JP7656797B2 - レーザ加工方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明はレーザ加工方法及び装置に係り、ウェーハの内部に形成されたレーザ加工領域を起点としてウェーハを分割するレーザ加工方法及び装置に関する。

従来、シリコン等のウェーハの内部に集光点を合わせてレーザ光を分割予定ラインに沿って照射し、分割予定ラインに沿ってウェーハの内部に切断の起点となるレーザ加工領域を形成するレーザ加工装置（レーザダイシング装置ともいう。）が知られている。レーザ加工領域が形成されたウェーハは研削装置（グラインダー）に搬送され、研削装置によってウェーハの裏面側が研削される。そして、ウェーハの表面に貼着されたバックグラインドテープをエキスパンドすることにより、ウェーハが個々のチップに分割される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５－０８６１１１号公報

上記のようなウェーハ加工では、レーザ加工領域は、ウェーハを確実にチップに分割するために、研削加工後のウェーハの厚みの目標値（以下、ターゲット厚という。）の近傍に形成される。

図６は、ウェーハＷのターゲット厚Ｈｔ１の位置に対して外側にレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２を形成した例を示している。この場合、研削加工によりレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２が除去される。一方、図７は、ウェーハＷのターゲット厚Ｈｔ２の位置に対して内側にレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２を形成した例を示している。この場合、ウェーハＷの分割後に、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２がチップの側面に残留する。

図６及び図７のいずれの場合も、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２は、研削加工前のウェーハＷの厚み（以下、イニシャル厚Ｈｉという。）方向の中心線Ｌｃに対して表面Ｗａに近い側（裏面Ｗｂから遠い側）に偏在するように形成される。この場合、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２が形成されると、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２から進展する内部亀裂等によりウェーハＷに反りが生じる。ウェーハＷの周縁部における反り上がり量は数ｍｍ程度になることがある。

ウェーハＷに反りが生じると、ウェーハＷをレーザ加工装置から研削装置に搬送する際に、搬送手段のアームにウェーハＷを安定して吸着することができず、ウェーハＷが搬送中に落下する等の搬送不具合が生じる場合がある。また、ウェーハＷを研削装置に搬送した後に、ウェーハＷをチャックテーブルに安定して吸着保持することができず、研削加工中に吸着エラーが発生し、研削加工が停止してしまう場合がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、レーザ加工に起因して発生するウェーハの反りを低減することが可能なレーザ加工方法及び装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係るレーザ加工方法は、基板の表面にデバイス層が積層されたウェーハの基板の内部に、レーザ光を集光させることにより、ウェーハの分割予定ラインに沿ってレーザ加工領域を形成するレーザ加工領域形成ステップと、ウェーハの内部にレーザ光を集光させることにより、レーザ加工領域によりウェーハの内部に生じる内部応力に対抗する内部応力を生じさせる応力調整用加工領域を形成する応力調整用加工領域形成ステップとを備える。

本発明の第２の態様に係るレーザ加工方法は、第１の態様において、レーザ加工領域を形成するときの第１のレーザ加工条件に基づいて、レーザ加工領域によりウェーハの内部に生じる内部応力に対抗する内部応力を生じさせる応力調整用加工領域を形成するための第２のレーザ加工条件を設定する条件設定ステップを備え、レーザ加工領域形成ステップでは、第１のレーザ加工条件に基づいてレーザ加工領域を形成し、応力調整用加工領域形成ステップでは、第２のレーザ加工条件に基づいて応力調整用加工領域を形成する。

本発明の第３の態様に係るレーザ加工方法は、第２の態様において、第２のレーザ加工条件は、応力調整用加工領域の層の数、ラインの数及び加工高さ、並びに応力調整用加工領域の形成時の集光点のスキャン方向の間隔及びレーザ光のパワーのうちの少なくとも１つを含む。

本発明の第４の態様に係るレーザ加工装置は、基板の表面にデバイス層が積層されたウェーハの基板の内部に、ウェーハの分割予定ラインに沿ってレーザ加工領域を形成するレーザ加工部と、レーザ加工部を制御して、ウェーハの基板の内部に、レーザ加工領域と、レーザ加工領域によりウェーハの内部に生じる内部応力に対抗する内部応力を生じさせる応力調整用加工領域とを形成する制御部とを備える。

