JP2023056101A - デバイスチップの製造方法 - Google Patents

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Abstract

Figure 2023056101000001
【課題】被加工物の適切な分割を可能にするデバイスチップの製造方法を提供する。
【解決手段】複数の交差する分割予定ラインによって区画された複数の領域に設けられたデバイスを構成する積層体を表面側に備える被加工物を分割してデバイスチップを製造するデバイスチップの製造方法であって、被加工物の表面側から積層体に対して吸収性を有する波長のレーザービームを分割予定ラインに沿って照射して、積層体を分断する加工溝を分割予定ラインに沿って形成する加工溝形成ステップと、加工溝形成ステップの後、被加工物の表面側に樹脂層を形成する樹脂層形成ステップと、樹脂層形成ステップの後、分割予定ラインに沿って被加工物及び樹脂層を分割する分割ステップと、を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、被加工物を分割してデバイスチップを製造するデバイスチップの製造方法に関する。
デバイスチップの製造プロセスでは、互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハを分割予定ラインに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。
ウェーハの分割には、切削装置が用いられる。切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、被加工物を切削する切削ユニットとを備える。切削ユニットにはスピンドルが内蔵されており、スピンドルの先端部に環状の切削ブレードが装着される。ウェーハをチャックテーブルで保持し、切削ブレードを回転させつつウェーハに切り込ませることにより、ウェーハが分割予定ラインに沿って切削されて複数のデバイスチップに分割される。
また、近年では、レーザー加工によってウェーハを分割するプロセスの開発も進められている。例えば、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームをウェーハの内部で集光させつつ、レーザービームを分割予定ラインに沿って走査することにより、ウェーハの内部に改質層が分割予定ラインに沿って形成される。ウェーハの改質層が形成された領域は、他の領域よりも脆くなる。そのため、改質層が形成されたウェーハに外力を付与すると、改質層が分割起点として機能してウェーハが分割予定ラインに沿って分割される。
ウェーハの分割によって得られたデバイスチップは、ワイヤーボンディング実装、フリップチップ実装等の様々な実装方式によって実装される。例えば、デバイスチップは、デバイスを封止するフィルム状の樹脂層（接着フィルム）を介して、実装基板や他のデバイスチップに接合される（特許文献１参照）。
特開２０１６－９２１８８号公報
デバイスチップの製造に用いられる被加工物（ウェーハ等）の表面側には、電極として機能する導電膜、層間絶縁膜として機能する絶縁膜（例えば、低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ－ｋ膜））等の各種の薄膜が積層された積層体が形成される。この積層体によって、デバイスやデバイスの検査を行うためのＴＥＧ（Test Element Group）等が構成される。そして、デバイスを封止する樹脂層を被加工物に形成した後に被加工物を分割することにより、樹脂でなるボンディング材付きのデバイスチップが得られる。
なお、積層体は、デバイスの外側の分割予定ライン上にも形成されている。そして、被加工物を複数のデバイスチップを分割する際、分割予定ライン上に残存する積層体が被加工物の適切な分割の妨げになることがある。例えば、切削ブレードで被加工物を切削すると、分割予定ライン上の積層体に含まれる薄膜が切削ブレードの回転に巻き込まれて剥離され、デバイスの損傷や樹脂層の剥離が誘発されるおそれがある。また、改質層が形成された被加工物に外力を付与して被加工物を分割する際にも、分割予定ライン上に存在する機能層が被加工物とともに適切に分断されず、積層体の剥離等が生じることがある。
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、被加工物の適切な分割を可能にするデバイスチップの製造方法の提供を目的とする。
本発明の一態様によれば、複数の交差する分割予定ラインによって区画された複数の領域に設けられたデバイスを構成する積層体を表面側に備える被加工物を分割してデバイスチップを製造するデバイスチップの製造方法であって、該被加工物の表面側から該積層体に対して吸収性を有する波長のレーザービームを該分割予定ラインに沿って照射して、該積層体を分断する加工溝を該分割予定ラインに沿って形成する加工溝形成ステップと、該加工溝形成ステップの後、該被加工物の表面側に樹脂層を形成する樹脂層形成ステップと、該樹脂層形成ステップの後、該分割予定ラインに沿って該被加工物及び該樹脂層を分割する分割ステップと、を含むデバイスチップの製造方法が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、複数の交差する分割予定ラインによって区画された複数の領域に設けられたデバイスを構成する積層体を表面側に備える被加工物を分割してデバイスチップを製造するデバイスチップの製造方法であって、該被加工物の表面側から該積層体に対して吸収性を有する波長のレーザービームを該分割予定ラインに沿って照射して、該積層体を分断する加工溝を該分割予定ラインに沿って形成する加工溝形成ステップと、該加工溝形成ステップの後、該被加工物の表面側に支持部材を固定する支持部材固定ステップと、該支持部材固定ステップの後、該被加工物の裏面側を研削する裏面研削ステップと、該裏面研削ステップの後、該支持部材を該被加工物の表面側から除去する支持部材除去ステップと、該支持部材除去ステップの後、該被加工物の表面側に樹脂層を形成する樹脂層形成ステップと、該樹脂層形成ステップの後、該分割予定ラインに沿って該被加工物及び該樹脂層を分割する分割ステップと、を含むデバイスチップの製造方法が提供される。
なお、好ましくは、該デバイスチップの製造方法は、該裏面研削ステップの後、該被加工物の裏面側にパターンを形成する裏面パターン形成ステップを更に含む。また、好ましくは、該デバイスチップの製造方法は、該加工溝形成ステップの前に、該被加工物の表面側に保護膜を形成する保護膜形成ステップを更に含む。また、好ましくは、該デバイスチップの製造方法は、該加工溝形成ステップの後、該被加工物の表面側からプラズマ状態のエッチングガスを供給し、該被加工物又は該積層体に残存する加工歪又は異物を除去するプラズマエッチングステップを更に含む。
また、好ましくは、該分割ステップでは、切削ブレードを回転させながら該被加工物及び該樹脂層に接触させ、該被加工物及び該樹脂層を該分割予定ラインに沿って切断する。また、好ましくは、該デバイスチップの製造方法は、該分割ステップの前に、伸長性を有するエキスパンドシートを該被加工物に貼着するエキスパンドシート貼着ステップを更に含み、該分割ステップは、該被加工物に対して透過性を有する波長のレーザービームを、該レーザービームの集光点を該被加工物の内部に位置付けて照射することで、該被加工物に改質層を該分割予定ラインに沿って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、該エキスパンドシートを拡張する拡張ステップと、を含む。
本発明の一態様に係るデバイスチップの製造方法では、被加工物の分割前に、積層体を分断する加工溝が分割予定ラインに沿って形成される。これにより、被加工物の分割時における積層体の剥離が回避され、デバイスの損傷や樹脂層の剥離が防止される。
図１（Ａ）は被加工物を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は被加工物の一部を示す断面図である。 環状のフレームによって支持された被加工物を示す斜視図である。 図３（Ａ）は保護膜形成ステップにおける被加工物を示す断面図であり、図３（Ｂ）は保護膜形成ステップ後の被加工物の一部を示す断面図である。 図４（Ａ）は加工溝形成ステップにおける被加工物を示す断面図であり、図４（Ｂ）は加工溝形成ステップ後の被加工物の一部を示す断面図である。 プラズマエッチングステップにおける被加工物を示す断面図である。 図６（Ａ）は支持部材固定ステップにおける被加工物を示す斜視図であり、図６（Ｂ）は支持部材固定ステップ後の被加工物の一部を示す断面図である。 図７（Ａ）は裏面研削ステップにおける被加工物を示す斜視図であり、図７（Ｂ）は裏面研削ステップ後の被加工物の一部を示す断面図である。 パターン層が形成された被加工物の一部を示す断面図である。 支持部材除去ステップにおける被加工物を示す斜視図である。 樹脂層形成ステップにおける被加工物を示す斜視図である。 図１１（Ａ）は分割ステップにおける被加工物を示す断面図であり、図１１（Ｂ）は加工溝の内側にカーフが形成された被加工物の一部を示す断面図であり、図１１（Ｃ）は一対の加工溝の間にカーフが形成された被加工物の一部を示す断面図である。 図１２（Ａ）は改質層形成ステップにおける被加工物を示す断面図であり、図１２（Ｂ）は改質層形成ステップ後の被加工物の一部を示す断面図である。 図１３（Ａ）は拡張ステップにおける被加工物を示す断面図であり、図１３（Ｂ）は拡張ステップ後の被加工物の一部を示す断面図である。
