JP6814671B2

JP6814671B2 - 加工方法

Info

Publication number: JP6814671B2
Application number: JP2017057447A
Authority: JP
Inventors: ウィリアムガッドマイケル
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2037-03-23
Also published as: JP2018160578A

Description

本発明は、板状物の裏面に膜が成膜され、複数の分断予定ラインが設定された被加工物の加工方法に関する。

金属膜や樹脂膜等、特に延性を有する膜を備える板状物を切削ブレードで切削すると、切削ブレードに膜による目詰まりが生じる。そこで、切削加工を施す前に、予め上記膜をレーザビームで除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−４２５２６号公報

しかし、レーザビームで膜を除去するとデブリが発生する上、一般的に高価なレーザ加工装置を利用して加工することになるため製造コストも嵩むという問題がある。

よって、成膜された板状の被加工物を加工する場合には、切削ブレードに目詰まりを発生させることなく、かつ、レーザ加工装置を利用せずとも被加工物を加工できるようにするという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、板状物の裏面に膜が成膜され、複数の分断予定ラインが設定された被加工物の加工方法であって、被加工物の表面から該分断予定ラインに沿って溝を形成する溝形成ステップと、該溝形成ステップを実施した後、被加工物の表面側を保持して被加工物の裏面側の該膜を露出させる保持ステップと、該保持ステップを実施した後、被加工物の該裏面側に超音波流水を噴射して少なくとも該膜に該溝に沿った破断起点を形成する超音波流水噴射ステップと、超音波流水が噴射された被加工物の該裏面側に噴射物を噴射して該溝に対応する該膜を除去する噴射物噴射ステップと、を備えた加工方法である。

本発明に係る加工方法は、被加工物の表面から分断予定ラインに沿って溝を形成する溝形成ステップと、溝形成ステップを実施した後、被加工物の表面側を保持して被加工物の裏面側の膜を露出させる保持ステップと、保持ステップを実施した後、被加工物の裏面側に超音波流水を噴射して少なくとも膜に溝に沿った破断起点を形成する超音波流水噴射ステップと、超音波流水が噴射された被加工物の裏面側に噴射物を噴射して溝に対応する該膜を除去する噴射物噴射ステップと、を備えているため、レーザ加工装置を利用せず、また、切削ブレードに膜による目詰まりを発生させることもなく、超音波流水で少なくとも膜に溝に沿った破断起点を形成し、かつ膜のうち溝に対応する部分（チップからはみ出る部分）を噴射物で除去して、被加工物からチップを作製することができる。

被加工物の一例を示す断面図である。切削装置を用いて被加工物に溝を形成している状態を示す断面図である。被加工物に形成された溝の一例を拡大して示す断面図である。被加工物に溝を形成するためのプラズマエッチング装置の一例を示す断面図である。保護テープが表面側に貼着された状態の被加工物の一部を示す断面図である。被加工物に超音波流水及び噴射物を噴射することができる噴射装置の一例を示す断面図である。超音波流水噴射ノズルから超音波流水を溝に沿って被加工物の裏面側に噴射して、膜に溝に沿った破断起点を形成している状態を示す断面図である。超音波流水が噴射された被加工物の裏面側に噴射物を溝に沿って噴射して溝に対応する膜を除去している状態を示す断面図である。超音波流水及び噴射物が噴射された後の被加工物の一部を拡大して示す断面図である。旋回する超音波流水噴射ノズルから超音波流水を膜に噴射して、膜に溝に沿った破断起点を形成している状態を示す断面図である。旋回する噴射ノズルから、超音波流水が噴射された被加工物の裏面側に噴射物を噴射して溝に対応する膜を除去している状態を示す断面図である。

図１に示す被加工物Ｗは、例えば、シリコンからなる板状物Ｗ１を備える円形状の半導体ウエーハであり、板状物Ｗ１の表面、すなわち、被加工物Ｗの表面Ｗ１ａには複数の分断予定ラインＳがそれぞれ直交するように設定されている。そして、分断予定ラインＳによって区画された格子状の領域には、デバイスＤがそれぞれ形成されている。図１において−Ｚ方向側に向いている板状物Ｗ１の裏面Ｗ１ｂには、銅及びニッケル等の金属からなり電極として働く一様な厚さ（例えば、０．５μｍ〜１０μｍ）の膜Ｗ２が形成されている。膜Ｗ２の露出面は、被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂとなる。被加工物Ｗの外周縁には、結晶方位を識別するための図示しないノッチが、被加工物Ｗの中心に向けて径方向内側に窪んだ状態で形成されている。なお、被加工物Ｗの構成は、本実施形態に示す例に限定されるものではない。例えば、板状物Ｗ１はシリコン以外にサファイア、ガリウム又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよく、また、膜Ｗ２は、金属膜ではなく、例えばＤＡＦ（ＤｉｅＡｔｔａｃｈＦｉｌｍ）やＤＢＦ（ＤｉｅＢａｃｋｓｉｄｅＦｉｌｍ）等の厚さ５μｍ〜３０μｍ程度の樹脂膜であってもよい。

（実施形態１）
以下に、本発明に係る加工方法を実施して図１に示す被加工物ＷからデバイスＤを備えるチップを作製する場合の、加工方法の各ステップについて説明していく。

（１−１）切削装置を用いる溝形成ステップ
まず、図１に示す被加工物Ｗの表面Ｗ１ａから分断予定ラインＳに沿って溝を形成する溝形成ステップを実施する。本溝形成ステップにおいては、例えば、図２に示す切削装置１を用いて溝形成を行う。

