JP7625345B2 - チップの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板と積層体とが積層されたウェーハを分割してチップを製造するチップの製造方法に関する。

半導体チップは、通常、シリコン等の半導体で形成された基板と、当該基板の表面上に形成されたＬｏｗ－ｋ膜、導電層等の積層体と、を有するウェーハにおいて、当該基板の表面に設定されたストリート（分割予定ライン）に沿ってウェーハを分割することで製造される。なお、積層体のうちストリート上の一部の領域には、ＴＥＧ（Test Element Group）が形成されることもある。

ストリートに沿ってウェーハを分割するためには、例えば、まず、基板及び積層体に吸収される波長を有するパルス状のレーザービームをストリートに沿って照射することで、ストリートに沿ってレーザー加工溝を形成する。レーザー加工溝では、積層体が部分的に除去されることで、基板の表面がストリートに沿って露出する。

レーザー加工溝を形成した後、基板を透過する波長を有するパルス状のレーザービームの集光点を基板の内部に位置付けた状態で、集光点とウェーハとをストリートに沿って相対的に移動させることで、機械的強度が低下した改質層を基板の内部に形成する。

なお、このとき、改質層を起点として基板の表面側へ伸展するクラックも形成される。改質層を形成した後、研削等によりウェーハに外力を印加してクラックを更に伸展させることで、ウェーハを複数の半導体チップに分割する（例えば、特許文献１参照）。

しかし、積層体にレーザー加工溝を形成する際に、基板の表面側がレーザービームの熱的影響を受けることにより、加工溝底部に近接する基板の一部の領域の結晶方位が変化する場合がある。

改質層を起点に伸展するクラックの伸展方向は基板の結晶方位に依存するので、結晶方位の変化が生じた場合、クラックがレーザー加工溝を避ける様に基板の表面に表出し、ストリートに沿ってウェーハが分割されない（即ち、加工不良が生じる）という問題がある。

この問題に対して、改質層を形成した後に、ストリートに沿ってレーザー加工溝を形成し、更にその後に、基板の裏面側を研削することでウェーハを分割する加工方法が考えられる。仮に、当該加工方法を採用すれば、結晶方位の変化に起因するクラックの異常な伸展を抑制できると考えられる。

しかし、ウェーハの裏面を上方に露出させて改質層を形成した後、ウェーハの表面を上方に露出させてレーザー加工溝を形成し、更にその後、再び、ウェーハの裏面を上方に露出させて基板を研削する必要があるので、改質層の形成から研削までの間に、ウェーハの表裏を反転させる作業が少なくとも２回必要になるので、生産性が低下する。

特開２００７－１７３４７５号公報

本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、基板の表面に積層体を有するウェーハを分割する際に、クラックの異常な伸展を抑制することでウェーハを確実に分割すると共に、ウェーハの表裏を反転させる回数を低減することを目的とする。

本発明の一態様によれば、基板の表面に設定された交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域に形成されたデバイスと、少なくとも該複数の分割予定ライン上に形成された積層体と、を有するウェーハを分割してチップを製造するチップの製造方法であって、該基板の裏面側を露出させ、且つ、該基板を透過する波長を有する第１のレーザービームの集光点を該基板の裏面側から該基板の内部に位置付けた状態で、該分割予定ラインに沿って該第１のレーザービームを照射して、該分割予定ラインに沿って改質層を形成すると共に、該改質層から該基板の表面側へと伸展するクラックを形成する改質層形成ステップと、該改質層形成ステップの後、該改質層形成ステップで露出されている該基板の裏面側を研削して該ウェーハを所定の厚さへと薄化する研削ステップと、該研削ステップの後、該基板に吸収される波長を有する第２のレーザービームを該ウェーハの表面側から該分割予定ラインに沿って照射して、該積層体にレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップと、を備えるチップの製造方法が提供される。

該レーザー加工溝形成ステップにおいて、該レーザー加工溝は、該改質層から該ウェーハの表面側へと伸展した該クラックを覆うように形成されてもよい。

該レーザー加工溝形成ステップにおいて、該レーザー加工溝は、該積層体を完全には分断しない様に形成されてもよく、該レーザー加工溝形成ステップにおいて、該レーザー加工溝は、該積層体を完全に分断する様に形成されてもよい。

該改質層形成ステップにおいて、該ウェーハの表面側へと伸展する該クラックは、該積層体を分断しないように形成されてもよく、該改質層形成ステップにおいて、該ウェーハの表面側へと伸展する該クラックは、該積層体を分断するように形成されてもよい。

該チップの製造方法は、該研削ステップの後且つ該レーザー加工溝形成ステップの前に、伸縮性を有するテープを該基板の裏面側に貼り付けるテープ貼り付けステップと、該レーザー加工溝形成ステップの後に、該基板の裏面側に貼り付けられている該テープを拡張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チップの製造方法では、裏面側を露出させた状態で改質層形成ステップ及び研削ステップを順に行い、更に、研削ステップの後に、表面側を露出させた状態でレーザー加工溝形成ステップを行うので、改質層形成ステップからレーザー加工溝形成ステップまでにおけるウェーハの反転回数を１回にできる。

