JP6532273B2 - ウェーハの加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハの加工方法に関する。
ＩＣやＬＳＩ等のデバイスが形成された半導体ウェーハは、処理能力向上のため基板の表面にＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜や、ポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が積層された機能層によって半導体デバイスを形成する製造方法が実用化されている。機能層は、切削ブレードによる切削では容易に基板から剥離してしまう脆い性質があるため、例えば、レーザー光線により分割予定ラインの両側の機能層をグルービングして除去し、その間に切削ブレードを位置づけて基板を分割する加工方法が実施されている（特許文献１）。
特開２００５−６４２３１号公報
しかしながら、レーザー光線による機能層の切断が不十分であると、切削ブレードのズレや倒れが発生する問題があった。このため、機能層を均一に切断することができずに、ウェーハを精度よく分割できない課題があった。
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、機能層が形成されたウェーハを精度よく分割することが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、機能層の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、該保護部材側をチャックテーブルで保持し、基板の裏面側から分割予定ラインと対応する領域に切削ブレードを位置づけ、チャックテーブルと切削ブレードとを相対的にウェーハの面方向であるＸ軸方向に加工送りして、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、該切削溝形成ステップを実施した後、ウェーハの該切削溝に沿って該残存部を分割する分割ステップと、を含み、該切削溝形成ステップを実施する前に、基板を透過する波長のレーザー光線を利用して、該チャックテーブルを相対的に加工送りしつつ該チャックテーブルに保持されたウェーハの裏面側から分割予定ラインに対応する機能層と基板の界面の高さ位置を検出し、分割予定ラインのＸ座標と該基板の界面の高さ位置に該残存部の厚みを加算して求めた高さのＺ座標を記録する高さ記録ステップを実施し、該切削溝形成ステップは、該高さ記録ステップにおいて記録されたＸ座標と高さのＺ座標とに基づいて切削ブレードをＺ軸方向に移動させ、機能層に至らない均一な厚みの残存層を形成することを特徴とする。
また、上記ウェーハの加工方法において、該高さ記録ステップは、該切削溝形成ステップにおいて切削ブレードが位置づけられるＸ座標と同じＸ座標で実施されることが好ましい。
また、上記ウェーハの加工方法において、該高さ記録ステップは、機能層と基板の界面で反射する反射光を利用して該界面の高さを測定する高さ測定器を用いることが好ましい。
本発明のウェーハの加工方法によれば、基板を透過する波長のレーザー光線を利用して、ウェーハの裏面側から分割予定ラインに対応する機能層と基板との界面の高さを検出し、機能層に至らない均一な厚みの残存部を有する切削溝を基板に形成することにより、機能層を均一に切断することができ、ウェーハを精度よく分割することができる。
図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、実施形態１に係るウェーハの構成例を示す斜視図である。 図３は、実施形態１に係るウェーハの構成例を示す断面図である。 図４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５は、実施形態１に係る保護部材の貼着例（その１）を示す斜視図である。 図６は、実施形態１に係る保護部材の貼着例（その２）を示す斜視図である。 図７は、実施形態１に係る機能層と基板の界面の高さを測定する測定例（その１）を示す側面図である。 図８は、実施形態１に係る機能層と基板の界面の高さを測定する測定例（その２）を示す側面図である。 図９は、実施形態１に係る機能層と基板の界面の高さを測定する測定例（その３）を示す側面図である。 図１０は、実施形態１に係る機能層と基板との界面の高さを示すテーブルである。 図１１は、実施形態１に係る切削溝の形成例（その１）を示す側面図である。 図１２は、実施形態１に係る切削溝の形成例（その２）を示す断面図である。 図１３は、実施形態１に係る切削溝の形成例（その３）を示す側面図である。 図１４は、実施形態１に係る切削溝の形成例（その４）を示す断面図である。 図１５は、実施形態１に係るアブレーションによるウェーハの分割例（その１）を示す側面図である。 