ａ）に示すように、ウエーハ１０を収容可能な開口Ｆａを有する環状のフレームＦを用意し、ウエーハ１０を反転して、保護テープＴ１側を上方に、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側を下方に向けて該開口Ｆａの中央に位置付けて、粘着テープＴ２を介して保持させる。そして、図１３（ｂ）に示すように、保護テープＴ１及び保護膜Ｌ’を除去することにより、個々のデバイスチップ１２’に分割されたウエーハ１０の表面１０ａ側が露出し、容易にピックアップすることが可能な状態となる。

上記した第一の分割加工は、上記した樹脂被覆工程、樹脂硬化工程、保護テープ敷設工程、及び平坦化工程が実施された状態で実施されることから、デバイス１２の表面にバンプ１６等の突起物が形成されていても、該突起物を液状樹脂Ｌによって埋設することができると共に、液状樹脂Ｌが硬化して形成された保護膜Ｌ’を覆う保護テープＴ１の表面を平坦化することで、保護膜Ｌ’上の凹凸１８や保護テープＴ１の厚みのばらつきによるウネリの影響をなくして、ウエーハ１０に損傷を与えることなく、ウエーハ１０の裏面１０ｂを研削砥石で研削して、適正に個々のデバイスチップ１２’に分割することができる。

次に、上記した樹脂被覆工程と、樹脂硬化工程と、保護テープ敷設工程と、平坦化工程とを含み構成されるウエーハの処理方法と組み合わせて実施される第二の分割加工について、図７～図１０を参照しながら、以下に説明する。

第二の分割加工においても、ウエーハ１０に対し、上記した樹脂被覆工程と、樹脂硬化工程と、保護テープ敷設工程と、平坦化工程とを含むウエーハの処理方法が実施される。次いで、上記の改質層形成工程を実施せずに、保護膜Ｌ’上に保護テープＴ１が敷設されたウエーハ１０を、上記した研削装置５０（図６を参照）に搬送する。そして、図７に示すように、研削装置５０に搬送したウエーハ１０を、保護テープＴ１が敷設された側を下方に、裏面１０ｂ側を上方に向けて、チャックテーブル５１上に吸引保持し、研削手段５２の回転スピンドル５２ａを矢印Ｒ４で示す方向に、例えば６０００ｒｐｍで回転させると共に、チャックテーブル５１を矢印Ｒ５で示す方向に、例えば３００ｒｐｍで回転させる。そして、図示を省略する研削送り手段を作動して、研削砥石５２ｄを矢印Ｒ６で示す方向に下降させてウエーハ１０の裏面１０ｂに接触させ、例えば１μｍ／秒の研削送り速度で研削送りする。この際、図示しない接触式の測定ゲージによりウエーハ１０の厚みを測定しながら研削を進めることができ、ウエーハ１０が該所定の仕上がり厚みになるまで研削する（研削工程）。

上記した研削工程を実施し、ウエーハ１０の厚みを仕上がり厚みとした後、図５に基づいて説明したレーザー加工装置４０に搬送する。そして、レーザー加工装置４０のチャックテーブル４２ｅに、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側を上方に向けて載置して吸引保持した後、上記したアライメントを経て、ウエーハ１０をＸ軸方向に移動して、図８（ａ）に示すように、ウエーハ１０をレーザー照射手段４１の集光器４１ａの直下に位置付ける。次いで、上記の送り手段４４を作動させると共に、図８（ｂ）に示すように、レーザー照射手段４１によってウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線ＬＢ２の集光点Ｐ２を、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側から所定の分割予定ライン１４に対応する内部に位置付けて照射して、改質層１１０を形成する。該所定の分割予定ライン１４に沿って改質層１１０を形成したならば、ウエーハ１０をＹ軸方向に分割予定ライン１４の間隔だけ割り出し送りして、Ｙ軸方向で隣接する未加工の分割予定ライン１４を集光器４１ａの直下に位置付ける。そして、上記したのと同様にしてレーザー光線ＬＢ２の集光点Ｐ２をウエーハ１０の分割予定ライン１４に対応する位置の内部に位置付けて照射し、ウエーハ１０をＸ軸方向に加工送りして改質層１１０を形成する。

