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特許7542914保護部材付きウェーハの製造方法、ウェーハの加工方法、及び、保護部材
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-23
(45)【発行日】2024-09-02
(54)【発明の名称】保護部材付きウェーハの製造方法、ウェーハの加工方法、及び、保護部材
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20240826BHJP
H01L 21/683 20060101ALI20240826BHJP
H01L 21/301 20060101ALI20240826BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 631
H01L21/68 N
H01L21/78 M
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020124251
(22)【出願日】2020-07-21
(65)【公開番号】P2022020953
(43)【公開日】2022-02-02
【審査請求日】2023-05-25
(73)【特許権者】
【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
(72)【発明者】
【氏名】有福 法久
(72)【発明者】
【氏名】木村 昌照
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 章文
【審査官】鈴木 孝章
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－２２０５５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１６７５４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１２９４９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１８７３７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１４３７２３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
Ｈ０１Ｌ ２１／３０１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
円盤状のウェーハの一方の面と他方の面とのうち半導体デバイスが形成された該ウェーハの該一方の面側に該ウェーハを保護する保護部材を密着させて保護部材付きウェーハを製造する、保護部材付きウェーハの製造方法であって、支持テーブルの支持面に、板状、粉状、塊状、紐状、粒状、膜状又は流動体状であり、且つ、ナトリウム及び亜鉛のいずれも含まない熱可塑性樹脂を供給する樹脂供給ステップと、
該熱可塑性樹脂を加熱して軟化又は溶融させながら、該熱可塑性樹脂を該支持面に沿って押し広げてシート状の該保護部材を形成する保護部材形成ステップと、
加熱したシート状の該保護部材の一方の面側と、該ウェーハの該一方の面側と、を互いに密着させ、該保護部材付きウェーハを形成する保護部材付きウェーハ形成ステップと、を備えることを特徴とする保護部材付きウェーハの製造方法。
【請求項2】
該熱可塑性樹脂はポリオレフィンであることを特徴とする請求項１に記載の保護部材付きウェーハの製造方法。
【請求項3】
該保護部材付きウェーハ形成ステップの後に、該保護部材を冷却する保護部材冷却ステップを更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の保護部材付きウェーハの製造方法。
【請求項4】
一方の面側に半導体デバイスが形成された円盤状のウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、支持テーブルの支持面に、板状、粉状、塊状、紐状、粒状、膜状又は流動体状であり、且つ、ナトリウム及び亜鉛のいずれも含まない熱可塑性樹脂を供給する樹脂供給ステップと、該熱可塑性樹脂を加熱して軟化又は溶融させながら、該熱可塑性樹脂を該支持面に沿って押し広げてシート状の保護部材を形成する保護部材形成ステップと、加熱したシート状の該保護部材の一方の面側と、該ウェーハの該一方の面側と、を互いに密着させ、保護部材付きウェーハを形成する保護部材付きウェーハ形成ステップと、を経て形成された該保護部材付きウェーハの、該保護部材をチャックテーブルで保持した状態で該ウェーハを加工する加工ステップと、
該加工ステップの後、該保護部材を該ウェーハから剥離する剥離ステップと、を備えることを特徴とするウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体デバイスが形成されたウェーハの一方の面側に、ウェーハを保護する保護部材を密着させて保護部材付きウェーハを製造する、保護部材付きウェーハの製造方法と、保護部材付きウェーハを加工するウェーハの加工方法と、ウェーハを保護する保護部材と、に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体ウェーハ、樹脂パッケージ基板、セラミックス基板、ガラス基板など各種の板状の被加工物を、研削装置で研削して薄化したり、切削ブレードやレーザービームで分割したりする場合、被加工物はチャックテーブルで吸引保持される。
【0003】
被加工物の被保持面側がチャックテーブルの保持面と接触することによる被加工物の損傷、汚染等を防ぐ目的や、被加工物が複数のチップに分割された後に全てのチップを一括して搬送する目的の下に、通常、被加工物の被保持面側には、粘着テープ（保護部材）が貼り付けられる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１３－２１０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
粘着テープは、一般的に、樹脂製の基材層と、樹脂製の粘着剤で形成された糊層と、の積層構造を有する。粘着テープの糊層を被保持面側に密着させて貼り付けると、粘着テープを剥離する際に、粘着剤の残渣が被加工物に残るという問題がある。
【0006】
また、糊層がクッションとして作用することで、加工中に被加工物が振動しやすくなり、その結果、被加工物に欠けが生じたり、分割後のチップが飛散したりする問題がある。これに対して、糊層を無くして基材層のみとした場合、基材層に含まれているナトリウム等の金属がデバイスに侵入し、デバイスの動作不良が生じる可能性がある。
【0007】
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、保護部材の剥離後における粘着剤の残渣と、加工時における被加工物の振動と、を低減し、且つ、保護部材に含まれる金属によるデバイスの汚染を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様によれば、円盤状のウェーハの一方の面と他方の面とのうち半導体デバイスが形成された該ウェーハの該一方の面側に該ウェーハを保護する保護部材を密着させて保護部材付きウェーハを製造する、保護部材付きウェーハの製造方法であって、支持テーブルの支持面に、板状、粉状、塊状、紐状、粒状、膜状又は流動体状であり、且つ、ナトリウム及び亜鉛のいずれも含まない熱可塑性樹脂を供給する樹脂供給ステップと、該熱可塑性樹脂を加熱して軟化又は溶融させながら、該熱可塑性樹脂を該支持面に沿って押し広げてシート状の保護部材を形成する保護部材形成ステップと、加熱したシート状の該保護部材の一方の面側と、該ウェーハの該一方の面側と、を互いに密着させ、該保護部材付きウェーハを形成する保護部材付きウェーハ形成ステップと、を備える保護部材付きウェーハの製造方法が提供される。