本発明の第５の態様に係るレーザ加工装置は、第４の態様において、レーザ加工領域を形成するときの第１のレーザ加工条件に基づいて、レーザ加工領域によりウェーハの内部に生じる内部応力に対抗する内部応力を生じさせる応力調整用加工領域を形成するための第２のレーザ加工条件を設定する条件設定部を備える。

本発明によれば、レーザ加工に起因して発生するウェーハの反りを低減することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るウェーハ加工システムのうちレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るウェーハ加工システムのうち研削装置の構成を示すブロック図である。 図３は、応力調整用加工領域の実施例１を示す断面図である。 図４は、応力調整用加工領域の実施例２を示す断面図である。 図５は、応力調整用加工領域の実施例３を示す断面図である。 図６は、ウェーハのターゲット厚の位置に対して外側にレーザ加工領域を形成した例を示す断面図である。 図７は、ウェーハのターゲット厚の位置に対して内側にレーザ加工領域を形成した例を示す断面図である。

以下、添付図面に従って本発明に係るレーザ加工方法及び装置の実施の形態について説明する。

［ウェーハ加工システム］
本実施形態に係るウェーハ加工システム１０は、レーザ加工装置１０－１（図１参照）と、研削装置１０－２（図２参照）とを備える。レーザ加工装置１０－１は、ウェーハＷの分割予定ラインに沿って、ウェーハＷの内部にレーザ加工領域を形成する（レーザ加工ステップ）。研削装置１０－２は、ウェーハＷの裏面Ｗｂに研削加工を行ってウェーハＷの厚みをターゲット厚にする（研削ステップ）。そして、ウェーハＷの表面Ｗａに貼着されたバックグラインドテープＢＧをエキスパンドすることにより、ウェーハＷを個々のチップＣに分割する（分割ステップ）。

（レーザ加工）
図１は、本発明の一実施形態に係るウェーハ加工システムのうちレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、レーザ加工装置１０－１は、制御部１２、ウェーハ移動部１４及びレーザ加工部１６を備える。

制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ（例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等）、ストレージ（例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等）及び入出力回路部等を有しており、レーザ加工装置１０－１の各部の動作を制御する。制御部１２は、例えば、パーソナルコンピュータ又はワークステーションにより実現される。

ウェーハ移動部１４は、ウェーハＷを吸着保持する吸着ステージＴ１と、レーザ加工装置１０－１の本体ベース（不図示）に設けられ、吸着ステージＴ１をＸＹＺθ方向に移動させるＸＹＺθテーブルとを備える。

ウェーハＷは、例えば、シリコン製の円板状の半導体ウェーハである。ウェーハＷの基板の表面Ｗａは、例えば、ＸＹ方向に伸びる複数の分割予定ラインにより格子状の領域に区画されており、この格子状の領域には、それぞれ電子回路等のデバイス（デバイス層）が形成（積層）されている。

ウェーハＷを個々のチップＣに分割する際には、まず、ウェーハＷの表面Ｗａにバックグラインドテープ（保護テープ）ＢＧを貼着し、レーザ加工装置１０－１のテーブルＴの保持面に、表面Ｗａを下側にして載置する。そして、吸着ステージＴ１により、ウェーハＷが吸着保持される。なお、バックグラインドテープＢＧを貼着せずにウェーハＷを吸着保持してもよい。

レーザ加工部１６は、レーザ光源、コンデンスレンズ等の光学素子及びレーザ光ＬをウェーハＷに対してＺ方向に微小移動させる駆動手段等を含んでいる。レーザ光源としては、例えば、半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザが用いられる。レーザ光源から出射されたレーザ光Ｌは、コンデンスレンズによりウェーハＷの内部に集光される。これにより、ウェーハＷの内部に、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに応力調整用加工領域ＲＬが形成される。

ここで、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに応力調整用加工領域ＲＬとは、レーザ光Ｌの照射によってウェーハＷの内部の密度、屈折率、機械的強度等の物理的特性が周囲と異なる状態となり、周囲よりも強度が低下する領域のことをいう。レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに応力調整用加工領域ＲＬは、例えば、クラック領域を含む領域である。

レーザ加工部１６は、レーザ光Ｌの集光点ＦＰの位置を調整して、ウェーハＷの内部の表面Ｗａ側にレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２を順次形成する。図１に示すように、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２が形成されると、ウェーハＷの内部にはレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２が形成された方向（±Ｙ方向）にウェーハＷを拡張する内部応力（引張応力）が生じる。この内部応力は、ウェーハＷの表面Ｗａ側を拡張するように作用するため、ウェーハＷの周縁部が裏面Ｗｂ側に反り上がる原因となる。

