JP2017011133A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切削後のウェーハの搬送時の破損を抑制できるウェーハの加工方法を提供する。
【解決手段】ウェーハの加工方法は、機能層の表面に外的刺激によって硬化する保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、保護テープ貼着ステップを実施した後、外的刺激を加えて保護テープを硬化させる保護テープ硬化ステップと、切削手段を備える切削装置のチャックテーブルに保護テープを介してウェーハを保持する第１保持ステップと、基板の裏面側から分割予定ラインに沿って切削手段の切削ブレードで切削し、機能層に至らない残存部を残した切削溝を形成する切削溝形成ステップと、加工装置のチャックテーブルに保護テープを介してウェーハを保持する第２保持ステップと、非機械加工によって残存部を加工し、ウェーハをデバイスチップに分割する分割ステップと、を含む。硬化した保護テープが切削溝が形成されたウェーハの搬送時の破損を抑制する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ウェーハの加工方法に関する。

デバイスの製造工程において、ウェーハにマトリクス状に配置される複数のデバイスと複数のデバイスを区画する格子状の分割予定ラインとが設けられる。切削装置によってウェーハが分割予定ラインに沿って分割されることにより、ＩＣ（integrated circuit）又はＬＳＩ（large scale integration）のようなデバイスチップが製造される。

デバイスの処理能力の向上のために、ＳｉＯＦ又はＢＳＧ（ＳｉＯＢ）のような無機物系の膜とポリイミド系又はパリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜とからなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）を含む機能層を有するウェーハからデバイスを製造する方法が実用化されている。機能層は脆い性質を有する。そのため、切削装置の切削ブレードによる切削により、機能層が基板から容易に剥離してしまうという問題が生じる。この問題に対処するため、分割予定ラインの幅方向の両側に分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、分割予定ラインに沿って２条のレーザー加工溝を形成することによって機能層を除去し、この２条のレーザー加工溝の間に切削ブレードを位置付けて切削ブレードとウェーハとを相対移動することにより、ウェーハを分割予定ラインに沿って切断する加工方法が提案されている（特許文献１参照）。

しかし、この加工方法では、機能層の除去のために少なくとも２回のレーザー光線の走査が必要であり加工時間が長期化してしまう。また、形成されたレーザー加工溝の形状によっては切削ブレードが偏摩耗してしまう。また、レーザー光線の照射により発生するデブリ（レーザー加工屑）の付着防止のためにウェーハの表面に保護膜を設ける必要がある。また、機能層の表面にはＳｉＯ_２又はＳｉＮを含むパシベーション膜が形成されており、照射されたレーザー光線がパシベーション膜を透過して機能層の内部に達すると、そのレーザー光線のエネルギーが逃げ場を失い、そのエネルギーによりデバイスが損傷してしまう。

これらの課題を解決するために、本出願人は、切削ブレードで基板の裏面を切削して、機能層に至らない基板の一部を残して切削溝を形成し、基板の裏面から切削溝の底に沿ってレーザー光線を照射して機能層を除去する加工方法を提案している（特許文献２参照）。

特開２００５−６４２３１号公報 特願２０１４−１５２９６１号

しかし、この加工方法では、切削装置において切削ブレードでウェーハ（基板）の厚み方向の大半が切削された後、そのウェーハがレーザー加工装置に搬送されるため、搬送時においてウェーハが破損する可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、切削後のウェーハの搬送時の破損を抑制できるウェーハの加工方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し目的を達成するために、本発明は、基板の表面に積層された機能層に、格子状に形成された複数の分割予定ラインと該分割予定ラインに区画された複数の領域にデバイスが形成されているウェーハの加工方法であって、機能層の表面に外的刺激によって硬化する保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、該保護テープ貼着ステップを実施した後、該保護テープに外的刺激を加えて該保護テープを硬化させる保護テープ硬化ステップと、切削手段を備える切削装置のチャックテーブルに該保護テープを介してウェーハを保持する第１保持ステップと、該第１保持ステップを実施した後、基板の裏面側から分割予定ラインに沿って該切削手段の切削ブレードで切削し、機能層に至らない残存部を残した切削溝を形成する切削溝形成ステップと、該保護テープ硬化ステップと該切削溝形成ステップを実施した後、加工装置のチャックテーブルに該保護テープを介してウェーハを保持する第２保持ステップと、該第２保持ステップを実施した後、非機械加工によって該残存部を加工し、ウェーハをデバイスチップに分割する分割ステップと、を含み、硬化した該保護テープが該切削溝が形成されたウェーハの搬送時の破損を抑制するウェーハの加工方法を提供する。