【0009】
好ましくは、該熱可塑性樹脂はポリオレフィンである。
【0010】
また、好ましくは、保護部材付きウェーハの製造方法は、該保護部材付きウェーハ形成ステップの後に、該保護部材を冷却する保護部材冷却ステップを更に備える。
【0011】
本発明の他の態様によれば、一方の面側に半導体デバイスが形成された円盤状のウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、支持テーブルの支持面に、板状、粉状、塊状、紐状、粒状、膜状又は流動体状であり、且つ、ナトリウム及び亜鉛のいずれも含まない熱可塑性樹脂を供給する樹脂供給ステップと、該熱可塑性樹脂を加熱して軟化又は溶融させながら、該熱可塑性樹脂を該支持面に沿って押し広げてシート状の保護部材を形成する保護部材形成ステップと、加熱したシート状の該保護部材の一方の面側と、該ウェーハの該一方の面側と、を互いに密着させ、保護部材付きウェーハを形成する保護部材付きウェーハ形成ステップと、を経て形成された該保護部材付きウェーハの、該保護部材をチャックテーブルで保持した状態で該ウェーハを加工する加工ステップと、該加工ステップの後、該保護部材を該ウェーハから剥離する剥離ステップと、を備えるウェーハの加工方法が提供される。
【発明の効果】
【0014】
本発明の一態様に係る保護部材付きウェーハの製造方法で使用される保護部材は、熱可塑性樹脂を加熱して軟化又は溶融させながら押し広げることにより形成されたものであり、糊層を有しない。それゆえ、ウェーハに密着させた保護部材をウェーハから剥離しても、接着剤の残渣がウェーハに残ることはない。また、保護部材が糊層を有しないので、糊層を有する保護部材を使用する場合に比べて、加工中におけるウェーハの振動を低減できる。
【0015】
加えて、保護部材が糊層を有さないので、保護部材はウェーハと直接接することとなる。それゆえ、仮に、保護部材がナトリウム及び亜鉛を含有する場合、ウェーハが汚染される可能性がある。しかし、ナトリウム及び亜鉛のいずれも含まない熱可塑性樹脂で保護部材を形成することにより、ウェーハに保護部材を密着させても、ナトリウム及び亜鉛による汚染の恐れが無く、これらの金属に起因するデバイスの動作不良も生じない。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】ウェーハの一例を示す斜視図である。
【図2】樹脂供給ステップを説明する図である。
【図4】支持面から保護部材を剥離する様子を示す図である。
【図5】保護部材貼付ユニット等の一部断面側面図である。
【図6】保護部材をウェーハに密着させる様子を示す図である。
【図8】保護部材を切り取る様子を示す図である。
【図9】研削装置等を示す図である。
【図10】切削装置等を示す図である。
【図11】レーザー加工装置等を示す図である。
【図13】ウェーハの加工方法を示すフロー図である。
【図14】図１４（Ａ）は粉状の熱可塑性樹脂を示す図であり、図１４（Ｂ）はリング状の熱可塑性樹脂を示す図であり、図１４（Ｃ）は複数のタブレット状の熱可塑性樹脂を示す図であり、図１４（Ｄ）は膜状の熱可塑性樹脂を示す図であり、図１４（Ｅ）は複数のブロック状の熱可塑性樹脂を示す図であり、図１４（Ｆ）は複数の紐状の熱可塑性樹脂を示す図であり、図１４（Ｇ）は１つの紐状の熱可塑性樹脂を示す図であり、図１４（Ｈ）は１つのブロック状の熱可塑性樹脂を示す図である。
【図16】保護部材をウェーハに密着させる変形例を示す図である。
【図17】第２の実施形態に係る保護部材付きウェーハ形成ステップを示す図である。
【図18】第２の実施形態に係る研削ステップを示す図である。
【図19】第２の実施形態に係る切削ステップを示す図である。
【図20】第２の実施形態に係るレーザービーム照射ステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、第１の実施形態で加工対象となる円盤状のウェーハ１１について説明する。図１は、ウェーハ１１の一例を示す斜視図である。
【0018】
ウェーハ１１は、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（炭化シリコン）、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）等の半導体材料で形成されている。ウェーハ１１の表面１１ａには、複数の分割予定ライン１３が格子状に設定されている。
【0019】
複数の分割予定ライン１３で区画された表面（一方の面）１１ａ側の各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ(Large Scale Integration)等のデバイス（半導体デバイス）１５が形成されている。各デバイス１５には、複数のバンプ１７が設けられている。
【0020】
複数のバンプ１７の各々は、金、銀、銅等の金属材料で形成されている。各バンプ１７は、デバイス１５と電気的に接続されており、デバイス１５の略平坦な上面よりも、例えば、約１００μｍだけ突出している。
【0021】
複数のデバイス１５が配置されているウェーハ１１の中央領域は、デバイス領域１９ａであり、デバイス領域１９ａの外周部は、デバイス１５、バンプ１７等を有さず、且つ、デバイス領域１９ａに比べて平坦な外周余剰領域１９ｂで囲まれている。
【0022】
なお、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、ウェーハ１１は、他の半導体、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３等の複酸化物、サファイア、ガラス、セラミックス等の材料で形成されていてもよい。
【0023】
【0024】
図２は、矩形状の支持テーブル２の略平坦な支持面２ａ上に、熱可塑性樹脂２１を供給する樹脂供給ステップＳ１０を説明する図である。支持テーブル２は、アルミニウムやステンレス鋼等の金属で形成されており、支持テーブル２の内部には、発熱体２ｂ（図３（Ａ）等参照）が設けられている。
【0025】
発熱体２ｂは、例えば、金属又はセラミックスで形成された抵抗加熱式であるが、抵抗加熱式に限定されるものではなく、誘導加熱、誘電加熱等の任意の方式で熱を発してもよい。本明細書で使用される他の発熱体についても同様である。
【0026】
支持テーブル２の支持面２ａは、離型剤で被覆されている。離型剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene, PTFE）等のフッ素系樹脂層（不図示）が用いられる。
【0027】
支持面２ａを離型剤で被覆することで、支持面２ａ上に供給される熱可塑性樹脂２１と、支持テーブル２を構成する金属材料と、の直接接触を防ぐことができ、更に、熱可塑性樹脂２１で形成された保護部材２３を支持面２ａから剥離しやすくなるという利点がある。
【0028】
樹脂供給ステップＳ１０では、ナトリウム及び亜鉛のいずれも含まない熱可塑性樹脂２１（以下、単に、熱可塑性樹脂２１）が使用される。熱可塑性樹脂２１としては、例えば、下記の材料が使用される。
【0029】
アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ビニル系樹脂、ポリアセタール、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４－メチル－１－ペンテン）、ポリ（１－ブテン）等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン－６、ナイロン－６，６、ポリメタキシレンアジパミド等のポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルイミド、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレン、エーテルポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、エチレン－不飽和カルボン酸共重合樹脂、エチレン－酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン－酢酸ビニル－無水マレイン酸三元共重合樹脂、エチレン－酢酸ビニル共重合体ケン化樹脂、並びに、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂等から選択される一種又は二種以上。
【0030】
なお、上記のエチレン－不飽和カルボン酸共重合体を構成する不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、無水マレイン酸、及び、無水イタコン酸等が例示される。ここで、エチレン－不飽和カルボン酸共重合体は、エチレンと不飽和カルボン酸との２元共重合体のみならず、更に他の単量体が共重合された多元共重合体を包含するものである。エチレン－不飽和カルボン酸共重合体に共重合されていてもよい上記他の単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ－ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチルのような不飽和カルボン酸エステルなどが例示される。
【0031】
なお、加工の容易性等の観点から、熱可塑性樹脂２１の融点を、４０℃以上１２０℃以下、好ましくは５０℃以上１００℃以下とし、熱可塑性樹脂２１の軟化点を、３０℃以上８０℃以下、好ましくは４０℃以上７０℃以下とすることが望ましい。
【0032】
樹脂供給ステップＳ１０では、任意の形態の熱可塑性樹脂２１が、支持面２ａ上に供給される。図２に示す例では、円盤状（板状）の熱可塑性樹脂２１が支持面２ａ上に配置される。この熱可塑性樹脂２１から、シート状の保護部材２３を形成する（保護部材形成ステップＳ２０）。
【0033】
保護部材形成ステップＳ２０では、熱可塑性樹脂２１を加熱して軟化又は溶融させながら、押圧体４で熱可塑性樹脂２１を押圧する（図３（Ｂ）参照）。図３（Ａ）は、押圧体４を降下させる様子を示す図であり、図３（Ｂ）は、押圧体４で熱可塑性樹脂２１を加熱しながら押圧する様子を示す図である。
【0034】
押圧体４は、アルミニウムやステンレス鋼等の金属で形成されており、内蔵された発熱体４ｂを有する。押圧体４の底面は、略平坦な押圧面４ａである。押圧面４ａは、支持面２ａと同様に、離型剤で被覆されている。
【0035】
それゆえ、熱可塑性樹脂２１と、押圧体４を構成する金属材料と、の直接接触を防ぐことができると共に、熱可塑性樹脂２１から形成された保護部材２３を、押圧面４ａから剥離しやすくなる。
【0036】
熱可塑性樹脂２１を加熱して押圧する際には、発熱体２ｂ及び発熱体４ｂを加熱し、支持面２ａ及び押圧面４ａをそれぞれ、４０℃以上１２０℃以下（より好ましくは５０℃以上１００℃以下）とする。
【0037】
次いで、加熱により軟化又は溶融した熱可塑性樹脂２１を押圧体４で押圧すると、熱可塑性樹脂２１は、支持面２ａに沿って押し広げられ、略円形の保護部材２３となる。この様に、１回の押圧プロセスで１枚の保護部材２３が形成される。
【0038】
保護部材２３は、例えば、ウェーハ１１の径よりも大きい所定の径を有する。形成時の条件に応じて若干のばらつきが生じるが、保護部材２３は、例えば、８０μｍ以上２００μｍ以下の所定の厚さを有する。
【0039】
保護部材形成ステップＳ２０の後、例えば作業者が、支持面２ａから保護部材２３を剥離する。なお、吸着パッドを有する搬送アーム（不図示）等を用いて、支持面２ａから保護部材２３を剥離してもよい。図４は、支持面２ａから保護部材２３を剥離する様子を示す図である。
【0040】
剥離された保護部材２３は、保護部材貼付ユニット１０へ搬送され、上述のウェーハ１１の表面１１ａ側に貼り付けられる（保護部材付きウェーハ形成ステップＳ３０）。ここで、図５を参照して、保護部材貼付ユニット１０について説明する。
【0041】
図５は、保護部材貼付ユニット１０等の一部断面側面図である。保護部材貼付ユニット１０は、ステンレス鋼等の金属で形成され、上方に開口部を有する凹状の下部本体１０ａを有する。下部本体１０ａの開口部の内側には、保護部材２３を支持可能な環状板１０ｂが設けられている。
【0042】
環状板１０ｂの下方には、円盤状のチャックテーブル１２が設けられている。チャックテーブル１２は、金属製の枠体１４ａを有する。枠体１４ａの上部には、円盤状の凹部が形成されており、この凹部には、多孔質セラミックスで形成された円盤状のポーラス板１４ｂが固定されている。
【0043】
ポーラス板１４ｂは、枠体１４ａに形成されている流路１４ｄ等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続している。枠体１４ａ及びポーラス板１４ｂの上面は、面一となり略平坦な保持面１２ａを構成している。
【0044】
ポーラス板１４ｂの上面には、環状溝１４ｃが形成されている。環状溝１４ｃは、ウェーハ１１の径よりも大きな所定の内径を有しており、切り刃２４ｃ（図８参照）の逃げ溝として機能する。
【0045】
下部本体１０ａの底部には、排気部１６が設けられている。排気部１６は、一端が下部本体１０ａ内の空間に接続された円筒状の排気路１６ａを有する。排気路１６ａの他端には、エジェクタ等の吸引源１６ｂが接続されている。
【0046】
下部本体１０ａの上方には、下方に開口部を有する凹状の上部本体１０ｃが配置される。上部本体１０ｃは、下部本体１０ａの開口部と略同じ形状の開口部を有する。上部本体１０ｃは、下部本体１０ａに対して相対的に昇降可能であり、各開口部が重なる様に下部本体１０ａ上に上部本体１０ｃを配置すると、外部から遮断された空間が形成される。
【0047】
上部本体１０ｃの頂部には、排気部１８が設けられている。排気部１８は、一端が上部本体１０ｃ内の空間に接続された円筒状の排気路１８ａを有する。排気路１８ａの他端には、エジェクタ等の吸引源１８ｂが接続されている。
【0048】
上部本体１０ｃの頂部のうち排気部１８と異なる位置には、給気部２０が設けられている。給気部２０は、一端が上部本体１０ｃ内の空間に接続された円筒状の給気路２０ａを有する。また、給気路２０ａには、電磁弁２０ｂが設けられている。
【0049】
なお、図５では省略しているが、上部本体１０ｃの凹部には円盤状の押圧体２２（図７参照）が配置されている。押圧体２２は、ステンレス等の金属で形成されており、略平坦な押圧面２２ａを有する。押圧面２２ａは、離型剤で被覆されている。
【0050】
押圧体２２の内部には、発熱体２２ｂが設けられている。押圧体２２の上部には、押圧体２２を上下方向に移動させるボールネジ式の上下移動機構（不図示）が連結されている。下部本体１０ａの外側には、切断機構２４（図８参照）が配置されている。
【0051】
切断機構２４は、不図示の移動機構により、下部本体１０ａの上方に移動可能である。切断機構２４は、保持面１２ａと略平行に配置された棒状の腕部２４ａを有する。腕部２４ａの上方には、モータ等の回転駆動源（不図示）が配置されており、回転駆動源の出力軸２４ｂは、保持面１２ａに直交する向き（例えば、鉛直方向）と略平行に配置されている。
【0052】
出力軸２４ｂの下部は、腕部２４ａの一端と他端との間において、腕部２４ａに連結されており、腕部２４ａの一端部には、切り刃２４ｃが連結されている。保護部材付きウェーハ形成ステップＳ３０では、まず、保持面１２ａでウェーハ１１の裏面（他方の面）１１ｂ側を吸引保持する。
