KR20200031538A - 워크피스의 가공 방법 - Google Patents

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KR20200031538A
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노부야스 기타하라
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은 보호막에 기인하는 문제를 해결하여 워크피스를 적절히 가공할 수 있는 새로운 워크피스의 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
워크피스의 가공 방법으로서, 워크피스의 표면에 비수용성 수지를 포함하는 보호막을 형성하는 보호막 형성 단계와, 상기 보호막이 형성된 워크피스를 가공하는 가공 단계와, 가공된 워크피스에 유기 용제를 공급하여 상기 보호막을 열화시키는 열화 단계와, 열화한 상기 보호막에 세정수를 공급하여 상기 보호막을 워크피스의 상기 표면으로부터 제거하는 제거 단계를 포함한다.

Description

워크피스의 가공 방법{METHOD FOR PROCESSING WORKPIECE}
본 발명은, 웨이퍼로 대표되는 판형의 워크피스를 가공할 때에 이용되는 워크피스의 가공 방법에 관한 것이다.
휴대전화기나 퍼스널 컴퓨터로 대표되는 전자기기에서는, 전자 회로 등의 디바이스를 구비하는 디바이스 칩이 필수 구성요소가 되고 있다. 디바이스 칩은, 예컨대, 실리콘 등의 반도체 재료를 포함하는 웨이퍼의 표면측을 분할 예정 라인(스트리트)에 의해 복수의 영역으로 구획하고, 각 영역에 디바이스를 형성한 후, 이 분할 예정 라인을 따라 웨이퍼를 분할함으로써 얻어진다.
웨이퍼로 대표되는 판형의 워크피스를 분할할 때에는, 예컨대 레이저 어블레이션이라고 불리는 가공 방법이 이용된다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이 레이저 어블레이션에서는, 워크피스의 일부를 레이저 빔에 의해 용융하여, 승화시키기 때문에, 데브리(debris) 등이라고 불리는 가공 부스러기가 발생하기 쉽다.
레이저 어블레이션으로 발생한 데브리가 워크피스에 접촉하여, 고착되면, 이 데브리를 워크피스로부터 용이하게 제거할 수 없게 된다. 그래서, 미리 워크피스의 표면측을 수용성 보호막으로 덮어, 워크피스에 대하여 데브리가 접촉하지 않도록 하고 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-320466호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2006-14031호 공보
그런데, 레이저 어블레이션 등으로 워크피스를 가공하면, 워크피스의 피가공 영역에 가공 왜곡(열 왜곡)이 발생하여, 디바이스 칩의 항절 강도가 저하된다. 그래서, 피가공 영역을 약액(에칭액)으로 처리하는 에칭(웨트 에칭)이라고 불리는 방법을 이용하여, 워크피스로부터 가공 왜곡을 제거하는 것이 검토되고 있다.
이 에칭에서는, 워크피스의 피가공 영역에 대하여 약액을 선택적으로 작용시키기 위해서, 예컨대 전술한 수용성 보호막을 마스크로서 이용하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 수용성 보호막은, 약액에 대한 내성을 거의 갖지 않기 때문에, 이 수용성 보호막을 이용하여 워크피스를 처리하면, 도중에 보호막이 없어져, 워크피스의 보호되어야 할 영역에도 약액이 작용해 버린다.
비수용성 보호막을 워크피스의 표면에 설치하여, 에칭시의 마스크로서 이용하는 것도 고려할 수 있다. 이 경우에는, 워크피스에 약액을 작용시킨 후, 유기 용제를 이용하여 비수용성 보호막을 워크피스의 표면으로부터 제거하게 된다. 그러나, 이 방법은, 보호막 등의 잔사가 워크피스의 표면에 남기 쉬웠다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 보호막에 기인한 문제를 해결하여 워크피스를 적절히 가공할 수 있는 새로운 워크피스의 가공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 워크피스의 가공 방법으로서, 워크피스의 표면에 비수용성 수지를 포함하는 보호막을 형성하는 보호막 형성 단계와, 상기 보호막이 형성된 워크피스를 가공하는 가공 단계와, 가공된 워크피스에 유기 용제를 공급하여 상기 보호막을 열화시키는 열화 단계와, 열화한 상기 보호막에 세정수를 공급하여 상기 보호막을 워크피스의 상기 표면으로부터 제거하는 제거 단계를 포함하는 워크피스의 가공 방법이 제공된다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 보호막을 열화시킬 때에는, 워크피스를 회전시키면서 상기 유기 용제를 워크피스의 중앙부에 공급하여 워크피스 전체를 상기 유기 용제로 덮고, 상기 보호막을 워크피스의 상기 표면으로부터 제거할 때에는, 상기 세정수를 워크피스의 상기 표면측에 공급하여 상기 보호막을 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유기 용제는, 이소프로필알코올을 포함하는 경우가 있다.
또한, 상기 보호막이 형성된 워크피스를 가공할 때에는, 워크피스에 흡수되는 파장의 레이저 빔을 워크피스의 상기 표면측에 조사하여 워크피스가 부분적으로 제거된 가공흔을 형성하여도 좋다. 또한, 상기 보호막이 형성된 워크피스를 가공할 때에는, 상기 보호막을 통해 워크피스의 상기 표면측을 척 테이블로 유지하면서 워크피스의 이면을 연삭하여 워크피스를 얇게 하여도 좋다. 또한, 상기 보호막이 형성된 워크피스를 가공할 때에는, 상기 보호막을 마스크로 하는 에칭에 의해 워크피스의 일부를 제거하여도 좋다.
본 발명의 일 양태에 따른 워크피스의 가공 방법에서는, 워크피스의 표면에 비수용성 수지를 포함하는 보호막을 형성하기 때문에, 이 워크피스를 가공할 때에, 보호막에 의해 워크피스의 표면측이 적절히 보호된다. 즉, 수용성 보호막을 사용하는 경우와 같이, 가공 도중에 보호막이 없어져, 워크피스의 보호되어야 할 영역이 손상되는 일은 없다.
또한, 본 발명의 일 양태에 따른 워크피스의 가공 방법에서는, 불필요해진 보호막을 유기 용제에 의해 열화시킨 후에, 세정수에 의해 제거하기 때문에, 종래와 같이, 보호막 등의 잔사가 워크피스의 표면에 남아 버리는 일도 없다. 이와 같이, 본 발명의 일 양태에 따른 워크피스의 가공 방법에 의하면, 보호막에 기인하는 문제를 해결하여 워크피스를 적절히 가공할 수 있다.
도 1은 워크피스 등을 나타낸 사시도이다.
도 2는 워크피스에 보호막이 형성되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다.
도 3은 워크피스가 레이저 빔에 의해 가공되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다.
도 4는 워크피스의 일부가 웨트 에칭에 의해 제거되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다.
도 5는 웨트 에칭에서 사용된 에칭액이 씻겨지는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다.
도 6은 보호막을 열화시키는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다.
도 7은 도 6의 일부를 확대한 일부 단면 측면도이다.
도 8은 워크피스로부터 보호막이 제거되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다.
도 9는 도 8의 일부를 확대한 일부 단면 측면도이다.
도 10은 워크피스에 형성되어 있는 보호막이 평탄화되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다.
도 11은 워크피스가 연삭되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다.
도 12는 워크피스의 일부가 레이저 빔에 의해 개질되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다.
도 13의 (A) 및 도 13의 (B)는 익스팬드 시트가 확장되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다.
도 14는 워크피스의 일부가 플라즈마 에칭(드라이 에칭)에 의해 제거되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 워크피스의 가공 방법으로 가공되는 워크피스(피가공물)(11) 등을 모식적으로 나타낸 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 워크피스(11)는, 예컨대 비화갈륨(GaAs)을 포함하는 원반형의 웨이퍼로서, 서로 대략 평행한 표면(11a) 및 이면(11b)을 구비하고 있다.
워크피스(11)의 표면(11a)은, 서로 교차하는 복수의 분할 예정 라인(스트리트)(13)에 의해 복수의 영역으로 구획되어 있다. 이 분할 예정 라인(13)에 의해 구획된 영역의 각각에는, 예컨대 레이저 다이오드(LD: Laser Diode) 등의 디바이스(15)가 형성되어 있다.
또한, 워크피스(11)의 재질, 형상, 구조, 크기 등에 제한은 없다. 예컨대, 실리콘(Si), 인화인듐(InP), 질화갈륨(GaN), 탄화실리콘(규소)(SiC) 등의 반도체, 사파이어(Al2O3), 소다 유리, 붕규산 유리, 석영 유리 등의 유전체(절연체), 탄탈산리튬(LiTaO3), 니오브산리튬(LiNbO3) 등의 강유전체를 포함하는 원반형의 웨이퍼나 평면에서 보아 직사각형의 기판을 워크피스(11)로서 이용할 수도 있다.
마찬가지로, 디바이스(15)의 종류, 수량, 형상, 구조, 크기, 배치 등에도 제한은 없다. 예컨대, 디바이스(15)로서, IC(Integrated Circuit), MEMS(Micro Electro Mechanical Systems), LED(Light Emitting Diode), 포토다이오드(Photodiode), SAW(Surface Acoustic Wave) 필터, BAW(Bulk Acoustic Wave) 필터 등이 형성되어도 좋다. 또한, 워크피스(11)에는, 디바이스(15)가 형성되어 있지 않아도 좋다.
본 실시형태에 따른 워크피스의 가공 방법에서는, 우선 이 워크피스(11)의 이면(11b)에, 워크피스(11)보다 대형의 다이싱 테이프(21)를 접착한다(다이싱 테이프 접착 단계). 다이싱 테이프(21)는, 대표적으로는 필름형의 기재와, 기재의 한쪽 면에 마련된 풀층으로 구성되어 있다.
다이싱 테이프(21)의 기재는, 예컨대 폴리올레핀, 염화비닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 재료를 포함하고, 다이싱 테이프(21)의 풀층은, 예컨대 아크릴계나 고무계의 재료를 포함한다. 이 다이싱 테이프(21)의 풀층측을 워크피스(11)의 이면(11b)에 밀착시키면, 다이싱 테이프(21)는 워크피스(11)에 접착된다.
다이싱 테이프(21)의 풀층측의 외주 부분에는, 예컨대 스테인리스강(SUS)이나 알루미늄 등의 금속 재료를 포함하는 환형 프레임(23)이 고정된다. 이것에 의해, 워크피스(11)는, 다이싱 테이프(21)를 통해 환형 프레임(23)에 지지된다. 또한, 후술하는 바와 같이, 다이싱 테이프(21)나 프레임(23)을 이용하지 않고 워크피스(11)를 가공할 수도 있다.
