JP6918420B2 - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウェーハの加工方法に関する。

電子機器に搭載されるデバイスチップは、例えば、半導体でなる円板形のウェーハから製造される。該ウェーハの表面には、ストリートと呼ばれる複数の交差する分割予定ラインが設定され、該ストリートによって区画される各領域にデバイスが形成されている。該ウェーハを該ストリートに沿って分割すると、個々のデバイスチップを形成できる。なお、デバイスが形成されない該ウェーハの外周部は外周余剰領域と呼ばれ、該外周余剰領域に囲繞された領域はデバイス領域と呼ばれている。

近年、デバイスチップが搭載される電子機器の小型化に伴い、デバイスチップの小型化・薄型化に対する要求が高まっている。そこで、薄型のデバイスチップを形成するために、例えば、該ウェーハを分割する前に該ウェーハの裏面を研削してウェーハを薄化する。薄化された該ウェーハを分割することで、薄型のデバイスチップを形成できる。

該ウェーハをストリートに沿って分割するには、例えば、該ストリートに沿って該ウェーハの内部に改質層を形成し、該改質層からウェーハの厚さ方向にクラックを伸長させる。該改質層は、該ウェーハを透過する波長のレーザビームを該ウェーハの裏面側から照射し該ウェーハの内部に集光させることで多光子吸収により形成される。該改質層を形成した後、該ウェーハの裏面側を研削し、該改質層からウェーハの厚さ方向にクラックを伸長させて該ウェーハを個々のデバイスチップに分割する（特許文献１参照）。

ところで、該ウェーハの外周には表面又は裏面と、側面と、の間の角が除去されて形成された面取り部と呼ばれる曲面形状が設けられている。ウェーハの外周に角が存在すると、該ウェーハに衝撃等が加わったときに該角が欠けて発塵する恐れがある。また、該角から内部に進行するクラックが形成される恐れがある。そのため、該ウェーハの外周の該角を除去して面取り部を形成する。

該面取り部が形成されたウェーハに改質層を形成するためのレーザビームを照射すると、ストリートの端部となる該面取り部においてウェーハの表面にレーザビームが集光されてアブレーションが生じる場合がある。また、ウェーハの裏面側を研削してウェーハを薄化すると、ウェーハが反ってしまう場合がある。そこで、ウェーハの外周余剰領域には改質層を形成するためのレーザビームを照射せず、該外周余剰領域を補強部として残す方法が知られている（特許文献２参照）。

国際公開第２００３／０７７２９５号 特開２０１３−２３７０９７号公報

該ウェーハの分割は、該ウェーハに対して該ウェーハの径方向に向いた力をかけることで実施される。ウェーハの外周余剰領域に改質層を形成せずクラックを伸長させない場合には、デバイス領域に該ウェーハの径方向に向いた力を伝えるために該外周余剰領域を予め除去する必要がある。しかし、該外周余剰領域を除去するのは容易ではなく、該外周余剰領域を除去するステップが増える分、ウェーハの加工効率が低下してしまう。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、容易にウェーハをデバイスチップに分割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れば、交差する複数のストリートが設定され該ストリートで区画された各領域にデバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域と、を備えたウェーハの加工方法であって、該ウェーハの表面に表面保護テープを貼着する表面保護テープ貼着ステップと、該ウェーハの該裏面側を露出し、集光点を該ウェーハの内部に位置づけた状態で該ウェーハを透過する波長のレーザビームを該裏面側から照射するレーザ加工ステップと、該レーザ加工ステップを実施した後、該表面保護テープを介してウェーハの表面側を保持テーブルで保持した状態でウェーハの該裏面を研削する研削ステップと、該研削ステップを実施した後、該ウェーハの該外周余剰領域を吸引保持ユニットで吸引保持し、該外周余剰領域を該保持テーブル上から搬出する搬出ステップと、を備え、該レーザ加工ステップでは、該デバイス領域内に該ストリートに沿った改質層を形成するとともに該デバイス領域及び該外周余剰領域の境界に沿った円状改質層を形成し、該外周余剰領域を補強部とし、該円状改質層は、複数箇所において改質層が形成されない改質層非形成領域を有した断続的な円状に形成され、該円状改質層の該改質層非形成領域は、該デバイス領域から該ウェーハの外周端に到達するクラックの形成経路となることを特徴とするウェーハの加工方法が提供される。

また、本発明の一態様において、該搬出ステップを実施した後、該吸引保持ユニットで保持された該ウェーハの該表面に貼着された該表面保護テープを洗浄する表面保護テープ洗浄ステップと、を更に備え、該デバイスは、バルク弾性波デバイスであり、該研削ステップでは研削により該ウェーハの該裏面に微小な凹凸形状を形成してもよい。また、該搬送ステップを実施した後、該ウェーハの該裏面にエキスパンドシートを貼着し、該表面保護テープを除去する転写ステップと、該転写ステップを実施した後、該エキスパンドシートを拡張してウェーハを個々のチップへと分割する拡張ステップと、を更に備えてもよい。

