JP2021100061A - デバイスチップの製造方法 - Google Patents

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健次 古田
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Abstract

【課題】被加工物の分割不良の発生を抑制する。【解決手段】デバイスウェーハを含む被加工物の表面と裏面との一方の面側に保護部材を貼り付ける貼り付けステップと、一方の面を下方に位置付け、保持面で被加工物を吸引保持する保持ステップと、被加工物の下面の高さと上面の高さとを分割予定ラインに沿って測定する高さ測定ステップと、レーザービームの集光点の高さを下面と上面との高さに応じて被加工物の内部で調整しながら、被加工物の内部の異なる高さに２層以上の改質層を形成するレーザー加工ステップと、改質層を起点として被加工物を複数のデバイスチップに分割する分割ステップと、を備え、レーザー加工ステップは、下面の高さに応じて下面側に第１改質層を形成する第１加工ステップと、上面の高さに応じて上面側に第２改質層を形成する第２加工ステップと、を含むデバイスチップの製造方法を提供する。【選択図】図５

Description

本発明は、デバイスウェーハにレーザー加工を施した後、デバイスウェーハを複数のデバイスチップに分割するデバイスチップの製造方法に関する。
複数の分割予定ラインが表面側に格子状に設定され、当該複数の分割予定ラインで区画された各領域にデバイスが形成された板状の被加工物を、レーザービームで加工した後に分割する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
被加工物をレーザービームで加工する際には、例えば、まず、被加工物の表面とは反対側に位置する裏面にダイシングテープを貼り付ける。次いで、被加工物の裏面側をチャックテーブルで保持する。このとき、被加工物の表面が上方となり裏面が下方となる様に、被加工物が配置される。
その後、被加工物の上方から被加工物にレーザービームを照射する。このとき、レーザービームの集光点を被加工物の内部に位置付けた状態で、被加工物と集光点とを分割予定ラインに沿って相対的に移動させる。集光点及びその近傍では、多光子吸収が生じ、被加工物の内部には、集光点の移動の経路に沿って機械的強度が低下した脆弱領域である改質領域（改質層）が形成される。
全ての分割予定ラインに沿って改質層を形成した後、ダイシングテープを径方向に拡張する。これにより、被加工物に外力が付与され、改質層を起点として上面から下面までクラックが伸展し、被加工物は分割予定ラインに沿って分割される。つまり、被加工物は、複数のデバイスチップに分割される。
ところで、被加工物の厚さ（高さ）には、面内ばらつきが存在する場合がある。しかし、この様な場合であっても、上面から均一な深さに改質層を形成するために、被加工物の上面の高さを予め測定し、測定結果に応じて集光点の高さを調整しつつレーザービームを照射する技術が開発された（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−１９２３７０号公報 特開２００５−１９３２８６号公報
しかし、上面に対する改質層の深さが略均一に形成されたとしても、下面に対する改質層の深さが略均一に形成されるとは限らない。それゆえ、改質層の形成後にダイシングテープを拡張して被加工物を分割しようとしても、クラックが下面に達せず、被加工物を分割できない場合がある。
例えば、被加工物の上面において、所定の基準高さに対して±１０μｍを超える厚さ（高さ）ばらつきがある場合、高さが＋１０μｍを超える領域（即ち、厚い領域）では、クラックが下面に達しないことがある。この場合、被加工物を分割できない。
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、被加工物の厚さに面内ばらつきがあっても分割不良の発生を抑制することを目的とする。
本発明の一態様によれば、分割予定ラインで区画された複数の領域の各々にデバイスが形成されたデバイス領域を表面側に有するデバイスウェーハを含む被加工物の該表面と、該表面とは反対側に位置する裏面と、の一方の面側に保護部材を貼り付ける貼り付けステップと、該一方の面を下方に位置付け、該保護部材を介してチャックテーブルの保持面で該被加工物を吸引保持する保持ステップと、該保持面で保持された該被加工物の下面とは反対側に位置する上面の上方から測定光を照射して得られる該下面からの反射光の測定結果、又は、該保持面に測定光を照射して得られる該保持面からの反射光の測定結果に基づいて、該分割予定ラインに沿って該被加工物の該下面の高さを測定し、該被加工物の上方から測定光を照射して該上面からの反射光の測定結果に基づいて、該上面の高さを該分割予定ラインに沿って測定する高さ測