JP6901882B2

JP6901882B2 - 加工方法

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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に被加工物の表面にエキスパンドシートを貼着し、さらに、エキスパンドシートを環状フレームに貼着するエキスパンドシート貼着ステップと、該エキスパンドシート貼着ステップを実施した後、該エキスパンドシートを拡張する拡張ステップと、該拡張ステップを実施した後、加熱手段によって、該エキスパンドシートの該環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間の環状領域を加熱する加熱ステップと、該加熱ステップを実施した後、被加工物の該溝が写った撮像画像を形成して、該撮像画像から該溝の座標位置を検出し、さらに、検出した該溝に沿って直線状に被加工物の該膜に噴射物を噴射して該膜を該溝上から１ラインずつ除去する噴射ステップと、を備えた加工方法である。

本発明に係る加工方法は、前記拡張ステップを実施する前に、被加工物の前記膜に対して噴射物を噴射する第一噴射ステップを備えると好ましい。

前記噴射物は、固体の二酸化炭素粒子を含むものとすると好ましい。

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に被加工物の表面にエキスパンドシートを貼着し、さらに、エキスパンドシートを環状フレームに貼着するエキスパンドシート貼着ステップと、エキスパンドシート貼着ステップを実施した後、エキスパンドシートを拡張する拡張ステップと、拡張ステップを実施した後、加熱手段によって、エキスパンドシートの環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間の環状領域を加熱する加熱ステップと、加熱ステップを実施した後、被加工物の溝が写った撮像画像を形成して、撮像画像から溝の座標位置を検出し、さらに、検出した溝に沿って直線状に被加工物の膜に噴射物を噴射して膜を溝上から１ラインずつ除去する噴射ステップと、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、膜を分断しかつ膜の溝に沿った領域、即ち、膜のうちチップからはみ出す部分を除去して被加工物からチップを作製することができる。また、エキスパンドすることで予め膜を部分的または全体的に分断した後、噴射物で膜のうちチップからはみ出す部分を除去するため、効率的にこのはみ出し部分をチップから除去することができる。また、加熱ステップを噴射ステップの前に実施することで、エキスパンドシートの環状領域は、例えば拡張前の大きさまで径方向内側に向かって収縮し、隣接する各チップの間隔を拡張後の大きさで維持でき、噴射ステップにおいてチップからはみ出した部分の膜に噴射物が当てやすくなっており、該部分の膜を除去しやすくすることができる。そして、噴射ステップでは、溝の座標位置を検出し、さらに、検出した該溝に沿って直線状に被加工物の膜に噴射物を噴射して加熱ステップを実施することで噴射物が当てやすくなった溝上の膜を１ラインずつ除去していくことで、溝に対応していない膜には噴射物を噴射していないため分割後のチップの膜が損傷しているといった事態を発生させることがない。さらに、例えば被加工物の膜全面に噴射物を噴射する場合に比べて、短時間かつ噴射物の噴射量を抑えることが可能となる。

また、本発明に係る加工方法においては、拡張ステップを実施する前に、被加工物の膜に対して噴射物を噴射する第一噴射ステップを備えるものとすることで、噴射物で部分的又は全体的に膜を分断した後、エキスパンドして溝の間隔を拡張し、その後、噴射物で膜のうちチップからはみ出す部分を除去するため、このはみ出し部分をより効率的に除去して被加工物からチップを作製することができる。

