(57)【要約】【課題】被加工物を仕上がり厚さに形成しても、隣り合うチップ間の隙間に研削屑を含む研削水が浸入しないようにする。【解決手段】被加工物の加工方法は、被加工物Ｗの表面Ｗａを表面保護部材１で覆う表面保護ステップと、表面保護部材１の粘着材を硬化収縮させる保護部材加熱ステップと、被加工物Ｗの内部に変質層Ｍを形成する変質層形成ステップと、被加工物Ｗの裏面Ｗｂを研削しチップの仕上がり厚さに形成する裏面研削ステップと、被加工物Ｗを個々のチップＣに分割するとともにチップ間隔７を拡張させる保護部材拡張ステップとを含み、保護部材加熱ステップで表面保護部材１の粘着材を硬化収縮させることで、裏面研削ステップでチップ分割が完全にされない未分割領域が被加工物Ｗに形成されるように構成したため、裏面研削時にチップＣ間に隙間を発生させず、チップＣの側面に研削屑を付着するのを防止することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が形成された被加工物を、分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する被加工物の加工方法であって、
該被加工物の表面の該機能素子が形成された領域を表面保護部材で覆う表面保護ステップと、
該表面保護部材の粘着材を硬化収縮させる保護部材加熱ステップと、
該被加工物の裏面側から分割予定ラインに沿って該被加工物に対して透過性を有するレーザ光線を照射し、チップの仕上がり厚さに相当する位置より裏面側に変質層を形成する変質層形成ステップと、
変質層の形成された被加工物の裏面を研削し、チップの仕上がり厚さに形成する裏面研削ステップと、
該被加工物を個々のチップに分割するとともにチップ間隔を拡張させる保護部材拡張ステップと、を含み、
保護部材加熱ステップで該表面保護部材の該粘着材を硬化収縮させることで、該裏面研削ステップでチップ分割が完全にされない未分割領域が被加工物に形成されることを特徴とする被加工物の加工方法。
【請求項２】
前記表面保護部材は、粘着テープであることを特徴とする請求項１記載の被加工物の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である被加工物の表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路（機能素子）が形成される。そして、被加工物を分割予定ラインに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して個々のチップを製造している。
【０００３】
被加工物を分割予定ラインに沿って切断する方法として、分割すべき領域の内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有するパルスレーザ光線を照射するレーザ加工方法がある。このレーザ加工方法を用いた分割方法では、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有する赤外光領域のパルスレーザ光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って、被加工物の裏面を研削する応力によって、被加工物を破断して個々のチップへと分割することができる（例えば、下記の特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許４７３３９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、分割されたチップ間には隙間が生じるため、チップ分割後に仕上がり厚さまで研削を実施するとチップ間の隙間に研削屑を含む研削水が浸入してチップ側面に研削屑が付着する。チップ側面に付着した研削屑は研削装置の洗浄機構で洗浄しても取り除くことは非常に困難である。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、被加工物を仕上がり厚さに形成しても、隣り合うチップ間の隙間に研削屑を含む研削水が浸入しないようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が形成された被加工物を、分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する被加工物の加工方法であって、該被加工物の表面の該機能素子が形成された領域を表面保護部材で覆う表面保護ステップと、該表面保護部材の粘着材を硬化収縮させる保護部材加熱ステップと、該被加工物の裏面側から分割予定ラインに沿って該被加工物に対して透過性を有するレーザ光線を照射し、チップの仕上がり厚さに相当する位置より裏面側に変質層を形成する変質層形成ステップと、変質層の形成された被加工物の裏面を研削し、チップの仕上がり厚さに形成する裏面研削ステップと、該被加工物を個々のチップに分割するとともにチップ間隔を拡張させる保護部材拡張ステップと、を含み、保護部材加熱ステップで該表面保護部材の該粘着材を硬化収縮させることで、該裏面研削ステップでチップ分割が完全にされない未分割領域が被加工物に形成されることを特徴とする。