定ステップと、該高さ測定ステップの後、該被加工物を透過する波長を有するレーザービームの集光点の高さを該下面と該上面との高さに応じて該被加工物の内部で調整しながら、該分割予定ラインに沿って該レーザービームを照射し、該被加工物の内部の異なる高さに２層以上の改質層を形成するレーザー加工ステップと、該レーザー加工ステップの後、該改質層を起点として該被加工物を該分割予定ラインに沿って破断して、該被加工物を複数のデバイスチップに分割する分割ステップと、を備え、該レーザー加工ステップは、該高さ測定ステップで測定された該下面の高さに応じて該集光点の高さを調整しながら該分割予定ラインに沿って該レーザービームを照射することにより該下面側に第１改質層を形成する第１加工ステップと、該高さ測定ステップで測定された該上面の高さに応じて該集光点の高さを調整しながら該分割予定ラインに沿って該レーザービームを照射することにより該上面側に第２改質層を形成する第２加工ステップと、を含むデバイスチップの製造方法が提供される。
好ましくは、該貼り付けステップでは、該表面側に該保護部材が貼り付けられ、該レーザー加工ステップでは、該被加工物の該裏面側から該レーザービームが照射される。
また、好ましくは、デバイスチップの製造方法は、該貼り付けステップの後、且つ、該保持ステップの前に、該保護部材が貼着された該一方の面とは反対側に位置する他方の面側に、保護フィルムを貼り付ける保護フィルム貼り付けステップを更に備え、該保持ステップでは、該保護フィルムの上面が該被加工物の該上面となり、該レーザー加工ステップでは、該保護フィルムを介して該レーザービームが該被加工物に照射される。
本発明の一態様に係るデバイスチップの製造方法のレーザー加工ステップは、第１加工ステップと、第２加工ステップとを含む。第１加工ステップでは、高さ測定ステップで測定された被加工物の下面の高さに応じて集光点の高さを調整しながら、分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射することにより下面側に第１改質層を形成する。
また、第２加工ステップでは、高さ測定ステップで測定された被加工物の上面の高さに応じて集光点の高さを調整しながら、分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射することにより上面側に第２改質層を形成する。この様に、被加工物の下面と上面との両方の高さに応じて改質層の位置を調整するので、被加工物の厚さに面内ばらつきがあっても、分割不良の発生を抑制できる。
図１（Ａ）はウェーハ等の斜視図であり、図１（Ｂ）はウェーハ等の部分断面図である。 レーザー加工装置の斜視図である。 図３（Ａ）は高さ測定ステップを説明する図であり、図３（Ｂ）は反射光を説明する図である。 図４（Ａ）は第１加工ステップを説明する図であり、図４（Ｂ）は第２加工ステップを説明する図である。 レーザー加工後のウェーハと、ダイシングテープとの部分断面図である。 図６（Ａ）はテープ拡張装置を示す一部断面側面図であり、図６（Ｂ）は分割ステップを示す図である。 第１の実施形態に係るデバイスチップの製造方法のフロー図である。 図８（Ａ）はウェーハ等の斜視図であり、図８（Ｂ）はウェーハ等の部分断面図である。 下面高さ測定ステップでの保持面からの反射光を示す図である。 レーザー加工後のウェーハ及び保護フィルムと、ダイシングテープとの部分断面図である。 第２の実施形態に係るデバイスチップの製造方法のフロー図である。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、加工対象となるウェーハ（被加工物）１１等について説明する。図１（Ａ）は、ウェーハ１１等の斜視図であり、図１（Ｂ）は、ウェーハ１１等の部分断面図である。
本実施形態のウェーハ１１は、シリコン（Ｓｉ）で形成されている円盤状の基板である。但し、ウェーハ１１は、シリコンに限定されず、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）及び窒化ガリウム（ＧａＮ）等の半導体材料、サファイア、又は、各種ガラス等で形成されてもよい。
ウェーハ１１の表面１１ａ側には、複数の分割予定ライン１３が格子状に設定されており、分割予定ライン１３で区画された複数の領域の各々には、ＩＣ（integrated circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイス１５が形成されている。つまり、本実施形態のウェーハ１１は、複数のデバイス１５を有するデバイスウェーハである。
なお、複数のデバイス１５が形成されているデバイス領域１５ａの分割予定ライン１３には、ＴＥＧ（Test Element Group）が形成されている場合がある。また、デバイス領域１５ａの周囲には、デバイス１５が形成されていない外周余剰領域１５ｂが存在する。