워크피스(11)에 다이싱 테이프(21)를 접착한 후에는, 워크피스(11)의 표면(11a)에 비수용성 수지를 포함하는 보호막을 형성한다(보호막 형성 단계). 도 2는 워크피스에 보호막이 형성되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다. 보호막의 형성에는, 예컨대 도 2에 도시된 스핀 코터(12)가 이용된다.
스핀 코터(12)는, 워크피스(11) 등이 수용되는 원통형의 수용부(14)를 포함하고 있다. 이 수용부(14)의 내측 공간(14a)이, 워크피스(11)에 대하여 보호막을 형성할 때의 처리실이 된다. 공간(14a)의 중앙 부근에는, 스피너 테이블(16)이 배치되어 있다.
스피너 테이블(16)의 상면의 일부는, 워크피스(11)[다이싱 테이프(21)]를 유지하는 유지면(16a)이다. 유지면(16a)에는, 스피너 테이블(16)의 내부에 형성된 유로(도시 생략)나 밸브(도시 생략) 등을 통해 이젝터 등의 흡인원(도시 생략)이 접속되어 있다. 그 때문에, 밸브를 개방하면, 유지면(16a)에 흡인원의 부압이 작용한다.
스피너 테이블(16) 주위에는, 전술한 환형 프레임(23)을 고정하는 복수의 클램프(18)가 설치되어 있다. 또한, 스피너 테이블(16)의 하부에는, 스핀들(20)을 통해 모터 등의 회전 구동원(22)이 연결되어 있다. 스피너 테이블(16)은, 이 회전 구동원(22)이 일으키는 힘에 의해 회전한다.
또한, 각 클램프(18)는, 예컨대 스피너 테이블(16)의 회전에 의해 생기는 원심력을 이용하여 프레임(23)을 고정할 수 있도록 구성되어 있다. 그 때문에, 스피너 테이블(16)를 고속으로 회전시켰다고 해도, 워크피스(11)나 프레임(23) 등이 스피너 테이블(16)로부터 벗어나 버리는 일은 없다.
스피너 테이블(16)의 위쪽에는, 보호막의 형성에 이용되는 액상의 원료(31)를 선단부로부터 적하하는 제1 노즐(24)이 배치되어 있다. 제1 노즐(24)의 기단측에는, 모터 등의 회전 구동원(26)이 연결되어 있고, 액상의 원료(31)를 적하하는 제1 노즐(24)의 선단부는, 이 회전 구동원(26)이 일으키는 힘에 의해 스피너 테이블(16)의 위쪽 영역을 이동한다.
본 실시형태에서는, 회전 구동원(26)의 힘에 의해, 수직 방향을 따르는 회전축 주위로 제1 노즐(24)을 회전시키기 때문에, 이 회전축으로부터 떨어진 위치에 있는 제1 노즐(24)의 선단부의 이동 경로는, 원호형이 된다. 액상의 원료(31)를 적하할 때에는, 제1 노즐(24)의 선단부를, 공간(14a)의 단부에 상당하는 제1 노즐 후퇴 영역으로부터, 스피너 테이블(16)의 바로 위쪽에 상당하는 적하 영역까지 이동시킨다.
또한, 스피너 테이블(16)의 위쪽에는, 세정용 유체를 선단부로부터 공급하는 제2 노즐(28)이 배치되어 있다. 제2 노즐(28)의 기단측에는, 모터 등의 회전 구동원(30)이 연결되어 있고, 세정용 유체를 공급하는 제2 노즐(28)의 선단부는, 이 회전 구동원(30)이 일으키는 힘에 의해 스피너 테이블(16)의 위쪽 영역을 이동한다.
본 실시형태에서는, 회전 구동원(30)의 힘에 의해, 수직 방향을 따르는 회전축 주위로 제2 노즐(28)을 회전시키기 때문에, 이 회전축으로부터 떨어진 위치에 있는 제2 노즐(28)의 선단부의 이동 경로는, 원호형이 된다. 세정용 유체를 공급할 때에는, 제2 노즐(28)의 선단부를, 공간(14a)의 단부에 상당하는 제2 노즐 후퇴 영역으로부터, 스피너 테이블(16)의 바로 위쪽에 상당하는 세정 영역까지 이동시킨다.
보호막을 형성할 때에는, 우선 워크피스(11)에 접착되어 있는 다이싱 테이프(21)의 기재측이 스피너 테이블(16)의 유지면(16a)에 접촉하도록, 워크피스(11) 등을 스피너 테이블(16)에 놓는다. 그리고, 흡인원의 부압을 유지면(16a)에 작용시킨다. 이 결과, 다이싱 테이프(21)는, 유지면(16a)에 의해 흡인되고, 이 다이싱 테이프(21)를 통해 워크피스(11)가 스피너 테이블(16)에 유지된다. 즉, 워크피스(11)의 표면(11a)측이 위쪽으로 노출된다.
그 후, 제1 노즐(24)의 선단부를 스피너 테이블(16)의 바로 위쪽에 상당하는 적하 영역으로 이동시키고, 이 선단부로부터, 스피너 테이블(16)에 유지되어 있는 워크피스(11)의 표면(11a)측을 향해 액상의 원료(31)를 적하한다. 보다 구체적으로는, 제1 노즐(24)의 선단부를 워크피스(11)의 중앙부 위쪽에 위치시켜, 액상의 원료(31)를 적하한다.
아울러, 스피너 테이블(16)를 회전시킨다. 스피너 테이블(16)의 회전수는, 예컨대 2000 rpm이며, 스피너 테이블(16)을 회전시키는 시간은, 예컨대 30초이다. 단, 스피너 테이블(16)의 회전 등에 따른 조건에 특별한 제한은 없다. 이 스피너 테이블(16)의 회전에 의해, 액상의 원료(31)는, 워크피스(11)의 표면(11a) 전체에 확산된다. 즉, 표면(11a)의 전체에 액상의 원료(31)가 도포된다.
본 실시형태에서는, 액상의 원료(31)로서, 비수용성 수지를 포함하는 보호막의 형성에 알맞은 PVB(폴리비닐부티랄)를 사용한다. 또한, 폴리메타크릴산메틸 수지로 대표되는 아크릴계 수지, 아세트산셀룰로오스를 포함하는 셀룰로오스계 수지, 에폭시계 수지 등을 액상의 원료(31)로서 사용하여도 좋다.
액상의 원료(31)를 워크피스(11)의 표면(11a) 전체에 확산시킨 후에는, 예컨대 이 액상의 원료(31)를 실온에서 건조시킨다. 액상의 원료(31)를 건조시키는 시간[워크피스(11)를 실온에서 방치하는 시간], 예컨대 24시간이다. 이것에 의해, 비수용성 수지를 포함하는 보호막(33)(도 3 참조)이 워크피스(11)의 표면(11a)에 형성된다. 단, 워크피스(11)의 표면(11a)에 도포된 액상의 원료(31)를 건조시킬 때의 조건에 특별한 제한은 없다.
예컨대, 액상의 원료(31)의 공급을 정지한 상태에서, 스피너 테이블(16)을 계속해서 회전시킴으로써, 워크피스(11)의 표면(11a)에 도포된 액상의 원료(31)를 건조시킬 수도 있다. 또한, 핫플레이트, 오븐(건조로), 히터, 램프 등을 이용하여 액상의 원료(31)를 가열하고, 짧은 시간으로 건조시켜도 좋다. 예컨대, 80℃로 설정된 오븐에 워크피스(11)를 투입함으로써, 액상의 원료(31)를 짧은 시간으로 건조시킬 수 있다. 이 경우, 가열 시간은, 예컨대 3분 정도로 좋다.
워크피스(11)의 표면(11a)에 비수용성 보호막(33)을 형성한 후에는, 워크피스(11)에 흡수되는 파장의 레이저 빔을 워크피스(11)의 표면(11a)측에 조사하여 워크피스(11)를 가공한다(가공 단계, 레이저 어블레이션 단계). 도 3은 워크피스(11)가 레이저 빔에 의해 가공되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다. 레이저 빔에 의해 워크피스(11)를 가공할 때에는, 예컨대 도 3에 도시된 레이저 가공 장치(42)가 이용된다.
레이저 가공 장치(42)는, 워크피스(11)의 유지에 사용되는 척 테이블(44)을 구비하고 있다. 척 테이블(44)은, 예컨대 스테인리스강으로 대표되는 금속 재료를 포함하는 원통형의 프레임체(46)와, 다공질 재료를 포함하는 프레임체(46)의 상부에 배치되는 유지판(48)을 포함한다.
유지판(48)의 상면은, 워크피스(11)[다이싱 테이프(21)]를 유지하는 유지면(48a)이 된다. 유지판(48)의 하면측은, 프레임체(46)의 내부에 설치된 유로(46a)나 밸브(도시 생략) 등을 통해 흡인원(도시 생략)에 접속되어 있다. 그 때문에, 밸브를 개방하면, 유지면(48a)에 흡인원의 부압이 작용한다.
프레임체(46)의 주위에는, 프레임(23)의 고정에 사용되는 복수의 클램프(50)가 설치되어 있다. 프레임체(46)[척 테이블(44)]는, 모터 등의 회전 구동원(도시 생략)에 연결되어 있고, 전술한 유지면(48a)에 대하여 대략 수직인 회전축 주위로 회전한다. 또한, 프레임체(46)[척 테이블(44)]는, 이동 기구(도시 생략)에 의해 지지되어 있고, 전술한 유지면(48a)에 대하여 대략 평행한 방향으로 이동한다.
척 테이블(44)의 위쪽에는, 레이저 조사 유닛(52)이 배치되어 있다. 레이저 조사 유닛(52)은, 레이저 발진기(도시 생략)로 펄스 발진된 레이저 빔(35)을 소정의 위치에 조사하여, 집광한다. 본 실시형태에서 사용되는 레이저 발진기는, 워크피스(11)에 흡수되는 파장(흡수되기 쉬운 파장)의 레이저 빔(35)을 생성할 수 있도록 구성되어 있고, 워크피스(11)의 레이저 어블레이션에 적합하다.
