JP7418905B2 - ワークピースの加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハに代表される板状のワークピースを加工する際に用いられるワークピースの加工方法に関する。
携帯電話機やパーソナルコンピュータに代表される電子機器では、電子回路等のデバイスを備えるデバイスチップが必須の構成要素になっている。デバイスチップは、例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハの表面側を分割予定ライン（ストリート）で複数の領域に区画し、各領域にデバイスを形成した後、この分割予定ラインに沿ってウェーハを分割することで得られる。
ウェーハに代表される板状のワークピースを分割する際には、例えば、レーザアブレーションと呼ばれる加工方法が用いられる（例えば、特許文献１参照）。このレーザアブレーションでは、ワークピースの一部をレーザビームによって溶融し、昇華させるので、デブリ等と呼ばれる加工屑が発生し易い。
レーザアブレーションで発生したデブリがワークピースに接触し、固着すると、このデブリをワークピースから容易に除去できなくなる。そこで、予めワークピースの表面側を水溶性の保護膜で覆い、ワークピースに対してデブリが接触しないようにしている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３－３２０４６６号公報 特開２００６－１４０３１号公報
ところで、レーザアブレーション等でワークピースを加工すると、ワークピースの被加工領域に加工歪み（熱歪み）が発生し、デバイスチップの抗折強度が低下する。そこで、被加工領域を薬液（エッチング液）で処理するエッチング（ウェットエッチング）と呼ばれる方法を用いて、ワークピースから加工歪みを除去することが検討されている。
このエッチングでは、ワークピースの被加工領域に対して薬液を選択的に作用させるために、例えば、上述した水溶性の保護膜をマスクとして用いることが考えられる。しかしながら、水溶性の保護膜は、薬液に対する耐性を殆ど有しないので、この水溶性の保護膜を用いてワークピースを処理すると、途中で保護膜が失われ、ワークピースの保護されるべき領域にも薬液が作用してしまう。
非水溶性の保護膜をワークピースの表面に設け、エッチングの際のマスクとして用いることも考えられる。この場合には、ワークピースに薬液を作用させた後、有機溶剤を用いて非水溶性の保護膜をワークピースの表面から除去することになる。しかしながら、この方法では、保護膜等の残渣がワークピースの表面に残り易かった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、保護膜に起因する問題を解決してワークピースを適切に加工できる新たなワークピースの加工方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、ワークピースの加工方法であって、ワークピースの表面に非水溶性の樹脂でなる保護膜を形成する保護膜形成ステップと、該保護膜が形成されたワークピースを加工する加工ステップと、加工されたワークピースの該表面の全体を覆うように有機溶剤を供給して該保護膜を劣化させる劣化ステップと、劣化した該保護膜に洗浄水を供給して該保護膜をワークピースの該表面から除去する除去ステップと、を含み、ワークピースの該表面が該有機溶剤によって覆われた状態で該洗浄水の供給を開始し、該除去ステップでは、該洗浄水を該保護膜に吹き付けるように供給することで、該洗浄水の衝撃により該保護膜をワークピースの該表面から除去することを特徴とするワークピースの加工方法が提供される。
本発明の一態様において、該除去ステップでは、該洗浄水をエアーと混合して該保護膜に吹き付けるように供給することが好ましい。また、本発明の一態様において、該除去ステップでは、該洗浄水を２００ｍｌ／ｍｉｎ～４００ｍｌ／ｍｉｎの条件で該保護膜に吹き付けるように供給することが好ましい。また、本発明の一態様において、該除去ステップでは、該洗浄水を供給するためのノズルをワークピースの径方向に移動させながら該洗浄水を供給することが好ましい。また、本発明の一態様において、該保護膜を劣化させる際には、ワークピースを回転させつつ該有機溶剤をワークピースの中央部に供給し、該保護膜をワークピースの該表面から除去する際には、該洗浄水をワークピースの該表面側に供給して該保護膜を除去することが好ましい。また、該有機溶剤は、イソプロピルアルコールを含むことがある。
また、該保護膜が形成されたワークピースを加工する際には、ワークピースに吸収される波長のレーザビームをワークピースの該表面側に照射してワークピースが部分的に除去された加工痕を形成しても良い。また、該保護膜が形成されたワークピースを加工する際には、該保護膜を介してワークピースの該表面側をチャックテーブルで保持しつつワークピースの裏面を研削してワークピースを薄くしても良い。また、該保護膜が形成されたワークピースを加工する際には、該保護膜をマスクとするエッチングによってワークピースの一部を除去しても良い。
本発明の一態様に係るワークピースの加工方法では、ワークピースの表面に非水溶性の樹脂でなる保護膜を形成するので、このワークピースを加工する際に、保護膜によってワークピースの表面側が適切に保護される。すなわち、水溶性の保護膜を使用する場合のように、加工の途中で保護膜が失われ、ワークピースの保護されるべき領域が損傷することはない。
更に、本発明の一態様に係るワークピースの加工方法では、不要になった保護膜を有機溶剤によって劣化させた上で、洗浄水によって除去するので、従来のように、保護膜等の残渣がワークピースの表面に残ってしまうこともない。このように、本発明の一態様に係るワークピースの加工方法によれば、保護膜に起因する問題を解決してワークピースを適切に加工できる。
ワークピース等を示す斜視図である。 ワークピースに保護膜が形成される様子を示す一部断面側面図である。 ワークピースがレーザビームによって加工される様子を示す一部断面側面図である。 ワークピースの一部がウェットエッチングによって除去される様子を示す一部断面側面図である。 ウェットエッチングで使用されたエッチング液が洗い流される様子を示す一部断面側面図である。 保護膜を劣化させる様子を示す一部断面側面図である。 図６の一部を拡大した一部断面側面図である。 ワークピースから保護膜が除去される様子を示す一部断面側面図である。 図８の一部を拡大した一部断面側面図である。 ワークピースに形成されている保護膜が平坦化される様子を示す一部断面側面図である。 ワークピースが研削される様子を示す一部断面側面図である。 ワークピースの一部がレーザビームによって改質される様子を示す一部断面側面図である。 図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、エキスパンドシートが拡張される様子を示す一部断面側面図である。 ワークピースの一部がプラズマエッチング（ドライエッチング）によって除去される様子を示す一部断面側面図である。
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るワークピースの加工方法で加工されるワークピース（被加工物）１１等を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態のワークピース１１は、例えば、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面１１ａ及び裏面１１ｂを備えている。
ワークピース１１の表面１１ａは、互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって複数の領域に区画されている。この分割予定ライン１３によって区画された領域のそれぞれには、例えば、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）等のデバイス１５が形成されている。
なお、ワークピース１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、シリコン（Ｓｉ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）等の半導体、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の誘電体（絶縁体）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等の強誘電体でなる円盤状のウェーハや平面視で矩形状の基板をワークピース１１として用いることもできる。