溝が形成されるにあたり、図２に示すように、被加工物Ｗは、その裏面Ｗ２ｂに被加工物Ｗよりも大径のダイシングテープＴ１が貼着され、ダイシングテープＴ１の粘着面の外周部は、環状フレームＦ１に貼着された状態になる。そして、表面Ｗ１ａが上方に向かって露出した状態の被加工物Ｗは、ダイシングテープＴ１を介して環状フレームＦ１に支持されることで、環状フレームＦ１によるハンドリングが可能な状態となる。

図２に示す切削装置１は、例えば、被加工物Ｗを吸引保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗに対して回転する切削ブレード１１０で切削加工を施す切削手段１１と、を少なくとも備えている。

チャックテーブル１０は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなる保持面１０ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。チャックテーブル１０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、図示しない切削送り手段によってＸ軸方向に往復移動可能となっている。チャックテーブル１０の外周部には、例えば４つ（図示の例においては、２つのみ図示している）の固定クランプ１００が環状フレームＦ１を固定するために均等に配設されている。

切削手段１１は、軸方向が被加工物Ｗの移動方向（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１１１を備えており、スピンドル１１１の先端には円環状の切削ブレード１１０が固定されている。

まず、図２に示すように、環状フレームＦ１によって支持されている被加工物Ｗが、表面Ｗ１ａが上側を向いた状態でチャックテーブル１０により吸引保持される。また、各固定クランプ１００によって環状フレームＦ１が挟持固定される。次いで、図示しないアライメント手段により、切削ブレード１１０を切り込ませるべき分断予定ラインＳのＹ軸方向の座標位置が検出される。分断予定ラインＳが検出されるのに伴って、切削手段１１がＹ軸方向に割り出し送りされ、切削すべき分断予定ラインＳに対して切削ブレード１１０が位置付けられる。

図示しないモータがスピンドル１１１を回転駆動することに伴って、切削ブレード１１０が例えば−Ｙ方向側から見て時計回り方向に高速回転する。さらに、切削手段１１が−Ｚ方向に向かって切り込み送りされ、例えば切削ブレード１１０の最下端が板状物Ｗ１を完全に切断しかつ膜Ｗ２に切り込まない高さ位置に切削手段１１が位置付けられる。なお、切削ブレード１１０が板状物Ｗ１を完全に切断しない高さ位置、すなわち、切削ブレード１１０の最下端が板状物Ｗ１の裏面Ｗ１ｂよりも僅かに上方となる高さ位置に、切削手段１１を位置付けるものとしてもよい。

被加工物Ｗを保持するチャックテーブル１０が所定の切削送り速度で−Ｘ方向側（紙面奥側）に送り出されることで、回転する切削ブレード１１０が分断予定ラインＳに沿って被加工物Ｗの表面Ｗ１ａ側から板状物Ｗ１に切り込んでいき、図２、３に示す膜Ｗ２に到らない溝Ｍ１が形成されていく。図３に示すように、例えば溝Ｍ１の溝底には、膜Ｗ２の表面Ｗ２ａが露出した状態になる。なお、板状物Ｗ１の切り残し部分が溝Ｍ１の底として僅かな厚みで残存するように溝Ｍ１が形成されてもよい。

切削ブレード１１０が一本の分断予定ラインＳを切削し終えるＸ軸方向の所定の位置まで被加工物Ｗが送られると、被加工物Ｗの切削送りが一度停止され、切削ブレード１１０が被加工物Ｗから離間し、次いで、被加工物Ｗが＋Ｘ方向に移動し原点位置に戻る。そして、隣り合う分断予定ラインＳの間隔ずつ切削ブレード１１０を＋Ｙ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、Ｘ軸方向の全ての分断予定ラインＳに沿って膜Ｗ２に到らない深さの溝Ｍ１を被加工物Ｗに形成する。さらに、被加工物Ｗを９０度回転させてから同様の切削加工を行うことで、全ての分断予定ラインＳに沿って図３に示す膜Ｗ２に到らない深さの溝Ｍ１を形成することができる。

（１−２）プラズマエッチング装置を用いる溝形成ステップ
溝形成ステップは、上記のように図２に示す切削装置１を用いて実施する代わりに、図４に示すプラズマエッチング装置９を用いて実施してもよい。

図４に示すプラズマエッチング装置９は、被加工物Ｗを保持する静電チャック９０と、ガスを噴出するガス噴出ヘッド９１と、静電チャック９０及びガス噴出ヘッド９１を内部に収容したチャンバ９２とを備えている。

例えば、アルミナ等のセラミック又は酸化チタン等の誘電体で形成される静電チャック９０は、支持部材９００によって下方から支持されている。静電チャック９０の内部には、電圧が印加されることにより電荷を発生する電極（金属板）９０１が静電チャック９０の保持面９０ａと平行に配設されており、この電極９０１は、整合器９４ａ及びバイアス高周波電源９５ａに接続されている。なお、例えば、静電チャック９０は、本実施形態のような単極型の静電チャックに限定されるものではなく、いわゆる双極型の静電チャックであってもよい。

チャンバ９２の上部に軸受け９１９を介して昇降自在に配設されたガス噴出ヘッド９１の内部には、ガス拡散空間９１０が設けられており、ガス拡散空間９１０の上部にはガス導入口９１１が連通し、ガス拡散空間９１０の下部にはガス吐出口９１２が複数連通している。各ガス吐出口９１２の下端は、静電チャック９０の保持面９０ａに向かって開口している。

ガス導入口９１１には、ガス供給部９３が接続されている。ガス供給部９３は、例えばＳＦ_６、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_２Ｆ_４等のフッ素系ガスをエッチングガスとして蓄えている。

ガス噴出ヘッド９１には、整合器９４を介して高周波電源９５が接続されている。高周波電源９５から整合器９４を介してガス噴出ヘッド９１に高周波電力を供給することにより、ガス吐出口９１２から吐出されたエッチングガスをプラズマ化することができる。プラズマエッチング装置９は、図示しない制御部を備えており、制御部による制御の下で、ガスの吐出量や時間、高周波電力等の条件がコントロールされる。

