JP7719633B2 - ウェーハの加工方法 - Google Patents

ウェーハの加工方法

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Description

本発明は、ウェーハの加工方法に関する。
半導体デバイスの製造工程において、ＴＳＶ（Through-Silicon Via）のような３次元積層チップのプロセスや、画素の集積回路が形成されている２枚のウェーハを貼り合わせるＢＳＩ（Back Side Illumination）型ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサのプロセス等、２枚のウェーハを貼り合わせる加工が行われている。
このような貼り合わせウェーハは、一般に、デバイスチップの底背化に対応するために研削して薄化されるが、外周縁が面取りされてＲ形状に形成されているため、研削によって外周縁が鋭角（所謂ナイフエッジ）になって、エッジの欠けが発生しやすい。このエッジの欠けが伸展すると、デバイスの破損に繋がる恐れがあるため、ウェーハの研削前に外周部の一部を除去する処理（エッジトリミング）を行う技術が提案されている（特許文献１参照）。また、デバイス領域の外周縁に沿ってレーザービームを照射して改質層を形成し、研削中に発生するエッジの欠けがデバイスに伸展するのを防ぐ技術が提案されている（特許文献２参照）。
特開２０００－１７３９６１号公報 特開２００６－１０８５３２号公報
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、切削時に発生する切削屑によりデバイスが汚染され、洗浄しても除去しきれない場合があるという課題があった。また、特許文献２に記載された方法では、研削中に外周余剰領域部分がリング状または円弧状に離脱することにより、研削砥石を傷つけて加工結果に悪影響を与えたり、研削装置内に堆積して頻繁な清掃が必要になったりするという異なる課題があった。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、貼り合わせウェーハのデバイス領域を囲繞する外周余剰領域の部分の離脱に際する悪影響を抑制することができるウェーハの加工方法を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウェーハの加工方法は、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む外周余剰領域とを一方の面に備え、外周縁が面取りされた第一のウェーハの該一方の面を、第二のウェーハの一方の面に貼り合わせて、貼り合わせウェーハを形成する貼り合わせウェーハ形成ステップと、該第一のウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを該第一のウェーハの外周縁から所定距離内側の位置に沿って照射して環状の改質領域を形成し、該第一のウェーハを該外周余剰領域に対応する外周環状部と該デバイス領域に対応する中央領域とに分断する分断ステップと、該分断ステップの実施前または実施後に、該第一のウェーハの他方の面に対してエキスパンド性を有するエキスパンドテープを貼り付けるエキスパンドテープ貼り付けステップと、該貼り合わせウェーハ形成ステップ、該分断ステップおよび該エキスパンドテープ貼り付けステップの実施後に、該エキスパンドテープを拡張することで、該環状の改質領域を起点に該第一のウェーハを該外周環状部と該中央領域とに分割し、該外周環状部を該貼り合わせウェーハから離脱させる外周環状部離脱ステップと、該外周環状部離脱ステップの実施後に、貼り合わせウェーハの該第一のウェーハを他方の面側から研削して仕上げ厚さまで薄化する研削ステップと、を有し、該外周環状部離脱ステップの実施後、該研削ステップの実施前には、該外周環状部に紫外線が照射されないように照射領域を制限して紫外線を照射し、該第一のウェーハの該中央領域に対応する該他方の面のみ該エキスパンドテープから剥離することを特徴とする。