同様に、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。例えば、デバイス１５として、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、フォトダイオード（Photodiode）、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ、ＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）フィルタ等が形成されても良い。また、ワークピース１１には、デバイス１５が形成されていなくても良い。
本実施形態に係るワークピースの加工方法では、まず、このワークピース１１の裏面１１ｂに、ワークピース１１より大型のダイシングテープ２１を貼付する（ダイシングテープ貼付ステップ）。ダイシングテープ２１は、代表的には、フィルム状の基材と、基材の一方の面に設けられた糊層と、で構成されている。
ダイシングテープ２１の基材は、例えば、ポリオレフィン、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等の材料でなり、ダイシングテープ２１の糊層は、例えば、アクリル系やゴム系の材料でなる。このダイシングテープ２１の糊層側をワークピース１１の裏面１１ｂに密着させれば、ダイシングテープ２１はワークピース１１に貼付される。
ダイシングテープ２１の糊層側の外周部分には、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やアルミニウム等の金属材料でなる環状のフレーム２３が固定される。これにより、ワークピース１１は、ダイシングテープ２１を介して環状のフレーム２３に支持される。なお、後述するように、ダイシングテープ２１やフレーム２３を用いずにワークピース１１を加工することもできる。
ワークピース１１にダイシングテープ２１を貼付した後には、ワークピース１１の表面１１ａに非水溶性の樹脂でなる保護膜を形成する（保護膜形成ステップ）。図２は、ワークピースに保護膜が形成される様子を示す一部断面側面図である。保護膜の形成には、例えば、図２に示すスピンコーター１２が用いられる。
スピンコーター１２は、ワークピース１１等が収容される円筒状の収容部１４を含んでいる。この収容部１４の内側の空間１４ａが、ワークピース１１に対して保護膜を形成する際の処理室となる。空間１４ａの中央付近には、スピンナテーブル１６が配置されている。
スピンナテーブル１６の上面の一部は、ワークピース１１（ダイシングテープ２１）を保持する保持面１６ａである。保持面１６ａには、スピンナテーブル１６の内部に形成された流路（不図示）やバルブ（不図示）等を介してエジェクタ等の吸引源（不図示）が接続されている。そのため、バルブを開けば、保持面１６ａに吸引源の負圧が作用する。
スピンナテーブル１６の周囲には、上述した環状のフレーム２３を固定する複数のクランプ１８が設けられている。また、スピンナテーブル１６の下部には、スピンドル２０を介してモータ等の回転駆動源２２が連結されている。スピンナテーブル１６は、この回転駆動源２２が生じる力によって回転する。
なお、各クランプ１８は、例えば、スピンナテーブル１６の回転によって生じる遠心力を利用してフレーム２３を固定できるように構成されている。そのため、スピンナテーブル１６を高速に回転させたとしても、ワークピース１１やフレーム２３等がスピンナテーブル１６から外れてしまうことはない。
スピンナテーブル１６の上方には、保護膜の形成に用いられる液状の原料３１を先端部から滴下する第１ノズル２４が配置されている。第１ノズル２４の基端側には、モータ等の回転駆動源２６が連結されており、液状の原料３１を滴下する第１ノズル２４の先端部は、この回転駆動源２６が生じる力によってスピンナテーブル１６の上方の領域を移動する。
本実施形態では、回転駆動源２６の力によって、鉛直方向に沿う回転軸の周りに第１ノズル２４を回転させるので、この回転軸から離れた位置にある第１ノズル２４の先端部の移動経路は、円弧状になる。液状の原料３１を滴下する際には、第１ノズル２４の先端部を、空間１４ａの端部に相当する第１ノズル退避領域から、スピンナテーブル１６の直上に相当する滴下領域まで移動させる。
また、スピンナテーブル１６の上方には、洗浄用の流体を先端部から供給する第２ノズル２８が配置されている。第２ノズル２８の基端側には、モータ等の回転駆動源３０が連結されており、洗浄用の流体を供給する第２ノズル２８の先端部は、この回転駆動源３０が生じる力によってスピンナテーブル１６の上方の領域を移動する。
本実施形態では、回転駆動源３０の力によって、鉛直方向に沿う回転軸の周りに第２ノズル２８を回転させるので、この回転軸から離れた位置にある第２ノズル２８の先端部の移動経路は、円弧状になる。洗浄用の流体を供給する際には、第２ノズル２８の先端部を、空間１４ａの端部に相当する第２ノズル退避領域から、スピンナテーブル１６の直上に相当する洗浄領域まで移動させる。
保護膜を形成する際には、まず、ワークピース１１に貼付されているダイシングテープ２１の基材側がスピンナテーブル１６の保持面１６ａに接触するように、ワークピース１１等をスピンナテーブル１６に載せる。そして、吸引源の負圧を保持面１６ａに作用させる。この結果、ダイシングテープ２１は、保持面１６ａによって吸引され、このダイシングテープ２１を介してワークピース１１がスピンナテーブル１６に保持される。すなわち、ワークピース１１の表面１１ａ側が上方に露出する。
その後、第１ノズル２４の先端部をスピンナテーブル１６の直上に相当する滴下領域に移動させ、この先端部から、スピンナテーブル１６に保持されているワークピース１１の表面１１ａ側に向けて液状の原料３１を滴下する。より具体的には、第１ノズル２４の先端部をワークピース１１の中央部の上方に位置付け、液状の原料３１を滴下する。
併せて、スピンナテーブル１６を回転させる。スピンナテーブル１６の回転数は、例えば、２０００ｒｐｍであり、スピンナテーブル１６を回転させる時間は、例えば、３０秒である。ただし、スピンナテーブル１６の回転等に係る条件に特段の制限はない。このスピンナテーブル１６の回転により、液状の原料３１は、ワークピース１１の表面１１ａの全体に広がる。すなわち、表面１１ａの全体に液状の原料３１が塗布される。
本実施形態では、液状の原料３１として、非水溶性の樹脂でなる保護膜の形成に適したＰＶＢ（ポリビニルブチラール）を使用する。なお、ポリメタクリル酸メチル樹脂に代表されるアクリル系樹脂、酢酸セルロースを含むセルロース系樹脂、エポキシ系樹脂等を液状の原料３１として使用しても良い。
液状の原料３１をワークピース１１の表面１１ａの全体に広げた後には、例えば、この液状の原料３１を室温で乾燥させる。液状の原料３１を乾燥させる時間（ワークピース１１を室温で放置する時間）は、例えば、２４時間である。これにより、非水溶性の樹脂でなる保護膜３３（図３参照）がワークピース１１の表面１１ａに形成される。ただし、ワークピース１１の表面１１ａに塗布された液状の原料３１を乾燥させる際の条件に特段の制限はない。
例えば、液状の原料３１の供給を停止した状態で、スピンナテーブル１６を回転させ続けることによって、ワークピース１１の表面１１ａに塗布された液状の原料３１を乾燥させることもできる。また、ホットプレート、オーブン（乾燥炉）、ヒータ、ランプ等を用いて液状の原料３１を加熱し、短い時間で乾燥させても良い。例えば、８０℃に設定されたオーブンにワークピース１１を投入することで、液状の原料３１を短い時間で乾燥させることができる。この場合、加熱の時間は、例えば、３分程度で良い。
ワークピース１１の表面１１ａに非水溶性の保護膜３３を形成した後には、ワークピース１１に吸収される波長のレーザビームをワークピース１１の表面１１ａ側に照射してワークピース１１を加工する（加工ステップ、レーザアブレーションステップ）。図３は、ワークピース１１がレーザビームによって加工される様子を示す一部断面側面図である。レーザビームによってワークピース１１を加工する際には、例えば、図３に示すレーザ加工装置４２が用いられる。
レーザ加工装置４２は、ワークピース１１の保持に使用されるチャックテーブル４４を備えている。チャックテーブル４４は、例えば、ステンレス鋼に代表される金属材料でなる円筒状の枠体４６と、多孔質材料でなり枠体４６の上部に配置される保持板４８と、を含む。
保持板４８の上面は、ワークピース１１（ダイシングテープ２１）を保持する保持面４８ａとなる。保持板４８の下面側は、枠体４６の内部に設けられた流路４６ａやバルブ（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。そのため、バルブを開けば、保持面４８ａに吸引源の負圧が作用する。
枠体４６の周囲には、フレーム２３の固定に使用される複数のクランプ５０が設けられている。枠体４６（チャックテーブル４４）は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、上述した保持面４８ａに対して概ね垂直な回転軸の周りに回転する。また、枠体４６（チャックテーブル４４）は、移動機構（不図示）によって支持されており、上述した保持面４８ａに対して概ね平行な方向に移動する。
