特開 2024-111879 被加工物の加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024111879

(43)【公開日】2024-08-20

(54)【発明の名称】被加工物の加工方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 7/04 20060101AFI20240813BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240813BHJP

   B24B 1/00 20060101ALI20240813BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

B24B7/04 A

H01L21/304 631

H01L21/304 601Z

B24B1/00 Z

B23K26/53

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023016552

(22)【出願日】2023-02-07

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100206553

【弁理士】

【氏名又は名称】笠原 崇廣

(74)【代理人】

【識別番号】100189773

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 英哲

(74)【代理人】

【識別番号】100184055

【弁理士】

【氏名又は名称】岡野 貴之

(74)【代理人】

【識別番号】100185959

【弁理士】

【氏名又は名称】今藤 敏和

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 佳一

【テーマコード（参考）】

3C043

3C049

4E168

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C043BA03

3C043BA09

3C043BA12

3C043BA14

3C043BA15

3C043CC04

3C043CC12

3C043DD02

3C043DD06

3C043EE03

3C049AA04

3C049AA12

3C049AA13

3C049AA18

3C049AB04

3C049AC01

3C049BA02

3C049BA07

3C049BC02

3C049CB01

4E168AE02

4E168CB07

4E168DA24

4E168DA43

4E168HA01

4E168JA12

5F057AA02

5F057BA11

5F057CA15

5F057DA11

5F057DA22

5F057DA31

(57)【要約】

【課題】従来の方法に比べて研削砥石の下端の縁部の摩耗が抑制される被加工物の加工方法を提供する。
【解決手段】第１面と第１面とは反対側の第２面とを有する板状の被加工物を加工して、円板状の薄板部と、薄板部を囲み薄板部よりも厚い環状の厚板部と、を形成する際に適用される被加工物の加工方法であって、被加工物を透過する波長のレーザービームを、薄板部となる領域と第２面との間の環状の変質予定領域に照射することにより、変質予定領域を変質させる変質ステップと、それぞれが砥粒を含む複数の研削砥石が配列された研削ホイールを用いて被加工物を第２面側から研削することにより、円板状の薄板部と、薄板部を囲み薄板部よりも厚い環状の厚板部と、を形成する研削ステップと、を含み、変質予定領域は、薄板部となる領域と厚板部となる領域との境界に沿って、厚板部となる領域よりも内側の位置に設定される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面と該第１面とは反対側の第２面とを有する板状の被加工物を加工して、円板状の薄板部と、該薄板部を囲み該薄板部よりも厚い環状の厚板部と、を形成する際に適用される被加工物の加工方法であって、
該被加工物を透過する波長のレーザービームを、該薄板部となる領域と該第２面との間の環状の変質予定領域に照射することにより、該変質予定領域を変質させる変質ステップと、
該変質ステップの後に、それぞれが砥粒を含む複数の研削砥石が配列された研削ホイールを用いて該被加工物を該第２面側から研削することにより、円板状の該薄板部と、該薄板部を囲み該薄板部よりも厚い環状の該厚板部と、を形成する研削ステップと、を含み、
該変質予定領域は、該薄板部となる領域と該厚板部となる領域との境界に沿って、該厚板部となる領域よりも内側の位置に設定される被加工物の加工方法。

【請求項2】

該変質予定領域は、該第２面からの距離が異なる複数の位置のそれぞれに設定される請求項１に記載の被加工物の加工方法。

【請求項3】

該研削ステップは、
それぞれが砥粒を含む複数の第１研削砥石が配列された第１研削ホイールを用いて該被加工物を該第２面側から研削することにより、円板状の第１薄板部と、該第１薄板部を囲み該第１薄板部よりも厚い環状の第１厚板部と、を該被加工物に形成する第１研削ステップと、
該第１研削ステップの後に、それぞれが該第１研削砥石に比べて小さな平均粒径の砥粒を含む複数の第２研削砥石が配列された第２研削ホイールを用いて該被加工物を該第２面側から研削することにより、該第１薄板部よりも直径が大きく薄い円板状の第２薄板部と、該第２薄板部を囲み該第２薄板部よりも厚い環状の第２厚板部と、を該被加工物に形成する第２研削ステップと、を有し、
該変質ステップでは、該第１厚板部となる領域よりも内側の環状の第１変質予定領域と、該第２厚板部となる領域よりも内側の環状の第２変質予定領域と、の一方又は両方を変質させる請求項１又は請求項２に記載の被加工物の加工方法。

【請求項4】

該研削ステップは、
それぞれが砥粒を含む複数の第１研削砥石が配列された第１研削ホイールを用いて該被加工物を該第２面側から研削することにより、円板状の第１薄板部と、該第１薄板部を囲み該第１薄板部よりも厚い環状の第１厚板部と、を該被加工物に形成する第１研削ステップと、
該第１研削ステップの後に、それぞれが該第１研削砥石に比べて小さな平均粒径の砥粒を含む複数の第２研削砥石が配列された第２研削ホイールを用いて該第１薄板部を該第２面側から研削することにより、該第１薄板部よりも直径が小さく薄い円板状の第２薄板部と、該第２薄板部を囲み該第２薄板部よりも厚い環状の第２厚板部と、を該第１薄板部に形成する第２研削ステップと、を有し、
該変質ステップでは、該第１厚板部となる領域よりも内側の環状の第１変質予定領域と、該第２厚板部となる領域よりも内側の環状の第２変質予定領域と、の一方又は両方を変質させる請求項１又は請求項２に記載の被加工物の加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェーハのような板状の被加工物を加工する際に適用される被加工物の加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