そこで、レーザ加工部１６は、レーザ光Ｌの集光点ＦＰの位置を調整して、ウェーハＷの内部の裏面Ｗｂ側に応力調整用加工領域ＲＬを形成する。応力調整用加工領域ＲＬは、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側を拡張する内部応力をウェーハＷの裏面Ｗｂ側に発生させる。応力調整用加工領域ＲＬを形成する際には、制御部１２（条件設定部）を用いて、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２により生じる内部応力に対抗する内部応力を生じさせることが可能な応力調整用加工領域ＲＬを形成するためのレーザ加工条件が設定される（条件設定ステップ）。換言すれば、応力調整用加工領域ＲＬにより生じる内部応力がレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２により生じる内部応力とは逆向きにウェーハＷを反らせるものであって、好ましくは、内部応力の大きさが略等しくなるようにレーザ加工条件が設定される。なお、より好ましくは、応力調整用加工領域ＲＬにより生じる内部応力がレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２により生じる内部応力とつり合う（を相殺する）ようにレーザ加工条件が設定される。ここで、応力調整用加工領域ＲＬのレーザ加工条件は、例えば、応力調整用加工領域ＲＬの層の数、レーザ光Ｌのパワー（例えば、強度又は照射時間等）並びに集光点ＦＰの位置（スキャン方向（ＸＹ方向）の間隔（以下、インデックスという。）及び厚み方向（Ｚ方向）の位置（裏面Ｗｂからの距離））等である。応力調整用加工領域ＲＬについては後述する。

ウェーハＷにレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに応力調整用加工領域ＲＬを形成する場合、レーザ加工部１６からレーザ光Ｌが出射され、コンデンスレンズ等の光学系を経由してウェーハＷに照射される。照射されるレーザ光Ｌの集光点ＦＰのＺ方向位置は、ＸＹＺθテーブルによるウェーハＷのＺ方向位置調整、及びコンデンスレンズの位置制御によって、ウェーハＷの内部の所定位置に正確に設定される。

この状態でＸＹＺθテーブルがダイシング方向であるＸ方向に加工送りされる。これにより、ウェーハＷの分割予定ラインに沿ってレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに応力調整用加工領域ＲＬが１ライン形成される。そして、分割予定ラインに沿ってレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに応力調整用加工領域ＲＬが１ライン形成されると、ＸＹＺθテーブルがＹ方向に１ピッチ割り出し送りされ、次の分割予定ラインにもレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに応力調整用加工領域ＲＬが形成される。次に、すべてのＸ方向の分割予定ラインに沿ってレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに応力調整用加工領域ＲＬが形成されると、ＸＹＺθテーブルがＺ軸回りに９０°回転され、回転後のＸ方向の分割予定ラインにも同様にしてレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに応力調整用加工領域ＲＬが形成される。

なお、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに応力調整用加工領域ＲＬを形成する手順は特に限定されない。例えば、図１に示すように、１層目のレーザ加工領域Ｒ１をウェーハＷの全面に形成した後に、２層目（ウェーハＷの裏面Ｗｂ側）のレーザ加工領域Ｒ２を形成し、その後に応力調整用加工領域ＲＬを形成してもよい。ここで、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに応力調整用加工領域ＲＬを形成する際のレーザ加工条件は相互に異なっていてもよいし、同一であってもよい。あるいは、レーザ光Ｌを分岐させる分岐部（例えば、ビームスプリッター等）を設けて、ウェーハＷの内部においてＺ方向の位置（深さ）が異なる２つの集光点に集光させることにより、１回のスキャンで２層のレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに１層又は複数層の応力調整用加工領域ＲＬを形成するようにしてもよい。すなわち、レーザ加工領域形成ステップと応力調整用加工領域形成ステップとは、同時並行的に実施されてもよいし、別々に実施されてもよい。

レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに応力調整用加工領域ＲＬが形成されたウェーハＷは、レーザ加工装置１０－１から研削装置１０－２に搬送され、ウェーハＷの裏面が研削されて、裏面側のレーザ加工領域Ｒ２の一部が除去され、個々のチップに分割される（図２参照）。