チャックテーブル４４の上方には、レーザ照射ユニット５２が配置されている。レーザ照射ユニット５２は、レーザ発振器（不図示）でパルス発振されたレーザビーム３５を所定の位置に照射し、集光する。本実施形態で使用されるレーザ発振器は、ワークピース１１に吸収される波長（吸収され易い波長）のレーザビーム３５を生成できるように構成されており、ワークピース１１のレーザアブレーションに適している。
上述のように、ワークピース１１はヒ化ガリウムによって構成されているので、本実施形態では、３５５ｎｍ～５３２ｎｍの波長のレーザビーム３５を生成できるレーザ発振器が使用される。このようなレーザ発振器としては、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧやＮｄ：ＹＶＯ４等の結晶を利用するものが挙げられる。
ワークピース１１を加工する際には、まず、ワークピース１１に貼付されているダイシングテープ２１の基材側をチャックテーブル４４の保持面４８ａに接触させた上で、保持面４８ａに吸引源の負圧を作用させる。この結果、ダイシングテープ２１は、保持面４８ａによって吸引され、ワークピース１１は、表面１１ａ側の保護膜３３が上方に露出する状態でチャックテーブル４４に保持される。なお、フレーム２３は、クランプ５０によって固定される。
次に、チャックテーブル４４の位置等を調整し、例えば、任意の分割予定ライン１３の延長線の上方にレーザ照射ユニット５２の位置を合わせる。そして、図３に示すように、レーザ照射ユニット５２からワークピース１１の表面１１ａ側に向けてレーザビーム３５を照射しながら、対象の分割予定ライン１３に対して平行な方向にチャックテーブル４４を移動させる。すなわち、対象の分割予定ライン１３に沿ってワークピース１１にレーザビーム３５を照射する。
レーザビーム３５は、例えば、ワークピース１１の表面１１ａ又は内部に集光する条件で照射される。このように、ワークピース１１に吸収される波長のレーザビーム３５を分割予定ライン１３に沿ってワークピース１１に照射することで、ワークピース１１及び保護膜３３を分割予定ライン１３に沿って部分的に除去し、加工痕１７を形成できる。すなわち、レーザアブレーションによる加工痕１７を分割予定ライン１３に沿ってワークピース１１に形成できる。
本実施形態では、分割予定ライン１３に沿ってワークピース１１を分断する加工痕１７を形成できる条件でレーザビーム３５が照射される。具体的には、対象の分割予定ライン１３（第１分割予定ライン）に対するレーザビーム３５の照射を、この分割予定ライン１３（第１分割予定ライン）に沿ってワークピース１１が分断されるまで何度か繰り返す。
つまり、対象の分割予定ライン１３（第１分割予定ライン）に沿ってその一端から他端までレーザビーム３５を照射した後には、厚さ方向に異なる別の位置にレーザビーム３５を集光させて、同じ分割予定ライン１３（第１分割予定ライン）にレーザビーム３５を再び照射すれば良い。これにより、対象の分割予定ライン１３（第１分割予定ライン）に沿ってワークピース１１を確実に分断できるようになる。
ただし、レーザビーム３５の出力、スポット径、繰り返し周波数、照射回数等の条件は、ワークピース１１を適切に分断できる範囲内で任意に設定される。例えば、一度のレーザビーム３５の照射によってワークピース１１を分断できるようであれば、対象の分割予定ライン１３（第１分割予定ライン）に沿ってレーザビーム３５の照射を何度も繰り返す必要はない。
対象の分割予定ライン１３（第１分割予定ライン）に沿ってワークピース１１を加工した後には、チャックテーブル４４の位置等を再び調整し、別の分割予定ライン１３（第２分割予定ライン）の延長線の上方にレーザ照射ユニット５２の位置を合わせる。そして、レーザ照射ユニット５２からワークピース１１の表面１１ａ側に向けてレーザビーム３５を照射しながら、この別の分割予定ライン１３（第２分割予定ライン）に対して平行な方向にチャックテーブル４４を移動させる。
すなわち、別の分割予定ライン１３（第２分割予定ライン）に沿ってワークピース１１にレーザビーム３５を照射する。その結果、この別の分割予定ライン１３（第２分割予定ライン）に沿ってワークピース１１に加工痕１７が形成される。なお、この別の分割予定ライン１３（第２分割予定ライン）に対するレーザビーム３５の照射は、先に対象とした分割予定ライン１３（第１分割予定ライン）に対するレーザビーム３５の照射と同等の条件で行われる。
上述の手順は、全ての分割予定ライン１３に沿ってワークピース１１が加工（分断）されるまで繰り返される。その結果、ワークピース１１は、それぞれがデバイス１５を含む複数のデバイスチップへと分割される。同様に、保護膜３３もワークピース１１と共に各デバイスチップに対応した小さな保護膜へと分割される。なお、本実施形態では、ワークピース１１を分断する態様の加工痕１７を形成しているが、この加工痕１７は、ワークピース１１を分断しない溝等でも良い。
レーザビーム３５を照射してワークピース１１を加工した後には、保護膜３３をマスクとして用いるウェットエッチングによってワークピース１１の一部を除去する（加工ステップ、ウェットエッチングステップ）。図４は、ワークピース１１の一部がウェットエッチングによって除去される様子を示す一部断面側面図である。
ウェットエッチングによってワークピース１１の一部を除去する際には、図４に示すように、エッチング槽６２に注がれたエッチング液３７にワークピース１１を浸す。なお、本実施形態では、ワークピース１１と共にダイシングテープ２１及びフレーム２３もエッチング液３７に浸している。
エッチング液３７としては、例えば、水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）とを水（Ｈ２Ｏ）に溶解させたアルカリ性の水溶液を用いることができる。この場合、例えば、エッチング液３７に対してワークピース１１を２分ほど浸すと良い。ただし、エッチング液３７の種類、処理の時間等の条件は、ワークピース１１の種類、厚さ等の条件に応じて任意に設定される。
例えば、エッチング液３７として、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等を水に溶解させたアルカリ性の水溶液を用いることもできる。また、エッチング液３７として、塩化水素（ＨＣｌ）を水に溶解させた酸性の水溶液（塩酸）や、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）と硫酸（Ｈ２ＳＯ４）との混酸等を用いても良い。
上述のように、ワークピース１１の表面１１ａ側は、加工痕１７に対応する領域を除いて非水溶性の樹脂でなる保護膜３３によって覆われている。そのため、ワークピース１１をエッチング液３７に浸すと、この保護膜３３によって覆われていない領域にのみエッチング液が作用する。
すなわち、このウェットエッチングでは、保護膜３３によって覆われていない一部の領域がワークピース１１から除去されることになる。これにより、例えば、加工痕１７の近傍に生じた加工歪み（熱歪み）等をワークピース１１から除去して、デバイスチップの抗折強度を高められる。
また、本実施形態では、上述のように、非水溶性の樹脂でなる保護膜３３をウェットエッチングの際のマスクとして用いるので、水溶性の樹脂でなる保護膜をマスクとして用いる場合のように、エッチング液によってマスクが溶解し、失われてしまうことがない。よって、ワークピース１１の保護されるべき領域（例えば、デバイス１５）を確実に保護できる。
ウェットエッチングによってワークピース１１の一部を除去した後には、ワークピース１１等に付着しているエッチング液３７を洗い流す（リンスステップ）。図５は、ウェットエッチングで使用されたエッチング液３７が洗い流される様子を示す一部断面側面図である。エッチング液３７を洗い流す際には、例えば、上述したスピンコーター１２が用いられる。
具体的には、まず、ワークピース１１に貼付されているダイシングテープ２１の基材側がスピンナテーブル１６の保持面１６ａに接触するように、ワークピース１１等をスピンナテーブル１６に載せる。そして、吸引源の負圧を保持面１６ａに作用させる。この結果、ダイシングテープ２１は、保持面１６ａによって吸引され、このダイシングテープ２１を介してワークピース１１がスピンナテーブル１６に保持される。すなわち、ワークピース１１の表面１１ａ側の保護膜３３が上方に露出する。
その後、第２ノズル２８の先端部をスピンナテーブル１６の直上に相当する洗浄領域に移動させ、この先端部から、スピンナテーブル１６に保持されているワークピース１１（保護膜３３）に向けて洗浄用の流体３９を供給する。併せて、スピンナテーブル１６を、例えば、８００ｒｐｍの回転数で回転させる。