さらに、噴射物を固体の二酸化炭素粒子を含むものとすることで、噴射物の噴射による膜の分断や膜のうちチップからはみ出す部分の除去をより容易に行うことができる。

被加工物の一例を示す側面図である。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。エキスパンドシート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。エキスパンド装置に、エキスパンドシートに貼着されリングフレームで支持された被加工物をセットした状態を示す断面図である。エキスパンド装置によってエキスパンドシートを拡張している状態を示す断面図である。エキスパンドシートが拡張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。噴射装置を用いて被加工物の膜に対して噴射物を噴射している状態を示す断面図である。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。第一噴射ステップにおいて、噴射装置を用いて被加工物の膜に対して噴射物を噴射している状態を示す断面図である。第一噴射ステップにおいて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。エキスパンド装置に、第一噴射ステップにおいて噴射物が噴射された後の被加工物をセットした状態を示す断面図である。エキスパンド装置によって、エキスパンドシートを拡張して被加工物の溝の間隔を拡張している状態を示す断面図である。噴射装置を用いて、被加工物の膜の溝に沿って膜のうちチップからはみ出す部分に対して噴射物を噴射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。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。

図２に示す被加工物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が貼着されており、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っている。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になっている。

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と切削ブレード１１０とのＹ軸方向における位置合わせが行われる。

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、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、例えば、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、図２に示す切削装置１を用いて上記のように実施する代わりに、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。

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）エキスパンドシート貼着ステップ
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に、図５に示す被加工物Ｗの表面Ｗ１ａにエキスパンドシートＴ３を貼着する。エキスパンドシートＴ３は、例えば、被加工物Ｗの外径よりも大きい外径を有する円盤状のシートであり、機械的外力に対する適度な伸縮性を備えている。被加工物Ｗの表面Ｗ１ａにエキスパンドシートＴ３の粘着面Ｔ３ａが押し付けられて貼着され、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。

さらに、図６に示すように、エキスパンドシートＴ３の粘着面Ｔ３ａの外周領域は、リングフレームＦ２に貼着される。そして、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によりハンドリングが可能な状態になる。

（３）拡張ステップ
図６に示すように、エキスパンドシート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をエキスパンド装置５に搬送する。エキスパンド装置５は、例えば、エキスパンドシートＴ３の外径よりも大きな外径を備える環状テーブル５０を具備しており、環状テーブル５０の開口５０ｃの直径はエキスパンドシートＴ３の外径よりも小さく形成されている。環状テーブル５０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５２が均等に配設されている。固定クランプ５２は、図示しないバネ等によって回転軸５２ｃを軸に回動可能となっており、環状テーブル５０の保持面５０ａと固定クランプ５２の下面との間にリングフレームＦ２及びエキスパンドシートＴ３を挟み込むことができる。

環状テーブル５０の開口５０ｃ内には、円筒状の拡張ドラム５３が高さ位置を固定して配設されており、環状テーブル５０の中心と拡張ドラム５３の中心とは略合致している。この拡張ドラム５３の外径は、エキスパンドシートＴ３の外径より小さく、かつ、被加工物Ｗの外径よりも大きく形成されている。

環状テーブル５０は、例えば、環状テーブル昇降手段５５によって上下動可能となっている。環状テーブル昇降手段５５は、例えばエアシリンダであり、内部に図示しないピストンを備える有底円筒状のシリンダチューブ５５０と、シリンダチューブ５５０に挿入され一端がピストンに取り付けられたピストンロッド５５１とを備える。ピストンロッド５５１のもう一端は、環状テーブル５０の下面に固定されている。シリンダチューブ５５０にエアが供給（または、排出）されシリンダチューブ５５０の内部圧力が変化することで、ピストンロッド５５１がＺ軸方向に移動し、環状テーブル５０がＺ軸方向に移動する。

まず、基準高さ位置に位置付けられた環状テーブル５０の保持面５０ａに、エキスパンドシートＴ３を介してリングフレームＦ２が載置される。次いで、固定クランプ５２を回動させ、リングフレームＦ２及びエキスパンドシートＴ３が固定クランプ５２と環状テーブル５０の保持面５０ａとの間に挟持固定された状態にする。この状態においては、環状テーブル５０の保持面５０ａと拡張ドラム５３の環状の上端面とは同一の高さ位置にあり、拡張ドラム５３の上端面が、エキスパンドシートＴ３のリングフレームＦ２の内周縁と被加工物Ｗの外周縁との間の領域に、エキスパンドシートＴ３の基材面側（図６における下面側）から当接する。