チャンバ９２の底には排気口９６が形成されており、この排気口９６には排気装置９７が接続されている。この排気装置９７を作動させることにより、チャンバ９２の内部を所定の真空度まで減圧することができる。
チャンバ９２の側部には、被加工物Ｗの搬入出を行うための搬入出口９２０と、この搬入出口９２０を開閉するゲートバルブ９２１とが設けられている。

被加工物Ｗはプラズマエッチングが施されて溝が形成されるにあたり、各デバイスＤ（図４においては不図示）がレジスト膜Ｒによって保護された状態になる。すなわち、例えば、ポジ型レジスト液が被加工物Ｗの表面Ｗ１ａに塗布され一様な厚さのレジスト膜が表面Ｗ１ａ上に形成された後、分断予定ラインＳにのみ紫外光が照射され、露光後の被加工物Ｗが現像されることで、分断予定ラインＳが露出しかつデバイスＤがレジスト膜Ｒにより保護された状態となる。
また、被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂにはテープ又はハードプレートが保護部材Ｔ２として貼着され、裏面Ｗ２ｂは保護部材Ｔ２によって保護された状態になる。

溝の形成においては、まず、ゲートバルブ９２１を開け、搬入出口９２０から被加工物Ｗをチャンバ９２内に搬入し、表面Ｗ１ａ側を上に向けて被加工物Ｗを静電チャック９０の保持面９０ａ上に載置する。ゲートバルブ９２１を閉じ、排気装置９７によってチャンバ９２内を排気し、チャンバ９２内を所定の圧力の密閉空間とする。

ガス噴出ヘッド９１を所定の高さ位置まで下降させ、その状態でガス供給部９３から例えばＳＦ_６を主体とするエッチングガスをガス拡散空間９１０に供給し、ガス吐出口９１２から下方に噴出させる。また、高周波電源９５からガス噴出ヘッド９１に高周波電力を印加して、ガス噴出ヘッド９１と静電チャック９０との間に高周波電界を生じさせ、エッチングガスをプラズマ化させる。これに並行して、電極９０１にバイアス高周波電源９５ａから電圧を印加することで、静電チャック９０の保持面９０ａと被加工物Ｗとの間に誘電分極現象を発生させ、電荷の分極による静電吸着力によって被加工物Ｗを保持面９０ａ上に吸着保持する。

プラズマ化したエッチングガスは、レジスト膜Ｒで被覆されている各デバイスＤはエッチングせずに、分断予定ラインＳ上を−Ｚ方向に向かって異方性エッチングしていく。そのため、図３に示す分断予定ラインＳに沿った格子状の溝Ｍ１が板状物Ｗ１に形成されていく。

プラズマ化したエッチングガスは、金属からなる膜Ｗ２をエッチングしない。そのため、図３に示すように、溝Ｍ１の底が膜Ｗ２内に到らず、かつ、溝Ｍ１の底に膜Ｗ２の表面Ｗ２ａが露出するまでプラズマエッチングを行った後、プラズマエッチングを終了させる。すなわち、図４に示すチャンバ９２内へのエッチングガス等の導入及びガス噴出ヘッド９１への高周波電力の供給を停止し、また、チャンバ９２内のエッチングガスを排気口９６から排気装置９７に排気し、チャンバ９２内部にエッチングガスが存在しない状態とする。
なお、図３に示す溝Ｍ１の底に板状物Ｗ１がエッチング残し部分として僅かな厚みで残存した状態となるまでプラズマエッチングを行ってもよい。
なお、溝形成ステップは、上記のようなＳＦ６ガス単体によるプラズマエッチングで行われる形態に限定されず、ＳＦ６ガスによるプラズマエッチングとＣ４Ｆ８による溝側壁等に対する保護膜堆積（デポジション）とを交互に繰り返すボッシュ法により行われるものとしてもよい。

次いで、図４に示す被加工物Ｗの表面Ｗ１ａ上からレジスト膜Ｒを除去する。レジスト膜Ｒの除去は、例えば、所定薬剤を用いたウェット処理、又はプラズマエッチング装置９によるレジスト膜Ｒのアッシング（灰化）によって行う。

（２）保持ステップ
上記のように（１−１）切削装置１を用いる溝形成ステップ、又は（１−２）プラズマエッチング装置９を用いる溝形成ステップのいずれかを実施した後、被加工物Ｗの表面Ｗ１ａ側を保持して被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側の膜Ｗ２を露出させる保持ステップを行う。

保持ステップにおいては、まず、図５に示すように、被加工物Ｗの表面Ｗ１ａに保護テープＴ３が貼着され、また、被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂから図２に示すダイシングテープＴ１又は図４に示す保護部材Ｔ２が剥離される。図６に示すように、例えば、被加工物Ｗの外径よりも大径に形成されている保護テープＴ３は、リングフレームＦ２に貼着された状態になっており、裏面Ｗ２ｂが上方に露出した状態の被加工物Ｗは、リングフレームＦ２によるハンドリングが可能になる。

図６に示すように、保護テープＴ３を介してリングフレームＦ２によって支持された状態の被加工物Ｗを噴射装置３に搬送する。噴射装置３は、例えば、被加工物Ｗを吸引保持する保持テーブル３０と、被加工物Ｗに超音波流水を噴射して膜Ｗ２に溝Ｍ１に沿った破断起点を形成する超音波流水噴射手段３１と、被加工物Ｗに例えば粉末状のドライアイス（固体の二酸化炭素粒子）を噴射物として噴射して溝Ｍ１に対応した膜Ｗ２を除去する噴射物噴射手段３２と、図示しない制御手段とを少なくとも備えている。
ＣＰＵ及びメモリ等の記憶素子からなる制御手段は、保持テーブル３０、超音波流水噴射手段３１、及び噴射物噴射手段３２に電気的に接続されており、制御手段の制御の下で、超音波流水噴射手段３１及び噴射物噴射手段３２の移動動作、並びに保持テーブル３０の回転動作等が制御される。