上記ウェーハの加工方法において、該外的刺激は紫外線であることが好ましい。

本発明のウェーハの加工方法によれば、外的刺激によって硬化する保護テープを用いることで、切削後のウェーハの搬送時の破損が抑制される。

図１は、実施形態１に係るウェーハの加工システムを示す図である。 図２は、実施形態１に係る切削装置を示す斜視図である。 図３は、実施形態１に係るレーザー加工装置を示す斜視図である。 図４は、実施形態１に係るウェーハを示す斜視図である。 図５は、実施形態１に係るウェーハの要部を示す断面図である。 図６は、実施形態１に係るウェーハの加工方法を示すフローチャートである。 図７は、実施形態１に係る保護テープ貼着ステップを示す図である。 図８は、実施形態１に係る保護テープ貼着ステップを示す図である。 図９は、実施形態１に係る保護テープ硬化ステップを示す図である。 図１０は、実施形態１に係る第１保持ステップを示す図である。 図１１は、実施形態１に係る第１保持ステップを示す図である。 図１２は、実施形態１に係る高さ計測器の動作を示す図である。 図１３は、実施形態１に係る記憶装置に記憶されているテーブルを示す図である。 図１４は、実施形態１に係る切削溝形成ステップを示す図である。 図１５は、実施形態１に係る切削溝形成ステップを示す図である。 図１６は、実施形態１に係る切削溝形成ステップを示す図である。 図１７は、実施形態１に係る切削溝形成ステップを示す図である。 図１８は、実施形態１に係る分割ステップを示す図である。 図１９は、実施形態１に係る分割ステップを示す図である。 図２０は、実施形態１に係る分割ステップを示す図である。 図２１は、実施形態１に係る分割ステップを示す図である。 図２２は、実施形態２に係る分割ステップを示す図である。 図２３は、実施形態２に係る分割ステップを示す図である。 図２４は、実施形態３に係る分割ステップを示す図である。 図２５は、実施形態３に係る分割ステップを示す図である。 図２６は、実施形態３に係る分割ステップを示す図である。 図２７は、実施形態４に係る保護テープ硬化ステップを示す図である。 図２８は、実施形態５に係る保護テープ硬化ステップを示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の一方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸及びＹ軸を含むＸＹ平面は、水平面と平行である。ＸＹ平面と直交するＺ軸方向は、鉛直方向である。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るウェーハ２００の加工システム１の一例を模式的に示す図である。加工システム１は、ウェーハ２００を複数のデバイスチップに分割する。図１に示すように、加工システム１は、ウェーハ２００を切削する切削装置２と、ウェーハ２００を非機械加工によって加工する加工装置３と、切削装置２と加工装置３との間でウェーハ２００を搬送する搬送装置４とを備えている。切削装置２は、ウェーハ２００を保持するチャックテーブル１０と、ウェーハ２００を切削する切削手段２０とを有する。実施形態１において、加工装置３はレーザー加工装置である。加工装置３は、ウェーハ２００を保持するチャックテーブル１３０と、ウェーハ２００にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段１４０とを有する。搬送装置４は、ウェーハ２００を吸着保持して搬送する。

図２は、切削装置２の一例を示す斜視図である。切削装置２は、ウェーハ２００を切削する。図２に示すように、切削装置２は、基台５と、基台５に支持される門型フレーム６と、ウェーハ２００を保持するチャックテーブル１０と、ウェーハ２００を切断する切削手段２０と、チャックテーブル１０を移動する加工送り手段３０と、切削手段２０を移動する割り出し送り手段４０及び切り込み送り手段５０と、チャックテーブル１０のＸ軸方向の位置を検出するＸ軸方向位置検出手段６０と、切削手段２０のＹ軸方向の位置を検出するＹ軸方向位置検出手段７０と、切削手段２０のＺ軸方向の位置を検出するＺ軸方向位置検出手段８０とを備える。Ｘ軸方向は、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００を加工送りする方向である。Ｙ軸方向は、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００に対して切削手段２０を割り出し送りする方向である。

チャックテーブル１０は、ウェーハ２００を着脱可能に保持する。チャックテーブル１０は、基台５に支持される。チャックテーブル１０は、ウェーハ２００を保持する円形状の保持面１１を有する。保持面１１は、ＸＹ平面と平行である。チャックテーブル１０は、アクチュエータを含む回転手段により、保持面１１の中心と直交する回転軸を中心に回転可能である。真空ポンプを含む真空吸引源と接続される吸引口が保持面１１に複数設けられる。保持面１１にウェーハ２００が載せられた状態で真空吸引源が作動することにより、ウェーハ２００はチャックテーブル１０に吸着保持される。真空吸引源の作動が停止されることにより、ウェーハ２００はチャックテーブル１０から解放される。

切削手段２０は、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００を切削する。切削手段２０は、割り出し送り手段４０及び切り込み送り手段５０を介して門型フレーム６に支持される。門型フレーム６は、基台５に支持される。

切削手段２０は、切削ブレード２１と、スピンドル２２と、ハウジング２３と有する。切削ブレード２１は、スピンドル２２に装着される円環状の切削砥石を含む。切削ブレード２１は、スピンドル２２の先端部に着脱可能に装着される。ハウジング２３は、回転モータのような駆動源を有し、Ｙ軸と平行な回転軸を中心にスピンドル２２を回転可能に支持する。駆動源の作動によりスピンドル２２が回転することにより、ウェーハ２００は切削ブレード２１によって切削される。

加工送り手段３０は、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動する。加工送り手段３０により、チャックテーブル１０と切削手段２０とはＸ軸方向に相対移動する。加工送り手段３０は、ボールねじ機構を含む。加工送り手段３０は、基台５に支持されＸ軸方向に延在する一対のガイドレール３１と、ガイドレール３１と平行に配置されるねじ軸３２と、ねじ軸３２の周囲にボールを介して配置されるナットと、ナットに固定されるＸ軸移動基台３３と、ねじ軸３２を回転させるための動力を発生するパルスモータとを有する。Ｘ軸移動基台３３は、ガイドレール３１によりＸ軸方向にガイドされる。加工送り手段３０は、パルスモータによりねじ軸３２を回転させてＸ軸移動基台３３をＸ軸方向に移動することにより、Ｘ軸移動基台３３に支持されているチャックテーブル１０をＸ軸方向に移動する。

割り出し送り手段４０は、切削手段２０をＹ軸方向に移動する。切削手段２０は、切り込み送り手段５０を介して、割り出し送り手段４０に支持される。割り出し送り手段４０により、チャックテーブル１０と切削手段２０とはＹ軸方向に相対移動する。割り出し送り手段４０は、ボールねじ機構を含む。割り出し送り手段４０は、門型フレーム６に支持されＹ軸方向に延在する一対のガイドレール４１と、ガイドレール４１と平行に配置されるねじ軸４２と、ねじ軸４２の周囲にボールを介して配置されるナットと、ナットに固定されるＹ軸移動基台４３と、ねじ軸４２を回転させるための動力を発生するパルスモータとを有する。Ｙ軸移動基台４３は、ガイドレール４１によりＹ軸方向にガイドされる。割り出し送り手段４０は、パルスモータによりねじ軸４２を回転させてＹ軸移動基台４３をＹ軸方向に移動することにより、Ｙ軸移動基台４３に支持されている切り込み送り手段５０をＹ軸方向に移動する。切り込み送り手段５０がＹ軸方向に移動することにより、切り込み送り手段５０に支持されている切断出段２０は、切り込み送り手段５０と一緒にＹ軸方向に移動する。