加えて、改質層形成ステップの後にレーザー加工溝形成ステップを行うので、結晶方位の変化に起因するクラックの異常な伸展を抑制できる。それゆえ、ウェーハの表裏を反転させる回数を低減でき、且つ、基板の表面に積層体を有するウェーハを分割予定ラインに沿って確実に分割できる。

ウェーハの斜視図である。 第１の実施形態に係るチップの製造方法のフロー図である。 改質層形成ステップを示す一部断面側面図である。 図４（Ａ）はクラックの一例を示すウェーハの拡大断面図であり、図４（Ｂ）はクラックの他の例を示すウェーハの拡大断面図である。 研削ステップを示す斜視図である。 図６（Ａ）は研削ステップ後のウェーハの一例を示す拡大断面図であり、図６（Ｂ）は研削ステップ後のウェーハの他の例を示す拡大断面図である。 剥離ステップの概要を示す図である。 レーザー加工溝形成ステップを示す一部断面側面図である。 図９（Ａ）はレーザー加工溝を示すウェーハの拡大断面図であり、図９（Ｂ）は十分に広い幅を有するレーザー加工溝を示すウェーハの拡大断面図である。 図１０（Ａ）は二条のレーザー加工溝を示すウェーハの拡大断面図であり、図１０（Ｂ）は幅広のレーザー加工溝を示すウェーハの拡大断面図である。 図１１（Ａ）は第１段階目のレーザー加工溝を示すウェーハの拡大断面図であり、図１１（Ｂ）は第２段階目のレーザー加工溝を示すウェーハの拡大断面図である。 第２の実施形態に係るチップの製造方法のフロー図である。 基板の表面に達しないレーザー加工溝を示すウェーハの拡大断面図である。 図１４（Ａ）は拡張装置の一部断面側面図であり、図１４（Ｂ）は拡張ステップ後の拡張装置の一部断面側面図である。

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。図１は、加工対象となるウェーハ１１の斜視図である。ウェーハ１１は略円盤状の基板１３を有する。基板１３は、シリコン（Ｓｉ）等の半導体材料で形成されている。

なお、基板１３の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、基板１３は、他の半導体材料（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ等）、サファイア、ガラス、セラミックス、樹脂、複酸化物（ＬｉＮｂＯ_３、ＬｉＴａＯ_３）等の材料で形成されてもよい。

本例の基板１３の径は、約３００ｍｍ（１２インチ）であり、基板１３の表面１３ａから裏面１３ｂまでの厚さは、約７００μｍであるが、基板１３の径及び厚さはこの例に限定されるものではない。

基板１３の表面１３ａには、複数の分割予定ライン（ストリート）１７が格子状に設定され、交差する分割予定ライン１７で区画される領域の各々には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイス１９が形成されている。本例のデバイス１９の外形は、４ｍｍ×５ｍｍの矩形状であるが、デバイス１９の種類、数量、形状、構造、大きさ等に制限はない。

基板１３の表面１３ａ上には、低誘電率絶縁体層（所謂、Ｌｏｗ－ｋ材料で形成された絶縁層）と、金属で形成された導電層と、を含む積層体１５が形成されている。積層体１５の厚さは、例えば数μｍ程度であり、加工前の基板１３の厚さに比べて十分に薄い。

積層体１５は、分割予定ライン１７を含め、表面１３ａ上の全体に形成されている。積層体１５のうち、デバイス１９が形成された領域は、分割予定ライン１７が設定されている領域に比べて突出している。

次に、ウェーハ１１をデバイス１９単位に分割して複数のデバイスチップ（チップ）３５（図９（Ａ）等参照）を製造する方法について説明する。図２は、第１の実施形態に係るデバイスチップ３５の製造方法のフロー図である。

まず、ウェーハ１１の積層体１５側（即ち、ウェーハ１１の表面１１ａ）と、ウェーハ１１よりも大径の開口部を有する金属製の環状フレーム２３（図３参照）の一面とに、第１の保護テープ２１を貼り付ける（テープ貼り付けステップＳ１０）。

本例では、この様にして、第１の保護テープ２１を介してウェーハ１１が環状フレーム２３で支持されたウェーハユニット２５を形成するが、環状フレーム２３は必須ではなく、ウェーハ１１と略同径の第１の保護テープ２１が表面１１ａ側に貼り付けられてもよい。

第１の保護テープ２１は、例えば、樹脂で形成された基材層上に、糊層（粘着層）が設けられた樹脂製のフィルムである。本例において、基材層は、ポリオレフィン樹脂で形成されており、粘着層は、紫外線硬化型の樹脂で形成されている。