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係るデバイスチップの製造方法に用いることが可能な被加工物の構成例について説明する。図１（Ａ）は、被加工物１１を示す斜視図である。
例えば被加工物１１は、シリコン等の半導体でなる円盤状のウェーハ（基板）であり、互いに概ね平行な表面（第１面）１１ａ及び裏面（第２面）１１ｂを備える。ただし、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＩｎＰ、ＧａＮ等）、サファイア、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなる基板であってもよい。
被加工物１１の表面１１ａ側には、積層された複数の薄膜を含む積層体１３が設けられている。積層体１３は、電極、配線、端子等として機能する導電膜、層間絶縁膜として機能する絶縁膜（例えば、低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ－ｋ膜））等の各種の薄膜を含み、被加工物１１の表面１１ａ側の全体にわたって形成されている。
被加工物１１は、互いに交差するように格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）１５によって、複数の矩形状の領域に区画されている。そして、分割予定ライン１５によって区画された複数の領域にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等のデバイス１７が形成されている。ただし、デバイス１７の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等に制限はない。
デバイス１７には、デバイス１７の表面から突出する複数の接続電極（バンプ）１９が設けられている。例えば接続電極１９は、はんだ等の金属材料でなる球状の電極であり、デバイス１７に含まれる他の電極等と接続されている。
図１（Ｂ）は、被加工物１１の一部を示す断面図である。積層体１３のうち分割予定ライン１５によって囲まれた複数の領域が、それぞれデバイス１７を構成している。例えば、被加工物１１の表面１１ａ側と積層体１３に含まれる薄膜とによって半導体素子が構成される。また、積層体１３に含まれる薄膜（Ｌｏｗ－ｋ膜等）の一部は、分割予定ライン１５上にも形成されている。なお、積層体１３のうち分割予定ライン１５上に形成された部分は、デバイス１７の検査に用いられるＴＥＧ等を構成していてもよい。
被加工物１１の分割予定ライン１５によって区画された複数の領域の内部にはそれぞれ、複数の電極（埋め込み電極、貫通電極）２１が埋め込まれている。電極２１は、被加工物１１の厚さ方向に沿って柱状に形成され、デバイス１７に接続されている。なお、電極２１の材質に制限はなく、例えば、銅、タングステン、アルミニウム等の金属が用いられる。
電極２１はそれぞれデバイス１７から被加工物１１の裏面１１ｂ側に向かって形成されており、電極２１の長さ（高さ）は被加工物１１の厚さ未満である。そのため、電極２１は被加工物１１の裏面１１ｂ側で露出しておらず、被加工物１１の内部に埋没した状態となっている。また、被加工物１１と電極２１との間には、被加工物１１と電極２１とを絶縁する絶縁層（不図示）が設けられている。
被加工物１１に対して切削加工、レーザー加工等の各種の加工を施すことにより、被加工物１１が分割予定ライン１５に沿って分割され、デバイス１７をそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。被加工物１１を加工する際には、被加工物１１の取り扱いの便宜のため、被加工物１１が環状のフレームによって支持される。
図２は、環状のフレーム２３によって支持された被加工物１１を示す斜視図である。フレーム２３は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属でなる環状の部材であり、フレーム２３の中央部にはフレーム２３を厚さ方向に貫通する円形の開口２３ａが設けられている。なお、開口２３ａの直径は被加工物１１の直径よりも大きい。
被加工物１１の裏面１１ｂ側には、被加工物１１よりも直径が大きい円形のテープ２５が貼着される。例えばテープ２５は、円形に形成されたフィルム状の基材と、基材上に設けられた粘着層（糊層）とを含む。基材は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなる。また、粘着層は、エポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤等でなる。なお、粘着層は、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型の樹脂であってもよい。
被加工物１１がフレーム２３の開口２３ａの内側に配置された状態で、テープ２５の中央部が被加工物１１の裏面１１ｂ側に貼着されるとともに、テープ２５の外周部がフレーム２３に貼着される。これにより、被加工物１１がテープ２５を介してフレーム２３によって支持される。
次に、被加工物１１を分割してデバイスチップを製造するデバイスチップの製造方法の具体例について説明する。本実施形態では、積層体１３を分断する加工溝を分割予定ライン１５に沿って形成し、被加工物１１の表面１１ａ側に樹脂層を形成した後、被加工物１１及び樹脂層を分割予定ライン１５に沿って分割することにより、デバイスチップを製造する。
まず、被加工物１１の表面１１ａ側（積層体１３側）に保護膜を形成する（保護膜形成ステップ）。図３（Ａ）は、保護膜形成ステップにおける被加工物１１を示す断面図である。例えば保護膜形成ステップでは、スピンコーター２によって被加工物１１に保護膜が形成される。
スピンコーター２は、被加工物１１を保持するスピンナテーブル（チャックテーブル）４を備える。スピンナテーブル４の上面は、被加工物１１を保持する平坦な保持面４ａを構成している。保持面４ａは、スピンナテーブル４の内部に形成された流路（不図示）、バルブ等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。
スピンナテーブル４には、スピンナテーブル４を鉛直方向（高さ方向、上下方向）と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。また、スピンナテーブル４の周囲には、フレーム２３を把持して固定するための複数のクランプ６が設けられている。
スピンナテーブル４の上方には、保護膜の原料である保護膜材１０を供給する保護膜材供給ユニット８が設けられている。例えば保護膜材供給ユニット８は、スピンナテーブル４によって保持された被加工物１１に向かって保護膜材１０を滴下するノズルを備える。
保護膜形成ステップでは、まず、被加工物１１がスピンナテーブル４によって保持される。具体的には、被加工物１１は、表面１１ａ側（積層体１３側）が上方を向き裏面１１ｂ側（テープ２５側）が保持面４ａに対面するように、スピンナテーブル４上に配置される。また、複数のクランプ６によってフレーム２３が固定される。この状態で保持面４ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がテープ２５を介してスピンナテーブル４によって吸引保持される。
次に、スピンナテーブル４を回転させつつ、保護膜材供給ユニット８のノズルから被加工物１１に向かって保護膜材１０を供給する。これにより、被加工物１１の表面１１ａ側が保護膜材１０によって覆われる。その後、被加工物１１に塗布された保護膜材１０を乾燥、硬化させることにより、被加工物１１の表面１１ａ側に保護膜が形成される。
図３（Ｂ）は、保護膜形成ステップ後の被加工物１１の一部を示す断面図である。被加工物１１の表面１１ａ側には、保護膜２７が積層体１３及び接続電極１９を覆うように形成される。
なお、保護膜２７の材質に制限はない。例えば、保護膜材１０（図３（Ａ）参照）として、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）、ＰＥＯ（酸化ポリエチレン）、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）等の水溶性の樹脂が用いられる。この場合には、水溶性の樹脂でなる保護膜２７が形成される。また、被加工物１１の表面１１ａ側に樹脂製のテープを保護膜２７として貼着してもよい。
次に、被加工物１１の表面１１ａ側から積層体１３に対して吸収性を有する波長のレーザービームを分割予定ライン１５に沿って照射して、積層体１３を分断する加工溝を分割予定ライン１５に沿って形成する（加工溝形成ステップ）。図４（Ａ）は、加工溝形成ステップにおける被加工物１１を示す断面図である。
