JP2018082109A

JP2018082109A - ガラス板の分割方法及び板状ワークの分割方法

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Publication number: JP2018082109A
Application number: JP2016224817A
Authority: JP
Inventors: 良彰淀; Yoshiaki Yodo; 卓岡村; Taku Okamura
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2036-11-18
Also published as: JP6894692B2

Abstract

【課題】欠け等の発生を抑止しつつ、ガラス板を分割する。【解決手段】ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａ側からガラス板Ｗ２に対し透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射しガラス板Ｗ２の内部に集光しガラス板Ｗ２の厚み方向に延在する細孔Ｍ１ａと細孔Ｍ１ａを包囲する非晶質Ｍ１ｂとを備える分割起点Ｍ１をガラス板Ｗ２の内部に配列させ形成する分割起点形成工程と、分割起点Ｍ１が形成されたガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａに先端がＶ字に尖った切削ブレード６４０を切り込ませ分割起点Ｍ１に沿ってＶ溝ＶＭを形成するＶ溝形成工程と、Ｖ溝形成工程の後、分割起点Ｍ１に外力を加えて分割起点Ｍ１を起点にガラス板Ｗ２を分割する分割工程と、を備えるガラス板の分割方法である。【選択図】図８

Description

本発明は、ガラス板の分割方法及びガラス板と半導体ウエーハとからなる板状ワークの分割方法に関する。

イメージセンサやカメラモジュール等のチップパッケージは、例えば、ＣＭＯＳを形成したウエーハとロジックＩＣを形成したウエーハとを酸化膜で貼り合わせてなるシリコンウエーハを、ガラス板に適宜の接着剤でさらに貼り合わせて板状ワークとし、この板状ワークをシリコンウエーハの分割予定ラインに沿って分割することで作製される（例えば、特許文献１参照）。ガラス板は、デバイスが形成されたウエーハへの貼り合わせを容易にする為にある程度の厚みを備えると好ましいが、その一方で、チップの熱対策のためには薄化する必要がある。

特開２０１４−１６８７９０号公報特開２０１６−１６４９０８号公報

シリコンウエーハとガラス板とをウエーハの分割予定ラインに沿って分割する際には、例えば、予めシリコンウエーハ及びガラス板に分割起点をそれぞれ形成し、この分割起点に外力を加えて亀裂を厚み方向に伸長させて分割している。しかし、ガラス板は、分割によりガラス板の表面、すなわち、分割され作製されたガラスチップの表面の外周部分にチッピングや欠けが生じることが多く、これが問題となる。また、例えば、回転する切削ブレードをガラス板を完全切断するまでガラス板に対して切り込ませて分割を行うと、ガラス板が硬質な難切削材であることから、加工時間が多く掛かる。

よって、ガラス板を分割する場合には、チッピングや欠けの発生を抑止しつつ分割を行うという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、ガラス板の一方の面側を保持する保持工程と、ガラス板の他方の面側からガラス板に対し透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射しガラス板の内部に集光しガラス板の厚み方向に延在する細孔と該細孔を包囲する非晶質とを備える分割起点をガラス板の内部に配列させ形成する分割起点形成工程と、該分割起点が形成されたガラス板の他方の面に先端がＶ字に尖った切削ブレードを切り込ませ該分割起点に沿ってＶ溝を形成するＶ溝形成工程と、該Ｖ溝形成工程の後、該分割起点に外力を加えて該分割起点を起点にガラス板を分割する分割工程と、を備えるガラス板の分割方法である。

また、上記課題を解決するための本発明は、表面に分割予定ラインで区画された領域にデバイスが形成された半導体ウエーハの該表面とガラス板の一方の面とが樹脂で接着された板状ワークを該分割予定ラインに沿って分割してチップを形成する板状ワークの分割方法であって、ガラス板に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射しガラス板の内部に集光しガラス板の厚み方向に延在する細孔と該細孔を包囲する非晶質とを備えるガラス板分割起点を該分割予定ラインに沿ってガラス板の内部に直線状に配列させ形成するガラス板分割起点形成工程と、該ガラス板分割起点形成工程の後、該ガラス板分割起点に沿ってガラス板の他方の面に先端がＶ字に尖った切削ブレードを切り込ませ該ガラス板分割起点に沿ってＶ溝を形成するＶ溝形成工程と、半導体ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射し半導体ウエーハの内部に集光し該分割予定ラインに沿ってウエーハ分割起点となる改質層を形成するウエーハ分割起点形成工程と、該ガラス板分割起点と該ウエーハ分割起点とに外力を加えて半導体ウエーハとガラス板とを該分割予定ラインに沿って分割しチップを形成する分割工程と、を備える板状ワークの分割方法である。

前記ガラス板分割起点形成工程の前にガラス板の他方の面を保護する保護膜を形成する保護膜形成工程を備え、該保護膜形成工程で形成された該保護膜は、前記Ｖ溝形成工程で切削ブレードに供給する切削水で除去すると好ましい。

本発明に係るガラス板の分割方法は、ガラス板の一方の面側を保持する保持工程と、ガラス板の他方の面側からガラス板に対し透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射しガラス板の内部に集光しガラス板の厚み方向に延在する細孔と細孔を包囲する非晶質とを備える分割起点をガラス板の内部に配列させ形成する分割起点形成工程と、分割起点が形成されたガラス板の他方の面に先端がＶ字に尖った切削ブレードを切り込ませ分割起点に沿ってＶ溝を形成するＶ溝形成工程とを備えており、Ｖ溝形成工程の後に分割起点に外力を加えて分割起点を起点にガラス板を分割する分割工程をさらに行うことで、分割され作製されたガラスチップの他方の面の主に外周部分にチッピングや欠けが生じてしまうことを、Ｖ溝によって防ぐことが可能となる。