上記表面保護部材は、粘着テープであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る被加工物の加工方法は、被加工物の表面の機能素子が形成された領域を表面保護部材で覆う表面保護ステップと、表面保護部材の粘着材を硬化収縮させる保護部材加熱ステップと、被加工物の裏面側から分割予定ラインに沿って被加工物に対して透過性を有するレーザ光線を照射し、チップの仕上がり厚さに相当する位置より裏面側に変質層を形成する変質層形成ステップと、変質層の形成された被加工物の裏面を研削し、チップの仕上がり厚さに形成する裏面研削ステップと、被加工物を個々のチップに分割するとともにチップ間隔を拡張させる保護部材拡張ステップとを含み、保護部材加熱ステップで表面保護部材の粘着材を硬化収縮させることで、裏面研削ステップでチップ分割が完全にされない未分割領域が被加工物に形成されるように構成したため、裏面研削時に変質層から生じる亀裂が被加工物の表面まで伸展するのを防いでチップ間に隙間を発生させない。このように、本発明によれば、研削屑を含む研削水がチップ側面に侵入するおそれを防止して、チップ側面に研削屑を付着するのを防止することができる。上記表面保護部材が、粘着テープにより構成されている場合は、上記表面保護ステップを容易に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】表面保護ステップを示す斜視図である。
【図２】保護部材加熱ステップを示す断面図である。
【図３】変質層形成ステップを示す斜視図および断面図である。
【図４】裏面研削ステップを示す斜視図および断面図である。
【図５】保護部材拡張ステップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示す被加工物Ｗは、円形板状の基板を有し、基板の表面Ｗａに格子状に形成された複数の分割予定ラインＳによって区画された各領域にそれぞれ機能素子（図示の例ではデバイスＤ）が形成されている。被加工物Ｗの表面Ｗａと反対側の裏面Ｗｂは、所定の加工が施される被加工面となっている。被加工物Ｗの材質、厚み及び大きさは特に限定されるものではない。以下では、被加工物Ｗを、分割予定ラインＳに沿って個々のチップに分割する被加工物の加工方法について説明する。
【００１１】
（１）  表面保護ステップ
図１に示すように、被加工物Ｗの表面ＷａのデバイスＤが形成された領域を表面保護部材１で覆う。本実施形態に示す表面保護部材１は、粘着性を有し、かつ、被加工物Ｗと略同径の大きさを有している。また、表面保護部材１は、例えば、ポリオレフィンやポリ塩化ビニル等なる基材に粘着材が積層された粘着テープであることが好ましい。表面保護部材１を被加工物Ｗの表面Ｗａに貼着して、その表面Ｗａの全面を覆うことにより、各デバイスＤが保護される。表面保護部材１が粘着テープにより構成されているため、表面保護ステップを容易に実施可能となる。表面保護ステップは、図示していないが、例えば、粘着テープを被加工物Ｗの表面Ｗａに貼着するテープ貼り機において実施される。
【００１２】
（２）  保護部材加熱ステップ
図２に示すように、被加工物Ｗに貼着された表面保護部材１側から加熱部材２の上に載置して、表面保護部材１を加熱する。加熱部材２は、例えば赤外線ヒータからなる。加熱部材２では、表面保護部材１を例えば８０℃で１分間程度加熱することにより、表面保護部材１の粘着材を硬化収縮させる。これにより、表面保護部材１の粘着材が硬くなることから、後述する裏面研削ステップを実施するときに、研削時の応力の影響を小さくして隣り合うチップの動きを抑制することができる。加熱部材２は、表面保護部材１に温風を噴射して粘着材を加温させるヒータで構成してもよい。保護部材加熱ステップは、上記したテープ貼り機内で実施してもよいし、後記のレーザ加工装置３内で実施してもよい。
【００１３】
（３）  変質層形成ステップ
次いで、図３（ａ）に示すレーザ加工装置３に被加工物Ｗを搬送し、レーザ加工によって被加工物Ｗの内部に変質層Ｍを形成する。レーザ加工装置３は、被加工物Ｗを保持する保持テーブル３０と、保持テーブル３０の上方側に配設されたレーザ加工手段３１とを少なくとも備えている。保持テーブル３０の上面は、図示しない吸引源からの吸引作用を受けて被加工物Ｗを吸引保持する保持面３０ａとなっている。保持テーブル３０の下方には、保持テーブル３０とレーザ加工手段３１とを鉛直方向と直交する水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に相対移動させる移動手段が接続されている。