小型で軽量なデバイスチップを実現するために、集積回路等のデバイスが表面側に設けられたウェーハを薄く加工する機会が増えている。例えば、ウェーハの表面側をチャックテーブルで保持し、砥粒を含む研削砥石が固定された研削ホイールと、チャックテーブルと、を互いに回転させて、純水等の液体を供給しながらウェーハの裏面側に研削砥石を押し当てることで、このウェーハが研削され薄くなる。

【0003】

ところで、上述の方法によりウェーハの全体が薄くなると、ウェーハの剛性も大幅に低下して、後の工程でのウェーハの取り扱いが難しくなる。そこで、ウェーハよりも直径が小さな研削ホイールを用いて、デバイスが設けられたウェーハの中央側（内側）の領域を研削し、外縁側（外側）の領域を研削せずにそのまま残すことで、研削後のウェーハの剛性をある程度に高く保つ技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－１９４６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の技術では、砥粒を含む研削砥石が固定された研削ホイールによりウェーハの中央側の領域が研削され、このウェーハに、円板状の薄板部と、薄板部を囲み薄板部よりも厚い環状の厚板部と、が形成される。一方で、被加工物の薄板部と厚板部との境界に近い部分は、研削ホイールの半径の方向に沿って外側に位置する研削砥石の下端の縁部のみにより研削されるので、この研削砥石の下端の縁部が摩耗し、丸みを帯び易い。

【0006】

このように摩耗して下端の縁部が丸みを帯びた研削砥石によりウェーハのような被加工物が研削されると、被加工物の薄板部と厚板部との境界の部分に研削砥石の縁部の形状が転写され、この境界の部分が丸みを帯びてしまう。つまり、薄板部の端が厚くなって、製品としての品質を満たさなくなる。

【0007】

よって、本発明の目的は、被加工物を加工して薄板部と厚板部とを形成する際に、従来の方法に比べて研削砥石の下端の縁部の摩耗が抑制される被加工物の加工方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面によれば、第１面と該第１面とは反対側の第２面とを有する板状の被加工物を加工して、円板状の薄板部と、該薄板部を囲み該薄板部よりも厚い環状の厚板部と、を形成する際に適用される被加工物の加工方法であって、該被加工物を透過する波長のレーザービームを、該薄板部となる領域と該第２面との間の環状の変質予定領域に照射することにより、該変質予定領域を変質させる変質ステップと、該変質ステップの後に、それぞれが砥粒を含む複数の研削砥石が配列された研削ホイールを用いて該被加工物を該第２面側から研削することにより、円板状の該薄板部と、該薄板部を囲み該薄板部よりも厚い環状の該厚板部と、を形成する研削ステップと、を含み、該変質予定領域は、該薄板部となる領域と該厚板部となる領域との境界に沿って、該厚板部となる領域よりも内側の位置に設定される被加工物の加工方法が提供される。

【0009】

好ましくは、該変質予定領域は、該第２面からの距離が異なる複数の位置のそれぞれに設定される。

【0010】

本発明の一側面において、該研削ステップは、それぞれが砥粒を含む複数の第１研削砥石が配列された第１研削ホイールを用いて該被加工物を該第２面側から研削することにより、円板状の第１薄板部と、該第１薄板部を囲み該第１薄板部よりも厚い環状の第１厚板部と、を該被加工物に形成する第１研削ステップと、該第１研削ステップの後に、それぞれが該第１研削砥石に比べて小さな平均粒径の砥粒を含む複数の第２研削砥石が配列された第２研削ホイールを用いて該被加工物を該第２面側から研削することにより、該第１薄板部よりも直径が大きく薄い円板状の第２薄板部と、該第２薄板部を囲み該第２薄板部よりも厚い環状の第２厚板部と、を該被加工物に形成する第２研削ステップと、を有し、該変質ステップでは、該第１厚板部となる領域よりも内側の環状の第１変質予定領域と、該第２厚板部となる領域よりも内側の環状の第２変質予定領域と、の一方又は両方を変質させることがある。

【0011】

また、本発明の一側面において、該研削ステップは、それぞれが砥粒を含む複数の第１研削砥石が配列された第１研削ホイールを用いて該被加工物を該第２面側から研削することにより、円板状の第１薄板部と、該第１薄板部を囲み該第１薄板部よりも厚い環状の第１厚板部と、を該被加工物に形成する第１研削ステップと、該第１研削ステップの後に、それぞれが該第１研削砥石に比べて小さな平均粒径の砥粒を含む複数の第２研削砥石が配列された第２研削ホイールを用いて該第１薄板部を該第２面側から研削することにより、該第１薄板部よりも直径が小さく薄い円板状の第２薄板部と、該第２薄板部を囲み該第２薄板部よりも厚い環状の第２厚板部と、を該第１薄板部に形成する第２研削ステップと、を有し、該変質ステップでは、該第１厚板部となる領域よりも内側の環状の第１変質予定領域と、該第２厚板部となる領域よりも内側の環状の第２変質予定領域と、の一方又は両方を変質させることがある。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一側面にかかる被加工物の加工方法では、被加工物を透過する波長のレーザービームを環状の変質予定領域に照射して、この変質予定領域を変質させるので、被加工物を研削する際には、変質された後の脆い変質予定領域が、研削砥石の下端の縁部によって研削される。つまり、変質予定領域を変質させない場合に比べて研削砥石の下端の縁部にかかる負荷が小さくなるので、従来の方法に比べて研削砥石の下端の縁部の摩耗が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、被加工物に保護部材が貼付される様子を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２は、被加工物がレーザー加工装置のチャックテーブルにより保持される様子を模式的に示す断面図である。