本発明の一態様に係るウェーハの加工方法によると、ウェーハのデバイス領域と、外周余剰領域と、の境界に沿った円状改質層が形成される。該円状改質層は、複数個所において改質層が形成されない改質層非形成領域を有した断続的な円状に形成される。該円状改質層が該改質層非形成領域を有すると、該改質層非形成領域を経路として該デバイス領域から該ウェーハの外周端に到達するクラックを形成できる。

外周端に到達する該クラックが該外周余剰領域に形成されていると、該ウェーハを分割する際にデバイス領域とともに該外周余剰領域を分割できる。そのため、該ウェーハを分割する前に該外周余剰領域を除去するステップを省略でき、該ウェーハを容易に分割できるようになる。

したがって、本発明の一態様により、容易にウェーハをデバイスチップに分割できるウェーハの加工方法が提供される。

テープ貼着ステップ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。 図３（Ａ）は、レーザ加工前のウェーハを模式的に示す断面図であり、図３（Ｂ）は、レーザ加工ステップを模式的に示す断面図である。 レーザ加工ステップで形成される改質層の位置を模式的に示す上面図である。 研削装置を模式的に示す斜視図である。 図６（Ａ）は、研削加工前のウェーハを模式的に示す断面図であり、図６（Ｂ）は、研削ステップを模式的に示す断面図である。 図７（Ａ）は、搬出ステップを模式的に示す断面図であり、図７（Ｂ）は、転写ステップを模式的に示す断面図である。 図８（Ａ）は、拡張ステップを実施する前のウェーハを模式的に示す断面図であり、図８（Ｂ）は、拡張ステップを模式的に示す断面図である。

本発明に係る実施形態について説明する。図１には、本実施形態に係る被加工物であるウェーハ１と、該ウェーハ１に貼着される表面保護テープ１１と、の斜視図が示されている。該被加工物であるウェーハ１は、例えば、シリコン、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、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円板状の基板である。

図１に示す通り、該ウェーハ１の表面１ａには、互いに交差する複数のストリート３と呼ばれる分割予定ラインが設定されている。該ストリート３により区画された各領域にそれぞれＩＣ（Integrated circuit）やＬＥＤ（Light emitting diode）等のデバイス５が形成されている。

携帯電話機をはじめとする無線通信機器では、所望の周波数帯域の電気信号のみを通過させるバンドパスフィルタが重要な役割を担っている。このバンドパスフィルタの一つとして、表面弾性波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）を利用したＳＡＷデバイス（ＳＡＷフィルタ）が知られている。ウェーハ１に形成されるデバイス５はＳＡＷデバイスでもよい。

ＳＡＷデバイスでは、入力側の電極近傍で発生した弾性波の一部が、基板の内部を伝播して裏面側で反射されることがある。反射された弾性波が出力側の電極に到達すると、ＳＡＷデバイスの周波数特性は劣化してしまう。そこで、弾性波が散乱され易くなるように基板の裏面に微細な凹凸構造を形成して、反射された弾性波の電極へ到達を防いでいる。

近年では、ＳＡＷデバイスの発展形として、物質の内部を伝播するバルク弾性波（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）を利用したＢＡＷデバイス（ＢＡＷフィルタ）が注目を集めている。ＢＡＷデバイスは、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の圧電材料でなる圧電膜をモリブデン（Ｍｏ）等による電極で挟み込んだ共振器（圧電素子）を備えている。

ＢＡＷデバイスを形成する際には、例えば、表面側に複数の該共振器が形成された基板の裏面を研削して所定の厚みまで薄くしてから、ダイシングによって各共振器に対応する複数のＢＡＷデバイスへと分割する。このＢＡＷデバイスでも、基板の裏面側で反射される弾性波によって周波数特性が劣化するので、微細な凹凸構造が形成されるように粗い研削が実施される。

本実施形態に係るウェーハ１の表面１ａには、複数のこれらのデバイス５が形成されている。ただし、ウェーハ１に形成されるデバイス５はこれに限定されない。該ウェーハ１の表面１ａのうちデバイス５が形成されている領域はデバイス領域７と呼ばれ、該デバイス領域を取り囲む外周側の領域は外周余剰領域９と呼ばれる。ウェーハ１は、最終的にストリート３に沿って分割され、個々のデバイスチップが形成される。

該ウェーハ１の表面１ａには、表面保護テープ１１が貼着される。該表面保護テープ１１は、ウェーハ１を裏面１ｂ側から加工する際に、該表面１ａに形成された該デバイス５等を保護する。

該表面保護テープ１１は、例えば、可撓性を有するフィルム状の基材と、該基材の一方の面に形成された糊層（接着剤層）と、を有する。該基材にはＰＯ（ポリオレフィン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ポリ塩化ビニル、または、ポリスチレン等が用いられる。また、該糊層（接着剤層）には、例えば、シリコーンゴム、アクリル系材料、エポキシ系材料等が用いられる。