図１６は、実施形態１に係るアブレーションによるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。 図１７は、実施形態１に係るアブレーションによるウェーハの分割例（その３）を示す側面図である。 図１８は、実施形態１に係るアブレーションによるウェーハの分割例（その４）を示す断面図である。 図１９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の分割例（その１）を示す断面図である。 図２０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の分割例（その２）を示す断面図である。 図２１は、実施形態３に係る切削ブレードによるウェーハの分割例（その１）を示す断面図である。 図２２は、実施形態３に係る切削ブレードによるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。 図２３は、実施形態４に係る改質層によるウェーハの分割例（その１）を示す断面図である。 図２４は、実施形態４に係る改質層によるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。 図２５は、実施形態４に係る改質層によるウェーハの分割例（その３）を示す断面図である。 図２６は、実施形態５に係る保護テープの貼着例（その１）を示す斜視図である。 図２７は、実施形態５に係る保護テープの貼着例（その２）を示す斜視図である。 図２８は、実施形態５に係るプラズマエッチングによるウェーハの分割例（その１）を示す断面図である。 図２９は、実施形態５に係るプラズマエッチングによるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。 図３０は、実施形態６に係る切削ブレードによるウェーハの分割例（その１）を示す断面図である。 図３１は、実施形態６に係る切削ブレードによるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。 図３２は、実施形態７に係るアブレーションによるウェーハの分割例（その１）を示す断面図である。 図３３は、実施形態７に係るアブレーションによるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。 図３４は、実施形態８に係る改質層によるウェーハの分割例（その１）を示す断面図である。 図３５は、実施形態８に係る改質層によるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。 図３６は、実施形態８に係る改質層によるウェーハの分割例（その３）を示す断面図である。
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
〔実施形態１〕
実施形態１に係る切削装置の構成例について説明する。図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係るウェーハの構成例を示す斜視図である。図３は、実施形態１に係るウェーハの構成例を示す断面図である。切削装置１は、ウェーハＷを切削するものである。切削装置１は、図１に示すように、チャックテーブル１０と、切削手段２０と、加工送り手段３０と、割り出し送り手段４０と、切り込み送り手段５０と、Ｘ軸方向位置検出手段６０と、Ｙ軸方向位置検出手段７０と、Ｚ軸方向位置検出手段８０とを備えている。
ウェーハＷは、シリコンやガリウムヒ素等の基板に機能層を介して半導体デバイスが形成されたり、サファイアやＳｉＣ等の基板に機能層を介して光デバイスが形成されたりしたものであり、半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等、各種加工材料である。例えば、ウェーハＷは、図２及び図３に示すように、基板Ｐの表面にＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜や、ポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）である機能層Ｆが積層されている。機能層Ｆの表面にはＳｉＯ２、ＳｉＮ等を含むパッシベーション膜が形成されている。基板Ｐの表面に積層された機能層Ｆは、複数の分割予定ラインＬが格子状に形成され、分割予定ラインＬにより区画された複数の領域にデバイスＤが形成されている。