ウェーハ１１は、表面１１ａとは反対側に位置する裏面１１ｂを高さの基準とした場合に、裏面１１ｂから表面１１ａまでの距離（厚さ）にばらつきを有する（図１（Ｂ）参照）。例えば、図１（Ｂ）に示す領域Ａの厚さは、領域Ｂの厚さよりも薄い。
ウェーハ１１は、図１（Ａ）に示す様に、樹脂で形成されたダイシングテープ（保護部材）１７が表面１１ａ側に貼り付けられた状態で加工される。ダイシングテープ１７は、ウェーハ１１よりも大きい径を有し、ダイシングテープ１７の略中央部分にウェーハ１１が貼り付けられている。
ダイシングテープ１７は、例えば、ポリオレフィン等の樹脂で形成された基材層と、紫外線硬化型樹脂等で形成された粘着層との積層構造を有する。粘着層は、ウェーハ１１等に対して強力な粘着力を発揮する一方で、紫外線が照射されると硬化して粘着力が低下する。
なお、ダイシングテープ１７は、必ずしも、基材層と粘着層との積層構造でなくてもよい。ダイシングテープ１７は、基材層のみを有してもよい。この場合、ダイシングテープ１７は、例えば、熱圧着によりウェーハ１１に貼り付けられる。
ダイシングテープ１７の外周部分には、金属で形成された環状のフレーム１９の一面が貼り付けられる。これにより、ウェーハ１１は、ダイシングテープ１７を介してフレーム１９で支持される。本実施形態では、ウェーハ１１、ダイシングテープ１７及びフレーム１９の一式をウェーハユニット２１と称する。
次に、ウェーハ１１に対してレーザー加工を施すためのレーザー加工装置２について説明する。図２は、レーザー加工装置２の斜視図である。なお、図２では構成要素の一部を機能ブロックで示す。レーザー加工装置２は、各構造を支持する基台４を備える。
基台４は、直方体状の基部６と、基部６の後端において上方に伸びる壁部８とを含む。基部６の上方は金属製のカバー部材（不図示）で覆われており、基部６の前端に位置するカバー部材の側面には、入力装置及び表示装置として機能するタッチパネル８ａが配置されている。
タッチパネル８ａに面してレーザー加工装置２の右側には、カセットエレベータ８ｂが設けられている。カセットエレベータ８ｂの昇降台には、複数のウェーハユニット２１が収容されたカセット８ｃが載置される。
カセット８ｃの後方には、一対のガイドレール１０が設けられている。一対のガイドレール１０の上方には、ウェーハユニット２１をカセット８ｃからガイドレール１０に引き出すためのクランプ搬送機構（不図示）が設けられている。
一対のガイドレール１０よりも上方には、搬送ユニット１２が設けられている。搬送ユニット１２は、フレーム１９を吸引パッドで吸引した状態で、ガイドレール１０と保持テーブル（チャックテーブル）１４との間でウェーハユニット２１を搬送する。
保持テーブル１４は、上面側に円盤状の凹部を有する金属製の枠体を有する。枠体の凹部には、ポーラスセラミックス等で形成された円盤状のポーラス板が固定される。枠体の内部には流路（不図示）が形成されており、この流路の一端にはエジェクタ等の吸引源（不図示）が接続されている。
吸引源が発生する負圧を、流路を介してポーラス板に作用させれば、ポーラス板の上面には負圧が発生する。それゆえ、ポーラス板の上面は、ウェーハユニット２１を吸引保持する保持面１４ａとして機能する。
保持テーブル１４は、モーター等の回転駆動源（不図示）を有する支持台１６により、回転可能な態様で支持されている。また、支持台１６は、Ｘ軸移動機構１８のＸ軸移動テーブル２０で支持されている。
Ｘ軸移動テーブル２０は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール２２により、Ｘ軸方向にスライド可能な態様で支持されている。Ｘ軸移動テーブル２０の裏面側（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２２と略平行に配置されたＸ軸ボールネジ２４が回転可能な態様で結合されている。
Ｘ軸ボールネジ２４の一端には、Ｘ軸パルスモーター２６が連結されている。Ｘ軸パルスモーター２６でＸ軸ボールネジ２４を回転させれば、Ｘ軸移動テーブル２０は、Ｘ軸ガイドレール２２に沿ってＸ軸方向（加工送り方向）に移動する。
Ｘ軸移動テーブル２０の裏面側（下面側）には、Ｙ軸移動機構２８が設けられている。Ｙ軸移動機構２８は、Ｘ軸移動機構１８を支持するＹ軸移動テーブル３０を有する。Ｙ軸移動テーブル３０は、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール３２により、Ｙ軸方向にスライド可能な態様で支持されている。
Ｙ軸移動テーブル３０の裏面側（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３２と平行に配置されたＹ軸ボールネジ３４が回転可能な態様で結合されている。