次に、本実施形態に係るウェーハ１の加工方法について説明する。該加工方法では、まず、図１に示されるように、表面保護テープ貼着ステップを実施する。該ウェーハ１の該表面１ａに表面保護テープ１１の糊層（接着剤層）側を対面させて、該表面１ａに該表面保護テープ１１を貼着する。

次に、該ウェーハ１の該裏面１ｂ側を露出し、集光点を該ウェーハ１の内部に位置づけた状態で該ウェーハ１を透過する波長のレーザビームを該裏面１ｂ側から照射するレーザ加工ステップを実施する。図２は、該レーザ加工ステップを実施するレーザ加工装置２を模式的に示す斜視図である。

レーザ加工ステップで使用されるレーザ加工装置２は、基台４の上方にウェーハ１を吸引保持するチャックテーブル２２と、レーザビームを発振するレーザ加工ユニット２４と、を備える。該チャックテーブル２２は、Ｘ軸移動機構６と、Ｙ軸移動機構１６と、によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に支持されている。

基台４の上部に設けられた該Ｘ軸移動機構６は、Ｘ軸移動テーブル８ａをＸ軸方向（加工送り方向）に移動させる機能を備える。該Ｘ軸移動機構６は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール１０ａと、Ｘ軸ボールねじ１２ａと、Ｘ軸パルスモータ１４ａと、を備えており、Ｘ軸ガイドレール１０ａには、該Ｘ軸移動テーブル８ａがスライド可能に取り付けられている。

Ｘ軸移動テーブル８ａ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、該Ｘ軸ガイドレール１０ａに平行な該Ｘ軸ボールねじ１２ａが螺合されている。Ｘ軸ボールねじ１２ａの一端部には、該Ｘ軸パルスモータ１４ａが連結されている。Ｘ軸パルスモータ１４ａでＸ軸ボールねじ１２ａを回転させると、Ｘ軸移動テーブル８ａはＸ軸ガイドレール１０ａに沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル８ａの上部に設けられた該Ｙ軸移動機構１６は、Ｙ軸移動テーブル８ｂをＹ軸方向（加工送り方向）に移動させる機能を備える。該Ｙ軸移動機構１６は、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール１０ｂと、Ｙ軸ボールねじ１２ｂと、Ｙ軸パルスモータ１４ｂと、を備えており、Ｙ軸ガイドレール１０ｂには、Ｙ軸移動テーブル８ｂがスライド可能に取り付けられている。

Ｙ軸移動テーブル８ｂ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、該Ｙ軸ガイドレール１０ｂに平行な該Ｙ軸ボールねじ１２ｂが螺合されている。Ｙ軸ボールねじ１２ｂの一端部には、該Ｙ軸パルスモータ１４ｂが連結されている。Ｙ軸パルスモータ１４ｂでＹ軸ボールねじ１２ｂを回転させると、Ｙ軸移動テーブル８ｂはＹ軸ガイドレール１０ｂに沿ってＹ軸方向に移動する。

該Ｙ軸移動テーブル８ｂに支持されたチャックテーブル２２は、吸引源（不図示）と接続された吸引路（不図示）を内部に有し、該吸引路の他端がチャックテーブル２２上の保持面２２ａに接続されている。該保持面２２ａは多孔質部材によって構成され、該保持面２２ａ上に載せられたウェーハ１に該多孔質部材を通して該吸引源により生じた負圧を作用させて、チャックテーブル２２はウェーハ１を吸引保持する。また、該保持面２２ａの外周側には、該ウェーハ１を把持するクランプ２２ｂが設けられてもよい。

チャックテーブル２２は、例えば、Ｘ軸移動機構６により加工送りされ、該Ｙ軸移動機構１６により割り出し送りされる。さらに、該チャックテーブル２２は、該保持面２２ａに垂直な軸の周りに回転でき、該チャックテーブル２２に保持されたウェーハ１の加工送り方向を変えられる。

基台４の後部にはコラム１８が立設されており、該コラム１８の前面側にはＺ軸移動機構２０が設けられている。該コラム１８の前面には、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール１０ｃが設けられており、Ｚ軸ガイドレール１０ｃには、Ｚ軸移動テーブル８ｃがスライド可能に取り付けられている。

Ｚ軸移動テーブル８ｃの裏面（後面）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、該Ｚ軸ガイドレール１０ｃに平行なＺ軸ボールねじ１２ｃが螺合されている。Ｚ軸ボールねじ１２ｃの一端部には、Ｚ軸パルスモータ１４ｃが連結されている。Ｚ軸パルスモータ１４ｃでＺ軸ボールねじ１２ｃを回転させると、Ｚ軸移動テーブル８ｃはＺ軸ガイドレール１０ｃに沿ってＺ軸方向に移動する。

該Ｚ軸移動テーブル８ｃの表面（前面）側には、レーザ加工ユニット２４が設けられている。該レーザ加工ユニット２４は、チャックテーブル２２に保持されたウェーハ１にレーザビームを照射する加工ヘッド２６と、該ウェーハ１を撮像してレーザビームの照射位置等の確認に用いられる撮像画像を取得するカメラユニット２８と、を備える。