전술한 바와 같이, 워크피스(11)는 비화갈륨에 의해 구성되어 있기 때문에, 본 실시형태에서는, 355 ㎚~532 ㎚ 파장의 레이저 빔(35)을 생성할 수 있는 레이저 발진기가 사용된다. 이러한 레이저 발진기로는, 예컨대 Nd:YAG나 Nd:YVO4 등의 결정을 이용하는 것을 들 수 있다.
워크피스(11)를 가공할 때에는, 우선 워크피스(11)에 접착되어 있는 다이싱 테이프(21)의 기재측을 척 테이블(44)의 유지면(48a)에 접촉시킨 후에, 유지면(48a)에 흡인원의 부압을 작용시킨다. 이 결과, 다이싱 테이프(21)는, 유지면(48a)에 의해 흡인되고, 워크피스(11)는, 표면(11a)측의 보호막(33)이 위쪽으로 노출된 상태로 척 테이블(44)에 유지된다. 또한, 프레임(23)은, 클램프(50)에 의해 고정된다.
다음에, 척 테이블(44)의 위치 등을 조정하여, 예컨대 임의의 분할 예정 라인(13)의 연장선의 위쪽에 레이저 조사 유닛(52)의 위치를 맞춘다. 그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 조사 유닛(52)으로부터 워크피스(11)의 표면(11a)측을 향해 레이저 빔(35)을 조사하면서, 대상의 분할 예정 라인(13)에 대하여 평행한 방향으로 척 테이블(44)을 이동시킨다. 즉, 대상의 분할 예정 라인(13)을 따라 워크피스(11)에 레이저 빔(35)을 조사한다.
레이저 빔(35)은, 예컨대 워크피스(11)의 표면(11a) 또는 내부에 집광하는 조건으로 조사된다. 이와 같이, 워크피스(11)에 흡수되는 파장의 레이저 빔(35)을 분할 예정 라인(13)을 따라 워크피스(11)에 조사함으로써, 워크피스(11) 및 보호막(33)을 분할 예정 라인(13)을 따라 부분적으로 제거하고, 가공흔(17)을 형성할 수 있다. 즉, 레이저 어블레이션에 의한 가공흔(17)을 분할 예정 라인(13)을 따라 워크피스(11)에 형성할 수 있다.
본 실시형태에서는, 분할 예정 라인(13)을 따라 워크피스(11)를 분단하는 가공흔(17)을 형성할 수 있는 조건으로 레이저 빔(35)이 조사된다. 구체적으로는, 대상의 분할 예정 라인(13)(제1 분할 예정 라인)에 대한 레이저 빔(35)의 조사를, 이 분할 예정 라인(13)(제1 분할 예정 라인)을 따라 워크피스(11)가 분단될 때까지 몇 번이나 반복한다.
즉, 대상의 분할 예정 라인(13)(제1 분할 예정 라인)을 따라 그 일단으로부터 타단까지 레이저 빔(35)을 조사한 후에는, 두께 방향으로 상이한 다른 위치에 레이저 빔(35)을 집광시켜, 동일한 분할 예정 라인(13)(제1 분할 예정 라인)에 레이저 빔(35)을 다시 조사하면 된다. 이것에 의해, 대상의 분할 예정 라인(13)(제1 분할 예정 라인)을 따라 워크피스(11)를 확실히 분단할 수 있게 된다.
단, 레이저 빔(35)의 출력, 스폿 직경, 반복 주파수, 조사 횟수 등의 조건은, 워크피스(11)를 적절히 분단할 수 있는 범위 내에서 임의로 설정된다. 예컨대, 1번의 레이저 빔(35)의 조사에 의해 워크피스(11)를 분단할 수 있다면, 대상의 분할 예정 라인(13)(제1 분할 예정 라인)을 따라 레이저 빔(35)의 조사를 몇 번이나 반복할 필요는 없다.
대상의 분할 예정 라인(13)(제1 분할 예정 라인)을 따라 워크피스(11)를 가공한 후에는, 척 테이블(44)의 위치 등을 다시 조정하고, 다른 분할 예정 라인(13)(제2 분할 예정 라인)의 연장선의 위쪽에 레이저 조사 유닛(52)의 위치를 맞춘다. 그리고, 레이저 조사 유닛(52)으로부터 워크피스(11)의 표면(11a)측을 향해 레이저 빔(35)을 조사하면서, 이 다른 분할 예정 라인(13)(제2 분할 예정 라인)에 대하여 평행한 방향으로 척 테이블(44)을 이동시킨다.
즉, 다른 분할 예정 라인(13)(제2 분할 예정 라인)을 따라 워크피스(11)에 레이저 빔(35)을 조사한다. 그 결과, 이 다른 분할 예정 라인(13)(제2 분할 예정 라인)을 따라 워크피스(11)에 가공흔(17)이 형성된다. 또한, 이 다른 분할 예정 라인(13)(제2 분할 예정 라인)에 대한 레이저 빔(35)의 조사는, 먼저 대상으로 한 분할 예정 라인(13)(제1 분할 예정 라인)에 대한 레이저 빔(35)의 조사와 동등한 조건으로 행해진다.
전술한 절차는, 모든 분할 예정 라인(13)을 따라 워크피스(11)가 가공(분단)될 때까지 반복된다. 그 결과, 워크피스(11)는, 각각이 디바이스(15)를 포함하는 복수의 디바이스 칩으로 분할된다. 마찬가지로, 보호막(33)도 워크피스(11)와 함께 각 디바이스 칩에 대응한 작은 보호막으로 분할된다. 또한, 본 실시형태에서는, 워크피스(11)를 분단하는 양태의 가공흔(17)을 형성하고 있지만, 이 가공흔(17)은, 워크피스(11)를 분단하지 않는 홈 등이어도 좋다.
레이저 빔(35)을 조사하여 워크피스(11)를 가공한 후에는, 보호막(33)을 마스크로서 이용하는 웨트 에칭에 의해 워크피스(11)의 일부를 제거한다(가공 단계, 웨트 에칭 단계). 도 4는 워크피스(11)의 일부가 웨트 에칭에 의해 제거되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다.
웨트 에칭에 의해 워크피스(11)의 일부를 제거할 때에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 에칭조(62)에 주입된 에칭액(37)에 워크피스(11)를 침지한다. 또한, 본 실시형태에서는, 워크피스(11)와 함께 다이싱 테이프(21) 및 프레임(23)도 에칭액(37)에 침지하고 있다.
예컨대 수산화암모늄(NH4OH)과 과산화수소(H2O2)를 물(H2O)에 용해시킨 알칼리성 수용액을 에칭액(37)으로 이용할 수 있다. 이 경우, 예컨대 에칭액(37)에 대하여 워크피스(11)를 2분쯤 침지하면 된다. 단, 에칭액(37)의 종류, 처리 시간 등의 조건은, 워크피스(11)의 종류, 두께 등의 조건에 따라 임의로 설정된다.
예컨대, 에칭액(37)으로서, 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 수산화테트라메틸암모늄(TMAH) 등을 물에 용해시킨 알칼리성 수용액을 이용할 수도 있다. 또한, 에칭액(37)으로서, 염화수소(HCl)를 물에 용해시킨 산성 수용액(염산)이나, 인산(H3PO4)과 황산(H2SO4)의 혼산 등을 이용하여도 좋다.
전술한 바와 같이, 워크피스(11)의 표면(11a)측은, 가공흔(17)에 대응하는 영역을 제외하고 비수용성 수지를 포함하는 보호막(33)에 의해 덮여 있다. 그 때문에, 워크피스(11)를 에칭액(37)에 침지하면, 이 보호막(33)에 의해 덮여 있지 않은 영역에만 에칭액이 작용한다.
즉, 이 웨트 에칭에서는, 보호막(33)에 의해 덮여 있지 않은 일부의 영역이 워크피스(11)로부터 제거되게 된다. 이것에 의해, 예컨대 가공흔(17)의 근방에 생긴 가공 왜곡(열 왜곡) 등을 워크피스(11)로부터 제거하여, 디바이스 칩의 항절 강도를 높일 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 전술한 바와 같이, 비수용성 수지를 포함하는 보호막(33)을 웨트 에칭할 때의 마스크로서 이용하기 때문에, 수용성 수지를 포함하는 보호막을 마스크로서 이용하는 경우와 같이, 에칭액에 의해 마스크가 용해되어, 없어져 버리는 일이 없다. 따라서, 워크피스(11)의 보호되어야 할 영역[예컨대, 디바이스(15)]을 확실히 보호할 수 있다.
웨트 에칭에 의해 워크피스(11)의 일부를 제거한 후에는, 워크피스(11) 등에 부착되어 있는 에칭액(37)을 씻어낸다(린스 단계). 도 5는 웨트 에칭에서 사용된 에칭액(37)이 씻겨지는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다. 에칭액(37)을 씻어낼 때에는, 예컨대 전술한 스핀 코터(12)가 이용된다.
구체적으로는, 우선 워크피스(11)에 접착되어 있는 다이싱 테이프(21)의 기재측이 스피너 테이블(16)의 유지면(16a)에 접촉하도록, 워크피스(11) 등을 스피너 테이블(16)에 놓는다. 그리고, 흡인원의 부압을 유지면(16a)에 작용시킨다. 이 결과, 다이싱 테이프(21)는 유지면(16a)에 의해 흡인되고, 이 다이싱 테이프(21)를 통해 워크피스(11)가 스피너 테이블(16)에 유지된다. 즉, 워크피스(11)의 표면(11a)측의 보호막(33)이 위쪽으로 노출된다.
그 후, 제2 노즐(28)의 선단부를 스피너 테이블(16)의 바로 위쪽에 상당하는 세정 영역으로 이동시키고, 이 선단부로부터, 스피너 테이블(16)에 유지되어 있는 워크피스(11)[보호막(33)]를 향해 세정용 유체(39)를 공급한다. 아울러, 스피너 테이블(16)을, 예컨대 800 rpm의 회전수로 회전시킨다.
세정용 유체(39)로는, 물(대표적으로는, 순수) 등이 이용된다. 예컨대, 이 처리를 5분 정도 행함으로써, 워크피스(11) 등에 부착되어 있는 에칭액(37)을 완전히 씻어낼 수 있다. 단, 스피너 테이블(16)의 회전수나, 처리 시간, 세정용 유체(39)의 종류 등의 조건에 특별한 제한은 없다. 또한, 스핀 코터(12)를 이용하지 않고, 예컨대 유수 등에 의해 에칭액(37)을 씻어낼 수도 있다.