上記した加工を繰り返すことにより、ウエーハ１０をＸ軸方向、及びＹ軸方向に加工送りして、Ｘ軸方向に沿うすべての分割予定ライン１４に沿って改質層１１０を形成する。次いで、ウエーハ１０を９０度回転させて、既に改質層１１０を形成した分割予定ライン１４に直交する方向の未加工の分割予定ライン１４をＸ軸方向に整合させる。そして、残りの各分割予定ライン１４に対しても、上記したのと同様にしてレーザー光線ＬＢ２の集光点Ｐ２を位置付けて照射して、ウエーハ１０の表面１０ａに形成された全ての分割予定ライン１４に沿ってウエーハ１０の内部に改質層１１０を形成する（改質層形成工程）。

なお、上記の第二の分割加工における改質層形成工程において実施されるレーザー加工の加工条件は、例えば、以下のように設定される。
波長：１０６４ｎｍ
平均出力：１．０Ｗ
繰り返し周波数：８０ｋＨｚ
送り速度：３００ｍｍ／秒

上記したように、改質層形成工程を実施したならば、レーザー加工装置４０からウエーハ１０を搬出して、図１０に示すように、ウエーハ１０を収容可能な開口Ｆａを有する環状のフレームＦの該開口Ｆａの中央に、保護テープＴ１側を上方に、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側を下方に向けて位置付け、粘着テープＴ２を介して保持させる。次いで、図１０に示すように、ウエーハ１０の表面１０ａから、保護膜Ｌ’及び保護テープＴ１を除去する。保護膜Ｌ’及び保護テープＴ１を除去したならば、ウエーハ１０を中心として、粘着テープＴ２を外方向に放射状に引っ張るように外力Ｇを付与し、ウエーハ１０の該改質層１１０を分割起点として個々のデバイスチップ１２’に分割する（分割工程）。

上記した第二の分割加工を実施することによっても、上記の樹脂被覆工程、樹脂硬化工程、保護テープ敷設工程、及び平坦化工程が実施されていることから、上記した第一の分割加工と同様の作用効果を発揮することができ、ウエーハ１０を適切に個々のデバイスチップ１２’に分割することができる。

さらに、上記した樹脂被覆工程と、樹脂硬化工程と、保護テープ敷設工程と、平坦化工程とを含み構成されるウエーハの処理方法と組み合わせて実施される、ウエーハ１０を個々のデバイスチップに分割する第三の分割加工の実施態様について、図１１～図１３を参照しながら説明する。

該第三の分割加工を実施するに際しては、ウエーハ１０に対して、上記の樹脂被覆工程を実施する前に、ウエーハ１０の表面１０ａに形成された分割予定ライン１４に対して溝を形成する溝形成工程を実施する。より具体的には、まず、ウエーハ１０を、図１１に示す切削装置６０（一部のみを示している）に搬送する。切削装置６０は、ウエーハ１０を吸引保持するチャックテーブル（図示は省略する）と、該チャックテーブルに吸引保持されたウエーハ１０を切削する切削手段６２とを備える。該チャックテーブルは、回転自在に構成され、図中矢印Ｘで示す方向にチャックテーブルと共にウエーハ１０を加工送りする移動手段（図示は省略する）を備えている。また、切削手段６２は、スピンドルハウジング６３と、該スピンドルハウジング６３に図中矢印Ｙで示すＹ軸方向に配設され保持されたスピンドル６４と、スピンドル６４の先端に保持された環状の切削ブレード６５（例えば直径５０ｍｍ）と、切削ブレード６５を覆うブレードカバー６６と、を備え、切削ブレード６５をＹ軸方向で割り出し送りするＹ軸移動手段（図示は省略する）を備えている。スピンドル６４は、図示を省略するスピンドルモータにより回転駆動される。