加工ヘッド２６は、発振されたレーザビームをウェーハ１の内部に集光する機能を有し、ウェーハ１の内部の所定の深さに多光子吸収を生じさせて改質層を形成する。なお、該レーザビームには、例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ_４またはＮｄ：ＹＡＧを媒体として発振され、ウェーハ１を透過する波長のレーザビームが用いられる。

加工ヘッド２６は、Ｚ軸移動機構２０によりＺ軸方向に移動できる。該加工ヘッド２６をＺ軸方向に移動させると、該加工ヘッド２６の集光位置の高さを変えられる。該加工ヘッド２６は、Ｚ軸移動機構２０によりウェーハ１の複数の高さ位置にレーザビームを集光させてウェーハ１の内部の複数の高さ位置にそれぞれ改質層を形成できる。

レーザ加工ステップでは、まず、チャックテーブル２２の保持面２２ａの上に表面１ａ側が下方に向けられた状態のウェーハ１を載せる。そして、チャックテーブル２２からウェーハ１に負圧を作用させて該チャックテーブル２２にウェーハ１を吸引保持させる。図３（Ａ）は、レーザ加工前のウェーハを模式的に示す断面図である。図３（Ａ）に示す通り、該ウェーハ１は該表面保護テープ１１を介して該チャックテーブル２２に吸引保持される。

図３（Ｂ）は、レーザ加工ステップを模式的に示す断面図である。次に、加工ヘッド２６の集光点をウェーハ１の内部の所定の高さ位置に位置づけ、レーザ加工装置２の加工ヘッド２６からウェーハ１の裏面１ｂにストリート３の一つに沿ってレーザビームを照射する。このとき、レーザビームはウェーハ１のデバイス領域７（図１参照）にのみ照射し、外周余剰領域９（図１参照）には照射しない。

すると、該デバイス領域７内に該ストリート３に沿った改質層１３が形成される。その後、ウェーハ１を割り出し送りして他のストリート３に沿った改質層１３を次々に形成する。さらに、チャックテーブル２２を回転させて加工送り方向を切り替えて同様に次々に改質層１３を形成して、ウェーハ１のデバイス領域７内においてすべてのストリート３に沿って改質層１３を形成する。

なお、改質層１３は、後述の研削ステップにおいて該ウェーハ１が裏面１ｂ側から研削される際に除去される深さ位置に形成する。すなわち、ウェーハ１を所定の厚さに薄化したときの仕上がり厚さよりも表面１ａからの距離の大きい深さ位置に改質層１３を形成する。該改質層１３がこのような深さ位置に形成されなければ、最終的にウェーハ１から形成されるデバイスチップに改質層１３が残存し、残存した該改質層１３からクラック等が生じてデバイスチップが損傷する恐れがある。

例えば、ウェーハ１にシリコンウェーハを用いる場合、レーザビームには、シリコンを透過できる波長１３４２ｎｍのパルスレーザを用いる。出力を０．９Ｗ〜１．３Ｗ、繰り返し周波数を９０ｋＨｚとし、ウェーハ１の送り速度を７００ｍｍ／ｓに設定する。

該レーザビームの出力等を適切に設定すると、該改質層１３を形成するとともに、該改質層１３からウェーハ１の厚さ方向に伸長し、該表面１ａに至るクラック１７を形成できる場合がある。レーザ加工ステップで該改質層１３から伸長する該クラック１７を形成しない場合、また、形成されたクラック１７が該表面１ａに至らない場合、後にウェーハ１に外力を加えて該改質層１３から該表面１ａに至るクラック１７を形成する。

図４は、レーザ加工ステップで形成される改質層の位置を模式的に示す上面図である。該レーザ加工ステップでは、図４に示すように、該ウェーハ１の該デバイス領域７及び該外周余剰領域９の境界に沿った円状改質層１５をさらに形成する。該円状改質層１５が形成されていると、デバイス領域７に形成された改質層１３から外周余剰領域９へのクラックの伸長が遮られ、外周余剰領域９にクラックが形成されにくくなり強度が高まる。

該円状改質層１５を形成する際には、加工ヘッド２６を該ウェーハ１の該デバイス領域７及び該外周余剰領域９の境界の上方に位置付ける。そして、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２２を回転させる。すると、円状改質層１５が形成される。

ただし、該円状改質層１５を形成する際は、ウェーハ１に設定された複数のストリート３の一部に対して該ストリート３を跨ぐようにはレーザビームを照射しない。すると、円状改質層１５には、複数個所において改質層が形成されない改質層非形成領域１５ａが設けられ、該円状改質層１５は断続的な円状となる。図４に示す例では、該改質層非形成領域１５ａの数を４とした。