本発明に係る板状ワークの分割方法は、ガラス板に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射しガラス板の内部に集光しガラス板の厚み方向に延在する細孔と細孔を包囲する非晶質とを備えるガラス板分割起点を分割予定ラインに沿ってガラス板の内部に直線状に配列させ形成するガラス板分割起点形成工程と、ガラス板分割起点形成工程の後、ガラス板分割起点に沿ってガラス板の他方の面に先端がＶ字に尖った切削ブレードを切り込ませガラス板分割起点に沿ってＶ溝を形成するＶ溝形成工程と、半導体ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射し半導体ウエーハの内部に集光し分割予定ラインに沿ってウエーハ分割起点となる改質層を形成するウエーハ分割起点形成工程と、ガラス板分割起点とウエーハ分割起点とに外力を加えて半導体ウエーハとガラス板とを分割予定ラインに沿って分割しチップを形成する分割工程と、を備えているため、分割され作製されたデバイスチップのガラス板面側の主に外周部分にチッピングや欠けが生じてしまうことを、Ｖ溝によって防ぐことが可能となる。

また、本発明に係る板状ワークの分割方法は、ガラス板分割起点形成工程の前にガラス板の他方の面を保護する保護膜を形成する保護膜形成工程を備えることで、ガラス板分割起点形成工程において、パルスレーザ光線がガラス板に対して照射されデブリが発生した場合においても、ガラス板への付着を保護膜によって防止することができる。また、デブリが付着した保護膜は、Ｖ溝形成工程で切削ブレードに供給する切削水で効率よくデブリと共に除去することができる。

半導体ウエーハとガラス板とが樹脂で接着されて構成された板状ワークの一例を示す断面図である。板状ワークのガラス板の他方の面に水溶性の保護膜を形成している状態を示す断面図である。板状ワークに対してパルスレーザ光線を照射して、ガラス板分割起点を分割予定ラインに沿ってガラス板の内部に配列させ形成している状態を示す断面図である。ガラス板分割起点が分割予定ラインに沿ってガラス板の内部に配列されるように形成されている板状ワークを上方からみた場合の説明図である。ガラス板の他方の面にガラス板分割起点に沿ってＶ溝を形成している状態を示す断面図である。環状フレームに支持された状態の板状ワークの一例を示す断面図である。半導体ウエーハに対して分割予定ラインに沿ってウエーハ分割起点となる改質層を形成している状態を示す断面図である。ガラス板分割起点とウエーハ分割起点とに外力を加えて半導体ウエーハとガラス板とを分割予定ラインに沿って分割し板状ワークからチップを作製している状態を示す断面図である。

図１に示す外形が円盤状の板状ワークＷは、半導体ウエーハＷ１の表面Ｗ１ａとガラス板Ｗ２の一方の面Ｗ２ｂとが樹脂Ｊで接着されて構成されている。半導体ウエーハＷ１は、例えば、外形が円盤状のシリコンウエーハであり、半導体ウエーハＷ１の表面Ｗ１ａ上には、分割予定ラインＳによって区画された格子状の領域に複数のデバイスＤが形成されている。半導体ウエーハＷ１の裏面Ｗ１ｂには、例えば、図示しない保護部材が貼着されており、保護部材によって裏面Ｗ１ｂは保護されている。ガラス板Ｗ２は、外形が円盤状であり半導体ウエーハＷ１と同等の外径を備えており、ガラス板Ｗ２の一方の面Ｗ２ｂと反対側の面である他方の面Ｗ２ａは＋Ｚ方向に向かって露出している。
以下に本発明に係るガラス板の分割方法及び本発明に係る板状ワークの分割方法を実施して、ガラス板Ｗ２を分割し、かつ、板状ワークＷを分割する場合の各工程について説明していく。

（１）保護膜形成工程
例えば、図２に示す保護膜形成手段２によって、板状ワークＷのガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａに水溶性の保護膜を形成する。図２に示す保護膜形成手段２は、例えば、スピンコータ（回転式塗布装置）であり、保持面２０ａで板状ワークＷを吸引保持することができＺ軸方向の軸心周りに回転可能なチャックテーブル２０と、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａに水溶性保護膜剤を供給するノズル２１と、ノズル２１に水溶性保護膜剤を供給する水溶性保護膜剤供給手段２２とを備えている。なお、チャックテーブル２０は、図示しないケースによって周囲を囲まれており保護膜形成中において水溶性保護膜剤が周囲に飛散しない構成になっている。水溶性保護膜剤供給手段２２がノズル２１に供給する水溶性保護膜剤は、例えば、株式会社ディスコ製のＨｏｇｏＭａｘである。

図２に示すチャックテーブル２０に、板状ワークＷをガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａ側が上になるように載置し、チャックテーブル２０に接続された図示しない吸引手段を作動させることにより保持面２０ａ上で板状ワークＷを吸引保持する。次に、チャックテーブル２０上で吸引保持された板状ワークＷの他方の面Ｗ２ａの中心部にノズル２１から所定量の水溶性保護膜剤を滴下し、チャックテーブル２０を所定速度で回転させることにより、滴下された水溶性保護膜剤が遠心力によりガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａの中心から外周側に向けて流れていき、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａの全面にいきわたり、ほぼ一様な厚さの保護膜Ｇがガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａ上に形成される。その後、回転を継続して保護膜Ｇを回転乾燥させる。また、必要に応じて、保護膜Ｇを例えばベーキングすることにより硬化させる。