図７に示すように、環状テーブル昇降手段５５が、固定クランプ５２との間にリングフレームＦ２及びエキスパンドシートＴ３を挟み込んだ状態の環状テーブル５０を下降させることで、環状テーブル５０の保持面５０ａを拡張ドラム５３の上端面より下方のシート拡張位置に位置付ける。その結果、拡張ドラム５３は固定クランプ５２に対して相対的に上昇し、エキスパンドシートＴ３は、拡張ドラム５３の上端面で押し上げられて径方向外側に向かって拡張され、これに伴って膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域、即ち溝Ｍ１に対応した領域の膜Ｗ２に拡張力が集中的に加わる。

環状テーブル５０の保持面５０ａの下降位置を制御することで、エキスパンドシートＴ３を介して膜Ｗ２に付与する拡張力の大きさを調整して、例えば、図７、８に示すように、膜Ｗ２に溝Ｍ１に沿って部分的に膜Ｗ２が切れた状態の分断起点Ｗ２ｄを形成する。また、エキスパンドシートＴ３上のチップ間の間隔も拡張される。なお、膜Ｗ２に溝Ｍ１に沿った分断起点Ｗ２ｄを形成する以外にも、膜Ｗ２を溝Ｍ１に沿って完全に分断してもよく、また、膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域が引き延ばされて薄くなり分断されやすくなった状態にしてもよい。

なお、エキスパンドシートＴ３を拡張後、所定の加熱手段によって、エキスパンドシートＴ３の環状フレームＦの内周縁と被加工物Ｗの外周縁との間の環状領域を加熱すると好ましい。例えば、エキスパンドシートＴ３のうち被加工物Ｗが貼着された円形領域を図示しない保持テーブルで吸引保持した状態で、本加熱は行う。なお、上記吸引保持を行うための機構をエキスパンド装置５に備えるものとしてもよい。加熱手段は、例えば、赤外線を放射可能な赤外線ヒータであり、エキスパンドシートＴ３の環状フレームＦの内周縁と被加工物Ｗの外周縁との間の環状領域を上方から非接触で加熱する。なお、加熱手段は、接触式のものでもよく、また、熱風をノズルから噴射可能な熱風ヒータであってもよい。加熱手段によって加熱された環状領域は、例えば拡張前の大きさまで径方向内側に向かって収縮する。
加熱手段による加熱は、エキスパンドシートＴ３の環状フレームＦの内周縁と被加工物Ｗの外周縁との間の環状領域に対してのみ行われるため、隣接する各チップの間隔を拡張後の大きさで維持できる。そして、先に行ったエキスパンドで膜Ｗ２を完全に分断している場合には、エキスパンド前よりもチップ間に間隔がある状態が維持されているため、後述する噴射ステップにおいてチップからはみ出した部分の膜Ｗ２が除去されやすくなっている（噴射物が当たりやすくなっている）状態を維持できる。先に行ったエキスパンドで膜Ｗ２を完全に分断していない場合においても、チップ間の膜Ｗ２が引き延ばされて薄くなり分断されやすくなった状態は保たれているため、後述する噴射ステップにおいて噴射物が当てやすくなった状態を維持できる。

（４）噴射ステップ
拡張ステップを実施した後、図９に示すように、被加工物Ｗの膜Ｗ２に噴射物を噴射するために、エキスパンドシート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を保持する保持テーブル３０と、保持テーブル３０を回転させる回転手段３２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３４とを備えている。

保持テーブル３０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３０ａを備えている。保持テーブル３０の周囲には、リングフレームＦ２を固定する固定クランプ３０１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３０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３４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３０の下側に配設された回転手段３２は、保持テーブル３０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３２０と、モータ等で構成されスピンドル３２０の下端側に連結する回転駆動源３２１とを少なくとも備えている。回転駆動源３２１がスピンドル３２０を回転させることで、スピンドル３２０に固定された保持テーブル３０も回転する。