ここで、Ｘ軸方向は、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷを加工送りする方向である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向に同一水平面上で直交し、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷに対して、切削手段２０を割り出し送りする方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向、本実施形態１では鉛直方向である。
チャックテーブル１０は、Ｘ軸方向に移動可能に装置本体２の上面に配設されている。チャックテーブル１０は、円板状に形成され、保持面１１を備えている。チャックテーブル１０は、図示しない回転手段により保持面１１の中心に直交する回転軸で回転される。保持面１１は、チャックテーブル１０の鉛直方向の上端面であり、水平面に対して平坦に形成されている。保持面１１は、例えばポーラスセラミック等で構成されており、図示しない真空吸引源の負圧により、ウェーハＷを吸引保持する。
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Ｗを加工するものである。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３に配設されている。ここで、門型フレーム３は、チャックテーブル１０の移動経路をＹ軸方向に跨ぐように装置本体２に立設されている。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とを備えている。切削ブレード２１は、極薄の円板状かつ環状に形成された切削砥石である。スピンドル２２は、その先端に切削ブレード２１を着脱可能に装着する。ハウジング２３は、図示しないモータ等の駆動源を有しており、Ｙ軸方向の回転軸周りに回転自在にスピンドル２２を支持する。スピンドル２２を高速回転させて切削ブレード２１によりウェーハＷを切削する。
加工送り手段３０は、チャックテーブル１０と切削手段２０とをＸ軸方向に相対移動させるものである。例えば、加工送り手段３０は、Ｘ軸方向に延在された一対のガイドレール３１と、ガイドレール３１と平行に配設されたボールネジ３２と、ボールネジ３２に螺合された図示しないナットに固定され、ガイドレール３１にスライド自在に配設されたＸ軸移動基台３３と、ボールネジ３２を回転させる図示しないパルスモータとを備えている。加工送り手段３０は、パルスモータによりボールネジ３２を回転させることにより、チャックテーブル１０を支持するＸ軸移動基台３３をＸ軸方向に移動させる。
割り出し送り手段４０は、チャックテーブル１０と切削手段２０とをＹ軸方向に相対移動させるものである。例えば、割り出し送り手段４０は、Ｙ軸方向に延在された一対のガイドレール４１と、ガイドレール４１と平行に配設されたボールネジ４２と、ボールネジ４２に螺合された図示しないナットに固定され、ガイドレール４１にスライド自在に配設されたＹ軸移動基台４３と、ボールネジ４２を回転させる図示しないパルスモータとを備えている。割り出し送り手段４０は、パルスモータによりボールネジ４２を回転させることにより、切り込み送り手段５０を支持するＹ軸移動基台４３をＹ軸方向に移動させる。
切り込み送り手段５０は、チャックテーブル１０の保持面１１と直交するＺ軸方向に切削手段２０を移動させるものである。例えば、切り込み送り手段５０は、Ｚ軸方向に延在され、Ｙ軸移動基台４３に固定された図示しない一対のガイドレールと、ガイドレールと平行に配設された図示しないボールネジと、ボールネジに螺合された図示しないナットに固定され、ガイドレールにスライド自在に配設されたＺ軸移動基台５１と、ボールネジを回転させるパルスモータ５２とを備えている。切り込み送り手段５０は、パルスモータ５２によりボールネジを回転させることにより、切削手段２０を支持するＺ軸移動基台５１をＺ軸方向に移動させる。
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ものである。Ｘ軸方向位置検出手段６０は、Ｘ軸方向に延在されたガイドレール３１に沿って配設されたリニアスケールのスケール６１と、Ｘ軸移動基台３３に配設され、Ｘ軸移動基台３３と共にスケール６１に沿って移動する読み取りヘッド６２とを備えている。読み取りヘッド６２は、光学系によりスケール６１の目盛りを読み取り、例えば１μｍ毎に１パルスの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ものである。Ｙ軸方向位置検出手段７０は、Ｙ軸方向に沿って門型フレーム３に配設されたリニアスケールのスケール７１と、Ｙ軸移動基台４３に配設され、Ｙ軸移動基台４３と共にスケール７１に沿って移動する読み取りヘッド７２とを備えている。読み取りヘッド７２は、光学系によりスケール７１の目盛りを読み取り、例えば１μｍ毎に１パルスの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ものである。Ｚ軸方向位置検出手段８０は、Ｚ軸方向に沿ってＹ軸移動基台４３に配設されたリニアスケールのスケール８１と、Ｚ軸移動基台５１に配設され、Ｚ軸移動基台５１と共にスケール８１に沿って移動する読み取りヘッド８２とを備えている。読み取りヘッド８２は、光学系によりスケール８１の目盛りを読み取り、例えば１μｍ毎に１パルスのパルス信号を出力する。