本実施形態の溝形成工程を実施するに際し、まず、ウエーハ１０の表面１０ａを上方に向けて切削装置６０のチャックテーブルに載置して吸引保持し、ウエーハ１０の所定の分割予定ラン１４をＸ軸方向に整合させると共に、切削ブレード６５との位置合わせを実施する。次いで、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン１４に、矢印Ｒ７で示す方向に高速回転（例えば３００００ｒｐｍ）させた切削ブレード６５を位置付けて、表面１０ａ側から裏面１０ｂに達せずデバイス１２の少なくとも仕上がり厚みに達する深さに切り込ませると共に、切削加工位置に切削水を供給（例えば２リットル／分）しながら、チャックテーブルをＸ軸方向に加工送り（例えば５０ｍｍ／秒）して、図１１（ｂ）に示すような溝１３０を形成する。さらに、溝１３０を形成した分割予定ライン１４にＹ軸方向で隣接し、溝１３０が形成されていない分割予定ライン１４上に、切削手段６２の切削ブレード６５を割り出し送りして、上記と同様にして溝１３０を形成する切削加工を実施する。これらを繰り返すことにより、Ｘ軸方向に沿うすべての分割予定ライン１４に沿って溝１３０を形成する。次いで、チャックテーブルを９０度回転し、先に溝１３０を形成した方向と直交する方向をＸ軸方向に整合させ、上記した切削加工を新たにＸ軸方向に整合させたすべての分割予定ライン１４に対して実施し、図１１（ｃ）に示すように、ウエーハ１０に形成されたすべての分割予定ライン１４に沿って溝１３０を形成して、溝形成工程が完了する。

上記の溝形成工程を実施したならば、上記した樹脂被覆工程と、樹脂硬化工程と、保護テープ敷設工程と、平坦化工程とを実施し、該平坦化工程の後に、保護膜Ｌ’及び保護テープＴ１が形成されたウエーハ１０を、図１２に示す研削装置５０に搬送する。研削装置５０は、図６に基づいて説明した研削装置５０と同一の装置であり、詳細についての説明は省略する。該研削装置５０のチャックテーブル５１にウエーハ１０の保護テープＴ１が敷設された側を載置して吸引保持して、図１２に示すように、裏面１０ｂを研削砥石５２ｄによって研削して、該溝１３０を露出させて、ウエーハ１０がデバイス１２の仕上がり厚みになるまで研削して仕上げる。この結果、図１３（ａ）の上方に示すように、ウエーハ１０が個々のデバイスチップ１２’に分割され、分割工程が完了する。

上記したように、ウエーハ１０がデバイスチップ１２’に分割された状態では、保護膜Ｌ’及び保護テープＴ１によってウエーハ１０の形態が維持されていることから、図に示すように、ウエーハ１０を収容可能な開口Ｆａを有する環状のフレームＦを用意し、ウエーハ１０を反転して、保護テープＴ１側を上方に、ウエーハ１０の裏面１０ｂ側を下方に向けて、該開口Ｆａの中央に位置付けて、粘着テープＴ２を介して保持させる。そして、図１３（ｂ）に示すように、保護膜Ｌ’及び保護テープＴ１を除去することにより、個々のデバイスチップ１２’に分割されたウエーハ１０の表面１０ａを露出させて、容易にピックアップすることが可能な状態となる。このようにして、第三の分割加工を実施する場合であっても、上記の樹脂被覆工程、樹脂硬化工程、保護テープ敷設工程、及び平坦化工程を組み合わせて実施することにより、保護膜Ｌ’及び保護テープＴ１からなる層の厚みが均一にされていることから、ウエーハ１０の裏面１０ｂを研削砥石で研削し、ウエーハ１０を個々のデバイスチップ１２’に分割する分割工程を実施する場合であっても、上記の第一、第二の分割工程と同様の効果を発揮することができる。