保持テーブル３０は、ケーシング３４の内部空間に収容されている。ケーシング３４は、保持テーブル３０を囲繞する外側壁３４０と、外側壁３４０の下部に一体的に連接し中央にスピンドル３２０が挿通される開口を有する底板３４１と、底板３４１の開口の内周縁から立設する内側壁３４２とから構成されており、底板３４１に一端が固定された脚部３４３により支持されている。保持テーブル３０の下面とケーシング３４の内側壁３４２の上端面との間には、スピンドル３２０に挿嵌されスピンドル３２０と底板３４１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３４４が配設されている。

ケーシング３４内には、保持面３０ａで吸引保持された被加工物Ｗの膜Ｗ２に、例えば粉末状のドライアイス（固体の二酸化炭素粒子）をエア圧力で噴射することができる噴射ノズル３５が配設されている。噴射ノズル３５は、ケーシング３４の底板３４１から立設しており、外形が側面視略Ｌ字状となっており、先端部分に形成された噴射口３５０が保持テーブル３０の保持面３０ａに向かって開口している。噴射ノズル３５は、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３０の上方から退避位置まで噴射口３５０を移動することができる。

噴射ノズル３５は、配管３６ａ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３６に接続されている。また、噴射ノズル３５は、配管３７ａ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３７に接続されている。

被加工物Ｗの膜Ｗ２に噴射物を噴射する際には、まず、搬入高さ位置に位置付けられた保持テーブル３０の保持面３０ａ上に、被加工物Ｗが膜Ｗ２を上側に向けて載置される。そして、吸引源が生み出す吸引力が保持面３０ａに伝達されることにより、被加工物Ｗが保持テーブル３０によって吸引保持された状態になる。また、各固定クランプ３０１によってリングフレームＦ２が挟持固定される。次いで、被加工物Ｗを保持した保持テーブル３０がケーシング３４内における作業高さ位置まで下降する。また、噴射ノズル３５が旋回移動し、その噴射口３５０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３６から液体の二酸化炭素を噴射ノズル３５に供給すると共に、エア供給源３７からエアを噴射ノズル３５に供給する。二酸化炭素供給源３６から供給された液体の二酸化炭素とエア供給源３７から供給されたエアとが噴射ノズル３５内で高圧で混合され、噴射ノズル３５の噴射口３５０から下方に向かって噴射物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、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）Ｐ１が発生する。この粉末状のドライアイスＰ１を含む噴射物Ｐが被加工物Ｗの膜Ｗ２に衝突すると、ドライアイスＰ１は変形、破砕して、二酸化炭素ガスへと昇華する。

また、噴射物Ｐを噴射する噴射ノズル３５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３２１がスピンドル３２０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３０が同方向に回転し、被加工物Ｗの膜Ｗ２の全面に噴射ノズル３５の噴射口３５０からドライアイスＰ１を含む噴射物Ｐが噴射される。膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域、即ち、膜Ｗ２のうちチップからはみ出す部分は、溝Ｍ１に沿った分断起点Ｗ２ｄが形成されているために外力によって板状物Ｗ１から離れやすくなっている。そのため、膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域に衝突したドライアイスＰ１の気化膨張によって、膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域が溝Ｍ１上から吹き飛ばされて除去される。
なお、例えば、膜Ｗ２が溝Ｍ１に沿って分断されている場合、又は膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域が引き延ばされて薄くなり分断されやすくなっている場合においても同様に、ドライアイスＰ１の昇華で発生する膨張のエネルギーによって、膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域が溝Ｍ１上から除去される。