テープ貼り付けステップＳ１０の後、第１のレーザー加工装置２を用いて基板１３に改質層１３ｃを形成する（改質層形成ステップＳ２０）。改質層形成ステップＳ２０では、図３に示す第１のレーザー加工装置２が使用される。

第１のレーザー加工装置２は、ウェーハ１１の表面１１ａ側を吸引保持する保持面４ａを有する円盤状のチャックテーブル４を備える。チャックテーブル４は、円盤状の枠体と、枠体よりも小径の円盤状のポーラス板（不図示）と、を有する。

ポーラス板には、枠体中に形成されている流路（不図示）を介してエジェクタ等の吸引源からの負圧が作用する。チャックテーブル４は、所定の回転軸の周りに回転可能に構成されている。チャックテーブル４の回転は、チャックテーブル４が載置されるベース部材を回転させる回転駆動源（不図示）により行われる。

また、チャックテーブル４は、加工送り方向６と、水平面内において加工送り方向６に直交する割り出し送り方向と、に沿って移動可能に構成されている。加工送り方向６への移動は、ボールねじ式のＸ軸移動機構により行われ、割り出し送り方向への移動は、ボールねじ式のＹ軸移動機構により行われる。

チャックテーブル４の側方には、チャックテーブル４の周方向に沿って複数のクランプ機構８が設けられている。保持面４ａの上方には、レーザービーム照射ユニット１０のヘッド部１２が設けられている。

レーザービーム照射ユニット１０は、レーザー発振器（不図示）と、集光レンズ（不図示）を備えたヘッド部１２と、を含む。ヘッド部１２からは、基板１３を透過する波長を有するパルス状のレーザービーム（第１のレーザービーム）１４が、保持面４ａへ向けて照射される。

改質層形成ステップＳ２０では、まず、保持面４ａでウェーハ１１の表面１１ａ側を吸引保持し、環状フレーム２３を各クランプ機構８で挟持する。このとき、ウェーハ１１の裏面１１ｂ（即ち、基板１３の裏面１３ｂ）が上方に露出する。

そして、チャックテーブル４を適宜回転させて、分割予定ライン１７の加工送り方向６に対するずれ（所謂、θずれ）を修正する。次に、レーザービーム１４の集光点１４ａを、基板１３の裏面１３ｂ側から基板１３の内部の所定深さに位置付けた状態で、集光点１４ａとチャックテーブル４とを加工送り方向６に沿って相対的に移動させる。

改質層形成ステップＳ２０では、例えば、次の様に加工条件を設定して、ウェーハ１１を加工する。
レーザービームの波長 ：１０６４ｎｍ
平均出力 ：１Ｗ
パルスの繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
加工送り速度 ：８００ｍｍ／ｓ
集光点から基板の表面までの距離：７０μｍ
パス数 ：１

なお、パス数とは、１つの分割予定ライン１７に沿ってレーザービーム１４を照射する回数を意味する。但し、パス数を２以上とし、表面１１ａ側の異なる深さ位置に２以上の改質層１３ｃを形成してもよい。例えば、パス数を３とし、表面１１ａ側の異なる深さ位置に３つの改質層１３ｃを形成することが好ましい。

また、集光点１４ａから基板１３の表面１３ａまでの距離（即ち、改質層１３ｃから表面１３ａまでの距離）は、基板１３の仕上げ厚さよりも大きくなる様に、適宜調整される。例えば、基板１３の仕上げ厚さが５０μｍの場合、改質層１３ｃから基板１３の表面１３ａまでの距離は、７０μｍなどに調整される。

一の分割予定ライン１７に沿って改質層１３ｃを形成した後、チャックテーブル４を割り出し送り方向に所定長さだけ割り出し送りして、一の分割予定ライン１７に隣接する他の分割予定ライン１７に沿って同様に改質層１３ｃを形成する。

一の方向に沿う全ての分割予定ライン１７に沿って改質層１３ｃを形成した後、回転駆動源によりチャックテーブル４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１７に沿って同様に改質層１３ｃを形成する。

改質層１３ｃは、基板１３において改質層１３ｃが形成されていない領域よりも機械的強度が低い領域を意味する。改質層形成ステップＳ２０では、改質層１３ｃが形成されると、改質層１３ｃから表面１３ａ側及び裏面１３ｂ側に向かって、クラック１３ｄが伸展する。

図４（Ａ）は、上述の加工条件に従い改質層形成ステップＳ２０を行うことで形成されたクラック１３ｄの一例を示すウェーハ１１の拡大断面図である。図４（Ａ）に示す例では、クラック１３ｄは、基板１３の表面１３ａに達しているが、積層体１５を分断してはいない。