【図3】図３は、被加工物にレーザービームが照射される様子を模式的に示す断面図である。

【図4】図４は、レーザービームにより変質した後の被加工物の一部を模式的に示す断面図である。

【図5】図５は、被加工物が研削装置のチャックテーブルにより保持される様子を模式的に示す断面図である。

【図6】図６は、被加工物が粗研削される様子を模式的に示す断面図である。

【図7】図７は、粗研削された後の被加工物の一部を模式的に示す断面図である。

【図8】図８は、被加工物が仕上げ研削される様子を模式的に示す断面図である。

【図9】図９は、仕上げ研削された後の被加工物の一部を模式的に示す断面図である。

【図10】図１０は、変形例にかかる被加工物の加工方法において、レーザービームにより変質した後の被加工物の一部を模式的に示す断面図である。

【図11】図１１は、変形例にかかる被加工物の加工方法において、被加工物が粗研削される様子を模式的に示す断面図である。

【図12】図１２は、変形例にかかる被加工物の加工方法において、粗研削された後の被加工物の一部を模式的に示す断面図である。

【図13】図１３は、変形例にかかる被加工物の加工方法において、被加工物が仕上げ研削される様子を模式的に示す断面図である。

【図14】図１４は、変形例にかかる被加工物の加工方法において、仕上げ研削された後の被加工物の一部を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。本実施形態にかかる被加工物の加工方法は、板状の被加工物の中央側（内側）の領域を研削して、この被加工物を、中央側の領域が窪んだ凹状に加工する際に用いられる。本実施形態にかかる被加工物の加工方法では、まず、被加工物に保護部材が貼付される（貼付ステップ）。図１は、板状の被加工物１１に保護部材２１が貼付される様子を模式的に示す斜視図である。

【0015】

図１に示されるように、被加工物１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の半導体で構成される円板状のウェーハである。つまり、被加工物１１は、円形状の表面（第１面）１１ａと、表面１１ａとは反対側の円形状の裏面（第２面）１１ｂと、を有している。被加工物１１の表面１１ａ側は、互いに交差する複数のストリート（分割予定ライン）１３で複数の小領域に区画されており、各小領域には、集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）等のデバイス１５が形成されている。

【0016】

本実施形態では、この被加工物１１のデバイス１５が形成された領域（デバイス領域）に対応する部分が裏面１１ｂ側から研削され薄くなる一方で、残りの環状の領域（外周領域）は研削されずにそのまま残る。つまり、被加工物１１は、裏面１１ｂ側から凹状に加工される。

【0017】

なお、本実施形態では、シリコン等の半導体で構成される円板状のウェーハが被加工物１１として用いられるが、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等は、この態様に制限されない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料で構成される基板等が被加工物１１として用いられ得る。同様に、被加工物１１に形成されるデバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等も、上述の態様に制限されない。被加工物１１には、デバイス１５が形成されていなくてもよい。

【0018】

被加工物１１に貼付される保護部材２１は、代表的には、被加工物１１と概ね同等の直径を持つ円形状のテープ（フィルム）、樹脂基板、被加工物１１と同種又は異種のウェーハ等である。つまり、保護部材２１は、円形状の表面２１ａと、表面２１ａとは反対側の円形状の裏面２１ｂと、を有している。

【0019】

例えば、この保護部材２１の表面２１ａ側には、被加工物１１に対する接着力を示す接着層が設けられる。この場合には、図１に示されるように、保護部材２１の表面２１ａ側を被加工物１１の表面１１ａに密着させることで、保護部材２１は、被加工物１１の表面１１ａに貼付される。これにより、被加工物１１を裏面１１ｂ側から研削する際に表面１１ａに加わる衝撃が保護部材２１により緩和され、被加工物１１のデバイス１５等が保護される。

【0020】

ただし、被加工物１１にデバイス１５が形成されていない場合等には、必ずしも被加工物１１に保護部材２１が貼付されなくてよい。また、本実施形態の一連の工程における被加工物１１の取り扱い易さを高めるために、被加工物１１よりも直径が大きなテープ等の保護部材２１が使用され、この保護部材２１の外縁部に、被加工物１１を囲む環状のフレームが固定されてもよい。

【0021】

例えば、被加工物１１の表面１１ａに保護部材２１が貼付された後には、この保護部材２１を介して被加工物１１がレーザー加工装置のチャックテーブルにより保持される（第１保持ステップ）。図２は、被加工物１１がレーザー加工装置２のチャックテーブル４により保持される様子を模式的に示す断面図である。

【0022】

図２に示されるように、レーザー加工装置２は、被加工物１１を保持できるように構成されたチャックテーブル４を備えている。チャックテーブル４は、例えば、金属やセラミックス等を用いて形成された円板状の枠体６を含む。枠体６の上面側には、円形状の開口を上端に持つ凹部６ａが形成されている。この凹部６ａには、セラミックス等を用いて多孔質の円板状に形成された保持板８が固定されている。

【0023】

保持板８の上面８ａは、概ね平坦に形成されており、被加工物１１等を保持する保持面として機能する。また、保持板８の下面側は、枠体６の内部に設けられた流路６ｂや、枠体６の外部に配置されたバルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。そのため、保持板８の上面８ａに保護部材２１の裏面２１ｂを接触させた状態で、バルブを開き、吸引源の負圧を作用させると、この保護部材２１の裏面２１ｂがチャックテーブル４により吸引される。

【0024】

すなわち、被加工物１１は、裏面１１ｂが上方に露出するように、保護部材２１を介してチャックテーブル４に保持される。なお、被加工物１１の表面１１ａに保護部材２１が貼付されていない場合には、保持板８の上面８ａに被加工物１１の表面１１ａを直に接触させてバルブを開き、吸引源の負圧を作用させればよい。

【0025】

枠体６の下部には、モーター等の回転駆動源（不図示）が連結されている。チャックテーブル４は、この回転駆動源が生じる力によって、上面８ａの中心が回転の中心となるように、鉛直方向に沿う軸の周りに回転する。また、枠体６は、例えば、ボールねじ式のチャックテーブル移動機構（不図示）により支持されており、チャックテーブル４は、このチャックテーブル移動機構が生じる力により、水平方向に移動する。