【００１４】
レーザ加工手段３１は、保持テーブル３０に保持された被加工物Ｗに対して透過性を有する波長のレーザ光線ＬＢを照射するレーザヘッド３２と、先端にレーザヘッド３２が取り付けられたケーシング３３とを備えている。ケーシング３３の内部には、レーザ光線ＬＢを発振する発振器及びレーザ光線ＬＢの出力を調整する出力調整器が収容され、レーザヘッド３２の内部には、発振器から発振されたレーザ光線ＬＢを集光するための集光レンズが内蔵されている。また、レーザ加工手段３１は、集光レンズによって集光されるレーザ光線ＬＢの集光点の位置を調整するための位置調整ユニット（不図示）を備えている。ケーシング３３の側方には、撮像手段３４が配設されている。撮像手段３４は、例えばＣＣＤイメージセンサを内蔵した赤外線カメラである。
【００１５】
変質層形成ステップを実施する際には、被加工物Ｗは表面Ｗａ側を下にして表面保護部材１を介して保持テーブル３０の保持面３０ａに吸引保持される。保持テーブル３０を撮像手段３４の直下に位置づけ、撮像手段３４により被加工物Ｗを上方から撮像し、パターンマッチング等の画像処理を行うことにより、レーザ光線ＬＢを照射すべき領域（分割予定ラインＳ）を検出する。
【００１６】
次いで、レーザヘッド３２を被加工物Ｗに接近する方向に下降させ、図３（ｂ）に示すように、被加工物Ｗに対して透過性を有する波長のレーザ光線ＬＢの集光点を被加工物Ｗの内部の所定位置に位置づけた状態で、保持テーブル３０を所定の加工送り速度でＸ軸方向に加工送りしながら、レーザヘッド３２により被加工物Ｗの裏面Ｗｂ側から図１に示した分割予定ラインＳに沿って照射して、チップの仕上がり厚さに相当する位置より裏面Ｗｂ側に変質層Ｍを形成する。変質層Ｍは、被加工物Ｗの内部の強度や物理的な特性が変化した領域であり、被加工物Ｗを個々のチップへと分割する際の分割起点となる。
【００１７】
一本の分割予定ラインＳに沿ってレーザ光線ＬＢを照射して変質層Ｍを形成する毎に、保持テーブル３０をＹ軸方向に割り出し送りして次の分割予定ラインＳに沿ってレーザ光線ＬＢを照射する。Ｘ軸方向に向く全ての分割予定ラインＳに対してレーザ光線ＬＢの照射が完了したら、図３（ａ）に示す保持テーブル３０を９０°回転させ、Ｙ軸方向に向いていた分割予定ラインＳをＸ軸方向に向かせる。そして、全ての分割予定ラインＳに沿って上記同様のレーザ加工を繰り返し行い、分割予定ラインＳに沿った変質層Ｍを形成する。
【００１８】
（４）  裏面研削ステップ
次に、図４（ａ）に示す研削装置４を用いて、被加工物Ｗの裏面Ｗｂを研削してチップの仕上がり厚さに形成する。研削装置４は、被加工物Ｗを保持する保持テーブル４０と、保持テーブル４０を回転させる回転手段４１と、保持テーブル４０に保持された被加工物Ｗに対して研削を施す研削手段４２とを備えている。保持テーブル４０の上面は、図示しない吸引源からの吸引作用を受けて被加工物Ｗを吸引保持する保持面４０ａとなっている。
【００１９】
研削手段４２は、保持面４０ａと直交する鉛直方向の軸心を有するスピンドル４３と、スピンドル４３の下端にマウント４４を介して装着された研削ホイール４５と、研削ホイール４５の下部に環状に固着された研削砥石４６とを備えている。研削手段４２には、図示しない昇降手段が接続され、昇降手段によって研削ホイール４５を回転させながら研削手段４２の全体を昇降させることができる。
【００２０】
被加工物Ｗを研削する場合は、図４（ｂ）に示すように、被加工物Ｗの表面Ｗａに貼着された表面保護部材１側を保持テーブル４０の保持面４０ａで保持して、被加工物Ｗの裏面Ｗｂを上向きに露出させ、保持テーブル４０を例えば矢印Ａ方向に回転させる。次いで、研削手段４２は、研削ホイール４５を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、所定の研削送り速度で下降させ、回転する研削砥石４６で被加工物Ｗの裏面Ｗｂをチップの仕上がり厚さに至るまで押圧しながら研削する。被加工物Ｗの研削中は、図示していないが、回転する研削砥石４６と被加工物Ｗとの接触面に研削水を供給する。
【００２１】
裏面研削ステップでは、上記保護部材加熱ステップで表面保護部材１の粘着材を硬化収縮させており、研削加工が進んで被加工物Ｗが仕上がり厚さに形成されて研削時の応力が表面保護部材１に作用しても表面保護部材１が撓まないため、チップの動きを抑制しチップ分割が完全にされない未分割領域が被加工物Ｗに形成される。この未分割領域では、隣り合うチップ間に隙間が生じず、研削屑が混入した研削水が隙間に浸入するおそれがない。もっとも、被加工物Ｗが仕上がり厚さに達すると、被加工物Ｗには変質層Ｍが起点となってチップに分割される領域も部分的には生じるが、本実施形態に示す裏面研削ステップでは、表面保護部材１の粘着材が硬くなっているため、被加工物Ｗが全体として円形板状の形態を保ちながら被加工物Ｗを仕上がり厚さに形成することができる。