Ｙ軸ボールネジ３４の一端には、Ｙ軸パルスモーター３６が連結されている。Ｙ軸パルスモーター３６でＹ軸ボールネジ３４を回転させれば、Ｙ軸移動テーブル３０は、Ｙ軸ガイドレール３２に沿ってＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動する。
壁部８の上部前面には、前方に向かって伸びる支持アーム３８の一端が固定されている。支持アーム３８には、レーザー照射ユニット４０の一部が固定されている。レーザー照射ユニット４０は、レーザー生成部（不図示）を備える。
レーザー生成部は、レーザー発振に適したＮｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ４等のレーザー媒質を有するレーザー発振器（不図示）を有する。レーザー生成部は、ウェーハ１１を透過する所定の波長（例えば、１０６４ｎｍ）を有するパルス状のレーザービームＬ（図４（Ａ）等参照）を生成する。
支持アーム３８の他端には、ヘッド部４０ａが配置されている。ヘッド部４０ａには、レーザービームＬを集光する集光レンズ（不図示）が設けられている。集光レンズは、光軸がＺ軸方向と平行になる様に配置されている。レーザービームＬは、ヘッド部４０ａから保持面１４ａへ向けて照射される。
集光レンズには、ピエゾ素子を備えるアクチュエータ（不図示）が連結されている。アクチュエータに供給する電圧を調整して、集光レンズのＺ軸方向の位置を調整することにより、レーザービームＬの集光点Ｐ（図４（Ａ）等参照）の位置は調整される。
レーザー照射ユニット４０に隣接する位置には、顕微鏡ユニット４２が設けられている。顕微鏡ユニット４２は、保持面１４ａで保持されたウェーハ１１を撮像する。顕微鏡ユニット４２は、保持面１４ａに対向する様に撮像レンズ（不図示）が配置されたヘッド部４２ａを有する。
撮像レンズを介して取り込まれた光は、顕微鏡ユニット４２内に設けられた撮像素子（不図示）へ導かれる。撮像素子は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等で構成されている。
顕微鏡ユニット４２に隣接する位置には、高さ測定器４４が設けられている。高さ測定器４４は、例えば、分光干渉式のレーザー変位計であり、保持面１４ａで保持されたウェーハ１１の表面１１ａ、裏面１１ｂ等の高さを測定する。
レーザー変位計は、ＳＬＤ(superluminescent diode)等の光源（不図示）を有する。光源からは、広帯域の赤外光が検査光として出射される。光源から出射された光の一部は、高さ測定器４４のヘッド部４４ａ内に設けられたハーフミラー（不図示）で反射され、ウェーハ１１等の測定対象へと向かう。
測定対象で反射された光の一部は、上述のハーフミラーを透過して分光器（不図示）へ入射する。分光器は、入射した光を分光してスペクトルを得るための回折格子（不図示）を備えている。回折格子の近傍には、ＣＣＤ等の受光素子（不図示）が配置されている。
回折格子で分光された光は、受光素子において波長毎の光強度に応じた電気信号に変換される。受光素子は、後述する制御ユニット４６に接続されている。制御ユニット４６は、例えば、受光素子から出力される電気信号の波形をフーリエ変換等により解析する。
ところで、ヘッド部４４ａの下端部には、高さ測定の基準となる基準板（不図示）が設けられている。基準板は、例えば、ガラス、石英等で形成されており、基準板の一面（基準面）に入射した光のうち一部は基準面で反射され、基準面に入射した光のうち他の一部は基準板を透過して測定対象で反射される。
つまり、分光器には、基準面で反射された第１反射光と、測定対象で反射された第２反射光とが入射する。第１反射光と第２反射光とは、基準面から測定対象までの距離（光学的距離）に応じた所定の波長で強め合う。
この原理を利用することで、基準面から測定対象の所定の面（例えば、被加工物の上面、下面等）までの距離が制御ユニット４６により算出される。制御ユニット４６は、距離の算出に加えて、レーザー加工装置２の構成要素を制御する。
制御ユニット４６は、カセットエレベータ８ｂ、一対のガイドレール１０、搬送ユニット１２、Ｘ軸移動機構１８、Ｙ軸移動機構２８、レーザー照射ユニット４０、顕微鏡ユニット４２、高さ測定器４４等を制御する。
制御ユニット４６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリー、ハードディスクドライブ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成されている。補助記憶装置に記憶されるソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御ユニット４６の機能が実現される。
次に、図１から図６を参照して、第１の実施形態に係るデバイスチップ２３の製造方法を説明する。なお、図７は、第１の実施形態に係るデバイスチップ２３の製造方法のフロー図である。