ここで、改質層１３と、円状改質層１５と、は、互いに交差せず、該改質層１３の端部と、該円状改質層１５と、の間にも改質層非形成領域（不図示）が設けられることが好ましい。該円状改質層１５を跨ぐように改質層１３が形成されていると、ウェーハ１が外力を受けた際に、ウェーハ１の該円状改質層１５の外周側に該改質層１３の端部からウェーハ１の外周端に到達する意図しないクラックが形成される恐れがある。

なお、レーザ加工ステップでは、デバイス領域７に形成される改質層１３と、外周余剰領域９及びデバイス領域７の境界に沿って形成される円状改質層１５と、のどちらを先に形成してもよい。また、改質層１３及び円状改質層１５は、それぞれ、複数の高さ位置に重なるように形成された複数の改質層で構成されてもよい。

本実施形態に係るウェーハの加工方法では、レーザ加工ステップを実施した後、ウェーハ１の該裏面１ｂを研削する研削ステップを実施する。図５は、研削ステップが実施される研削装置３０を模式的に示す斜視図である。まず、研削装置３０について説明する。

研削装置３０の基台３２上には、円盤状のターンテーブル３４が水平面内において回転可能に設けられている。ターンテーブル３４の上面には、円周方向に１２０度離間して３個のチャックテーブル３６が備えられている。ターンテーブル３４は、各チャックテーブル３６をウェーハ１の搬入出領域、第１の加工領域、または、第２の加工領域にそれぞれ位置付ける。チャックテーブル３６は、レーザ加工装置２のチャックテーブル２２と同様に構成される。

ターンテーブル３４の後方に隣接する位置には、コラム４０が立設されている。コラム４０の前面には、２組の研削ユニット３８ａ，３８ｂが設けられている。例えば、該研削ユニット３８ａは該第１の加工領域に設けられ、該研削ユニット３８ｂは該第２の加工領域に設けられる。

研削ユニット３８ａは、スピンドルモータ４２ａによって回転駆動される研削ホイール４４ａに保持された研削砥石４６ａを備えている。研削ユニット３８ｂは、スピンドルモータ４２ｂによって回転駆動される研削ホイール４４ｂに保持された研削砥石４６ｂを備えている。

該研削ホイール４４ａ，４４ｂは、加工送りユニット４８ａ，４８ｂにより上下移動されるように構成されている。該研削ホイール４４ａ，４４ｂが下方に移動して研削砥石４６ａ，４６ｂがチャックテーブル３６上に保持されるウェーハ１に接触すると、該ウェーハ１が研削される。

基台３２の前側にはカセット載置台５０ａ，５０ｂが設けられている。カセット載置台５０ａ上には、例えば、研削加工前のウェーハ１を収容したカセット５２ａが載置される。カセット載置台５２ｂには、例えば、研削加工後のウェーハ１を収容するためのカセット５２ｂが載置される。

基台３２上には、カセット載置台５０ａ，５０ｂに隣接してウェーハ１を搬送するウェーハ搬送ロボット５４が据え付けられている。基台３２には更に、複数の位置決めピンでウェーハ１の位置を決める位置決めテーブル５６と、ウェーハ１をチャックテーブル３６に載せるウェーハ搬入機構（ローディングアーム）５８と、ウェーハ１をチャックテーブル３６から搬出するウェーハ搬出機構（アンローディングアーム）６０と、研削されたウェーハを洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置６２と、が配設されている。

該ウェーハ搬出機構（アンローディングアーム）６０は、アームの先端に吸引保持ユニット６０ａ（図７（Ａ）参照）を有する。該吸引保持ユニット６０ａは、下部に多孔質部材を備える。該多孔質部材の下面は該吸引保持ユニット６０ａの吸引面６０ｃ（図７（Ａ）参照）となっており、該吸引面６０ｃは、該吸引保持ユニット６０ａの内部に形成された吸引路６０ｂ（図７（Ａ）参照）を通じて吸引源（不図示）に接続されている。該ウェーハ搬出機構６０は、研削加工後のウェーハ１の裏面１ｂ側を吸引保持する。

基台３２の該ターンテーブル３４と、該スピンナ洗浄装置６２と、の間の領域には、スポンジローラ６４が配設されている。該スポンジローラ６４は、該吸引保持ユニット６０ａに吸引保持されて搬出されるウェーハ１の表面１ａ側に貼着された保護テープ１１を洗浄する機能を有する。

研削ステップでは、まず、ウェーハ１の表面１ａを下側に向け、搬入出領域に位置付けられたチャックテーブル３６の保持面３６ａ上にウェーハ１を載せ、ウェーハ１をチャックテーブル３６上に吸引保持させる。図６（Ａ）は、研削加工前のウェーハを模式的に示す断面図である。図６（Ａ）に示す通り、ウェーハ１は、表面保護テープ１１を介して該チャックテーブル３６に吸引保持される。その後、ターンテーブル３４を回転させて、該チャックテーブル３６を研削ユニット３８ａの下方の第１の加工領域に移動させる。

次に、チャックテーブル３６を保持面３６ａに垂直な軸の周りに回転させ、研削ホイール４４ａを回転させ、研削ホイール４４ａを下降させる。研削砥石４６ａがウェーハ１の裏面１ｂに接触すると、該裏面１ｂの研削が開始される。図６（Ｂ）、研削ステップを模式的に示す断面図である。