切削装置１は、さらに、計測手段９０と、Ｙ軸方向送り手段１００と、Ｚ軸方向送り手段１１０と、制御手段１２０とを備えている。
計測手段９０は、ウェーハＷに形成された機能層Ｆと基板Ｐとの界面Ｂ（図７等参照）の高さ（高さ位置）を検出するものである。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３に配設されている。計測手段９０は、機能層Ｆと基板Ｐとの界面Ｂで反射する反射光を利用して界面Ｂの高さを測定する高さ測定器９１を備えている。高さ測定器９１は、例えば、分光干渉方式や共焦点方式などの周知の方式を用いて機能層Ｆと基板Ｐとの界面Ｂの高さを検出する。
Ｙ軸方向送り手段１００は、計測手段９０とチャックテーブル１０とをＹ軸方向に相対移動させるものである。例えば、Ｙ軸方向送り手段１００は、Ｙ軸方向に延在された一対のガイドレール１０１と、ガイドレール１０１と平行に配設されたボールネジ１０２と、ボールネジ１０２に螺合された図示しないナットに固定され、ガイドレール１０１にスライド自在に配設されたＹ軸移動基台１０３と、ボールネジ１０２を回転させる図示しないパルスモータとを備えている。Ｙ軸方向送り手段１００は、パルスモータによりボールネジ１０２を回転させることにより、計測手段９０を支持するＹ軸移動基台１０３をＹ軸方向に移動させる。
Ｚ軸方向送り手段１１０は、チャックテーブル１０の保持面１１と直交するＺ軸方向に計測手段９０を移動させるものである。例えば、Ｚ軸方向送り手段１１０は、Ｙ軸移動基台１０３に固定され、Ｚ軸方向に延在された図示しない一対のガイドレールと、ガイドレールと平行に配設された図示しないボールネジと、ボールネジに螺合された図示しないナットに固定され、ガイドレールにスライド自在に配設されたＺ軸移動基台１１１と、ボールネジを回転させるパルスモータ１１２とを備えている。Ｚ軸方向送り手段１１０は、パルスモータ１１２によりボールネジを回転させることにより、計測手段９０を支持するＺ軸移動基台１１１をＺ軸方向に移動させる。
制御手段１２０は、切削装置１の各構成要素を制御するものである。例えば、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図示しない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軸方向の位置や、切削手段２０のＹ軸方向及び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図示しない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軸方向及びＺ軸方向の位置を決定する。
次に、実施形態に係るウェーハの加工方法について説明する。図４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５は、実施形態１に係る保護部材の貼着例（その１）を示す斜視図である。図６は、実施形態１に係る保護部材の貼着例（その２）を示す斜視図である。図７は、実施形態１に係る機能層と基板の界面の高さを測定する測定例（その１）を示す側面図である。図８は、実施形態１に係る機能層と基板の界面の高さを測定する測定例（その２）を示す側面図である。図９は、実施形態１に係る機能層と基板の界面の高さを測定する測定例（その３）を示す側面図である。図１０は、実施形態１に係る機能層と基板との界面の高さを示すテーブルである。図１１は、実施形態１に係る切削溝の形成例（その１）を示す側面図である。図１２は、実施形態１に係る切削溝の形成例（その２）を示す断面図である。図１３は、実施形態１に係る切削溝の形成例（その３）を示す側面図である。図１４は、実施形態１に係る切削溝の形成例（その４）を示す断面図である。図１５は、実施形態１に係るアブレーションによるウェーハの分割例（その１）を示す側面図である。図１６は、実施形態１に係るアブレーションによるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。図１７は、実施形態１に係るアブレーションによるウェーハの分割例（その３）を示す側面図である。図１８は、実施形態１に係るアブレーションによるウェーハの分割例（その４）を示す断面図である。