また、本発明のウェーハの加工方法において、該分断ステップは、該外周環状部と該中央領域との分断後に、該レーザービームを該外周環状部に照射して放射方向に改質領域を形成し、該外周環状部を複数の円弧状部に分断する予備分断ステップを含んでもよい。
また、本発明のウェーハの加工方法において、該外周環状部離脱ステップは、該エキスパンドテープを冷却しながら拡張する冷却エキスパンドステップを含んでもよい。
また、本発明のウェーハの加工方法において、該外周環状部離脱ステップは、該冷却エキスパンドステップの実施後に、該エキスパンドテープが拡張されて形成された該エキスパンドテープのたるみ部分を加熱して収縮させる加熱収縮ステップを更に含んでもよい。
本願発明は、貼り合わせウェーハのデバイス領域を囲繞する外周余剰領域の部分の離脱に際する悪影響を抑制することができる。
図１は、実施形態に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。 図２は、図１に示す貼り合わせウェーハ形成ステップの一状態を示す斜視図である。 図３は、図１に示す貼り合わせウェーハ形成ステップの図２の後の一状態を示す斜視図である。 図４は、図１に示す分断ステップの一状態を模式的に示す断面図である。 図５は、図１に示す分断ステップ後のウェーハを模式的に示す平面図である。 図６は、図１に示す分断ステップ中の予備分断ステップの一状態を模式的に示す断面図である。 図７は、予備分断ステップ後のウェーハを模式的に示す平面図である。 図８は、図１に示すエキスパンドテープ貼り付けステップの一状態を模式的に示す断面図である。 図９は、図１に示す外周環状部離脱ステップの一状態を模式的に示す断面図である。 図１０は、図１に示す外周環状部離脱ステップ中の冷却エキスパンドステップの一状態を模式的に示す断面図である。 図１１は、図１に示す外周環状部離脱ステップ中の加熱収縮ステップの一状態を模式的に示す断面図である。 図１２は、図１に示す研削ステップの一状態を模式的に示す断面図である。
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。更に、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、置換または変更を行うことができる。
〔実施形態〕
本発明の実施形態に係るウェーハ１０（図２等参照）の加工方法を図面に基づいて説明する。実施形態のウェーハ１０の加工方法は、一対のウェーハ１０の一方の面側を互いに貼り合わせ、一方のウェーハ１０（第一のウェーハ１０－１）を所定の仕上げ厚さまで薄化する方法である。
なお、以降の説明において、一対のウェーハ１０のウェーハ１０同士を区別する際には、一方のウェーハ１０を第一のウェーハ１０－１と記し、他方のウェーハ１０を第二のウェーハ１０－２と記し、区別しない場合には、単にウェーハ１０と記す。薄化しない他方の第二のウェーハ１０－２は、実施形態では第一のウェーハ１０－１と同様のＴＳＶウェーハであるものとして説明するが、本発明ではパターンの無い単なるサブストレートウェーハでもよい。
図１は、実施形態に係るウェーハ１０の加工方法の流れを示すフローチャートである。図１に示すように、実施形態のウェーハ１０の加工方法は、貼り合わせウェーハ形成ステップ１と、分断ステップ２と、エキスパンドテープ貼り付けステップ３と、外周環状部離脱ステップ４と、研削ステップ５と、を備える。
（貼り合わせウェーハ形成ステップ１）
図２は、図１に示す貼り合わせウェーハ形成ステップ１の一状態を示す斜視図である。図３は、図１に示す貼り合わせウェーハ形成ステップ１の図２の後の一状態を示す斜視図である。貼り合わせウェーハ形成ステップ１は、第一のウェーハ１０－１の一方の面を、第二のウェーハ１０－２の一方の面に貼り合わせ、貼り合わせウェーハを形成するステップである。