（２）保持工程
ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａに保護膜Ｇが形成された板状ワークＷは、図３に示すレーザ加工装置４に搬送される。このレーザ加工装置４は、例えば、板状ワークＷを吸引保持するチャックテーブル４０と、チャックテーブル４０に保持された板状ワークＷに対してパルスレーザ光線を照射するパルスレーザ光線照射手段４１と、を少なくとも備えている。図３において模式的に示すチャックテーブル４０は、例えば、ポーラス部材等からなる保持面上で板状ワークＷを吸引保持する。チャックテーブル４０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心周りに回転可能であるとともに、Ｘ軸方向に往復移動可能となっている。

パルスレーザ光線照射手段４１は、パルスレーザ光線発振手段４１０から発振されたパルスレーザ光線を、光ファイバー等の伝送光学系を介して集光器４１１の内部の集光レンズ４１１ａに入光させることで、集光器４１１によりパルスレーザ光線をチャックテーブル４０で保持された板状ワークＷの所定箇所に位置調整をしつつ正確に集光することができる。パルスレーザ光線発振手段４１０は、例えば、ＹＡＧレーザやＹＶＯ４レーザ等のパルスレーザ光線発振器４１０ａと、パルスレーザ光線発振器４１０ａが発振するパルスレーザ光線の繰り返し周波数、パルス幅、及び波長をそれぞれ調整して設定できる設定部４１０ｂとを備えている。

パルスレーザ光線照射手段４１の近傍には、チャックテーブル４０上に保持された板状ワークＷの分割予定ラインＳを検出するアライメント手段４４が配設されている。アライメント手段４４は、半導体ウエーハＷ１の表面Ｗ１ａを撮像する撮像手段４４０を備えており、撮像手段４４０により取得した画像に基づき板状ワークＷのパルスレーザ光線を照射する際の基準線となる分割予定ラインＳを検出することができる。アライメント手段４４とパルスレーザ光線照射手段４１とは一体となって構成されており、両者は連動してＹ軸方向及びＺ軸方向へと移動する。

図３に示すように、板状ワークＷが、半導体ウエーハＷ１の裏面Ｗ１ｂ側を下にしてチャックテーブル４０の保持面に載置される。そして、図示しない吸引源により生み出される吸引力がチャックテーブル４０の保持面に伝達されることにより、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａが上方に向かって露出した状態、すなわち、ガラス板Ｗ２の一方の面Ｗ２ｂ側が保持された状態で板状ワークＷがチャックテーブル４０によって吸引保持される。なお、前記（１）保護膜形成工程を実施せずに、本保持工程から開始するものとしてもよい。

（３）ガラス板分割起点形成工程
チャックテーブル４０に保持された板状ワークＷが−Ｘ方向（往方向、例えば、紙面手前側の方向）に送られるとともに、撮像手段４４０により保護膜Ｇ及びガラス板Ｗ２を透過して半導体ウエーハＷ１の表面Ｗ１ａに形成された分割予定ラインＳが検出される。撮像手段４４０によって撮像された分割予定ラインＳの画像に基づいて、アライメント手段４４がパターンマッチング等の画像処理を実行し、分割予定ラインＳの位置を検出する。分割予定ラインＳが検出されるのに伴って、パルスレーザ光線照射手段４１がＹ軸方向に駆動され、パルスレーザ光線を照射する基準となる分割予定ラインＳと集光器４１１とのＹ軸方向における位置合わせがなされる。この位置合わせは、例えば、集光器４１１に備える集光レンズ４１１ａの直下に分割予定ラインＳの中心線が位置するように行われる。

次いで、パルスレーザ光線発振器４１０ａがガラス板Ｗ２に対して透過性を有する波長（例えば、可視光領域の波長）のパルスレーザ光線を発振できるように、設定部４１０ｂによる調整を行う。また、集光器４１１で、ガラス板Ｗ２に対して透過性を有するパルスレーザ光線の集光点を、分割予定ラインＳに対応するガラス板Ｗ２の内部の所定の高さ位置、すなわち、例えば、ガラス板Ｗ２の一方の面Ｗ２ｂよりも僅かに上方にある高さ位置に位置付ける。さらに、設定部４１０ｂにより、パルスレーザ光線発振器４１０ａが発振するパルスレーザ光線の繰り返し周波数及びパルス幅を任意の値に設定する。

そして、パルスレーザ光線発振器４１０ａから発振され集光レンズ４１１ａで集光されたパルスレーザ光線を、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａ側からガラス板Ｗ２に対して分割予定ラインＳに沿って照射しつつ、チャックテーブル４０を−Ｘ方向に所定の加工送り速度で加工送りし、図３に示すようにガラス板Ｗ２の内部に厚み方向（Ｚ軸方向）に延在する細孔Ｍ１ａと細孔Ｍ１ａを包囲する非晶質Ｍ１ｂとを備えるガラス板分割起点Ｍ１を形成する。細孔Ｍ１ａは、例えば、パルスレーザ光線の集光点の周囲のガラス板Ｗ２が蒸発することで、集光点から−Ｚ方向に向かって僅かにトンネル状に伸びるとともに、集光点から＋Ｚ方向に向かってトンネル状に長く伸びていく。また、非晶質Ｍ１ｂは、細孔Ｍ１ａの伸長に伴って細孔Ｍ１ａを包囲するように形成されていく。