実施形態１に係るウェーハの加工方法は、保護部材貼着ステップと、高さ記録ステップと、切削溝形成ステップと、分割ステップとを備えている。保護部材貼着ステップでは、図５及び図６に示すように、ウェーハＷの機能層Ｆの表面Ｆａに保護部材Ｑ１を貼着する（図４に示すステップＳ１）。保護部材Ｑ１は、例えば、ポリエチレンフィルム等の樹脂シートやガラス基板等の剛性を有するハードプレートであり、ウェーハＷと略同じ大きさに形成されている。
高さ記録ステップでは、制御手段１２０は、機能層Ｆと基板Ｐとの界面Ｂの高さを記録する（ステップＳ２）。例えば、制御手段１２０は、図示しない搬送手段を制御し、保護部材Ｑ１がチャックテーブル１０の保持面１１に対面するように、ウェーハＷをチャックテーブル１０の所定位置に載置する。次に、制御手段１２０は、ウェーハＷをチャックテーブル１０に吸引保持させ、アライメントを行う。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共に、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させ、所定の分割予定ラインＬに高さ測定器９１を位置づける。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Ｌの測定開始位置に高さ測定器９１を位置づける。
次に、制御手段１２０は、図７及び図８に示すように、高さ測定器９１から基板Ｐを透過する波長のレーザー光線ＬＢ１をＺ軸方向に照射させると共に、測定対象の分割予定ラインＬ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。このとき、高さ測定器９１は、図９に示すように、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷの裏面ＷＲ側から分割予定ラインＬに対応する機能層Ｆと基板Ｐとの界面Ｂの高さＨ１を検出する。例えば、高さ測定器９１は、先ず、機能層Ｆと基板Ｐとの界面Ｂから反射される反射光に基づいて界面Ｂ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Ｂ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Ｂ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。
制御手段１２０は、図１０に示すように、機能層Ｆと基板Ｐとの界面Ｂの高さＨ１と、分割予定ラインＬのＸ座標と、機能層Ｆに至らない残存部（残存層）Ｐａを基板Ｐ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Ｌ毎に図示しない記録部に記録する。制御手段１２０は、全ての分割予定ラインＬ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ＬのＸ座標は、後述する切削溝形成ステップにおいて切削ブレード２１が位置づけられるＸ座標と同じＸ座標である。また、分割予定ラインＬのＺ座標は、切削ブレード２１の下端が位置づけられるＺ座標と同じＺ座標である。なお、残存部Ｐａを形成するための厚みｈは、オペレータが切削装置１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。
切削溝形成ステップでは、制御手段１２０は、残存部Ｐａを有した切削溝Ｐｄを基板Ｐに形成するように制御する（ステップＳ３）。例えば、制御手段１２０は、計測手段９０をチャックテーブル１０から退避させ、図１１及び図１２に示すように、基板Ｐの裏面側から加工対象の分割予定ラインＬを加工する開始位置に切削ブレード２１を位置づける。そして、制御手段１２０は、記録部を参照し、加工対象の分割予定ラインＬに対応するテーブルＴを読み出す。制御手段１２０は、図１３及び図１４に示すように、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷをＸ軸方向に移動させると共に、テーブルＴが示す分割予定ラインＬ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Ｆに至らない均一な厚みｈの残存部Ｐａを残した切削溝Ｐｄ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Ｗの分割予定ラインの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Ｌに対して、残存部Ｐａを有する切削溝Ｐｄを形成するように制御する。