洗浄用の流体３９としては、水（代表的には、純水）等が用いられる。例えば、この処理を５分ほど行うことで、ワークピース１１等に付着しているエッチング液３７を完全に洗い流すことができる。ただし、スピンナテーブル１６の回転数や、処理の時間、洗浄用の流体３９の種類等の条件に特段の制限はない。また、スピンコーター１２を用いずに、例えば、流水等によってエッチング液３７を洗い流すこともできる。
エッチング液３７を洗い流した後には、ワークピース１１に有機溶剤を供給して保護膜３３を劣化させる（劣化ステップ）。図６は、保護膜３３を劣化させる様子を示す一部断面側面図であり、図７は、図６の一部を拡大した一部断面側面図である。保護膜３３を劣化させる際には、例えば、図６に示す保護膜除去装置７２が用いられる。なお、この保護膜除去装置７２の構成要素の多くは、スピンコーター１２の構成要素と共通である。よって、共通の構成要素には同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図６に示すように、保護膜除去装置７２を構成するスピンナテーブル１６の上方には、保護膜３３を劣化させる有機溶剤４１を先端部から供給する第１ノズル７４が配置されている。第１ノズル７４の基端側には、モータ等の回転駆動源２６が連結されており、有機溶剤４１を供給する第１ノズル７４の先端部は、この回転駆動源２６が生じる力によってスピンナテーブル１６の上方の領域を移動する。
本実施形態では、回転駆動源２６の力によって、鉛直方向に沿う回転軸の周りに第１ノズル７４を回転させるので、この回転軸から離れた位置にある第１ノズル７４の先端部の移動経路は、円弧状になる。有機溶剤４１を供給する際には、第１ノズル７４の先端部を、空間１４ａの端部に相当する第１ノズル退避領域から、スピンナテーブル１６の直上に相当する有機溶剤供給領域まで移動させる。
また、スピンナテーブル１６の上方には、洗浄水を先端部から供給する第２ノズル７６が配置されている。第２ノズル７６の基端側には、モータ等の回転駆動源３０が連結されており、洗浄水を供給する第２ノズル７６の先端部は、この回転駆動源３０が生じる力によってスピンナテーブル１６の上方の領域を移動する。
本実施形態では、回転駆動源３０の力によって、鉛直方向に沿う回転軸の周りに第２ノズル７６を回転させるので、この回転軸から離れた位置にある第２ノズル７６の先端部の移動経路は、円弧状になる。洗浄水を供給する際には、第２ノズル７６の先端部を、空間１４ａの端部に相当する第２ノズル退避領域から、スピンナテーブル１６の直上に相当する洗浄水供給領域まで移動させる。
保護膜３３を劣化させる際には、まず、ワークピース１１に貼付されているダイシングテープ２１の基材側がスピンナテーブル１６の保持面１６ａに接触するように、ワークピース１１等をスピンナテーブル１６に載せる。そして、吸引源の負圧を保持面１６ａに作用させる。この結果、ダイシングテープ２１は、保持面１６ａによって吸引され、このダイシングテープ２１を介してワークピース１１がスピンナテーブル１６に保持される。すなわち、ワークピース１１の表面１１ａ側の保護膜３３が上方に露出する。
その後、第１ノズル７４の先端部をスピンナテーブル１６の直上に相当する有機溶剤供給領域に移動させ、この先端部から、スピンナテーブル１６に保持されているワークピース１１の表面１１ａ側（保護膜３３）に向けて有機溶剤４１を供給する。より具体的には、第１ノズル７４の先端部をワークピース１１の中央部の上方に位置付け、有機溶剤４１を供給する。併せて、スピンナテーブル１６を回転させる。
本実施形態では、この有機溶剤４１として、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を使用する。これにより、ワークピース１１に設けられているデバイス１５等を損傷させることなく、保護膜３３を劣化させることができる。なお、有機溶剤４１によって生じる保護膜３３の劣化には、保護膜３３の膨潤、ひび割れ（クラックの生成）、部分的な溶解、剥離等が含まれる。
スピンナテーブル１６の回転数は、例えば、１００ｒｐｍ～３００ｒｐｍであり、有機溶剤４１の供給量は、例えば、１０ｍｌ／ｍｉｎ～１００ｍｌ／ｍｉｎである。このような条件で有機溶剤４１を供給すると、図７に示すように、ワークピース１１の表面１１ａ側（保護膜３３）が有機溶剤４１で覆われる。
すなわち、ワークピース１１の中央部に新しい有機溶剤４１を供給し続け、このワークピース１１の中央部から外周部へと向かって有機溶剤４１を流動させた場合、ワークピース１１の表面１１ａ側は有機溶剤４１で覆われる。このように、有機溶剤４１でワークピース１１の表面１１ａ側の全体を覆うことによって、ワークピース１１の局所的な乾燥を防いで、保護膜３３や有機溶剤４１等に起因する残渣がワークピース１１に残るのを防止できる。
ワークピース１１の表面１１ａ側を有機溶剤４１で覆われた状態に保つには、スピンナテーブル１６の回転数を上げ過ぎず、且つ、ワークピース１１の大きさ（径）に応じた十分な量の有機溶剤４１を供給し続けることが重要になる。ただし、スピンナテーブル１６の回転数や有機溶剤４１の供給量等の条件は、必ずしも上述した範囲になくて良い。
また、有機溶剤の種類等にも大きな制限はない。例えば、デバイス１５等を損傷させずに保護膜３３を劣化させることができるメタノール、エタノール、トルエン、アセトン、ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）等を有機溶剤４１として使用しても良い。また、ソルミックス（登録商標）に代表される混合溶剤を有機溶剤４１として使用することもできる。
保護膜３３を劣化させた後には、この保護膜３３に洗浄水を供給して、ワークピース１１の表面１１ａから保護膜３３を除去する（除去ステップ）。図８は、ワークピース１１から保護膜３３が除去される様子を示す一部断面側面図であり、図９は、図８の一部を拡大した一部断面側面図である。保護膜３３を除去する際には、引き続いて、保護膜除去装置７２が用いられる。
具体的には、まず、第２ノズル７６の先端部をスピンナテーブル１６の直上に相当する洗浄水供給領域に移動させ、この先端部から、スピンナテーブル１６に保持されているワークピース１１（保護膜３３）に向けて洗浄水４３を供給する。併せて、スピンナテーブル１６を８００ｒｐｍの回転数で回転させる。なお、本実施形態では、洗浄水４３として水（代表的には、純水）を用い、これをエアーと混合してワークピース１１（保護膜３３）に０．４ＭＰａ、２００ｍｌ／ｍｉｎ～４００ｍｌ／ｍｉｎ程度の条件で吹き付ける。
上述のように、保護膜３３は、有機溶剤４１によって劣化している。そのため、所定の条件で洗浄水４３をワークピース１１（保護膜３３）に吹き付けると、この洗浄水４３の衝撃等によって保護膜３３はワークピース１１から除去される。なお、洗浄水４３として水を用い、これをエアーと混合することなく１０ＭＰａ程度の高い圧力でワークピース１１（保護膜３３）に吹き付けても良い。
また、本実施形態では、第２ノズル７６をワークピース１１の径方向に移動させながら洗浄水４３を供給する。これにより、ワークピース１１の表面１１ａ側の全体に洗浄水４３を吹き付けることができるので、第２ノズル７６を移動させずに洗浄水４３を供給する場合に比べて、保護膜３３をより確実に除去できる。
この場合、ワークピース１１とフレーム２３との間で露出しているダイシングテープ２１に洗浄水４３を吹き付けてしまうと、有機溶剤４１によって劣化したダイシングテープ２１の糊層が基材から剥がれてワークピース１１に付着する可能性がある。そのため、ダイシングテープ２１に対して直に洗浄水４３を吹き付けないように、第２ノズル７６を移動させることが望ましい。
また、この洗浄水４３の供給は、ワークピース１１の表面１１ａ側が有機溶剤４１によって覆われた状態で開始されることが望ましい。例えば、ワークピース１１に対する有機溶剤４１の供給を停止した後、ワークピース１１上の有機溶剤４１が乾燥する前に洗浄水４３の供給を開始する。また、有機溶剤４１の供給を停止した後、スピンナテーブル１６の回転を止めることなく洗浄水４３の供給を開始する。これにより、ワークピース１１の乾燥を防いで、保護膜３３等の残渣がワークピース１１に残るのを防止できる。
もちろん、有機溶剤４１の供給を完全に停止する前に、洗浄水４３の供給を開始しても良い。すなわち、有機溶剤４１の供給による保護膜３３の劣化処理（劣化ステップ）と、洗浄水４３の供給による保護膜３３の除去処理（除去ステップ）と、は並列して行われても良い。この場合、ワークピース１１の乾燥をより確実に防止できる。また、ワークピース１１に対する洗浄水４３の供給は、保護膜除去装置７２（スピンナテーブル１６）を用いるいわゆるスピン洗浄以外の方法で行うこともできる。
以上のように、本実施形態に係るワークピースの加工方法では、ワークピース１１の表面１１ａに非水溶性の樹脂でなる保護膜３３を形成するので、このワークピース１１を加工する際に、保護膜３３によってワークピースの表面１１ａ側が適切に保護される。すなわち、水溶性の保護膜を使用する場合のように、加工の途中で保護膜が失われ、ワークピース１１の保護されるべき領域が損傷することはない。