에칭액(37)을 씻어낸 후에는, 워크피스(11)에 유기 용제를 공급하여 보호막(33)을 열화시킨다(열화 단계). 도 6은 보호막(33)을 열화시키는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이고, 도 7은 도 6의 일부를 확대한 일부 단면 측면도이다. 보호막(33)을 열화시킬 때에는, 예컨대 도 6에 도시된 보호막 제거 장치(72)가 이용된다. 또한, 이 보호막 제거 장치(72)의 구성요소의 대부분은, 스핀 코터(12)의 구성요소와 공통이다. 따라서, 공통의 구성요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 보호막 제거 장치(72)를 구성하는 스피너 테이블(16)의 위쪽에는, 보호막(33)을 열화시키는 유기 용제(41)를 선단부로부터 공급하는 제1 노즐(74)이 배치되어 있다. 제1 노즐(74)의 기단측에는, 모터 등의 회전 구동원(26)이 연결되어 있고, 유기 용제(41)를 공급하는 제1 노즐(74)의 선단부는, 이 회전 구동원(26)이 일으키는 힘에 의해 스피너 테이블(16)의 위쪽 영역을 이동한다.
본 실시형태에서는, 회전 구동원(26)의 힘에 의해, 수직 방향을 따르는 회전축 주위로 제1 노즐(74)을 회전시키기 때문에, 이 회전축으로부터 떨어진 위치에 있는 제1 노즐(74)의 선단부의 이동 경로는, 원호형이 된다. 유기 용제(41)를 공급할 때에는, 제1 노즐(74)의 선단부를, 공간(14a)의 단부에 상당하는 제1 노즐 후퇴 영역으로부터, 스피너 테이블(16)의 바로 위쪽에 상당하는 유기 용제 공급 영역까지 이동시킨다.
또한, 스피너 테이블(16)의 위쪽에는, 세정수를 선단부로부터 공급하는 제2 노즐(76)이 배치되어 있다. 제2 노즐(76)의 기단측에는, 모터 등의 회전 구동원(30)이 연결되어 있고, 세정수를 공급하는 제2 노즐(76)의 선단부는, 이 회전 구동원(30)이 일으키는 힘에 의해 스피너 테이블(16)의 위쪽 영역을 이동한다.
본 실시형태에서는, 회전 구동원(30)의 힘에 의해, 수직 방향을 따르는 회전축 주위로 제2 노즐(76)을 회전시키기 때문에, 이 회전축으로부터 떨어진 위치에 있는 제2 노즐(76)의 선단부의 이동 경로는, 원호형이 된다. 세정수를 공급할 때에는, 제2 노즐(76)의 선단부를, 공간(14a)의 단부에 상당하는 제2 노즐 후퇴 영역으로부터, 스피너 테이블(16)의 바로 위쪽에 상당하는 세정수 공급 영역까지 이동시킨다.
보호막(33)을 열화시킬 때에는, 우선 워크피스(11)에 부착되어 있는 다이싱 테이프(21)의 기재측이 스피너 테이블(16)의 유지면(16a)에 접촉하도록, 워크피스(11) 등을 스피너 테이블(16)에 놓는다. 그리고, 흡인원의 부압을 유지면(16a)에 작용시킨다. 이 결과, 다이싱 테이프(21)는, 유지면(16a)에 의해 흡인되고, 이 다이싱 테이프(21)를 통해 워크피스(11)가 스피너 테이블(16)에 유지된다. 즉, 워크피스(11)의 표면(11a)측의 보호막(33)이 위쪽으로 노출된다.
그 후, 제1 노즐(74)의 선단부를 스피너 테이블(16)의 바로 위쪽에 상당하는 유기 용제 공급 영역으로 이동시키고, 이 선단부로부터, 스피너 테이블(16)에 유지되어 있는 워크피스(11)의 표면(11a)측[보호막(33)]을 향해 유기 용제(41)를 공급한다. 보다 구체적으로는, 제1 노즐(74)의 선단부를 워크피스(11)의 중앙부의 위쪽에 위치시켜, 유기 용제(41)를 공급한다. 아울러, 스피너 테이블(16)을 회전시킨다.
본 실시형태에서는, 이 유기 용제(41)로서, IPA(이소프로필알코올)를 사용한다. 이것에 의해, 워크피스(11)에 설치되어 있는 디바이스(15) 등을 손상시키지 않고, 보호막(33)을 열화시킬 수 있다. 또한, 유기 용제(41)에 의해 생기는 보호막(33)의 열화에는, 보호막(33)의 팽윤, 균열(크랙의 생성), 부분적인 용해, 박리 등이 포함된다.
스피너 테이블(16)의 회전수는, 예컨대 100 rpm~300 rpm이며, 유기 용제(41)의 공급량은, 예컨대 10 ml/min~100 ml/min이다. 이러한 조건으로 유기 용제(41)를 공급하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 워크피스(11)의 표면(11a)측[보호막(33)]이 유기 용제(41)로 덮인다.
즉, 워크피스(11)의 중앙부에 새로운 유기 용제(41)를 계속해서 공급하여, 이 워크피스(11)의 중앙부로부터 외주부로 향해 유기 용제(41)를 유동시킨 경우, 워크피스(11)의 표면(11a)측은 유기 용제(41)로 덮인다. 이와 같이, 유기 용제(41)로 워크피스(11)의 표면(11a)측 전체를 덮음으로써, 워크피스(11)이 국소적인 건조를 막아, 보호막(33)이나 유기 용제(41) 등에 기인하는 잔사가 워크피스(11)에 남는 것을 방지할 수 있다.
워크피스(11)의 표면(11a)측을 유기 용제(41)로 덮인 상태로 유지하기 위해서는, 스피너 테이블(16)의 회전수를 지나치게 높이지 않고, 또한 워크피스(11)의 크기(직경)에 따른 충분한 양의 유기 용제(41)를 계속해서 공급하는 것이 중요해진다. 단, 스피너 테이블(16)의 회전수나 유기 용제(41)의 공급량 등의 조건은, 반드시 전술한 범위에 없어도 좋다.
또한, 유기 용제의 종류 등에도 큰 제한은 없다. 예컨대, 디바이스(15) 등을 손상시키지 않고 보호막(33)을 열화시킬 수 있는 메탄올, 에탄올, 톨루엔, 아세톤, PGME(프로필렌글리콜모노메틸에테르) 등을 유기 용제(41)로서 사용하여도 좋다. 또한, 소르믹스(등록상표)로 대표되는 혼합 용제를 유기 용제(41)로서 사용할 수도 있다.
보호막(33)을 열화시킨 후에는, 이 보호막(33)에 세정수를 공급하여, 워크피스(11)의 표면(11a)으로부터 보호막(33)을 제거한다(제거 단계). 도 8은 워크피스(11)로부터 보호막(33)이 제거되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이며, 도 9는 도 8의 일부를 확대한 일부 단면 측면도이다. 보호막(33)을 제거할 때에는, 계속해서, 보호막 제거 장치(72)가 이용된다.
구체적으로는, 우선 제2 노즐(76)의 선단부를 스피너 테이블(16)의 바로 위쪽에 상당하는 세정수 공급 영역으로 이동시키고, 이 선단부로부터, 스피너 테이블(16)에 유지되어 있는 워크피스(11)[보호막(33)]를 향해 세정수(43)를 공급한다. 아울러, 스피너 테이블(16)을 800 rpm의 회전수로 회전시킨다. 또한, 본 실시형태에서는, 세정수(43)로서 물(대표적으로는, 순수)을 이용하고, 이것을 에어와 혼합하여 워크피스(11)[보호막(33)]에 0.4 ㎫, 200 ml/min~400 ml/min 정도의 조건으로 분사한다.
전술한 바와 같이, 보호막(33)은 유기 용제(41)에 의해 열화하고 있다. 그 때문에, 소정의 조건으로 세정수(43)를 워크피스(11)[보호막(33)]에 분사하면, 이 세정수(43)의 충격 등에 의해 보호막(33)은 워크피스(11)로부터 제거된다. 또한, 세정수(43)로서 물을 이용하고, 이것을 에어와 혼합하지 않고 10 ㎫ 정도의 높은 압력으로 워크피스(11)[보호막(33)]에 분사하여도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 제2 노즐(76)을 워크피스(11)의 직경 방향으로 이동시키면서 세정수(43)를 공급한다. 이것에 의해, 워크피스(11)의 표면(11a)측 전체에 세정수(43)를 분사할 수 있기 때문에, 제2 노즐(76)을 이동시키지 않고 세정수(43)를 공급하는 경우에 비하여, 보호막(33)을 보다 확실하게 제거할 수 있다.
이 경우, 워크피스(11)와 프레임(23) 사이에서 노출되어 있는 다이싱 테이프(21)에 세정수(43)를 분사해 버리면, 유기 용제(41)에 의해 열화한 다이싱 테이프(21)의 풀층이 기재로부터 박리되어 워크피스(11)에 부착될 가능성이 있다. 그 때문에, 다이싱 테이프(21)에 대하여 직접 세정수(43)를 분사하지 않도록, 제2 노즐(76)을 이동시키는 것이 바람직하다.
또한, 이 세정수(43)의 공급은, 워크피스(11)의 표면(11a)측이 유기 용제(41)에 의해 덮인 상태로 시작되는 것이 바람직하다. 예컨대, 워크피스(11)에 대한 유기 용제(41)의 공급을 정지한 후, 워크피스(11) 상의 유기 용제(41)가 건조되기 전에 세정수(43)의 공급을 시작한다. 또한, 유기 용제(41)의 공급을 정지한 후, 스피너 테이블(16)의 회전을 멈추지 않고 세정수(43)의 공급을 시작한다. 이것에 의해, 워크피스(11)의 건조를 막아, 보호막(33) 등의 잔사가 워크피스(11)에 남는 것을 방지할 수 있다.