保持テーブル３０は、例えば、その外形が円形状であり、図示しない吸引源に連通する保持面３０ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。保持テーブル３０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、図示しない加工送り手段によってＸ軸方向に往復移動可能となっている。保持テーブル３０の外周部には、例えば４つ（図示の例においては、２つのみ図示している）の固定クランプ３００がリングフレームＦ２を固定するために均等に配設されている。

リングフレームＦ２によって支持されている被加工物Ｗが、保護テープＴ３側を下にして保持テーブル３０の保持面３０ａ上に載置されることで、被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側の膜Ｗ２が上方に向かって露出した状態となる。そして図示しない吸引源により生み出された吸引力が保持面３０ａに伝達されることで、保持テーブル３０により被加工物Ｗの表面Ｗ１ａ側が吸引保持される。また、各固定クランプ３００によってリングフレームＦ２が固定される。

（３）超音波流水噴射ステップ
次いで、被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側に図６に示す超音波流水噴射手段３１から超音波流水を噴射して少なくとも膜Ｗ２に溝Ｍ１に沿った破断起点を形成する。超音波流水噴射手段３１は超音波流水噴射ノズル３１０を備えており、超音波流水噴射ノズル３１０は、保持テーブル３０の上方に配設されＹ軸方向及びＺ軸方向へ移動可能となっている。また、超音波流水噴射ノズル３１０は、保持テーブル３０の保持面３０ａに向く噴射口３１０ａを有しており、例えば、噴射口３１０ａの口径は図示しないスライド部材によって所望の大きさに可変となっている。超音波流水噴射ノズル３１０は、超音波流水噴射ノズル３１０に対して水（例えば、純水）を供給する水供給源３１１に配管３１１ａを介して連通している。また、超音波流水噴射ノズル３１０の内部の噴射口３１０ａの近傍には、圧電素子からなる振動素子等を備え超音波を発振することができる超音波発振部３１３が配設されており、超音波発振部３１３には高周波電力を供給する高周波電源３１４が電気的に接続されている。

被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側から溝Ｍ１に沿って超音波流水を噴射するにあたって、まず、超音波流水を最初に噴射する一本の溝Ｍ１が検出される。溝Ｍ１の検出は、例えば、図６に示す溝検出手段３９によって実行される。

例えば溝検出手段３９は、被加工物Ｗの直径、被加工物Ｗの外周縁に形成されたノッチと板状物Ｗ１の表面Ｗ１ａに形成された各分断予定ラインＳとの間隔、及び複数の分断予定ラインＳ同士の間隔等の情報を示す被加工物Ｗのパターン設計値を記憶している。
また、溝検出手段３９は、例えば、保持テーブル３０の上方に配設され被加工物Ｗの図示しないノッチを検出するノッチ検出部３９０を備えている。ノッチ検出部３９０は、例えば、光反射型の光学センサで構成されており、被加工物Ｗを保持する保持テーブル３０の回転に伴って被加工物Ｗの外周がノッチ検出部３９０の検出領域を通過することで、被加工物Ｗの外周縁に形成されたノッチを検出することができる。なお、ノッチ検出部３９０をカメラ等から構成されるものとして、カメラにより形成された撮像画像をノッチ検出部３９０が画像処理することで被加工物Ｗのノッチを検出するものとしてもよい。

ノッチ検出部３９０による被加工物Ｗのノッチの検出が行われると、溝Ｍ１は分断予定ラインＳに沿って形成されているため、溝検出手段３９は検出したノッチと予め記憶している被加工物Ｗのパターン設計値とから、基準位置となるノッチの位置に対する超音波流水を噴射させる一本の溝Ｍ１の相対的な位置を検出することができる。次いで、溝検出手段３９が、ノッチの位置に対する一本の溝Ｍ１の位置についての検出信号を図示しない制御手段に送出する。この検出信号を受けた制御手段は、保持テーブル３０を所定角度回転させて被加工物Ｗのノッチを所定の座標位置に位置付けることで、超音波流水を噴射させる一本の溝Ｍ１が所望の座標位置に位置付くように調整する。具体的には、例えば、被加工物Ｗの中心とノッチとを通る仮想線がＸ軸方向に対して平行になり、かつ、ノッチが−Ｘ方向側に位置するように、被加工物Ｗを保持する保持テーブル３０を回転する。そして、例えば、図７に示すように、最初に超音波流水を噴射させる一本の溝Ｍ１が、Ｘ軸方向に平行に延在する状態になり、かつ、この一本の溝Ｍ１のＹ軸座標位置が認識された状態になる。

なお、溝Ｍ１の検出は、図６に示す溝検出手段３９によってなされる形態に限定されない。例えば、保持テーブル３０をガラス等の透明部材から構成されるものとし、保持テーブル３０の下方に配設されたカメラを備えるアライメント手段を噴射装置３が備えるものとする。この場合には、保持テーブル３０の下方から光を照射して保持テーブル３０を透過させ、被加工物Ｗの表面Ｗ１ａの反射光をカメラの撮像素子に結像させることで、被加工物Ｗの表面Ｗ１ａが写った撮像画像が形成する。そして、アライメント手段が、カメラにより形成した撮像画像に基づきパターンマッチング等の画像処理を行うことで、被加工物Ｗの分断予定ラインＳに沿って形成されている溝Ｍ１を検出することができる。
例えば溝Ｍ１に沿って膜Ｗ２が波打っている場合においては、被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側からカメラによる被加工物Ｗの撮像を行い、アライメント手段による溝Ｍ１の検出を行ってもよい。