ウェーハ１に改質層１３から表面１ａに至るクラック１７が形成されていない場合、研削でウェーハ１に加わる力により該改質層１３から該ウェーハ１の表面に伸長するクラック１７が形成される。研削ホイール４４ａをさらに所定の高さ位置にまで下降させてウェーハ１を所定の厚さに薄化されると、該改質層１３が除去される。

なお、研削ステップは、研削ユニット３８ａ及び研削ユニット３８ｂのいずれか一方のみを使用して実施してもよく、両方を使用して実施してもよい。例えば、研削ユニット３８ａで加工送り速度の速い粗研削を実施し、研削ユニット３８ｂで加工送り速度の遅い仕上げ研削を実施する。この場合、比較的大きい砥粒を含む研削砥石を研削ユニット３８ａの研削ホイール４４ａに装着し、比較的小さい砥粒を含む研削砥石を研削ユニット３８ｂの研削ホイール４４ｂに装着する。

研削ユニット３８ａ及び研削ユニット３８ｂの両方を使用して研削ステップを実施する場合、研削ユニット３８ａによる研削加工を実施した後、ターンテーブル３４を回転させて該チャックテーブル３６を研削ユニット３８ｂの下方の第２の加工領域に移動させる。そして、該研削ユニット３８ｂによりウェーハ１の裏面１ｂ側をさらに研削する。

なお、研削ユニット３８ｂに代えて研磨パッドを備える研磨ユニットが第２の加工領域に備えられていてもよく、該研削ユニット３８ｂにより裏面１ｂが研削されたウェーハ１の該裏面１ｂを該研磨ユニットで研磨してもよい。

また、ウェーハ１に形成されたデバイス５がＢＡＷデバイスである場合、研削により該ウェーハ１の裏面１ｂ側に微小な凹凸形状を形成してもよい。この場合、例えば、該ウェーハ１の裏面１ｂ側に粗い研削を実施する。

研削ステップを実施した後、ウェーハ１を該チャックテーブル３６から搬出する搬出ステップを実施する。図７（Ａ）を用いて搬出ステップを説明する。該搬出ステップでは、まず、該ウェーハ１を保持するチャックテーブル３６を、搬入出領域に移動させる。そして、ウェーハ搬出機構（アンローディングアーム）６０を回転させて、先端の吸引保持ユニット６０ａの吸引面６０ｃを該ウェーハ１の裏面１ｂ側に接触させる。

その後、該チャックテーブル３６によるウェーハ１の吸引保持を解除させるとともに、該吸引保持ユニット６０ａに該ウェーハ１を吸引保持させる。このとき、該吸引保持ユニット６０ａに少なくとも該ウェーハ１の該外周余剰領域を吸引させる。ただし、該吸引保持ユニット６０ａは、該ウェーハ１のデバイス領域を合わせて吸引してもよい。そして、該ウェーハ搬出機構（アンローディングアーム）６０を回転させて、研削加工後のウェーハ１を該チャックテーブル３６から搬出する。

なお、クラック１７が形成された該ウェーハ１を薄化すると、該ウェーハ１に反りが生じるように力が働く場合がある。仮に、該ウェーハ１のすべてのストリート３に沿って該デバイス領域７及び外周余剰領域９に渡って改質層１３から伸長するクラック１７が形成されている場合、該外周余剰領域９は補強部としては機能しなくなり、該ウェーハ１が反る場合がある。すると、搬出ステップで該吸引保持ユニット６０ａにウェーハ１を吸引保持させる際に、適切に負圧を作用できずに、該ウェーハ１を吸引保持できない。

これに対して本実施形態では、一部のストリート３を除きすべてのストリート３に沿って該外周余剰領域９にクラック１７が形成されない。そのため、ウェーハ１に反りが生じるように働く力が生じる場合でも、該外周余剰領域９が補強部として機能するため、該ウェーハ１に生じる反りが小さくなる。すると、吸引保持ユニット６０ａは負圧をウェーハ１に適切に作用でき、該ウェーハ１を適切に吸引保持できる。

ウェーハ１に形成されたデバイス５がＢＡＷデバイスである場合、該搬出ステップを実施した後、ウェーハ１の表面１ａに貼着された表面保護テープ１１を洗浄する表面保護テープ洗浄ステップを実施するのが好ましい。

研削ステップでウェーハ１の裏面１ｂ側が研削されると研削屑が発生する。研削ステップを実施している間、該ウェーハ１の表面１ａ側はチャックテーブル３６に吸引されている。そのため、該表面１ａに貼着された表面保護テープ１１と、該チャックテーブル３６の保持面３６ａと、の間に該研削屑が進入し、該表面保護テープ１１に該研削屑が付着する場合がある。