この様に、クラック１３ｄが積層体１５を分断していない場合、ウェーハ１１は個々のデバイスチップ３５に分割されていないので、後述するテープ貼り付けステップＳ５０時にデバイスチップ３５の移動が生じない。なお、クラック１３ｄが積層体１５を分断しておらず、クラック１３ｄの伸展が積層体１５内で停止している場合も、同様である。

デバイスチップ３５の移動が生じないならば、デバイスチップ３５間の間隔が一定になるので、デバイスチップ３５の移動によりデバイスチップ３５間の間隔がばらばらになる場合に比べて、後述するレーザー加工溝形成ステップＳ７０が行い易くなるという利点がある。

しかし、パルスエネルギー及び繰り返し周波数の少なくとも一方を増加させること、集光点１４ａを表面１３ａに近づけること、加工送り速度を減少させることなどの一又は複数を適用することにより、積層体１５中にクラック１３ｄを形成し、積層体１５をクラック１３ｄで分断してもよい。

例えば、上述の例よりも更に表面１１ａ側に改質層１３ｃを形成することで、図４（Ｂ）に示す様に、クラック１３ｄにより積層体１５を分断できる。これにより、より確実に、ウェーハ１１を分割できるという利点がある。図４（Ｂ）は、クラック１３ｄの他の例を示すウェーハ１１の拡大断面図である。

なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す例では、クラック１３ｄは裏面１１ｂ（即ち、裏面１３ｂ）に達していない。改質層形成ステップＳ２０の後、改質層形成ステップＳ２０で露出されている裏面１１ｂ側を研削して、外力を印加すると共に、ウェーハ１１を所定の仕上げ厚さへと薄化する（研削ステップＳ３０）。

研削ステップＳ３０では、図５に示す研削装置２０が使用される。研削装置２０は、円盤状のチャックテーブル２２を有する。チャックテーブル２２は、上述のチャックテーブル４と同様の構造を有するので、重複する説明を省略する。

チャックテーブル２２の下部には、回転駆動源（不図示）が連結されており、チャックテーブル２２は、所定の回転軸２４の周りに高速で回転する。チャックテーブル２２の保持面の上方には、研削ユニット２６が設けられている。

研削ユニット２６は、円柱状のスピンドル２８を有する。スピンドル２８の上端部には、モーター（不図示）が設けられており、スピンドル２８の下端部には、円盤状のマウンタ３０が設けられている。

マウンタ３０の下面には、円環状の研削ホイール３２が連結されている。研削ホイール３２は、金属製の環状のホイール基台３４を有する。ホイール基台３４の底面側には、ホイール基台３４の周方向に沿って複数の研削砥石３６が固定されている。

研削砥石３６は、例えば、金属、セラミックス、樹脂等の結合材に、ダイヤモンド、ｃＢＮ（cubic boron nitride）等の砥粒を混合して形成される。図５は、研削ステップＳ３０を示す斜視図である。

但し、研削ステップＳ３０を行う前には、まず、ウェーハユニット２５の表裏を反転させることなく、ウェーハ１１の輪郭に沿って、第１の保護テープ２１を切り取り、ウェーハ１１及び第１の保護テープ２１のウェーハユニット２７を形成する。なお、テープ貼り付けステップＳ１０で環状フレーム２３を用いていない場合は、第１の保護テープ２１の切り取りは必要ない。

次いで、研削ステップＳ３０では、表面１１ａ側をチャックテーブル２２で吸引保持し、チャックテーブル２２を高速（例えば、１００ｒｐｍ）で回転させ、更に、純水等の研削水を加工点に供給しながら研削ホイール３２を所定の速度（例えば、３０００ｒｐｍ）で回転させた状態で、研削ユニット２６を所定の研削送り速度（例えば、０．５μｍ／秒）で下方へ研削送りする。

これにより、裏面１３ｂ側が研削され、基板１３は所定の仕上げ厚さ（例えば５０μｍ程度）に薄化される。図６（Ａ）は、研削ステップＳ３０後のウェーハ１１の一例を示す拡大断面図である。

研削ステップＳ３０でウェーハ１１へ印加される外力により、クラック１３ｄが基板１３の表面１３ａ及び裏面１３ｂまで伸展し、例えば、各クラック１３ｄは、図６（Ａ）に示す様に、表面１３ａから裏面１３ｂまで連続する。

なお、既に積層体１５にもクラック１３ｄが形成されている場合（図４（Ｂ）参照）や、研削ステップＳ３０でウェーハ１１へ印加される外力が比較的大きい場合には、ウェーハ１１の表面１１ａから裏面１１ｂまでクラック１３ｄが連続してもよい（図６（Ｂ）参照）。図６（Ｂ）は、研削ステップＳ３０後のウェーハ１１の他の例を示す拡大断面図である。

研削ステップＳ３０の後、ウェーハ１１をテープ貼り替え装置（不図示）へ搬送する。このテープ貼り替え装置において、後述するＵＶ（紫外線）照射ステップＳ４０及びテープ貼り付けステップＳ５０が行われる。