加工溝形成ステップでは、レーザー加工装置２０によって被加工物１１にレーザー加工が施される。なお、Ｘ軸方向（加工送り方向、第１水平方向）とＹ軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ軸方向（鉛直方向、上下方向、高さ方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向である。
レーザー加工装置２０は、被加工物１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）２２を備える。チャックテーブル２２の上面は、水平方向（ＸＹ平面方向）に概ね平行な円形の平坦面であり、被加工物１１を保持する保持面２２ａを構成している。保持面２２ａは、チャックテーブル２２の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。
チャックテーブル２２には、チャックテーブル２２をＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動させるボールねじ式の移動機構（不図示）が連結されている。また、チャックテーブル２２には、チャックテーブル２２を保持面２２ａと概ね垂直な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。さらに、チャックテーブル２２の周囲には、フレーム２３を把持して固定する複数のクランプ２４が設けられている。
また、レーザー加工装置２０は、レーザー照射ユニット２６を備える。レーザー照射ユニット２６は、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー等のレーザー発振器（不図示）と、チャックテーブル２２の上方に配置されたレーザー加工ヘッド２８とを備える。レーザー加工ヘッド２８には、レーザー発振器から出射したパルス発振のレーザービームを被加工物１１へと導く光学系が内蔵されており、光学系はレーザービームを集光させる集光レンズ等の光学素子を含む。レーザー照射ユニット２６から照射されるレーザービーム３０によって、積層体１３が加工される。
加工溝形成ステップでは、まず、被加工物１１がチャックテーブル２２によって保持される。具体的には、被加工物１１は、表面１１ａ側（積層体１３側）が上方を向き裏面１１ｂ側（テープ２５側）が保持面２２ａに対面するように、チャックテーブル２２上に配置される。また、フレーム２３が複数のクランプ２４によって固定される。この状態で、保持面２２ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がテープ２５を介してチャックテーブル２２によって吸引保持される。
次に、チャックテーブル２２を回転させ、所定の分割予定ライン１５の長さ方向を加工送り方向（Ｘ軸方向）に合わせる。また、レーザービーム３０が照射される領域と、分割予定ライン１５の幅方向における両端の内側の領域（例えば、分割予定ライン１５の幅方向における中央）とのＹ軸方向における位置が一致するように、チャックテーブル２２の割り出し送り方向（Ｙ軸方向）における位置を調節する。さらに、レーザービーム３０の集光点が積層体１３の表面又は内部と同じ高さ位置（Ｚ軸方向における位置）に位置付けられるように、レーザー加工ヘッド２８の位置や光学系の配置を調節する。
そして、レーザー加工ヘッド２８からレーザービーム３０を照射しつつ、チャックテーブル２２を加工送り方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させる。これにより、チャックテーブル２２とレーザービーム３０とが加工送り方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の速度（加工送り速度）で相対的に移動する。その結果、レーザービーム３０が被加工物１１の表面１１ａ側（積層体１３側）から分割予定ライン１５に沿って照射される。
なお、レーザービーム３０の照射条件は、積層体１３にアブレーション加工が施されるように設定される。具体的には、レーザービーム３０の波長は、少なくともレーザービーム３０の一部が積層体１３に吸収されるように設定される。すなわち、レーザービーム３０は、積層体１３に対して吸収性を有する波長のレーザービームである。また、レーザービーム３０の他の照射条件も、積層体１３にアブレーション加工が適切に施されるように適宜設定される。例えば、レーザービーム３０の照射条件は以下のように設定できる。
波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：２Ｗ
繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
加工送り速度 ：４００ｍｍ／ｓ
積層体１３にレーザービーム３０が分割予定ライン１５に沿って照射されると、積層体１３のうちレーザービーム３０が照射された領域がアブレーション加工によって除去される。その結果、被加工物１１の表面１１ａ側に線状の加工溝２９が分割予定ライン１５に沿って形成される。
加工溝２９は、その深さが積層体１３の厚さ以上となるように形成される。そのため、加工溝２９が形成されると、積層体１３が分割予定ライン１５に沿って分断され、加工溝２９の内側で被加工物１１の表面１１ａ側が露出する。なお、レーザービーム３０の照射条件によっては、被加工物１１の表面１１ａ側の一部も僅かに除去され、積層体１３の厚さを超える深さの加工溝２９が形成される。
加工溝形成ステップでは、各分割予定ライン１５上の同一の領域にレーザービーム３０を複数回ずつ照射することによって、所望の深さの加工溝２９を形成してもよい。この場合には、レーザービーム３０の平均出力を抑えつつ深い加工溝２９を形成することが可能になる。
また、レーザービーム３０は、積層体１３のうちレーザービーム３０が照射される領域（被照射領域）が線状又は矩形状となるように整形されてもよい。この場合には、被照射領域の長さ方向（長手方向）が分割予定ライン１５の幅方向に沿うようにレーザービーム３０が積層体１３に照射され、幅広の加工溝２９が形成される。
さらに、各分割予定ライン１５の内側に加工溝２９を複数本ずつ形成してもよい。例えば、分割予定ライン１５の幅方向における一端側と他端側に、互いに概ね平行な一対の加工溝２９が形成される（図１１（Ｃ）参照）。この場合には、分割予定ライン１５の一端側にレーザービーム３０を照射して一方の加工溝２９を形成した後、分割予定ライン１５の他端側にレーザービーム３０を照射して他方の加工溝２９を形成する。また、レーザービーム３０を２箇所で集光するように分岐させた状態で分割予定ライン１５に沿って走査することにより、一対の加工溝２９を同時に形成することもできる。
被加工物１１又は積層体１３にアブレーション加工が施されると、被加工物１１又は積層体１３の溶融物（デブリ）が発生して飛散する。しかしながら、被加工物１１の表面１１ａ側に保護膜２７が形成されていると、デブリが被加工物１１や積層体１３に付着しにくくなり、被加工物１１及びデバイス１７の汚染が防止される。
その後、同様の手順を繰り返し、他の分割予定ライン１５に沿ってレーザービーム３０が照射される。その結果、全ての分割予定ライン１５に沿って加工溝２９が格子状に形成される。
図４（Ｂ）は、加工溝形成ステップ後の被加工物１１の一部を示す断面図である。加工溝形成ステップを実施することにより、積層体１３を分断して被加工物１１の表面１１ａ側に至る加工溝２９が分割予定ライン１５に沿って形成される。
加工溝形成ステップが完了すると、保護膜２７が除去される。これにより、保護膜２７に付着したデブリ等の異物が保護膜２７とともに除去される。保護膜２７が水溶性の樹脂でなる場合には、被加工物１１に純水等の洗浄液を供給するのみで保護膜２７を容易に除去でき、保護膜２７を除去する工程が簡略化される。
なお、加工溝形成ステップにおいて発生するデブリの量が少ない場合や、デブリの飛散が問題にならない場合等には、保護膜形成ステップを省略することもできる。この場合には、加工溝形成ステップ後に保護膜２７を除去する工程も省略される。
次に、被加工物１１の表面１１ａ側からプラズマ状態のエッチングガスを供給し、被加工物１１又は積層体１３に残存する加工歪又は異物を除去する（プラズマエッチングステップ）。図５は、プラズマエッチングステップにおける被加工物１１を示す断面図である。プラズマエッチングステップでは、プラズマ処理装置４０によって被加工物１１及び積層体１３にプラズマエッチングを施す。なお、プラズマエッチングステップにおいて、被加工物１１はフレーム２３によって支持されていなくてもよい。
プラズマ処理装置４０は、チャンバー４２を備える。チャンバー４２の内部は、プラズマ処理が行われる処理空間に相当する。チャンバー４２の側壁４２ａには、被加工物１１の搬入及び搬出の際に被加工物１１が通過する開口４２ｂが設けられている。