まず、加工対象のウェーハ１０（第一のウェーハ１０－１および第二のウェーハ１０－２）の構成について説明する。ウェーハ１０は、シリコン（Ｓｉ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）または炭化ケイ素（ＳｉＣ）等を基板１１とする円板状の半導体ウェーハ、光デバイスウェーハ等のウェーハである。ウェーハ１０は、外周縁１２が面取りされている。ウェーハ１０の外周縁１２は、実施形態において、厚さ方向の中央が最も外周側に突出するように、基板１１の表面１３から裏面１４に至る断面円弧状に形成されている。実施形態において、ウェーハ１０は、直径が３００ｍｍ、厚みが７００μｍである。
ウェーハ１０は、基板１１の表面１３側にデバイス領域１５と、デバイス領域１５を囲繞する外周余剰領域１６と、を備える。デバイス領域１５は、基板１１の表面１３に格子状に設定された複数の分割予定ライン１７と、分割予定ライン１７によって区画された各領域に形成されたデバイス１８と、を有している。外周余剰領域１６は、全周に亘ってデバイス領域１５を囲繞し、かつデバイス１８が形成されていない領域である。
デバイス１８は、実施形態において、３ＤＮＡＮＤフラッシュメモリを構成し、電極パッドと、電極パッドに接続した貫通電極とを備える。貫通電極は、基板１１が薄化されてデバイス１８がウェーハ１０から個々に分割された際に、基板１１の裏面１４側に貫通する。すなわち、実施形態のウェーハ１０は、個々に分割されたデバイス１８が貫通電極を有する所謂ＴＳＶウェーハである。なお、本発明のウェーハ１０は、実施形態のような貫通電極を有するＴＳＶウェーハに限定されず、貫通電極のないデバイスウェーハであってもよい。
貼り合わせウェーハ形成ステップ１では、第一のウェーハ１０－１のデバイス領域１５および外周余剰領域１６を備える一方の面を、第二のウェーハ１０－２の一方の面に貼り合わせる。すなわち、実施形態の貼り合わせウェーハ形成ステップ１では、第一のウェーハ１０－１の表面１３を、第二のウェーハ１０－２の表面１３に貼り合わせる。
貼り合わせウェーハ形成ステップ１では、第一のウェーハ１０－１の表面１３と第二のウェーハ１０－２の表面１３とのうちの一方に接着層２０を積層する。実施形態では、第二のウェーハ１０－２の表面１３に接着層２０を積層する。なお、接着層２０は、実施形態では基材層の表裏面に粘着材層が積層された両面テープであるが、本発明では両面テープに限定されず、例えば、酸化膜でもよいし、樹脂等を含む接着剤が塗布されることにより形成されるものでもよい。
貼り合わせウェーハ形成ステップ１では、まず、図２に示すように、第一のウェーハ１０－１の表面１３と第二のウェーハ１０－２の表面１３とを、間隔をあけて対向させる。次に、図３に示すように、第一のウェーハ１０－１の表面１３と第二のウェーハ１０－２の表面１３とを、接着層２０を介して貼り合わせる。これにより、貼り合わせウェーハを形成する。
（分断ステップ２）
図４は、図１に示す分断ステップ２の一状態を模式的に示す断面図である。図５は、図１に示す分断ステップ２後のウェーハ１０を模式的に示す平面図である。分断ステップ２は、第一のウェーハ１０－１をデバイス領域１５に対応する中央領域２２と外周余剰領域１６に対応する外周環状部２３とに分断するステップである。
分断ステップ２では、第一のウェーハ１０－１の外周縁１２から所定距離内側の位置に、レーザービーム３０を照射して、分離起点となる改質領域２１を形成する。第一のウェーハ１０－１の外周縁１２から所定距離内側の位置とは、第一のウェーハ１０－１の中央領域２２と外周環状部２３とを分断する位置、すなわち、デバイス領域１５の外周縁を示す。レーザービーム３０は、第一のウェーハ１０－１に対して透過性を有する波長のレーザービームであり、例えば、赤外線（Infrared rays；ＩＲ）である。