テープ貼り替え装置は、紫外線照射ユニットを有する。紫外線照射ユニットは、ＵＶを透過させる透明材料で形成されたテーブルを有する。当該テーブルの下方にはＵＶランプが配置されている。

研削ステップＳ３０後のＵＶ照射ステップＳ４０では、まず、ウェーハ１１の表面１１ａ側が下方を向いた状態のまま、テーブル上にウェーハ１１を搬送する。そして、第１の保護テープ２１へＵＶを照射することにより、第１の保護テープ２１の粘着力を低下させる。

テープ貼り替え装置は、ウェーハ１１等に第２の保護テープ２９を貼り付ける貼付ユニットと、ウェーハ１１等に貼り付けられた第２の保護テープ２９を円形に切り取るための切り取りユニットと、を含む。この切り取りユニットは、アームと、アームの先端部に設けられた切り刃と、を含む。

ＵＶ照射ステップＳ４０の後、ウェーハ１１よりも大径の金属製の環状フレーム３１を、ウェーハ１１の外周部に配置した状態で、貼付ユニットにより、環状フレーム３１の一面及びウェーハ１１の裏面１１ｂ側に第２の保護テープ２９を貼り付ける（テープ貼り付けステップＳ５０）。次いで、切り取りユニットにより、第２の保護テープ２９を所定の径に切り取る。

テープ貼り替え装置は、ウェーハ１１の上下を反転させる反転移動ユニットと、第１の保護テープ２１を剥離するための剥離ユニットと、を更に有する。裏面１１ｂ側に第２の保護テープ２９が貼り付けられたウェーハ１１は、反転移動ユニットにより上下が反転され、剥離ユニットの保持テーブルへ搬送される。

これにより、第１の保護テープ２１が上方に露出し、第２の保護テープ２９が、この保持テーブルで吸引保持される。そして、ＵＶ照射ステップＳ４０で粘着力が低下した第１の保護テープ２１を剥離ユニットが剥離する（剥離ステップＳ６０）。

この様にして、第１の保護テープ２１から第２の保護テープ２９へのウェーハ１１の転写が行われ、第２の保護テープ２９を介してウェーハ１１が環状フレーム３１で支持されたウェーハユニット３３（図７参照）が形成される。図７は、剥離ステップＳ６０の概要を示す図である。

なお、第２の保護テープ２９は、第１の保護テープ２１と同様に、樹脂で形成された基材層上に糊層（粘着層）が設けられた樹脂製のフィルムであるが、特に、伸縮性を有するフィルムである。

剥離ステップＳ６０の後、各分割予定ライン１７に沿ってレーザー加工溝１５ａ（図８参照）を形成するレーザー加工溝形成ステップＳ７０を行う。レーザー加工溝形成ステップＳ７０では、図８に示す第２のレーザー加工装置４０が使用される。

第２のレーザー加工装置４０は、チャックテーブル４と同様のチャックテーブル４２と、クランプ機構８と同様のクランプ機構４４と、を有する。なお、第１のレーザー加工装置２と同様に、回転駆動源、Ｘ軸移動機構、Ｙ軸移動機構等を有する。保持面４２ａの上方には、レーザービーム照射ユニット４６のヘッド部４８が設けられている。

レーザービーム照射ユニット４６は、レーザー発振器（不図示）と、集光レンズ（不図示）を備えたヘッド部４８と、を含む。ヘッド部４８からは、基板１３及び積層体１５に吸収される波長を有するパルス状のレーザービーム（第２のレーザービーム）５０が、保持面４２ａへ向けて照射される。

レーザービーム５０は、レーザービーム照射ユニット４６における集光レンズの光軸に対する垂直平面内において、ガウス分布に近い強度分布を有する。

レーザー加工溝形成ステップＳ７０を行う際には、まず、塗布・洗浄装置（不図示）を用いて、表面１１ａ側の全体にポリビニルアルコール等で構成された水溶性樹脂を塗布し、保護膜（不図示）を形成する。

次いで、第２のレーザー加工装置４０の保持面４２ａでウェーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引保持し、環状フレーム３１を各クランプ機構４４で挟持する。なお、このとき、ウェーハ１１の表面１１ａが上方に露出している。

そして、チャックテーブル４を回転させて加工送り方向６に対する分割予定ライン１７のずれを修正した後、レーザービーム５０の集光点５０ａを表面１１ａに位置付けた状態で、集光点５０ａとチャックテーブル４とを加工送り方向６に沿って相対的に移動させる。図８は、レーザー加工溝形成ステップＳ７０を示す一部断面側面図である。

レーザー加工溝形成ステップＳ７０では、例えば、加工条件を次の様に設定して、ウェーハ１１を加工する。
レーザービームの波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：２Ｗ
パルスの繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
加工送り速度 ：４００ｍｍ／ｓ
パス数 ：１