なお、本実施形態では、レーザ加工領域をＲ１及びＲ２の２層としたが、本発明はこれに限定されない。レーザ加工領域は、１層のみ又は３層以上の複数層形成してもよい。

（研削加工）
図２は、本発明の一実施形態に係るウェーハ加工システムのうち研削装置の構成を示すブロック図である。図２は、ウェーハＷの裏面ＷｂがＷｂ１まで研削された状態を示している。

図２に示すように、本実施形態に係る研削装置１０－２は、研削制御部１８、厚み測定部２０、ウェーハ移動部２２及び研削機（グラインダー）５０を備える。研削機５０は、回転研削盤５２と、回転研削盤５２に取り付けられた砥石５４とを備える。

研削制御部１８は、回転研削盤５２をシャフトの周りに回転させるためのモータを含んでいる。研削制御部１８は、制御部１２からの指令に応じて、不図示のスラリー供給口からスラリーをウェーハＷの裏面Ｗｂに供給しながら、回転研削盤５２のＺ方向位置を調整して、ウェーハＷの裏面Ｗｂに砥石５４を当接させて回転させる。

ウェーハ移動部２２は、ウェーハＷを吸着保持するチャックテーブルＴ２と、研削装置１０－２内において、チャックテーブルＴ２をＸＹ方向に移動させるＸＹテーブル（不図示）とを備える。

ウェーハＷは、レーザ加工装置１０－１においてレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２並びに応力調整用加工領域ＲＬが形成された後、研削装置１０－２に搬送される。そして、ウェーハＷは、チャックテーブルＴ２の保持面に表面Ｗａを下側にして載置され、チャックテーブルＴ２により吸着保持される。次に、ウェーハ移動部２２によりチャックテーブルＴ２をＸＹ方向に移動させながら、研削制御部１８によりウェーハＷの裏面Ｗｂに砥石５４を当接させて回転させることにより、ウェーハＷの裏面Ｗｂの全面が研削される。

厚み測定部２０は、ウェーハＷの厚みを測定する手段である。厚み測定部２０は、ウェーハＷの裏面Ｗｂの研削中に、in-situでウェーハＷの厚みを測定可能となっている。厚み測定部２０としては、接触式のハイトゲージをウェーハＷの裏面Ｗｂに接触させて測定する接触式の手段を用いてもよい。また、厚み測定部２０としては、レーザ光源（例えば、半導体レーザ）からのレーザ光をウェーハＷの裏面Ｗｂに照射してウェーハＷの裏面Ｗｂまでの距離を測定する非接触式の手段（例えば、ＴｏＦ（Time-of-Flight）方式）を用いてもよい。

研削制御部１８は、厚み測定部２０からの出力に基づいてウェーハＷの厚みを算出しながら、ウェーハＷの裏面Ｗｂの研削を行う。これにより、ウェーハＷの厚みをターゲット厚にすることができる。

なお、図２に示す例では、研削装置１０－２はレーザ加工装置１０－１と同じ制御部１２により制御されるようになっているが、レーザ加工装置１０－１とは別の制御部（例えば、パーソナルコンピュータ又はワークステーション等）により制御されるようにしてもよい。すなわち、レーザ加工装置１０－１と研削装置１０－２とは別個独立の装置であってもよい。この場合、研削装置１０－２の制御部は、レーザ加工装置１０－１の制御部１２からレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２の位置及びサイズに関する情報と、ウェーハＷの厚みのターゲット厚に関する情報を、通信回線又はストレージデバイス等を介して共有するようにしてもよい。

［応力調整用加工領域の例］
次に、応力調整用加工領域ＲＬの例について説明する。

（レーザ加工条件と内部応力との関係）
表１及び表２は、それぞれレーザ加工領域及び応力調整用加工領域ＲＬを形成するときのレーザ加工条件（第１のレーザ加工条件及び第２のレーザ加工条件）とウェーハＷの内部に生じる内部応力との関係をまとめたものである。なお、表１及び表２の両者において対応する条件には、同一の符号を付している。

表１に示すように、（Ａ）レーザ加工領域の層の数が多いほど、又は（Ｂ）レーザ加工領域のラインの数（ＸＹ方向の本数。分割予定ラインの数）が多いほど、ウェーハＷの表面Ｗａ側に生じる内部応力の影響が大きくなる。また、（Ｃ）レーザ加工時の集光点ＦＰのスキャン方向（ＸＹ方向）の間隔（インデックス）が短いほど、ウェーハＷの表面Ｗａ側に生じる内部応力の影響が大きくなる。