【0026】

被加工物１１がチャックテーブル４で保持された後には、この被加工物１１を部分的に変質させるように、被加工物１１を透過する波長のレーザービームが被加工物１１に照射される（変質ステップ）。具体的には、被加工物１１の内部に設定された環状の変質予定領域を変質させるように、レーザービームが被加工物１１に照射される。図３は、被加工物１１にレーザービーム２３が照射される様子を模式的に示す断面図である。

【0027】

図３に示されるように、チャックテーブル４の上方には、レーザー発振器（不図示）により生成されたレーザービーム２３を、チャックテーブル４により保持された被加工物１１へと導くレーザー加工ヘッド１０が配置されている。レーザー発振器は、例えば、レーザー発振に適したＮｄ：ＹＡＧ等のレーザー媒質を含み、被加工物１１を透過する波長のパルス状のレーザービーム２３を所定の繰り返し周波数で生成する。

【0028】

レーザー加工ヘッド１０は、レーザー発振器から放射されたパルス状のレーザービーム２３を被加工物１１へと導くミラーやレンズ等の光学系を備えており、例えば、チャックテーブル４の上方の所定の高さの位置にレーザービーム２３を集光させる。レーザービーム２３を被加工物１１の内部に集光させると、被加工物１１のレーザービーム２３が集光された部分で多光子吸収が生じ、この部分（被加工物１１のレーザービーム２３が集光された部分）が変質する。

【0029】

このような原理で環状の変質予定領域１１ｃを変質させる際には、対象の変質予定領域１１ｃの上方にレーザー加工ヘッド１０が配置されるように、チャックテーブル４の水平方向の位置がチャックテーブル移動機構により調整される。また、対象の変質予定領域１１ｃにレーザービーム２３が集光するように、レーザー加工ヘッド１０の光学系等が調整される。

【0030】

そして、図３に示されるように、レーザー加工ヘッド１０が被加工物１１に向けてレーザービーム２３を放射している状態で、回転駆動源がチャックテーブル４を回転させる。すなわち、レーザービーム２３の集光点が変質予定領域１１ｃに沿った環状の軌跡を描くように、被加工物１１に対してレーザービーム２３の集光点が移動する。

【0031】

これにより、集光された状態のレーザービーム２３が対象の変質予定領域１１ｃに照射され、対象の変質予定領域１１ｃは、このレーザービーム２３により変質する。なお、レーザービーム２３により変質した変質領域は、被加工物１１の他の領域に比べて脆く、また、研削され易い。よって、変質予定領域１１ｃが適切な位置に設定されることで、例えば、被加工物１１の研削に使用される研削砥石の摩耗を制御することが可能になる。

【0032】

本実施形態では、被加工物１１は、その中央側（内側）の領域が裏面１１ｂ側から研削されることにより凹状に加工される。すなわち、被加工物１１には、円板状の薄板部と、薄板部を囲み薄板部よりも厚い環状の厚板部と、が形成される。一方で、この薄板部と厚板部との境界に近い部分の研削には、実質的に、研削砥石の下端の縁部のみが寄与するので、被加工物１１を研削して薄板部と厚板部とを形成する際には、研削砥石の下端の縁部が摩耗して丸みを帯び易い。

【0033】

そこで、本実施形態では、後に被加工物１１の研削に使用される研削砥石の下端の縁部の摩耗を抑制できる位置に、変質予定領域１１ｃが設定される。具体的には、変質予定領域１１ｃは、薄板部となる領域と裏面１１ｂとの間の、研削により除去されるべき領域に設定される。より詳細には、変質予定領域１１ｃは、薄板部となる領域と厚板部となる領域との境界に沿って、厚板部となる領域よりも内側の位置に設定される。

【0034】

図４は、レーザービーム２３により変質した後の被加工物１１の一部を模式的に示す断面図である。本実施形態では、後述するように、粗い砥粒を含む研削砥石により被加工物１１を研削する粗研削と、粗研削の後に細かい砥粒を含む研削砥石により被加工物１１を研削する仕上げ研削と、の２段階で被加工物１１が研削される。

【0035】

よって、本実施形態では、粗研削により除去される領域と、仕上げ研削により除去される領域と、のそれぞれに変質予定領域１１ｃが設定される。そして、各変質予定領域１１ｃにレーザービーム２３が照射されることで、粗研削により除去される第１変質領域１１ｄと、仕上げ研削により除去される第２変質領域１１ｅと、が形成される。

【0036】

具体的には、第１変質領域１１ｄが形成される第１変質予定領域１１ｃ－１は、図４に示されるように、粗研削により第１薄板部１１ｆとなる領域と第１厚板部１１ｇとなる領域との境界に沿って、第１厚板部１１ｇとなる領域よりも内側の位置に設定される。言い換えれば、第１変質予定領域１１ｃ－１は、第１薄板部１１ｆとなる領域の環状の外縁部の直上に設定される。

【0037】

また、第２変質領域１１ｅが形成される第２変質予定領域１１ｃ－２は、図４に示されるように、仕上げ研削により第２薄板部１１ｈとなる領域と第２厚板部１１ｉとなる領域との境界に沿って、第２厚板部１１ｉとなる領域よりも内側の位置に設定される。言い換えれば、第２変質予定領域１１ｃ－２は、第２薄板部１１ｈとなる領域の環状の外縁部の直上に設定される。

【0038】

ただし、被加工物１１に設定される変質予定領域１１ｃの位置や数量等は、これらに限定されない。例えば、被加工物１１には、第１変質予定領域１１ｃ－１と第２変質予定領域１１ｃ－２との一方のみが設定されてもよい。すなわち、第１変質予定領域１１ｃ－１と第２変質予定領域１１ｃ－２との一方のみがレーザービーム２３によって変質することがある。