次いで、改質層形成ステップＳ２０でのレーザービーム１４の照射領域とウェーハ１１の厚さ方向Ａ１（図９（Ａ）参照）において重なる様に表面１１ａに集光点５０ａを位置付けて、各分割予定ライン１７に沿ってレーザービーム５０を照射し、レーザー加工溝１５ａを形成する。

図９（Ａ）は、レーザー加工溝１５ａの一例を示すウェーハ１１の拡大断面図である。積層体１５はアブレーション加工され、積層体１５には、各分割予定ライン１７に沿って、ウェーハ１１の表面１１ａから基板１３の表面１３ａまで積層体１５が除去された（即ち、積層体１５が完全に分断された）レーザー加工溝１５ａが形成される。

全ての分割予定ライン１７に沿ってレーザー加工溝１５ａを形成した後、再び、塗布・洗浄装置を用いて、レーザー加工で生じたデブリと共に保護膜を純水等で洗浄し、その後、乾燥させる。この様にして、複数の分割予定ライン１７に沿ってウェーハ１１が分割された複数のデバイスチップ３５が形成される。

本実施形態では、裏面１１ｂ側を露出させた状態で改質層形成ステップＳ２０及び研削ステップＳ３０を行い、研削ステップＳ３０の後に、表面１１ａ側を露出させた状態でレーザー加工溝形成ステップＳ７０を行うので、改質層形成ステップＳ２０からレーザー加工溝形成ステップＳ７０までにおけるウェーハ１１の反転回数を１回にできる。

加えて、改質層形成ステップＳ２０の後にレーザー加工溝形成ステップＳ７０を行うので、基板１３の結晶方位の変化に起因するクラック１３ｄの異常な伸展を抑制できる。それゆえ、ウェーハ１１の表裏を反転させる回数を低減でき、且つ、基板１３の表面１３ａに積層体１５を有するウェーハ１１を分割予定ライン１７に沿って確実に分割できる。

ところで、クラック１３ｄは、基板１３の厚さ方向Ａ１や、分割予定ライン１７の延伸方向Ａ２において、蛇行することがある。仮に、表面１３ａに表出したクラック１３ｄが、レーザー加工溝１５ａの底部とは異なる領域に存在する場合、レーザー加工溝１５ａとクラック１３ｄとが接続しない虞がある。

そこで、レーザー加工溝１５ａの幅（裏面１１ｂと略平行な平面内において分割予定ライン１７の延伸方向Ａ２と直交する方向の幅）を、表面１３ａに表出するクラック１３ｄの蛇行幅より広くしてもよい。

（第１の変形例）図９（Ｂ）は、厚さ方向Ａ１でクラック１３ｄに重なり、且つ、クラック１３ｄの蛇行幅よりも十分に広い幅１５ｂ_１を有するレーザー加工溝１５ａ_１を示すウェーハ１１の拡大断面図である。なお、レーザー加工溝１５ａ_１は、積層体１５を完全に分断している。

図９（Ａ）に示すレーザー加工溝１５ａも、表面１３ａに表出したクラック１３ｄを覆うことができるが、図９（Ｂ）に示すレーザー加工溝１５ａ_１は、表面１３ａに表出したクラック１３ｄを十分に覆うことができるので、レーザー加工溝１５ａ_１とクラック１３ｄとを、より確実に接続できる。

（第２の変形例）上述の例では、１つの分割予定ライン１７に沿ってレーザービーム５０を１回照射することで、レーザー加工溝１５ａを形成したが、レーザービーム５０を複数回照射してもよい。

例えば、レーザー加工溝１５ａ、１５ａ_１を形成したときと同様にガウス分布に近い強度分布を有するレーザービーム５０を、回折光学素子等を用いて２つに分岐させ、２つの集光点５０ａを１つの分割予定ライン１７に沿って照射する。

この様にして、各分割予定ライン１７に沿って積層体１５を完全に分断する二条のレーザー加工溝１５ａを形成する。図１０（Ａ）は、１回目のレーザービーム５０の照射により形成された二条のレーザー加工溝１５ａを示すウェーハ１１の拡大断面図である。

次いで、二条のレーザー加工溝１５ａの間に残留した積層体１５に対して、集光レンズの光軸に対する垂直平面内での強度分布が略均一であり且つ１回目のレーザービーム５０に比べて幅広のレーザービーム５０（所謂、トップハットビーム）を照射する。

図１０（Ｂ）は、２回目のレーザービーム５０の照射により形成された幅広のレーザー加工溝１５ａ_２を示すウェーハ１１の拡大断面図である。第２の変形例では、比較的細い二条のレーザー加工溝１５ａを形成することで、積層体１５が分割予定ライン１７近傍で裂けて剥がれる不具合（所謂、デラミネーション）を解消できるという利点がある。