また、本実施形態に係るワークピースの加工方法では、ワークピース１１をレーザビーム３５で加工した後に、エッチング液３７によって処理するので、レーザビーム３５による加工の際に発生する加工歪み（熱歪み）等がワークピース１１から除去され、その品質が高まる。また、レーザビーム３５による加工の際に用いられる保護膜３３が、エッチング液３７による処理にも使用されるので、レーザビーム３５による加工とエッチング液３７による処理とで別の保護膜を用意する必要もない。
更に、本実施形態に係るワークピースの加工方法では、不要になった保護膜３３を有機溶剤４１によって劣化させた上で、洗浄水４３によって除去するので、従来のように、保護膜等の残渣がワークピース１１の表面に残ってしまうこともない。このように、本実施形態に係るワークピースの加工方法によれば、保護膜３３に起因する問題を解決してワークピース１１を適切に加工できる。
なお、本発明は上述した実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上述した実施形態では、保護膜３３の形成（保護膜形成ステップ）及びエッチング液３７の除去（リンスステップ）と、保護膜３３の劣化（劣化ステップ）及び保護膜３３の除去（除去ステップ）と、を別の装置で行っているが、これら全ての処理を１台の装置で行っても良い。例えば、有機溶剤４１の供給に用いられるノズルをスピンコーター１２に加えることにより、これら全ての処理を１台のスピンコーター１２で行うことができる。
また、例えば、上述した実施形態に係るワークピースの加工方法では、レーザアブレーション及びウェットエッチングの際にワークピース１１の表面１１ａ側を保護する目的で非水溶性の樹脂でなる保護膜３３を使用しているが、他の目的で保護膜３３を使用することもできる。
以下では、研削及びウェットエッチングの際にワークピース１１の表面１１ａ側を保護する目的で非水溶性の樹脂でなる保護膜３３を使用する第１変形例、及びプラズマエッチング（ドライエッチング）の際にワークピース１１の表面１１ａ側を保護する目的で非水溶性の樹脂でなる保護膜３３を使用する第２変形例について説明する。
第１変形例に係るワークピースの加工方法では、まず、上述した実施形態と同様の手順でワークピース１１の表面１１ａに非水溶性の樹脂でなる保護膜３３を形成する（保護膜形成ステップ）。なお、ここでは、ワークピース１１としてシリコンでなるウェーハを用いる。ただし、ワークピース１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。
また、この変形例では、ワークピース１１の裏面１１ｂにダイシングテープ２１を貼付しない。よって、ワークピース１１をスピンコーター１２のスピンナテーブル１６で保持する際には、保持面１６ａに対してワークピース１１の裏面１１ｂを直に接触させることになる。
ワークピース１１の表面１１ａ側の凹凸が大きい場合には、液状の原料３１の塗布と乾燥とを何度か繰り返して保護膜３３を形成すると良い。これにより、表面１１ａ側の凹凸を完全に覆うような保護膜３３をワークピース１１に形成できる。この方法は、例えば、端子（電極）として機能するバンプ等が表面１１ａ側に設けられているワークピース１１を研削する際に、極めて有効である。
ワークピース１１の表面１１ａに非水溶性の保護膜３３を形成した後には、この保護膜３３の露出した表面（ワークピース１１とは反対側の面）を平坦化する（平坦化ステップ）。図１０は、ワークピース１１に形成されている保護膜３３が平坦化される様子を示す一部断面側面図である。保護膜３３を平坦化する際には、例えば、図１０に示すバイト切削装置８２が用いられる。
バイト切削装置８２は、ワークピース１１の保持に使用されるチャックテーブル８４を備えている。チャックテーブル８４は、下方の移動機構（不図示）によって支持されており、この移動機構によって水平方向に移動する。チャックテーブル８４の上面の一部は、ワークピース１１を保持する保持面８４ａとなる。保持面８４ａは、チャックテーブル８４の内部に設けられた流路（不図示）やバルブ（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。そのため、バルブを開けば、保持面８４ａに吸引源の負圧が作用する。
チャックテーブル８４の上方には、バイト切削ユニット８６が配置されている。バイト切削ユニット８６は、スピンドル８８を備えている。このスピンドル８８は、鉛直方向に対して軸心が平行になるように、昇降機構（不図示）によって支持される。スピンドル８８の下端部には、ワークピース１１の直径と同等以上の直径の円盤状の工具マウント９０が固定されている。
工具マウント９０の下面には、バイト工具９２が装着されている。バイト工具９２は、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料で形成された円盤状の基台９２ａを含む。基台９２ａの下面には、単結晶ダイヤモンド等でなる切り刃（バイト）９２ｂが固定されている。スピンドル８８の上端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、バイト工具９２は、回転駆動源が生じる力によって回転する。また、バイト工具９２は、スピンドル８８を支持する昇降機構によって任意の高さに位置付けられる。
保護膜３３の表面を平坦化する際には、まず、ワークピース１１の裏面１１ｂがチャックテーブル８４の保持面８４ａに接触するように、ワークピース１１をチャックテーブル８４に載せる。そして、吸引源の負圧を保持面８４ａに作用させる。この結果、ワークピース１１の裏面１１ｂが保持面８４ａによって吸引され、ワークピース１１は、チャックテーブル８４に保持される。すなわち、ワークピース１１の表面１１ａ側の保護膜３３が上方に露出する。
次に、切り刃９２ｂの下端の高さが保護膜３３の表面（すなわち、上面）の高さよりも低くなるように、バイト工具９２の高さを昇降機構によって調整する。そして、図１０に示すように、スピンドル８８（バイト工具９２）を回転させながら、チャックテーブル８４を水平方向に移動させる。
これにより、円弧状の軌跡に沿って保護膜３３の表面側に切り刃９２ｂを切り込ませ、保護膜３３の表面側の全体を平坦化できる。なお、この第１変形例では、保護膜３３を切削することにより平坦化しているが、保護膜３３を研削又は研磨することにより平坦化しても良い。
保護膜３３を平坦化した後には、ワークピース１１の裏面１１ｂを研削する（加工ステップ、研削ステップ）。図１１は、ワークピース１１が研削される様子を示す一部断面側面図である。ワークピース１１を研削する際には、例えば、図１１に示す研削装置１０２が用いられる。
研削装置１０２は、ワークピース１１の保持に使用されるチャックテーブル１０４を備えている。チャックテーブル１０４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、この回転駆動源が生じる力によって鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル１０４は、下方の移動機構（不図示）によって支持されており、この移動機構によって水平方向に移動する。
チャックテーブル１０４の上面の一部は、ワークピース１１（保護膜３３）を保持する保持面１０４ａとなる。保持面１０４ａは、チャックテーブル１０４の内部に設けられた流路（不図示）やバルブ（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。そのため、バルブを開けば、保持面１０４ａに吸引源の負圧が作用する。
チャックテーブル１０４の上方には、研削ユニット１０６が配置されている。研削ユニット１０６は、スピンドル１０８を備えている。このスピンドル１０８は、鉛直方向に対して軸心が平行になるように、昇降機構（不図示）によって支持される。スピンドル１０８の下端部には、円盤状のマウント１１０が固定されている。
マウント１１０の下面には、マウント１１０と概ね径が等しい円盤状の研削ホイール１１２が装着されている。研削ホイール１１２は、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属材料で形成されたホイール基台１１４を備えている。ホイール基台１１４の下面には、複数の研削砥石１１６が環状に配列されている。
スピンドル１０８の上端側（基端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、研削ホイール１１２は、この回転駆動源が生じる力によって回転する。研削ユニット１０６に隣接する位置、又は、研削ユニット１０６の内部には、ワークピース１１等に対して研削用の液体（研削液）を供給するためのノズル（不図示）が設けられている。