側壁４２ａの外側には、開口４２ｂを開放及び閉塞するゲート４４が設けられている。また、ゲート４４には、エアシリンダ等の開閉ユニット４６が連結されている。開閉ユニット４６でゲート４４を下方に移動させて開口４２ｂを露出させることにより、被加工物１１の処理空間への搬入、及び、被加工物１１の処理空間からの搬出が可能となる。また、開閉ユニット４６でゲート４４を上方に移動させて開口４２ｂを閉塞することにより、処理空間が密閉される。
チャンバー４２の底壁４２ｃにはパイプ等の配管４８が接続されており、配管４８には排気ポンプ等の減圧ユニット５０が接続されている。ゲート４４で開口４２ｂを閉塞した状態で減圧ユニット５０を作動させると、チャンバー４２の内部が排気され、減圧される。
チャンバー４２の内部には、テーブルベース５２が設けられている。テーブルベース５２は、円柱状の保持部５４と、保持部５４に連結された円柱状の支持部５６とを備える。支持部５６の直径は保持部５４の直径よりも小さく、支持部５６は保持部５４の下面の中央部から下方に向かって形成されている。
保持部５４の上面上には、被加工物１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）５８が設けられている。チャックテーブル５８は、絶縁体でなる円盤状の本体部６０を備えており、本体部６０の内部には複数の電極６２が埋め込まれている。複数の電極６２はそれぞれ、電極６２に所定の電圧（例えば、５ｋＶ程度の高電圧）を印加可能なＤＣ電源６４に接続されている。
また、チャックテーブル５８の本体部６０には、本体部６０の上面で開口する複数の吸引路６０ａが設けられている。吸引路６０ａは、テーブルベース５２の内部に形成された吸引路５２ａを介して吸引ポンプ６６に接続されている。
チャックテーブル５８によって被加工物１１を保持する際には、まず、チャックテーブル５８上に被加工物１１を配置して、吸引ポンプ６６を作動させる。これにより、被加工物１１が吸引ポンプ６６の吸引力によってチャックテーブル５８の上面で吸引される。この状態で、ＤＣ電源６４によって複数の電極６２に電圧を印加して電極６２間に電位差を生じさせると、静電気の力によって被加工物１１が吸着保持される。これにより、チャンバー４２の内部が減圧された状態でも被加工物１１をチャックテーブル５８上で保持することが可能になる。
また、テーブルベース５２の内部には、流路５２ｂが形成されている。流路５２ｂの両端は、冷媒を循環させる循環ユニット６８に接続されている。循環ユニット６８を作動させると、冷媒が流路５２ｂの一端から他端に向かって流れ、テーブルベース５２が冷却される。
チャンバー４２の上部には、エッチングガスを供給するガス供給ユニット７０が接続されている。ガス供給ユニット７０は、チャンバー４２の外部でエッチングガスをプラズマ化させ、プラズマ状態のエッチングガスをチャンバー４２の内部に供給する。
具体的には、ガス供給ユニット７０は、チャンバー４２に供給されるエッチングガスが流れる金属製の供給管７２を備える。供給管７２の一端側（下流側）は、チャンバー４２の上壁４２ｄを介してチャンバー４２の内部に接続されている。また、供給管７２の他端側（上流側）は、バルブ７４ａ、流量コントローラー７６ａ、バルブ７８ａを介してガス供給源８０ａに接続され、バルブ７４ｂ、流量コントローラー７６ｂ、バルブ７８ｂを介してガス供給源８０ｂに接続され、バルブ７４ｃ、流量コントローラー７６ｃ、バルブ７８ｃを介してガス供給源８０ｃに接続されている。
ガス供給源８０ａ，８０ｂ，８０ｃからそれぞれ所定のガスが所定の流量で供給されると、供給管７２内で混合ガスが生成される。この混合ガスが、被加工物１１のエッチングに用いられるエッチングガスとなる。例えば、ガス供給源８０ａはＳＦ６等のフッ素系ガスを供給し、ガス供給源８０ｂは酸素ガス（Ｏ２ガス）を供給し、ガス供給源８０ｃはＨｅ等の不活性ガスを供給する。ただし、ガス供給源８０ａ，８０ｂ，８０ｃから供給されるガスの成分、流量比等は、加工対象物の材質や加工条件に応じて任意に変更できる。
また、ガス供給ユニット７０は、供給管７２内で生成されたエッチングガスに高周波電圧を印加する電極８２を備える。電極８２は、供給管７２の中流部に供給管７２を囲むように設けられており、電極８２には高周波電源８４が接続されている。高周波電源８４は、例えば電圧値が０．５ｋＶ以上５ｋＶ以下、周波数が４５０ｋＨｚ以上２．４５ＧＨｚ以下の高周波電圧を電極８２に印加する。
電極８２及び高周波電源８４を用いて供給管７２を流れるエッチングガスに高周波電圧を作用させると、エッチングガスがイオン及びラジカルを含むプラズマ状態に変化する。そして、プラズマ状態のエッチングガスが、供給管７２の下流端で開口する供給口７２ａからチャンバー４２の内部に供給される。このようにして、チャンバー４２の外部でプラズマ化したエッチングガスがチャンバー４２の内部に供給される。
チャンバー４２の上壁４２ｄの内側には、分散部材８６が供給口７２ａを覆うように装着されている。供給管７２からチャンバー４２の内部に流入したプラズマ状態のエッチングガスは、分散部材８６によってチャックテーブル５８の上方で分散される。
また、チャンバー４２の側壁４２ａにはパイプ等の配管８８が接続されており、配管８８には不活性ガスを供給する不活性ガス供給源（不図示）が接続されている。不活性ガス供給源から配管８８を介してチャンバー４２に不活性ガスが供給されると、チャンバー４２の内部が不活性ガス（インナーガス）で満たされる。なお、配管８８は、バルブ（不図示）、流量コントローラー（不図示）等を介してガス供給源８０ｃに接続されていてもよい。この場合には、ガス供給源８０ｃから配管８８を介してチャンバー４２の内部に不活性ガスが供給される。
ガス供給ユニット７０から供給されたエッチングガスは、供給口７２ａの下方に設けられた分散部材８６で分散され、チャックテーブル５８によって保持された被加工物１１の全体に供給される。そして、プラズマ化したエッチングガスが被加工物１１及び積層体１３（図４（Ｂ）参照）に作用し、被加工物１１及び積層体１３にプラズマエッチングが施される。
加工溝形成ステップ後の被加工物１１及び積層体１３にプラズマ状態のガスが供給されると、レーザー加工によって加工溝２９の内部や加工溝２９の周辺に形成された加工歪（加工痕）が除去される。また、被加工物１１や積層体１３に付着しているデブリ等の異物が除去される。これにより、最終的に被加工物１１を分割して得られるデバイスチップの抗折強度の低下や品質低下が抑えられる。
なお、チャンバー４２の外部でプラズマ化されたエッチングガスが金属でなる供給管７２を通過する際、エッチングガスに含まれるイオンが供給管７２の内壁に吸着し、チャンバー４２の内部に到達しにくくなる。その結果、ラジカルの比率が高いエッチングガスがチャンバー４２内に導入され、被加工物１１及び積層体１３に供給される。ラジカルの比率が高いエッチングガスは、被加工物１１及び積層体１３の内部の狭い領域に入り込みやすいため、エッチングガスによって加工溝２９（図４（Ｂ）参照）の内側にエッチング処理が施されやすくなる。
上記のプラズマエッチングを実施する際は、積層体１３上にマスク層を形成してもよい。例えばマスク層は、被加工物１１又は積層体１３の分割予定ライン１５と重なる領域が露出するようにパターニングされる。このマスク層を介してプラズマ状態のエッチングガスを供給することにより、被加工物１１及び積層体１３のうちレーザー加工が施された領域が部分的にエッチングされる。
マスク層の材質や形成方法に制限はない。例えばマスク層は、感光性の樹脂でなるレジスト等によって形成できる。また、加工溝形成ステップの後に保護膜２７（図４（Ｂ）参照）を除去せず、保護膜２７をマスク層として用いることもできる。この場合には、プラズマエッチングステップの後に保護膜２７が除去される。
なお、加工溝形成ステップにおいて被加工物１１又は積層体１３が加工歪やデブリが発生しにくい加工条件で加工される場合、加工溝形成ステップ後の洗浄でデブリが確実に除去される場合、被加工物１１又は積層体１３に加工歪やデブリが残存してもデバイスチップの動作及び品質に問題がない場合等には、プラズマエッチングステップを省略してもよい。
次に、被加工物１１の表面１１ａ側に支持部材を固定する（支持部材固定ステップ）。図６（Ａ）は、支持部材固定ステップにおける被加工物１１を示す斜視図である。
支持部材３１は、後述の裏面研削ステップ（図７（Ａ）参照）において被加工物１１を支持する部材である。例えば支持部材３１として、ガラス、シリコン、樹脂、セラミックス等でなる円盤状の基板（支持基板）が用いられる。支持部材３１は、接着層３３を介して被加工物１１の表面１１ａ側（積層体１３側）に接合される。接着層３３としては、エポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤、紫外線硬化型の樹脂等を用いることができる。
図６（Ｂ）は、支持部材固定ステップ後の被加工物１１の一部を示す断面図である。支持部材３１が被加工物１１に固定されると、被加工物１１が支持部材３１によって支持される。なお、支持部材３１として、柔軟なシート状の部材を用いることもできる。例えば、テープ２５（図２参照）と材質及び構造が同一の支持テープを、支持部材３１として被加工物１１に貼着してもよい。