なお、レーザー加工溝１５ａ_２の幅１５ｂ_２は、クラック１３ｄより広いので、レーザー加工溝１５ａ_２とクラック１３ｄとを、確実に接続できるという利点もある。

（第３の変形例）ところで、１回目のレーザービーム５０の照射では、積層体１５は必ずしも完全には分断されなくてもよい。例えば、１回目のレーザービーム５０の照射では、積層体１５を分断しない浅い二条のレーザー加工溝１５ａ_３を形成する。

図１１（Ａ）は、浅い二条のレーザー加工溝１５ａ_３を示すウェーハ１１の拡大断面図である。１回目に次いで、２回目のレーザービーム５０の照射では、上述のトップハットビームを照射してレーザー加工溝１５ａ_２を形成する。

図１１（Ｂ）は、２回目のレーザービーム５０の照射により形成された幅広のレーザー加工溝１５ａ_２を示すウェーハ１１の拡大断面図である。第３の変形例でも、レーザー加工溝１５ａ_２とクラック１３ｄとを確実に接続できるという利点がある。

加えて、第３の変形例では、浅い二条のレーザー加工溝１５ａ_３の形成時に基板１３への熱ダメージを低減できるので、第２の変形例に比べて、デバイスチップ３５の強度を高くできる。

なお、上述の変形例の他にも、レーザー加工溝１５ａを形成する際に使用した比較的細いレーザービーム５０の集光点５０ａを、分割予定ライン１７と交差する方向に沿って複数配置した状態で、幅広のレーザー加工溝１５ａ_２を形成してもよい。

上述したデバイスチップ３５の製造方法に従えば、改質層形成ステップＳ２０からレーザー加工溝形成ステップＳ７０までにおけるウェーハ１１の表裏を反転させる回数を低減でき、且つ、基板１３の表面１３ａに積層体１５を有するウェーハ１１を分割予定ライン１７に沿って確実に分割できるという効果を奏する。

（第２の実施形態）次に、第２の実施形態について説明する。図１２は、第２の実施形態に係るデバイスチップ３５の製造方法のフロー図である。第２の実施形態のレーザー加工溝形成ステップＳ７０では、図１３に示す様に、積層体１５を完全には分断しない所定の深さを有するレーザー加工溝１５ａ_４を形成する。

図１３は、基板１３の表面１３ａに達しない一条のレーザー加工溝１５ａ_４を示すウェーハ１１の拡大断面図である。例えば、平均出力、繰り返し周波数を減少させたり、加工送り速度を増加させたり、集光点５０ａの高さ位置を変化させたりすることで、レーザー加工溝１５ａ_４を形成できる。

表面１３ａに達しないレーザー加工溝１５ａ_４を形成することで、レーザー加工溝形成ステップＳ７０における基板１３の表面１３ａ側のダメージを低減できる。

第２の実施形態では、レーザー加工溝形成ステップＳ７０の後、第２の保護テープ２９を拡張する拡張装置５２を用いて拡張ステップＳ８０を行う。図１４（Ａ）は、拡張装置５２の一部断面側面図である。

拡張装置５２は、円筒状のドラム５４を有する。ドラム５４の上端部には、ドラム５４の開口の周方向に沿って複数のコロ５６が設けられている。ドラム５４の外側には、複数（３つ以上、例えば４つ）の脚部５８が配置されている。

なお、図１４（Ａ）では、２つの脚部５８を示す。複数の脚部５８の各々の下端部には、脚部５８を上下方向に移動させるためのエアシリンダ（不図示）が設けられている。複数の脚部５８の上端部には、１つの環状テーブル６０が配置されている。

環状テーブル６０は、矩形状の外形を有し、且つ、ドラム５４が貫通可能な円形の開口を有する。環状テーブル６０の外周部には、ウェーハユニット３３の環状フレーム３１をそれぞれ挟持する複数のクランプ機構６２が配置されている。

拡張ステップＳ８０では、ドラム５４の上端部と、環状テーブル６０の上面とを、略同じ高さに配置した上で、ドラム５４及び環状テーブル６０上にウェーハユニット３３を配置する。そして、複数のクランプ機構６２で環状フレーム３１を挟持する。

次いで、エアシリンダを動作させて、ドラム５４に対して環状テーブル６０を引き下げることで、第２の保護テープ２９を放射状に拡張する。図１４（Ｂ）は、拡張ステップＳ８０後の拡張装置５２の一部断面側面図である。

第２の保護テープ２９の拡張に伴い、第２の保護テープ２９に貼り付けられているウェーハ１１にも外力が印加され、ウェーハ１１は、クラック１３ｄ及びレーザー加工溝１５ａ_４を境に、複数のデバイスチップ３５に分割される。