ワークピース１１の裏面１１ｂを研削する際には、まず、ワークピース１１に形成されている保護膜３３の表面をチャックテーブル１０４の保持面１０４ａに接触させた上で、この保持面１０４ａに吸引源の負圧を作用させる。この結果、保護膜３３は、保持面１０４ａによって吸引され、ワークピース１１は、裏面１１ｂ側が上方に露出する状態でチャックテーブル１０４に保持される。
次に、ワークピース１１を保持したチャックテーブル１０４を研削ユニット１０６の下方に移動させる。そして、図１１に示すように、チャックテーブル１０４とスピンドル１０８（研削ホイール１１２）とをそれぞれ回転させ、ワークピース１１の裏面１１ｂ側に研削用の液体（代表的には、純水）を供給しながら、スピンドル１０８（研削ホイール１１２）を下降させる。
スピンドル１０８の下降速度（下降量）は、研削砥石１１６の下面が適切な力でワークピース１１の裏面１１ｂ側に押し当てられるように調整される。これにより、ワークピース１１の裏面１１ｂ側を研削して、このワークピース１１を薄くできる。ここでは、ワークピース１１が所定の仕上げ厚みになるまで研削される。
上述のように、この変形例では、非水溶性の樹脂でなる保護膜３３によってワークピース１１の表面１１ａ側が保護されている。そのため、ワークピース１１に供給される研削用の液体に保護膜３３が溶解することはない。これにより、保護膜３３で表面１１ａ側を適切に保護しながら、ワークピース１１の裏面１１ｂ側を研削できる。
ワークピース１１の裏面１１ｂを研削した後には、例えば、ワークピース１１を透過する波長のレーザビームをワークピース１１に照射してワークピース１１の一部を改質する（加工ステップ、改質ステップ）。図１２は、ワークピース１１の一部がレーザビームによって改質される様子を示す一部断面側面図である。
ワークピース１１の一部を改質する際には、例えば、図１２に示すレーザ加工装置１２２が用いられる。なお、このレーザ加工装置１２２の構成要素の一部は、レーザ加工装置４２の構成要素と共通である。よって、共通の構成要素には同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
レーザ加工装置１２２を構成するチャックテーブル４４の上方には、レーザ照射ユニット１２４が配置されている。レーザ照射ユニット１２４は、レーザ発振器（不図示）でパルス発振されたレーザビーム４５を所定の位置に照射し、集光する。この変形例で使用されるレーザ発振器は、ワークピース１１を透過する波長（吸収され難い波長）のレーザビーム４５を生成できるように構成されており、多光子吸収等を利用するワークピース１１の改質に適している。
この変形例では、上述のように、ワークピース１１がシリコンによって構成されているので、例えば、１０６４ｎｍ～１３４２ｎｍの波長のレーザビーム４５を生成できるレーザ発振器が使用される。このようなレーザ発振器としては、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧやＮｄ：ＹＶＯ４等の結晶を利用するものが挙げられる。
ワークピース１１の一部を改質する際には、まず、ワークピース１１に形成されている保護膜３３の表面をチャックテーブル４４の保持面４８ａに接触させた上で、この保持面４８ａに吸引源の負圧を作用させる。この結果、保護膜３３は、保持面４８ａによって吸引され、ワークピース１１は、裏面１１ｂ側が上方に露出する状態でチャックテーブル４４に保持される。
次に、チャックテーブル４４の位置等を調整し、例えば、任意の分割予定ライン１３の延長線の上方にレーザ照射ユニット１２４の位置を合わせる。そして、図１２に示すように、レーザ照射ユニット１２４からワークピース１１の裏面１１ｂ側に向けてレーザビーム４５を照射しながら、対象の分割予定ライン１３に対して平行な方向にチャックテーブル４４を移動させる。すなわち、対象の分割予定ライン１３に沿ってワークピース１１にレーザビーム４５を照射する。
レーザビーム４５は、例えば、ワークピース１１の内部（裏面１１ｂ又は表面１１ａから第１深さの位置）に集光する条件で照射される。このように、ワークピース１１を透過する波長のレーザビーム４５を、ワークピース１１の内部に集光させることで、集光点及びその近傍でワークピース１１の一部を改質し、他の領域に比べて強度が低い改質層１９を形成できる。この改質層１９は、ワークピース１１を分割する際の起点となる。
対象の分割予定ライン１３に沿って改質層１９を形成した後には、同様の手順で、同じ分割予定ライン１３に沿って別の深さの位置（第２深さの位置）に改質層１９を形成しても良い。ただし、１つの分割予定ライン１３に沿って形成される改質層１９の数や位置に特段の制限はない。
また、レーザビーム４５は、改質層１９の形成時にこの改質層１９から伸長するクラックが表面１１ａ（又は裏面１１ｂ）に到達する条件でワークピース１１に照射されることが望ましい。もちろん、表面１１ａ及び裏面１１ｂの両方にクラックが到達する条件でレーザビーム４５を照射しても良い。これにより、ワークピース１１をより適切に分割できるようになる。
対象の分割予定ライン１３に沿って改質層１９を形成した後には、同様の手順で別の分割予定ライン１３に沿って改質層１９を形成する。この手順は、全ての分割予定ライン１３に沿って必要な数の改質層１９が形成されるまで繰り返される。なお、この第１変形例では、ワークピース１１の裏面１１ｂ側からレーザビーム４５を照射することによって改質層１９を形成しているが、レーザビーム４５を照射する態様に特段の制限はない。
例えば、ワークピース１１の表面１１ａ側から保護膜３３越しにレーザビーム４５を照射して、ワークピース１１の内部に改質層１９を形成することもできる。また、後に使用されるエキスパンドシートをワークピース１１の裏面１１ｂ側に貼付した上で、このエキスパンドシート越しにレーザビーム４５を照射して、ワークピース１１の内部に改質層１９を形成することもできる。
ワークピース１１の一部を改質した後には、このワークピース１１の裏面１１ｂに、ワークピース１１より大型のエキスパンドシート２５を貼付する（エキスパンドシート貼付ステップ）。エキスパンドシート２５は、代表的には、フィルム状の基材と、基材の一方の面に設けられた糊層と、で構成されている。
エキスパンドシート２５の基材は、例えば、ポリオレフィン、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等の材料でなり、エキスパンドシート２５の糊層は、例えば、アクリル系やゴム系の材料でなる。このエキスパンドシート２５の糊層側をワークピース１１の裏面１１ｂに密着させれば、エキスパンドシート２５はワークピース１１に貼付される。エキスパンドシート２５の糊層側の外周部分には、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やアルミニウム等の金属材料でなる環状のフレーム２７が固定される。
ワークピース１１にエキスパンドシート２５を貼付した後には、このエキスパンドシート２５を拡張して改質層１９を起点にワークピース１１を分割する（拡張ステップ）。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、エキスパンドシート２５が拡張される様子を示す一部断面側面図である。エキスパンドシート２５を拡張してワークピース１１を分割する際には、例えば、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示す拡張装置１３２が用いられる。
拡張装置１３２は、ワークピース１１の支持に使用される支持構造１３４と、円筒状の拡張ドラム１３６とを備えている。支持構造１３４は、平面視で円形の開口部を有する支持テーブル１３８を含む。この支持テーブル１３８の上面には、環状のフレーム２７が載せられる。支持テーブル１３８の外周部分には、フレーム２７を固定するための複数のクランプ１４０が設けられている。支持テーブル１３８は、支持構造１３４を昇降させるための昇降機構１４２によって支持されている。
昇降機構１４２は、下方の基台（不図示）に固定されたシリンダケース１４４と、シリンダケース１４４に挿入されたピストンロッド１４６とを備えている。ピストンロッド１４６の上端部には、支持テーブル１３８が固定されている。昇降機構１４２は、ピストンロッド１４６を上下に移動させることで支持構造１３４を昇降させる。
支持テーブル１３８の開口部には、拡張ドラム１３６が配置されている。拡張ドラム１３６の内径（直径）は、ワークピース１１の直径よりも大きくなっている。一方で、拡張ドラム１３６の外径（直径）は、環状のフレーム２７の内径（直径）や、支持テーブル１３８の開口部の直径よりも小さくなっている。
エキスパンドシート２５を拡張する際には、まず、図１３（Ａ）に示すように、支持テーブル１３８の上面の高さを拡張ドラム１３６の上端の高さに合わせ、支持テーブル１３８の上面にフレーム２７を載せた後に、フレーム２７をクランプ１４０で固定する。これにより、拡張ドラム１３６の上端は、ワークピース１１とフレーム２７との間でエキスパンドシート２５に接触する。