改質領域２１とは、密度、屈折率、機械的強度またはその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味する。改質領域２１は、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域、およびこれらの領域が混在した領域等である。改質領域２１は、第一のウェーハ１０－１の他の部分よりも機械的な強度等が低い。
分断ステップ２では、レーザー加工装置３５によるステルスダイシングによって、第一のウェーハ１０－１に改質領域２１を形成する。レーザー加工装置３５は、チャックテーブル３６と、チャックテーブル３６の保持面に保持されたウェーハ１０に向けてレーザービーム３０を照射するレーザービーム照射ユニット３７と、チャックテーブル３６とレーザービーム照射ユニット３７とを相対的に移動させる移動ユニットと、を含む。
分断ステップ２では、まず、第二のウェーハ１０－２の裏面１４側をチャックテーブル３６の保持面に吸引保持した後、移動ユニットによって、チャックテーブル３６を加工位置まで移動させる。次に、第一のウェーハ１０－１の裏面１４側からレーザービーム照射ユニット３７をデバイス領域１５の外周縁に向けて鉛直方向に対向させた後、レーザービーム３０の集光点３１を第一のウェーハ１０－１の内部に設定する。
分断ステップ２では、次に、チャックテーブル３６を鉛直方向と平行な軸心回りに回転させながらレーザービーム照射ユニット３７からレーザービーム３０を第一のウェーハ１０－１に照射する。すなわち、レーザービーム３０を第一のウェーハ１０－１のデバイス領域１５の外周縁に沿って照射して、外周縁に沿った環状に連続的な改質領域２１を形成する。
この際、分断ステップ２では、レーザービーム３０の集光点３１の高さを変更して複数回レーザービーム３０を照射する、または、第一のウェーハ１０－１の厚さ方向に離れた複数の集光点を有するレーザービームを照射することで、第一のウェーハ１０－１の厚さ方向に複数の改質領域２１を形成する。改質領域２１からはクラックが伸展し、改質領域２１とクラックとの連結によって、第一のウェーハ１０－１をデバイス領域１５に対応する中央領域２２と外周余剰領域１６に対応する外周環状部２３とに分断する。
なお、実施形態において、分断ステップ２におけるレーザー加工装置３５による加工条件は、レーザービーム３０の波長がＩＲであり、周波数が９０ｋＨｚであり、厚み方向のパス数が６パスであり、平均出力が６Ｗであるように設定される。
（予備分断ステップ）
実施形態の分断ステップ２では、更に、以下に示す予備分断ステップを実施する。図６は、図１に示す分断ステップ２中の予備分断ステップの一状態を模式的に示す断面図である。図７は、予備分断ステップ後のウェーハ１０を模式的に示す平面図である。予備分断ステップは、中央領域２２と外周環状部２３との分断後、外周環状部２３を複数の円弧状部２５に分断するステップである。
予備分断ステップでは、第一のウェーハ１０－１の外周環状部２３における周方向の所定の位置において、外周環状部２３の内周縁と外周縁との間にレーザービーム３０を照射して、分離起点となる改質領域２４を放射方向に形成する。
予備分断ステップでは、まず、レーザービーム照射ユニット３７を第一のウェーハ１０－１の裏面１４側からデバイス領域１５の外周縁の所定の位置に向けて鉛直方向に対向させた後、レーザービーム３０の集光点３１を第一のウェーハ１０－１の内部に設定する。
予備分断ステップでは、次に、移動ユニットによって、チャックテーブル３６とレーザービーム照射ユニット３７とを相対的に移動させながら、レーザービーム照射ユニット３７からレーザービーム３０を第一のウェーハ１０－１に照射する。この際、レーザービーム３０の集光点３１が第一のウェーハ１０－１の径方向外側に向かって移動するように、チャックテーブル３６を移動させる。すなわち、外周余剰領域１６に対応する外周環状部２３に放射方向にレーザービーム３０を照射することによって、放射方向に連続的な改質領域２４を形成する。