次いで、図７に示す被加工物Ｗを保持する保持テーブル３０が往方向である−Ｘ方向側（図７における紙面奥側）に送り出されるとともに、超音波流水噴射ノズル３１０の噴射口３１０ａの直下に座標位置が認識された溝Ｍ１の中心線が位置するように、超音波流水噴射ノズル３１０がＹ軸方向に移動する。

被加工物Ｗがさらに所定の加工送り速度で−Ｘ方向に送り出されるとともに、水供給源３１１が水を超音波流水噴射ノズル３１０に供給する。また、高周波電源３１４から所定の高周波電力を超音波発振部３１３に供給すると、超音波発振部３１３の振動素子が高周波電力を機械振動に変換することで超音波を発振する。そして、発振された超音波は、超音波流水噴射ノズル３１０の内部において水に対して伝播する。この超音波振動は、図７に示す超音波流水Ｊの噴射口３１０ａから−Ｚ方向における所定範囲に発生する。そのため、例えばこの超音波流水Ｊの所定範囲の中間領域に膜Ｗ２が位置するように、超音波流水噴射ノズル３１０の高さ位置が調整される。また、超音波流水Ｊのスポット径も、溝Ｍ１の幅等を考慮して適宜な値に調整される。

超音波流水噴射ノズル３１０の噴射口３１０ａから下方に向かって噴射された超音波流水Ｊが溝Ｍ１に沿って膜Ｗ２に衝突することで、膜Ｗ２に少なくとも溝Ｍ１に沿った破断起点Ｗ２ｄが形成される。なお、膜Ｗ２に、超音波流水Ｊによって溝Ｍ１に沿って破られバリ状になった箇所が形成されていてもよい。

（４）噴射物噴射ステップ
超音波流水Ｊが噴射された被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側に、図６、８に示す噴射物噴射手段３２から、例えば噴射物として固体の二酸化炭素粒子を噴射して溝Ｍ１に対応する膜Ｗ２を除去する噴射ステップを実施する。
噴射物噴射手段３２は噴射ノズル３２０を備えており、噴射ノズル３２０は、保持テーブル３０の上方に配設されＹ軸方向及びＺ軸方向へ移動可能となっている。また、噴射ノズル３２０は、保持テーブル３０の保持面３０ａに向く噴射口３２０ａを有しており、例えば、噴射口３２０ａの口径は図示しないスライド部材によって所望の大きさに可変となっている。噴射ノズル３２０は、噴射ノズル３２０に対して液体の二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給源３２１に配管３２１ａを介して連通している。また、噴射ノズル３２０は、噴射ノズル３２０に対して圧縮されたエアを供給するエア供給源３２２に配管３２２ａを介して連通している。

噴射物噴射ステップにおいては、図８に示すように、噴射ノズル３２０の噴射口３２０ａの直下に、超音波流水噴射ノズル３１０（図８においては不図示）から超音波流水Ｊが噴射されている一本の溝Ｍ１の中心線が位置するように噴射ノズル３２０がＹ軸方向に移動する。すなわち、噴射ノズル３２０は超音波流水Ｊを噴射している超音波流水噴射ノズル３１０の後方に位置付けられる。

二酸化炭素供給源３２１から液体の二酸化炭素を噴射ノズル３２０に供給すると共に、エア供給源３２２からエアを噴射ノズル３２０に供給する。液体の二酸化炭素とエアとが噴射ノズル３２０内で高圧で混合され噴射口３２０ａから噴射物Ｐとして大気中に噴射されると、断熱膨張によって液体の二酸化炭素の温度が凝固点を下回り、噴射物Ｐ中に極めて微細な粉末状のドライアイス（固体の二酸化炭素粒子）が発生する。

被加工物Ｗが所定の加工送り速度で−Ｘ方向側（紙面奥側）に送り出されることで、噴射ノズル３２０は、溝Ｍ１に沿って超音波流水を噴射している超音波流水噴射ノズル３１０を後方から追いかけるように＋Ｘ方向側（紙面手前側）に相対的に移動する。噴射ノズル３２０から噴射された固体の二酸化炭素粒子を含む噴射物Ｐが、超音波流水Ｊが噴射された被加工物Ｗの膜Ｗ２に衝突すると、固体の二酸化炭素粒子は変形、破砕して、二酸化炭素ガスへと昇華する。固体の二酸化炭素粒子の昇華で発生する膨張のエネルギーが、破断起点Ｗ２ｄにより板状物Ｗ１から分離しやすくなっている溝Ｍ１に対応する膜Ｗ２に加わることで、膜Ｗ２は溝Ｍ１上から吹き飛ばされてチップＣから除去される。

なお、例えば、図８に示す噴射ノズル３２０は、固体の二酸化炭素粒子を含む噴射物Ｐを噴射するのではなく、噴射物として高圧水を被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側に噴射して溝Ｍ１に対応する膜Ｗ２除去できる構成となっていてもよい。この場合には、噴射ノズル３２０は、配管３２１ａを介して、二酸化炭素供給源３２１の代わりに水（例えば、純水）を蓄えた水供給源に接続されている。
そして、水供給源から噴射ノズル３２０に水を供給して、板状物Ｗ１が破損したりチップＣが飛散したりしない圧力（例えば、１００ＭＰａ〜３００ＭＰａ）で噴射口３２０ａから被加工物Ｗに向かって水を噴射させ、この高圧水で溝Ｍ１に対応する膜Ｗ２を溝Ｍ１上から吹き飛ばしてチップＣから除去するものとしてもよい。