そして、（Ｄ）レーザ加工領域がウェーハＷの表面Ｗａに近いほど、又は（Ｅ）レーザ加工時のレーザ光Ｌのパワー（例えば、強度又は照射時間等）が大きいほど、ウェーハＷの表面Ｗａ側に生じる内部応力の影響が大きくなる。

レーザ加工条件のうち（Ｄ）及び（Ｅ）のいずれかの条件を調整することにより、ハーフカット（ＨＣ）条件及びステルス（ＳＴ）条件の調整をすることが可能である。ここで、ＨＣ条件とは、レーザ加工領域から伸びる亀裂Ｋ_ＲがウェーハＷの表面Ｗａに到達するように、（Ｄ）レーザ光Ｌの集光点ＦＰとウェーハＷの表面Ｗａとの間の距離（加工高さ）、及び（Ｅ）レーザ加工時のレーザ光Ｌのパワーのうちの少なくとも１つの条件を調整した場合をいう。また、ＳＴ条件とは、レーザ加工領域から伸びる亀裂Ｋ_ＲがウェーハＷの表面Ｗａに到達しないように、（Ｄ）レーザ光Ｌの集光点ＦＰとウェーハＷの表面Ｗａとの間の距離（加工高さ）、及び（Ｅ）レーザ加工時のレーザ光Ｌのパワーのうちの少なくとも１つの条件を調整した場合をいう。ＨＣ条件の場合には、レーザ加工領域から伸びる亀裂Ｋ_ＲがウェーハＷの表面Ｗａに到達するため、ＳＴ条件の場合と比較して、ウェーハＷの表面Ｗａ側に生じる内部応力の影響が大きくなる。

応力調整用加工領域ＲＬのレーザ加工条件とウェーハＷの裏面Ｗｂ側に生じる内部応力との関係も上記と同様になる。すなわち、表２に示すように、（Ａ）応力調整用加工領域ＲＬの層の数が多いほど、又は（Ｂ）応力調整用加工領域ＲＬのラインの数（ＸＹ方向の本数）が多いほど、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側に生じる内部応力の影響が大きくなる。また、（Ｃ）レーザ加工時の集光点ＦＰのスキャン方向（ＸＹ方向）の間隔（インデックス）が短いほど、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側に生じる内部応力の影響が大きくなる。

そして、（Ｄ）応力調整用加工領域ＲＬがウェーハＷの裏面Ｗｂに近いほど、又は（Ｅ）レーザ加工時のレーザ光Ｌのパワー（例えば、強度又は照射時間等）が大きいほど、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側に生じる内部応力の影響が大きくなる。すなわち、ＨＣ条件の場合（図４の亀裂Ｋ_Ｂ）には、応力調整用加工領域ＲＬから伸びる亀裂がウェーハＷの裏面Ｗｂに到達するため、ＳＴ条件の場合（図５の亀裂Ｋ_Ｃ）と比較して、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側に生じる内部応力の影響が大きくなる。

レーザ加工領域のレーザ加工条件は、生産するチップ（例えば、半導体デバイス等）の製造条件（チップサイズ、厚み等）に応じて決定される。このため、本実施形態では、レーザ加工領域のレーザ加工条件に応じて、応力調整用加工領域ＲＬのレーザ加工条件を調整する。これにより、レーザ加工に起因して発生するウェーハＷの反りを低減することができる。

なお、応力調整用加工領域ＲＬは、ウェーハＷの反り及びたわみを低減するため、ウェーハＷの全面に万遍なく形成することが好ましい。

以下、応力調整用加工領域ＲＬのレーザ加工条件の設定方法について説明する。まず、制御部１２により、レーザ加工領域のレーザ加工条件を表１に列挙したファクターを評価し、ウェーハＷの表面Ｗａ側に生じる内部応力の影響を評価する。そして、ウェーハＷの表面Ｗａ側に生じる内部応力とつりあう内部応力を裏面Ｗｂ側に生じさせるための応力調整用加工領域ＲＬのレーザ加工条件（表２）を設定する。

ここで、応力調整用加工領域ＲＬのレーザ加工条件は、制御部１２を用いて手動で設定するようにしてもよいし、制御部１２がレーザ加工領域のレーザ加工条件の入力を受け付けた場合に、自動的に設定するようにしてもよい。