この際、予備分断ステップでは、レーザービーム３０の集光点３１の高さを変更して複数回レーザービーム３０を照射する、または、第一のウェーハ１０－１の厚さ方向に離れた複数の集光点を有するレーザービームを照射することで、第一のウェーハ１０－１の厚さ方向に複数の改質領域２４を形成する。改質領域２４からはクラックが伸展し、改質領域２４とクラックとの連結によって、第一のウェーハ１０－１の外周余剰領域１６に対応する外周環状部２３を、複数の円弧状部２５に分断する。
なお、図７に示す実施形態の予備分断ステップでは、外周環状部２３を円弧状部２５に８分割しているが、本発明では例えば更に倍の１６分割にしてもよいし、第一のウェーハ１０－１の径や外周環状部２３の幅の寸法に応じて適宜分割数を設定してよい。また、実施形態では、集光点３１が第一のウェーハ１０－１の径方向内側から径方向外側へ移動するようにチャックテーブル３６を移動させながらレーザービーム３０を照射するが、本発明では、集光点３１が第一のウェーハ１０－１の径方向外側から径方向内側へ移動するようにチャックテーブル３６を移動させながらレーザービーム３０を照射してもよい。この場合は、集光点３１が環状の改質領域２１に達した時点でレーザービーム３０の照射を停止させる。実施形態において、予備分断ステップにおけるレーザー加工装置３５による加工条件は、改質領域２１の形成時と同条件に設定される。
（エキスパンドテープ貼り付けステップ３）
図８は、図１に示すエキスパンドテープ貼り付けステップ３の一状態を模式的に示す断面図である。エキスパンドテープ貼り付けステップ３、第一のウェーハ１０－１の第二のウェーハ１０－２が貼り付けられる一方の面とは反対側の他方の面に対してエキスパンド性を有するエキスパンドテープ４０を貼り付けるステップである。
すなわち、実施形態のエキスパンドテープ貼り付けステップ３では、第一のウェーハ１０－１の裏面１４に対してエキスパンドテープ４０を貼り付ける。エキスパンドテープ貼り付けステップ３は、分断ステップ２の実施前または実施後に実施される。エキスパンドテープ貼り付けステップ３が分断ステップ２の実施前に実施される場合は、分断ステップ２において、エキスパンドテープ４０越しにレーザービーム３０を第一のウェーハ１０－１に照射する。
エキスパンドテープ４０は、例えば、合成樹脂により構成された基材層と、基材層に積層された粘着層とを有する。エキスパンドテープ貼り付けステップ３では、例えば、マウンタ４５によって、第一のウェーハ１０－１の裏面１４にエキスパンドテープ４０を貼り付ける。マウンタ４５は、保持台４６と、保持台４６の保持面に平行な方向に転動するローラ４７と、を含む。
エキスパンドテープ貼り付けステップ３では、まず、内径が第二のウェーハ１０－２の外径より大径である環状のフレーム４１の一方の面と、第二のウェーハ１０－２の裏面１４側と、を保持台４６の保持面に保持する。この際、マウンタ４５は、第二のウェーハ１０－２が、フレーム４１の開口の内側において、フレーム４１と同軸となる位置に保持する。
エキスパンドテープ貼り付けステップ３では、次に、エキスパンドテープ４０をフレーム４１および第一のウェーハ１０－１の裏面１４側に貼り付けるとともに、第一のウェーハ１０－１の裏面１４に沿って移動するローラ４７でエキスパンドテープ４０をフレーム４１および第一のウェーハ１０－１の裏面１４側に押し付けて、密着させて貼着させる。
（外周環状部離脱ステップ４）
図９は、図１に示す外周環状部離脱ステップ４の一状態を模式的に示す断面図である。外周環状部離脱ステップ４は、環状の改質領域２１を起点に第一のウェーハ１０－１を外周環状部２３と中央領域２２とに分割し、外周環状部２３を貼り合わせウェーハから離脱させるステップである。