例えば、超音波流水噴射ノズル３１０が一本の溝Ｍ１に沿って膜Ｗ２に超音波流水Ｊを噴射し終え、かつ、超音波流水噴射ノズル３１０を後方から追いかける噴射ノズル３２０が膜Ｗ２に一本の溝Ｍ１に沿って噴射物Ｐを噴射し終えるＸ軸方向の所定の位置まで被加工物Ｗが−Ｘ方向に進行すると、被加工物Ｗの−Ｘ方向（往方向）での加工送りを一度停止させる。

次いで、超音波流水噴射ノズル３１０及び噴射ノズル３２０を＋Ｙ方向へ移動して、超音波流水Ｊ及び噴射物Ｐが噴射された溝Ｍ１の隣に位置する溝Ｍ１と超音波流水噴射ノズル３１０及び噴射ノズル３２０とのＹ軸方向における位置合わせが、被加工物Ｗのパターン設計値に基づいて行われる。そして、図示しない加工送り手段が、被加工物Ｗを＋Ｘ方向（復方向）へ加工送りし、超音波流水Ｊの噴射が往方向と同様に溝Ｍ１に沿って膜Ｗ２に対して実施され、溝Ｍ１に沿った破断起点Ｗ２ｄが形成される。また、超音波流水Ｊが噴射された被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側に、固体の二酸化炭素粒子を含む噴射物Ｐが同一の溝Ｍ１上を追いかけるように往方向と同様に噴射される。
順次同様にＸ軸方向に延びる全ての溝Ｍ１に沿って超音波流水Ｊ及び噴射物Ｐが被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側から膜Ｗ２に噴射され、膜Ｗ２に超音波流水Ｊで溝Ｍ１に沿った破断起点Ｗ２ｄが形成された後、噴射物Ｐにより溝Ｍ１に対応する膜Ｗ２が除去される。さらに、保持テーブル３０を９０度回転させてから同様の超音波流水Ｊ及び噴射物Ｐの噴射を行うと、縦横全ての溝Ｍ１に沿って膜Ｗ２に超音波流水Ｊで破断起点Ｗ２ｄが形成された後、噴射物Ｐにより溝Ｍ１に対応する膜Ｗ２が除去される。その結果、図９に示すように、被加工物ＷをデバイスＤ及び膜Ｗ２を備えた個々のチップＣに分割することができる。

本発明に係る加工方法は、被加工物Ｗの表面Ｗ１ａから分断予定ラインＳに沿って溝Ｍ１を形成する溝形成ステップと、溝形成ステップを実施した後、被加工物Ｗの表面Ｗ１ａ側を保持して被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側の膜Ｗ２を露出させる保持ステップと、保持ステップを実施した後、被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側に超音波流水Ｊを噴射して少なくとも膜Ｗ２に溝Ｍ１に沿った破断起点Ｗ２ｄを形成する超音波流水噴射ステップと、超音波流水Ｊが噴射された被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側に噴射物Ｐを噴射して溝Ｍ１に対応する膜Ｗ２を除去する噴射物噴射ステップと、を備えているため、レーザ加工装置を利用せず、また、切削ブレード１１０に膜Ｗ２による目詰まりを発生させることもなく、超音波流水Ｊで少なくとも膜Ｗ２に溝Ｍ１に沿った破断起点Ｗ２ｄを例えば１ラインずつ形成し、かつ膜Ｗ２のうち溝Ｍ１に対応する部分（膜Ｗ２のうちチップＣからはみ出す部分）を噴射物Ｐで１ラインずつ除去して、被加工物ＷからチップＣを作製することができる。

（実施形態２）
以下に、本発明に係る加工方法を実施して図１に示す被加工物ＷからデバイスＤを備えるチップを作製する場合の、加工方法の各ステップについて説明していく。本発明に係る加工方法の実施形態２においては、本発明に係る加工方法の実施形態１と同様に、まず、（１−１）切削装置を用いる溝形成ステップ、又は（１−２）プラズマエッチング装置を用いる溝形成ステップのいずれかを実施して、図３に示すように、全ての分断予定ラインＳに沿って膜Ｗ２に到らない深さの溝Ｍ１を被加工物Ｗに形成する。

（２）保持ステップ
（１−１）切削装置１を用いる溝形成ステップ、又は（１−２）プラズマエッチング装置９を用いる溝形成ステップのいずれかを実施した後に、図５に示すように、被加工物Ｗの表面Ｗ１ａに保護テープＴ３が貼着され、また、被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂから図２に示すダイシングテープＴ１又は図４に示す保護部材Ｔ２が剥離される。

図１０に示すように、被加工物Ｗの外径よりも大径に形成されている保護テープＴ３は、リングフレームＦ２に貼着されており、被加工物ＷはリングフレームＦ２によりハンドリング可能な状態になる。そして、図１０に示すように、保護テープＴ３を介してリングフレームＦ２によって支持された状態の被加工物Ｗを噴射装置４に搬送する。噴射装置４は、例えば、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４２と、上端側に円形の開口を備えた有底円筒状のケーシング４４とを備えている。

保持テーブル４０は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなり吸引源に連通する保持面４０ａを備えている。保持テーブル４０の周囲には、リングフレームＦ２を固定する固定クランプ４０１が例えば４つ（図示の例においては、２つのみ図示している）均等に配設されている。保持テーブル４０は上下動可能となっており、被加工物Ｗが載置される際には、上昇して被加工物Ｗの搬入・搬出高さ位置に位置付けられ、また、吸引保持した被加工物Ｗに噴射物が噴射される際には、ケーシング４４内における噴射高さ位置に位置付けられる。

保持テーブル４０の下側に配設された回転手段４２は、保持テーブル４０の底面側に上端が固定され鉛直方向の軸心周りに回転可能なスピンドル４２０と、モータ等で構成されスピンドル４２０の下端側に連結する回転駆動源４２１とを少なくとも備えている。回転駆動源４２１がスピンドル４２０を回転させることで、スピンドル４２０に固定された保持テーブル４０も回転する。