さらに、膜Ｗ２の除去された部分は、保持テーブル３０の回転により径方向外側に向かって飛ばされて排除されていく。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１０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、被加工物Ｗの膜Ｗ２に噴射物Ｐを噴射する際には、例えば、被加工物Ｗの各溝Ｍ１が写った撮像画像を形成して、この撮像画像から被加工物Ｗの各溝Ｍ１の座標位置を検出し、さらに、検出した各溝Ｍ１に沿って直線状に噴射物Ｐを膜Ｗ２に向かって噴射することで、膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域を溝Ｍ１上から１ラインずつ除去するものとしてもよい。

また、図９に示す噴射ノズル３５は、固体の二酸化炭素粒子Ｐ１を含む噴射物Ｐを噴射するのではなく、高圧水を噴射できる構成となっていてもよい。すなわち、噴射ノズル３５は、配管３６ａを介して、二酸化炭素供給源３６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。この場合には、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３５０から被加工物Ｗの膜Ｗ２に向かって高圧水を噴射させ、この高圧水で膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域を溝Ｍ１上から除去することができる。

上記のように、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に被加工物Ｗの表面Ｗ１ａにエキスパンドシートＴ３を貼着するエキスパンドシート貼着ステップと、エキスパンドシート貼着ステップを実施した後、エキスパンドシートＴ３を拡張する拡張ステップと、拡張ステップを実施した後、被加工物Ｗの膜Ｗ２に噴射物Ｐを噴射する噴射ステップと、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、膜Ｗ２を分断しかつ膜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、エキスパンドすることで、予め膜Ｗ２を溝Ｍ１に沿って部分的若しくは全体的に分断した後、又は膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域を引き延ばして薄くした後、噴射物Ｐで隣接するチップＣ間の膜Ｗ２（チップＣからのはみ出し部分）を除去するため、効率的に隣接するチップＣ間の膜Ｗ２をチップＣから除去することができる。

さらに、噴射物Ｐを固体の二酸化炭素粒子Ｐ１を含むものとすることで、噴射物Ｐの噴射による膜Ｗ２の分断や膜Ｗ２のうちチップＣからはみ出す部分の除去をより容易に行うことができる。

（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本実施形態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に沿って溝Ｍ１を被加工物Ｗに形成する。
次いで、加工方法の実施形態１と同様に、（２）エキスパンドシート貼着ステップを実施して、図５に示すように、被加工物Ｗの表面Ｗ１ａにエキスパンドシートＴ３を貼着する。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を剥離する。

（３）第一噴射ステップ
エキスパンドシート貼着ステップを実施した後、被加工物Ｗの膜Ｗ２に対して噴射物を噴射する第一噴射ステップを実施する。図１１に示すように、噴射装置３の保持テーブル３０の保持面３０ａ上に、エキスパンドシート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を膜Ｗ２が上側を向くようにして載置する。保持テーブル３０は、被加工物Ｗを吸引保持した後、ケーシング３４内における噴射高さ位置まで下降する。

噴射ノズル３５が旋回移動し、噴射ノズル３５の噴射口３５０が被加工物Ｗの膜Ｗ２の中央上方に位置付けられる。次いで、二酸化炭素供給源３６から液体の二酸化炭素を噴射ノズル３５に供給すると共に、エア供給源３７からエアを噴射ノズル３５に供給する。液体の二酸化炭素とエアとは噴射ノズル３５内で高圧で混合され、噴射口３５０から下方に向かって噴射物Ｐとして大気中に噴射される。さらに、噴射物Ｐを噴射する噴射ノズル３５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。また、保持テーブル３０が＋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することで、被加工物Ｗの膜Ｗ２の全面に噴射ノズル３５の噴射口３５０からドライアイスＰ１を含む噴射物Ｐが噴射される。

膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域は、下方から板状物Ｗ１で支えられていないため、噴射物Ｐに含まれるドライアイスＰ１の昇華で発生する膨張のエネルギーを受けて、例えば図１２に示すように分断される。なお、噴射物Ｐの噴射によって、膜Ｗ２は、溝Ｍ１に沿って部分的に膜Ｗ２が切れた状態の分断起点が形成された状態になってもよく、また、膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域が引き延ばされて薄くなり分断されやすくなった状態となってもよい。