【0053】
そして、例えばシート搬送装置（不図示）を用いて保護部材２３を搬送し、環状板１０ｂ上に載置する。このとき、保護部材２３は、図５に示す様に、表面１１ａと接触しない態様で環状板１０ｂに支持される。
【0054】
例えば、保護部材２３の外周部を押え部材（不図示）で環状板１０ｂへ押え付けることで、保護部材２３は、表面１１ａと接触しない態様で支持される。なお、押え部材を用いることに代えて、環状板１０ｂの開口の大きさを小さくしてもよい。
【0055】
具体的には、環状板１０ｂの内周端によって規定される開口径が環状溝１４ｃよりも僅かに大きくなる様に、環状板１０ｂの開口を小さくしてもよい。保護部材２３を載置した後、下部本体１０ａ上に上部本体１０ｃを配置して外部から遮断された空間を形成し、吸引源１６ｂ、１８ｂをそれぞれ動作させる。
【0056】
これにより、保護部材２３及び下部本体１０ａで構成される第１空間１０ｄと、保護部材２３及び上部本体１０ｃで構成される第２空間１０ｅと、を各々１０００Ｐａ程度に減圧する。
【0057】
減圧後、吸引源１６ｂ、１８ｂの動作を停止し、第１空間１０ｄの減圧状態を維持したまま、電磁弁２０ｂを開状態とすることで、上部本体１０ｃを大気開放する。これにより、上部本体１０ｃの凹部内の気圧が急上昇して大気圧となり、気圧差により保護部材２３が表面１１ａ側へ押圧される。
【0058】
押圧により、表面１１ａ側の凹凸形状に倣う様に保護部材２３を変形させて、保護部材２３を表面１１ａ側に密着させることができる。図６は、気圧差を利用して保護部材２３をウェーハ１１に密着させる様子を示す図である。
【0059】
次いで、押圧体２２を保護部材２３の上方へ移動させ、加熱された押圧面２２ａで保護部材２３を表面１１ａ側に押圧する（図７（Ａ）参照）。図７（Ａ）は、押圧体２２で保護部材２３を表面１１ａ側に更に密着させる様子を示す図である。
【0060】
例えば、押圧体２２を３０℃以上８０℃以下の所定の温度とし、０．２ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下の所定の圧力で、３０秒程度押圧する。加熱及び押圧により軟化した保護部材２３の一面（一方の面）２３ａ側を表面１１ａ側に密着させることで、表面１１ａ側に保護部材２３が貼り付けられる。
【0061】
一面２３ａ側は、保護部材２３とウェーハ１１との界面における空気等が除去される態様で、ウェーハ１１に密着させられ、保護部材２３は、大気圧によりウェーハ１１に固定された状態となる。この様にして、保護部材付きウェーハ２５が形成される。なお、保護部材２３とウェーハ１１との界面に空気を入れれば、ウェーハ１１から保護部材２３を容易に剥離できる。
【0062】
保護部材付きウェーハ形成ステップＳ３０の後、押圧体２２を退避させ、下部本体１０ａを上方に移動させる。その後、自然空冷方式、強制空冷方式等により、保護部材２３を冷却する（保護部材冷却ステップＳ４０）。なお、保護部材冷却ステップＳ４０では、冷却水を用いた水冷、ペルチェ素子等により保護部材２３を冷却してもよい。
【0063】
図７（Ｂ）は、保護部材付きウェーハ２５を冷却する様子を示す図である。保護部材２３を冷却することで、加熱時に比べて保護部材２３が硬くなり、保護部材２３の形状変化が抑制される。
【0064】
本実施形態では、保護部材冷却ステップＳ４０の後、切り刃２４ｃを環状溝１４ｃに切り込んだ状態で、出力軸２４ｂを回転させる。これにより、保護部材２３をウェーハ１１と略同じ径に切り取る。図８は、保護部材２３を切り取る様子を示す図である。
【0065】
次に、保護部材付きウェーハ２５のウェーハ１１を加工する加工方法について説明する。なお、以下では、ウェーハ１１と略同じ径に切り取られた保護部材２３側をチャックテーブル（図９等参照）で吸引保持した状態で、ウェーハ１１を加工する（加工ステップＳ５０）。
【0066】
まず、加工ステップＳ５０の第１例として、研削装置３０を用いた研削ステップを説明する。図９は、研削装置３０等を示す図である。研削装置３０は、チャックテーブル３２を備えている。
【0067】
チャックテーブル３２の底部は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、Ｚ軸方向に概ね平行な回転軸の周りに回転可能である。チャックテーブル３２の上面は、チャックテーブル１２と同様に負圧が発生する保持面３２ａとなっている。
【0068】
保持面３２ａに対向するように、チャックテーブル３２の上方には研削機構３４が配置されている。研削機構３４は、Ｚ軸方向に概ね平行な回転軸の周りに回転するスピンドル３６を備えている。
【0069】
スピンドル３６の上方の一部は、スピンドルハウジング（不図示）内において回転可能な態様で収容されている。スピンドルハウジングには、昇降機構（不図示）が連結されており、昇降機構の移動に伴いスピンドル３６も昇降する。
【0070】
スピンドル３６の下端側には、円盤状のホイールマウント３８が固定されている。ホイールマウント３８の下面には、ホイールマウント３８と略同径の円環状の研削ホイール４０が装着されている。
【0071】
研削ホイール４０は、アルミニウム又はステンレス鋼等の金属材料で形成された円環状のホイール基台４２を備えている。ホイール基台４２の下面には複数の研削砥石４４が設けられている。
【0072】
各々の研削砥石４４は、略直方体形状を有する。複数の研削砥石４４は、ホイール基台４２の下面の周方向において、隣り合う研削砥石４４同士の間に間隙が設けられる態様で配列されている。
【0073】
研削砥石４４は、例えば、金属、セラミックス、樹脂等の結合材に、ダイヤモンド、ｃＢＮ（cubic boron nitride）等の砥粒を混合して形成される。ただし、結合材や砥粒に制限はなく、研削砥石４４の仕様に応じて適宜選択される。
【0074】
保持面３２ａの上方のうち、研削機構３４と異なる位置には、研削液４６を供給するノズル４８が配置されている。研削ステップ（加工ステップＳ５０）では、まず、保護部材２３を介してウェーハ１１の表面１１ａ側を保持面３２ａで吸引保持する。
【0075】
次いで、チャックテーブル３２とスピンドル３６とを、それぞれ所定の方向に回転させながら、ノズル４８から研削液４６を供給する。スピンドル３６を降下させ、裏面１１ｂ側に研削砥石４４が押し当てられると、裏面１１ｂ側が研削される。
【0076】
次に、加工ステップＳ５０の第２例として、切削装置５０を用いた切削ステップを説明する。図１０は、切削装置５０等を示す図である。切削装置５０は、チャックテーブル５２を備えている。
【0077】
チャックテーブル５２は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、Ｚ軸方向に概ね平行な回転軸の周りに回転可能である。チャックテーブル５２の下方には、テーブル移動機構（不図示）が設けられている。テーブル移動機構によって、チャックテーブル５２は、回転機構と共に、加工送り方向（切削装置５０のＸ軸方向）に移動可能である。
【0078】
チャックテーブル５２の上面は、チャックテーブル１２と同様に負圧が発生する保持面５２ａとなっている。保持面５２ａの上方には、切削ユニット５４が配置されている。切削ユニット５４は、割り出し送り方向（切削装置５０のＹ軸方向）と略平行に配置された円柱状のスピンドル５６を有する。
【0079】
スピンドル５６の一部は、筒状のスピンドルハウジング（不図示）により回転可能な態様で収容されている。スピンドル５６の一端部には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結される。
【0080】