保持テーブル４０は、ケーシング４４の内部空間に収容されている。ケーシング４４は、保持テーブル４０を囲繞する外側壁４４０と、外側壁４４０の下部に一体的に連接し中央にスピンドル４２０が挿通される開口を有する底板４４１と、底板４４１の開口の内周縁から立設する内側壁４４２とから構成されており、底板４４１に一端が固定された脚部４４３により支持されている。保持テーブル４０の下面とケーシング４４の内側壁４４２の上端面との間には、スピンドル４２０に挿嵌されスピンドル４２０と底板４４１の開口との隙間に異物を入り込ませないようにする円形状のカバー部材４４４が配設されている。

ケーシング４４内には、保持面４０ａで吸引保持された被加工物Ｗの膜Ｗ２に超音波流水を噴射することができる超音波流水噴射ノズル４５と、膜Ｗ２に噴射物として例えば粉末状のドライアイス（固体の二酸化炭素粒子）をエア圧力で噴射することができる噴射ノズル４６とが配設されている。超音波流水噴射ノズル４５及び噴射ノズル４６は、各々ケーシング４４の底板４４１から立設しており、外形が側面視略Ｌ字状となっている。超音波流水噴射ノズル４５の先端部分に形成された噴射口４５０及び噴射ノズル４６の先端部分に形成された噴射口４６０は、それぞれ保持テーブル４０の保持面４０ａに向かって開口している。超音波流水噴射ノズル４５及び噴射ノズル４６は、それぞれＺ軸方向の軸心周りに旋回可能となっており、保持テーブル４０の上方から退避位置までそれぞれの噴射口４５０、噴射口４６０を移動することができる。

超音波流水噴射ノズル４５は、超音波流水噴射ノズル４５に向けて水（例えば純水）を供給する水供給源４７に配管４７ａ及び図示しないロータリージョイントを介して連通している。また、超音波流水噴射ノズル４５の内部の噴射口４５０の近傍には、圧電素子からなる振動素子等を備え超音波を発振することができる超音波発振部４５１が配設されており、超音波発振部４５１には高周波電力を供給する高周波電源４５２が電気的に接続されている。

噴射ノズル４６は、配管４８ａ及び図示しないロータリージョイント等を介して、液体の二酸化炭素が蓄えられた二酸化炭素供給源４８に接続されている。また、噴射ノズル４６は、配管４９ａ及び図示しないロータリージョイント等を介して、圧縮されたエア（圧縮エア）を蓄えたエア供給源４９に接続されている。

リングフレームＦ２によって支持されている被加工物Ｗが、保護テープＴ３側を下にして保持テーブル４０の保持面４０ａ上に載置されることで、被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側の膜Ｗ２が上方に向かって露出した状態となる。そして図示しない吸引源が生み出す吸引力が保持面４０ａに伝達されることで、保持テーブル４０により被加工物Ｗの表面Ｗ１ａ側が吸引保持される。また、各固定クランプ４０１によりリングフレームＦ２が固定される。

（３）超音波流水噴射ステップ
次いで、超音波流水噴射ノズル４５から被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側に超音波流水を噴射して、少なくとも溝Ｍ１に沿った破断起点を形成する。まず、被加工物Ｗを保持した保持テーブル４０がケーシング４４内における作業高さ位置まで下降する。また、超音波流水噴射ノズル４５が旋回移動し、その噴射口４５０が被加工物Ｗの膜Ｗ２の中央上方に位置付けられる。

高周波電源４５２から所定の高周波電力を超音波発振部４５１に供給すると、超音波発振部４５１が超音波を発振する。そして、水供給源４７から超音波流水噴射ノズル４５に水を供給することで、発振された超音波は超音波流水噴射ノズル４５の内部において水に対して伝播する。この超音波振動は、図１０に示す超音波流水Ｊの噴射口４５０から−Ｚ方向における所定範囲で発生する。そのため、例えばこの超音波流水Ｊの所定範囲の中間領域に膜Ｗ２が位置するように、保持テーブル４０の高さ位置が調整される。

溝Ｍ１に対応する膜Ｗ２は下方から板状物Ｗ１によって支えられていないため、噴射口４５０から下方に向かって噴射された超音波流水Ｊが膜Ｗ２に衝突することで、膜Ｗ２に少なくとも溝Ｍ１に沿った破断起点Ｗ２ｄが形成される。なお、膜Ｗ２に、超音波流水Ｊによって溝Ｍ１に沿って破られバリ状になっている箇所が形成されていてもよい。超音波流水を噴射する超音波流水噴射ノズル４５が、被加工物Ｗの上方をＺ軸方向の軸心周りに所定角度で往復するように旋回移動する。さらに、回転駆動源４２１がスピンドル４２０を＋Ｚ方向側から見て例えば反時計周り方向に向かって回転させることによって、保持テーブル４０が同方向に回転し、被加工物Ｗの膜Ｗ２の全面に超音波流水噴射ノズル４５から超音波流水Ｊが噴射される。

被加工物Ｗの膜Ｗ２に対する超音波流水Ｊの噴射を所定時間行った後、超音波流水噴射ノズル４５に対する水の供給を停止し、超音波流水噴射ノズル４５を旋回移動させて被加工物Ｗ上方から退避させる。

（４）噴射物噴射ステップ
次いで、図１１に示すように、噴射ノズル４６が旋回移動し、噴射口４６０が被加工物Ｗの膜Ｗ２の中央上方に位置付けられる。二酸化炭素供給源４８が液体の二酸化炭素を、エア供給源４９がエアをそれぞれ噴射ノズル４６に供給する。液体の二酸化炭素とエアとが噴射ノズル４６内で高圧で混合され噴射口４６０から噴射物Ｐとして大気中に噴射されると、噴射物Ｐ中に極微細な粉末状のドライアイス（固体の二酸化炭素粒子）が発生する。