次に、被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削する（裏面研削ステップ）。図７（Ａ）は、裏面研削ステップにおける被加工物１１を示す斜視図である。裏面研削ステップでは、研削装置１００によって被加工物１１が研削される。
研削装置１００は、被加工物１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）１０２を備える。チャックテーブル１０２の上面は、水平方向と概ね平行な円形の平坦面であり、被加工物１１を保持する保持面１０２ａを構成している。保持面１０２ａは、チャックテーブル１０２の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。
チャックテーブル１０２には、チャックテーブル１０２を水平方向に沿って移動させる移動機構（不図示）が連結されている。また、チャックテーブル１０２には、チャックテーブル１０２を鉛直方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源が連結されている。
チャックテーブル１０２の上方には、研削ユニット１０４が設けられている。研削ユニット１０４は、鉛直方向に沿って配置された円柱状のスピンドル１０６を備える。スピンドル１０６の先端部（下端部）には、金属等でなる円盤状のマウント１０８が固定されている。また、スピンドル１０６の基端部（上端部）には、スピンドル１０６を回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。
マウント１０８には、環状の研削ホイール１１０が装着される。研削ホイール１１０は、被加工物１１を研削する加工工具であり、ボルト等の固定具によってマウント１０８の下面側に固定される。研削ホイール１１０は、回転駆動源からスピンドル１０６及びマウント１０８を介して伝達される動力により、鉛直方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。
研削ホイール１１０は、環状の基台１１２を備える。基台１１２は、アルミニウム、ステンレス等の金属でなり、マウント１０８と概ね同径に形成される。また、基台１１２の下面側には、複数の研削砥石１１４が固定されている。例えば、複数の研削砥石１１４は直方体状に形成され、基台１１２の周方向に沿って概ね等間隔で環状に配列される。
研削砥石１１４は、ダイヤモンド、ｃＢＮ（cubic Boron Nitride）等でなる砥粒と、砥粒を固定する結合材（ボンド材）とを含む。結合材として、メタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンド等が用いられる。ただし、研削砥石１１４の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。また、研削砥石１１４の数も任意に設定できる。
裏面研削ステップでは、まず、被加工物１１がチャックテーブル１０２によって保持される。具体的には、被加工物１１は、表面１１ａ側（積層体１３側、支持部材３１側）が保持面１０２ａに対面し裏面１１ｂ側が上方に露出するように、チャックテーブル１０２上に配置される。この状態で保持面１０２ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１が支持部材３１を介してチャックテーブル１０２によって吸引保持される。
次に、チャックテーブル１０２を移動させ、被加工物１１を研削ユニット１０４の下方に配置する。このとき、チャックテーブル１０２の回転軸（被加工物１１の中心）と研削砥石１１４の軌道（回転経路）とが重なるように、チャックテーブル１０２と研削ユニット１０４との位置関係が調節される。
そして、チャックテーブル１０２と研削ホイール１１０とをそれぞれ回転させながら、研削ホイール１１０を下降させ、回転する複数の研削砥石１１４を被加工物１１の裏面１１ｂ側に接触させる。これにより、被加工物１１の裏面１１ｂ側が研削され、被加工物１１が薄化される。
図７（Ｂ）は、裏面研削ステップ後の被加工物１１の一部を示す断面図である。被加工物１１の研削は、被加工物１１に埋め込まれた電極２１が被加工物１１の裏面１１ｂで露出するまで継続される。これにより、被加工物１１を厚さ方向に貫通する貫通電極が形成される。
なお、被加工物１１の研削後に他の処理を施すことにより、電極２１を被加工物１１の裏面１１ｂで露出させてもよい。例えば、裏面研削ステップにおいて電極２１が被加工物１１の裏面１１ｂで露出する直前まで被加工物１１を研削した後、被加工物１１の裏面１１ｂ側にドライエッチング、ウェットエッチング、研磨加工等の処理を施すことにより、電極２１を被加工物１１の裏面１１ｂで露出させてもよい。この場合、研削砥石１１４が電極２１に接触して電極２１に含まれる金属が飛散することを防止できる。
次に、被加工物１１の裏面１１ｂ側にパターンを形成する（裏面パターン形成ステップ）。図８は、パターン層３５が形成された被加工物１１の一部を示す断面図である。
パターン層３５は、積層体１３と同様に所定の機能を有する機能層であり、絶縁膜、導電膜、又はこれらの積層体のパターンを含む。例えばパターン層３５は、電極２１に接続される接続電極、接続電極同士を絶縁する絶縁層、接続電極に接続される配線、端子、素子等を含む。
パターン層３５は、被加工物１１の分割によって得られるデバイスチップの構造及び機能、デバイスチップの実装先の構造及び機能等に応じて適宜設計される。また、パターン層３５の形成が不要な場合には、裏面パターン形成ステップを省略できる。
次に、支持部材３１を被加工物１１の表面１１ａ側から除去する（支持部材除去ステップ）。図９は、支持部材除去ステップにおける被加工物１１を示す斜視図である。
支持部材除去ステップでは、まず、被加工物１１の裏面１１ｂ側にテープ３９を貼着する。具体的には、被加工物１１が環状のフレーム３７の開口３７ａの内側に配置された状態で、テープ３９の中央部が被加工物１１の裏面１１ｂ側に貼着されるとともに、テープ３９の外周部がフレーム３７に貼着される。これにより、被加工物１１がテープ３９を介してフレーム３７によって支持される。
なお、フレーム３７、テープ３９の構成、材質等はそれぞれ、フレーム２３、テープ２５（図２参照）と同様である。また、後述の通り、テープ３９として伸長性を有するシート（エキスパンドシート）を用いてもよい。
次に、被加工物１１を保持した状態で支持部材３１を被加工物１１から離れる方向に移動させることにより、支持部材３１を被加工物１１から剥離する。これにより、被加工物１１から支持部材３１が除去される。
なお、支持部材３１を剥離する際には、予め接着層３３に所定の処理を施し、接着層３３の粘着力を低下させてもよい。これにより、支持部材３１を被加工物１１から分離しやすくなる。例えば、接着層３３が紫外線硬化型の樹脂である場合には、接着層３３に紫外線を照射した後に支持部材３１を除去する。また、支持部材３１の除去後に被加工物１１に接着層３３が残存する場合には、被加工物１１に洗浄処理を施してもよい。
次に、被加工物１１の表面１１ａ側に樹脂層を形成する（樹脂層形成ステップ）。図１０は、樹脂層形成ステップにおける被加工物１１を示す斜視図である。
樹脂層４１は、被加工物１１の分割によって得られるデバイスチップを実装する際のアンダーフィル材に相当する。例えば、樹脂層４１としてＮＣＦ（Non Conductive Film）が用いられる。ＮＣＦは、樹脂をシート状に成形することによって得られるフィルムであり、接着性及び絶縁性を有する。
樹脂層４１（ＮＣＦ）は、被加工物１１と概ね同径に形成され、積層体１３の全体を覆うように被加工物１１の表面１１ａ側に貼着される。これにより、被加工物１１の表面１１ａ側に樹脂層４１が形成され、デバイス１７及び接続電極１９が樹脂層４１によって封止される。
ただし、樹脂層４１の種類に制限はない。例えば、ＮＣＰ（Non Conductive Paste）を被加工物１１の表面１１ａ側に塗布することによって樹脂層４１を形成してもよい。また、樹脂層４１の材料にも制限はない。例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂等を主成分とする樹脂層４１が用いられる。さらに、樹脂層４１には、酸化剤、フィラー等の各種の添加剤が含有されていてもよい。
上記の工程を経て、被加工物１１、積層体１３及び樹脂層４１を備え、積層体１３を分断する加工溝２９が分割予定ライン１５に沿って設けられたウェーハ（溝入りウェーハ）が得られる。すなわち、上記の工程は溝入りウェーハの製造方法に相当する。
次に、分割予定ライン１５に沿って被加工物１１及び樹脂層４１を分割する（分割ステップ）。図１１（Ａ）は、分割ステップにおける被加工物１１を示す断面図である。例えば分割ステップでは、切削装置１２０によって被加工物１１及び樹脂層４１が切断される。
切削装置１２０は、被加工物１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）１２２を備える。チャックテーブル１２２の上面は、水平方向（ＸＹ平面方向）と概ね平行な円形の平坦面であり、被加工物１１を保持する保持面１２２ａを構成している。保持面１２２ａは、チャックテーブル１２２の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。