分割ステップでは、レーザー加工装置２００は、残存部Ｐａを有する切削溝Ｐｄが形成されたウェーハＷを分割する（ステップＳ４）。例えば、レーザー加工装置２００は、図１５〜図１８に示すように、チャックテーブル２０１と、レーザー光線照射手段２０２とを備え、ウェーハＷをチャックテーブル２０１により吸引保持し、レーザー光線照射手段２０２により分割予定ラインＬに沿って切削溝Ｐｄの残存部Ｐａにレーザー光線ＬＢ２を照射して切断溝Ｐｅを形成し、残存部Ｐａ及び機能層Ｆ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Ｐａの表面付近に合わせて行われる。レーザー加工装置２００は、全ての分割予定ラインＬに沿って切削溝Ｐｄの残存部Ｐａにレーザー光線ＬＢ２を照射して残存部Ｐａ及び機能層Ｆを分割する。
以上のように、本発明の実施形態１に係るウェーハの加工方法によれば、基板Ｐを透過する波長のレーザー光線ＬＢ１を利用して、ウェーハＷの裏面ＷＲ側から分割予定ラインＬに対応する機能層Ｆと基板Ｐの界面Ｂの高さＨ１を検出し、高さＨ１を基準にして切削ブレード２１の切り込み量を設定し、機能層Ｆに至らない均一な厚みｈの残存部Ｐａを有する切削溝Ｐｄを基板Ｐに形成するものである。これにより、ウェーハＷや保護部材Ｑ１の厚さのばらつきに影響されることなく、機能層Ｆと基板Ｐとの界面Ｂの高さＨ１を基準とした一定の切り残し量である残存部Ｐａを常に形成することができる。従って、基板Ｐは切削ブレード２１により切削され、機能層Ｆはレーザー光線ＬＢ２により切断されるので、基板Ｐ及び機能層Ｆをそれぞれ適切に加工することができる。また、機能層Ｆを均一に切断することができるので、デバイスＤの品質を安定させることができる。
従来、レーザー光線により分割予定ラインＬの両側の機能層Ｆをグルービングして除去するためには、少なくとも２条のレーザー加工溝を分割予定ラインＬに沿って形成していたが、本発明の実施形態１では、機能層Ｆを切断するために複数のレーザー加工溝を分割予定ラインＬに沿って形成する必要がないため、生産性が向上する。
また、従来、レーザー光線により分割予定ラインＬの両側の機能層Ｆをグルービングして除去する際に、機能層Ｆの切断が不十分であると切削ブレード２１のズレや倒れが発生したり切削ブレード２１に偏摩耗が生じたりしていたが、本発明の実施形態１では、機能層Ｆはレーザー光線ＬＢ２により分割されるので、切削ブレード２１のズレや倒れ、切削ブレード２１に偏摩耗が生ずることはない。
また、ウェーハＷの表面ＷＳからレーザー光線ＬＢ２を照射しないので、デブリがウェーハＷの表面ＷＳに付着せず、ウェーハＷの表面ＷＳに保護膜を被覆する必要がない。
また、切削溝Ｐｄの底にレーザー光線ＬＢ２を照射するので、エネルギーが小さくウェーハＷに熱歪を残留させることがなく、デバイスＤの抗折強度を低下させることがない。
また、従来、レーザー光線により分割予定ラインＬの両側の機能層Ｆをグルービングして除去するために、少なくとも２条のレーザー加工溝を分割予定ラインに沿って形成していたが、本発明の実施形態１では、基板Ｐの裏面側から切削溝Ｐｄを形成するので幅広い分割予定ラインＬが不要となり、ウェーハＷに形成することができるデバイスＤの数を増加することができる。
また、ウェーハＷの表面ＷＳからレーザー光線ＬＢ２を照射しないので、パシベーション膜を透過して機能層Ｆが加工され一時的に熱の逃げ場を失うことによりデバイスＤ側に剥離が発生することはない。
〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係るウェーハの加工方法について説明する。図１９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の分割例（その１）を示す断面図である。図２０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の分割例（その２）を示す断面図である。
全ての分割予定ラインＬに沿って残存部Ｐａを有する切削溝ＰｄをウェーハＷの裏面ＷＲに形成後、図１９に示すように、ウェーハＷの裏面ＷＲに対して、切削溝Ｐｄの残存部Ｐａを除く部分にレジスト膜Ｒ１を形成する。例えば、ウェーハＷの裏面ＷＲ全体にレジスト膜Ｒ１を塗布し、所定のマスクパターンを介してレジスト膜Ｒ１に光を照射し、当該ウェーハＷを現像液に浸して残存部Ｐａのレジスト膜Ｒ１を除去する。次に、プラズマチャンバーの雰囲気中で、プラズマエッチングにより切削溝Ｐｄの残存部Ｐａ及び残存部Ｐａに対応する機能層Ｆを除去する（図２０参照）。このように、レーザー加工装置２００を用いずに、プラズマエッチングにより切削溝Ｐｄの残存部Ｐａ及び機能層Ｆを除去してウェーハＷを分割してもよい。なお、切削加工前にレジスト膜Ｒ１をウェーハＷの裏面ＷＲに塗布し、切削溝Ｐｄを形成する切削加工によってレジスト膜Ｒ１を分割予定ラインＬに沿って除去してもよい。
〔実施形態３〕