물론, 유기 용제(41)의 공급을 완전히 정지하기 전에, 세정수(43)의 공급을 시작하여도 좋다. 즉, 유기 용제(41)의 공급에 의한 보호막(33)의 열화 처리(열화 단계)와, 세정수(43)의 공급에 의한 보호막(33)의 제거 처리(제거 단계)는 병렬하여 행해져도 좋다. 이 경우, 워크피스(11)의 건조를 보다 확실히 방지할 수 있다. 또한, 워크피스(11)에 대한 세정수(43)의 공급은, 보호막 제거 장치(72)[스피너 테이블(16)]를 이용하는 소위 스핀 세정 이외의 방법으로 행할 수도 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 워크피스의 가공 방법에서는, 워크피스(11)의 표면(11a)에 비수용성 수지를 포함하는 보호막(33)을 형성하기 때문에, 이 워크피스(11)를 가공할 때에, 보호막(33)에 의해 워크피스의 표면(11a)측이 적절히 보호된다. 즉, 수용성 보호막을 사용하는 경우와 같이, 가공 도중에 보호막이 없어져, 워크피스(11)의 보호되어야 할 영역이 손상되는 일은 없다.
또한, 본 실시형태에 따른 워크피스의 가공 방법에서는, 워크피스(11)를 레이저 빔(35)으로 가공한 후에, 에칭액(37)에 의해 처리하기 때문에, 레이저 빔(35)에 의한 가공시에 발생하는 가공 왜곡(열 왜곡) 등이 워크피스(11)로부터 제거되어, 그 품질이 높아진다. 또한, 레이저 빔(35)에 의한 가공시에 이용되는 보호막(33)이, 에칭액(37)에 의한 처리에도 사용되기 때문에, 레이저 빔(35)에 의한 가공과 에칭액(37)에 의한 처리에서 별도의 보호막을 준비할 필요도 없다.
또한, 본 실시형태에 따른 워크피스의 가공 방법에서는, 불필요해진 보호막(33)을 유기 용제(41)에 의해 열화시킨 후에, 세정수(43)에 의해 제거하기 때문에, 종래와 같이, 보호막 등의 잔사가 워크피스(11)의 표면에 남아버리는 일도 없다. 이와 같이, 본 실시형태에 따른 워크피스의 가공 방법에 의하면, 보호막(33)에 기인하는 문제를 해결하여 워크피스(11)를 적절히 가공할 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 실시형태의 기재에 한정되지 않고, 여러 가지 변경하여 실시 가능하다. 예컨대, 전술한 실시형태에서는, 보호막(33)의 형성(보호막 형성 단계) 및 에칭액(37)의 제거(린스 단계)와, 보호막(33)의 열화(열화 단계) 및 보호막(33)의 제거(제거 단계)를 별도의 장치로 행하고 있지만, 이들 모든 처리를 1대의 장치로 행하여도 좋다. 예컨대, 유기 용제(41)의 공급에 이용되는 노즐을 스핀 코터(12)에 첨가함으로써, 이들 모든 처리를 1대의 스핀 코터(12)로 행할 수 있다.
또한 예컨대, 전술한 실시형태에 따른 워크피스의 가공 방법에서는, 레이저 어블레이션 및 웨트 에칭시에 워크피스(11)의 표면(11a)측을 보호할 목적으로 비수용성 수지를 포함하는 보호막(33)을 사용하고 있지만, 다른 목적으로 보호막(33)을 사용할 수도 있다.
이하에서는, 연삭 및 웨트 에칭시에 워크피스(11)의 표면(11a)측을 보호할 목적으로 비수용성 수지를 포함하는 보호막(33)을 사용하는 제1 변형례, 및 플라즈마 에칭(드라이 에칭)시에 워크피스(11)의 표면(11a)측을 보호할 목적으로 비수용성 수지를 포함하는 보호막(33)을 사용하는 제2 변형례에 대해서 설명한다.
제1 변형례에 따른 워크피스의 가공 방법에서는, 우선 전술한 실시형태와 동일한 절차로 워크피스(11)의 표면(11a)에 비수용성 수지를 포함하는 보호막(33)을 형성한다(보호막 형성 단계). 또한 여기서는, 워크피스(11)로서 실리콘을 포함하는 웨이퍼를 이용한다. 단, 워크피스(11)의 재질, 형상, 구조, 크기 등에 제한은 없다.
또한 이 변형례에서는, 워크피스(11)의 이면(11b)에 다이싱 테이프(21)를 접착하지 않는다. 따라서, 워크피스(11)를 스핀 코터(12)의 스피너 테이블(16)로 유지할 때에는, 유지면(16a)에 대하여 워크피스(11)의 이면(11b)을 직접 접촉시키게 된다.
워크피스(11)의 표면(11a)측의 요철이 큰 경우에는, 액상의 원료(31)의 도포와 건조를 몇 번이나 반복하여 보호막(33)을 형성하면 된다. 이것에 의해, 표면(11a)측의 요철을 완전히 덮는 보호막(33)을 워크피스(11)에 형성할 수 있다. 이 방법은, 예컨대 단자(전극)로서 기능하는 범프 등이 표면(11a)측에 설치되어 있는 워크피스(11)를 연삭할 때에, 매우 유효하다.
워크피스(11)의 표면(11a)에 비수용성 보호막(33)을 형성한 후에는, 이 보호막(33)이 노출된 표면[워크피스(11)와는 반대쪽 면]을 평탄화한다(평탄화 단계). 도 10은 워크피스(11)에 형성되어 있는 보호막(33)이 평탄화되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다. 보호막(33)을 평탄화할 때에는, 예컨대 도 10에 도시된 바이트 절삭 장치(82)가 이용된다.
바이트 절삭 장치(82)는, 워크피스(11)의 유지에 사용되는 척 테이블(84)을 구비하고 있다. 척 테이블(84)은, 아래쪽의 이동 기구(도시 생략)에 의해 지지되어 있고, 이 이동 기구에 의해 수평 방향으로 이동한다. 척 테이블(84)의 상면의 일부는, 워크피스(11)를 유지하는 유지면(84a)이 된다. 유지면(84a)은, 척 테이블(84)의 내부에 설치된 유로(도시 생략)나 밸브(도시 생략) 등을 통해 흡인원(도시 생략)에 접속되어 있다. 그 때문에, 밸브를 개방하면, 유지면(84a)에 흡인원의 부압이 작용한다.
척 테이블(84)의 위쪽에는, 바이트 절삭 유닛(86)이 배치되어 있다. 바이트 절삭 유닛(86)은 스핀들(88)을 구비하고 있다. 이 스핀들(88)은, 수직 방향에 대하여 축심이 평행해지도록, 승강 기구(도시 생략)에 의해 지지된다. 스핀들(88)의 하단부에는, 워크피스(11)의 직경과 동등 이상의 직경인 원반형의 공구 마운트(90)가 고정되어 있다.
공구 마운트(90)의 하면에는, 바이트 공구(92)가 장착되어 있다. 바이트 공구(92)는, 알루미늄, 스테인리스강 등의 금속 재료로 형성된 원반형의 베이스(92a)를 포함한다. 베이스(92a)의 하면에는, 단결정 다이아몬드 등을 포함하는 절단날(바이트)(92b)이 고정되어 있다. 스핀들(88)의 상단측에는, 모터 등의 회전 구동원(도시 생략)이 연결되어 있고, 바이트 공구(92)는, 회전 구동원이 일으키는 힘에 의해 회전한다. 또한, 바이트 공구(92)는, 스핀들(88)을 지지하는 승강 기구에 의해 임의의 높이에 위치된다.
보호막(33)의 표면을 평탄화할 때에는, 우선 워크피스(11)의 이면(11b)이 척 테이블(84)의 유지면(84a)에 접촉하도록, 워크피스(11)를 척 테이블(84)에 놓는다. 그리고, 흡인원의 부압을 유지면(84a)에 작용시킨다. 이 결과, 워크피스(11)의 이면(11b)이 유지면(84a)에 의해 흡인되고, 워크피스(11)는 척 테이블(84)에 유지된다. 즉, 워크피스(11)의 표면(11a)측의 보호막(33)이 위쪽으로 노출된다.
다음에, 절단날(92b)의 하단의 높이가 보호막(33)의 표면(즉, 상면)의 높이보다도 낮아지도록, 바이트 공구(92)의 높이를 승강 기구에 의해 조정한다. 그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 스핀들(88)[바이트 공구(92)]을 회전시키면서, 척 테이블(84)을 수평 방향으로 이동시킨다.
이것에 의해, 원호형의 궤적을 따라 보호막(33)의 표면측에 절단날(92b)을 절입시켜, 보호막(33)의 표면측 전체를 평탄화할 수 있다. 또한, 이 제1 변형례에서는, 보호막(33)을 절삭함으로써 평탄화하고 있지만, 보호막(33)을 연삭 또는 연마함으로써 평탄화하여도 좋다.
보호막(33)을 평탄화한 후에는, 워크피스(11)의 이면(11b)을 연삭한다(가공 단계, 연삭 단계). 도 11은 워크피스(11)가 연삭되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다. 워크피스(11)를 연삭할 때에는, 예컨대 도 11에 도시된 연삭 장치(102)가 이용된다.
연삭 장치(102)는, 워크피스(11)의 유지에 사용되는 척 테이블(104)을 구비하고 있다. 척 테이블(104)은, 모터 등의 회전 구동원(도시 생략)에 연결되어 있고, 이 회전 구동원이 일으키는 힘에 의해 수직 방향으로 대략 평행한 회전축 주위로 회전한다. 또한, 척 테이블(104)은, 아래쪽의 이동 기구(도시 생략)에 의해 지지되어 있고, 이 이동 기구에 의해 수평 방향으로 이동한다.
척 테이블(104)의 상면의 일부는, 워크피스(11)[보호막(33)]를 유지하는 유지면(104a)이 된다. 유지면(104a)은, 척 테이블(104)의 내부에 설치된 유로(도시 생략)나 밸브(도시 생략) 등을 통해 흡인원(도시 생략)에 접속되어 있다. 그 때문에, 밸브를 개방하면, 유지면(104a)에 흡인원의 부압이 작용한다.
척 테이블(104)의 위쪽에는 연삭 유닛(106)이 배치되어 있다. 연삭 유닛(106), 스핀들(108)을 구비하고 있다. 이 스핀들(108)은, 수직 방향에 대하여 축심이 평행해지도록, 승강 기구(도시 생략)에 의해 지지된다. 스핀들(108)의 하단부에는 원반형의 마운트(110)가 고정되어 있다.
마운트(110)의 하면에는, 마운트(110)와 대략 직경이 동일한 원반형의 연삭휠(112)이 장착되어 있다. 연삭휠(112)은 스테인리스강, 알루미늄 등의 금속 재료로 형성된 휠베이스(114)를 구비하고 있다. 휠베이스(114)의 하면에는 복수의 연삭 지석(116)이 환형으로 배열되어 있다.