【0039】

また、本実施形態では、裏面１１ｂから所定の距離の位置に第１変質予定領域１１ｃ－１が設定されているが、裏面１１ｂからの距離が異なる複数の位置のそれぞれに第１変質予定領域１１ｃ－１が設定されてもよい。同様に、本実施形態では、裏面１１ｂから所定の距離の位置に第２変質予定領域１１ｃ－２が設定されているが、裏面１１ｂからの距離が異なる複数の位置のそれぞれに第２変質予定領域１１ｃ－２が設定されてもよい。

【0040】

例えば、環状の変質予定領域１１ｃにレーザービーム２３が照射され、被加工物１１の変質予定領域１１ｃに相当する部分が変質した後には、被加工物１１が保護部材２１を介して研削装置のチャックテーブルに保持される（第２保持ステップ）。図５は、被加工物１１が研削装置１２のチャックテーブル１４により保持される様子を模式的に示す断面図である。

【0041】

図５に示されるように、研削装置１２は、被加工物１１を保持できるように構成されたチャックテーブル１４を備えている。チャックテーブル１４は、例えば、セラミックス等を用いて形成された円板状の枠体１６を含む。枠体１６の上面側には、円形状の開口を上端に持つ凹部１６ａが形成されている。この凹部１６ａには、セラミックス等を用いて多孔質の円板状に形成された保持板１８が固定されている。

【0042】

保持板１８の上面１８ａは、例えば、円錐の側面に相当する形状に構成されており、被加工物１１等を保持する保持面として機能する。なお、円錐の頂点に相当する保持板１８の上面１８ａの中心１８ｂと、保持板１８の上面１８ａの外周縁と、の高さの差（高低差）は、１０μｍ～３０μｍ程度である。本実施形態では、この保持板１８の上面１８ａに、保護部材２１の裏面２１ｂが接触する。

【0043】

保持板１８の下面側は、枠体１６の内部に設けられた流路１６ｂや、枠体１６の外部に配置されたバルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。そのため、保持板１８の上面１８ａに保護部材２１の裏面２１ｂを接触させた状態で、バルブを開き、吸引源の負圧を作用させると、この保護部材２１の裏面２１ｂがチャックテーブル１４により吸引される。

【0044】

すなわち、被加工物１１は、裏面１１ｂが上方に露出するように、保護部材２１を介してチャックテーブル１４に保持される。なお、被加工物１１の表面１１ａに保護部材２１が貼付されていない場合には、保持板１８の上面１８ａに被加工物１１の表面１１ａを直に接触させてバルブを開き、吸引源の負圧を作用させればよい。

【0045】

枠体１６の下部には、モーター等の回転駆動源（不図示）が連結されている。チャックテーブル１４は、この回転駆動源が生じる力によって、上面１８ａの中心１８ｂが回転の中心となるように、鉛直方向に沿う軸、又は鉛直方向に対して僅かに傾いた軸の周りに回転する。また、枠体１６は、チャックテーブル移動機構（不図示）によって支持されており、チャックテーブル１４は、このチャックテーブル移動機構が生じる力によって、水平方向に移動する。

【0046】

被加工物１１がチャックテーブル１４で保持された後には、被加工物１１のデバイス１５が形成された領域（デバイス領域）に対応する領域が、裏面１１ｂ側から粗研削される（第１研削ステップ）。図６は、被加工物１１が粗研削される様子を模式的に示す断面図である。

【0047】

図６に示されるように、研削装置１２のチャックテーブル１４よりも上方の位置には、第１研削ユニット（粗研削ユニット）２０が配置されている。第１研削ユニット２０は、例えば、筒状のスピンドルハウジング（不図示）を含む。スピンドルハウジングの内側の空間には、柱状のスピンドル２２が収容されている。

【0048】

スピンドル２２の下端部には、例えば、被加工物１１よりも直径の小さな円板状のマウント２４が設けられている。マウント２４の下面には、マウント２４と概ね直径が等しい円環状の第１研削ホイール（粗研削ホイール）２６が、ボルト（不図示）等で固定されている。

【0049】

第１研削ホイール２６は、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属を用いて形成された円環状のホイール基台２８を含む。ホイール基台２８の円環状の下面には、このホイール基台２８の周方向に沿って複数の第１研削砥石（粗研削砥石）３０が固定されている。すなわち、複数の第１研削砥石３０は、被加工物１１よりも小さな直径（第１直径）の環状の領域に配列されている。各第１研削砥石３０は、例えば、ダイヤモンド等でなる大きめの砥粒が樹脂等でなる結合剤中に分散された構造を有している。

【0050】

この第１研削砥石３０を含む第１研削ホイール２６で被加工物１１が研削されると、単位時間当たりに被加工物１１を除去できる量が多くなる一方で、被加工物１１の被研削面側に傷又は歪を含むダメージ層が形成され易くなる。スピンドル２２の上端側には、モーター等の回転駆動源（不図示）が連結されている。第１研削ホイール２６は、この回転駆動源が生じる力によって、鉛直方向に沿う軸、又は鉛直方向に対して僅かに傾いた軸の周りに回転する。

【0051】

第１研削ホイール２６の傍、又は第１研削ホイール２６の内部には、第１研削砥石３０等に対して研削用の液体（代表的には、水）を供給できるように構成されたノズル（不図示）が設けられている。スピンドルハウジングは、例えば、第１研削ユニット移動機構（不図示）によって支持されており、第１研削ユニット２０は、この第１研削ユニット移動機構が生じる力によって、鉛直方向に移動する。