本実施形態では、まず、図１に示す様に、ウェーハ１１の表面１１ａ側及びフレーム１９の一面にダイシングテープ１７を貼り付けることでウェーハユニット２１を形成する（貼り付けステップ（Ｓ１０））。
貼り付けステップ（Ｓ１０）は、テープ貼り付け装置（不図示）により行われてよく、作業者が手作業で行ってもよい。貼り付けステップ（Ｓ１０）の後、各ウェーハユニット２１を収容したカセット８ｃは、カセットエレベータ８ｂの昇降台に載置される。
次に、クランプ搬送機構（不図示）により、カセット８ｃから一対のガイドレール１０へウェーハユニット２１が引き出される。一対のガイドレール１０でＸ軸方向の位置が調整されたウェーハユニット２１は、搬送ユニット１２により保持テーブル１４へ搬送される。
このとき、ウェーハユニット２１は、ダイシングテープ１７が貼り付けられた面（本実施形態では、表面１１ａ）が下方となる様に保持面１４ａ上に載置される。つまり、表面１１ａがウェーハ１１の下面となり、裏面１１ｂがウェーハ１１の上面となる。
次に、吸引源を動作させて保持面１４ａに負圧を発生させる。これにより、ダイシングテープ１７を介して、下面（表面１１ａ）側を保持面１４ａで保持する（保持ステップ（Ｓ２０））。
保持ステップ（Ｓ２０）の後、高さ測定器４４等を用いて、下面（表面１１ａ）の高さと、上面（裏面１１ｂ）の高さと、をそれぞれ分割予定ライン１３に沿って測定する（高さ測定ステップ（Ｓ３０））。図３（Ａ）は、高さ測定ステップ（Ｓ３０）を説明する図である。
高さ測定ステップ（Ｓ３０）では、まず、顕微鏡ユニット４２等を用いて、ウェーハ１１のアライメントを行う。次に、高さ測定器４４のヘッド部４４ａの下端を、１つの分割予定ライン１３の延長線上に位置付ける。
そして、ウェーハ１１の上方からウェーハ１１に測定光を照射しながら、Ｘ軸移動機構１８により、ヘッド部４４ａに対してウェーハ１１をＸ軸方向に沿って相対的に移動させる。このとき、高さ測定器４４でウェーハ１１からの反射光を測定する。
図３（Ｂ）は、反射光を説明する図である。本実施形態では、基準面で反射された第１反射光Ｃ１（不図示）と、上面（裏面１１ｂ）で反射された第２反射光Ｃ２との測定結果を制御ユニット４６で解析する。これにより、基準面に対する上面（裏面１１ｂ）の高さが測定される（上面高さ測定ステップ（Ｓ３２））。
同様に、基準面で反射された第１反射光Ｃ１（不図示）と、下面（表面１１ａ）で反射された第３反射光Ｃ３との測定結果を制御ユニット４６で解析する。これにより、基準面に対する下面（表面１１ａ）の高さが測定される（下面高さ測定ステップ（Ｓ３４））。なお、下面の高さは、保持面１４ａの凹凸等が反映されるので必ずしも平坦ではない。
この様に、反射光の測定結果に基づいて、上面（裏面１１ｂ）の高さと下面（表面１１ａ）の高さとが一度に測定される。１つの分割予定ライン１３に沿って上面及び下面の高さを測定した後、ウェーハ１１をＹ軸方向に沿って割り出し送りする。
これにより、ヘッド部４４ａは、測定光が照射された分割予定ライン１３に隣接する別の分割予定ライン１３の延長線上に位置付けられる。そして、同様にして、別の分割予定ライン１３に沿って上面及び下面の高さを測定する。
一の方向に沿う全ての分割予定ライン１３に沿って上面及び下面の高さを測定した後、回転駆動源を動作させて、保持テーブル１４を９０度回転させる。そして、一の方向と直交する他の方向に沿う全ての分割予定ライン１３に沿って上面及び下面の高さを測定する。
上面及び下面のＸＹ座標（位置）と、高さ測定ステップ（Ｓ３０）で測定された各位置での高さ（上面及び下面の高さ）の情報とは、制御ユニット４６の記憶部（例えば、補助記憶装置）に記憶される。
高さ測定ステップ（Ｓ３０）の後、ウェーハ１１の上方からウェーハ１１にレーザービームＬを照射して、ウェーハ１１を分割予定ライン１３に沿って加工する（レーザー加工ステップ（Ｓ４０））。
具体的には、レーザービームＬの集光点Ｐの高さをウェーハ１１の内部に位置付けた状態で、分割予定ライン１３に沿ってレーザービームＬの集光点Ｐとウェーハ１１とをＸ軸方向に沿って相対的に移動させる。
これにより、機械的強度が低下した脆弱領域である改質領域（改質層）が、分割予定ライン１３に沿ってウェーハ１１の内部に形成される。本実施形態では、まず、ウェーハ１１の下面側に第１改質層１１ｃを形成する（第１加工ステップ（Ｓ４２））。
図４（Ａ）は、第１加工ステップ（Ｓ４２）を説明する図である。第１加工ステップ（Ｓ４２）では、高さ測定ステップ（Ｓ３０）で取得された情報を記憶部から読み出し、ＸＹ座標に応じて上述のアクチュエータを制御することで、ウェーハ１１の下面の高さに応じて集光点Ｐの高さを調整しながら、分割予定ライン１３に沿ってレーザービームＬを照射する。
なお、レーザービームＬを照射するときの保持テーブル１４の加工送り速度は予め定められているので、加工送り速度に応じて上述のアクチュエータを所定のタイミングで動作させることで、分割予定ライン１３に沿って集光点ＰのＺ軸方向の位置を調整できる。