스핀들(108)의 상단측(기단측)에는, 모터 등의 회전 구동원(도시 생략)이 연결되어 있고, 연삭휠(112)은, 이 회전 구동원이 일으키는 힘에 의해 회전한다. 연삭 유닛(106)에 인접한 위치, 또는 연삭 유닛(106)의 내부에는, 워크피스(11) 등에 대하여 연삭용 액체(연삭액)를 공급하기 위한 노즐(도시 생략)이 설치되어 있다.
워크피스(11)의 이면(11b)을 연삭할 때에는, 우선 워크피스(11)에 형성되어 있는 보호막(33)의 표면을 척 테이블(104)의 유지면(104a)에 접촉시킨 후에, 이 유지면(104a)에 흡인원의 부압을 작용시킨다. 이 결과, 보호막(33)은 유지면(104a)에 의해 흡인되고, 워크피스(11)는 이면(11b)측이 위쪽으로 노출된 상태로 척 테이블(104)에 유지된다.
다음에, 워크피스(11)를 유지한 척 테이블(104)을 연삭 유닛(106)의 아래쪽으로 이동시킨다. 그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 척 테이블(104)과 스핀들(108)[연삭휠(112)]을 각각 회전시켜, 워크피스(11)의 이면(11b)측으로 연삭용 액체(대표적으로는, 순수)를 공급하면서, 스핀들(108)[연삭휠(112)]을 하강시킨다.
스핀들(108)의 하강 속도(하강량)는, 연삭 지석(116)의 하면의 적절한 힘으로 워크피스(11)의 이면(11b)측에 꽉 눌리도록 조정된다. 이것에 의해, 워크피스(11)의 이면(11b)측을 연삭하여, 이 워크피스(11)를 얇게 할 수 있다. 여기서는, 워크피스(11)가 소정의 마무리 두께가 될 때까지 연삭된다.
전술한 바와 같이, 이 변형례에서는, 비수용성 수지를 포함하는 보호막(33)에 의해 워크피스(11)의 표면(11a)측이 보호되어 있다. 그 때문에, 워크피스(11)에 공급되는 연삭용 액체에 보호막(33)이 용해되는 일은 없다. 이것에 의해, 보호막(33)으로 표면(11a)측을 적절히 보호하면서, 워크피스(11)의 이면(11b)측을 연삭할 수 있다.
워크피스(11)의 이면(11b)을 연삭한 후에는, 예컨대 워크피스(11)를 투과하는 파장의 레이저 빔을 워크피스(11)에 조사하여 워크피스(11)의 일부를 개질한다(가공 단계, 개질 단계). 도 12는 워크피스(11)의 일부가 레이저 빔에 의해 개질되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다.
워크피스(11)의 일부를 개질할 때에는, 예컨대 도 12에 도시된 레이저 가공 장치(122)가 이용된다. 또한, 이 레이저 가공 장치(122)의 구성요소의 일부는, 레이저 가공 장치(42)의 구성요소와 공통이다. 따라서, 공통의 구성요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
레이저 가공 장치(122)를 구성하는 척 테이블(44)의 위쪽에는, 레이저 조사 유닛(124)이 배치되어 있다. 레이저 조사 유닛(124)은, 레이저 발진기(도시 생략)로 펄스 발진된 레이저 빔(45)을 소정의 위치에 조사하여, 집광한다. 이 변형례에서 사용되는 레이저 발진기는, 워크피스(11)를 투과하는 파장(흡수되기 어려운 파장)의 레이저 빔(45)을 생성할 수 있도록 구성되어 있고, 다광자 흡수 등을 이용하는 워크피스(11)의 개질에 적합하다.
이 변형례에서는, 전술한 바와 같이, 워크피스(11)가 실리콘에 의해 구성되어 있기 때문에, 예컨대 1064 ㎚~1342 ㎚ 파장의 레이저 빔(45)을 생성할 수 있는 레이저 발진기가 사용된다. 이러한 레이저 발진기로는, 예컨대 Nd:YAG나 Nd:YVO4 등의 결정을 이용하는 것을 들 수 있다.
워크피스(11)의 일부를 개질할 때에는, 우선 워크피스(11)에 형성되어 있는 보호막(33)의 표면을 척 테이블(44)의 유지면(48a)에 접촉시킨 후에, 이 유지면(48a)에 흡인원의 부압을 작용시킨다. 이 결과, 보호막(33)은, 유지면(48a)에 의해 흡인되고, 워크피스(11)는, 이면(11b)측이 위쪽으로 노출된 상태로 척 테이블(44)에 유지된다.
다음에, 척 테이블(44)의 위치 등을 조정하여, 예컨대 임의의 분할 예정 라인(13)의 연장선의 위쪽에 레이저 조사 유닛(124)의 위치를 맞춘다. 그리고, 도 12에 도시된 바와 같이, 레이저 조사 유닛(124)으로부터 워크피스(11)의 이면(11b)측을 향해 레이저 빔(45)을 조사하면서, 대상의 분할 예정 라인(13)에 대하여 평행한 방향으로 척 테이블(44)을 이동시킨다. 즉, 대상의 분할 예정 라인(13)을 따라 워크피스(11)에 레이저 빔(45)을 조사한다.
레이저 빔(45)은, 예컨대 워크피스(11)의 내부[이면(11b) 또는 표면(11a)으로부터 제1 깊이의 위치]에 집광하는 조건으로 조사된다. 이와 같이, 워크피스(11)를 투과하는 파장의 레이저 빔(45)을, 워크피스(11)의 내부에 집광시킴으로써, 집광점 및 그 근방에서 워크피스(11)의 일부를 개질하고, 다른 영역에 비하여 강도가 낮은 개질층(19)을 형성할 수 있다. 이 개질층(19)은, 워크피스(11)를 분할할 때의 기점이 된다.
대상의 분할 예정 라인(13)을 따라 개질층(19)을 형성한 후에는, 동일한 절차로, 동일한 분할 예정 라인(13)을 따라 다른 깊이의 위치(제2 깊이의 위치)에 개질층(19)을 형성하여도 좋다. 단, 하나의 분할 예정 라인(13)을 따라 형성되는 개질층(19)의 수나 위치에 특별한 제한은 없다.
또한, 레이저 빔(45)은, 개질층(19)의 형성시에 이 개질층(19)으로부터 신장되는 크랙이 표면(11a)[또는 이면(11b)]에 도달하는 조건으로 워크피스(11)에 조사되는 것이 바람직하다. 물론, 표면(11a) 및 이면(11b)의 양쪽에 크랙이 도달하는 조건으로 레이저 빔(45)을 조사하여도 좋다. 이것에 의해, 워크피스(11)를 보다 적절하게 분할할 수 있게 된다.
대상의 분할 예정 라인(13)을 따라 개질층(19)을 형성한 후에는, 동일한 절차로 다른 분할 예정 라인(13)을 따라 개질층(19)을 형성한다. 이 절차는, 모든 분할 예정 라인(13)을 따라 필요한 수의 개질층(19)이 형성될 때까지 반복된다. 또한, 이 제1 변형례에서는, 워크피스(11)의 이면(11b)측으로부터 레이저 빔(45)을 조사함으로써 개질층(19)을 형성하고 있지만, 레이저 빔(45)을 조사하는 양태에 특별한 제한은 없다.
예컨대, 워크피스(11)의 표면(11a)측으로부터 보호막(33) 너머로 레이저 빔(45)을 조사하여, 워크피스(11)의 내부에 개질층(19)을 형성할 수도 있다. 또한, 이후에 사용되는 익스팬드 시트를 워크피스(11)의 이면(11b)측에 접착한 후에, 이 익스팬드 시트 너머로 레이저 빔(45)을 조사하여, 워크피스(11)의 내부에 개질층(19)을 형성할 수도 있다.
워크피스(11)의 일부를 개질한 후에는, 이 워크피스(11)의 이면(11b)에, 워크피스(11)보다 대형의 익스팬드 시트(25)를 접착한다(익스팬드 시트 접착 단계). 익스팬드 시트(25)는, 대표적으로는 필름형의 기재와, 기재의 한쪽 면에 마련된 풀층으로 구성되어 있다.
익스팬드 시트(25)의 기재는, 예컨대 폴리올레핀, 염화비닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 재료로 되고, 익스팬드 시트(25)의 풀층은, 예컨대 아크릴계나 고무계의 재료로 된다. 이 익스팬드 시트(25)의 풀층측을 워크피스(11)의 이면(11b)에 밀착시키면, 익스팬드 시트(25)는 워크피스(11)에 접착된다. 익스팬드 시트(25)의 풀층측의 외주 부분에는, 예컨대 스테인리스강(SUS)이나 알루미늄 등의 금속 재료를 포함하는 환형 프레임(27)이 고정된다.
워크피스(11)에 익스팬드 시트(25)를 접착한 후에는, 이 익스팬드 시트(25)를 확장하여 개질층(19)을 기점으로 워크피스(11)를 분할한다(확장 단계). 도 13의 (A) 및 도 13의 (B)는 익스팬드 시트(25)가 확장되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다. 익스팬드 시트(25)를 확장하여 워크피스(11)를 분할할 때에는, 예컨대 도 13의 (A) 및 도 13의 (B)에 도시된 확장 장치(132)가 이용된다.
확장 장치(132)는, 워크피스(11)의 지지에 사용되는 지지 구조(134)와, 원통형의 확장 드럼(136)을 구비하고 있다. 지지 구조(134)는, 평면에서 보아 원형의 개구부를 갖는 지지 테이블(138)을 포함한다. 이 지지 테이블(138)의 상면에는, 환형 프레임(27)이 놓여진다. 지지 테이블(138)의 외주 부분에는 프레임(27)을 고정하기 위한 복수의 클램프(140)가 설치되어 있다. 지지 테이블(138)은, 지지 구조(134)를 승강시키기 위한 승강 기구(142)에 의해 지지되어 있다.
승강 기구(142)는, 아래쪽의 베이스(도시 생략)에 고정된 실린더 케이스(144)와, 실린더 케이스(144)에 삽입된 피스톤 로드(146)를 구비하고 있다. 피스톤 로드(146)의 상단부에는 지지 테이블(138)이 고정되어 있다. 승강 기구(142)는, 피스톤 로드(146)를 상하로 이동시킴으로써 지지 구조(134)를 승강시킨다.