スピンドル５６の他端部には、円環状の切り刃を有する切削ブレード５８が装着されている。図１０に示す切削ブレード５８は、円環状の切り刃を有するハブレス型（ワッシャー型）であるが、これに限定されず、ハブ型であってもよい。
【0081】
切削ステップ（加工ステップＳ５０）では、まず、保護部材２３を介してウェーハ１１の表面１１ａ側を保持面５２ａで吸引保持する。次いで、チャックテーブル５２の回転角度を調整して、分割予定ライン１３をＸ軸方向と略平行に位置付ける。
【0082】
そして、高速に回転させた切削ブレード５８の切り刃を、１つの分割予定ライン１３の延長線上に配置し、切削ブレード５８の下端を保持面５２ａと裏面１１ｂとの間の所定高さに位置付ける。
【0083】
この状態で、切削ブレード５８とチャックテーブル５２とを加工送り方向に相対的に移動させると、ウェーハ１１の分割予定ライン１３が加工送り方向に沿って切削される。図１０では、ウェーハ１１が厚さ方向で部分的に切削される状態（所謂ハーフカット）を示す。但し、ウェーハ１１を厚さ方向で切断する様に切削してもよい（所謂フルカット）。
【0084】
次に、加工ステップＳ５０の第３例として、レーザー加工装置６０を用いたレーザービーム照射ステップを説明する。図１１は、レーザー加工装置６０等を示す図である。レーザー加工装置６０は、チャックテーブル６２を備えている。
【0085】
チャックテーブル６２は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、Ｚ軸方向に概ね平行な回転軸の周りに回転可能である。チャックテーブル６２の下方には、テーブル移動機構（不図示）が設けられている。
【0086】
テーブル移動機構は、回転機構と共にチャックテーブル６２を、加工送り方向（レーザー加工装置６０のＸ軸方向）及び割り出し送り方向（レーザー加工装置６０のＹ軸方向）に移動させる。
【0087】
チャックテーブル６２の上面は、チャックテーブル１２と同様に負圧が発生する保持面６２ａとなっている。保持面６２ａの上方には、パルス状のレーザービームＬを照射するレーザービーム照射ユニット６４が配置されている。
【0088】
レーザービーム照射ユニット６４は、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ４等で形成されたロッド状のレーザー媒質を含むレーザー発振器（不図示）を有する。レーザー発振器から出射されたレーザービームＬは、集光レンズ等を含む所定の光学系（不図示）を経て、保持面６２ａに向かって略垂直に照射される。
【0089】
図１１では、レーザービームＬが、ウェーハ１１を透過する波長を有する例を示す。レーザービーム照射ステップ（加工ステップＳ５０）では、まず、保護部材２３を介してウェーハ１１の表面１１ａ側を保持面６２ａで吸引保持する。
【0090】
次に、チャックテーブル６２の回転角度を調整して、分割予定ライン１３をＸ軸方向と略平行に位置付ける。そして、レーザービームＬの集光点をウェーハ１１の内部に位置付けた状態で、集光点とチャックテーブル６２とを加工送り方向に沿って相対的に移動させる。
【0091】
集光点近傍では多光子吸収が生じることで、ウェーハ１１の集光点近傍のみが加工される。これにより、図１１に示す様に、分割予定ライン１３に沿って比較的脆弱な改質領域１１ｃが形成される。
【0092】
なお、レーザービームＬは、ウェーハ１１を透過する波長に代えて、ウェーハ１１に吸収される波長を有してもよい。この場合、レーザービームＬの集光点を裏面１１ｂに位置付けた状態で、集光点を分割予定ライン１３に沿って移動させることで、ウェーハ１１をアブレーション加工できる。
【0093】
加工ステップＳ５０の後、保護部材２３をウェーハ１１の表面１１ａ側から剥離する（剥離ステップＳ６０）。図１２（Ａ）は、分割前のウェーハ１１から保護部材２３を剥離する剥離ステップＳ６０を示す図である。
【0094】
図１２（Ａ）に示す例では、金属製の環状フレーム２７の開口部を塞ぐ様に、環状フレーム２７の一面に貼り付けられた保護テープ２９の中央部に、裏面１１ｂ側を貼り付け、次いで、保護部材２３を加熱しながら、表面１１ａ側から保護部材２３を剥離する。
【0095】
保護部材２３は、表面１１ａ側に密着しているだけなので、例えば、ウェーハ１１の縁部において、表面１１ａと一面２３ａとの間に隙間を形成して空気を入れれば、保護部材２３を表面１１ａ側から容易に剥離できる。
【0096】
剥離ステップＳ６０では、例えば、３０℃以上８０℃以下に保護部材２３を加熱してもよい。加熱することで保護部材２３が柔軟になるので、保護部材２３を剥離しやすくなる。剥離作業は、オペレーターが行っても、専用の剥離装置（不図示）を用いて行ってもよい。
【0097】
なお、剥離ステップＳ６０で使用される転写用の保護テープ２９は、上述の熱可塑性樹脂２１で形成されてもよく、樹脂製の基材層及び糊層を有する通常の粘着テープであってもよい。
【0098】
図１２（Ｂ）は、分割後のウェーハ１１を保護部材２３から剥離する剥離ステップＳ６０を示す図である。この他にも、分割前のウェーハ１１を保護テープ２９に貼り替えること無く、分割前のウェーハ１１から保護部材２３を剥離してもよい。
【0099】
ところで、ウェーハ１１が複数のチップ（例えば、ＷＬ－ＣＳＰ(Wafer Level Chip Size Package)等のデバイスチップ）３１に分割されている場合、チャックテーブル（不図示）で保護部材２３を吸引保持し、ピックアップ装置（不図示）で各チップ３１の裏面１１ｂ側を吸引して搬送する。
【0100】
なお、保護部材２３を加熱した状態で、チップ３１を保護部材２３から剥離してもよい。図１３は、保護部材付きウェーハ２５の製造方法を含む、ウェーハ１１の加工方法を示すフロー図である。
【0101】
本実施形態の保護部材２３は、熱可塑性樹脂２１を加熱して軟化又は溶融させながら押し広げることにより形成されたものであり、糊層を有しない。それゆえ、ウェーハ１１に密着させた保護部材２３をウェーハ１１から剥離しても、接着剤の残渣がウェーハ１１に残ることはない。また、保護部材２３が糊層を有しないので、糊層を有する保護部材に比べて、加工中におけるウェーハ１１の振動を低減できる。
【0102】
加えて、保護部材２３が糊層を有さないので、保護部材２３はウェーハ１１と直接接することとなる。それゆえ、仮に、保護部材がナトリウム及び亜鉛を含有する場合、ウェーハ１１が汚染されてしまう。
【0103】
基材層及び糊層を有する通常の粘着テープでは、数ｗｔ％程度のナトリウムや亜鉛が、検出されることがある。ナトリウム、亜鉛等の金属は、コシがある（即ち、しなやかさ及び丈夫さを有する）粘着テープを製造するために基材層に意図的に添加されていると推測される。それゆえ、通常の粘着テープをウェーハ１１に貼着すると、ウェーハ１１はナトリウム等により汚染される可能性がある。
【0104】
しかし、本実施形態では、ナトリウム及び亜鉛のいずれも含まない熱可塑性樹脂２１で保護部材２３を形成する。それゆえ、ウェーハ１１に保護部材２３を密着させても、ナトリウム及び亜鉛による汚染の恐れが無く、これらの金属に起因するデバイス１５の動作不良も生じない。
【0105】
本実施形態の熱可塑性樹脂２１及び保護部材２３は、そもそも、ナトリウム及び亜鉛のいずれも含まない。このことは、例えば、ＩＣＰ－ＭＳ（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Secondary Ion Mass Spectrometry）等を用いて熱可塑性樹脂２１及び保護部材２３を分析しても、ナトリウム及び亜鉛が検出限界以下であることを意味する。
【0106】
ところで、樹脂供給ステップＳ１０において支持面２ａに供給される熱可塑性樹脂２１の形態は、板状に限定されない。図１４（Ａ）から図１４（Ｈ）では、支持面２ａに供給される種々の形態の熱可塑性樹脂２１を示す。