【００２２】
（５）  保護部材拡張ステップ
図５（ａ）に示すように、例えば拡張装置５を用いて、被加工物Ｗを個々のチップＣに分割するとともにチップ間隔を拡張させる。拡張装置５は、被加工物Ｗを下方から支持する支持テーブル５０と、支持テーブル５０の外周側に配設され中央に開口を有するフレームＦが載置されるフレーム載置台５１と、フレーム載置台５１に載置されたフレームＦをクランプするクランプ部５２と、フレーム載置台５１の下部に連結されフレーム載置台５１を上下方向に昇降させる昇降手段５３とを備えている。昇降手段５３は、シリンダ５３ａと、シリンダ５３ａにより昇降駆動されるピストン５３ｂとにより構成され、ピストン５３ｂが上下に移動することにより、フレーム載置台５１を昇降させることができる。
【００２３】
拡張装置５に被加工物Ｗを搬送する際には、被加工物Ｗの表裏を反転させて、フレームＦに貼着され開口から露出したテープＴの上に被加工物Ｗの裏面Ｗｂを貼着するとともに、被加工物Ｗの表面Ｗａから図４に示した表面保護部材１を引き剥がす。このようにして、テープＴを介してフレームＦと被加工物Ｗとを一体に形成しておく。裏面研削ステップを実施した被加工物Ｗは、完全には分割されていないが、隣り合うチップＣの間に図４（ａ）に示した変質層Ｍから被加工物Ｗの厚さ方向に亀裂６が生じている。この亀裂６は、被加工物Ｗの表面Ｗａにまでは伸展していない。
【００２４】
被加工物Ｗを、テープＴを介して被加工物Ｗの裏面Ｗｂ側を支持テーブル５０に載置するとともに、フレームＦをフレーム載置台５１に載置する。クランプ部５２によってフレームＦの上面を押さえて動かないように固定する。図５（ｂ）に示すように、ピストン５３ｂが下方に移動しフレーム載置台５１を下降させ、支持テーブル５０に対して相対的にフレーム載置台５１を下降させる。これにより、テープＴが放射状に拡張されると、被加工物Ｗに放射方向の外力が付与され、被加工物Ｗが亀裂６に沿って個々のチップＣに分割される。被加工物ＷのチップＣへの完全分割は、隣り合うチップＣの間に亀裂６が入っているため、テープＴを拡張することで容易に行うことができる。所定の拡張量だけテープＴを拡張することにより、隣り合うチップＣの間のチップ間隔７を拡張させる。そして、全ての隣り合うチップＣの間にチップ間隔７を形成したら、保護部材拡張ステップが完了する。分割されたチップＣは、図示しない搬出手段等によりピックアップされて次の工程に搬送される。
【００２５】
以上のとおり、本発明に係る被加工物の加工方法は、被加工物Ｗの表面ＷａのデバイスＤが形成された領域を表面保護部材１で覆う表面保護ステップと、表面保護部材１の粘着材を硬化収縮させる保護部材加熱ステップと、被加工物Ｗの裏面Ｗｂ側から分割予定ラインＳに沿って被加工物Ｗに対して透過性を有するレーザ光線ＬＢを照射し、チップの仕上がり厚さに相当する位置より裏面Ｗｂ側に変質層Ｍを形成する変質層形成ステップと、変質層Ｍの形成された被加工物Ｗの裏面Ｗｂを研削し、チップの仕上がり厚さに形成する裏面研削ステップと、被加工物Ｗを個々のチップＣに分割するとともにチップ間隔７を拡張させる保護部材拡張ステップとを含み、保護部材加熱ステップで表面保護部材１の粘着材を硬化収縮させることで、裏面研削ステップでチップ分割が完全にされない未分割領域が被加工物に形成されるように構成したため、裏面研削時に変質層Ｍから生じる亀裂６が被加工物Ｗの表面Ｗａまで伸展するのを防いでチップＣ間に隙間を発生させない。したがって、研削屑を含む研削水がチップＣの側面に侵入するおそれを防止して、チップＣの側面に研削屑を付着するのを防止することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１：表面保護部材  ２：加熱部材  ３：レーザ加工装置  ３０：保持テーブル
３１：レーザ加工手段  ３２：レーザヘッド  ３３：ケーシング  ３４：撮像手段
４：研削装置  ４０：保持テーブル  ４１：回転手段  ４２：研削手段
４３：スピンドル  ４４：マウント  ４５：研削ホイール  ４６：研削砥石
５：拡張装置  ５０：支持テーブル  ５１：フレーム載置台
５２：クランプ部  ５３：昇降手段  ５３ａ：シリンダ  ５３ｂ：ピストン
６：亀裂  ７：チップ間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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