切り込み送り手段５０は、切削手段２０をＺ軸方向に移動する。切り込み送り手段５０により、チャックテーブル１０と切削手段２０とがＺ軸方向に相対移動する。切り込み送り手段５０は、ボールねじ機構を含む。切り込み送り手段５０は、Ｙ軸移動基台４３に支持されＺ軸方向に延在する一対のガイドレールと、ガイドレールと平行に配置されるねじ軸と、ねじ軸の周囲にボールを介して配置されるナットと、ナットに固定されるＺ軸移動基台５１と、ねじ軸を回転させるための動力を発生するパルスモータ５２とを有する。Ｚ軸移動基台５１は、切り込み送り手段５０のガイドレールによりＺ軸方向にガイドされる。切り込み送り手段５０は、パルスモータ５２によりねじ軸を回転させてＺ軸移動基台５１をＺ軸方向に移動することにより、Ｚ軸移動基台５１に支持されている切削手段２０をＺ軸方向に移動する。

Ｘ軸方向位置検出手段６０は、チャックテーブル１０のＸ軸方向における位置を検出する。Ｘ軸方向位置検出手段６０は、基台５に支持されガイドレール３１に沿ってＸ軸方向に延在するリニアスケール６１と、Ｘ軸移動基台３３に支持されリニアスケール６１に沿ってＸ軸移動基台３３と一緒に移動する読み取りヘッド６２とを有する。読み取りヘッド６２は、光学系を介してリニアスケール６１の目盛りを検出し、パルス信号を出力する。

Ｙ軸方向位置検出手段７０は、切削手段２０のＹ軸方向における位置を検出する。Ｙ軸方向位置検出手段７０は、門型フレーム６に支持されガイドレール４１に沿ってＹ軸方向に延在するリニアスケール７１と、Ｙ軸移動基台４３に支持されリニアスケール７１に沿ってＹ軸移動基台４３と一緒に移動する読み取りヘッド７２とを有する。読み取りヘッド７２は、光学系を介してリニアスケール７１の目盛りを検出し、パルス信号を出力する。

Ｚ軸方向位置検出手段８０は、切削手段２０のＺ軸方向における位置を検出する。Ｚ軸方向位置検出手段８０は、Ｙ軸移動基台４３に支持されＺ軸方向に延在するリニアスケール８１と、Ｚ軸移動基台５１に支持されリニアスケール８１に沿ってＺ軸移動基台５１と一緒に移動する読み取りヘッド８２とを有する。読み取りヘッド８２は、光学系を介してリニアスケール８１の目盛りを検出し、パルス信号を出力する。

また、切削装置２は、ウェーハ２００の基板２０１と機能層２０２との界面２３０の高さ（Ｚ軸方向の位置）を計測する計測手段９０と、計測手段９０を移動するＹ軸方向送り手段１００及びＺ軸方向送り手段１１０と、切削装置２を制御する制御手段１２０とを備える。

計測手段９０は、Ｙ軸方向送り手段１００及びＺ軸方向送り手段１１０を介して門型フレーム６に支持される。計測手段９０は、基板２０１と機能層２０２との界面２３０で反射する反射光を利用して界面２３０の高さを測定する高さ測定器９１を有する。高さ測定器９１は、分光干渉方式又は共焦点方式のような既存方式を用いて基板２０１と機能層２０２との界面２３０の高さを検出する。

Ｙ軸方向送り手段１００は、計測手段９０をＹ軸方向に移動する。計測手段９０は、Ｚ軸方向送り手段１１０を介して、Ｙ軸方向送り手段１００に支持される。Ｙ軸方向送り手段１００により、チャックテーブル１０と計測手段９０とがＹ軸方向に相対移動する。Ｙ軸方向送り手段１００は、ボールねじ機構を含む。Ｙ軸方向送り手段１００は、門型フレーム６に支持されＹ軸方向に延在する一対のガイドレール１０１と、ガイドレール１０１と平行に配置されるねじ軸１０２と、ねじ軸１０２の周囲にボールを介して配置されるナットと、ナットに固定されるＹ軸移動基台１０３と、ねじ軸１０２を回転させるための動力を発生するパルスモータとを有する。Ｙ軸移動基台１０３は、ガイドレール１０１によりＹ軸方向にガイドされる。Ｙ軸方向送り手段１００は、パルスモータによりねじ軸１０２を回転させてＹ軸移動基台１０３をＹ軸方向に移動することにより、Ｙ軸移動基台１０３に支持されているＺ軸方向送り手段１１０をＹ軸方向に移動する。Ｚ軸方向送り手段１１０がＹ軸方向に移動することにより、Ｚ軸方向送り手段１１０に支持されている計測手段９０は、Ｚ軸方向送り手段１１０と一緒にＹ軸方向に移動する。

Ｚ軸方向送り手段１１０は、計測手段９０をＺ軸方向に移動する。Ｚ軸方向送り手段１１０により、チャックテーブル１０と計測手段９０とがＺ軸方向に相対移動する。Ｚ軸方向送り手段１１０は、ボールねじ機構を含む。Ｚ軸方向送り手段１１０は、Ｙ軸移動基台１０３に支持されＺ軸方向に延在する一対のガイドレールと、ガイドレールと平行に配置されるねじ軸と、ねじ軸の周囲にボールを介して配置されるナットと、ナットに固定されるＺ軸移動基台１１１と、ねじ軸を回転させるための動力を発生するパルスモータ１１２とを有する。Ｚ軸移動基台１１１は、Ｚ軸方向送り手段１１０のガイドレールによりＺ軸方向にガイドされる。Ｚ軸方向送り手段１１０は、パルスモータ１１２によりねじ軸を回転させてＺ軸移動基台１１１をＺ軸方向に移動することにより、Ｚ軸移動基台１１１に支持されている計測手段９０をＺ軸方向に移動する。

