JP2021132147A - 加工対象物切断方法及び樹脂塗布装置 - Google Patents

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大亮 栗田
泰直 松本
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泰直 松本
剛志 坂本
Tsuyoshi Sakamoto
剛志 坂本
いく 佐野
Iku Sano
いく 佐野
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Abstract

【課題】チップの切断面に残存するパーティクルを除去すると共に、作業時間の短縮化する加工対象物切断方法及び樹脂塗布装置を提供する。【解決手段】加工対象物１の裏面４にエキスパンドテープ６を貼り付ける。切断予定ライン５に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射して改質領域７を形成し、エキスパンドテープ６を拡張することにより、加工対象物１を複数のチップ１ａに分割すると共に、複数のチップ間に隙間Ｇを形成する。エキスパンドテープ６に紫外線を照射する。加工対象物１の側面２から隙間Ｇに樹脂Ｒを充填する。樹脂Ｒを硬化させる。エキスパンドテープ６上からチップ１ａを取り出す。【選択図】図１０

Description

本発明は、加工対象物切断方法及び樹脂塗布装置に関する。
従来、加工対象物を複数のチップに分割する加工対象物切断方法が知られている。この種の技術として、特許文献１には、切断の起点となる改質領域が形成された加工対象物にシートを介して応力を印加する際に、加工対象物の形成物質（加工対象物を形成している物質、或いは加工対象物を形成していた物質）を除電する技術が記載されている。
特開２００７−１４２２０６号公報
上述したような加工対象物切断方法では、チップの切断面にパーティクルが残存していると、例えばその後の搬送工程等においてチップの切断面からパーティクルが剥離し、チップの機能素子等に付着するという問題がある。また、上述したような加工対象物切断方法では、作業時間の短縮化（いわゆる、タクトアップ）が望まれる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、チップの切断面に残存するパーティクルを除去すると共に、作業時間の短縮化が可能な加工対象物切断方法及び樹脂塗布装置を提供することを目的とする。
本発明に係る加工対象物切断方法は、加工対象物の表面又は裏面に拡張可能シートを貼り付ける第１工程と、第１工程の後、切断予定ラインに沿って加工対象物にレーザ光を照射して改質領域を形成し、拡張可能シートを拡張することにより、加工対象物の少なくとも一部を複数のチップに分割すると共に、複数のチップ間に存在し且つ加工対象物の側面に至る隙間を形成する第２工程と、第１工程後、拡張可能シートに紫外線を照射する第３工程と、第２工程及び第３工程の後、加工対象物における側面を含む外縁部から隙間に樹脂を充填する第４工程と、第４工程の後、樹脂を硬化させる第５工程と、第５工程の後、拡張可能シート上からチップを取り出す第６工程と、を含む。
この加工対象物切断方法では、加工対象物が複数のチップへ分割され、複数のチップ間に樹脂が充填された後、充填された樹脂が硬化され、チップが取り出される。チップを取り出す際には、チップの切断面に残存するパーティクルを樹脂に付着させて、当該パーティクルを除去することができる。また、拡張可能シートに紫外線を照射すると、拡張可能シートの濡れ性を向上できることが見出される。よって、樹脂の充填前に拡張可能シートに紫外線を照射することで、樹脂の充填が完了するまでの時間を短縮することができる。したがって、チップの切断面に残存するパーティクルを除去すると共に、作業時間の短縮化が可能となる。
本発明に係る加工対象物切断方法において、第４工程では、加工対象物をテーブルに載置した状態で隙間に樹脂を充填しており、テーブルにおいて樹脂を塗布する位置が加工対象物よりも高くなるようにテーブルを傾斜させてもよい。このように加工対象物を載置したテーブルを傾斜させることで、樹脂の充填が完了するまでの時間を一層短縮することが可能となる。
本発明に係る加工対象物切断方法において、第５工程では、加工対象物をテーブルに載置した状態で、当該加工対象物の隙間に充填されている樹脂に下方から紫外線を照射することにより、樹脂を硬化させてもよい。この場合、硬化させた樹脂の内部に気泡が含まれることを抑制することが可能となる。
本発明に係る加工対象物切断方法において、第４工程では、加工対象物をテーブルに載置した状態で隙間に樹脂を充填しており、樹脂の充填量は、当該樹脂の液面が、加工対象物の上面よりも下方で且つ上面に最も近い改質領域よりも上方に位置する量であってもよい。これにより、複数のチップ間からの樹脂の溢れを防ぎつつ、チップの切断面に残存するパーティクルを除去することが可能となる。
本発明に係る加工対象物切断方法において、第１工程では、加工対象物の表面及び裏面のうちデバイス層側の一方に拡張可能シート、保護シート又は保護テープを貼り付けてもよい。これにより、デバイス層の特性の悪化を防止することができる。
本発明に係る加工対象物切断方法において、第１工程では、加工対象物の表面及び裏面のうちデバイス層側とは反対側の一方に拡張可能シートを貼り付け、第４工程では、樹脂の塗布前に、加工対象物の表面及び裏面のうちデバイス層側の他方に保護シート又は保護テープを貼り付けてもよい。これにより、デバイス層の特性の悪化を防止することができる。