【0052】

第１研削ユニット２０（第１研削ホイール２６）で被加工物１１を研削する際には、まず、第１研削ユニット２０の直下にチャックテーブル１４が移動する。より具体的には、デバイス１５が形成された領域の直上に第１研削ホイール２６（全ての第１研削砥石３０）が配置されるように、チャックテーブル移動機構がチャックテーブル１４を水平方向に移動させる。

【0053】

その後、チャックテーブル１４と第１研削ホイール２６とがそれぞれ回転し、第１研削ユニット２０（第１研削ホイール２６）が下降する。つまり、第１研削ホイール２６と被加工物１１とが相互に回転しながら、被加工物１１の裏面１１ｂと交差する方向に相対的に移動する。なお、この際には、ノズルから第１研削砥石３０等に液体が供給される。これにより、図６に示されるように、第１研削砥石３０が裏面１１ｂ側から被加工物１１に接触し、被加工物１１の研削が開始される。

【0054】

なお、具体的な研削の条件に大きな制限はない。例えば、効率の良い被加工物１１の研削を実現するためには、チャックテーブル１４の回転数が、１００ｒｐｍ～６００ｒｐｍ、代表的には、３００ｒｐｍに設定され、第１研削ホイール２６の回転数が、１０００ｒｐｍ～７０００ｒｐｍ、代表的には、４５００ｒｐｍに設定され、第１研削ユニット２０の下降の速さ（研削送り速度）が、０．８μｍ／ｓ～１０μｍ／ｓ、代表的には、６．０μｍ／ｓに設定される。

【0055】

図７は、粗研削された後の被加工物１１の一部を模式的に示す断面図である。第１研削ユニット２０による被加工物１１の研削が進行すると、被加工物１１の第１研削砥石３０が接触した部分が薄くなり、残りの部分の厚みが維持される。つまり、被加工物１１のデバイス１５が形成された領域に対応する部分が薄くなり、円板状の第１薄板部１１ｆとなる。また、被加工物１１のデバイス１５が形成された領域を囲む領域（外周領域）に対応する部分の厚みが維持され、第１薄板部１１ｆを囲む環状の第１厚板部１１ｇとなる。

【0056】

なお、本実施形態にかかる被加工物の加工方法では、第１薄板部１１ｆとなる領域の環状の外縁部の直上に、脆く研削されやすい第１変質領域１１ｄが形成されている。第１変質領域１１ｄは、主に、第１研削ホイール２６の半径の方向に沿って外側に位置する第１研削砥石３０の下端の縁部により研削されるので、この第１変質領域１１ｄが形成されない従来の方法に比べて、第１研削砥石３０の下端の縁部の摩耗は抑制される。

【0057】

粗研削が終了すると、第１変質領域１１ｄは被加工物１１から完全に除去される。ただし、第１厚板部１１ｇには、被加工物１１の半径の方向に沿って外側に位置する第１変質領域１１ｄの一部が残留してもよい。第１厚板部１１ｇは後の工程において除去されるので、第１変質領域１１ｄの一部が第１厚板部１１ｇに残留したとしても、デバイスチップ等の製品は影響を受けない。

【0058】

また、図７に示されるように、第１研削砥石３０によって研削された第１薄板部１１ｆの裏面１１ｂ側には、傷又は歪を含むダメージ層１１ｊが発生する。このダメージ層１１ｊは、被加工物１１の力学的な強度（抗折強度等）を低下させるので、ダメージ層１１ｊが存在する領域をデバイスチップ等の製品に使用することはできない。

【0059】

そこで、上述した粗研削の後には、この粗研削により発生したダメージ層１１ｊを除去できるように、第１薄板部１１ｆと第１厚板部１１ｇとが裏面１１ｂ側から仕上げ研削される（第２研削ステップ）。図８は、被加工物１１が仕上げ研削される様子を模式的に示す断面図である。

【0060】

図８に示されるように、研削装置１２のチャックテーブル１４よりも上方の位置には、第１研削ユニット２０とは別の第２研削ユニット（仕上げ研削ユニット）４０が配置されている。第２研削ユニット４０は、例えば、筒状のスピンドルハウジング（不図示）を含む。スピンドルハウジングの内側の空間には、柱状のスピンドル４２が収容されている。

【0061】

スピンドル４２の下端部には、例えば、被加工物１１よりも直径の小さな円板状のマウント４４が設けられている。マウント４４の下面には、マウント４４と概ね直径が等しい円環状の第２研削ホイール（仕上げ研削ホイール）４６が、ボルト（不図示）等で固定されている。

【0062】

第２研削ホイール４６は、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属を用いて形成された円環状のホイール基台４８を含む。ホイール基台４８の円環状の下面には、このホイール基台４８の周方向に沿って複数の第２研削砥石（仕上げ研削砥石）５０が固定されている。すなわち、複数の第２研削砥石５０は、被加工物１１よりも小さな直径（第２直径）の環状の領域に配列されている。

【0063】

各第２研削砥石５０は、例えば、ダイヤモンド等でなる小さめの砥粒が樹脂等でなる結合剤中に分散された構造を有している。具体的には、第２研削砥石５０に含まれる砥粒の大きさ（代表的には、平均粒径）は、第１研削砥石３０に含まれる砥粒の大きさに比べて小さい。

【0064】

この第２研削砥石５０を含む第２研削ホイール４６で被加工物１１が研削されると、第１研削ホイール２６で被加工物１１が研削される場合に比べて、単位時間当たりに被加工物１１を除去できる量が少なくなる一方で、ダメージ層は生じ難い。スピンドル４２の上端側には、モーター等の回転駆動源（不図示）が連結されている。第２研削ホイール４６は、この回転駆動源が生じる力によって、鉛直方向に沿う軸、又は鉛直方向に対して僅かに傾いた軸の周りに回転する。