第１加工ステップ（Ｓ４２）では、一の方向に沿う全ての分割予定ライン１３に沿ってレーザービームＬを照射した後、保持テーブル１４を９０度回転させて、一の方向と直交する他の方向に沿う全ての分割予定ライン１３に沿ってレーザービームＬを照射する。これにより、全ての分割予定ライン１３に沿って第１改質層１１ｃを形成する。
なお、本実施形態の第１加工ステップ（Ｓ４２）では、ウェーハ１１の下面側の異なる高さに、２つの第１改質層１１ｃ１及び１１ｃ２を形成する（図５参照）。第１改質層１１ｃ１は、下面から３０μｍ以上５０μｍ以下の位置に形成され、第１改質層１１ｃ２は、下面から１３０μｍ以上１５０μｍ以下の位置に形成される。
下面（表面１１ａ）へのレーザービームＬの散乱、スプラッシュ等を避けるためには、第１改質層１１ｃ１を形成した後に、第１改質層１１ｃ２を形成することが好ましい。なお、第１改質層１１ｃの数は２つには限定されず、１つでもよく３つ以上であってもよい。
第１加工ステップ（Ｓ４２）の後、ウェーハ１１の上面側に第２改質層１１ｄを形成する（第２加工ステップ（Ｓ４４））。図４（Ｂ）は、第２加工ステップ（Ｓ４４）を説明する図である。
第２加工ステップ（Ｓ４４）でも、記憶部から情報を読み出し、加工送り速度に応じてアクチュエータを動作させることで、上面（裏面１１ｂ）の高さに応じて集光点Ｐの高さを調整しながら、分割予定ライン１３に沿ってレーザービームＬを照射する。
第２改質層１１ｄは、例えば、上面の高さから１００μｍ以上１２０μｍ以下の所定距離だけ下方に離れた位置に形成される。図５は、第２改質層１１ｄ形成後のウェーハ１１と、ダイシングテープ１７との部分断面図である。
本実施形態の第２加工ステップ（Ｓ４４）では、ウェーハ１１の上面側に、１つの第２改質層１１ｄを形成する。なお、第２改質層１１ｄの数は、１つには限定されず、２つ以上であってもよい。
本実施形態では、表面１１ａを下方に位置付けた状態で、ウェーハ１１の上方からレーザービームＬを照射する。それゆえ、表面１１ａ側の分割予定ライン１３に形成されているＴＥＧによりレーザービームＬが反射され、加工不良が発生することを防止できる。
レーザー加工ステップ（Ｓ４０）の後、ウェーハ１１を複数のデバイスチップ２３に分割する（分割ステップ（Ｓ５０））。分割ステップ（Ｓ５０）では、テープ拡張装置５０が用いられる。
図６（Ａ）は、テープ拡張装置５０を示す一部断面側面図である。テープ拡張装置５０は、ウェーハ１１の径よりも大きい径を有する円筒形状のドラム５２を有する。ドラム５２の上端部には、円周方向に沿って複数のコロ（不図示）が設けられている。
ドラム５２の外周部には、ドラム５２の直径よりも大きな内径を有する円環状のフレーム保持テーブル５４が設けられている。フレーム保持テーブル５４の上面は、フレーム１９が載置される略平坦な載置面５４ａである。
フレーム保持テーブル５４の外周部には、複数のクランプユニット５６が設けられている。また、フレーム保持テーブル５４の下部には、ドラム５２の高さ方向に沿って移動可能なロッド５８の上端部が固定されている。
ロッド５８の下側の一部は、エアシリンダ６０内に配置されている。エアシリンダ６０内にロッド５８が引き込まれると、載置面５４ａがドラム５２の上端に対して引き下げられる。次に、テープ拡張装置５０を用いた分割ステップ（Ｓ５０）について説明する。
図６（Ｂ）は、分割ステップ（Ｓ５０）を示す図である。分割ステップ（Ｓ５０）では、ドラム５２の上端と載置面５４ａとを略同じ高さ位置にした状態で、ドラム５２及び載置面５４ａ上にウェーハユニット２１を載置する。
次に、クランプユニット５６でフレーム１９の位置を固定する。そして、ロッド５８をエアシリンダ６０内に引き込むことにより、載置面５４ａをドラム５２の上端に対して引き下げる。
これにより、ダイシングテープ１７が放射状に拡張されて、ウェーハ１１に外力が付与される。ウェーハ１１は、第１改質層１１ｃ及び第２改質層１１ｄを起点として、分割予定ライン１３に沿って破断され、複数のデバイスチップ２３に分割される。
本実施形態では、下面の高さに応じた第１改質層１１ｃと、上面の高さに応じた第２改質層１１ｄとを含む２層以上の改質層を形成する。この様に、下面と上面との両方の高さに応じて改質層の位置を調整するので、ウェーハ１１の厚さに面内ばらつきがあっても、分割不良の発生を抑制できる。
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、ダイシングテープ１７が貼り付けられた表面１１ａとは反対側に位置する裏面１１ｂに樹脂製の保護フィルム２５が貼り付けられる。図８（Ａ）は、第２の実施形態に係るウェーハ１１等の斜視図である。
保護フィルム２５は、例えば、基材層と粘着層との積層構造を有し、粘着層側がウェーハ１１の上面に貼り付けられる。保護フィルム２５を設けることで、例えば、分割ステップ（Ｓ５０）でのチッピング（欠け）の発生を低減できる。図８（Ｂ）は、保護フィルム２５が貼り付けられたウェーハ１１等の部分断面図である。