さらに、噴射物Ｐを噴射する噴射ノズル４６が、回転する被加工物Ｗの上方をＺ軸方向の軸心周りに所定角度で往復するように旋回移動することで、被加工物Ｗの膜Ｗ２の全面に噴射ノズル４６から固体の二酸化炭素粒子を含む噴射物Ｐが噴射される。固体の二酸化炭素粒子は、被加工物Ｗの膜Ｗ２に衝突すると二酸化炭素ガスへと昇華し、この気体膨張に伴って発生するエネルギーが、破断起点Ｗ２ｄにより板状物Ｗ１から分離しやすくなっている溝Ｍ１に対応する膜Ｗ２に加わることで、膜Ｗ２は溝Ｍ１上から吹き飛ばされてチップＣから除去される。被加工物Ｗの膜Ｗ２に対する噴射物Ｐの噴射を所定時間行うことで、図９に示すように、被加工物ＷをデバイスＤ及び膜Ｗ２を備えた個々のチップＣに分割することができる。

なお、例えば、図１１に示す噴射ノズル４６は、固体の二酸化炭素粒子を含む噴射物Ｐを噴射するのではなく、高圧水を被加工物Ｗの裏面Ｗ２ｂ側に噴射して溝Ｍ１に対応する膜Ｗ２を除去できる構成となっていてもよい。この場合には、噴射ノズル４６は、配管４８ａを介して、二酸化炭素供給源４８の代わりに水（例えば、純水）を蓄えた水供給源に接続されている。
そして、水供給源から噴射ノズル４６に水を供給して、板状物Ｗ１が破損したりチップＣが飛散したりしない圧力（例えば、１００ＭＰａ〜３００ＭＰａ）で噴射口４６０から被加工物Ｗに向かって水を噴射させ、この高圧水で溝Ｍ１に対応する膜Ｗ２を溝Ｍ１上から吹き飛ばしてチップＣから除去するものとしてもよい。

本発明に係る加工方法の実施形態２では、レーザ加工装置を利用せず、また、切削ブレード１１０に膜Ｗ２による目詰まりを発生させることもなく、また、例えば被加工物Ｗの上方を所定角度で往復するように旋回移動する超音波流水噴射ノズル４５から超音波流水Ｊを噴射して少なくとも溝Ｍ１に沿った破断起点Ｗ２ｄを形成し、さらに、被加工物Ｗの上方を所定角度で往復するように旋回移動する噴射ノズル４６から噴射物Ｐを噴射して膜Ｗ２のうち溝Ｍ１に対応する部分（膜Ｗ２のうちチップＣからはみ出す部分）を除去して、被加工物ＷからチップＣを作製することができる。また、膜Ｗ２の厚さ等の加工条件に応じて、超音波流水Ｊの噴射時間及び噴射物Ｐの噴射時間の好適な時間をそれぞれ決定し、超音波流水Ｊの噴射時間と噴射物Ｐの噴射時間とに長短を設けることができる。

Ｗ：被加工物Ｗ１：板状物Ｗ１ａ：被加工物の表面Ｓ：分断予定ラインＤ：デバイスＷ１ｂ：板状物の裏面Ｗ２：膜Ｗ２ａ：膜の表面Ｗ２ｂ：被加工物の裏面
Ｔ１：ダイシングテープＦ１：環状フレームＭ１：溝
１：切削装置１０：チャックテーブル１０ａ：保持面１００：固定クランプ
１１：切削手段１１０：切削ブレード１１１：スピンドル
９：プラズマエッチング装置
９０：静電チャック９０ａ：静電チャックの保持面９００：支持部材９０１：電極
９１：ガス噴出ヘッド９１０：ガス拡散空間９１１：ガス導入口
９１２：ガス吐出口
９２：チャンバ９２０：搬入出口９２１：ゲートバルブ
９３：ガス供給部９４，９４ａ：整合器９５，９５ａ：高周波電源，バイアス高周波電源９６：排気口９７：排気装置
Ｒ：レジスト膜Ｔ２：保護部材
３：噴射装置３０：保持テーブル３０ａ：保持面３００：固定クランプ
３１：超音波流水噴射手段３１０：超音波流水噴射ノズル３１０ａ：噴射口３１１：水供給源３１１ａ：配管
３２：噴射物噴射手段３２０：噴射ノズル３２０ａ：噴射口３２１：二酸化炭素供給源３２１ａ：配管３２２：エア供給源３２２ａ：配管
３９：溝検出手段３９０：ノッチ検出部Ｆ２：リングフレームＴ３：保護テープ
４：噴射装置４０：保持テーブル４０ａ：保持面４０１：固定クランプ
４２：回転手段４２０：スピンドル４２１：回転駆動源
４４：ケーシング４４０：外側壁４４１：底板４４２：内側壁４４３：脚部
４４４：カバー部材４５：超音波流水噴射ノズル４５１：超音波発振部４５２：高周波電源４７：水供給源４７ａ：配管
４６：噴射ノズル４８：二酸化炭素供給源４８ａ：配管
４９：エア供給源４９ａ：配管

Claims

板状物の裏面に膜が成膜され、複数の分断予定ラインが設定された被加工物の加工方法であって、
被加工物の表面から該分断予定ラインに沿って溝を形成する溝形成ステップと、
該溝形成ステップを実施した後、被加工物の表面側を保持して被加工物の裏面側の該膜を露出させる保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、被加工物の該裏面側に超音波流水を噴射して少なくとも該膜に該溝に沿った破断起点を形成する超音波流水噴射ステップと、
超音波流水が噴射された被加工物の該裏面側に噴射物を噴射して該溝に対応する該膜を除去する噴射物噴射ステップと、を備えた加工方法。