この場合、研削されたウェーハ１がカセット５２ｂに収容されたときに、該表面保護テープ１１から該研削屑が脱落し、該ウェーハ１の下部に収容された他のウェーハに該研削屑が付着する場合がある。そこで、該カセット５２ｂにウェーハ１を収容する前に表面保護テープ洗浄ステップを実施して、該表面保護テープ１１を洗浄する。

研削装置３０の該ターンテーブル３４と、該スピンナ洗浄装置６２と、の間の領域には、スポンジローラ６４が配設されている。該スポンジローラ６４は、該吸引保持ユニット６０ａに吸引保持されて搬出されるウェーハ１の表面１ａ側に貼着された表面保護テープ１１を洗浄する機能を有する。

図７（Ａ）に示す模式的な断面図には、該吸引保持ユニット６０ａに吸引保持されたウェーハ１の該表面保護テープ１１の洗浄の様子が示されている。表面保護テープ洗浄ステップでは、例えば、スポンジローラ６４を回転させながら該表面保護テープ１１に接触させ、該表面保護テープ１１を洗浄する。

ウェーハ１に反りが生じている場合、吸引保持ユニット６０ａによる吸引力をウェーハ１に十分に作用できずに、該スポンジローラ６４で表面保護テープ１１を洗浄している際に該ウェーハ１が吸引保持ユニット６０ａから脱落する恐れがある。特に、ウェーハ１にＢＡＷデバイスが形成されている場合、ウェーハ１の裏面１ｂ側には粗い研削が実施されて微小な凹凸形状が形成されるため、吸引保持ユニット６０ａによる負圧が特にリークし易くウェーハ１がより脱落しやすい。

しかし、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、ウェーハ１の外周余剰領域９が補強部として機能するためウェーハ１の反りを抑制できる。したがって、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の裏面１ｂ側が粗く研削されている場合を含め、表面保護テープ洗浄ステップにおいてウェーハ１が脱落する恐れが低減される。

表面保護テープ１１が洗浄されたウェーハ１は、スピンナ洗浄装置６２に搬送され、該スピンナ洗浄装置６２によりウェーハ１の裏面１ｂ側が洗浄される。該スピンナ洗浄装置６２により洗浄されたウェーハ１は、カセット５２ｂに収容される。その後、カセット５２ｂを該研削装置３０から搬出する。

次に、該ウェーハ１の該裏面１ｂにエキスパンドシートを貼着し、該表面保護テープ１１を除去する転写ステップを実施する。図７（Ｂ）は、転写ステップを模式的に示す断面図である。カセット５２ｂから取り出されたウェーハ１を該裏面１ｂ側が下方に向いた状態でウェーハ１を環状のフレーム１９に張られたエキスパンドシート２１の上に載せて、該ウェーハ１の裏面１ｂ側に該エキスパンドシート２１を貼着する。

次に、上方側に向けられた表面１ａから表面保護テープ１１を剥離させる。該転写ステップを実施すると、ウェーハ１が環状のフレーム１９に張られたエキスパンドシート２１に保持される。

転写ステップを実施した後、エキスパンドシート２１を径方向に拡張することでウェーハ１を個々のデバイスチップに分割する拡張ステップを実施する。該拡張ステップについて、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を用いて説明する。図８（Ａ）は、エキスパンドシート２１を拡張する前のウェーハ１を模式的に示す断面図であり、図８（Ｂ）は、拡張ステップを模式的に示す断面図である。

エキスパンドシート２１の拡張には図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す拡張装置６６を使用する。該拡張装置６６は、円筒状の拡張ドラム６８と、該拡張ドラム６８の外周側に配された複数のクランプ７０を備えるフレーム保持ユニット７６と、を含む。

該フレーム保持ユニット７６は、一端がシリンダ７２に保持されたロッド７４により支持されている。該シリンダ７２はロッド７４を上下方向に移動でき、該シリンダ７２を作動させると、該拡張ドラム６８と、該フレーム保持ユニット７６と、は相対的に上下方向に移動する。

該環状のフレーム１９に張られたエキスパンドシート２１を介して拡張ドラム６８の上にウェーハ１を載せるとき、環状のフレーム１９をクランプ７０で挟持できるように該拡張ドラム６８と、該フレーム保持ユニット７６と、は互いの相対的な高さが調整される。

図８（Ａ）に示す通り、拡張ステップでは、まず、環状のフレーム１９に張られたエキスパンドシート２１に貼着されたウェーハ１を拡張ドラム６８の上に載せて、環状フレーム１９をクランプ７０により挟持する。次に、図８（Ｂ）に示す通り、該フレーム保持ユニット７６を該拡張ドラム６８に対して下方向に移動させる。すると、エキスパンドシート２１が径方向に拡張される。

該ウェーハ１の外周余剰領域９には、上述のレーザ加工ステップにおいてレーザビームが照射されず改質層１３が形成されない。仮に、該円状改質層１５に改質層非形成領域１５ａが設けられていない場合、エキスパンドシート２１を径方向に拡張しても該外周余剰領域９が補強部として機能してデバイス領域７に径方向に向いた力を作用しにくい。したがって、エキスパンドシート２１を拡張する前に該外周余剰領域９を除去しなければならないが、工数が増えて手間がかかる。