지지 테이블(138)의 개구부에는 확장 드럼(136)이 배치되어 있다. 확장 드럼(136)의 내경(직경)은, 워크피스(11)의 직경보다도 크게 되어 있다. 한편, 확장 드럼(136)의 외경(직경)은, 환형 프레임(27)의 내경(직경)이나, 지지 테이블(138)의 개구부의 직경보다도 작게 되어 있다.
익스팬드 시트(25)를 확장할 때에는, 우선 도 13의 (A)에 도시된 바와 같이, 지지 테이블(138)의 상면의 높이를 확장 드럼(136)의 상단의 높이에 맞춰, 지지 테이블(138)의 상면에 프레임(27)을 놓은 후에, 프레임(27)을 클램프(140)로 고정한다. 이것에 의해, 확장 드럼(136)의 상단은, 워크피스(11)와 프레임(27) 사이에서 익스팬드 시트(25)에 접촉한다.
다음에, 승강 기구(142)로 지지 구조(134)를 하강시켜, 도 13의 (B)에 도시된 바와 같이, 지지 테이블(138)의 상면을 확장 드럼(136)의 상단보다 아래쪽으로 이동시킨다. 그 결과, 확장 드럼(136)은 지지 테이블(138)에 대하여 상승하고, 익스팬드 시트(25)는 확장 드럼(136)에 의해 밀어 올려져 방사형으로 확장된다.
익스팬드 시트(25)가 확장되면, 워크피스(11)에는, 익스팬드 시트(25)를 확장하는 방향의 힘(방사형의 힘)이 작용한다. 이것에 의해, 워크피스(11)는, 개질층(19)을 기점으로 복수의 디바이스 칩으로 분할된다. 또한, 보호막(33)도 워크피스(11)와 함께 각 디바이스 칩에 대응한 작은 보호막으로 분할된다.
또한, 익스팬드 시트(25)를 확장하기 전에, 레이저 빔을 조사하여 보호막(33)을 분할하기 쉽게 가공하여도 좋고, 동일한 방법으로 보호막(33)을 작은 보호막으로 분할하여도 좋다. 또한, 전술한 방법(소위 스핀 코트라고 불리는 방법) 대신에 스크린 인쇄 등의 방법을 이용하여, 각 디바이스 칩에 대응하는 크기의 복수의 보호막을 형성할 수도 있다.
익스팬드 시트(25)를 확장하여 워크피스(11)를 분할한 후에는, 전술한 실시형태와 동일한 절차로, 보호막(33)을 마스크로서 이용하는 웨트 에칭에 의해 워크피스(11)의 일부를 제거한다(가공 단계, 웨트 에칭 단계). 그리고, 웨트 에칭에 의해 워크피스(11)의 일부를 제거한 후에는, 전술한 실시형태와 동일한 절차로, 워크피스(11) 등에 부착되어 있는 에칭액(37)을 씻어낸다(린스 단계).
또한, 에칭액(37)을 씻어낸 후에는, 전술한 실시형태와 동일한 절차로, 워크피스(11)에 유기 용제를 공급하여 보호막(33)을 열화시킨다(열화 단계). 또한, 보호막(33)을 열화시킨 후에는, 전술한 실시형태와 동일한 절차로, 보호막(33)에 세정수를 공급하여, 워크피스(11)의 표면(11a)으로부터 보호막(33)을 제거한다(제거 단계).
이 제1 변형례에 따른 워크피스의 가공 방법으로도, 워크피스(11)의 표면(11a)에 비수용성 수지를 포함하는 보호막(33)을 형성하기 때문에, 이 워크피스(11)를 가공할 때에, 보호막(33)에 의해 워크피스의 표면(11a)측이 적절하게 보호된다. 즉, 수용성 보호막을 사용하는 경우와 같이, 가공 도중에 보호막이 없어져, 워크피스(11)의 보호되어야 할 영역이 손상되는 일은 없다.
또한, 제1 변형례에 따른 워크피스의 가공 방법에서는, 워크피스(11)를 레이저 빔(45)으로 개질한 후에, 에칭액(37)에 의해 처리하기 때문에, 레이저 빔(45)에 의한 개질시에 발생하는 가공 왜곡(열 왜곡) 등이 워크피스(11)로부터 제거되어, 그 품질이 높아진다. 또한, 레이저 빔(45)에 의한 개질시에 이용되는 보호막(33)이, 에칭액(37)에 의한 처리에도 사용되기 때문에, 레이저 빔(45)에 의한 개질과 에칭액(37)에 의한 처리에서 별도의 보호막을 준비할 필요도 없다.
또한, 제1 변형례에 따른 워크피스의 가공 방법에서는, 불필요해진 보호막(33)을 유기 용제(41)에 의해 열화시킨 후에, 세정수(43)에 의해 제거하기 때문에, 종래와 같이, 보호막 등의 잔사가 워크피스(11)의 표면에 남아버리는 일도 없다. 이와 같이, 제1 변형례에 따른 워크피스의 가공 방법으로도, 보호막(33)에 기인하는 문제를 해결하여 워크피스(11)를 적절히 가공할 수 있다.
또한, 제1 변형례에 따른 워크피스의 가공 방법에서는, 워크피스(11)의 일부를 개질하여 분할의 기점이 되는 개질층(19)을 형성하고 있지만, 이 개질층(19) 대신에, 전술한 실시형태와 같은 가공흔(17)을 워크피스(11)에 형성하여도 좋다. 또한, 절삭 블레이드라고 불리는 원환형의 지석 공구를 워크피스(11)에 절입시켜, 분할의 기점이 되는 홈을 워크피스(11)에 형성하거나, 워크피스(11)를 절단하여 복수의 디바이스 칩으로 분할하거나 할 수도 있다.
또한, 레이저 빔이나 절삭 블레이드를 이용하여 워크피스(11)를 절단하는 경우에는, 이 워크피스(11)에 대한 익스팬드 시트(25)의 접착이나 익스팬드 시트(25)의 확장을 생략할 수 있다. 또한, 보호막(33)을 마스크로서 이용하는 웨트 에칭은, 생략되어도 좋다. 이 경우, 유기 용제(41)로 보호막(33)을 열화시켜, 워크피스(11)로부터 보호막(33)을 제거한 후에, 익스팬드 시트(25)를 확장하여 워크피스(11)를 분할할 수도 있다.
한편, 제2 변형례에 따른 워크피스의 가공 방법에서는, 우선 전술한 실시형태와 동일한 절차로, 워크피스(11)의 이면(11b)에, 워크피스(11)보다 대형의 다이싱 테이프(21)를 접착한다(다이싱 테이프 접착 단계). 워크피스(11)에 다이싱 테이프(21)를 접착한 후에는, 전술한 실시형태와 동일한 절차로, 워크피스(11)의 표면(11a)에 비수용성 수지를 포함하는 보호막(33)을 형성한다(보호막 형성 단계).
단, 이 제2 변형례에서는, 이후에 행해지는 드라이 에칭(플라즈마 에칭)에 대하여, 어느 정도의 내성을 갖는 보호막(33)을 형성할 수 있도록, 액상의 원료(31)를 선택해야 한다. 워크피스(11)의 표면(11a)에 비수용성 보호막(33)을 형성한 후에는, 예컨대 보호막(33)을 분할 예정 라인(13)을 따라 분할한다(보호막 분할 단계). 즉, 분할 예정 라인(13)을 따라 워크피스(11)의 표면(11a)측을 노출시킨다.
보호막(33)을 분할하는 방법에 특별한 제한은 없지만, 예컨대 전술한 실시형태와 같이, 워크피스(11)에 흡수되는 파장의 레이저 빔(35)을 분할 예정 라인(13)을 따라 워크피스(11)의 표면(11a)측에 조사하는 방법으로 보호막(33)을 분할할 수 있다. 이 경우에는, 워크피스(11)의 표면(11a)측에 홈(가공흔) 등이 형성된다.
보호막(33)을 분할 예정 라인(13)을 따라 분할한 후에는, 워크피스(11)의 일부를 플라즈마 에칭(드라이 에칭)에 의해 제거한다(가공 단계, 플라즈마 에칭 단계). 도 14는 워크피스(11)의 일부가 플라즈마 에칭에 의해 제거되는 모습을 나타낸 일부 단면 측면도이다. 워크피스(11)의 일부를 플라즈마 에칭으로 제거할 때에는, 예컨대 도 14에 도시된 플라즈마 에칭 장치(152)가 이용된다.
플라즈마 에칭 장치(152)는, 내부에 처리용 공간이 형성된 진공 챔버(154)를 구비하고 있다. 진공 챔버(154)의 측벽에는, 워크피스(11) 등을 반입할 때, 또는 반출할 때에 이용되는 개구(154a)가 형성되어 있다. 개구(154a)의 외부에는, 이 개구(154a)를 덮는 크기의 게이트(156)가 설치되어 있다.
게이트(156)에는 개폐 기구(도시 생략)가 연결되어 있고, 이 개폐 기구에 의해 게이트(156)는, 예컨대 상하로 이동한다. 예컨대, 게이트(156)를 하강시켜 개구(154a)를 노출시킴으로써, 개구(154a)를 통해 워크피스(11) 등을 진공 챔버(154)의 내부 공간으로 반입하거나 또는 워크피스(11) 등을 진공 챔버(154)의 내부 공간으로부터 반출할 수 있다.
진공 챔버(154)의 바닥벽에는 배기구(154b)가 형성되어 있다. 이 배기구(154b)는 진공 펌프 등의 배기 유닛(158)에 접속되어 있다. 진공 챔버(154)의 공간 내에는 하부 전극(160)이 배치되어 있다. 하부 전극(160)은, 도전성 재료를 이용하여 원반형으로 형성되어 있고, 진공 챔버(154)의 외부에 있어서 고주파 전원(162)에 접속되어 있다.
하부 전극(160)의 상면측에는, 예컨대 정전 척(도시 생략)이 배치된다. 정전 척은, 서로 절연된 복수의 전극을 구비하고 있고, 각 전극과 워크피스(11) 사이에 발생하는 전기적인 힘을 이용하여 워크피스(11)를 흡착하고, 유지한다. 단, 이 변형례의 플라즈마 에칭 장치(152)는, 반드시 정전 척을 구비하지는 않아도 좋다.