本発明に係る加工対象物切断方法において、第２工程では、隙間が１０μｍ〜３００μｍとなるように拡張可能シートを拡張してもよい。隙間が狭すぎると、チップを取り出す際には、隙間に充填されて硬化された樹脂を拡張可能シート側に保持できず、取り出したチップに樹脂の一部が付着してしまう。隙間が広すぎると、要される樹脂量が増えてコストアップしてしまうことに加え、隙間に樹脂が充填される速度（樹脂が浸透する速度）も遅くなる。この点、隙間が１０μｍ〜３００μｍの場合には、要される樹脂量を抑えつつ、チップを取り出す際には、樹脂を拡張可能シート側に確実に保持して当該チップに樹脂の一部が付着するのを抑制することができる。
本発明に係る樹脂塗布装置は、表面又は裏面に拡張可能シートが貼り付けられた加工対象物を載置するテーブルと、テーブルに載置された加工対象物の拡張可能シート上に樹脂を塗布する樹脂塗布部と、テーブルに載置された加工対象物に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備え、テーブルに載置された加工対象物は、拡張可能シートが拡張され、少なくとも一部が複数のチップに分割されていると共に、複数のチップ間に存在し且つ側面に至る隙間が形成されており、樹脂塗布部は、加工対象物における側面を含む外縁部から隙間に樹脂を充填し、紫外線照射部は、樹脂の塗布前においてテーブルに載置された加工対象物に貼り付けられた拡張可能シートに紫外線を照射すると共に、樹脂の塗布後においてテーブルに載置された加工対象物の隙間に充填されている樹脂に紫外線を照射する。
この樹脂塗布装置によれば、加工対象物の複数のチップ間に樹脂を充填し、当該樹脂を硬化することができる。よって、チップを取り出す際には、チップの切断面に残存するパーティクルを樹脂に付着させて、当該パーティクルを除去することができる。樹脂の塗布前に拡張可能シートに紫外線を照射することで、拡張可能シートの濡れ性を向上し、樹脂の充填が完了するまでの時間を短縮することができる。したがって、チップの切断面に残存するパーティクルを除去すると共に、作業時間の短縮化が可能となる。また、同じテーブルを利用して樹脂の塗布と紫外線の照射とを行うことができ、すなわち、樹脂の塗布後に加工対象物を搬送せずに、紫外線を照射することが可能となる。よって、塗布した硬化前の樹脂が搬送に起因した振動等によって溢れ出すのを抑制することが可能となる。さらに、樹脂の塗布から紫外線の照射による樹脂の硬化までの時間を短縮でき、未硬化樹脂によるデバイス層の特性悪化を抑制することも可能となる。
本発明に係る樹脂塗布装置では、切断予定ラインに沿って改質領域が形成された加工対象物の表面又は裏面に貼り付けられた拡張可能シートを拡張して、加工対象物の少なくとも一部を複数のチップに分割すると共に、複数のチップ間に存在し且つ加工対象物の側面に至る隙間を形成するエキスパンド部を更に備えていてもよい。この場合、エキスパンド部を利用して、チップへの分割及び隙間の形成が可能となる。
本発明によれば、チップの切断面に残存するパーティクルを除去すると共に、作業時間の短縮化が可能な加工対象物切断方法及び樹脂塗布装置を提供することが可能となる。
図１は、改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。 図２は、改質領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。 図３は、図２の加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。 図４は、レーザ加工後の加工対象物の平面図である。 図５は、図４の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。 図６は、図４の加工対象物のVI−VI線に沿っての断面図である。 図７は、樹脂塗布装置の概略構成を示すブロック図である。 図８は、テーブル、樹脂塗布部及び紫外線照射部を示す概略図である。 図９（ａ）は、一実施形態に係る加工対象物切断方法を説明するための概略断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の続きを示す概略断面図である。図９（ｃ）は、図９（ｂ）の続きを示す概略断面図である。 図１０（ａ）は、図９（ｃ）の続きを示す概略断面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の続きを示す概略断面図である。 図１１（ａ）は、図１０（ｂ）の続きを示す概略断面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の続きを示す概略断面図である。 図１２（ａ）は、樹脂に上方から紫外線を照射する場合を説明する概略断面図である。図１２（ｂ）は、硬化した樹脂に含まれる気泡を例示する概略断面図である。 図１３は、樹脂の塗布量を説明する概略断面図である。 図１４（ａ）は、加工対象物におけるデバイス層側の表面にエキスパンドテープを貼り付けた例を示す断面図である。図１４（ｂ）は、加工対象物におけるデバイス層側の表面に保護シートを貼り付けた例を示す断面図である。 図１５は、加工対象物の隙間に樹脂を充填する場合の他の例を示す概略断面図である。 図１６（ａ）は、樹脂を塗布して隙間に充填した後であって樹脂を硬化する前の状態のチップのデバイス層側の一部を示す拡大平面図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の所定時間経過後の状態を示す拡大平面図である。図１６（ｃ）は、図１６（ｂ）の所定時間経過後の状態を示す拡大平面図である。図１６（ｄ）は、図１６（ｃ）の所定時間経過後の状態を示す拡大平面図である。図１６（ｅ）は、図１６（ｄ）の所定時間経過後の状態を示す拡大平面図である。図１６（ｆ）は、図１６（ｅ）の所定時間経過後の状態を示す拡大平面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