次に、昇降機構１４２で支持構造１３４を下降させて、図１３（Ｂ）に示すように、支持テーブル１３８の上面を拡張ドラム１３６の上端より下方に移動させる。その結果、拡張ドラム１３６は支持テーブル１３８に対して上昇し、エキスパンドシート２５は拡張ドラム１３６で押し上げられて放射状に拡張される。
エキスパンドシート２５が拡張されると、ワークピース１１には、エキスパンドシート２５を拡張する方向の力（放射状の力）が作用する。これにより、ワークピース１１は、改質層１９を起点に複数のデバイスチップへと分割される。また、保護膜３３もワークピース１１と共に各デバイスチップに対応した小さな保護膜へと分割される。
なお、エキスパンドシート２５を拡張する前に、レーザビームを照射して保護膜３３を分割し易く加工しても良いし、同様の方法で保護膜３３を小さな保護膜へと分割しても良い。また、上述した方法（いわゆるスピンコートと呼ばれる方法）の代わりに、スクリーン印刷等の方法を用いて、各デバイスチップに対応する大きさの複数の保護膜を形成することもできる。
エキスパンドシート２５を拡張してワークピース１１を分割した後には、上述した実施形態と同様の手順で、保護膜３３をマスクとして用いるウェットエッチングによってワークピース１１の一部を除去する（加工ステップ、ウェットエッチングステップ）。そして、ウェットエッチングによってワークピース１１の一部を除去した後には、上述した実施形態と同様の手順で、ワークピース１１等に付着しているエッチング液３７を洗い流す（リンスステップ）。
また、エッチング液３７を洗い流した後には、上述した実施形態と同様の手順で、ワークピース１１に有機溶剤を供給して保護膜３３を劣化させる（劣化ステップ）。更に、保護膜３３を劣化させた後には、上述した実施形態と同様の手順で、保護膜３３に洗浄水を供給し、ワークピース１１の表面１１ａから保護膜３３を除去する（除去ステップ）。
この第１変形例に係るワークピースの加工方法でも、ワークピース１１の表面１１ａに非水溶性の樹脂でなる保護膜３３を形成するので、このワークピース１１を加工する際に、保護膜３３によってワークピースの表面１１ａ側が適切に保護される。すなわち、水溶性の保護膜を使用する場合のように、加工の途中で保護膜が失われ、ワークピース１１の保護されるべき領域が損傷することはない。
また、第１変形例に係るワークピースの加工方法では、ワークピース１１をレーザビーム４５で改質した後に、エッチング液３７によって処理するので、レーザビーム４５による改質の際に発生する加工歪み（熱歪み）等がワークピース１１から除去され、その品質が高まる。また、レーザビーム４５による改質の際に用いられる保護膜３３が、エッチング液３７による処理にも使用されるので、レーザビーム４５による改質とエッチング液３７による処理とで別の保護膜を用意する必要もない。
更に、第１変形例に係るワークピースの加工方法では、不要になった保護膜３３を有機溶剤４１によって劣化させた上で、洗浄水４３によって除去するので、従来のように、保護膜等の残渣がワークピース１１の表面に残ってしまうこともない。このように、第１変形例に係るワークピースの加工方法でも、保護膜３３に起因する問題を解決してワークピース１１を適切に加工できる。
なお、第１変形例に係るワークピースの加工方法では、ワークピース１１の一部を改質して分割の起点となる改質層１９を形成しているが、この改質層１９の代わりに、上述した実施形態のような加工痕１７をワークピース１１に形成しても良い。また、切削ブレードと呼ばれる円環状の砥石工具をワークピース１１に切り込ませて、分割の起点となる溝をワークピース１１に形成したり、ワークピース１１を切断して複数のデバイスチップへと分割したりすることもできる。
なお、レーザビームや切削ブレードを用いてワークピース１１を切断する場合には、このワークピース１１へのエキスパンドシート２５の貼付やエキスパンドシート２５の拡張を省略できる。また、保護膜３３をマスクとして用いるウェットエッチングは、省略されても良い。この場合、有機溶剤４１で保護膜３３を劣化させ、ワークピース１１から保護膜３３を除去した後に、エキスパンドシート２５を拡張してワークピース１１を分割することもできる。
一方で、第２変形例に係るワークピースの加工方法では、まず、上述した実施形態と同様の手順で、ワークピース１１の裏面１１ｂに、ワークピース１１より大型のダイシングテープ２１を貼付する（ダイシングテープ貼付ステップ）。ワークピース１１にダイシングテープ２１を貼付した後には、上述した実施形態と同様の手順で、ワークピース１１の表面１１ａに非水溶性の樹脂でなる保護膜３３を形成する（保護膜形成ステップ）。
ただし、この第２変形例では、後に行われるドライエッチング（プラズマエッチング）に対し、ある程度の耐性を持つ保護膜３３を形成できるように、液状の原料３１を選択する必要がある。ワークピース１１の表面１１ａに非水溶性の保護膜３３を形成した後には、例えば、保護膜３３を分割予定ライン１３に沿って分割する（保護膜分割ステップ）。すなわち、分割予定ライン１３に沿ってワークピース１１の表面１１ａ側を露出させる。
保護膜３３を分割する方法に特段の制限はないが、例えば、上述した実施形態のように、ワークピース１１に吸収される波長のレーザビーム３５を分割予定ライン１３に沿ってワークピース１１の表面１１ａ側に照射する方法で保護膜３３を分割できる。この場合には、ワークピース１１の表面１１ａ側に溝（加工痕）等が形成される。
保護膜３３を分割予定ライン１３に沿って分割した後には、ワークピース１１の一部をプラズマエッチング（ドライエッチング）によって除去する（加工ステップ、プラズマエッチングステップ）。図１４は、ワークピース１１の一部がプラズマエッチングによって除去される様子を示す一部断面側面図である。ワークピース１１の一部をプラズマエッチングで除去する際には、例えば、図１４に示すプラズマエッチング装置１５２が用いられる。
プラズマエッチング装置１５２は、内部に処理用の空間が形成された真空チャンバ１５４を備えている。真空チャンバ１５４の側壁には、ワークピース１１等を搬入する際、又は搬出する際に用いられる開口１５４ａが形成されている。開口１５４ａの外部には、この開口１５４ａを覆う大きさのゲート１５６が設けられている。
ゲート１５６には、開閉機構（不図示）が連結されており、この開閉機構によってゲート１５６は、例えば、上下に移動する。例えば、ゲート１５６を下降させて開口１５４ａを露出させることで、開口１５４ａを通じてワークピース１１等を真空チャンバ１５４の内部の空間に搬入し、又は、ワークピース１１等を真空チャンバ１５４の内部の空間から搬出できる。
真空チャンバ１５４の底壁には、排気口１５４ｂが形成されている。この排気口１５４ｂは、真空ポンプ等の排気ユニット１５８に接続されている。真空チャンバ１５４の空間内には、下部電極１６０が配置されている。下部電極１６０は、導電性の材料を用いて円盤状に形成されており、真空チャンバ１５４の外部において高周波電源１６２に接続されている。
下部電極１６０の上面側には、例えば、静電チャック（不図示）が配置される。静電チャックは、互いに絶縁された複数の電極を備えており、各電極とワークピース１１との間に発生する電気的な力を利用してワークピース１１を吸着し、保持する。ただし、この変形例のプラズマエッチング装置１５２は、必ずしも静電チャックを備えなくて良い。
真空チャンバ１５４の天井壁には、導電性の材料を用いて円盤状に形成された上部電極１６４が絶縁材１６６を介して取り付けられている。上部電極１６４の下面側には、複数のガス噴出孔１６４ａが形成されており、このガス噴出孔１６４ａは、上部電極１６４の上面側に設けられたガス供給孔１６４ｂ等を介してガス供給源１６８に接続されている。これにより、エッチング用のガスを真空チャンバ１５４の空間内に供給できる。この上部電極１６４も、真空チャンバ１５４の外部において高周波電源１７０に接続されている。
ワークピース１１の一部をプラズマエッチングによって除去する際には、まず、開閉機構によってゲート１５６を下降させる。次に、開口１５４ａを通じてワークピース１１を真空チャンバ１５４の空間内に搬入し、静電チャック（下部電極１６０）に載せる。この第２変形例では、ワークピース１１にダイシングテープ２１が貼着されているので、ダイシングテープ２１を静電チャックの上面に接触させる。
その後、静電チャックを作動させれば、ワークピース１１は、表面１１ａ側に設けられている保護膜３３が上方に露出した状態で静電チャックに保持される。静電チャックでワークピース１１を保持した後には、保護膜３３を介してワークピース１１の表面１１ａ側にプラズマエッチングを施すことで、分割予定ライン１３に沿って加工痕を形成する。具体的には、まず、開閉機構によってゲート１５６を上昇させて、真空チャンバ１５４の空間を密閉する。