制御手段１２０は、コンピュータシステムを含む。制御手段１２０は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御手段１２０の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、切削装置２を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して出力する。

制御手段１２０は、切削装置２の構成要素を制御する。制御手段１２０は、加工送り手段３０、割り出し送り手段４０、及び切り込み送り手段５０のパルスモータを駆動する駆動回路に接続され、駆動回路を制御して、チャックテーブル１０のＸ軸方向の位置、切削手段２０のＹ軸方向の位置、及び切削手段２０のＺ軸方向の位置を決定する。また、制御手段１２０は、Ｙ軸方向送り手段１００及びＺ軸方向送り手段１１０のパルスモータを駆動する駆動回路に接続され、駆動回路を制御して、計測手段９０のＹ軸方向の位置、及び計測手段９０のＺ軸方向の位置を決定する。

図３は、レーザー加工装置３の一例を示す図である。レーザー加工装置３は、ウェーハ２００を保持するチャックテーブル１３０と、チャックテーブル１３０に保持されたウェーハ２００にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段１４０と、チャックテーブル１３０に保持されたウェーハ２００を撮像する撮像手段１５０を備える。

チャックテーブル１３０は、ウェーハ２００を着脱可能に保持する。チャックテーブル１３０は、ウェーハ２００を保持する円形状の保持面１３１を有する。保持面１３１は、ＸＹ平面と平行である。真空ポンプを含む真空吸引源と接続される吸引口が保持面１３１に複数設けられる。保持面１３１にウェーハ２００が載せられた状態で真空吸引源が作動することにより、ウェーハ２００はチャックテーブル１３０に吸着保持される。真空吸引源の作動が停止されることにより、ウェーハ２００はチャックテーブル１３０から解放される。

レーザー加工装置３は、チャックテーブル１３０をＸ軸方向に移動する加工送り手段と、チャックテーブル１３０をＹ軸方向に移動する割り出し送り手段とを有する。加工送り手段及び割り出し送り手段により、チャックテーブル１３０に保持されたウェーハ２００は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動する。

レーザー光線照射手段１４０は、パルスレーザー光線発振手段を収容するケーシング１４１と、ケーシング１４１の先端部に装着されパルスレーザー光線発振手段から出力されたパルスレーザー光線を集光する集光器１４２とを有する。パルスレーザー光線発振手段は、パルスレーザー光線発振器及び繰り返し周波数設定手段を含む。また、レーザー光線照射手段１４０は、集光器１４２によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段を有する。

撮像手段１５０は、ケーシング１４１に支持される。撮像手段１５０は、光学系と、光学系の視野領域に配置されるウェーハ２００を照明する照明手段と、照明光線で照明されたウェーハ２の光学像を、光学系を介して取得する撮像素子とを有する。撮像素子によって取得されたウェーハの画像信号は、レーザー加工装置３の制御手段に出力される。

図４は、ウェーハ２００を示す斜視図である。図５は、ウェーハ２００の要部を示す断面図である。図４及び図５に示すように、ウェーハ２００は、基板２０１と、基板２０１に設けられた機能層２０２とを有する。基板２０１は、シリコン基板である。なお、基板２０１がガリウムヒ素を含んでもよいし、サファイア又はＳｉＣを含んでもよい。基板２０１は、実質的に円板状であり、表面２０１Ａと、表面２０１Ａの逆方向を向く裏面２０１Ｂとを有する。基板２０１にノッチ２０３が設けられる。

機能層２０２は、基板２０１の表面２０１Ａに設けられる。機能層２０２は、絶縁膜と回路を形成する機能膜とが積層された層である。機能層２０２を形成する絶縁膜は、ＳｉＯＦ又はＢＳＧ（ＳｉＯＢ）のような無機物系の膜とポリイミド系又はパリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜とからなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）である。機能層２０２の表面２０２Ａには、ＳｉＯ_２又はＳｉＮを含むパシベーション膜が形成される。

基板２０１の表面２０１Ａに積層された機能層２０２に、格子状に形成された複数の分割予定ライン２０４と、分割予定ライン２０４に区画された複数の領域にデバイス２０５とが形成されている。ウェーハ２００が分割予定ライン２０４で分割されることにより、デバイス２０４からＩＣ（integrated circuit）又はＬＳＩ（large scale integration）のようなデバイスチップが製造される。

次に、ウェーハの加工方法について説明する。図６は、実施形態１に係るウェーハ２００の加工方法を示すフローチャートである。図６に示すように、ウェーハ２００の加工方法は、機能層２０２の表面に外的刺激によって硬化する保護テープ３００を貼着する保護テープ貼着ステップ（ＳＰ１）と、保護テープ貼着ステップ（ＳＰ１）を実施した後、保護テープ３００に外的刺激を加えて保護テープ３００を硬化させる保護テープ硬化ステップ（ＳＰ２）と、切削手段２０を備える切削装置２のチャックテーブル１０に保護テープ３００を介してウェーハ２００を保持する第１保持ステップ（ＳＰ３）と、第１保持ステップ（ＳＰ１）を実施した後、基板２０１の裏面２０１Ｂ側から分割予定ライン２０４に沿って切削手段２０の切削ブレード２１で切削し、機能層２０２に至らない残存部２１０を残した切削溝２２０を形成する切削溝形成ステップ（ＳＰ４）と、保護テープ硬化ステップ（ＳＰ２）と切削溝形成ステップ（ＳＰ４）を実施した後、加工装置３のチャックテーブル１３０に保護テープ３００を介してウェーハ２００を保持する第２保持ステップ（ＳＰ５）と、第２保持ステップ（ＳＰ５）を実施した後、非機械加工によって残存部２１０を加工し、ウェーハ２００をデバイスチップに分割する分割ステップ（ＳＰ６）と、を含む。