実施形態に係る加工対象物切断方法では、加工対象物にレーザ光を集光することにより、切断予定ラインに沿って加工対象物に改質領域を形成する。そこで、まず、改質領域の形成について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示されるように、レーザ加工装置１００は、加工対象物切断方法の実施に利用される装置である。レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌをパルス発振するレーザ光出射部であるレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの光軸（光路）の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、レーザ光Ｌを集光するための集光用レンズ１０５と、を備えている。また、レーザ加工装置１００は、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される加工対象物１を支持するための支持台１０７と、支持台１０７を移動させるためのステージ１１１と、レーザ光Ｌの出力（パルスエネルギ，光強度）やパルス幅、パルス波形等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、ステージ１１１の移動を制御するステージ制御部１１５と、を備えている。
レーザ加工装置１００においては、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー１０３によってその光軸の向きを９０°変えられ、支持台１０７上に載置された加工対象物１の内部に集光用レンズ１０５によって集光される。これと共に、ステージ１１１が移動させられ、加工対象物１がレーザ光Ｌに対して切断予定ライン５に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン５に沿った改質領域が加工対象物１に形成される。なお、ここでは、レーザ光Ｌを相対的に移動させるためにステージ１１１を移動させたが、集光用レンズ１０５を移動させてもよいし、或いはこれらの両方を移動させてもよい。
加工対象物１としては、半導体材料で形成された半導体基板や圧電材料で形成された圧電基板等を含む板状の部材（例えば、基板、ウェハ等）が用いられる。図２に示されるように、加工対象物１には、加工対象物１を切断するための切断予定ライン５が設定されている。切断予定ライン５は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物１の内部に改質領域を形成する場合、図３に示されるように、加工対象物１の内部に集光点（集光位置）Ｐを合わせた状態で、レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち、図２の矢印Ａ方向に）相対的に移動させる。これにより、図４、図５及び図６に示されるように、改質領域７が切断予定ライン５に沿って加工対象物１に形成され、切断予定ライン５に沿って形成された改質領域７が切断起点領域８となる。
集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。切断予定ライン５は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、これらが組み合わされた３次元状であってもよいし、座標指定されたものであってもよい。切断予定ライン５は、仮想線に限らず加工対象物１の表面３に実際に引かれた線であってもよい。改質領域７は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。改質領域７は列状でも点状でもよく、要は、改質領域７は少なくとも加工対象物１の内部に形成されていればよい。また、改質領域７を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域７は、加工対象物１の外表面（表面３、裏面、若しくは外周面）に露出していてもよい。改質領域７を形成する際のレーザ光入射面は、加工対象物１の表面３に限定されるものではなく、加工対象物１の裏面であってもよい。
ちなみに、加工対象物１の内部に改質領域７を形成する場合には、レーザ光Ｌは、加工対象物１を透過すると共に、加工対象物１の内部に位置する集光点Ｐ近傍にて特に吸収される。これにより、加工対象物１に改質領域７が形成される（すなわち、内部吸収型レーザ加工）。この場合、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌが殆ど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。一方、加工対象物１の表面３又は裏面に改質領域７を形成する場合には、レーザ光Ｌは、表面３又は裏面に位置する集光点Ｐ近傍にて特に吸収され、表面３又は裏面から溶融され除去されて、穴や溝等の除去部が形成される（表面吸収型レーザ加工）。