なお、応力調整用加工領域ＲＬは、研削ステップにより消滅するため、レーザ加工領域に起因する内部応力の影響の大きさによっては、研削ステップの途中でウェーハＷの内部応力の均衡が破れて研削エラーが生じうる。このため、応力調整用加工領域ＲＬをより内側（表面Ｗａ側）に形成することが考えられる。

例えば、レーザ加工領域に起因する内部応力の影響の大きさの評価値がしきい値以上の場合には、応力調整用加工領域ＲＬの（Ｄ）ウェーハＷの裏面Ｗｂからの距離（加工高さ）に拘束条件（下限値）を設定する。そして、この拘束条件の下で、（Ａ）から（Ｃ）及び（Ｅ）の条件を設定する。これにより、応力調整用加工領域ＲＬの位置を内側（表面Ｗａ側）に制限することができ、研削エラーを防止することができる。

また、応力調整用加工領域ＲＬのレーザ加工条件を設定する際には、レーザ加工プロセスのスループットを考慮するようにしてもよい。例えば、レーザ加工領域のレーザ加工条件とともに、スループットを重視するか否かを設定可能としてもよい。スループットを重視する設定がされた場合には、（Ａ）層の数を少なくすること（例えば、１層）、（Ｂ）ラインの数レーザ加工領域と同じか又は少なくすること、及び（Ｃ）インデックスをレーザ加工領域と同じか又は少なくすることを拘束条件に設定する。そして、制御部１２は、この拘束条件の下で、（Ｄ）ウェーハＷの裏面Ｗｂからの距離（加工高さ）及び（Ｅ）レーザ光Ｌのパワーのうちのうちの少なくとも１つの条件を調整する。

（実施例１）
図３は、応力調整用加工領域の実施例１を示す断面図である。

図３に示す例では、ウェーハＷの表面Ｗａ側に、２層のレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２が形成されている。そして、応力調整用加工領域ＲＬ_Ａは、研削加工前のウェーハＷの厚み方向の中心線Ｌｃに対して、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２と対称に形成されている。

すなわち、図３において、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２と応力調整用加工領域ＲＬ_Ａの層の数及びラインの数はそれぞれ等しい（条件（Ａ）及び（Ｂ））。

また、ウェーハＷの表面Ｗａとレーザ加工領域Ｒ１との間の距離Ｈ_Ｒ１は、ウェーハＷの裏面Ｗｂと応力調整用加工領域ＲＬ_Ａ１との間の距離Ｈ_Ａ１と等しい。ウェーハＷの表面Ｗａとレーザ加工領域Ｒ２との間の距離Ｈ_Ｒ２は、ウェーハＷの裏面Ｗｂと応力調整用加工領域ＲＬ_Ａ２との間の距離Ｈ_Ａ２と等しい（条件（Ｄ））。

また、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２と応力調整用加工領域ＲＬ_Ａを形成するときの集光点ＦＰのスキャン方向（ＸＹ方向）の間隔（インデックス）は等しく（条件（Ｃ））、かつ、レーザ光Ｌのパワーは等しい（条件（Ｅ））。

実施例１によれば、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２と応力調整用加工領域ＲＬ_Ａのレーザ加工条件を同じにして同等のレーザ加工を行う。これにより、応力調整用加工領域ＲＬ_Ａが中心線Ｌｃに対してレーザ加工領域Ｒ１及びＲ２と線対称に形成されるので、ウェーハＷの内部応力を均等化することすることができる。

（実施例２）
図４は、応力調整用加工領域の実施例１を示す断面図である。図４（ａ）はウェーハＷの断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の一部拡大断面図である。

図４（ａ）に示す例では、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２が２層形成されており、応力調整用加工領域ＲＬ_Ａが１層形成されている（表３の条件（Ａ）参照）。

なお、実施例２では、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２と応力調整用加工領域ＲＬ_Ｂを形成するときの条件（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ同じとする。