外周環状部離脱ステップ４は、貼り合わせウェーハ形成ステップ１、分断ステップ２およびエキスパンドテープ貼り付けステップ３の実施後に、実施される。外周環状部離脱ステップ４では、拡張装置５０がエキスパンドテープ４０に放射方向に外力を与え、エキスパンドテープ４０を面方向に拡張することで、第一のウェーハ１０－１を外周環状部２３と中央領域２２とに分割する。拡張装置５０は、チャックテーブル５１と、クランプ部材５２と、昇降ユニット５３と、突き上げ部材５４と、コロ部材５５と、加熱ユニット５６と、を含む。また、拡張装置５０は、密封可能かつ内部を冷却可能なチャンバ５７内に設けられる。
外周環状部離脱ステップ４では、まず、エキスパンドテープ４０を介して第一のウェーハ１０－１の裏面１４側をチャックテーブル５１の保持面に載置し、フレーム４１の外周部をクランプ部材５２で固定する。この際、コロ部材５５は、フレーム４１の内周縁と第一のウェーハ１０－１の外周縁１２との間のエキスパンドテープ４０に当接する。外周環状部離脱ステップ４では、冷却エキスパンドステップと、加熱収縮ステップと、を順に実施する。
（冷却エキスパンドステップ）
図１０は、図１に示す外周環状部離脱ステップ４中の冷却エキスパンドステップの一状態を模式的に示す断面図である。冷却エキスパンドステップは、エキスパンドテープ４０を冷却しながら拡張するステップである。
冷却エキスパンドステップでは、エキスパンドテープ４０を冷却して硬化させる。実施形態の冷却エキスパンドステップでは、拡張装置５０を収容するチャンバ５７内全体が常時冷却される。エキスパンドテープ４０は、フレーム４１に保持した貼り合わせウェーハ（第一のウェーハ１０－１、第二のウェーハ１０－２）とともに冷却されたチャンバ５７内に搬入され、拡張が開始される前に、十分に冷却される。チャンバ５７内における冷却温度は、例えば、０℃程度である。なお、本発明の冷却エキスパンドステップでは、チャックテーブル５１を冷却することによってエキスパンドテープ４０を冷却してもよい。
冷却エキスパンドステップでは、冷却されたチャンバ５７内でエキスパンドテープ４０を冷却しながら、昇降ユニット５３によって、チャックテーブル５１および突き上げ部材５４を一体的に上昇させる。エキスパンドテープ４０は、外周部がフレーム４１を介してクランプ部材５２で固定されているため、フレーム４１の内周縁と第一のウェーハ１０－１の中央領域２２の外周縁との間の部分が面方向に拡張される。この際、突き上げ部材５４の上端に設けられたコロ部材５５がエキスパンドテープ４０との摩擦を緩和するので、エキスパンドテープ４０全体が、面方向に拡張される。
冷却エキスパンドステップでは、エキスパンドテープ４０の拡張の結果、エキスパンドテープ４０に放射状に引張力が作用する。エキスパンドテープ４０に放射状の引張力が作用すると、図１０に示すように、第一のウェーハ１０－１の中央領域２２と外周環状部２３との間に形成された改質領域２１および外周環状部２３に放射状に形成された改質領域２４を分離起点として、中央領域２２から外周環状部２３の各々の円弧状部２５が分割される。この際、エキスパンドテープ４０は、冷却によって硬化しているため、中央領域２２と外周環状部２３の各々の円弧状部２５との分割に必要な外力が効率的に伝達される。
（加熱収縮ステップ）
図１１は、図１に示す外周環状部離脱ステップ４中の加熱収縮ステップの一状態を模式的に示す断面図である。加熱収縮ステップは、冷却エキスパンドステップの実施後に実施される。加熱収縮ステップは、エキスパンドテープ４０が拡張されて形成されたエキスパンドテープ４０のたるみ部分を加熱して収縮させるステップである。
冷却エキスパンドステップの後、エキスパンドテープ４０が面方向に拡張した状態において、フレーム４１の内周縁と第一のウェーハ１０－１の中央領域２２の外周縁との間の部分のエキスパンドテープ４０は、断面が、フレーム４１の下面からコロ部材５５の上面に向かって直線状になっている。この状態において、加熱収縮ステップでは、まず、チャックテーブル５１でエキスパンドテープ４０を介して第一のウェーハ１０－１の裏面１４側を吸引する。これにより、中央領域２２と外周環状部２３の各々の円弧状部２５との間の幅が拡張された状態を維持する。