チャックテーブル１２２には、チャックテーブル１２２をＸ軸方向に沿って移動させるボールねじ式の移動機構（不図示）が連結されている。また、チャックテーブル１２２には、チャックテーブル１２２を保持面１２２ａと概ね垂直な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。さらに、チャックテーブル１２２の周囲には、フレーム３７を把持して固定する複数のクランプ１２４が設けられている。
チャックテーブル１２２の上方には、切削ユニット１２６が設けられている。切削ユニット１２６は、筒状のハウジング１２８を備える。ハウジング１２８には、Ｙ軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル１３０が収容されている。スピンドル１３０の先端部（一端部）はハウジング１２８の外部に露出しており、スピンドル１３０の基端部（他端部）にはモータ等の回転駆動源が連結されている。
スピンドル１３０の先端部には、環状の切削ブレード１３２が装着される。切削ブレード１３２は、回転駆動源からスピンドルを介して伝達される動力によって、Ｙ軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。
切削ブレード１３２としては、例えばハブタイプの切削ブレード（ハブブレード）が用いられる。ハブブレードは、金属等でなる環状の基台と、基台の外周縁に沿って形成された環状の切刃とが一体となって構成される。ハブブレードの切刃は、ダイヤモンド等でなる砥粒と、砥粒を固定するニッケルめっき層等の結合材とを含む電鋳砥石によって構成される。ただし、切削ブレード１３２としてワッシャータイプの切削ブレード（ワッシャーブレード）を用いることもできる。ワッシャーブレードは、砥粒と、金属、セラミックス、樹脂等でなり砥粒を固定する結合材とを含む環状の切刃のみによって構成される。
切削ユニット１２６には、ボールねじ式の移動機構（不図示）が連結されている。この移動機構は、切削ユニット１２６をＹ軸方向に沿って移動させるとともに、Ｚ軸方向に沿って昇降させる。
分割ステップでは、まず、被加工物１１がチャックテーブル１２２によって保持される。具体的には、被加工物１１は、表面１１ａ側（積層体１３側、樹脂層４１側）が上方を向き裏面１１ｂ側（テープ２５側）が保持面１２２ａに対面するように、チャックテーブル１２２上に配置される。また、フレーム３７が複数のクランプ１２４によって固定される。この状態で、保持面１２２ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がテープ３９を介してチャックテーブル１２２によって保持される。
次に、チャックテーブル１２２を回転させ、所定の分割予定ライン１５の長さ方向を加工送り方向（Ｘ軸方向）に合わせる。また、切削ブレード１３２が所定の分割予定ライン１５の延長線上に配置されるように、切削ユニット１２６の割り出し送り方向（Ｙ軸方向）における位置を調節する。さらに、切削ブレード１３２の下端がテープ３９の上面よりも下方に配置されるように、切削ユニット１２６の高さを調整する。このときの樹脂層４１の上面と切削ブレード１３２の下端との高さの差が、切削ブレード１３２の切り込み深さに相当する。
そして、切削ブレード１３２を回転させつつ、チャックテーブル１２２をＸ軸方向に沿って移動させる。これにより、チャックテーブル１２２と切削ブレード１３２とがＸ軸方向に沿って相対的に移動し（加工送り）、切削ブレード１３２が分割予定ライン１５に沿って被加工物１１、パターン層３５及び樹脂層４１に切り込む。その結果、被加工物１１、パターン層３５及び樹脂層４１が分割予定ライン１５に沿って分割される。その後、同様の手順を繰り返し、全ての分割予定ライン１５に沿って被加工物１１、パターン層３５及び樹脂層４１を切削する。
図１１（Ｂ）は、加工溝２９の内側にカーフ（切り口）４３が形成された被加工物１１の一部を示す断面図である。切削後の被加工物１１、パターン層３５及び樹脂層４１には、樹脂層４１の上面からパターン層３５の下面に至るカーフ４３が分割予定ライン１５に沿って格子状に形成される。その結果、デバイス１７と、パターン層３５及び樹脂層４１の個片とをそれぞれ備える複数のデバイスチップ４５が製造される。
なお、分割ステップでは、積層体１３が除去された領域に相当する加工溝２９の内側（加工溝２９の幅方向における両端の間）に切削ブレード１３２が切り込むように、チャックテーブル１２２と切削ブレード１３２との位置関係が調節される。そのため、切削ブレード１３２は積層体１３に接触せずに被加工物１１等を切削する。これにより、回転する切削ブレードが積層体１３に接触して積層体１３に膜剥がれが生じることを回避でき、デバイス１７の損傷、樹脂層４１の剥離等が防止される。
図１１（Ｃ）は、一対の加工溝２９の間にカーフ４３が形成された被加工物１１の一部を示す断面図である。被加工物１１及び積層体１３に一対の加工溝２９が形成されている場合には、一対の加工溝２９の間に切削ブレード１３２が切り込むように、チャックテーブル１２２と切削ブレード１３２との位置関係が調節される。これにより、積層体１３の膜剥がれがデバイス１７に相当する領域に伝播することを回避できる。
被加工物１１等の分割によって得られたデバイスチップ４５には、樹脂層４１の個片が付着している。そして、デバイスチップ４５は、樹脂層４１の個片を介して実装基板や他のデバイスチップに実装される。すなわち、樹脂層４１の個片はアンダーフィル材として機能する。
なお、被加工物１１、パターン層３５及び樹脂層４１はそれぞれ、他の層と同時に切削してもよいし、個別に切削してもよい。例えば、第１切削ブレードで樹脂層４１を切削し、その後、被加工物１１及びパターン層３５を第２切削ブレードで切削してもよい。この場合、第１切削ブレードと第２切削ブレードとは、同一の切削ブレードであっても異なる切削ブレードであってもよい。
ここで、仮に加工溝２９の形成前に樹脂層４１が形成され、加工溝２９を形成するためのレーザービーム３０（図４（Ａ）参照）が樹脂層４１を介して積層体１３に照射されると、レーザービーム３０の照射によって生じる熱やデブリに起因して樹脂層４１が変質、硬化し、樹脂層４１の柔軟性が失われることがある。この場合、デバイスチップ４５を実装する際に樹脂層４１の個片が変形しにくくなり、デバイスチップ４５の接続電極１９と実装先の電極との接続ができず、又は不完全になるおそれがある。
しかしながら、本実施形態においては、レーザービーム３０の照射によって加工溝２９を形成する工程（図４（Ａ）参照）の後に、樹脂層４１を形成する工程（図１０参照）が実施される。これにより、レーザービームの照射による樹脂層４１の変質を回避し、デバイスチップ４５のボンディング不良を防止することができる。
なお、上記では切削ブレード１３２によって被加工物１１等を切削して分割する形態について説明したが、分割方法は切削加工に限られない。例えば、被加工物１１の裏面１１ｂ側にパターン層３５が形成されていない場合には、切削加工及び研削加工を用いて被加工物１１等を分割することもできる。
具体的には、まず、カーフ４３を形成する代わりに、被加工物１１及び樹脂層４１を切削ブレード１３２で切削することによって切削溝を分割予定ライン１５に沿って形成する。このとき、切削ブレード１３２の切り込み深さは、切削ブレード１３２の下端が被加工物１１の表面１１ａよりも下方で且つ裏面１１ｂよりも上方に位置付けられるように調節される。その結果、樹脂層４１を分断して被加工物１１の内部に至る切削溝が各分割予定ライン１５に沿って形成される。
次に、被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削して薄化する。被加工物１１の研削には、例えば研削装置１００（図７（Ａ）参照）が用いられる。切削溝が被加工物１１の裏面１１ｂ側に露出するまで被加工物１１を研削すると、被加工物１１が複数のデバイスチップ４５に分割される。その結果、樹脂層４１の個片が付着したデバイスチップ４５が製造される。
なお、上記の切削溝は、樹脂層４１の形成前に実施することもできる。具体的には、まず、加工溝２９が形成された被加工物１１（図４（Ｂ）参照）に対して上記の切削加工を施し、被加工物１１の内部に至る切削溝を各分割予定ライン１５に沿って形成する。次に、被加工物１１の表面１１ａ側に樹脂層４１を形成する（図１０参照）。その後、切削溝が被加工物１１の裏面１１ｂ側に露出するまで被加工物１１を研削し、被加工物１１を複数のデバイスチップ４５に分割する。
次に、樹脂層４１を分割予定ライン１５に沿って分割する。なお、樹脂層４１の分割方法に制限はなく、例えば切削ブレードによる切削加工やレーザービームの照射によるアブレーション加工によって樹脂層４１が分割される。また、後述のようにエキスパンドシートの拡張による外力の付与によって樹脂層４１を分割してもよい。その結果、樹脂層４１の個片が付着したデバイスチップ４５が製造される。