実施例２では、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２を形成するときの条件がＳＴ条件であるのに対して、応力調整用加工領域ＲＬ_Ｂを形成するときの条件がＨＣ条件となっている。すなわち、図４（ｂ）に示すように、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２から伸びる亀裂Ｋ_ＲがウェーハＷの表面Ｗａに到達しないように、（Ｄ）レーザ光Ｌの集光点ＦＰとウェーハＷの表面Ｗａとの間の距離Ｈ_Ｒ１及びＨ_Ｒ２（加工高さ）、及び（Ｅ）レーザ加工時のレーザ光Ｌのパワーのうちの少なくとも１つの条件が調整されている。さらに、応力調整用加工領域ＲＬ_Ｂから伸びる亀裂Ｋ_ＢがウェーハＷの裏面Ｗｂに到達するように、（Ｄ）レーザ光Ｌの集光点ＦＰとウェーハＷの裏面Ｗｂとの間の距離Ｈ_Ｂ（加工高さ）、及び（Ｅ）レーザ加工時のレーザ光Ｌのパワーのうちの少なくとも１つの条件が調整されている。

実施例２では、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側に亀裂ＫＢを到達させることにより、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側の内部応力を大きくする。これにより、応力調整用加工領域ＲＬ_Ｂの層の数を１層としても、ウェーハＷの表面Ｗａ及び裏面Ｗｂ側の内部応力をつり合わせることが可能になる。そして、応力調整用加工領域ＲＬ_Ｂの層の数を１層とすることができるので、レーザ加工におけるスループットを上げることができる。

（実施例３）
図５は、応力調整用加工領域の実施例１を示す断面図である。図５（ａ）はウェーハＷの断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の一部拡大断面図である。

図５（ａ）に示す例では、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２が２層形成されており、応力調整用加工領域ＲＬ_Ａが１層形成されている（表４の条件（Ａ）参照）。

なお、実施例３では、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２と応力調整用加工領域ＲＬ_Ｂを形成するときの条件（Ｂ）は同じとする。

また、条件（Ｄ）及び（Ｅ）はともにＳＴ条件とする。すなわち、応力調整用加工領域ＲＬ_Ｃから伸びる亀裂Ｋ_ＣがウェーハＷの裏面Ｗｂに到達しないように、（Ｄ）レーザ光Ｌの集光点ＦＰとウェーハＷの裏面Ｗｂとの間の距離Ｈ_Ｃ（加工高さ）、及び（Ｅ）レーザ加工時のレーザ光Ｌのパワーのうちの少なくとも１つの条件が調整されている。

実施例３では、応力調整用加工領域ＲＬ_Ｃを形成するときのインデックスＤ_Ｃが、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２を形成するときのインデックスＤ_Ｒの２分の１に設定されている。すなわち、Ｄ_Ｃ＝Ｄ_Ｒ／２であり、一例でＤ_Ｒ＝１．０ｍｍ、Ｄ_Ｃ＝０．５ｍｍである。

実施例３では、応力調整用加工領域ＲＬ_Ｃを形成するときのインデックスＤ_Ｃを短くすることにより、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側の内部応力を大きくする。これにより、応力調整用加工領域ＲＬ_Ｃの層の数を１層としても、ウェーハＷの表面Ｗａ及び裏面Ｗｂ側の内部応力をつり合わせることが可能になる。

本実施形態によれば、レーザ加工領域のレーザ加工条件に応じて応力調整用加工領域ＲＬのレーザ加工条件を調整することにより、ウェーハＷの反り及びたわみを低減することができる。

レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２の形成時における集光点ＦＰのスキャン方向（ＸＹ方向）の間隔（インデックス）を小さくすると、ウェーハＷの反りが大きくなりやすい。このため、従来のＧＡＬ（Grind After Laser）プロセスでは、インデックスを小さくすることは困難であった。これに対して、本実施形態では、応力調整用加工領域ＲＬによりレーザ加工領域におけるインデックスを小さくしても反りを低減することができるので、小インデックスのＧＡＬプロセスのレーザ加工を実現することが可能になる。

レーザ加工時のレーザ光Ｌのパワーが大きいと、ウェーハＷの表面Ｗａ側への抜け光により表面Ｗａ側に形成されたデバイスにダメージ（以下、スプラッシュダメージという。）が生じうる。このため、これまで小インデックスではＬＡＧ（Laser After Grind）プロセスを選択してきたデバイスに対して、ＧＡＬプロセスの利点である低スプラッシュ加工（レーザ照射時のウェーハＷの厚さ寸法が大きく、レーザ加工領域を表面Ｗａから離間して形成できるため、ＬＡＧプロセスと比較して低スプラッシュ加工が実施しやすい）を適用できる。