例えば、ガラス板Ｗ２に対して透過性を有するパルスレーザ光線の集光点を、分割予定ラインＳに対応するガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａ付近に位置付けて、ガラス板分割起点を集光点から−Ｚ方向に向かって長く伸ばすようなレーザ加工を行うと、デブリ（例えば、ガラス板Ｗ２由来の酸化物）を集光点付近に発生・飛散させ続けながらガラス板分割起点を形成することになり、板状ワークＷの分割後のデバイスチップにデブリが付着しており、デバイスチップの品質が低下する問題が発生する。また、細孔Ｍ１ａが整った状態ではなく水平面方向に凹凸するように、ガラス板分割起点Ｍ１が形成されるという問題も発生する。これに対して、図３に示すように、ガラス板分割起点Ｍ１の上端側がガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａにおいて開口しないガラス板Ｗ２の内部の所定の高さ位置に到るまで、ガラス板分割起点Ｍ１を＋Ｚ方向に向かって長く伸ばすように形成することで、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａ上にデブリが発生・飛散しないので、板状ワークＷを分割して作製されたデバイスチップのデブリ付着による品質低下という問題が生じず、また、形成されたガラス板分割起点Ｍ１の細孔Ｍ１ａも線状に整った形となる。なお、本実施形態のように、（１）保護膜形成工程を実施して、板状ワークＷのガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａに水溶性の保護膜Ｇを形成している場合においては、ガラス板分割起点Ｍ１の上端側がガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａにおいて開口するまでガラス板分割起点Ｍ１を伸長させ形成するものとしてもよい。

パワー密度の高い連続発振のレーザビームをいきなりガラス板Ｗ２に照射すると、瞬時に多量のガラス板Ｗ２が溶融し蒸発するため不整形の大きなガラス板分割起点Ｍ１が形成されてしまうが、入熱を制御したパルス発振により、図４に示すように−Ｘ方向から＋Ｘ方向に向かって分割予定ラインＳに沿って、Ｘ軸方向に微細な所定間隔を設けてガラス板分割起点Ｍ１をガラス板Ｗ２の内部に直線状に配列させ形成していくことができる。本実施形態においては互いに隣接する図３に示す非晶質Ｍ１ｂ同士がつながるように形成される形態となっている。

図３に示すように、ガラス板Ｗ２の内部に分割予定ラインＳの中心線に沿ってガラス板分割起点Ｍ１を連続的に形成し、例えば、一本の分割予定ラインＳにパルスレーザ光線を照射し終えるＸ軸方向の所定の位置まで板状ワークＷを−Ｘ方向に進行させる。次いで、パルスレーザ光線の照射を停止するとともに板状ワークＷの−Ｘ方向（往方向）での加工送りを一度停止させ、パルスレーザ光線照射手段４１を＋Ｙ方向へ移動させて、パルスレーザ光線が照射された分割予定ラインＳの隣に位置しパルスレーザ光線がまだ照射されていない分割予定ラインＳと集光器４１１とのＹ軸方向における位置合わせを行う。次いで、板状ワークＷが＋Ｘ方向（復方向）へ加工送りされ、往方向でのパルスレーザ光線の照射と同様に分割予定ラインＳにパルスレーザ光線が照射されていく。順次同様のパルスレーザ光線の照射を行うことにより、Ｘ軸方向に延びる全ての分割予定ラインＳに沿ってパルスレーザ光線がガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａ側から照射され、ガラス板Ｗ２の内部にガラス板分割起点Ｍ１が形成されていく。

順次同様のパルスレーザ光線の照射を行うことにより、Ｘ軸方向に延びる全ての分割予定ラインＳに沿ってパルスレーザ光線が照射され、分割予定ラインＳに沿ってガラス板分割起点Ｍ１が形成されていく。さらに、チャックテーブル４０を９０度回転させてから同様のパルスレーザ光線の照射を行うと、縦横全ての分割予定ラインＳに沿ってガラス板分割起点Ｍ１が形成される。ガラス板分割起点Ｍ１が形成された板状ワークＷは、図５に示す切削装置６に搬送される。

（４）Ｖ溝形成工程
図５に示す切削装置６は、例えば、板状ワークＷを保持するチャックテーブル６５と、チャックテーブル６５上に保持された板状ワークＷのガラス板Ｗ２に切り込む切削ブレード６４０を備えた切削手段６４と、チャックテーブル６５上に保持された板状ワークＷのガラス板分割起点Ｍ１を検出するアライメント手段６３と、ガラス板Ｗ２に対して切削ブレード６４０が接触する加工点に切削水を供給する切削水供給ノズル６２とを備えている。

アライメント手段６３は、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａを撮像する撮像手段６３０を備えており、撮像手段６３０により取得した画像に基づき、切削ブレード６４０を切り込ませるべきガラス板分割起点Ｍ１が複数直線状に配列されて構成されるラインを検出する。図５において模式的に示すチャックテーブル６５は、例えば、ポーラス部材等からなる保持面上で板状ワークＷを吸引保持でき、鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心周りに回転可能であるとともに、Ｘ軸方向に往復移動可能となっている。

切削ブレード６４０は、例えば、ハブブレードであり、円盤状に形成された基台６４０ａと、基台６４０ａの外周部に固定した切り刃６４０ｂとを備える。切り刃６４０ｂは、切削ブレード６４０の先端となり、鋭角に尖った形状をしており、断面形状がＶ字状となる。そして、切削手段６４に備えられ軸方向がＸ軸方向に対し水平方向に直交する方向（Ｙ軸方向）であるスピンドル６４１に、切削ブレード６４０は回転可能に装着され、図示しないモータによりスピンドル６４１が回転駆動されることに伴って、切削ブレード６４０も高速回転する。なお、切削ブレード６４０はハブブレードに限定されるものではなく、先端が鋭角に尖っており断面形状がＶ字状形状であれば、例えば、外形が環状のワッシャー型ブレードであってもよい。

例えば、切削水供給ノズル６２は、切削ブレード６４０をＹ軸方向両側から挟むように２本配設されており、切削ブレード６４０の側面に向く噴射口を備えており、図示しない切削水供給源に連通している。切削手段６４、アライメント手段６３、及び切削水供給ノズル６２は連動してＹ軸方向及びＺ軸方向へと移動する。