改質領域７は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域７としては、例えば、溶融処理領域（一旦溶融後再固化した領域、溶融状態中の領域及び溶融から再固化する状態中の領域のうち少なくとも何れか一つを意味する）、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域７としては、加工対象物１の材料において改質領域７の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある。加工対象物１の材料が単結晶シリコンである場合、改質領域７は、高転位密度領域ともいえる。
溶融処理領域、屈折率変化領域、改質領域７の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、及び、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域７と非改質領域との界面に亀裂（割れ、マイクロクラック）を内包している場合がある。内包される亀裂は、改質領域７の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物１は、結晶構造を有する結晶材料からなる基板を含む。例えば加工対象物１は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ＬｉＴａＯ３、及び、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）の少なくとも何れかで形成された基板を含む。換言すると、加工対象物１は、例えば、窒化ガリウム基板、シリコン基板、ＳｉＣ基板、ＬｉＴａＯ３基板、又はサファイア基板を含む。結晶材料は、異方性結晶及び等方性結晶の何れであってもよい。また、加工対象物１は、非結晶構造（非晶質構造）を有する非結晶材料からなる基板を含んでいてもよく、例えばガラスで形成された基板を含んでいてもよい。加工対象物１は、例えば石英で形成された石英基板を含んでいてもよい。
実施形態では、切断予定ライン５に沿って改質スポット（加工痕）を複数形成することにより、改質領域７を形成することができる。この場合、複数の改質スポットが集まることによって改質領域７となる。改質スポットとは、パルスレーザ光の１パルスのショット（つまり１パルスのレーザ照射：レーザショット）で形成される改質部分である。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも１つが混在するもの等が挙げられる。改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物１の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することができる。また、実施形態では、切断予定ライン５に沿って、改質スポットを改質領域７として形成することができる。
次に、加工対象物切断方法の実施に利用される樹脂塗布装置を説明する。
図７に示されるように、樹脂塗布装置１０は、エキスパンド部１２、テーブル１４、樹脂塗布部１６、紫外線照射部１８及び制御部２０を備える。エキスパンド部１２は、上述したレーザ加工装置１００によって切断予定ライン５に沿って改質領域７が形成された加工対象物１の表面３又は裏面に貼り付けられたエキスパンドテープ（拡張可能シート）６を拡張して、加工対象物１の少なくとも一部を複数のチップ１ａに分割すると共に、複数のチップ１ａ間に存在し且つ加工対象物１の側面に至る隙間を形成する。エキスパンド部１２としては、特に限定されず、種々のエキスパンド機構を用いることができる。
図７及び図８に示されるように、テーブル１４は、エキスパンド部１２でエキスパンドテープ６を拡張した後の加工対象物１を載置する。樹脂塗布部１６は、テーブル１４に載置された加工対象物１に貼り付けられたエキスパンドテープ６上に、樹脂Ｒを塗布する。樹脂塗布部１６は、例えばディスペンサである。樹脂塗布部１６は、加工対象物１における側面２を含む外縁部から隙間Ｇに樹脂Ｒを充填する（詳しくは、後述）。
紫外線照射部１８は、テーブル１４に載置された加工対象物１に紫外線を照射する。紫外線照射部１８は、樹脂Ｒの塗布前においてテーブル１４に載置された加工対象物１に貼り付けられたエキスパンドテープ６に紫外線を照射すると共に、樹脂Ｒの塗布後においてテーブル１４に載置された加工対象物１の隙間に充填されている樹脂Ｒに紫外線を照射する（詳しくは、後述）。テーブル１４、樹脂塗布部１６及び紫外線照射部１８は、チャンバー２２内に配置されている。チャンバー２２内は、密閉されて例えば窒素パージされている。
制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成されるコンピュータである。制御部２０における各種動作の制御は、例えばＲＯＭに格納されているプログラムがＲＡＭ上にロードされてＣＰＵで実行されることによって行われる。制御部２０は、電子回路等によるハードウェアとして構成されてもよい。制御部２０は、樹脂塗布装置１０の各種の動作を制御する。制御部２０は、樹脂塗布部１６による樹脂Ｒの塗布を制御する。制御部２０は、紫外線照射部１８による紫外線の照射を制御する。
次に、加工対象物切断方法について説明する。
加工対象物切断方法は、加工対象物１をレーザ加工して複数のチップを製造するためのチップの製造方法として用いられる。加工対象物切断方法は、上述したレーザ加工装置１００及び樹脂塗布装置１０を用いて実施可能である。加工対象物１は、例えば厚さが４００μｍで直径が８インチの円板状を呈している。加工対象物１は、例えば、サファイア基板、ＳｉＣ基板、ガラス基板（強化ガラス基板）、石英基板、シリコン基板、半導体基板又は透明絶縁基板等である。ここでの加工対象物１は、単結晶シリコン基板である。