第２の実施形態では、拡張装置５２を用いることで、レーザー加工溝形成ステップＳ７０では積層体１５が完全には分断されていなくても、ウェーハ１１を複数のデバイスチップ３５に分割できる。勿論、第２の実施形態でも、ウェーハ１１の表裏を反転させる回数を低減でき、且つ、積層体１５を有するウェーハ１１を分割予定ライン１７に沿って確実に分割できる。

ところで、第２の実施形態では、レーザー加工溝１５ａ_４が積層体１５を完全に分断してはいないが、積層体１５は完全に分断されてもよい。また、図１３では、クラック１３ｄが積層体１５を分断していない場合を示すが、クラック１３ｄが積層体１５を分断していてもよい。

拡張ステップＳ８０の前に、既に、ウェーハ１１がデバイスチップ３５に分割されている場合、デバイスチップ３５間の間隔を広げることでデバイスチップ３５のピックアップを容易にするために、拡張ステップＳ８０を行なってもよい。

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。例えば、第１の実施形態においても、レーザー加工溝形成ステップＳ７０の後に拡張ステップＳ８０を行うこともできる。

２：第１のレーザー加工装置、４：チャックテーブル、４ａ：保持面
６：加工送り方向、８：クランプ機構
１１：ウェーハ、１１ａ：表面、１１ｂ：裏面
１０：レーザービーム照射ユニット、１２：ヘッド部
１３：基板、１３ａ：表面、１３ｂ：裏面、１３ｃ：改質層、１３ｄ：クラック
１４：レーザービーム、１４ａ：集光点
１５：積層体、１５ａ，１５ａ_１，１５ａ_２，１５ａ_３，１５ａ_４：レーザー加工溝
１５ｂ_１，１５ｂ_２：幅
１７：分割予定ライン、１９：デバイス
２０：研削装置、２２：チャックテーブル、２４：回転軸
２１：第１の保護テープ、２３：環状フレーム、２５，２７：ウェーハユニット
２６：研削ユニット、２８：スピンドル、３０：マウンタ
２９：第２の保護テープ、３１：環状フレーム、３３：ウェーハユニット
３２：研削ホイール、３４：ホイール基台、３６：研削砥石
３５：デバイスチップ
４０：第２のレーザー加工装置
４２：チャックテーブル、４２ａ：保持面、４４：クランプ機構
４６：レーザービーム照射ユニット、４８：ヘッド部
５０：レーザービーム、５０ａ：集光点
５２：拡張装置、５４：ドラム、５６：コロ、５８：脚部
６０：環状テーブル、６２：クランプ機構、Ａ１：厚さ方向、Ａ２：延伸方向

Claims (7)

1. 基板の表面に設定された交差する複数の分割予定ラインで区画された各領域に形成されたデバイスと、少なくとも該複数の分割予定ライン上に形成された積層体と、を有するウェーハを分割してチップを製造するチップの製造方法であって、
   該基板の裏面側を露出させ、且つ、該基板を透過する波長を有する第１のレーザービームの集光点を該基板の裏面側から該基板の内部に位置付けた状態で、該分割予定ラインに沿って該第１のレーザービームを照射して、該分割予定ラインに沿って改質層を形成すると共に、該改質層から該基板の表面側へと伸展するクラックを形成する改質層形成ステップと、
   該改質層形成ステップの後、該改質層形成ステップで露出されている該基板の裏面側を研削して該ウェーハを所定の厚さへと薄化する研削ステップと、
   該研削ステップの後、該基板に吸収される波長を有する第２のレーザービームを該ウェーハの表面側から該分割予定ラインに沿って照射して、該積層体にレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップと、
   を備えることを特徴とするチップの製造方法。
2. 該レーザー加工溝形成ステップにおいて、該レーザー加工溝は、該改質層から該ウェーハの表面側へと伸展した該クラックを覆うように形成されることを特徴とする請求項１に記載のチップの製造方法。
3. 該レーザー加工溝形成ステップにおいて、該レーザー加工溝は、該積層体を完全には分断しない様に形成されることを特徴とする請求項２に記載のチップの製造方法。
4. 該レーザー加工溝形成ステップにおいて、該レーザー加工溝は、該積層体を完全に分断する様に形成されることを特徴とする請求項２に記載のチップの製造方法。
5. 該改質層形成ステップにおいて、該ウェーハの表面側へと伸展する該クラックは、該積層体を分断しないように形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のチップの製造方法。
6. 該改質層形成ステップにおいて、該ウェーハの表面側へと伸展する該クラックは、該積層体を分断するように形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のチップの製造方法。
7. 該チップの製造方法は、
   該研削ステップの後且つ該レーザー加工溝形成ステップの前に、伸縮性を有するテープを該基板の裏面側に貼り付けるテープ貼り付けステップと、
   該レーザー加工溝形成ステップの後に、該基板の裏面側に貼り付けられている該テープを拡張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から６のいずれかに記載のチップの製造方法。

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