板状ワークＷが、半導体ウエーハＷ１の裏面Ｗ１ｂ側を下にしてチャックテーブル６５の保持面に載置される。そして、図示しない吸引源により生み出される吸引力がチャックテーブル６５の保持面に伝達されることにより、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａが上方に向かって露出した状態で板状ワークＷがチャックテーブル６５によって吸引保持される。

板状ワークＷを吸引保持するチャックテーブル６５が−Ｘ方向に送られるとともに、撮像手段６３０によって保護膜Ｇを透過してガラス板Ｗ２が撮像されて、切削ブレード６４０を切り込ませるべきガラス板分割起点Ｍ１が複数直線状にＸ軸方向に配列されて構成されたラインが検出される。ガラス板分割起点Ｍ１からなるラインが検出されるのに伴って、切削手段６４がＹ軸方向に割り出し送りされ、切削すべきガラス板分割起点Ｍ１からなるＸ軸方向に延びるラインと切削ブレード６４０とのＹ軸方向における位置合わせがなされる。

次いで、切削手段６４が−Ｚ方向に降下していき、例えば、切削ブレード６４０の切り刃６４０ｂの最下端がガラス板分割起点Ｍ１の上端側に僅かに切り込む高さ位置に切削手段６４が位置付けられる。板状ワークＷを保持するチャックテーブル６５がさらに所定の切削送り速度で−Ｘ方向に送り出されるとともに、図示しないモータがスピンドル６４１を高速回転させ、スピンドル６４１に固定された切削ブレード６４０がスピンドル６４１の回転に伴って高速回転することで、切削ブレード６４０がガラス板分割起点Ｍ１に沿って保護膜Ｇ及びガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａに切り込んでいく。そして、Ｘ軸方向に直線状に配列されたガラス板分割起点Ｍ１に沿って、例えば、溝の最深部がガラス板分割起点Ｍ１の上端から−Ｚ方向に少し下方にある位置となりかつ断面がＶ字形状となるＶ溝ＶＭが、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａに形成される。なお、Ｖ溝ＶＭの深さは、本実施形態における深さに限定されるものではなく、少なくともＶ溝ＶＭとガラス板分割起点Ｍ１とが繋がる深さであればよい。ガラス板Ｗ２の厚みがより厚い場合には、より刃厚の厚い切削ブレードを用いることでＶ溝ＶＭの開口幅（図５におけるＹ軸方向幅）を広くすると好ましく、また、Ｖ溝ＶＭの深さがより深くなると好ましい。

また、切削によるＶ溝ＶＭの形成中においては、切削ブレード６４０の切り刃６４０ｂとガラス板Ｗ２との接触部位及びその周囲に対して、切削水供給ノズル６２から切削水を噴射する。切削水供給ノズル６２から噴射された切削水は、加工点を冷却・洗浄するとともに、水溶性の保護膜Ｇを溶解してガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａから除去していく。

切削ブレード６４０が、ガラス板分割起点Ｍ１からなる一本のラインを切削し終えるＸ軸方向の所定の位置まで板状ワークＷが送られると、板状ワークＷの切削送りを一度停止し、切削ブレード６４０をガラス板Ｗ２から離間させ、次いで、板状ワークＷを切削加工開始当初の位置に戻す。そして、ガラス板分割起点Ｍ１からなり隣り合うそれぞれラインの間隔ずつ切削ブレード６４０をＹ軸方向に割り出し送りしながら順次同様の切削を行うことにより、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａの同方向の全てのガラス板分割起点Ｍ１からなるラインに沿ってＶ溝ＶＭを形成する。さらに、板状ワークＷを９０度回転させてから同様の切削加工を行うことで、ガラス板Ｗ２のガラス板分割起点Ｍ１からなる各ラインの全てに沿ってＶ溝ＶＭを形成することができる。

ガラス板Ｗ２が硬質な難切削材であることから、例えば、回転する切削ブレード６４０でガラス板Ｗ２を加工すると加工時間が多く掛かる場合があるが、Ｖ溝形成工程においては上記のように切削ブレード６４０を深くガラス板Ｗ２に切り込ませなくてもよいため、加工時間の短縮を図ることができる。また、切削ブレード６４０の磨耗も抑えることが可能となる。

本発明に係る板状ワークの分割方法においては、ガラス板分割起点形成工程の前にガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａを保護する保護膜Ｇを形成する保護膜形成工程を備えることで、ガラス板分割起点形成工程において、パルスレーザ光線がガラス板Ｗ２に対して照射されデブリが発生する場合、すなわち、ガラス板分割起点Ｍ１の上端側がガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａにおいて開口するまでガラス板分割起点Ｍ１を伸長させて形成する場合においても、ガラス板Ｗ２へのデブリ付着を保護膜Ｇによって防止することができる。また、デブリＧが付着した保護膜Ｇは、本Ｖ溝形成工程で切削ブレード６４０に供給する切削水で効率よくデブリと共に除去することができる。
なお、Ｖ溝の形成は、切削ブレード６４０による切削加工でなされるものに限定されない。特開２０１６−１６４９０８号公報（特許文献２）に記載されているように、板状ワークＷのガラス板Ｗ２に対して吸収性の波長を有するレーザ光線を斜めから照射し、断面がＶ形状のＶ溝を形成してもよい。この場合、保護膜ＧによってＶ溝形成の時のガラス板Ｗ２へのデブリ付着を防止できる。そして、Ｖ溝形成後に、例えば、板状ワークＷをスピンテーブル等を備える洗浄装置へと搬送し、洗浄装置内で板状ワークＷから保護膜Ｇを除去する。
さらに、Ｖ溝の形成は、先に斜めからレーザ光線をガラス板Ｗ２に対して照射しＶ溝の斜面のみを形成した後、分割予定ラインＳに沿って先端が尖った切削ブレード６４０を切り込ませてＶ溝を形成しても良い。つまり、レーザ光線がＶ溝の斜面を形成して切削ブレード６４０の消耗を抑える効果があるとともに、切削水によって保護膜Ｇを除去することができる。