保護テープ貼着ステップ（ＳＰ１）について説明する。図７及び図８は、保護テープ貼着ステップを示す図である。図７に示すように、ウェーハ２００の機能層２０２と保護テープ３００とが対向された後、ウェーハ２００の機能層２０２の表面２０２Ａに、保護テープ３００が貼着される。保護テープ３００により、機能層２０２のデバイス２０５が保護される。図８に示すように、保護テープ３００の外形の大きさと、ウェーハ２００の外形の大きさとは実質的に等しい。保護テープ３００は、基材層と基材層に積層された糊層とからなり、糊層によって保護テープ３００はウェーハ２００の機能層２０２に貼着され、機能層２０２の表面２０２Ａの全域が保護テープ３００により覆われる。

保護テープ３００の糊層は、外的刺激によって硬化する。外的刺激は、紫外線である。紫外線が照射されることにより、保護テープ３００は硬化する。保護テープ３００の糊層は、紫外線硬化樹脂によって形成されている。

次に、保護テープ硬化ステップ（ＳＰ２）について説明する。保護テープ硬化ステップは、保護テープ貼着ステップの後に実施される。図９は、保護テープ硬化ステップを示す図である。図９に示すように、紫外線照射装置１６０により、保護テープ３００に紫外線が照射される。紫外線照射装置１６０は、保護テープ３００が貼着されたウェーハ２００を保持するチャックテーブル１６１と、ウェーハ２００がチャックテーブル１６１に保持された状態で保護テープ３００に紫外線を照射する外的刺激付与手段である紫外線照射手段１６２とを有する。

チャックテーブル１６１は、ウェーハ２００を着脱可能に保持する保持面を有する。チャックテーブル１６１の保持面とウェーハ２００の基板２０１の裏面２０１Ｂとが対向する。チャックテーブル１６１は、紫外線照射手段１６２と保護テープ３００とが対向するようにウェーハ２００を保持する。

紫外線照射手段１６２は、紫外線を射出可能な光源１６３を有する。紫外線照射手段１６２は、整列された複数の光源１６３を有する。光源１６３は、ＵＶ（ultraviolet）ランプを含む。光源１６３は、例えば低圧水銀ランプであり、波長１８４ｎｍの紫外線、波長２５４ｎｍの紫外線、及び波長３６５ｎｍの紫外線の少なくとも一つを保護テープ３００に照射可能である。なお、光源１６３は、波長１７２ｎｍの紫外線を射出可能なエキシマＵＶランプでもよいし、ＬＥＤ（light emitting diode）光源でもよいし、高圧水銀ランプでもよい。

保護テープ３００は、ウェーハ２００に貼着された状態で紫外線照射される。紫外線が照射されることにより、保護テープ３００は硬化する。紫外線照射手段１６２は、チャックテーブル１６１に保持されているウェーハ２００に貼着された保護テープ３００に紫外線を照射する。保護テープ３００は、ウェーハ２００の機能層２０２に接触した状態で硬化する。

次に、第１保持ステップ（ＳＰ３）について説明する。第１保持ステップは、保護テープ硬化ステップの後に実施される。図１０及び図１１は、第１保持ステップを示す図である。図１０に示すように、ウェーハ２００は、切削装置２のチャックテーブル１０に保護テープ３００を介して保持される。チャックテーブル１０の保持面１１と保護テープ３００とが対向する。チャックテーブル１０は、保護テープ３００を介して、ウェーハ２００を保持する。チャックテーブル１０は、ウェーハ２００の基板２０１の裏面２０１Ｂが上方を向くように、保護テープ３００を保持する。

ウェーハ２００が保護テープ３００を介して切削装置２のチャックテーブル１０に保持された後、制御手段１２０は、計測手段９０を使って、ウェーハ２００の基板２０１と機能層２０２との界面２３０の高さ（Ｚ軸方向の位置）を計測する高さ記録ステップを実施する。高さ記録ステップにおいて、制御手段１２０は、チャックテーブル１０に保護テープ３００を介してウェーハ２００を保持した後、アライメント処理を行う。次に、制御手段１２０は、高さ測定器９１をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させるとともに、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させ、分割予定ライン２０４に高さ測定器９１を位置付ける。例えば、制御手段１２０は、Ｙ軸方向における最も端に位置する分割予定ライン２０４の測定開始位置に高さ測定器９１を位置付ける。チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００の基板２０１の裏面２０１Ｂと、高さ測定器９１とが対向する。

次に、制御手段１２０は、図１０及び図１１に示すように、高さ測定器９１から基板２０１を透過する波長のレーザー光線ＬＢ１をＺ軸方向に射出させるとともに、測定対象の分割予定ライン２０４における測定終了位置までチャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させる。

図１２は、高さ測定器９１によって計測される高さを説明するための図である。図１２に示すように、高さ測定器９１は、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００の裏面２０１Ｂ側から分割予定ライン２０４に対応する機能層２０２と基板２０１との界面２３０の高さＨ１を検出する。例えば、高さ測定器９１は、先ず、機能層２０２と基板２０１との界面２３０から反射される反射光に基づいて界面２３０までの距離Ｈ２を求める。次に、高さ測定器９１は、チャックテーブル１０の保持面１１から高さ測定器９１までの距離Ｈ３から界面２３０までの距離Ｈ２を減算し、チャックテーブル１０の保持面１１から界面２３０までの高さＨ１を検出する。高さ測定器９１は、検出した高さＨ１を制御手段１２０に出力する。