加工対象物１においてレーザ光入射面側である表面３側には、デバイス層が形成されている。デバイス層は、マトリックス状に配列された複数の機能素子（例えば、フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、又は回路として形成された回路素子等）を含んでいる。加工対象物１の表面３上には、隣り合う機能素子間を通るように延びる切断予定ライン５（図１参照）が複数設定されている。複数の切断予定ライン５は、格子状に延在している。ここで言うデバイス層は、機能素子、構造体、積層体、膜構造、樹脂層（ＤＡＦ等）などの少なくとも何れかを含む層である。デバイス層は、特に限定されない。また、ここで言うデバイス層へのダメージには、少なくとも、「層間に浸透するモード」と表面に付着するモード」との２種類のモードが存在する。「層間に浸透するモード」は、デバイス層と、加工対象物１において当該デバイス層が積層されるシリコン又はガラス等の基材と、の間に樹脂Ｒが浸透してしまうモードである。「層間に浸透するモード」は、デバイス層と基材との密着性が弱い場合、もしくは、多層構造のうちいずれかの層が樹脂Ｒに影響を受けやすい（溶解性、親和性等）場合に発生し得ると考えられる。「表面に付着するモード」は、デバイス層の表面に樹脂Ｒが乗り上げてしまうモードである。「表面に付着するモード」は、樹脂Ｒと親和性の高い表面状態になっている場合等に発生し得ると考えられる。
まず、加工対象物切断方法では、図９（ａ）に示されるように、加工対象物１の裏面４にエキスパンドテープ６を貼着する（第１工程）。エキスパンドテープ６は、例えば円環状のフレームに保持されている。エキスパンドテープ６は、紫外線硬化側のテープ材である。エキスパンドテープ６は、加工対象物１が配置された中央領域と、加工対象物１が配置されていない外縁領域と、を含む。
続いて、レーザ加工装置１００により、切断予定ライン５に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。これにより、図９（ｂ）に示されるように、加工対象物１の少なくとも内部に改質領域７を切断予定ライン５に沿って形成する（第２工程）。改質領域７の形成では、その加工条件は特に限定されず、後段のエキスパンドテープ６の拡張により複数のチップ１ａへ分割可能な加工条件であればよい。例えば加工対象物１の表面３及び裏面４の少なくとも何れかに亀裂を露出させてもよいし、亀裂を露出させなくてもよい。
続いて、エキスパンド部１２により、エキスパンドテープ６を拡張する。これにより、図９（ｃ）に示されるように、例えば改質領域７から延びる亀裂を伸展させ、加工対象物１を複数のチップ１ａに分割する。これと共に、チップ１ａ同士の間隔を拡張し、複数のチップ１ａ間に存在し且つ加工対象物１の表面３及び裏面４と直交（交差）する側面２に至る隙間Ｇを形成する（第２工程）。
隙間Ｇは、後段の樹脂充填で樹脂を浸透させ得る距離を有する。隙間Ｇは、特に限定されないが、例えば１０μｍ〜３００μｍであってもよく、ここでは５０μｍである。なお、改質領域７を形成した時点で複数のチップ１ａへの分割が完了されていてもよく、この場合、エキスパンドテープ６の拡張は、チップ１ａ同士の間隔を確保する目的で実施される。エキスパンドテープ６の拡張後の加工対象物１の保持は、グリップリング又はヒートシュリンク等を用いることができる。エキスパンドテープ６の拡張後には、複数のチップ１ａ間に形成された隙間Ｇの少なくとも一部が、加工対象物１の側面２に至る。
続いて、エキスパンドテープ６を拡張後の加工対象物１をテーブル１４（図８参照）に載置する。図１０（ａ）に示されるように、紫外線照射部１８により、当該加工対象物１のエキスパンドテープ６に下方（裏面４側）から紫外線を照射する（第３工程）。紫外線の照射は、複数回に分けて実施されてもよいし、１回で実施されてもよい。これにより、エキスパンドテープ６を硬化させ、エキスパンドテープ６の濡れ性（濡れ張力）を向上させる。エキスパンドテープ６の粘着力を低下させる。
図１０（ｂ）に示されるように、樹脂塗布部１６により、加工対象物１の側面２から所定長離れた周囲に樹脂Ｒを塗布する。これにより、加工対象物１の側面２から隙間Ｇに樹脂Ｒを充填する（第４工程）。ここでは、エキスパンドテープ６の外縁領域上において加工対象物１の周囲の１箇所又は複数箇所に、樹脂塗布部１６により樹脂Ｒを塗布する。或いは、加工対象物１の側面２から離れた位置に樹脂塗布部１６により樹脂Ｒを塗布しながら、当該樹脂塗布部１６を加工対象物１の周囲に沿って、１周、複数周又は１周以下移動させる。樹脂塗布部１６の当該移動に代えて若しくは加えて、加工対象物１が載せられているテーブル１４を回転させてもよい。
樹脂の充填では、隙間Ｇに樹脂Ｒが直接充填されるのではなく、エキスパンドテープ６上における加工対象物１の周囲に滴下された樹脂Ｒが、毛細管現象、材質側面の選択的ぬれ性及び表面張力の少なくとも何れかを利用して隙間Ｇを進む（浸透する）。樹脂の充填では、加工対象物１の表面３上に樹脂Ｒがはみ出ることはなく、且つ、隙間Ｇを樹脂Ｒが戻ることはない。
樹脂Ｒは、液体の樹脂である。樹脂Ｒは、紫外線硬化樹脂である。樹脂Ｒとしては、後段においてチップ１ａから剥離しやすいように、硬化時の収縮率が所定率よりも高い樹脂が選定されている。なお、樹脂Ｒは、ジェル（ゲル）状、半固体状、ゼリー状、ムース状ないしペースト状（練状）の樹脂であってもよい。樹脂Ｒを塗布する位置としては、側面２から例えば０．５ｍｍ離れた位置であってもおい。