次に、実施形態３に係るウェーハの加工方法について説明する。図２１は、実施形態３に係る切削ブレードによるウェーハの分割例（その１）を示す断面図である。図２２は、実施形態３に係る切削ブレードによるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。
全ての分割予定ラインＬに沿って残存部Ｐａを有する切削溝ＰｄをウェーハＷの裏面ＷＲに形成後、図２１及び図２２に示すように、切削ブレード２１よりも刃幅が狭い切削ブレード２１Ａにより分割予定ラインＬに沿ってウェーハＷの裏面ＷＲ側から切削溝Ｐｄの残存部Ｐａ及び機能層Ｆを切削して切断溝Ｐｆを形成する。このように、レーザー加工装置２００を用いずに、切削ブレード２１Ａにより切削溝Ｐｄの残存部Ｐａ及び機能層Ｆを切削してウェーハＷを分割してもよい。
〔実施形態４〕
次に、実施形態４に係るウェーハの加工方法について説明する。図２３は、実施形態４に係る改質層によるウェーハの分割例（その１）を示す断面図である。図２４は、実施形態４に係る改質層によるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。図２５は、実施形態４に係る改質層によるウェーハの分割例（その３）を示す断面図である。
全ての分割予定ラインＬに沿って残存部Ｐａを有する切削溝ＰｄをウェーハＷの裏面ＷＲに形成後、図２３〜図２５に示すように、図示しないレーザー光線照射手段により分割予定ラインＬに沿って切削溝Ｐｄの残存部Ｐａにレーザー光線ＬＢ３をウェーハＷの裏面ＷＲ側から照射して改質層Ｐｉを形成し、テープエキスパンドなどにより外力を与えることで、分割予定ラインＬに沿って残存部Ｐａ及び機能層Ｆを破断する。改質層Ｐｉは、透過性を有する波長のレーザー光線ＬＢ３の集光点を残存部Ｐａの厚み方向における中央付近に合わせて形成される。なお、機能層Ｆの表面に貼着された保護部材Ｑ２は、伸縮性を有するエキスパンドテープである。このように、レーザー加工装置２００によりアブレーション加工を行わずに、改質層Ｐｉを形成して切削溝Ｐｄの残存部Ｐａ及び機能層Ｆを破断してウェーハＷを分割してもよい。
〔実施形態５〕
次に、実施形態５に係るウェーハの加工方法について説明する。図２６は、実施形態５に係る保護テープの貼着例（その１）を示す斜視図である。図２７は、実施形態５に係る保護テープの貼着例（その２）を示す斜視図である。図２８は、実施形態５に係るプラズマエッチングによるウェーハの分割例（その１）を示す断面図である。図２９は、実施形態５に係るプラズマエッチングによるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。
全ての分割予定ラインＬに沿って残存部Ｐａを有する切削溝ＰｄをウェーハＷの裏面ＷＲに形成後、ウェーハＷの表面ＷＳから保護部材Ｑ１を剥離し、図２６及び図２７に示すように、ウェーハＷの裏面ＷＲに保護テープＱ３を貼着してウェーハＷを環状フレームＫに固定する。次に、図２８に示すように、ウェーハＷの表面ＷＳに対して、分割予定ラインＬを除く部分にレジスト膜Ｒ２を形成する。例えば、ウェーハＷの表面ＷＳ全体にレジスト膜Ｒ２を塗布し、所定のマスクパターンを介してレジスト膜Ｒ２に光を照射し、当該ウェーハＷを現像液に浸して分割予定ラインＬのレジスト膜Ｒ２を除去する。次に、プラズマチャンバーの雰囲気中で、プラズマエッチングにより分割予定ラインＬに対応する機能層Ｆ及び切削溝Ｐｄの残存部Ｐａを除去する（図２９参照）。このように、ウェーハＷの表面ＷＳ側からプラズマエッチングにより分割予定ラインＬに沿って機能層Ｆ及び切削溝Ｐｄの残存部Ｐａを除去してウェーハＷを分割してもよい。
〔実施形態６〕
次に、実施形態６に係るウェーハの加工方法について説明する。図３０は、実施形態６に係る切削ブレードによるウェーハの分割例（その１）を示す断面図である。図３１は、実施形態６に係る切削ブレードによるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。
残存部Ｐａを有する切削溝Ｐｄが形成されたウェーハＷの裏面ＷＲを保護テープＱ３に貼着後、図３０及び図３１に示すように、切削ブレード２１よりも刃幅が狭い切削ブレード２１Ａにより分割予定ラインＬに沿ってウェーハＷの表面ＷＳ側から機能層Ｆ及び切削溝Ｐｄの残存部Ｐａを切削して切断溝Ｐｆを形成する。このように、ウェーハＷの表面ＷＳ側から切削ブレード２１Ａにより機能層Ｆ及び切削溝Ｐｄの残存部Ｐａを切削してウェーハＷを分割してもよい。
〔実施形態７〕
次に、実施形態７に係るウェーハの加工方法について説明する。図３２は、実施形態７に係るアブレーションによるウェーハの分割例（その１）を示す断面図である。図３３は、実施形態７に係るアブレーションによるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。