図１３は、制御手段１２０の記憶装置に記憶されているテーブルＴの一例を示す図である。図１３に示すように、制御手段１２０は、機能層２０２と基板２０１との界面２３０の高さＨ１と、分割予定ライン２０４のＸ座標と、機能層２０２に至らない基板２０１の残存部２１０を基板２０１に形成するための厚みｈを高さＨ１に加算して求めた高さＨ４を示すＺ座標と、を対応づけたテーブルＴを分割予定ライン２０４毎に、記憶装置に記録する。制御手段１２０は、全ての分割予定ライン２０４に対してＸ座標と、高さＨ１と、Ｚ座標とが関連づけられたテーブルＴを記録する。記録される分割予定ライン２０４のＸ座標は、切削溝形成ステップ（ＳＰ４）において切削ブレード２１が位置付けられるＸ座標と同じＸ座標である。また、分割予定ライン２０４のＺ座標は、切削ブレード２１の下端が位置付けられるＺ座標と同じＺ座標である。なお、残存部２１０を形成するための厚みｈは、オペレータが切削装置２に厚みｈの値を設定することにより、適宜変更可能である。

次に、切削溝形成ステップ（ＳＰ４）について説明する。切削溝形成ステップは、第１保持ステップ及び高さ記録ステップの後に実施される。高さ記録ステップが終了した後、計測手段９０はチャックテーブル１０から退避される。

切削溝形成ステップでは、制御手段１２０は、基板２０１の裏面２０１Ｂ側から分割予定ライン２０４に沿って切削手段２０の切削ブレード１２で切削し、機能層２０２に至らない残存部２１０を残した切削溝２２０を基板２０１に形成する。

図１４、図１５、図１６、及び図１７は、切削溝形成ステップを示す図である。図１４及び図１５に示すように、制御手段１２０は、基板２０１の裏面２０１Ｂ側から加工対象の分割予定ライン２０４を加工する開始位置に切削ブレード２１を位置付ける。そして、制御手段１２０は、記憶装置を参照し、加工対象の分割予定ライン２０４に対応するテーブルＴを読み出す。図１６及び図１７に示すように、制御手段１２０は、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００をＸ軸方向に移動させるとともに、テーブルＴが示す分割予定ライン２０４のＸ座標とＺ座標に基づいて切削ブレード２１をＺ軸方向に移動させ、機能層２０２に至らない均一な厚みｈの残存部２１０を残した切削溝２２０を形成する。このとき、制御手段１２０は、Ｘ軸方向位置検出手段６０の読み取りヘッド６２から出力されるパルス信号に基づいてチャックテーブル１０のＸ座標、すなわち、チャックテーブル１０に保持されたウェーハ２００の分割予定ライン２０４のＸ座標を取得する。また、制御手段１２０は、Ｚ軸方向位置検出手段８０の読み取りヘッド８２から出力されるパルス信号に基づいて切削ブレード２１のＺ座標を取得する。制御手段１２０は、全ての分割予定ライン２０４に対して、残存部２１０を有する切削溝２２０を形成するように制御する。

次に、第２保持ステップ（ＳＰ５）について説明する。第２保持ステップは、切削溝形成ステップの後に実施される。切削溝形成ステップが終了した後、搬送装置４により、切削装置２のチャックテーブル１０に保持されているウェーハ２００が保護テープ３００と一緒に、チャックテーブル１０から搬出される。

搬送装置４は、ウェーハ２００の基板２０１の裏面２０１Ｂを吸着保持して、ウェーハ２００及び保護テープ３００を搬送する。硬化した保護テープ３００が切削溝２２０が形成されたウェーハ２００の搬送時の破損を抑制する。基板２００に切削溝２２０が形成されることにより、ウェーハ２００は破損し易い状態となっているが、硬化した保護テープ３００がウェーハ２００に貼着されているので、ウェーハ２００は保護テープ３００によって補強される。そのため、搬送装置４による切削装置２から加工装置３への搬送において、ウェーハ２００の破損が抑制される。

搬送装置４は、保持したウェーハ２００を、加工装置３のチャックテーブル１３０に搬入する。搬送装置４は、ウェーハ２００に貼着されている保護テープ３００とチャックテーブル１３０の保持面とが対向するように、保護テープ３００が貼着されているウェーハ２００を加工装置３のチャックテーブル１３０に搬入する。ウェーハ２００は、加工装置３のチャックテーブル１３０に保護テープ３００を介して保持される。

次に、分割ステップ（ＳＰ６）について説明する。分割ステップは、第２保持ステップの後に実施される。分割ステップは、加工装置３において実施される。

分割ステップでは、加工装置３による非機械加工によって残存部２１０が加工される。加工装置３は、レーザー加工装置であり、レーザー光線を照射して、残存部２１０を有する切削溝２２０が形成されたウェーハ２００を分割する。

図１８、図１９、図２０、及び図２１は、分割ステップを示す図である。加工装置３は、保護テープ３００を介してウェーハ２００をチャックテーブル１３０により吸引保持し、レーザー光線照射手段１４０により分割予定ライン２０４に沿って切削溝２２０の残存部２１０にレーザー光線ＬＢ２を照射して切断溝２４０を形成し、残存部２１０及び機能層２０２を分割する（アブレーション加工）。例えば、アブレーション加工は、吸収性を有する波長のレーザー光線ＬＢ２の集光点を残存部２１０の表面付近に合わせて行われる。加工装置３は、全ての分割予定ライン２０４に沿って切削溝２２０の残存部２１０にレーザー光線ＬＢ２を照射して残存部２１０及び機能層２０２を分割する。残存部２１０及び機能層２０２が分割されることにより、ウェーハ２００が複数のデバイスチップに分割される。