続いて、加工対象物１をテーブル１４に載置した状態で、紫外線照射部１８により、図１１（ａ）に示されるように、加工対象物１の隙間Ｇに充填されている樹脂Ｒに下方から紫外線を照射する。これにより、樹脂Ｒを硬化させて収縮させる（第５工程）。紫外線の照射は、複数回に分けて実施されてもよいし、１回で実施されてもよい。
図１１（ｂ）に示されるように、チップ１ａをエキスパンドテープ６上からピックアップして取り出す（第６工程）。チップ１ａのピックアップでは、硬化した樹脂Ｒは、チップ１ａの側面から剥離され、チップ１ａではなくエキスパンドテープ６に付着され、エキスパンドテープ６上に残される。なお、チップ１ａと樹脂Ｒとの剥離については、ピックアップの力により実現するのに代えて若しくは加えて、紫外線の照射による樹脂Ｒの硬化時の収縮で実現してもよいし、樹脂Ｒの硬化後にエキスパンドテープ６を再度拡張することにより実現してもよい。
以上、本実施形態の加工対象物切断方法では、加工対象物１が複数のチップ１ａへ分割され、複数のチップ１ａ間に樹脂Ｒが充填された後、充填された樹脂Ｒが硬化され、チップ１ａが取り出される。チップ１ａを取り出す際には、チップ１ａの切断面に残存するパーティクルを樹脂Ｒに付着させて、当該パーティクルを除去することができる。また、樹脂Ｒの充填前にエキスパンドテープ６に紫外線を照射することで、エキスパンドテープ６の濡れ性を向上し、樹脂Ｒの充填速度（浸透速度）を速め、複数のチップ１ａ間への樹脂Ｒの充填が完了するまでの時間を短縮（タクトアップ）することができる。したがって、チップ１ａの切断面に残存するパーティクルを除去すると共に、作業時間の短縮化が可能となる。本実施形態では、例えば樹脂Ｒの充填前にエキスパンドテープ６に紫外線を照射しない場合に比べて、樹脂Ｒの充填が完了するまでの時間を約１／８に短縮することが可能となる。
本実施形態の加工対象物切断方法では、加工対象物１をテーブル１４に載置した状態で、当該加工対象物１の隙間Ｇに充填されている樹脂Ｒに下方（エキスパンドテープ６側）から紫外線を照射することにより、樹脂Ｒを硬化させる。例えば、図１２（ａ）に示されるように樹脂Ｒに上方から紫外線を照射する場合、硬化させた樹脂Ｒの内部には、図１２（ｂ）に示されるような気泡１９が含まれる可能性がある。本実施形態では、樹脂Ｒに下方から紫外線を照射することで、樹脂Ｒの収縮の影響を開放側である上側に逃がすことができ、このような気泡１９を抑制することが可能となる。
本実施形態の加工対象物切断方法では、制御部２０により樹脂塗布部１６を制御して、樹脂Ｒの充填量を、樹脂Ｒの液面Ｒ１が加工対象物１の表面（上面）３よりも下方で且つ表面３に最も近い改質領域７よりも上方に位置する量としてもよい（図１３参照）。これにより、複数のチップ１ａ間からの樹脂Ｒの溢れを防ぎつつ、チップ１ａの切断面に残存するパーティクルを除去することが可能となる。またこの場合、樹脂Ｒがデバイス層９と接触しないため、デバイス層９の特性の悪化を防止（特性保持）することができる。例えば樹脂Ｒは、加工対象物１の厚さ方向において、例えば４００μｍの板厚のうち少なくとも３５０μｍまで到達していてもよい。
なお、制御部２０は、毛細管現象で単位時間当たりに隙間Ｇを浸透できる樹脂Ｒの量は決まっているため、流量（単位時間当たりに塗布する樹脂Ｒの量）が大きすぎると、充填量（塗布する樹脂Ｒの総量）が適切であっても、表面３から樹脂Ｒが溢れ出す可能性がある。よって、制御部２０は、樹脂Ｒを塗布する際に、その流量を制御可能であってもよい。この場合、制御部２０は、毛細管現象で単位時間当たりに隙間Ｇを浸透可能な樹脂量に基づいて、樹脂Ｒの塗布流量を適宜制御することができる。樹脂Ｒが表面３から溢れ出すのを抑制することが可能となる。
本実施形態の加工対象物切断方法では、隙間Ｇが１０μｍ〜３００μｍとなるようにエキスパンドテープ６を拡張してもよい。これにより、隙間Ｇが狭すぎ、例えば１０μｍよりも隙間Ｇが狭いと、チップ１ａを取り出す際には、隙間Ｇに充填されて硬化された樹脂Ｒをエキスパンドテープ６側に保持できず、取り出したチップ１ａに樹脂Ｒの一部が付着してしまう。一方、隙間Ｇが広すぎ、例えば３００μｍよりも広いと、要される樹脂量が増えてコストアップしてしまうことに加え、隙間Ｇへの樹脂Ｒの浸透速度（樹脂Ｒが浸透する速度）も遅くなる。この点、隙間Ｇが１０μｍ〜３００μｍの場合には、要される樹脂量を抑えつつ、チップ１ａを取り出す際に樹脂Ｒをエキスパンドテープ６側に確実に保持して、チップ１ａに樹脂Ｒの一部が付着するのを抑制することができる。ちなみに、本実施形態では、例えば、チップ１ａの厚さが４００μｍであるのに対して、１００μｍ程度の隙間Ｇを有しており、４対１以上のアスペクト比を実現させている。
本実施形態の樹脂塗布装置１０によれば、加工対象物１の複数のチップ１ａ間に樹脂Ｒを充填し、当該樹脂Ｒを硬化することができる。よって、チップ１ａを取り出す際には、チップ１ａの切断面に残存するパーティクルを樹脂Ｒに付着させて、当該パーティクルを除去することができる。樹脂Ｒの塗布前にエキスパンドテープ６に紫外線を照射することで、エキスパンドテープ６の濡れ性を向上し、複数のチップ１ａ間への樹脂Ｒの充填が完了するまでの時間を短縮することができる。したがって、チップ１ａの切断面に残存するパーティクルを除去すると共に、作業時間の短縮化が可能となる。また、同じテーブル１４を利用して樹脂Ｒの塗布と紫外線の照射とを行うことができ、すなわち、樹脂Ｒの塗布後に加工対象物１を搬送することなく、紫外線を加工対象物１に照射することが可能となる。よって、塗布した硬化前の樹脂Ｒが搬送に起因した振動等によって溢れ出すのを抑制することが可能となる。さらに、樹脂Ｒの塗布から紫外線の照射による樹脂Ｒの硬化までの時間を短縮でき、未硬化の樹脂Ｒによるデバイス層９の特性悪化を抑制することも可能となる。