これに対して、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、複数箇所において改質層が形成されない改質層非形成領域が設けられた断続的な円状に該円状改質層１５が形成される。すると、例えば、拡張ステップでエキスパンドシート２１を拡張したとき、ウェーハ１の該デバイス領域７に形成された該クラック１７から該改質層非形成領域１５ａを通りウェーハ１の外周端に到達するクラックが形成され易い。

すなわち、該円状改質層１５の該改質層非形成領域１５ａは、該デバイス領域７から該ウェーハ１の外周端に到達するクラックの形成経路となる。該クラックが該ウェーハ１の外周端に到達すると、該外周余剰領域９が容易に分割されるため、該デバイス領域７にも径方向に向いた力が伝達され、ウェーハ１が個々のデバイスチップに分割される。

以上に説明したウェーハの加工方法により、ウェーハ１を容易に分割できる。

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、円状改質層１５が有する改質層非形成領域１５ａの数が４である場合について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、改質層非形成領域１５ａの数は８でもよい。該改質層非形成領域１５ａの数は、外周余剰領域９が補強部としての機能を発揮する一方で、該ウェーハ１の分割が容易となる範囲で適宜決定される。

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。

１ ウェーハ
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ ストリート
５ デバイス
７ デバイス領域
９ 外周余剰領域
１１ 表面保護テープ
１３ 改質層
１５ 円状改質層
１５ａ 改質層非形成領域
１７ クラック
１９ フレーム
２１ エキスパンドシート
２ レーザ加工装置
４，３２ 基台
６ Ｘ軸移動機構
８ａ，８ｂ，８ｃ 移動テーブル
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ ガイドレール
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ ボールねじ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ パルスモータ
１６ Ｙ軸移動機構
１８，４０ コラム
２０ Ｚ軸移動機構
２２，３６ チャックテーブル
２２ａ，３６ａ 保持面
２２ｂ，７０ クランプ
２４ レーザ加工ユニット
２６ 加工ヘッド
２８ カメラユニット
３０ 研削装置
３４ ターンテーブル
３８ａ，３８ｂ 研削ユニット
４２ａ，４２ｂ スピンドルモータ
４４ａ，４４ｂ 研削ホイール
４６ａ，４６ｂ 研削砥石
４８ａ，４８ｂ 加工送りユニット
５０ａ，５０ｂ カセット載置台
５２ａ，５２ｂ カセット
５４ ウェーハ搬送ロボット
５６ 位置決めテーブル
５８ 被加工物搬入機構（ローディングアーム）
６０ 被加工物搬出機構（アンローディングアーム）
６０ａ 吸引保持ユニット
６０ｂ 吸引路
６０ｃ 吸引面
６２ スピンナ洗浄装置
６４ スポンジローラ
６６ 拡張装置
６８ 拡張ドラム
７２ シリンダ
７４ ロッド
７６ フレーム保持ユニット

Claims (3)

1. 交差する複数のストリートが設定され該ストリートで区画された各領域にデバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域と、を備えたウェーハの加工方法であって、
   該ウェーハの表面に表面保護テープを貼着する表面保護テープ貼着ステップと、
   該ウェーハの該裏面側を露出し、集光点を該ウェーハの内部に位置づけた状態で該ウェーハを透過する波長のレーザビームを該裏面側から照射するレーザ加工ステップと、
   該レーザ加工ステップを実施した後、該表面保護テープを介してウェーハの表面側を保持テーブルで保持した状態でウェーハの該裏面を研削する研削ステップと、
   該研削ステップを実施した後、該ウェーハの該外周余剰領域を吸引保持ユニットで吸引保持し、該外周余剰領域を該保持テーブル上から搬出する搬出ステップと、
   を備え、
   該レーザ加工ステップでは、該デバイス領域内に該ストリートに沿った改質層を形成するとともに該デバイス領域及び該外周余剰領域の境界に沿った円状改質層を形成し、該外周余剰領域を補強部とし、
   該円状改質層は、複数箇所において改質層が形成されない改質層非形成領域を有した断続的な円状に形成され、
   該円状改質層の該改質層非形成領域は、該デバイス領域から該ウェーハの外周端に到達するクラックの形成経路となることを特徴とするウェーハの加工方法。
2. 該搬出ステップを実施した後、該吸引保持ユニットで保持された該ウェーハの該表面に貼着された該表面保護テープを洗浄する表面保護テープ洗浄ステップと、を更に備え、
   該デバイスは、バルク弾性波デバイスであり、
   該研削ステップでは研削により該ウェーハの該裏面に微小な凹凸形状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. 該搬送ステップを実施した後、該ウェーハの該裏面にエキスパンドシートを貼着し、該表面保護テープを除去する転写ステップと、
   該転写ステップを実施した後、該エキスパンドシートを拡張してウェーハを個々のチップへと分割する拡張ステップと、を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウェーハの加工方法。
   

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