１０：ウエーハ
１０ａ：表面
１０ｂ：裏面
１２：デバイス
１２’：デバイスチップ
１４：分割予定ライン
１６：バンプ
１８、１８’：凹凸
２０：液状樹脂被覆装置
２１：チャックテーブル
２２：保持面
２３：支持基台
２４：回転軸
２５：液状樹脂供給ノズル
２５ａ：噴射口
２６：紫外線照射手段
３０：切削装置
３１：切削ユニット
３２：移動基台
３２ａ：支持部材
３３：スピンドルユニット
３３ａ：スピンドルハウジング
３３ｂ：回転スピンドル
３３ｃ：サーボモータ
３３ｄ：バイト工具装着部材
３３ｅ：バイト取り付け孔
３４：バイト
３５：ボルト
３６：チャックテーブル機構
３６ａ：チャックテーブル
３６ｂ：カバー部材
４０：レーザー加工装置
４１：レーザー照射手段
４２：保持手段
４２ａ：Ｘ軸方向可動板
４２ｂ：Ｙ軸方向可動板
４２ｃ：支柱
４２ｄ：カバー板
４２ｅ：チャックテーブル
４２ｆ：吸着チャック
４２ｇ：案内レール
４３：撮像手段
４４：送り手段
４５：枠体
４５ａ：垂直壁部
４５ｂ：水平壁部
５０：研削装置
５１：チャックテーブル
５２：研削手段
５２ａ：回転スピンドル
５２ｂ：ホイールマウント
５２ｃ：研削ホイール
５２ｄ：研削砥石
６０：切削装置
６２：切削手段
６３：スピンドルハウジング
６４：スピンドル
６５：切削ブレード
６６：ブレードカバー
１００、１１０：改質層
１３０：溝
Ｌ：液状樹脂
Ｌ’：保護膜
Ｔ１：保護テープ
Ｔ２：粘着テープ

Claims

複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハの処理方法であって、
ウエーハの表面全体に液状樹脂を塗布してデバイスを構成する部位を覆う樹脂被覆工程と、
被覆された液状樹脂を硬化させて保護膜を形成する樹脂硬化工程と、
該ウエーハの表面の全体に該保護膜を維持した状態で該保護膜の上面に保護テープを敷設する保護テープ敷設工程と、
保護テープの表面を平坦化する平坦化工程と、
を含み構成され、
該保護膜は、該ウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスチップに分割する分割工程後であって、ピックアップされる前に除去されるウエーハの処理方法。
該平坦化工程は、チャックテーブルにウエーハの裏面を保持し、ウエーハの表面側を露出し、バイトを備えた切削手段によって保護テープを切削して平坦化する請求項１に記載のウエーハの処理方法。
該平坦化工程の後、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を分割予定ラインに対応する裏面から内部に位置付けて照射して分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、
ウエーハの裏面を研削砥石で研削し、ウエーハを所定の厚みに仕上げると共に、改質層からウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、を含む請求項１又は２に記載のウエーハの処理方法。
該平坦化工程の後、ウエーハの裏面を研削砥石で研削し、ウエーハを所定の厚みに仕上げる研削工程と、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を分割予定ラインに対応する裏面から内部に位置付けて照射して分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、
ウエーハに外力を付与し、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程と、を含む請求項１又は２に記載のウエーハの処理方法。
該樹脂被覆工程の前に、ウエーハの表面に形成された分割予定ラインに対して溝を形成する溝形成工程を実施し、
該溝形成工程の後、樹脂被覆工程、樹脂硬化工程、保護テープ敷設工程、及び該平坦化工程を実施し、その後、ウエーハの裏面を研削砥石で研削し、ウエーハを所定の厚みに仕上げると共に、該溝を裏面に露出させて、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する分割工程を実施する、請求項１又は２に記載のウエーハの処理方法。