【0107】
図１４（Ａ）は、粉状の熱可塑性樹脂２１を示す図であり、図１４（Ｂ）は、リング状（塊状）の熱可塑性樹脂２１を示す図であり、図１４（Ｃ）は、複数のタブレット状（粒状）の熱可塑性樹脂２１を示す図である。また、図１４（Ｄ）は、図２に示す板状の熱可塑性樹脂２１に比べて薄い膜状の熱可塑性樹脂２１を示す図である。
【0108】
なお、熱可塑性樹脂２１が膜状又は板状である場合、ナトリウム及び亜鉛のいずれも含まない第１の熱可塑性樹脂層（以下、第１層）と、第１層とは異なる材料で形成され第１層よりも硬い第２の熱可塑性樹脂層（以下、第２層）と、を有する積層体で、保護部材２３を構成してもよい。
【0109】
例えば、第１層を上述のポリオレフィン（ＰＯ）で形成し、且つ、第２層をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で形成する。但し、第１層及び第２層の材料は、この例に限定されるものではない。また、保護部材２３は、３層以上で形成されてもよい。
【0110】
第１層がナトリウム及び亜鉛のいずれも含んでおらず、且つ、比較的柔らかい層である場合、第１層は、保護部材２３の一面２３ａ側に位置し、第２層は、一面２３ａとは反対側に位置する。
【0111】
【0112】
図１４（Ｈ）は１つのブロック状（塊状）の熱可塑性樹脂２１を示す図である。図１４（Ｈ）に示す例では、角柱状の熱可塑性樹脂２１の塊の一部を切断することで、直方体形状の熱可塑性樹脂２１が支持面２ａに供給される。
【0113】
この他にも、流動体状（液体状）の熱可塑性樹脂２１が支持面２ａに供給されてもよい。図１５（Ａ）は、加熱押圧ユニット６６を用いて流動体状の熱可塑性樹脂２１を供給する様子を示す図である。加熱押圧ユニット６６は、円筒状の加熱部６８を有する。
【0114】
加熱部６８には、発熱体（不図示）が内蔵されている。この加熱部６８の貫通開口には、円柱状（塊状）の熱可塑性樹脂２１が挿入される。円筒の長手方向は、支持面２ａに対して略垂直に配置されており、加熱部６８の貫通開口の上部には、貫通開口と略同径の押圧体７０が配置されている。
【0115】
加熱部６８の貫通開口に固体の熱可塑性樹脂２１を挿入して融点以上に加熱した状態で、押圧体７０で熱可塑性樹脂２１を下方に押し出せば、流動体状の熱可塑性樹脂２１が支持面２ａに供給される。
【0116】
加熱部６８及び押圧体７０の材料は、金属又はセラミックスで形成されてよい。この場合、加熱部６８及び押圧体７０のうち少なくとも熱可塑性樹脂２１と接触する部分は、上述の離型剤で被覆される。
【0117】
なお、加熱押圧ユニット６６に代えて、図１５（Ｂ）に示す様に、流動体状の熱可塑性樹脂２１を支持面２ａの上方から支持面２ａへ滴下してもよい。図１５（Ｂ）は、流動体状の樹脂を供給する樹脂供給装置７２から支持面２ａへ流動体状の熱可塑性樹脂２１を滴下する様子を示す図である。
【0118】
ところで、保護部材２３をウェーハ１１に密着させる場合には、保護部材２３ではなくウェーハ１１を押圧してもよい。例えば、保護部材貼付ユニット１０で生じる気圧差を利用して、保護部材２３をウェーハ１１に密着させた後、ウェーハ１１を円盤状の支持テーブル７４へ搬送する（図１６参照）。
【0119】
支持テーブル７４は、保護部材２３の径よりも大きな径を有する円形の支持面７４ａを有する。なお、支持面７４ａは、離型剤で被覆されており、支持テーブル７４には、発熱体７４ｂが内蔵されている。支持テーブル７４の上方には、円盤状の押圧体７６が配置されている。
【0120】
押圧体７６は、ウェーハ１１よりも大きな径を有し、ウェーハ１１に接する円形の押圧面７６ａを有する。なお、押圧体７６には、発熱体７６ｂが内蔵されており、押圧体７６の上部には、押圧体７６を上下に移動させるボールネジ式の上下移動機構（不図示）が連結されている。
【0121】
保護部材２３をウェーハ１１に更に密着させる際には、発熱体７４ｂ及び７６ｂを加熱した状態で、裏面１１ｂが上方に露出する様に支持テーブル７４で支持されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側を押圧体７６で押圧する。
【0122】
図１６は、押圧体７６でウェーハ１１を押圧することにより、保護部材２３をウェーハ１１に密着させる変形例を示す図である。なお、ウェーハ１１を押圧するとき、支持テーブル７４の発熱体７４ｂを加熱しない、又は、発熱体７４ｂを設けないとしてもよい。
【0123】
比較的硬質なウェーハ１１側に配置された発熱体７６ｂのみを加熱することで、保護部材２３の過剰な変形を抑制しつつ、且つ、保護部材２３とウェーハ１１等との密着を確保できる。これにより、保護部材付きウェーハ２５を形成することもできる。
【0124】
ところで、保護部材貼付ユニット１０で生じる気圧差を利用して保護部材２３をウェーハ１１に密着させること無く、支持テーブル７４及び押圧体７６のみを用いて、保護部材２３をウェーハ１１に密着させてもよい。この場合も、支持テーブル７４の発熱体７４ｂを加熱しない、又は、発熱体７４ｂを設けないとしてもよい。
【0125】
【0126】
第２の実施形態では、フレームユニット形成装置８０を用いて、金属製の環状フレーム２７の一面と、ウェーハ１１の表面１１ａ側と、に上述の保護部材２３の一面２３ａ側を貼り付けて、フレームユニット３３（保護部材付きウェーハ２５）を形成する。
【0127】
フレームユニット形成装置８０は、チャックテーブル８２を有する。チャックテーブル８２は、金属製の枠体８４を有する。枠体８４は、円形の中央部に凹部を有しており、この凹部には多孔質セラミックスで形成された円盤状のポーラス板８６が固定されている。
【0128】
枠体８４の中央部の上面と、ポーラス板８６の上面と、は面一になっており、略平坦な保持面８２ａを形成している。保持面８２ａの径は、ウェーハ１１の径よりも大きく、環状フレーム２７の開口径よりも小さい値に設定されている。
【0129】
保持面８２ａの外周部には、保持面８２ａよりも所定の高さだけ低く且つ略平坦な環状の支持面８４ａが形成されている。保持面８２ａと、支持面８４ａと、の高さの差は、環状フレーム２７の厚さからウェーハ１１の厚さを差し引いた値と、略等しくなる様に調整されている。
【0130】
枠体８４の凹部の下方には、上述の流路１４ｄに対応する流路８４ｂが形成されている。また、枠体８４の内部には、発熱体８４ｃが設けられている。保持面８２ａ及び支持面８４ａの上方には、図１６に示す押圧体７６が配置されている。押圧体７６の上部には、押圧体７６を上下方向に移動させるボールネジ式の上下移動機構（不図示）が連結されている。
【0131】
フレームユニット３３を形成する場合には、上述のＳ１０及びＳ２０を順次行い、次いで、保持面８２ａにウェーハ１１を配置し、支持面８４ａ上に環状フレーム２７を配置する。
【0132】
その後、押圧体７６を下方に移動させ、保護部材２３を介して、表面１１ａ側及び環状フレーム２７の一面側を、押圧体７６で加熱及び押圧する。このとき、枠体８４の発熱体８４ｃも加熱する。これにより、保護部材２３をウェーハ１１及び環状フレーム２７に密着させる。
【0133】
図１７は、第２の実施形態に係る保護部材付きウェーハ形成ステップＳ３０を示す図である。なお、保護部材２３と密着する環状フレーム２７の一面側には、保護部材２３と密着しやすくなる様に、凹凸が形成されていてもよい。
【0134】
ところで、押圧する際に、押圧体７６の発熱体７６ｂを加熱せず、枠体８４の発熱体８４ｃのみを加熱してもよい。保護部材２３側に配置された発熱体７６ｂを加熱せず、比較的硬質なウェーハ１１及び環状フレーム２７側に配置された発熱体８４ｃを加熱することで、保護部材２３の過剰な変形を抑制しつつ、保護部材２３とウェーハ１１等との密着を確保できる。
【0135】