図１６（ａ）〜図１６（ｆ）は、樹脂Ｒを塗布して隙間Ｇに充填した後であって樹脂Ｒを硬化する前の状態のチップ１ａについての、デバイス層９側の一部を拡大して示す平面図である。図１６（ａ）〜図１６（ｆ）の各図に示す状態は、その順に樹脂Ｒの塗布からの時間が経過している。図１６（ａ）〜図１６（ｆ）に示されるように、樹脂Ｒの塗布からの経過時間が一定時間を過ぎると、未硬化の樹脂Ｒによりデバイス層９にダメージＤＭが生じている（図１６（ｅ）参照）。そしてその後、当該ダメージＤＭが進展する（図中では、内側へ伸びるように拡がる）ことがわかる（図１６（ｆ）参照）。このような結果によれば、樹脂Ｒの塗布から紫外線の照射による樹脂Ｒの硬化までの時間を短縮できると、未硬化の樹脂Ｒによるデバイス層９へのダメージひいては特性悪化を抑制できることが確認できる。
本実施形態の樹脂塗布装置１０では、エキスパンド部１２を更に備えている。この場合、エキスパンド部１２を利用して、チップ１ａへの分割及び隙間Ｇの形成が可能となる。樹脂塗布装置１０では、エキスパンド部１２において、テーブル１４を兼用してもよいし、テーブル１４とは別の他のテーブルを設けてもよい。
本実施形態では、エキスパンドテープ６がテーブル１４と静電気等で弱く密着されていると、例えばチップ１ａを取り出す際に振動が起こるため、例えばテーブル１４の載置面に対してエンボス部を設ける又はイオナイザ等により静電気防止部を設けることで、当該振動を抑えてもよい。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。
上記実施形態では、図１４（ａ）に示されるように、加工対象物１におけるデバイス層９側の表面３にエキスパンドテープ６を貼り付けてもよい。これにより、デバイス層９の特性の悪化を防止することができる。
上記実施形態では、図１４（ｂ）に示されるように、加工対象物１におけるデバイス層９側とは反対側の裏面４にエキスパンドテープ６を貼り付け、樹脂Ｒを充填する工程では、樹脂Ｒの塗布前に、加工対象物１におけるデバイス層９側の表面３に保護シートＨＧを貼り付けてもよい。これにより、デバイス層９の特性の悪化を防止することができる。
なお、上記実施形態では、第１工程において、加工対象物１におけるデバイス層９側の表面３に保護シートＨＧを貼り付けてもよい。この場合、加工対象物１における裏面４にエキスパンドテープ６が貼り付けられる。当該保護シートＨＧは、第２工程でエキスパンドテープ６を拡張した後に、貼り直してもよい。このような場合においても、デバイス層９の特性の悪化を防止することができる。
ちなみに、保護シートＨＧとしては、特に限定されず、拡張しないシート等の種々のシートを用いることができる。保護シートＨＧに代えて、例えばバックグラインドテープ等の拡張しない保護テープを用いてもよい。保護テープとしては、特に限定さらず、種々のテープを用いることができる。
図１５に示されるように、加工対象物切断方法では、加工対象物１をテーブル１４に載置した状態で隙間Ｇに樹脂を充填しており、テーブル１４において樹脂Ｒを塗布する位置が加工対象物１よりも高くなるようにテーブル１４を傾斜させてもよい。このように加工対象物１を載置したテーブル１４を傾斜させることで、複数のチップ１ａ間への樹脂Ｒの充填が完了するまでの時間を一層短縮することが可能となる。テーブル１４の傾斜は、加工対象物１の全周囲に沿って樹脂Ｒを塗布する場合ではなく、加工対象物１の表面３に沿う方向の一方側（片側）から樹脂Ｒを塗布する場合に、特に有効である。なお、ここでのテーブル１４は、当該テーブル１４を傾斜させる構成を有する。テーブル１４を傾斜させる構成としては、特に限定されず、公知構成を利用することができる。
上記実施形態の樹脂Ｒの充填では、加工対象物１の側面２から所定長離れた周囲に樹脂Ｒを塗布することに代えて若しくは加えて、加工対象物１の側面２を含む外縁部の少なくとも一部に樹脂Ｒを塗布することで、この外縁部から隙間Ｇに樹脂Ｒを充填してもよい。外縁部は、加工対象物１の外周のベベル領域であってもよい。この場合においても、隙間Ｇへの樹脂Ｒの充填を効果的に実現できる。
上記実施形態では、エキスパンドテープ６への紫外線の照射は、樹脂Ｒの塗布前であれば、どのタイミングで行ってもよい。上記実施形態では、エキスパンドテープ６に紫外線を照射した後、エキスパンドテープ６の拡張で隙間Ｇを形成しながら（成長させながら）、塗布した樹脂Ｒを加工対象物１の側面２から当該隙間Ｇに充填してもよい。
上記実施形態では、樹脂塗布部１６はディスペンサに限定されず、種々の塗布手段を用いてもよい。樹脂塗布部１６は、例えば、インクジェット方式により樹脂Ｒを塗布する機構、又は、スクリーン印刷により樹脂Ｒを塗布する機構等であってもよい。スクリーン印刷により樹脂Ｒを塗布する機構を樹脂塗布部１６に利用する場合、加工対象物１の外縁に沿った円周状に樹脂Ｒを短時間で塗布することが可能である。
上記実施形態では、紫外線硬化を利用した紫外線硬化樹脂を樹脂Ｒに用いたが、樹脂Ｒは特に限定されない。例えば樹脂Ｒは、熱硬化等の外部エネルギを用いる硬化反応を利用した樹脂であってもよいし、常温反応硬化を利用した樹脂であってもよい。
上記実施形態では、チップ１ａを取り出す前に、硬化した樹脂Ｒの少なくとも一部を除去してもよい。この場合、チップ１ａを取り出す前に、チップ１ａの切断面に残存するパーティクルを、樹脂Ｒとともに除去することが可能となる。