加熱収縮ステップでは、次に、チャックテーブル５１および突き上げ部材５４を一体的に下降させる。この際、エキスパンドテープ４０は、外周部がフレーム４１を介してクランプ部材５２に固定され、かつ中心部がチャックテーブル５１に吸引されている。このため、フレーム４１の内周縁と第一のウェーハ１０－１の中央領域２２の外周縁との間が近接することによって、エキスパンドテープ４０に作用する放射状の引張力が低下し、フレーム４１の内周縁と第一のウェーハ１０－１の中央領域２２の外周縁との間の部分のエキスパンドテープ４０にたるみが生じる。
そこで、実施形態の加熱収縮ステップでは、チャックテーブル５１および突き上げ部材５４を一体的に下降させるとともに、加熱ユニット５６によってエキスパンドテープ４０のたるみ部分を加熱して収縮させる。加熱ユニット５６による加熱温度は、例えば、６００℃程度である。
加熱ユニット５６の熱源部は、例えば、エキスパンドテープ４０を、フレーム４１の内周縁と第一のウェーハ１０－１の外周縁１２との間の部分の周方向に沿って移動しながら加熱する。これにより、エキスパンドテープ４０は、フレーム４１の内周縁と第一のウェーハ１０－１の外周縁１２との間の部分が収縮される。なお、実施形態では、加熱ユニット５６がチャンバ５７内に設けられるものとして説明したが、冷却エキスパンドステップの後に、加熱ユニットを有する別個の加工ユニットに搬送して加熱収縮ステップを実施してもよい。
冷却エキスパンドステップおよび加熱収縮ステップを実施した後、紫外線照射装置を用いて貼り合わせウェーハをエキスパンドテープ４０から剥離する際は、外周環状部２３に紫外線（ultra-violet；ＵＶ）が照射されないように、照射領域を制限する治具等を使用することが好ましい。これにより、第一のウェーハ１０－１の中央領域２２に対応する裏面１４のみエキスパンドテープ４０から剥離され、外周環状部２３がエキスパンドテープ４０に残される。
（研削ステップ５）
図１２は、図１に示す研削ステップ５の一状態を模式的に示す断面図である。研削ステップ５は、第一のウェーハ１０－１を他方の面から研削して所定の仕上げ厚さまで薄化するステップである。研削ステップ５は、外周環状部離脱ステップ４の実施後に実施される。実施形態の研削ステップ５では、第一のウェーハ１０－１の裏面１４から研削する。
研削ステップ５では、研削装置６０によって、チャックテーブル６１の保持面に保持された第一のウェーハ１０－１の裏面１４を研削する。研削装置６０は、チャックテーブル６１と、回転軸部材であるスピンドル６２と、スピンドル６２の下端に取り付けられた研削ホイール６３と、研削ホイール６３の下面に装着される研削砥石６４と、を備える。研削ホイール６３は、チャックテーブル６１の軸心と平行な回転軸で回転する。
研削ステップ５では、まず、チャックテーブル６１の保持面に、第二のウェーハ１０－２の裏面１４側を吸引保持する。次に、チャックテーブル６１を軸心回りに回転させた状態で、研削ホイール６３を軸心回りに回転させる。研削水を加工点に供給するとともに、研削ホイール６３の研削砥石６４をチャックテーブル６１に所定の送り速度で近付けることによって、研削砥石６４で第一のウェーハ１０－１の裏面１４を研削し、所定の仕上げ厚さまで薄化する。
以上説明したように、各実施形態に係るウェーハ１０の加工方法は、貼り合わせウェーハを形成後、研削による薄化の前に、デバイス領域１５の外周縁に沿ってレーザービーム３０で分離起点となる改質領域２１、２４を形成し、改質領域２１、２４が形成されたウェーハ１０（第一のウェーハ１０－１）に貼り付けられたエキスパンドテープ４０を拡張することで外周余剰領域１６に対応する外周環状部２３を除去する。