保護部材付きウェーハ形成ステップＳ３０の後、第１の実施形態と同様に、保護部材冷却ステップＳ４０が行われる。なお、保護部材２３が環状フレーム２７の径よりも大きい場合、保護部材冷却ステップＳ４０の後、環状フレーム２７からはみ出す余分な保護部材２３を切り取ってもよい。
【0136】
次に、ウェーハ１１をフレームユニット３３の状態で加工する加工ステップＳ５０について説明する。第２の実施形態における加工ステップＳ５０の第１例として、研削ステップを説明する。図１８は、第２の実施形態に係る研削ステップを示す図である。
【0137】
研削装置８８の構成は、図９に示す研削装置３０と略同じである。但し、研削装置８８のチャックテーブル３２の側部には、環状フレーム２７を挟持するための複数のクランプ９０が、チャックテーブル３２の周方向の異なる位置に設けられている。係る点が、研削装置３０と異なる。
【0138】
研削ステップでは、保護部材２３を介して表面１１ａ側を保持面３２ａで吸引保持し、環状フレーム２７を複数のクランプ９０で挟持した後、第１の実施形態の研削ステップと同様にして、裏面１１ｂ側を研削する。
【0139】
次に、第２の実施形態における加工ステップＳ５０の第２例として、切削ステップを説明する。図１９は、第２の実施形態に係る切削ステップを示す図である。
【0140】
切削装置９２の構成は、図１０に示す切削装置５０と略同じである。但し、切削装置９２のチャックテーブル５２の側部には、複数のクランプ９０がチャックテーブル５２の周方向の異なる位置に設けられている。係る点が、切削装置５０と異なる。
【0141】
切削ステップでは、保護部材２３を介して表面１１ａ側を保持面５２ａで吸引保持し、環状フレーム２７を複数のクランプ９０で挟持した後、第１の実施形態の切削ステップと同様にして、ウェーハ１１を切削する。図１９では、ウェーハ１１がフルカットされる例を示すが、ウェーハ１１はハーフカットされてもよい。
【0142】
次に、第２の実施形態における加工ステップＳ５０の第３例として、レーザービーム照射ステップを説明する。図２０は、第２の実施形態に係るレーザービーム照射ステップを示す図である。
【0143】
レーザー加工装置９４の構成は、図１１に示すレーザー加工装置６０と略同じである。但し、レーザー加工装置９４のチャックテーブル６２の側部には、複数のクランプ９０がチャックテーブル６２の周方向の異なる位置に設けられている。係る点が、レーザー加工装置６０と異なる。
【0144】
レーザービーム照射ステップでは、保護部材２３を介して表面１１ａ側を保持面６２ａで吸引保持し、環状フレーム２７を複数のクランプ９０で挟持した後、第１の実施形態のレーザービーム照射ステップと同様にして、ウェーハ１１に改質領域１１ｃを形成する。なお、ウェーハ１１に吸収される波長を有するレーザービームを用いてウェーハ１１をアブレーション加工してもよい。
【0145】
加工ステップＳ５０の後、保護部材２３をウェーハ１１の表面１１ａ側から剥離する（剥離ステップＳ６０）。剥離ステップＳ６０では、図１２（Ａ）に示す様に、ウェーハ１１を保護テープ２９に貼り付け、次いで、表面１１ａ側の保護部材２３を剥離してよい。また、図１２（Ｂ）に示す様に、分割後のウェーハ１１を保護部材２３から剥離してもよい。
【0146】
本実施形態の保護部材２３も糊層を有しないので、保護部材２３をウェーハ１１から剥離しても、接着剤の残渣がウェーハ１１に残ることはない。また、保護部材２３が糊層を有しないので、糊層を有する保護部材に比べて、加工中におけるウェーハ１１の振動を低減できる。
【0147】
加えて、ナトリウム及び亜鉛のいずれも含まない熱可塑性樹脂２１で保護部材２３を形成するので、ウェーハ１１に保護部材２３を密着させても、ナトリウム及び亜鉛による汚染の恐れが無く、これらの金属に起因するデバイス１５の動作不良も生じない。
【0148】
次に、第３の実施形態に係る保護部材２３について説明する。第３の実施形態では、円盤状の薄膜部２３ｂ（シート状の領域）と、薄膜部２３ｂの外周部を囲む様に薄膜部２３ｂと一体に形成された環状凸部２３ｃと、を有する保護部材２３を形成する。
【0149】
第３の実施形態に係る支持テーブル２（図２１（Ａ）参照）は、ウェーハ１１の径よりも大きな径を有する円形の中央支持面２ａ１を有する。中央支持面２ａ１の外周部には、中央支持面２ａ１を囲む様に環状凹部２ａ２が設けられている。
【0150】
また、環状凹部２ａ２の外周部には、環状凹部２ａ２を囲む様に外周支持面２ａ３が設けられている。中央支持面２ａ１及び外周支持面２ａ３の高さは略同じであり、環状凹部２ａ２は、中央支持面２ａ１及び外周支持面２ａ３に対して窪んでいる。
【0151】
環状凹部２ａ２の深さは、例えば、上述の環状フレーム２７の厚さと略同じに調整される。なお、中央支持面２ａ１、環状凹部２ａ２及び外周支持面２ａ３は、離型剤で被覆されている。
【0152】
薄膜部２３ｂ及び環状凸部２３ｃを有する保護部材２３を形成する場合には、中央支持面２ａ１（及び環状凹部２ａ２）上に、上述の熱可塑性樹脂２１を供給する（樹脂供給ステップＳ１０）。
【0153】
次いで、発熱体２ｂ及び発熱体４ｂを加熱し、支持面２ａ及び押圧面４ａをそれぞれ、４０℃以上１２０℃以下（より好ましくは５０℃以上１００℃以下）とする。そして、加熱により軟化又は溶融した熱可塑性樹脂２１を押圧体４で押圧することで保護部材２３を形成する（保護部材形成ステップＳ２０）。
【0154】
図２１（Ａ）は、第３の実施形態に係る保護部材形成ステップＳ２０を示す図である。保護部材形成ステップＳ２０では、保護部材２３のうち中央支持面２ａ１と接する面が、ウェーハ１１の表面１１ａと密着する一面２３ａとなる。
【0155】
なお、第３の実施形態に係る保護部材形成ステップＳ２０では、金属等の硬質材料で形成された環状の芯材（不図示）を環状凹部２ａ２内に配置してもよい。芯材と保護部材２３とを一体成形することで、環状凸部２３ｃの強度を向上できる。
【0156】
保護部材形成ステップＳ２０の後、上述の保護部材貼付ユニット１０で生じる気圧差を利用して、薄膜部２３ｂの一面２３ａ側を表面１１ａ側に密着させた後、フレームユニット形成装置１００（図２１（Ｂ）参照）を用いて、一面２３ａ側に表面１１ａ側を密着させる（保護部材付きウェーハ形成ステップＳ３０）。
【0157】
図２１（Ｂ）は、第３の実施形態に係る保護部材付きウェーハ形成ステップＳ３０を示す図である。フレームユニット形成装置１００は円盤状のチャックテーブル１０２を有する。チャックテーブル１０２は、金属で形成された円盤状の枠体１０４を有する。
【0158】
枠体１０４の上面は、保護部材２３の径よりも大きな径を有する。枠体１０４は、円形の中央部に凹部を有しており、この凹部には多孔質セラミックスで形成された円盤状のポーラス板１０６が固定されている。
【0159】
枠体１０４の凹部の下方には、上述の流路１４ｄに対応する流路１０４ａが形成されている。また、枠体１０４の内部には、発熱体１０４ｂが設けられている。枠体１０４の上面と、ポーラス板１０６の上面と、は面一になっており、略平坦な保持面１０２ａを形成している。
【0160】
保持面１０２ａの上方には、円盤状の押圧体１０８が配置されている。押圧体１０８は、ウェーハ１１よりも大きく、且つ、環状凸部２３ｃの内径よりも小さな径を有し、ウェーハ１１に接する円形の押圧面１０８ａを有する。
【0161】
なお、押圧体１０８には、発熱体１０８ｂが内蔵されており、押圧体１０８の上部には、押圧体１０８を上下に移動させるボールネジ式の上下移動機構（不図示）が連結されている。
【0162】
保護部材２３をウェーハ１１に更に密着させる際には、発熱体１０４ｂ及び１０８ｂを加熱した状態で、裏面１１ｂが上方に露出する様にチャックテーブル１０２で支持されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側を押圧体１０８で押圧する。