第２の実施形態では、ウェーハ１１及び保護フィルム２５の積層体が、レーザービームＬで加工される被加工物となる。また、第２の実施形態では、ウェーハ１１の表面１１ａが被加工物の下面となり、保護フィルム２５の上面２５ａが被加工物の上面となる。また、ウェーハ１１、ダイシングテープ１７、フレーム１９及び保護フィルム２５の一式がウェーハユニット２１となる。
次に、図９及び図１０を参照して、第２の実施形態に係るデバイスチップ２３の製造方法を説明する。図１１は、第２の実施形態に係るデバイスチップ２３の製造方法のフロー図である。以下では、第１の実施形態との相違について主に説明する。
第２の実施形態では、貼り付けステップ（Ｓ１０）の後、裏面１１ｂ側に保護フィルム２５を貼り付ける（保護フィルム貼り付けステップ（Ｓ１２））。次いで、保持テーブル１４の保持面１４ａの高さを測定する（下面高さ測定ステップ（Ｓ１４））。
図９は、下面高さ測定ステップ（Ｓ１４）での保持面１４ａからの第４反射光Ｃ４を示す図である。下面高さ測定ステップ（Ｓ１４）では、ヘッド部４４ａから測定光を照射して、ヘッド部４４ａの基準面で反射された第１反射光Ｃ１（不図示）と、保持面１４ａで反射された第４反射光Ｃ４との測定結果を制御ユニット４６で解析する。これにより、基準面に対する保持面１４ａ全体の高さを測定する。
そして、測定された保持面１４ａの高さにダイシングテープ１７の厚さ（例えば、１００μｍ）を加算する。これにより、基準面に対する下面（表面１１ａ）の高さが算出される。この様に、第２の実施形態では、下面側を保持面１４ａで保持した場合の下面（表面１１ａ）の高さ位置を間接的に測定する。
なお、下面高さ測定ステップ（Ｓ１４）は、第１加工ステップ（Ｓ４２）の前までに行われればよく、貼り付けステップ（Ｓ１０）の前、又は、保護フィルム貼り付けステップ（Ｓ１２）の前に行われてもよい。
下面（表面１１ａ）のＸＹ座標（位置）と、各位置での下面の高さの情報とは、第１の実施形態と同様に、制御ユニット４６の記憶部（例えば、補助記憶装置）に記憶される。下面高さ測定ステップ（Ｓ１４）の後、保持ステップ（Ｓ２０）及び上面高さ測定ステップ（Ｓ３２）が順次行われる。
上面高さ測定ステップ（Ｓ３２）では、ヘッド部４４ａから測定光を照射して、基準面で反射された第１反射光Ｃ１（不図示）と、保護フィルム２５の上面２５ａで反射された第５反射光Ｃ５（不図示）との測定結果を制御ユニット４６で解析する。これにより、基準面に対する上面２５ａの高さが測定される。
上面２５ａのＸＹ座標（位置）と、各位置での上面２５ａの高さの情報とは、制御ユニット４６の記憶部（例えば、補助記憶装置）に記憶される。続いて、第１の実施形態と同様にレーザー加工ステップ（Ｓ４０）を順次行う。
但し、第２の実施形態のレーザー加工ステップ（Ｓ４０）では、保護フィルム２５を介してウェーハ１１の内部にレーザービームＬが照射される。これにより、第１加工ステップ（Ｓ４２）では、ウェーハ１１の下面（表面１１ａ）側の異なる位置に第１改質層１１ｃ１，１１ｃ２が形成される。
また、第２加工ステップ（Ｓ４４）では、ウェーハ１１の上面（裏面１１ｂ）側に第２改質層１１ｄ１が形成され、加えて、保護フィルム２５に第２改質層１１ｄ２が形成される。図１０は、レーザー加工後のウェーハ１１及び保護フィルム２５と、ダイシングテープ１７との部分断面図である。
なお、第２改質層１１ｄ１，１１ｄ２を形成する際には、保護フィルム２５の上面２５ａ（即ち、被加工物の上面）の高さに応じて集光点Ｐの高さを調整しながら、分割予定ライン１３に沿ってレーザービームＬを照射する。
第２の実施形態でも、被加工物（即ち、ウェーハ１１及び保護フィルム２５）の下面と上面との両方の高さに応じて第１改質層１１ｃ及び第２改質層１１ｄの位置を調整するので、ウェーハ１１等の厚さに面内ばらつきがあっても、分割不良の発生を抑制できる。
その他、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。上述の第１及び第２の実施形態では、ウェーハ１１の表面１１ａを下方に位置つけ、且つ、裏面１１ｂを上方に位置付けた状態で、ウェーハ１１等を加工した。
しかし、ウェーハ１１の裏面１１ｂを下方に位置付け、且つ、表面１１ａを上方に位置付けた状態で、ウェーハ１１等を加工してもよい。裏面１１ｂを下方とした場合、裏面１１ｂ側にはダイシングテープ（保護部材）１７が貼り付けられる。また、上方に位置する表面１１ａ側には、第２の実施形態の様に保護フィルム２５が貼り付けられてもよい。
ところで、高さ測定器４４で被加工物の高さを測定した後、レーザー加工ステップ（Ｓ４０）を行うのではなく、高さ測定器４４で被加工物の高さを測定しながらレーザー加工ステップ（Ｓ４０）を行ってもよい。