以上のように、実施形態１に係るウェーハ２００の加工方法によれば、外的刺激によって硬化する保護テープ３００をウェーハ２００の機能層２０２の表面２０２Ａに貼着し、保護テープ３００を硬化させた後、切削装置２でウェーハ２００に切削溝２２０を形成する切削溝形成ステップと、切削溝２２０が形成されたウェーハ２００を保護テープ３００に貼着させた状態で加工装置３に搬送して残存部２１０を加工する分割ステップとが実施される。切削溝２２０が形成された後のウェーハ２００は破損し易い。硬化された保護テープ３００によりウェーハ２００が補強されるので、ウェーハ２００の破損を抑制しつつ、ウェーハ２００を搬送することができる。したがって、デバイスチップの生産性の低下、及び製造されるデバイスチップの品質の低下が抑制される。

また、残存部２１０及び機能層２０２は、非機械加工であるレーザー光線ＬＢ２の照射により分割され、切削ブレードを使用した機械加工では分割されないので、切削ブレードのズレや倒れ、あるいは切削ブレードに偏摩耗が生ずることが抑制される。

また、ウェーハ２００の裏面２０１Ｂ側からレーザー光線ＬＢ２が照射されるので、デブリがウェーハ２００の表面に付着することが抑制される。

また、切削溝２２０の底にレーザー光線ＬＢ２が照射されるので、レーザー光線ＬＢ２のエネルギーを小さくすることができ、ウェーハ２００における熱歪の残留が抑制される。また、デバイス２０５の抗折強度の低下が抑制される。

また、基板２０１の裏面２０１Ｂ側から切削溝２２０が形成された後、切削溝２２０にレーザー光線ＬＢ２が照射されることによりウェーハ２００が分割される。レーザー光線ＬＢ２の照射は１回（１パス）で済むので、ウェーハ２００は作業効率良く分割される。また、分割予定ライン２０４の幅を小さくすることができるため、分割予定ライン２０４の領域を狭くすることができ、ウェーハ２００の表面に形成するデバイス２０５の面積を多くすることができる。

なお、実施形態１において、保護テープ３００に紫外線を照射するとき、切削装置２に紫外線照射手段１６２が設けられていてもよく、切削装置２内で紫外線を照射されたり、ウェーハ２００が切削装置２のチャックテーブル１０に保持された状態で、そのウェーハ２００に貼着されている保護テープ３００に紫外線が照射されてもよい。

〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係るウェーハ２００の加工方法について説明する。図２２及び図２３は、実施形態２に係るプラズマエッチングによるウェーハ２００の分割ステップを示す断面図である。

全ての分割予定ライン２０４に沿って残存部２１０を有する切削溝２２０がウェーハ２００の裏面２０１Ｂに形成された後、図２２に示すように、ウェーハ２００の裏面２０１Ｂに対して、切削溝２２０の残存部２１０を除く部分にレジスト膜２５０が形成される。例えば、ウェーハ２００の裏面２０１Ｂ全体にレジスト膜２５０が塗布され、所定のマスクパターンを介してレジスト膜２５０に光が照射され、ウェーハ２００が現像液に浸されることにより、残存部２１０のレジスト膜２５０が除去される。次に、プラズマチャンバー雰囲気においてプラズマエッチングが実施される。これにより、図２３に示すように、切削溝２２０の残存部２１０及び残存部２１０に対応する機能層２０２が除去される。

以上のように、加工装置３としてレーザー加工装置を用いずに、プラズマエッチングにより切削溝２２０の残存部２１０及び機能層２０２が除去されウェーハ２００が分割されてもよい。

なお、切削加工前にレジスト膜２５０がウェーハ２００の裏面２０１Ｂに塗布され、切削溝２２０を形成する切削加工によってレジスト膜２５０が分割予定ライン２０４に沿って除去されてもよい。

〔実施形態３〕
次に、実施形態３に係るウェーハ２００の加工方法について説明する。図２４、図２５、及び図２６は、実施形態３に係る改質層によるウェーハ２００の分割ステップを示す断面図である。

全ての分割予定ライン２０４に沿って残存部２１０を有する切削溝２２０がウェーハ２００の裏面２０１Ｂに形成された後、レーザー光線照射手段１４０により分割予定ライン２０４に沿って切削溝２２０の残存部２１０にレーザー光線ＬＢ３がウェーハ２００の裏面２０１Ｂ側から照射される。レーザー光線ＬＢ３は、基板２０１に対して透過性を有する波長のレーザー光線である。レーザー光線ＬＢ３の集光点が残存部２１０の厚み方向の中央に位置付けられる。レーザー光線ＬＢ３の照射により基板２０１に改質層２６０が形成される。

改質層２６０が設けられた部分の強度は低下し、改質層２６０は破断起点となる。テープエキスパンドなどによりウェーハ２００に外力が付与されることにより、分割予定ライン２０４に沿って残存部２１０及び機能層２０２が破断する。なお、機能層２０２の表面に貼着された保護テープ３００は、伸縮性を有するエキスパンドテープである。

以上のように、このように、レーザー加工装置である加工装置３によりアブレーション加工を行わずに、レーザー光線ＬＢ３の照射により破断起点となる改質層２６０が形成され、切削溝２２０の残存部２１０及び機能層２０２が破断されることによって、ウェーハ２００が分割されてもよい。

〔実施形態４〕
次に、実施形態４に係るウェーハ２００の加工方法について説明する。図２７は、実施形態４に係る保護テープ硬化ステップを示す図である。ウェーハ２００の機能層２０２の表面に外的刺激によって硬化する保護テープ４００が貼着される。実施形態４において、外的刺激は、熱（加温）である。加温されることにより、保護テープ４００は硬化する。保護テープ４００は、熱硬化樹脂によって形成されたシート状の部材である。図２７に示すように、保護テープ４００は、加温装置１７０により加温される。加温装置１７０は、保護テープ４００が貼着されたウェーハ２００を保持するチャックテーブル１７１と、ウェーハ２００がチャックテーブル１７１に保持された状態で保護テープ４００を加温する外的刺激付与手段である加温手段１７２とを有する。加温手段１７２は、例えば電熱線が設けられたヒータ装置を含む。