上記実施形態では、加工対象物１をチップ１ａへ分断するためにエキスパンドテープ６を拡張可能シートとして用いたが、エキスパンドテープ６に限定されず、種々の拡張可能なシート材又はテープ材を用いてもよい。エキスパンド時には、例えばナイフエッジ、ブレーカー装置又はローラー装置等を更に用いてもよい。上記において「硬化」には、完全に固化しない態様も含まれる。硬化は、液体の樹脂Ｒの少なくとも一部を固体にすることであればよく、樹脂Ｒは硬化により収縮する。硬化後の樹脂Ｒには、ガス状（気体）の樹脂Ｒ、及び、液体のままの樹脂Ｒの少なくとも何れかが含まれていてもよい。
上記実施形態では、紫外線照射部１８により紫外線を照射する際に載置するテーブル１４とは別のテーブルに加工対象物１を載置した状態で、樹脂塗布部１６により樹脂Ｒを塗布してもよい。つまり、樹脂Ｒの塗布時と紫外線の照射時とで異なるテーブルに加工対象物１が載置されるように構成してもよい。この場合には、樹脂Ｒを塗布後の加工対象物１を、例えば水平方向に搬送する等して、振動が発生しないように紫外線照射部１８のテーブルへ搬送すればよい。
１…加工対象物、１ａ…チップ、２…側面、３…表面（上面）、４…裏面、５…切断予定ライン、６…エキスパンドテープ（拡張可能シート）、７…改質領域、９…デバイス層、１０…樹脂塗布装置、１２…エキスパンド部、１４…テーブル、１６…樹脂塗布部、１８…紫外線照射部、Ｇ…隙間、ＨＧ…保護シート、Ｌ…レーザ光、Ｒ…樹脂。

Claims (9)

  1. 加工対象物の表面又は裏面に拡張可能シートを貼り付ける第１工程と、
    前記第１工程の後、切断予定ラインに沿って前記加工対象物にレーザ光を照射して改質領域を形成し、前記拡張可能シートを拡張することにより、前記加工対象物の少なくとも一部を複数のチップに分割すると共に、複数のチップ間に存在し且つ前記加工対象物の側面に至る隙間を形成する第２工程と、
    前記第１工程後、前記拡張可能シートに紫外線を照射する第３工程と、
    前記第２工程及び前記第３工程の後、前記加工対象物における前記側面を含む外縁部から前記隙間に樹脂を充填する第４工程と、
    前記第４工程の後、前記樹脂を硬化させる第５工程と、
    前記第５工程の後、前記拡張可能シート上から前記チップを取り出す第６工程と、を含む、加工対象物切断方法。
  2. 前記第４工程では、
    前記加工対象物をテーブルに載置した状態で前記隙間に前記樹脂を充填しており、
    前記テーブルにおいて前記樹脂を塗布する位置が前記加工対象物よりも高くなるように前記テーブルを傾斜させる、請求項１に記載の加工対象物切断方法。
  3. 前記第５工程では、前記加工対象物をテーブルに載置した状態で、当該加工対象物の前記隙間に充填されている前記樹脂に下方から紫外線を照射することにより、前記樹脂を硬化させる、請求項１又は２に記載の加工対象物切断方法。
  4. 前記第４工程では、
    前記加工対象物をテーブルに載置した状態で前記隙間に前記樹脂を充填しており、
    前記樹脂の充填量は、当該樹脂の液面が、前記加工対象物の上面よりも下方で且つ前記上面に最も近い前記改質領域よりも上方に位置する量である、請求項１〜３の何れか一項に記載の加工対象物切断方法。
  5. 前記第１工程では、前記加工対象物の前記表面及び前記裏面のうちデバイス層側の一方に前記拡張可能シート、保護シート又は保護テープを貼り付ける、請求項１〜４の何れか一項に記載の加工対象物切断方法。
  6. 前記第１工程では、前記加工対象物の前記表面及び前記裏面のうちデバイス層側とは反対側の一方に前記拡張可能シートを貼り付け、
    前記第４工程では、前記樹脂の塗布前に、前記加工対象物の前記表面及び前記裏面のうち前記デバイス層側の他方に保護シート又は保護テープを貼り付ける、請求項１〜４の何れか一項に記載の加工対象物切断方法。
  7. 前記第２工程では、前記隙間が１０μｍ〜３００μｍとなるように前記拡張可能シートを拡張する、請求項１〜６の何れか一項に記載の加工対象物切断方法。
  8. 表面又は裏面に拡張可能シートが貼り付けられた加工対象物を載置するテーブルと、
    前記テーブルに載置された前記加工対象物の前記拡張可能シート上に樹脂を塗布する樹脂塗布部と、
    前記テーブルに載置された前記加工対象物に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備え、
    前記テーブルに載置された前記加工対象物は、前記拡張可能シートが拡張され、少なくとも一部が複数のチップに分割されていると共に、複数のチップ間に存在し且つ側面に至る隙間が形成されており、
    前記樹脂塗布部は、前記加工対象物における前記側面を含む外縁部から前記隙間に樹脂を充填し、
    前記紫外線照射部は、前記樹脂の塗布前において前記テーブルに載置された前記加工対象物に貼り付けられた前記拡張可能シートに紫外線を照射すると共に、前記樹脂の塗布後において前記テーブルに載置された前記加工対象物の前記隙間に充填されている前記樹脂に紫外線を照射する、樹脂塗布装置。
  9. 切断予定ラインに沿って改質領域が形成された前記加工対象物の表面又は裏面に貼り付けられた前記拡張可能シートを拡張して、前記加工対象物の少なくとも一部を複数のチップに分割すると共に、複数のチップ間に存在し且つ前記加工対象物の側面に至る隙間を形成するエキスパンド部を更に備える、請求項８に記載の樹脂塗布装置。
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