なお、被加工物Ｗの膜Ｗ２に噴射物を噴射する際には、例えば、被加工物Ｗの各溝Ｍ１が写った撮像画像の画像処理を伴う各溝Ｍ１の座標位置検出、又は被加工物Ｗの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に基づく各溝Ｍ１の座標位置検出を実施して、この検出した各溝Ｍ１に沿って直線状に噴射物を膜Ｗ２に向かって噴射することで、膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域を１ラインずつ分断するものとしてもよい。

また、図１１に示す噴射ノズル３５は、固体の二酸化炭素粒子Ｐ１を含む噴射物Ｐを噴射するのではなく、高圧水を噴射できる構成となっていてもよい。この場合には、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３５０から被加工物Ｗの膜Ｗ２に向かって水を噴射させ、この高圧水で膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域を分断することができる。

（４）拡張ステップ
第一噴射ステップを実施した後、被加工物Ｗが、図１３に示すエキスパンド装置５に搬送され、基準高さ位置に位置付けられた環状テーブル５０の保持面５０ａに、エキスパンドシートＴ３を介してリングフレームＦ２が載置される。次いで、リングフレームＦ２及びエキスパンドシートＴ３が固定クランプ５２と環状テーブル５０の保持面５０ａとの間に挟持固定される。

図１４に示すように、環状テーブル昇降手段５５が、固定クランプ５２との間にリングフレームＦ２及びエキスパンドシートＴ３を挟み込んだ状態の環状テーブル５０を下降させることで、エキスパンドシートＴ３は、拡張ドラム５３の上端面で押し上げられて径方向外側に向かって拡張される。そして、環状テーブル５０の保持面５０ａの下降位置を制御することで、エキスパンドシートＴ３の拡張の度合いを調整して各チップＣ間の溝Ｍ１の間隔を所定の大きさまで広げる。

なお、各チップＣ間の溝Ｍ１の間隔を所定の大きさまで広げた後、所定の加熱手段によって、エキスパンドシートＴ３のリングフレームＦ２の内周縁と被加工物Ｗの外周縁との間の環状領域を加熱すると好ましい。例えば、エキスパンドシートＴ３のうち被加工物Ｗが貼着された円形領域を図示しない保持テーブルで吸引保持した状態で、本加熱は行う。なお、上記吸引保持を行うための機構をエキスパンド装置５に備えるものとしてもよい。加熱手段によって加熱された環状領域は、例えば拡張前の大きさまで径方向内側に向かって収縮する。
加熱手段による加熱は、エキスパンドシートＴ３のリングフレームＦ２の内周縁と被加工物Ｗの外周縁との間の環状領域に対してのみ行われるため、隣接する各チップＣの間隔を拡張後の大きさで維持できる。そのため、後述する噴射ステップにおいて膜Ｗ２のうちチップＣからはみ出した部分が除去されやすくなっている（噴射物が当たりやすくなっている）状態を維持できる。

（５）噴射ステップ
図１５に示すように、溝Ｍ１が拡張された被加工物Ｗが噴射装置３に搬送され、被加工物Ｗは保持テーブル３０上に吸引保持される。保持テーブル３０が噴射高さ位置まで下降した後、噴射ノズル３５の噴射口３５０が被加工物Ｗの膜Ｗ２の中央上方に位置付けられる。次いで、二酸化炭素供給源３６から液体の二酸化炭素を噴射ノズル３５に供給すると共に、エア供給源３７からエアを噴射ノズル３５に供給することで、噴射口３５０から下方に向かってドライアイスＰ１を含む噴射物Ｐが大気中に噴射される。さらに、噴射物Ｐを噴射する噴射ノズル３５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。また、保持テーブル３０が＋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することで、被加工物Ｗの膜Ｗ２の全面に噴射物Ｐが噴射される。