チャックテーブル１７１は、ウェーハ２００を保持する保持面を有する。チャックテーブル１７１の保持面とウェーハ２００の基板２０１の裏面２０１Ｂとが対向する。チャックテーブル１７１は、加温手段１７２と保護テープ４００とが対向するようにウェーハ２００を保持する。加温手段１７２によって加温されることにより、保護テープ４００は、機能層２０２に接触した状態で硬化する。

[実施形態５]
次に、実施形態５に係るウェーハ２００の加工方法について説明する。上述の各実施形態では、保護テープ硬化ステップ（ＳＰ２）の後、第１保持ステップ（ＳＰ３）が実施されることとした。第１保持ステップ（ＳＰ３）の後、保護テープ硬化ステップ（ＳＰ２）が実施されてもよい。

図２８は、実施形態５に係る保護テープ硬化ステップを示す図である。図２８に示すように、切削装置２のチャックテーブル１０Ｂに保護テープ３００を介してウェーハ２００が保持される（第１保持ステップ）。ウェーハ２００が保護テープ３００を介してチャックテーブル１０Ｂに保持された後、保護テープ硬化ステップが実施される。

チャックテーブル１０Ｂは、紫外線に対して透過性の材料で形成される。紫外線照射手段１６２Ｂは、チャックテーブル１０Ｂを介して、チャックテーブル１０Ｂの保持面と対向する保護テープ３００に紫外線を照射する。紫外線照射手段１６２Ｂから射出された紫外線は、チャックテーブル１０Ｂを通過した後、チャックテーブル１０Ｂに保持されている保護テープ３００に照射される。これにより、保護テープ３００が硬化される（保護テープ硬化ステップ）。

保護テープ３００が硬化された後、切削溝形成ステップ（ＳＰ４）が実施される。

なお、保護テープ３００を硬化させる前に、切削溝形成ステップが実施され、ウェーハ２００に切削溝２２０が形成された後、チャックテーブル１０Ｂを介して保護テープ３００に紫外線を照射する保護テープ硬化ステップが実施されてもよい。

なお、実施形態５において、ウェーハ２００に熱硬化性の保護テープ４００が貼着され、チャックテーブル１０Ｂが加温されることによって、保護テープ４００が硬化されてもよい。

なお、上述の各実施形態において、機能層２０２は、Ｌｏｗ−ｋ膜のみならず、パシベーション膜や金属膜、光デバイス層などの機能を有する膜全般を含む。

１ 加工システム
２ 切削装置
３ レーザー加工装置
４ 搬送装置
５ 基台
６ 門型フレーム
１０ チャックテーブル
１１ 保持面
２０ 切削手段
２１ 切削ブレード
２２ スピンドル
２３ ハウジング
３０ 加工送り手段
３１ ガイドレール
３２ ねじ軸
３３ Ｘ軸移動基台
４０ 割り出し送り手段
４１ ガイドレール
４２ ねじ軸
４３ Ｙ軸移動基台
５０ 切り込み送り手段
５１ Ｚ軸移動基台
５２ パルスモータ
６０ Ｘ軸方向位置検出手段
６１ リニアスケール
６２ 読み取りヘッド
７０ Ｙ軸方向位置検出手段
７１ リニアスケール
７２ 読み取りヘッド
８０ Ｚ軸方向位置検出手段
８１ リニアスケール
８２ 読み取りヘッド
９０ 計測手段
９１ 高さ測定器
１００ Ｙ軸方向送り手段
１０１ ガイドレール
１０２ ねじ軸
１０３ Ｙ軸移動基台
１１０ Ｚ軸方向送り手段
１１１ Ｚ軸移動基台
１１２ パルスモータ
１２０ 制御手段
１３０ チャックテーブル
１４０ レーザー光線照射手段
１５０ 撮像手段
１６０ 紫外線照射装置
１６１ チャックテーブル
１６２ 紫外線照射手段
１７０ 加温装置
１７１ チャックテーブル
１７２ 加温手段
１６３ 光源
２００ ウェーハ
２０１ 基板
２０１Ａ 表面
２０１Ｂ 裏面
２０２ 機能層
２０２Ａ 表面
２０３ ノッチ
２０４ 分割予定ライン
２０５ デバイス
２１０ 残存部
２２０ 切削溝
２３０ 界面
２４０ 切断溝
２５０ レジスト膜
２６０ 改質層
３００ 保護テープ
４００ 保護テープ

Claims (2)

1. 基板の表面に積層された機能層に、格子状に形成された複数の分割予定ラインと該分割予定ラインに区画された複数の領域にデバイスが形成されているウェーハの加工方法であって、
   機能層の表面に外的刺激によって硬化する保護テープを貼着する保護テープ貼着ステップと、
   該保護テープ貼着ステップを実施した後、該保護テープに外的刺激を加えて該保護テープを硬化させる保護テープ硬化ステップと、
   切削手段を備える切削装置のチャックテーブルに該保護テープを介してウェーハを保持する第１保持ステップと、
   該第１保持ステップを実施した後、基板の裏面側から分割予定ラインに沿って該切削手段の切削ブレードで切削し、機能層に至らない残存部を残した切削溝を形成する切削溝形成ステップと、
   該保護テープ硬化ステップと該切削溝形成ステップを実施した後、加工装置のチャックテーブルに該保護テープを介してウェーハを保持する第２保持ステップと、
   該第２保持ステップを実施した後、非機械加工によって該残存部を加工し、ウェーハをデバイスチップに分割する分割ステップと、を含み、
   硬化した該保護テープが該切削溝が形成されたウェーハの搬送時の破損を抑制するウェーハの加工方法。
2. 該外的刺激は紫外線であることを特徴とする請求項１記載のウェーハの加工方法。

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