また、例えば分割ステップでは、被加工物１１に分割起点（分割のきっかけ）を形成した後に被加工物１１に外力を付与することにより、被加工物１１等を分割してもよい。以下、分割起点の形成と外力の付与とによって被加工物１１等を分割する方法の具体例について説明する。
まず、分割ステップの前に、伸長性を有するシート（エキスパンドシート）を被加工物１１に貼着する（エキスパンドシート貼着ステップ）。例えば、テープ３９（図９参照）として、外力の付与によって拡張可能なエキスパンドシートが用いられる。この場合には、被加工物１１がエキスパンドシートを介してフレーム３７によって支持される。エキスパンドシートの基材としては、伸長性に富むポリオレフィン、ポリ塩化ビニル等の樹脂を用いることが好ましい。
ただし、エキスパンドシートはテープ３９とは別のシートであってもよい。例えば、分割ステップの前に被加工物１１からテープ３９を剥離し、別途エキスパンドシートを被加工物１１に貼着してもよい。
次に、分割ステップを実施する。分割ステップでは、まず、被加工物１１にレーザービームを照射することによって、被加工物１１に改質層を分割予定ライン１５に沿って形成する（改質層形成ステップ）。図１２（Ａ）は、改質層形成ステップにおける被加工物１１を示す断面図である。
改質層形成ステップでは、レーザー加工装置１４０によって被加工物１１にレーザー加工が施される。レーザー加工装置１４０の構成は、レーザー加工装置２０（図４（Ａ）参照）と同様である。具体的には、レーザー加工装置１４０は、チャックテーブル（保持テーブル）１４２、複数のクランプ１４４、及びレーザー照射ユニット１４６を備える。また、チャックテーブル１４２は被加工物１１を保持する保持面１４２ａを備え、レーザー照射ユニット１４６はレーザー発振器（不図示）とレーザー加工ヘッド１４８とを備える。なお、改質層形成ステップではレーザー加工装置２０（図４（Ａ）参照）を用いることもできる。
改質層形成ステップでは、まず、被加工物１１がチャックテーブル１４２によって保持される。具体的には、被加工物１１は、表面１１ａ側（積層体１３側、樹脂層４１側）が保持面１４２ａに対面し裏面１１ｂ側（テープ３９側）が上方を向くように、チャックテーブル１４２上に配置される。また、フレーム３７が複数のクランプ１４４によって固定される。この状態で、保持面１４２ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１が樹脂層４１を介してチャックテーブル１４２によって吸引保持される。
なお、樹脂層４１には、樹脂層４１の表面を保護する保護部材が設けられていてもよい。この場合には、被加工物１１は樹脂層４１及び保護部材を介してチャックテーブル１４２によって保持される。これにより、樹脂層４１とチャックテーブル１４２の保持面１４２ａとの接触を回避できる。なお、保護部材の材質の例は、支持部材３１（図９参照）と同様である。
次に、チャックテーブル１４２を回転させ、所定の分割予定ライン１５の長さ方向を加工送り方向（Ｘ軸方向）に合わせる。また、レーザービーム１５０が照射される領域と、分割予定ライン１５の幅方向における両端の内側の領域（例えば、加工溝２９の幅方向における中央）とのＹ軸方向における位置が一致するように、チャックテーブル１４２の割り出し送り方向（Ｙ軸方向）における位置を調節する。さらに、レーザービーム１５０の集光点が被加工物１１の内部と同じ高さ位置に位置付けられるように、レーザー加工ヘッド１４８の位置や光学系の配置を調節する。
そして、レーザー加工ヘッド１４８からレーザービーム１５０を照射しつつ、チャックテーブル１４２を加工送り方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させる。これにより、チャックテーブル１４２とレーザービーム１５０とが加工送り方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の速度（加工送り速度）で相対的に移動する。その結果、レーザービーム１５０は、集光点が被加工物１１の内部に位置付けられた状態で、被加工物１１の裏面１１ｂ側から分割予定ライン１５に沿って照射される。
なお、レーザービーム１５０の照射条件は、被加工物１１のレーザービーム１５０が照射された領域が多光子吸収によって改質されて変質するように設定される。具体的には、レーザービーム１５０の波長は、少なくともレーザービーム１５０の一部が被加工物１１を透過するように設定される。すなわち、レーザービーム１５０は、被加工物１１に対して透過性を有する波長のレーザービームである。また、他のレーザービーム１５０の照射条件も、被加工物１１が適切に改質されるように設定される。例えば、被加工物１１がシリコンウェーハである場合には、レーザービーム１５０の照射条件の例は以下のように設定される。
波長 ：１０６４ｎｍ
平均出力 ：１Ｗ
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
加工送り速度 ：８００ｍｍ／ｓ
レーザービーム１５０を被加工物１１に照射すると、被加工物１１の内部が多光子吸収によって改質されて変質し、被加工物１１の内部に改質層（変質層）４７が分割予定ライン１５及び加工溝２９に沿って形成される。その後、同様の手順を繰り返すことにより、他の分割予定ライン１５及び加工溝２９に沿ってレーザービーム１５０が照射される。その結果、被加工物１１の内部に格子状の改質層４７が形成される。
なお、改質層４７は、被加工物１１の厚さ方向に複数層形成されてもよい。例えば、被加工物１１が厚さ２００μｍ以上のシリコンウェーハ等である場合には、２層以上の改質層４７を形成することにより、被加工物１１が適切に分割されやすくなる。複数の改質層４７を形成する場合は、被加工物１１の厚さ方向におけるレーザービーム１５０の集光点を変えつつ、各分割予定ライン１５に沿ってレーザービーム１５０をそれぞれ複数回ずつ照射する。
図１２（Ｂ）は、改質層形成ステップ後の被加工物１１の一部を示す断面図である。改質層４７は、被加工物１１の内部のレーザービーム１５０（図１２（Ａ）参照）が集光した領域又はその近傍に、分割予定ライン１５及び加工溝２９に沿って形成される。また、改質層４７が形成されると、改質層４７でクラック（亀裂）４９が発生し、クラック４９は改質層４７から被加工物１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂに向かって進展する。
被加工物１１のうち改質層４７及びクラック４９が形成された領域は、被加工物１１の他の領域よりも脆くなる。そのため、被加工物１１に外力を付与すると、被加工物１１が改質層４７及びクラック４９を起点として分割予定ライン１５及び加工溝２９に沿って分割される。すなわち、改質層４７及びクラック４９は分割起点として機能する。
ただし、レーザービーム１５０の照射条件、被加工物１１の厚さ等によっては、クラック４９が被加工物１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂに達することがある。この場合には、改質層形成ステップにおいて被加工物１１が分割予定ライン１５に沿って分割される。
次に、テープ３９（エキスパンドシート）を拡張する（拡張ステップ）。図１３（Ａ）は、拡張ステップにおける被加工物１１を示す断面図である。
拡張ステップでは、テープ３９を半径方向外側に向かって引っ張ることにより拡張させる。これにより、被加工物１１、パターン層３５及び樹脂層４１に外力が付与され、被加工物１１、パターン層３５及び樹脂層４１が分割予定ライン１５に沿って分断される。
テープ３９の拡張は、作業者が手動で行ってもよいし、専用の拡張装置を用いて自動で実施してもよい。図１３（Ａ）には、拡張装置１６０によってテープ３９が拡張される例を示している。
拡張装置１６０は、中空の円柱状に形成されたドラム１６２を有する。ドラム１６２の上端部には、複数のコロ１６４がドラム１６２の周方向に沿って配列されている。また、ドラム１６２の外側には、複数の柱状の支持部材１６６が配置されている。支持部材１６６の下端部にはそれぞれ、支持部材１６６を鉛直方向に沿って移動（昇降）させるエアシリンダ（不図示）が連結されている。
複数の支持部材１６６の上端部には、環状のテーブル１６８が固定されている。テーブル１６８の中央部には、テーブル１６８を厚さ方向に貫通する円形の開口が設けられている。なお、テーブル１６８の開口の直径はドラム１６２の直径よりも大きく、ドラム１６２の上端部はテーブル１６８の開口に挿入可能となっている。また、テーブル１６８の外周部には、フレーム３７を把持して固定する複数のクランプ１７０が配置されている。
被加工物１１を分割する際は、まず、エアシリンダ（不図示）によって支持部材１６６を移動させ、コロ１６４の上端とテーブル１６８の上面とを概ね同じ高さ位置に配置する。そして、テーブル１６８上にフレーム３７を配置し、複数のクランプ１７０によってフレーム３７を固定する。このとき被加工物１１は、ドラム１６２の内側の領域と重なるように配置される。
次に、エアシリンダ（不図示）によって支持部材１６６を下降させ、テーブル１６８を引き下げる。これにより、テープ３９がコロ１６４によって支持された状態で半径方向外側に向かって引っ張られる。その結果、テープ３９が放射状に拡張される。