（５）ガラス板に対する保護テープの貼着
Ｖ溝ＶＭが形成された板状ワークＷは、例えば、図６に示すように、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａが保護テープＴに貼着され、保護テープＴを介して環状フレームＦによって支持された状態となり環状フレームＦを介したハンドリングが可能になる。なお、半導体ウエーハＷ１の裏面Ｗ１ｂに図示しない保護部材が貼着されている場合には、保護部材が裏面Ｗ１ｂから剥離される。

保護テープＴは、例えば、板状ワークＷの外径よりも大きい外径を有する円盤状のテープであり、図６においては上側を向いた状態の保護テープＴの粘着面の外周部分に、円形の開口を備えた環状フレームＦの裏面が貼着される。さらに、板状ワークＷがガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａ側を下側に向けて、環状フレームＦの開口内において露出している保護テープＴの粘着面の上方に位置付けられる。この際には、ガラス板Ｗ２の中心が環状フレームＦの開口の中心に略合致するように位置合わせされる。そして、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａが保護テープＴの粘着面に押し付けられて、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａに保護テープＴが貼着される。こうして板状ワークＷが保護テープＴを介して環状フレームＦに支持された状態となり、さらに、上側に向いている半導体ウエーハＷ１の裏面Ｗ１ｂから図示しない保護部材が剥離される。なお、本ガラス板に対する保護テープの貼着においては、環状フレームＦを使用せず、ガラス板Ｗ２と同程度の直径を備える保護テープをガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａに貼着し、他方の面Ｗ２ａを保護するものとしてもよい。

（６）ウエーハ分割起点形成工程
次いで、半導体ウエーハＷ１に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射し半導体ウエーハＷ１の内部に集光し分割予定ラインＳに沿ってウエーハ分割起点となる改質層を形成する。なお、本ウエーハ分割起点形成工程は、前記（５）ガラス板に対する保護テープの貼着を行う前に実施してもよい。

図７に示すレーザ加工装置４のチャックテーブル４０の保持面と板状ワークＷの保護テープＴにより保護されている他方の面Ｗ２ａとが対向するように位置合わせを行い、板状ワークＷを半導体ウエーハＷ１の裏面Ｗ１ｂを上側にしてチャックテーブル４０上に載置する。そして、チャックテーブル４０に接続された図示しない吸引源が作動し板状ワークＷをチャックテーブル４０上に吸引保持する。

そして、チャックテーブル４０に保持された板状ワークＷが−Ｘ方向（往方向）に送られるとともに、アライメント手段４４により分割予定ラインＳが検出される。すなわち、撮像手段４４０によって撮像された分割予定ラインＳの画像により、アライメント手段４４がパターンマッチング等の画像処理を実行し、パルスレーザ光線を照射すべき分割予定ラインＳの位置が検出される。

分割予定ラインＳが検出されるのに伴って、パルスレーザ光線照射手段４１がＹ軸方向に駆動され、パルスレーザ光線を照射する分割予定ラインＳと集光器４１１とのＹ軸方向における位置合わせがなされる。この位置合わせは、例えば、集光器４１１に備える集光レンズ４１１ａの直下に分割予定ラインＳの中心線が位置するように行われる。

次いで、パルスレーザ光線発振器４１０ａが半導体ウエーハＷ１に対して透過性を有する波長（例えば、近赤外領域の波長）のパルスレーザ光線を発振できるように、設定部４１０ｂによる調整を行う。また、集光器４１１で半導体ウエーハＷ１に対して透過性を有するパルスレーザ光線の集光点を分割予定ラインＳに対応する半導体ウエーハＷ１の内部の所定の高さ位置に位置付ける。さらに、設定部４１０ｂにより、パルスレーザ光線発振器４１０ａが発振するパルスレーザ光線の繰り返し周波数及びパルス幅を設定する。そして、パルスレーザ光線発振器４１０ａから発振され集光レンズ４１１ａで集光されたパルスレーザ光線を分割予定ラインＳに沿って照射しつつ、板状ワークＷを−Ｘ方向に所定の加工送り速度で加工送りし、図７に示すように半導体ウエーハＷ１の内部にウエーハ分割起点となる改質層Ｍ２を形成していく。すなわち、集光点に到達する前のパルスレーザ光線は、半導体ウエーハＷ１に対して透過性を有しているが、集光点に到達したパルスレーザ光線は半導体ウエーハＷ１に対して局所的に非常に高い吸収特性を示す。そのため、集光点付近の半導体ウエーハＷ１はパルスレーザ光線を吸収して改質され、集光点から主に上方に向かって所定長さの改質層Ｍ２が形成される。

半導体ウエーハＷ１の内部に分割予定ラインＳの中心線に沿って改質層Ｍ２を連続的に形成し、例えば、一本の分割予定ラインＳにパルスレーザ光線を照射し終えるＸ軸方向の所定の位置まで板状ワークＷを−Ｘ方向に進行させる。次いで、パルスレーザ光線の照射を停止するとともに板状ワークＷの−Ｘ方向（往方向）での加工送りを一度停止させ、パルスレーザ光線照射手段４１を＋Ｙ方向へ移動させて、パルスレーザ光線が照射された分割予定ラインＳの隣に位置しパルスレーザ光線がまだ照射されていない分割予定ラインＳと集光器４１１とのＹ軸方向における位置合わせを行う。次いで、板状ワークＷが＋Ｘ方向（復方向）へ加工送りされ、往方向でのパルスレーザ光線の照射と同様に分割予定ラインＳにパルスレーザ光線が照射されていく。順次同様のパルスレーザ光線の照射を行うことにより、Ｘ軸方向に延びる全ての分割予定ラインＳに沿ってパルスレーザ光線が半導体ウエーハＷ１の裏面Ｗ１ｂ側から照射され、半導体ウエーハＷ１の内部にウエーハ分割起点となる改質層Ｍ２が形成されていく。