【0065】

第２研削ホイール４６の傍、又は第２研削ホイール４６の内部には、第２研削砥石５０等に対して研削用の液体（代表的には、水）を供給できるように構成されたノズル（不図示）が設けられている。スピンドルハウジングは、例えば、第２研削ユニット移動機構（不図示）によって支持されており、第２研削ユニット４０は、この第２研削ユニット移動機構が生じる力によって、鉛直方向に移動する。

【0066】

第２研削ユニット４０（第２研削ホイール４６）で被加工物１１を研削する際には、まず、第２研削ユニット４０の直下にチャックテーブル１４が移動する。より具体的には、第２研削ホイール４６の複数の第２研削砥石５０のいずれかが、第１薄板部１１ｆの外側の縁（第１厚板部１１ｇの内側の縁）よりも外側の領域の直上に配置されるように、チャックテーブル移動機構がチャックテーブル１４を水平方向に移動させる。

【0067】

その後、チャックテーブル１４と第２研削ホイール４６とがそれぞれ回転し、第２研削ユニット４０（第２研削ホイール４６）が下降する。つまり、第２研削ホイール４６と被加工物１１とが相互に回転しながら、被加工物１１の裏面１１ｂと交差する方向に相対的に移動する。なお、この際には、ノズルから第２研削砥石５０等に液体が供給される。これにより、図８に示されるように、第２研削砥石５０が裏面１１ｂ側から第１厚板部１１ｇに接触し、被加工物１１の研削が開始される。

【0068】

なお、具体的な研削の条件に大きな制限はない。例えば、効率が良く精度の高い被加工物１１の研削を実現するためには、チャックテーブル１４の回転数が、１００ｒｐｍ～６００ｒｐｍ、代表的には、３００ｒｐｍに設定され、第２研削ホイール４６の回転数が、１０００ｒｐｍ～７０００ｒｐｍ、代表的には、４０００ｒｐｍに設定される。

【0069】

被加工物１１の研削が進行し、第２研削砥石５０と接触する第１厚板部１１ｇの内側の部分が除去された後には、第２研削砥石５０は、第１薄板部１１ｆにも接触する。すなわち、本実施形態では、第１厚板部１１ｇのみが研削された後に、第１薄板部１１ｆ（及び第１厚板部１１ｇ）を含む領域が裏面１１ｂ側から研削される。

【0070】

ここで、第１厚板部１１ｇのみが研削される段階で第２研削砥石５０にかかる研削の負荷は、第１薄板部１１ｆを含む領域が研削される段階で第２研削砥石５０にかかる研削の負荷に比べて小さい。よって、第１厚板部１１ｇのみが研削される段階では、第１薄板部１１ｆを含む領域が研削される段階に比べて、第２研削ユニット４０の下降の速さ（研削送り速度）を高めることが可能である。

【0071】

例えば、第１厚板部１１ｇのみが研削される段階の第２研削ユニット４０の下降の速さが、０．８μｍ／ｓ～５．０μｍ／ｓに設定され、第１薄板部１１ｆを含む領域が研削される段階の第２研削ユニット４０の下降の速さが、０．１μｍ／ｓ～０．８μｍ／ｓに設定される。このように、第１厚板部１１ｇのみが研削される段階において第２研削ユニット４０の下降の速さが高められることにより、研削に要する時間の増加が抑制される。

【0072】

図９は、仕上げ研削された後の被加工物１１の一部を模式的に示す断面図である。図９に示されるように、被加工物１１の第１薄板部１１ｆを含む領域の研削が進行すると、この領域が更に薄くなり、第１薄板部１１ｆよりも直径が大きく薄い円板状の第２薄板部１１ｈとなる。また、第２薄板部１１ｈを囲む領域に対応する部分の厚みが維持され、第２薄板部１１ｈを囲み第２薄板部１１ｈよりも厚い環状の第２厚板部１１ｉとなる。

【0073】

なお、本実施形態にかかる被加工物の加工方法では、第２薄板部１１ｈとなる領域の環状の外縁部の直上に、脆く研削されやすい第２変質領域１１ｅが形成されている。第２変質領域１１ｅは、主に、第２研削ホイール４６の半径の方向に沿って外側に位置する第２研削砥石５０の下端の縁部により研削されるので、この第２変質領域１１ｅが形成されない従来の方法に比べて、第２研削砥石５０の下端の縁部の摩耗は抑制される。

【0074】

仕上げ研削が終了すると、第２変質領域１１ｅは被加工物１１から完全に除去される。ただし、第２厚板部１１ｉには、被加工物１１の半径の方向に沿って外側に位置する第２変質領域１１ｅの一部が残留してもよい。第２厚板部１１ｉは後の工程において除去されるので、第２変質領域１１ｅの一部が第２厚板部１１ｉに残留したとしても、デバイスチップ等の製品は影響を受けない。

【0075】

以上のように、本実施形態にかかる被加工物の加工方法では、被加工物１１を透過する波長のレーザービーム２３を環状の第１変質予定領域１１ｃ－１及び第２変質予定領域１１ｃ－２に照射し、これらを変質させることで、他の領域に比べて脆い第１変質領域１１ｄ及び第２変質領域１１ｅ（変質された後の脆い変質予定領域１１ｃ）を形成するので、被加工物１１を研削する際には、第１研削砥石３０及び第２研削砥石５０の下端の縁部によって、それぞれ、脆い第１変質領域１１ｄ及び第２変質領域１１ｅが研削される。

【0076】

これにより、第１変質予定領域１１ｃ－１及び第２変質予定領域１１ｃ－２を変質させない場合に比べて第１研削砥石３０及び第２研削砥石５０の下端の縁部にかかる負荷が小さくなるので、従来の方法に比べて第１研削砥石３０及び第２研削砥石５０の下端の縁部の摩耗が抑制される。