残存部Ｐａを有する切削溝Ｐｄが形成されたウェーハＷの裏面ＷＲを保護テープＱ３に貼着後、図３２及び図３３に示すように、図示しないレーザー光線照射手段によりウェーハＷの表面ＷＳ側から分割予定ラインＬに沿って機能層Ｆにレーザー光線ＬＢ４を照射して切断溝Ｐｇを形成し、機能層Ｆ及び残存部Ｐａ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ＬＢ４の集光点を機能層Ｆの分割予定ラインＬ上に合わせて行われる。このように、ウェーハＷの表面ＷＳ側からアブレーション加工を行って機能層Ｆ及び切削溝Ｐｄの残存部Ｐａを切断し、ウェーハＷを分割してもよい。
〔実施形態８〕
次に、実施形態８に係るウェーハの加工方法について説明する。図３４は、実施形態８に係る改質層によるウェーハの分割例（その１）を示す断面図である。図３５は、実施形態８に係る改質層によるウェーハの分割例（その２）を示す断面図である。図３６は、実施形態８に係る改質層によるウェーハの分割例（その３）を示す断面図である。
残存部Ｐａを有する切削溝Ｐｄが形成されたウェーハＷの裏面ＷＲを保護テープＱ３に貼着後、図３４〜図３６に示すように、図示しないレーザー光線照射手段により分割予定ラインＬに沿って切削溝Ｐｄの残存部Ｐａにレーザー光線ＬＢ５をウェーハＷの表面ＷＳ側から照射して改質層Ｐｋを形成し、テープエキスパンドなどにより外力を与えることにより分割予定ラインＬに沿って機能層Ｆ及び残存部Ｐａを破断する。改質層Ｐｋは、透過性を有する波長のレーザー光線ＬＢ５の集光点を残存部Ｐａの厚み方向における中央付近に合わせて形成される。なお、ウェーハＷの裏面ＷＲに貼着された保護部材Ｑ３は、伸縮性を有するエキスパンドテープである。このように、ウェーハＷの表面ＷＳ側からレーザー光線ＬＢ５を照射して改質層Ｐｋを形成し、機能層Ｆ及び切削溝Ｐｄの残存部Ｐａを破断してウェーハＷを分割してもよい。
〔変形例〕
次に、実施形態１〜８の変形例について説明する。機能層Ｆと基板Ｐとの界面Ｂの高さＨ１は、チャックテーブル１０の保持面１１を基準にして求めたが、これに限定されない。界面Ｂの高さに対する切削ブレード２１の位置が規定できればよいので、例えば、高さ測定器９１の測定位置を基準として界面Ｂの高さを求めてもよい。
また、機能層Ｆは、Ｌｏｗ−ｋ膜以外にも、パッ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 切削装置
１０ チャックテーブル
２０ 切削手段
３０ 加工送り手段
４０ 割り出し送り手段
５０ 切り込み送り手段
９０ 計測手段
９１ 高さ測定器
２００ レーザー加工装置
Ｂ 界面
Ｆ 機能層
Ｈ１，Ｈ４ 高さ
Ｈ２，Ｈ３ 距離
ｈ 厚み
Ｌ 分割予定ライン
ＬＢ１〜ＬＢ５ レーザー光線
Ｐ 基板
Ｐａ 残存部
Ｐｄ 切削溝
Ｐｅ〜Ｐｇ 切断溝
Ｐｉ，ｐｋ 改質層
Ｑ１，Ｑ２ 保護部材
Ｑ３ 保護テープ
Ｗ ウェーハ
ＷＳ 表面
ＷＲ 裏面

Claims (3)

  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、
    機能層の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、
    該保護部材側をチャックテーブルで保持し、基板の裏面側から分割予定ラインと対応する領域に切削ブレードを位置づけ、チャックテーブルと切削ブレードとを相対的にウェーハの面方向であるＸ軸方向に加工送りして、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、
    該切削溝形成ステップを実施した後、ウェーハの該切削溝に沿って該残存部を分割する分割ステップと、を含み、
    該切削溝形成ステップを実施する前に、基板を透過する波長のレーザー光線を利用して、該チャックテーブルを相対的に加工送りしつつ該チャックテーブルに保持されたウェーハの裏面側から分割予定ラインに対応する機能層と基板の界面の高さ位置を検出し、分割予定ラインのＸ座標と該基板の界面の高さ位置に該残存部の厚みを加算して求めた高さのＺ座標を記録する高さ記録ステップを実施し、
    該切削溝形成ステップは、該高さ記録ステップにおいて記録されたＸ座標と高さのＺ座標とに基づいて切削ブレードをＺ軸方向に移動させ、機能層に至らない均一な厚みの残存層を形成することを特徴とするウェーハの加工方法。
  2. 該高さ記録ステップは、該切削溝形成ステップにおいて切削ブレードが位置づけられるＸ座標と同じＸ座標で実施される、請求項１記載のウェーハの加工方法。
  3. 該高さ記録ステップは、機能層と基板の界面で反射する反射光を利用して該界面の高さを測定する高さ測定器を用いる、請求項１又は２記載のウェーハの加工方法。
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