順次同様のパルスレーザ光線の照射を行うことにより、Ｘ軸方向に延びる全ての分割予定ラインＳに沿ってパルスレーザ光線が照射され、分割予定ラインＳに沿って改質層Ｍ２が形成されていく。さらに、チャックテーブル４０を９０度回転させてから同様のパルスレーザ光線の照射を行うと、縦横全ての分割予定ラインＳに沿って改質層Ｍ２が形成される。

（７）分割工程
改質層Ｍ２が形成された板状ワークＷは、図８に示すブレーキング装置８に搬送される。
ブレーキング装置８は、例えば、板状ワークＷを支持する支持ユニット８０と、支持ユニット８０が支持する板状ワークＷの分割予定ラインＳに沿って板状ワークＷを押圧する押圧ブレード８１と、支持ユニット８０が支持する板状ワークＷに対して押圧ブレード８１を垂直方向（Ｚ軸方向）に接近及び離間させる押圧送り手段８２とを備えている。

支持ユニット８０は、間にＸ軸方向に延在する細長い隙間８００を形成するように配設された一対の支持部材８０１からなる。支持ユニット８０は、Ｙ軸方向に往復移動可能となっている。例えば、支持ユニット８０の上方には、カメラ等からなるアライメントユニット８９が配設されている。アライメントユニット８９は、カメラにより取得した画像に基づきパターンマッチング等の画像処理を行い、板状ワークＷの押圧ブレード８１を押し当てるべき分割予定ラインＳを検出することができる。なお、アライメントユニット８９は、例えば、支持ユニット８０の下方に配設されており、隙間８００を介して板状ワークＷのＶ溝ＶＭを下方から撮像するように構成されていてもよい。

押圧ブレード８１は、例えば鋭角の先端部８１ａを有しているとともに、先端部８１ａを下端としてＸ軸方向に直線的に延在している。押圧ブレード８１は、押圧送り手段８２に接続されており、押圧送り手段８２は、押圧ブレード８１を板状ワークＷに接近する方向に下降させることにより、押圧ブレード８１を介して板状ワークＷを押圧することができる。なお、押圧ブレード８１は、円形に形成されていてもよい。

分割工程を実施するにあたり、まず、例えば、板状ワークＷが半導体ウエーハＷ１の裏面Ｗ１ｂを上側にして支持ユニット８０上に載置され、図示しない固定クランプ等によって環状フレームＦを介して板状ワークＷが所定の位置に固定される。なお、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａを上側に向くようにして、板状ワークＷを支持ユニット８０上に載置するものとしてもよい。アライメントユニット８９のカメラによって撮像された半導体ウエーハＷ１の裏面Ｗ１ｂの画像に基づき、アライメントユニット８９が押圧ブレード８１で分割すべき分割予定ラインＳの位置を検出する。アライメントユニット８９の検出結果に基づいて、支持ユニット８０がＹ軸方向に移動し、分割すべき分割予定ラインＳが一対の支持部材８０１により形成された隙間８００の中央に来るように位置付けられる。

次いで、押圧送り手段８２が押圧ブレード８１を−Ｚ方向に下降させ、押圧ブレード８１の先端部８１ａで裏面Ｗ１ｂ側から板状ワークＷを押圧する。押圧ブレード８１から板状ワークＷに加えられる垂直方向の押圧力によって、ガラス板Ｗ２は、ガラス板分割起点Ｍ１を起点に分割され、また、板状ワークＷは、ガラス板分割起点Ｍ１とウエーハ分割起点Ｍ２とを起点に分割予定ラインＳに沿って分割される。

押圧ブレード８１が、一本のガラス板分割起点Ｍ１とウエーハ分割起点Ｍ２とを起点に分割予定ラインＳに沿って板状ワークＷを分割した後、押圧ブレード８１を板状ワークＷから離間させる。そして、支持ユニット８０を各分割予定ラインＳの間隔ずつＹ軸方向にインデックス送りしながらガラス板分割起点Ｍ１とウエーハ分割起点Ｍ２とを隙間８００の中央に位置付けて、押圧ブレード８１で板状ワークＷを押圧し、Ｘ軸方向に伸長する分割予定ラインＳに沿って板状ワークＷを次々と割断する。なお、支持ユニット８０をＹ軸方向にインデックス送りする構成のほか、板状ワークＷをＹ軸方向にインデックス送りする構成としてもよい。

次いで、板状ワークＷを９０度回転させてから、Ｙ軸方向に伸長する分割予定ラインＳに沿って同様な分割工程を実施することにより、板状ワークＷを個々のデバイスチップに分割することができる。

上記のように本発明に係るガラス板の分割方法は、ガラス板Ｗ２の一方の面Ｗ２ｂ側を保持する保持工程と、ガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａ側からガラス板Ｗ２に対し透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射しガラス板Ｗ２の内部に集光しガラス板Ｗ２の厚み方向に延在する細孔Ｍ１ａと細孔Ｍ１ａを包囲する非晶質Ｍ１ｂとを備える分割起点Ｍ１（ガラス板分割起点Ｍ１）をガラス板Ｗ２の内部に配列させ形成する分割起点形成工程（ガラス板分割起点形成工程）と、ガラス板分割起点Ｍ１が形成されたガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａに先端がＶ字に尖った切削ブレード６４０を切り込ませガラス板分割起点Ｍ１に沿ってＶ溝ＶＭを形成するＶ溝形成工程とを備えており、Ｖ溝形成工程の後にガラス板分割起点Ｍ１に外力を加えてガラス板分割起点Ｍ１を起点にガラス板Ｗ２を分割する分割工程をさらに行うことで、分割されたガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａの主に外周部分にチッピングや欠けが生じてしまうことを、Ｖ溝ＶＭによって防ぐことが可能となる。