진공 챔버(154)의 천장벽에는, 도전성 재료를 이용하여 원반형으로 형성된 상부 전극(164)이 절연재(166)를 통해 부착되어 있다. 상부 전극(164)의 하면측에는, 복수의 가스 분출 구멍(164a)이 형성되어 있고, 이 가스 분출 구멍(164a)은, 상부 전극(164)의 상면측에 형성된 가스 공급 구멍(164b) 등을 통해 가스 공급원(168)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 에칭용 가스를 진공 챔버(154)의 공간 내에 공급할 수 있다. 이 상부 전극(164)도, 진공 챔버(154)의 외부에 있어서 고주파 전원(170)에 접속되어 있다.
워크피스(11)의 일부를 플라즈마 에칭에 의해 제거할 때에는, 우선 개폐 기구에 의해 게이트(156)를 하강시킨다. 다음에, 개구(154a)를 통해 워크피스(11)를 진공 챔버(154)의 공간 내로 반입하여, 정전 척[하부 전극(160)]에 놓는다. 이 제2 변형례에서는, 워크피스(11)에 다이싱 테이프(21)가 접착되어 있기 때문에, 다이싱 테이프(21)를 정전 척의 상면에 접촉시킨다.
그 후, 정전 척을 작동시키면, 워크피스(11)는, 표면(11a)측에 설치되어 있는 보호막(33)이 위쪽으로 노출된 상태로 정전 척에 유지된다. 정전 척으로 워크피스(11)를 유지한 후에는, 보호막(33)을 통해 워크피스(11)의 표면(11a)측에 플라즈마 에칭을 행함으로써, 분할 예정 라인(13)을 따라 가공흔을 형성한다. 구체적으로는, 우선 개폐 기구에 의해 게이트(156)를 상승시켜, 진공 챔버(154)의 공간을 밀폐한다.
또한, 배기 유닛(158)을 작동시켜, 공간 내를 감압한다. 이 상태에서, 가스 공급원(168)으로부터 에칭용 가스를 소정의 유량으로 공급하면서, 고주파 전원(162, 170)으로 하부 전극(160) 및 상부 전극(164)에 적절한 고주파 전력을 공급하면, 하부 전극(160)과 상부 전극(164) 사이에 라디칼이나 이온 등을 포함하는 플라즈마가 발생한다.
이것에 의해, 보호막(33)으로 덮여 있지 않은 워크피스(11)의 표면(11a)측[분할 예정 라인(13)에 대응하는 영역]을 플라즈마에 노출시키고, 워크피스(11)를 가공할 수 있다. 또한, 가스 공급원(168)으로부터 공급되는 에칭용 가스는, 워크피스(11)의 재질 등에 따라 적절히 선택된다.
플라즈마 에칭의 구체적인 양태에 제한은 없다. 예컨대, 소위 보쉬 프로세스라고 불리는 에칭 기술을 이용하여 워크피스(11)에 가공흔을 형성할 수도 있다. 이 경우에는, 예컨대 에칭용 가스로서, SF6과 C4F8을 교대로 공급하게 된다.
제2 변형례에서는, 이 플라즈마 에칭에 의해, 워크피스(11)를 분단하는 가공흔을 분할 예정 라인(13)을 따라 형성한다. 그 결과, 워크피스(11)는, 각각이 디바이스(15)를 포함하는 복수의 디바이스 칩으로 분할된다. 또한 이 제2 변형례에서는, 워크피스(11)를 분단하는 양태의 가공흔을 형성하고 있지만, 가공흔은 워크피스(11)를 분단하지 않는 홈 등이어도 좋다.
워크피스(11)의 일부를 플라즈마 에칭에 의해 제거하고, 가공흔을 형성한 후에는, 전술한 실시형태와 동일한 절차로, 워크피스(11)에 유기 용제를 공급하여 보호막(33)을 열화시킨다(열화 단계). 또한, 보호막(33)을 열화시킨 후에는, 전술한 실시형태와 동일한 절차로, 보호막(33)에 세정수를 공급하여, 워크피스(11)의 표면(11a)으로부터 보호막(33)을 제거한다(제거 단계).
이 제2 변형례에 따른 워크피스의 가공 방법으로도, 워크피스(11)의 표면(11a)에 비수용성 수지를 포함하는 보호막(33)을 형성하기 때문에, 이 워크피스(11)를 가공할 때에, 보호막(33)에 의해 워크피스의 표면(11a)측이 적절히 보호된다. 즉, 수용성 보호막을 사용하는 경우와 같이, 가공 도중에 보호막이 없어져, 워크피스(11)의 보호되어야 할 영역이 손상되는 일은 없다.
또한, 제2 변형례에 따른 워크피스의 가공 방법에서는, 불필요해진 보호막(33)을 유기 용제(41)에 의해 열화시킨 후에, 세정수(43)에 의해 제거하기 때문에, 종래와 같이, 보호막 등의 잔사가 워크피스(11)의 표면에 남아 버리는 일도 없다. 이와 같이, 제2 변형례에 따른 워크피스의 가공 방법으로도, 보호막(33)에 기인하는 문제를 해결하여 워크피스(11)를 적절히 가공할 수 있다.
또한, 이 제2 변형례에 따른 플라즈마 에칭에 의한 워크피스(11)의 가공(플라즈마 에칭 단계)을, 전술한 실시형태나 제1 변형례에 적용할 수도 있다. 예컨대, 전술한 실시형태 및 제1 변형례에 따른 웨트 에칭에 의한 워크피스(11)의 가공(웨트 에칭 단계) 등을 대신하여 플라즈마 에칭에 의한 워크피스(11)의 가공(플라즈마 에칭 단계)을 적용하여도 좋다.
마찬가지로, 제1 변형례에 따른 워크피스(11)의 개질(개질 단계) 대신에, 플라즈마 에칭에 의한 워크피스(11)의 가공(플라즈마 에칭 단계)을 적용할 수도 있다. 이들의 경우에는, 필요에 따라 절차의 일부가 적절히 변경된다.
예컨대, 제1 변형례에 따른 워크피스(11)의 개질 대신에 플라즈마 에칭에 의한 워크피스(11)의 가공을 적용하는 경우에는, 워크피스(11)의 표면(11a)에 비수용성 수지를 포함하는 보호막(33)을 형성한 후, 플라즈마 에칭에 의해 워크피스(11)를 가공하기 전에, 보호막(33)을 분할 예정 라인(13)을 따라 분할해야 한다.
그 밖에, 전술한 실시형태, 제1 변형례, 및 제2 변형례에 따른 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적 범위를 일탈하지 않는 한 적절하게 변경하여 실시할 수 있다.
11 : 워크피스 11a : 표면
11b : 이면 13 : 분할 예정 라인
15 : 디바이스 17 : 가공흔
19 : 개질층 21 : 다이싱 테이프
23 : 프레임 25 : 익스팬드 시트
27 : 프레임 31 : 원료
33 : 보호막 35 : 레이저 빔
37 : 에칭액 39 : 유체
41 : 유기 용제 43 : 세정수
45 : 레이저 빔 12 : 스핀 코터
14 : 수용부 14a : 공간
16 : 스피너 테이블 16a : 유지면
18 : 클램프 20 : 스핀들
22 : 회전 구동원 24 : 제1 노즐
26 : 회전 구동원 28 : 제2 노즐
30 : 회전 구동원 42 : 레이저 가공 장치
44 : 척 테이블 46 : 프레임체
46a : 유로 48 : 유지판
48a : 유지면 50 : 클램프
52 : 레이저 조사 유닛 62 : 에칭조
72 : 보호막 제거 장치 74 : 제1 노즐
76 : 제2 노즐 82 : 바이트 절삭 장치
84 : 척 테이블 84a : 유지면
86 : 바이트 절삭 유닛 88 : 스핀들
90 : 공구 마운트 92 : 바이트 공구
92a : 베이스 92b : 절단날
102 : 연삭 장치 104 : 척 테이블
104a : 유지면 106 : 연삭 유닛
108 : 스핀들 110 : 마운트
112 : 연삭휠 114 : 휠베이스
116 : 연삭 지석 122 : 레이저 가공 장치
124 : 레이저 조사 유닛 132 : 확장 장치
134 : 지지 구조 136 : 확장 드럼
138 : 지지 테이블 140 : 클램프
142 : 승강 기구 144 : 실린더 케이스
146 : 피스톤 로드 152 : 플라즈마 에칭 장치
154 : 진공 챔버 154a : 개구
154b : 배기구 156 : 게이트
158 : 배기 유닛 160 : 하부 전극
162 : 고주파 전원 164 : 상부 전극
164a : 가스 분출 구멍 164b : 가스 공급 구멍
166 : 절연재 168 : 가스 공급원
170 : 고주파 전원

Claims (6)

  1. 워크피스의 가공 방법으로서,
    워크피스의 표면에 비수용성 수지를 포함하는 보호막을 형성하는 보호막 형성 단계와,
    상기 보호막이 형성된 워크피스를 가공하는 가공 단계와,
    가공된 워크피스에 유기 용제를 공급하여 상기 보호막을 열화시키는 열화 단계와,
    열화한 상기 보호막에 세정수를 공급하여 상기 보호막을 워크피스의 상기 표면으로부터 제거하는 제거 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스의 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보호막을 열화시킬 때에는, 워크피스를 회전시키면서 상기 유기 용제를 워크피스의 중앙부에 공급하여 워크피스 전체를 상기 유기 용제로 덮고,
    상기 보호막을 워크피스의 상기 표면으로부터 제거할 때에는, 상기 세정수를 워크피스의 상기 표면측에 공급하여 상기 보호막을 제거하는 것을 특징으로 하는 워크피스의 가공 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기 용제는, 이소프로필알코올을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스의 가공 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보호막이 형성된 워크피스를 가공할 때에는, 워크피스에 흡수되는 파장의 레이저 빔을 워크피스의 상기 표면측에 조사하여 워크피스가 부분적으로 제거된 가공흔을 형성하는 것을 특징으로 하는 워크피스의 가공 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보호막이 형성된 워크피스를 가공할 때에는, 상기 보호막을 통해 워크피스의 상기 표면측을 척 테이블로 유지하면서 워크피스의 이면을 연삭하여 워크피스를 얇게 하는 것을 특징으로 하는 워크피스의 가공 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보호막이 형성된 워크피스를 가공할 때에는, 상기 보호막을 마스크로 하는 에칭에 의해 워크피스의 일부를 제거하는 것을 특징으로 하는 워크피스의 가공 방법.
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