【0163】
なお、このとき、チャックテーブル１０２の発熱体１０４ｂを加熱しない（又は、そもそも、発熱体１０４ｂを設けない）としてもよい。比較的硬質なウェーハ１１側に配置された発熱体１０８ｂのみを加熱することで、保護部材２３の過剰な変形を抑制しつつ、保護部材２３とウェーハ１１等との密着を確保できる。
【0164】
ところで、保護部材貼付ユニット１０を用いて保護部材２３をウェーハ１１に密着させること無く、フレームユニット形成装置１００のみを用いて、保護部材２３をウェーハ１１に密着させて保護部材付きウェーハ２５を形成してもよい。この場合も、発熱体１０４ｂを加熱しない、又は、発熱体１０４ｂを設けないとしてもよい。
【0165】
保護部材付きウェーハ形成ステップＳ３０の後、保護部材冷却ステップＳ４０を経て、加工ステップＳ５０（研削ステップ（図１８参照）、切削ステップ（図１９参照）及びレーザービーム照射ステップ（図２０参照））が行われる。その後、ウェーハ１１から保護部材２３を剥離する（剥離ステップＳ６０）。
【0166】
本実施形態の保護部材２３も糊層を有しないので、保護部材２３をウェーハ１１から剥離しても、接着剤の残渣がウェーハ１１に残ることはない。また、保護部材２３が糊層を有しないので、糊層を有する保護部材に比べて、加工中におけるウェーハ１１の振動を低減できる。
【0167】
加えて、ナトリウム及び亜鉛のいずれも含まない熱可塑性樹脂２１で保護部材２３を形成するので、ウェーハ１１に保護部材２３を密着させても、ナトリウム及び亜鉛による汚染の恐れが無く、これらの金属に起因するデバイス１５の動作不良も生じない。
【0168】
その他、上記実施形態に係る構造、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。一例において、熱可塑性樹脂２１は、無機材料又は有機材料で形成され、且つ、熱可塑性樹脂２１よりも熱膨張係数が小さいフィラーを含んでもよい。
【0169】
無機材料としては、溶融シリカ、結晶性シリカ等が用いられる。熱可塑性樹脂２１にフィラーを混合させることにより、冷却時の保護部材２３の収縮を低減できるので、保護部材２３に密着しているウェーハ１１の撓み、変形等を防止できる。
【0170】
熱可塑性樹脂２１には、フィラー等の充填剤に加えて、（１）酸化防止剤、（２）光による劣化（変質）を防止するための光安定剤、（３）染料、顔料、蛍光剤と樹脂とを接着するためのバインダー樹脂、（４）帯電防止剤、（５）フィラー等の無機材料と有機材料との相溶性を向上させるためのシランカップリング剤、（６）離型剤、（７）剥離性を促進するための界面活性剤、（８）保護部材２３の有無、厚さ等を検出したり、保護部材２３の剥離後の残渣を確認したりするための、染料、顔料又は蛍光剤、（９）紫外線吸収剤等の種々の配合剤を添加してもよい。
【0171】
また、熱可塑性樹脂２１には、充填剤及び配合剤のいずれかに加えて、又は、これらに代えて、熱可塑性樹脂２１とは異なる各種の熱可塑性樹脂を添加してもよい。この場合、熱可塑性樹脂２１は、熱可塑性樹脂組成物となって、保護部材２３を形成する。
【符号の説明】
【0172】
２：支持テーブル、２ａ：支持面
２ａ１：中央支持面、２ａ２：環状凹部、２ａ３：外周支持面、２ｂ：発熱体
４：押圧体、４ａ：押圧面、４ｂ：発熱体
１０：保護部材貼付ユニット、１０ａ：下部本体、１０ｂ：環状板、１０ｃ：上部本体
１０ｄ：第１空間、１０ｅ：第２空間
１１：ウェーハ、１１ａ：表面、１１ｂ：裏面、１１ｃ：改質領域
１２：チャックテーブル、１２ａ：保持面
１３：分割予定ライン
１４ａ：枠体、１４ｂ：ポーラス板、１４ｃ：環状溝、１４ｄ：流路
１５：デバイス
１６：排気部、１６ａ：排気路、１６ｂ：吸引源
１７：バンプ
１８：排気部、１８ａ：排気路、１８ｂ：吸引源
１９ａ：デバイス領域、１９ｂ：外周余剰領域
２０：給気部、２０ａ：給気路、２０ｂ：電磁弁
２１：熱可塑性樹脂
２２：押圧体、２２ａ：押圧面、２２ｂ：発熱体
２３：保護部材、２３ａ：一面、２３ｂ：薄膜部、２３ｃ：環状凸部
２４：切断機構、２４ａ：腕部、２４ｂ：出力軸、２４ｃ：切り刃
２５：保護部材付きウェーハ、２７：環状フレーム、２９：保護テープ
３０：研削装置
３１：チップ
３２：チャックテーブル、３２ａ：保持面
３３：フレームユニット
３４：研削機構、３６：スピンドル、３８：ホイールマウント、４０：研削ホイール
４２：ホイール基台、４４：研削砥石、４６：研削液、４８：ノズル
５０：切削装置、５２：チャックテーブル、５２ａ：保持面
５４：切削ユニット、５６：スピンドル、５８：切削ブレード
６０：レーザー加工装置、６２：チャックテーブル、６２ａ：保持面
６４：レーザービーム照射ユニット
６６：加熱押圧ユニット、６８：加熱部、７０：押圧体、７２：樹脂供給装置
７４：支持テーブル、７４ａ：支持面、７４ｂ：発熱体
７６：押圧体、７６ａ：押圧面、７６ｂ：発熱体
８０：フレームユニット形成装置、８２：チャックテーブル、８２ａ：保持面
８４：枠体、８４ａ：支持面、８４ｂ：流路、８４ｃ：発熱体、８６：ポーラス板
８８：研削装置、９０：クランプ、９２：切削装置、９４：レーザー加工装置
１００：フレームユニット形成装置、１０２：チャックテーブル、１０２ａ：保持面
１０４：枠体、１０４ａ：流路、１０４ｂ：発熱体、１０６：ポーラス板
１０８：押圧体、１０８ａ：押圧面、１０８ｂ：発熱体
Ｌ：レーザービーム
２ａ１：中央支持面、２ａ２：環状凹部、２ａ３：外周支持面、２ｂ：発熱体
４：押圧体、４ａ：押圧面、４ｂ：発熱体
１０：保護部材貼付ユニット、１０ａ：下部本体、１０ｂ：環状板、１０ｃ：上部本体
１０ｄ：第１空間、１０ｅ：第２空間
１１：ウェーハ、１１ａ：表面、１１ｂ：裏面、１１ｃ：改質領域
１２：チャックテーブル、１２ａ：保持面
１３：分割予定ライン
１４ａ：枠体、１４ｂ：ポーラス板、１４ｃ：環状溝、１４ｄ：流路
１５：デバイス
１６：排気部、１６ａ：排気路、１６ｂ：吸引源
１７：バンプ
１８：排気部、１８ａ：排気路、１８ｂ：吸引源
１９ａ：デバイス領域、１９ｂ：外周余剰領域
２０：給気部、２０ａ：給気路、２０ｂ：電磁弁
２１：熱可塑性樹脂
２２：押圧体、２２ａ：押圧面、２２ｂ：発熱体
２３：保護部材、２３ａ：一面、２３ｂ：薄膜部、２３ｃ：環状凸部
２４：切断機構、２４ａ：腕部、２４ｂ：出力軸、２４ｃ：切り刃
２５：保護部材付きウェーハ、２７：環状フレーム、２９：保護テープ
３０：研削装置
３１：チップ
３２：チャックテーブル、３２ａ：保持面
３３：フレームユニット
３４：研削機構、３６：スピンドル、３８：ホイールマウント、４０：研削ホイール
４２：ホイール基台、４４：研削砥石、４６：研削液、４８：ノズル
５０：切削装置、５２：チャックテーブル、５２ａ：保持面
５４：切削ユニット、５６：スピンドル、５８：切削ブレード
６０：レーザー加工装置、６２：チャックテーブル、６２ａ：保持面
６４：レーザービーム照射ユニット
６６：加熱押圧ユニット、６８：加熱部、７０：押圧体、７２：樹脂供給装置
７４：支持テーブル、７４ａ：支持面、７４ｂ：発熱体
７６：押圧体、７６ａ：押圧面、７６ｂ：発熱体
８０：フレームユニット形成装置、８２：チャックテーブル、８２ａ：保持面
８４：枠体、８４ａ：支持面、８４ｂ：流路、８４ｃ：発熱体、８６：ポーラス板
８８：研削装置、９０：クランプ、９２：切削装置、９４：レーザー加工装置
１００：フレームユニット形成装置、１０２：チャックテーブル、１０２ａ：保持面
１０４：枠体、１０４ａ：流路、１０４ｂ：発熱体、１０６：ポーラス板
１０８：押圧体、１０８ａ：押圧面、１０８ｂ：発熱体
Ｌ：レーザービーム
【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】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