上記のように本発明に係る板状ワークの分割方法は、ガラス板Ｗ２に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射しガラス板Ｗ２の内部に集光しガラス板Ｗ２の厚み方向に延在する細孔Ｍ１ａと細孔Ｍ１ａを包囲する非晶質Ｍ１ｂとを備えるガラス板分割起点Ｍ１を分割予定ラインＳに沿ってガラス板Ｗ２の内部に直線状に配列させ形成するガラス板分割起点形成工程と、ガラス板分割起点形成工程の後、ガラス板分割起点Ｍ１に沿ってガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａに先端がＶ字に尖った切削ブレード６４０を切り込ませ分割起点に沿ってＶ溝ＶＭを形成するＶ溝形成工程と、半導体ウエーハＷ１に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射し半導体ウエーハＷ１の内部に集光し分割予定ラインＳに沿ってウエーハ分割起点となる改質層Ｍ２を形成するウエーハ分割起点形成工程と、ガラス板分割起点Ｍ１とウエーハ分割起点Ｍ２とに外力を加えて半導体ウエーハＷ１とガラス板Ｗ２とを分割予定ラインＳに沿って分割しチップを形成する分割工程と、を備えているため、分割され作製されたデバイスチップのガラス板Ｗ２の他方の面Ｗ２ａの主に外周部分にチッピングや欠けが生じてしまうことを、Ｖ溝ＶＭによって防ぐことが可能となる。

なお、本発明に係るガラス板の分割方法及び板状ワークの分割方法は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている保護膜形成手段２、レーザ加工装置４、切削装置１０及びブレーキング装置８の構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

Ｗ：板状ワークＷ１：半導体ウエーハＷ１ａ：半導体ウエーハの表面Ｗ１ｂ：半導体ウエーハの裏面Ｓ：分割予定ラインＤ：デバイス
Ｗ２：ガラス板Ｗ２ａ：ガラス板の他方の面Ｗ２ｂ：ガラス板の一方の面Ｊ：樹脂
２：保護膜形成手段２０：チャックテーブル２０ａ：保持面２１：ノズル
２２：水溶性保護膜剤供給手段
４：レーザ加工装置４０：チャックテーブル
４１：パルスレーザ光線照射手段４１０：パルスレーザ光線発振手段４１０ａ：パルスレーザ光線発振器４１０ｂ：設定部４１１：集光器４１１ａ：集光レンズ
４４：アライメント手段４４０：撮像手段
Ｍ１：ガラス板分割起点Ｍ１ａ：細孔Ｍ１ｂ：非晶質
６：切削装置６５：チャックテーブル６４：切削手段６４０：切削ブレード６４０ａ：基台６４０ｂ：切り刃６４１：スピンドル
６３：アライメント手段６３０：撮像手段６２：切削水供給ノズル
ＶＭ：Ｖ溝Ｍ２：改質層
８：ブレーキング装置８０：支持ユニット８１：押圧ブレード８２：押圧送り手段
８９：アライメントユニット

Claims

ガラス板の分割方法であって、
ガラス板の一方の面側を保持する保持工程と、
ガラス板の他方の面側からガラス板に対し透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射しガラス板の内部に集光しガラス板の厚み方向に延在する細孔と該細孔を包囲する非晶質とを備える分割起点をガラス板の内部に配列させ形成する分割起点形成工程と、
該分割起点が形成されたガラス板の他方の面に先端がＶ字に尖った切削ブレードを切り込ませ該分割起点に沿ってＶ溝を形成するＶ溝形成工程と、
該Ｖ溝形成工程の後、該分割起点に外力を加えて該分割起点を起点にガラス板を分割する分割工程と、を備えるガラス板の分割方法。
表面に分割予定ラインで区画された領域にデバイスが形成された半導体ウエーハの該表面とガラス板の一方の面とが樹脂で接着された板状ワークを該分割予定ラインに沿って分割してチップを形成する板状ワークの分割方法であって、
ガラス板に対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射しガラス板の内部に集光しガラス板の厚み方向に延在する細孔と該細孔を包囲する非晶質とを備えるガラス板分割起点を該分割予定ラインに沿ってガラス板の内部に直線状に配列させ形成するガラス板分割起点形成工程と、
該ガラス板分割起点形成工程の後、該ガラス板分割起点に沿ってガラス板の他方の面に先端がＶ字に尖った切削ブレードを切り込ませ該ガラス板分割起点に沿ってＶ溝を形成するＶ溝形成工程と、
半導体ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザ光線を照射し半導体ウエーハの内部に集光し該分割予定ラインに沿ってウエーハ分割起点となる改質層を形成するウエーハ分割起点形成工程と、
該ガラス板分割起点と該ウエーハ分割起点とに外力を加えて半導体ウエーハとガラス板とを該分割予定ラインに沿って分割しチップを形成する分割工程と、を備える板状ワークの分割方法。
前記ガラス板分割起点形成工程の前にガラス板の他方の面を保護する保護膜を形成する保護膜形成工程を備え、
該保護膜形成工程で形成された該保護膜は、前記Ｖ溝形成工程で切削ブレードに供給する切削水で除去する請求項２に記載の板状ワークの分割方法。