また、排気ユニット１５８を作動させて、空間内を減圧する。この状態で、ガス供給源１６８からエッチング用のガスを所定の流量で供給しつつ、高周波電源１６２，１７０で下部電極１６０及び上部電極１６４に適切な高周波電力を供給すると、下部電極１６０と上部電極１６４との間にラジカルやイオン等を含むプラズマが発生する。
これにより、保護膜３３で覆われていないワークピース１１の表面１１ａ側（分割予定ライン１３に対応する領域）をプラズマに曝し、ワークピース１１を加工できる。なお、ガス供給源１６８から供給されるエッチング用のガスは、ワークピース１１の材質等に応じて適切に選択される。
プラズマエッチングの具体的な態様に制限はない。例えば、いわゆるボッシュプロセスと呼ばれるエッチング技術を用いてワークピース１１に加工痕を形成することもできる。この場合には、例えば、エッチング用のガスとして、ＳＦ６とＣ４Ｆ８とを交互に供給することになる。
第２変形例では、このプラズマエッチングによって、ワークピース１１を分断するような加工痕を分割予定ライン１３に沿って形成する。その結果、ワークピース１１は、それぞれがデバイス１５を含む複数のデバイスチップへと分割される。なお、この第２変形例では、ワークピース１１を分断する態様の加工痕を形成しているが、加工痕は、ワークピース１１を分断しない溝等でも良い。
ワークピース１１の一部をプラズマエッチングによって除去し、加工痕を形成した後には、上述した実施形態と同様の手順で、ワークピース１１に有機溶剤を供給して保護膜３３を劣化させる（劣化ステップ）。また、保護膜３３を劣化させた後には、上述した実施形態と同様の手順で、保護膜３３に洗浄水を供給し、ワークピース１１の表面１１ａから保護膜３３を除去する（除去ステップ）。
この第２変形例に係るワークピースの加工方法でも、ワークピース１１の表面１１ａに非水溶性の樹脂でなる保護膜３３を形成するので、このワークピース１１を加工する際に、保護膜３３によってワークピースの表面１１ａ側が適切に保護される。すなわち、水溶性の保護膜を使用する場合のように、加工の途中で保護膜が失われ、ワークピース１１の保護されるべき領域が損傷することはない。
また、第２変形例に係るワークピースの加工方法では、不要になった保護膜３３を有機溶剤４１によって劣化させた上で、洗浄水４３によって除去するので、従来のように、保護膜等の残渣がワークピース１１の表面に残ってしまうこともない。このように、第２変形例に係るワークピースの加工方法でも、保護膜３３に起因する問題を解決してワークピース１１を適切に加工できる。
なお、この第２変形例に係るプラズマエッチングによるワークピース１１の加工（プラズマエッチングステップ）を、上述した実施形態や第１変形例に適用することもできる。例えば、上述した実施形態及び第１変形例に係るウェットエッチングによるワークピース１１の加工（ウェットエッチングステップ）等に代えて、プラズマエッチングによるワークピース１１の加工（プラズマエッチングステップ）を適用しても良い。
同様に、第１変形例に係るワークピース１１の改質（改質ステップ）に代えて、プラズマエッチングによるワークピース１１の加工（プラズマエッチングステップ）を適用することもできる。これらの場合には、必要に応じて手順の一部が適切に変更される。
例えば、第１変形例に係るワークピース１１の改質に代えて、プラズマエッチングによるワークピース１１の加工を適用する場合には、ワークピース１１の表面１１ａに非水溶性の樹脂でなる保護膜３３を形成した後、プラズマエッチングによってワークピース１１を加工する前に、保護膜３３を分割予定ライン１３に沿って分割する必要がある。
その他、上述した実施形態、第１変形例、及び第２変形例に係る構造、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 ワークピース
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ 分割予定ライン
１５ デバイス
１７ 加工痕
１９ 改質層
２１ ダイシングテープ
２３ フレーム
２５ エキスパンドシート
２７ フレーム
３１ 原料
３３ 保護膜
３５ レーザビーム
３７ エッチング液
３９ 流体
４１ 有機溶剤
４３ 洗浄水
４５ レーザビーム
１２ スピンコーター
１４ 収容部
１４ａ 空間
１６ スピンナテーブル
１６ａ 保持面
１８ クランプ
２０ スピンドル
２２ 回転駆動源
２４ 第１ノズル
２６ 回転駆動源
２８ 第２ノズル
３０ 回転駆動源
４２ レーザ加工装置
４４ チャックテーブル
４６ 枠体
４６ａ 流路
４８ 保持板
４８ａ 保持面
５０ クランプ
５２ レーザ照射ユニット
６２ エッチング槽
７２ 保護膜除去装置
７４ 第１ノズル
７６ 第２ノズル
８２ バイト切削装置
８４ チャックテーブル
８４ａ 保持面
８６ バイト切削ユニット
８８ スピンドル
９０ 工具マウント
９２ バイト工具
９２ａ 基台
９２ｂ 切り刃
１０２ 研削装置
１０４ チャックテーブル
１０４ａ 保持面
１０６ 研削ユニット
１０８ スピンドル
１１０ マウント
１１２ 研削ホイール
１１４ ホイール基台
１１６ 研削砥石
１２２ レーザ加工装置
１２４ レーザ照射ユニット
１３２ 拡張装置
１３４ 支持構造
１３６ 拡張ドラム
１３８ 支持テーブル
１４０ クランプ
１４２ 昇降機構
１４４ シリンダケース
１４６ ピストンロッド
１５２ プラズマエッチング装置
１５４ 真空チャンバ
１５４ａ 開口
１５４ｂ 排気口
１５６ ゲート
１５８ 排気ユニット
１６０ 下部電極
１６２ 高周波電源
１６４ 上部電極
１６４ａ ガス噴出孔
１６４ｂ ガス供給孔
１６６ 絶縁材
１６８ ガス供給源
１７０ 高周波電源

Claims (9)

  1. ワークピースの加工方法であって、
    ワークピースの表面に非水溶性の樹脂でなる保護膜を形成する保護膜形成ステップと、
    該保護膜が形成されたワークピースを加工する加工ステップと、
    加工されたワークピースの該表面の全体を覆うように有機溶剤を供給して該保護膜を劣化させる劣化ステップと、
    劣化した該保護膜に洗浄水を供給して該保護膜をワークピースの該表面から除去する除去ステップと、を含み、
    ワークピースの該表面が該有機溶剤によって覆われた状態で該洗浄水の供給を開始し、 該除去ステップでは、該洗浄水を該保護膜に吹き付けるように供給することで、該洗浄水の衝撃により該保護膜をワークピースの該表面から除去することを特徴とするワークピースの加工方法。
  2. 該除去ステップでは、該洗浄水をエアーと混合して該保護膜に吹き付けるように供給することを特徴とする請求項１に記載のワークピースの加工方法。
  3. 該除去ステップでは、該洗浄水を２００ｍｌ／ｍｉｎ～４００ｍｌ／ｍｉｎの条件で該保護膜に吹き付けるように供給することを特徴とする請求項２に記載のワークピースの加工方法。
  4. 該除去ステップでは、該洗浄水を供給するためのノズルをワークピースの径方向に移動させながら該洗浄水を供給する請求項１から請求項３のいずれかに記載のワークピースの加工方法。
  5. 該保護膜を劣化させる際には、ワークピースを回転させつつ該有機溶剤をワークピースの中央部に供給し、
    該保護膜をワークピースの該表面から除去する際には、該洗浄水をワークピースの該表面側に供給して該保護膜を除去することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のワークピースの加工方法。
  6. 該有機溶剤は、イソプロピルアルコールを含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のワークピースの加工方法。
  7. 該保護膜が形成されたワークピースを加工する際には、ワークピースに吸収される波長のレーザビームをワークピースの該表面側に照射してワークピースが部分的に除去された加工痕を形成することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のワークピースの加工方法。
  8. 該保護膜が形成されたワークピースを加工する際には、該保護膜を介してワークピースの該表面側をチャックテーブルで保持しつつワークピースの裏面を研削してワークピースを薄くすることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のワークピースの加工方法。
  9. 該保護膜が形成されたワークピースを加工する際には、該保護膜をマスクとするエッチングによってワークピースの一部を除去することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のワークピースの加工方法。
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