また、ＬＡＧプロセス特有の課題である、レーザ加工中のウェーハたわみ（加工中のチップ微小移動）による精度問題を低減できる。

なお、実施例１から３では、応力調整用加工領域ＲＬ（ＲＬ_Ａ、ＲＬ_Ｂ及びＲＬ_Ｃ）は、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２と重なるように（集光点ＦＰのスキャン方向（ＸＹ方向）の位置が一致するように）形成されているが（図４（ｂ）及び図５（ｂ）参照）、本発明はこれに限定されない。応力調整用加工領域ＲＬと、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２の形成時の集光点ＦＰの横方向の位置は互いに異なっていてもよい。

また、図３から図５では、ターゲット厚の位置の図示は省略したが、レーザ加工領域Ｒ１及びＲ２は、ターゲット厚の位置に対して外側及び内側のいずれに形成してもよいし、ターゲット厚の位置と重なるように形成してもよい。

１０…ウェーハ加工システム、１０－１…レーザ加工装置、１０－２…研削装置、１２…制御部、１４…ウェーハ移動部、１６…レーザ加工部、１８…研削制御部、２０…厚み測定部、２２…ウェーハ移動部、５０…研削機、５２…回転研削盤、５４…砥石、Ｔ１…吸着ステージ、Ｔ２…チャックテーブル

Claims (5)

1. 基板の表面にデバイス層が積層されたウェーハの基板の内部の第１の集光点に、分岐部により分岐した第１のレーザ光を集光させることにより、前記ウェーハの分割予定ラインに沿ってレーザ加工領域を形成するレーザ加工領域形成ステップと、
   前記ウェーハの基板の内部の前記第１の集光点とは深さが異なる第２の集光点に前記分岐部により分岐した第２のレーザ光を集光させることにより、前記レーザ加工領域により前記ウェーハの内部に生じる内部応力に対抗する内部応力を生じさせる応力調整用加工領域を、前記レーザ加工領域と同時並行的に形成する応力調整用加工領域形成ステップと、
   前記レーザ加工領域を形成するときの第１のレーザ加工条件に基づいて、前記応力調整用加工領域を形成するための第２のレーザ加工条件を設定する条件設定ステップであって、前記レーザ加工領域に起因する内部応力の影響の大きさの評価値がしきい値以上の場合に、前記応力調整用加工領域の加工高さに拘束条件を設定し、前記拘束条件の下で、前記加工高さ以外の前記第２のレーザ加工条件を設定する条件設定ステップと、
   を備えるレーザ加工方法。
2. 前記レーザ加工領域形成ステップでは、前記第１のレーザ加工条件に基づいて前記レーザ加工領域を形成し、
   前記応力調整用加工領域形成ステップでは、前記第２のレーザ加工条件に基づいて前記応力調整用加工領域を形成する、請求項１に記載のレーザ加工方法。
3. 前記第２のレーザ加工条件は、前記応力調整用加工領域の層の数、ラインの数及び加工高さ、並びに前記応力調整用加工領域の形成時の集光点のスキャン方向の間隔及びレーザ光のパワーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
4. 基板の表面にデバイス層が積層されたウェーハの基板の内部に、前記ウェーハの分割予定ラインに沿ってレーザ加工領域を形成するレーザ加工部と、
   レーザ光を分岐させる分岐部と、
   前記ウェーハの基板の内部の深さが異なる２つの集光点に前記分岐部により分岐させたレーザ光を集光させて、前記レーザ加工領域と、前記レーザ加工領域により前記ウェーハの内部に生じる内部応力に対抗する内部応力を生じさせる応力調整用加工領域とを同時並行的に形成する制御部と、
   前記レーザ加工領域を形成するときの第１のレーザ加工条件に基づいて、前記レーザ加工領域により前記ウェーハの内部に生じる内部応力に対抗する内部応力を生じさせる応力調整用加工領域を形成するための第２のレーザ加工条件を設定する条件設定部であって、前記レーザ加工領域に起因する内部応力の影響の大きさの評価値がしきい値以上の場合に、前記応力調整用加工領域の加工高さに拘束条件を設定し、前記拘束条件の下で、前記加工高さ以外の前記第２のレーザ加工条件を設定する条件設定部と、
   を備えるレーザ加工装置。
5. 前記第２のレーザ加工条件は、前記応力調整用加工領域の層の数、ラインの数及び加工高さ、並びに前記応力調整用加工領域の形成時の集光点のスキャン方向の間隔及びレーザ光のパワーのうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載のレーザ加工装置。

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