例えば、レーザー加工装置２に１つの高さ測定器４４が設けられている場合、Ｘ軸方向の一方側へ加工送りするときに、高さ測定器４４で被加工物の高さを測定しながらレーザー照射ユニット４０を用いてレーザー加工ステップ（Ｓ４０）を行う。
但し、レーザー照射ユニット４０の両脇に高さ測定器４４が設けられている場合には、Ｘ軸方向の一方側へ加工送りするときに加えて、Ｘ軸方向の他方側へ加工送りするときにも、被加工物の高さを測定しながらレーザー加工ステップ（Ｓ４０）を行うことができる。
２ ：レーザー加工装置
４ ：基台
６ ：基部
８ ：壁部
８ａ ：タッチパネル
８ｂ ：カセットエレベータ
８ｃ ：カセット
１０ ：ガイドレール
１１ ：ウェーハ（デバイスウェーハ）
１１ａ ：表面
１１ｂ ：裏面
１１ｃ，１１ｃ１，１１ｃ２ ：第１改質層
１１ｄ，１１ｄ１，１１ｄ２ ：第２改質層
１２ ：搬送ユニット
１３ ：分割予定ライン
１４ ：保持テーブル（チャックテーブル）
１４ａ ：保持面
１５ ：デバイス
１５ａ ：デバイス領域
１５ｂ ：外周余剰領域
１６ ：支持台
１７ ：ダイシングテープ（保護部材）
１８ ：Ｘ軸移動機構
１９ ：フレーム
２０ ：Ｘ軸移動テーブル
２１ ：ウェーハユニット
２２ ：Ｘ軸ガイドレール
２３ ：デバイスチップ
２４ ：Ｘ軸ボールネジ
２５ ：保護フィルム
２５ａ ：上面
２６ ：Ｘ軸パルスモーター
２８ ：Ｙ軸移動機構
３０ ：Ｙ軸移動テーブル
３２ ：Ｙ軸ガイドレール
３４ ：Ｙ軸ボールネジ
３６ ：Ｙ軸パルスモーター
３８ ：支持アーム
４０ ：レーザー照射ユニット
４０ａ ：ヘッド部
４２ ：顕微鏡ユニット
４２ａ ：ヘッド部
４４ ：高さ測定器
４４ａ ：ヘッド部
４６ ：制御ユニット
５０ ：テープ拡張装置
５２ ：ドラム
５４ ：フレーム保持テーブル
５４ａ ：載置面
５６ ：クランプユニット
５８ ：ロッド
６０ ：エアシリンダ
Ａ ：領域
Ｂ ：領域
Ｃ２ ：第２反射光
Ｃ３ ：第３反射光
Ｃ４ ：第４反射光
Ｌ ：レーザービーム
Ｐ ：集光点

Claims (3)

  1. 分割予定ラインで区画された複数の領域の各々にデバイスが形成されたデバイス領域を表面側に有するデバイスウェーハを含む被加工物の該表面と、該表面とは反対側に位置する裏面と、の一方の面側に保護部材を貼り付ける貼り付けステップと、
    該一方の面を下方に位置付け、該保護部材を介してチャックテーブルの保持面で該被加工物を吸引保持する保持ステップと、
    該保持面で保持された該被加工物の下面とは反対側に位置する上面の上方から測定光を照射して得られる該下面からの反射光の測定結果、又は、該保持面に測定光を照射して得られる該保持面からの反射光の測定結果に基づいて、該分割予定ラインに沿って該被加工物の該下面の高さを測定し、該被加工物の上方から測定光を照射して該上面からの反射光の測定結果に基づいて、該上面の高さを該分割予定ラインに沿って測定する高さ測定ステップと、
    該高さ測定ステップの後、該被加工物を透過する波長を有するレーザービームの集光点の高さを該下面と該上面との高さに応じて該被加工物の内部で調整しながら、該分割予定ラインに沿って該レーザービームを照射し、該被加工物の内部の異なる高さに２層以上の改質層を形成するレーザー加工ステップと、
    該レーザー加工ステップの後、該改質層を起点として該被加工物を該分割予定ラインに沿って破断して、該被加工物を複数のデバイスチップに分割する分割ステップと、を備え、
    該レーザー加工ステップは、
    該高さ測定ステップで測定された該下面の高さに応じて該集光点の高さを調整しながら該分割予定ラインに沿って該レーザービームを照射することにより該下面側に第１改質層を形成する第１加工ステップと、
    該高さ測定ステップで測定された該上面の高さに応じて該集光点の高さを調整しながら該分割予定ラインに沿って該レーザービームを照射することにより該上面側に第２改質層を形成する第２加工ステップと、を含むことを特徴とするデバイスチップの製造方法。
  2. 該貼り付けステップでは、該表面側に該保護部材が貼り付けられ、
    該レーザー加工ステップでは、該被加工物の該裏面側から該レーザービームが照射されることを特徴とする請求項１記載のデバイスチップの製造方法。
  3. 該貼り付けステップの後、且つ、該保持ステップの前に、該保護部材が貼着された該一方の面とは反対側に位置する他方の面側に、保護フィルムを貼り付ける保護フィルム貼り付けステップを更に備え、
    該保持ステップでは、該保護フィルムの上面が該被加工物の該上面となり、
    該レーザー加工ステップでは、該保護フィルムを介して該レーザービームが該被加工物に照射されることを特徴とする請求項１又は２に記載のデバイスチップの製造方法。
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