【0077】

なお、本発明は、上述した実施形態の記載に制限されず種々変更して実施され得る。例えば、上述した実施形態では、第１研削砥石３０を用いる粗研削と第２研削砥石５０を用いる仕上げ研削との双方により被加工物１１が研削されているが、本発明にかかる被加工物の加工方法では、粗研削のみ、又は、仕上げ研削のみにより被加工物１１が研削されてもよい。

【0078】

また、第１研削砥石３０を用いる粗研削と第２研削砥石５０を用いる仕上げ研削とは、上述した実施形態とは異なる態様で適用されてもよい。被加工物１１に設定される変質予定領域１１ｃの位置や数量等は、粗研削及び仕上げ研削の態様に合わせて調整される。図１０は、変形例にかかる被加工物の加工方法において、レーザービーム２３により変質した後の被加工物１１の一部を模式的に示す断面図である。

【0079】

図１０に示されるように、変形例にかかる被加工物の加工方法では、粗研削により第１薄板部１１ｆとなる領域と第１厚板部１１ｇとなる領域との位置や形状が、上述した実施形態とは異なっている。また、仕上げ研削により第２薄板部１１ｈとなる領域と第２厚板部１１ｉとなる領域との位置や形状が、上述した実施形態とは異なっている。

【0080】

ただし、この変形例にかかる被加工物の加工方法でも、粗研削により第１薄板部１１ｆとなる領域と第１厚板部１１ｇとなる領域との境界に沿って、第１厚板部１１ｇとなる領域よりも内側の位置に第１変質予定領域１１ｃ－１が設定される。つまり、第１変質領域１１ｄが形成される第１変質予定領域１１ｃ－１は、第１薄板部１１ｆとなる領域の外縁部の直上に設定される。

【0081】

また、仕上げ研削により第２薄板部１１ｈとなる領域と第２厚板部１１ｉとなる領域との境界に沿って、第２厚板部１１ｉとなる領域よりも内側の位置に第２変質予定領域１１ｃ－２が設定される。つまり、第２変質領域１１ｅが形成される第２変質予定領域１１ｃ－２は、第２薄板部１１ｈとなる領域の外縁部の直上に設定される。

【0082】

その後の粗研削の手順は、上述した実施形態と同様である。図１１は、変形例にかかる被加工物の加工方法において、被加工物１１が粗研削される様子を模式的に示す断面図であり、図１２は、変形例にかかる被加工物の加工方法において、粗研削された後の被加工物１１の一部を模式的に示す断面図である。

【0083】

また、粗研削の後の仕上げ研削の手順も、上述した実施形態と同様である。ただし、この変形例では、仕上げ研削において第１厚板部１１ｇは研削されずにそのまま残る。すなわち、この変形例では、第１薄板部１１ｆの一部が第２研削砥石５０により研削され、第１薄板部１１ｆよりも直径が小さく薄い円板状の第２薄板部１１ｈと、第２薄板部１１ｈを囲み第２薄板部１１ｈよりも厚い環状の第２厚板部１１ｉと、が形成される。

【0084】

図１３は、変形例にかかる被加工物の加工方法において、被加工物１１が仕上げ研削される様子を模式的に示す断面図であり、図１４は、変形例にかかる被加工物の加工方法において、仕上げ研削された後の被加工物１１の一部を模式的に示す断面図である。図１４に示されるように、本実施形態では、第１薄板部１１ｆの一部が第２研削砥石５０により研削されずに、そのまま第２厚板部１１ｉとして被加工物１１に残るので、ダメージ層１１ｊの一部も被加工物１１に残る。

【0085】

また、上述した実施形態及び変形例において、被加工物１１は、第１研削ホイール２６で被加工物１１が研削される際に被加工物１１を保持するチャックテーブルと、第２研削ホイール４６で被加工物１１が研削される際に被加工物１１を保持する別のチャックテーブルと、を備える研削装置を用いて研削されてもよい。同様に、被加工物１１は、第１研削ユニット２０を備える研削装置と、第２研削ユニット４０を備える別の研削装置と、を用いて研削されてもよい。

【0086】

その他、上述した実施形態及び各変形例にかかる構造、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され得る。

【符号の説明】

【0087】

１１ ：被加工物
１１ａ ：表面（第１面）
１１ｂ ：裏面（第２面）
１１ｃ ：変質予定領域
１１ｃ－１ ：第１変質予定領域
１１ｃ－２ ：第２変質予定領域
１１ｄ ：第１変質領域
１１ｅ ：第２変質領域
１１ｆ ：第１薄板部
１１ｇ ：第１厚板部
１１ｈ ：第２薄板部
１１ｉ ：第２厚板部
１１ｊ ：ダメージ層
１３ ：分割予定ライン（ストリート）
１５ ：デバイス
２１ ：保護部材
２１ａ ：表面
２１ｂ ：裏面
２ ：レーザー加工装置
４ ：チャックテーブル
６ ：枠体
６ａ ：凹部
６ｂ ：流路
８ ：保持板
８ａ ：上面
１０ ：レーザー加工ヘッド
１２ ：研削装置
１４ ：チャックテーブル
１６ ：枠体
１６ａ ：凹部
１６ｂ ：流路
１８ ：保持板
１８ａ ：上面
１８ｂ ：中心
２０ ：第１研削ユニット（粗研削ユニット）
２２ ：スピンドル
２４ ：マウント
２６ ：第１研削ホイール（粗研削ホイール）
２８ ：ホイール基台
３０ ：第１研削砥石（粗研削砥石）
４０ ：第２研削ユニット（仕上げ研削ユニット）
４２ ：スピンドル
４４ ：マウント
４６ ：第２研削ホイール（仕上げ研削ホイール）
４８ ：ホイール基台
５０ ：第２研削砥石（仕上げ研削砥石）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】