分断された膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域、即ち、膜Ｗ２のうちチップからはみ出した部分にドライアイスＰ１を含む噴射物Ｐが衝突することで、ドライアイスＰ１の気化膨張によりこのはみ出し部分が溝Ｍ１上から吹き飛ばされてチップＣから除去される。また、膜Ｗ２のうち除去された部分は、保持テーブル３０の回転により径方向外側に向かって飛ばされて排除されていく。噴射物Ｐの被加工物Ｗの膜Ｗ２への噴射を所定時間行うことで、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、被加工物Ｗの膜Ｗ２に噴射物を噴射する際に、例えば、被加工物Ｗの各溝Ｍ１が写った撮像画像から被加工物Ｗの各溝Ｍ１の座標位置を検出し、検出した各溝Ｍ１に沿って直線状に噴射物を膜Ｗ２に向かって噴射することで、膜Ｗ２のうちチップＣからはみ出す部分を溝Ｍ１上から１ラインずつ除去するものとしてもよい。

また、図１５に示す噴射ノズル３５は、固体の二酸化炭素粒子Ｐ１を含む噴射物Ｐを噴射するのではなく、高圧水を噴射できる構成となっていてもよい。この場合には、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３５０から被加工物Ｗの膜Ｗ２に向かって水を噴射させ、この高圧水で膜Ｗ２のうちチップからはみ出す部分を除去することができる。

上記のように、本発明に係る加工方法は、エキスパンドシート貼着ステップを実施した後、拡張ステップを実施する前に、被加工物Ｗの膜Ｗ２に対して噴射物Ｐを噴射する第一噴射ステップを実施することで、噴射物Ｐで部分的又は全体的に膜Ｗ２を分断した後、エキスパンドして溝Ｍ１の間隔を拡張し、その後、噴射物Ｐで膜Ｗ２の溝Ｍ１に沿った領域を除去するため、短時間で効率よく膜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。

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
５：エキスパンド装置５０：環状テーブル５０ａ：環状テーブルの保持面５０ｃ：環状テーブルの開口５２：固定クランプ５３：拡張ドラム
５５：環状テーブル昇降手段５５０：シリンダチューブ５５１：ピストンロッド
Ｔ３：エキスパンドシートＦ２：リングフレーム
３：噴射装置３０：保持テーブル３０ａ：保持面３０１：固定クランプ
３２：回転手段３２０：スピンドル３２１：回転駆動源
３４：ケーシング３４０：外側壁３４１：底板３４２：内側壁３４３：脚部
３４４：カバー部材３５：噴射ノズル３５０：噴射口３６：二酸化炭素供給源
３７：エア供給源Ｐ：噴射物Ｐ１：固体の二酸化炭素粒子

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に被加工物の表面にエキスパンドシートを貼着し、さらに、エキスパンドシートを環状フレームに貼着するエキスパンドシート貼着ステップと、
該エキスパンドシート貼着ステップを実施した後、該エキスパンドシートを拡張する拡張ステップと、
該拡張ステップを実施した後、加熱手段によって、該エキスパンドシートの該環状フレームの内周縁と被加工物の外周縁との間の環状領域を加熱する加熱ステップと、
該加熱ステップを実施した後、被加工物の該溝が写った撮像画像を形成して、該撮像画像から該溝の座標位置を検出し、さらに、検出した該溝に沿って直線状に被加工物の該膜に噴射物を噴射して該膜を該溝上から１ラインずつ除去する噴射ステップと、を備えた加工方法。
前記拡張ステップを実施する前に、被加工物の前記膜に対して噴射物を噴射する第一噴射ステップを備えた、請求項１に記載の加工方法。
前記噴射物は、固体の二酸化炭素粒子を含む、請求項１または２に記載の加工方法。