図１３（Ｂ）は、拡張ステップ後の被加工物１１の一部を示す断面図である。テープ３９が拡張されると、テープ３９が貼着されている被加工物１１に外力が付与される。その結果、改質層４７又はクラック４９（図１２（Ｂ）参照）が分割起点として機能し、被加工物１１が分割予定ライン１５に沿って分割される。また、被加工物１１に形成されているパターン層３５及び樹脂層４１も、被加工物１１とともに分割予定ライン１５に沿って分割される。
なお、積層体１３のうち改質層４７と重なる領域は、溝形成ステップ（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）において除去されている。そのため、被加工物１１が分割される際、積層体１３の破断に誘発されて積層体１３に含まれる薄膜が剥離される現象が生じにくくなり、デバイス１７の損傷が防止される。
被加工物１１等が分割予定ライン１５に沿って分割されると、デバイス１７が樹脂層４１の個片によって封止された複数のデバイスチップ４５が製造される。また、テープ３９の拡張により、デバイスチップ４５間に隙間が形成される。そして、デバイスチップ４５はテープ３９から剥離されてピックアップされ、実装基板や他のデバイスチップに実装される。
なお、改質層４７を形成した際にクラック４９（図１２（Ｂ）参照）が被加工物１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂに達している場合には、拡張ステップの実施前に既に被加工物１１が分割予定ライン１５に沿って分割されている。この場合には、テープ３９の拡張によって樹脂層４１が分割予定ライン１５に沿って分断されるとともに、デバイスチップ４５間に隙間が形成される。
以上の通り、本実施形態に係るデバイスチップの製造方法では、被加工物１１の分割前に、積層体１３を分断する加工溝２９が分割予定ライン１５に沿って形成される。これにより、被加工物１１の分割時における積層体１３の剥離が回避され、デバイス１７の損傷や樹脂層４１の剥離が防止される。
また、本実施形態に係るデバイスチップの製造方法では、レーザービーム３０の照射によって積層体１３を分断する加工溝２９が分割予定ライン１５に沿って形成された後に、被加工物１１の表面１１ａ側に樹脂層４１が形成される。これにより、加工溝２９を形成するためのレーザービーム３０が樹脂層４１に照射されて樹脂層４１が変質することを回避でき、樹脂層４１の個片を介してデバイスチップ４５を実装する際のボンディング不良が防止される。
さらに、本実施形態に係るデバイスチップの製造方法では、被加工物１１の研削及び薄化によって被加工物１１の剛性が低下する前に、レーザービーム３０の照射によって加工溝２９が形成される。これにより、加工溝２９を形成するためのレーザー加工を実施する際、被加工物１１の変形（撓み）や破損が生じにくくなり、被加工物１１の取り扱いが容易になる。
なお、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。
１１ 被加工物
１１ａ 表面（第１面）
１１ｂ 裏面（第２面）
１３ 積層体
１５ 分割予定ライン（ストリート）
１７ デバイス
１９ 接続電極（バンプ）
２１ 電極（埋め込み電極、貫通電極）
２３ フレーム
２３ａ 開口
２５ テープ
２７ 保護膜
２９ 加工溝
３１ 支持部材
３３ 接着層
３５ パターン層
３７ フレーム
３７ａ 開口
３９ テープ
４１ 樹脂層
４３ カーフ（切り口）
４５ デバイスチップ
４７ 改質層（変質層）
４９ クラック（亀裂）
２ スピンコーター
４ スピンナテーブル（チャックテーブル）
４ａ 保持面
６ クランプ
８ 保護膜材供給ユニット
１０ 保護膜材
２０ レーザー加工装置
２２ チャックテーブル（保持テーブル）
２２ａ 保持面
２４ クランプ
２６ レーザー照射ユニット
２８ レーザー加工ヘッド
３０ レーザービーム
４０ プラズマ処理装置
４２ チャンバー
４２ａ 側壁
４２ｂ 開口
４２ｃ 底壁
４２ｄ 上壁
４４ ゲート
４６ 開閉ユニット
４８ 配管
５０ 減圧ユニット
５２ テーブルベース
５２ａ 吸引路
５２ｂ 流路
５４ 保持部
５６ 支持部
５８ チャックテーブル（保持テーブル）
６０ 本体部
６０ａ 吸引路
６２ 電極
６４ ＤＣ電源
６６ 吸引ポンプ
６８ 循環ユニット
７０ ガス供給ユニット
７２ 供給管
７２ａ 供給口
７４ａ，７４ｂ，７４ｃ バルブ
７６ａ，７６ｂ，７６ｃ 流量コントローラー
７８ａ，７８ｂ，７８ｃ バルブ
８０ａ，８０ｂ、８０ｃ ガス供給源
８２ 電極
８４ 高周波電源
８６ 分散部材
８８ 配管
１００ 研削装置
１０２ チャックテーブル（保持テーブル）
１０２ａ 保持面
１０４ 研削ユニット
１０６ スピンドル
１０８ マウント
１１０ 研削ホイール
１１２ 基台
１１４ 研削砥石
１２０ 切削装置
１２２ チャックテーブル（保持テーブル）
１２２ａ 保持面
１２４ クランプ
１２６ 切削ユニット
１２８ ハウジング
１３０ スピンドル
１３２ 切削ブレード
１４０ レーザー加工装置
１４２ チャックテーブル（保持テーブル）
１４２ａ 保持面
１４４ クランプ
１４６ レーザー照射ユニット
１４８ レーザー加工ヘッド
１５０ レーザービーム
１６０ 拡張装置
１６２ ドラム
１６４ コロ
１６６ 支持部材
１６８ テーブル
１７０ クランプ

Claims (7)

  1. 複数の交差する分割予定ラインによって区画された複数の領域に設けられたデバイスを構成する積層体を表面側に備える被加工物を分割してデバイスチップを製造するデバイスチップの製造方法であって、
    該被加工物の表面側から該積層体に対して吸収性を有する波長のレーザービームを該分割予定ラインに沿って照射して、該積層体を分断する加工溝を該分割予定ラインに沿って形成する加工溝形成ステップと、
    該加工溝形成ステップの後、該被加工物の表面側に樹脂層を形成する樹脂層形成ステップと、
    該樹脂層形成ステップの後、該分割予定ラインに沿って該被加工物及び該樹脂層を分割する分割ステップと、を含むことを特徴とするデバイスチップの製造方法。
  2. 複数の交差する分割予定ラインによって区画された複数の領域に設けられたデバイスを構成する積層体を表面側に備える被加工物を分割してデバイスチップを製造するデバイスチップの製造方法であって、
    該被加工物の表面側から該積層体に対して吸収性を有する波長のレーザービームを該分割予定ラインに沿って照射して、該積層体を分断する加工溝を該分割予定ラインに沿って形成する加工溝形成ステップと、
    該加工溝形成ステップの後、該被加工物の表面側に支持部材を固定する支持部材固定ステップと、
    該支持部材固定ステップの後、該被加工物の裏面側を研削する裏面研削ステップと、
    該裏面研削ステップの後、該支持部材を該被加工物の表面側から除去する支持部材除去ステップと、
    該支持部材除去ステップの後、該被加工物の表面側に樹脂層を形成する樹脂層形成ステップと、
    該樹脂層形成ステップの後、該分割予定ラインに沿って該被加工物及び該樹脂層を分割する分割ステップと、を含むことを特徴とするデバイスチップの製造方法。
  3. 該裏面研削ステップの後、該被加工物の裏面側にパターンを形成する裏面パターン形成ステップを更に含むことを特徴とする、請求項２に記載のデバイスチップの製造方法。
  4. 該加工溝形成ステップの前に、該被加工物の表面側に保護膜を形成する保護膜形成ステップを更に含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のデバイスチップの製造方法。
  5. 該加工溝形成ステップの後、該被加工物の表面側からプラズマ状態のエッチングガスを供給し、該被加工物又は該積層体に残存する加工歪又は異物を除去するプラズマエッチングステップを更に含むことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載のデバイスチップの製造方法。
  6. 該分割ステップでは、切削ブレードで該被加工物及び該樹脂層を該分割予定ラインに沿って切断することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載のデバイスチップの製造方法。
  7. 該分割ステップの前に、伸長性を有するエキスパンドシートを該被加工物に貼着するエキスパンドシート貼着ステップを更に含み、
    該分割ステップは、
    該被加工物に対して透過性を有する波長のレーザービームを、該レーザービームの集光点を該被加工物の内部に位置付けて照射することで、該被加工物に改質層を該分割予定ラインに沿って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、該エキスパンドシートを拡張する拡張ステップと、を含むことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載のデバイスチップの製造方法。
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