したがって、研削時に外周環状部２３が離脱することがないため、離脱した外周環状部２３が研削砥石６４を傷つけて加工結果に悪影響を及ぼす恐れがなくなる。また、研削中に外周余剰領域１６部分が離脱して加工室内に堆積することがないため、清掃頻度を大幅に低減することが可能となる。外周環状部２３の各々の円弧状部２５は、エキスパンドテープ４０に付着した状態で中央領域２２から離脱するため、意図せず離脱することがなく、外周環状部２３の離脱に際する悪影響を抑制することができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、冷却エキスパンドステップにおいて、実施形態ではチャックテーブル５１を上昇させてエキスパンドテープ４０を拡張させたが、クランプ部材５２を下降させてもよく、要するに、チャックテーブル５１をクランプ部材５２に対して相対的に上昇させ、クランプ部材５２をチャックテーブル５１に対して相対的に下降させればよい。また、突き上げ部材５４をエキスパンドテープ４０の上面側に当接させた状態で、チャックテーブル５１をクランプ部材５２に対して相対的に下降させ、クランプ部材５２をチャックテーブル５１に対して相対的に上昇させることでエキスパンドテープ４０を拡張させてもよい。
１０ ウェーハ
１０－１ 第一のウェーハ
１０－２ 第二のウェーハ
１１ 基板
１２ 外周縁
１３ 表面
１４ 裏面
１５ デバイス領域
１６ 外周余剰領域
１７ 分割予定ライン
１８ デバイス
２０ 接着層
２１、２４ 改質領域
２２ 中央領域
２３ 外周環状部
２５ 円弧状部
３０ レーザービーム
４０ エキスパンドテープ

Claims (4)

  1. 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む外周余剰領域とを一方の面に備え、外周縁が面取りされた第一のウェーハの該一方の面を、第二のウェーハの一方の面に貼り合わせて、貼り合わせウェーハを形成する貼り合わせウェーハ形成ステップと、
    該第一のウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを該第一のウェーハの外周縁から所定距離内側の位置に沿って照射して環状の改質領域を形成し、該第一のウェーハを該外周余剰領域に対応する外周環状部と該デバイス領域に対応する中央領域とに分断する分断ステップと、
    該分断ステップの実施前または実施後に、該第一のウェーハの他方の面に対してエキスパンド性を有するエキスパンドテープを貼り付けるエキスパンドテープ貼り付けステップと、
    該貼り合わせウェーハ形成ステップ、該分断ステップおよび該エキスパンドテープ貼り付けステップの実施後に、該エキスパンドテープを拡張することで、該環状の改質領域を起点に該第一のウェーハを該外周環状部と該中央領域とに分割し、該外周環状部を該貼り合わせウェーハから離脱させる外周環状部離脱ステップと、
    該外周環状部離脱ステップの実施後に、貼り合わせウェーハの該第一のウェーハを他方の面側から研削して仕上げ厚さまで薄化する研削ステップと、
    を有し、
    該外周環状部離脱ステップの実施後、該研削ステップの実施前には、該外周環状部に紫外線が照射されないように照射領域を制限して紫外線を照射し、該第一のウェーハの該中央領域に対応する該他方の面のみ該エキスパンドテープから剥離する、ウェーハの加工方法。
  2. 該分断ステップは、該外周環状部と該中央領域との分断後に、該レーザービームを該外周環状部に照射して放射方向に改質領域を形成し、該外周環状部を複数の円弧状部に分断する予備分断ステップを含む、
    請求項１に記載のウェーハの加工方法。
  3. 該外周環状部離脱ステップは、該エキスパンドテープを冷却しながら拡張する冷却エキスパンドステップを含む、
    請求項１または２に記載のウェーハの加工方法。
  4. 該外周環状部離脱ステップは、該冷却エキスパンドステップの実施後に、該エキスパンドテープが拡張されて形成された該エキスパンドテープのたるみ部分を加熱して収縮させる加熱収縮ステップを更に含む、
    請求項３に記載のウェーハの加工方法。
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