(57)【要約】【課題】変質層が形成された分割予定ラインに沿って個々に分割されたデバイスの側面を清掃するウエーハのクリーニング方法を提供する。【解決手段】ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成し、変質層が形成されたウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着した状態で外力を付与することにより変質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割されたウエーハのクリーニング方法であって、ダイシングテープを拡張して各デバイス間の間隔を広げた状態でダイシングテープ側からデバイスに外力を付与し、デバイスの側面に付着している微細屑を飛散せしめる微細屑飛散工程と、微細屑飛散工程が実施されたデバイスの表面に付着した微細屑洗浄する洗浄工程とを含む。【選択図】図９
2010021397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハに、該ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射することによりウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成し、変質層が形成されたウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着した状態で外力を付与することにより変質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割されたウエーハのクリーニング方法であって、
該ダイシングテープを拡張して各デバイス間の間隔を広げた状態で該ダイシングテープ側からデバイスに外力を付与し、デバイスの側面に付着している微細屑を飛散せしめる微細屑飛散工程と、
該微細屑飛散工程が実施されたデバイスの表面に付着した微細屑洗浄する洗浄工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハのクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に分割予定ラインが格子状に形成されたウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射することによりウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成し、変質層が形成されたウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着した状態で外力を付与することにより変質層が形成された分割予定ラインに沿って分割されたウエーハのクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハも所定の分割予定ラインに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の分割予定ラインに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれる切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって基台に固定し厚さ２０〜３０μｍ程度に形成されている。
【０００４】
しかるに、サファイヤ基板、炭化珪素基板等はモース硬度が高いため、上記切削ブレードによる切断は必ずしも容易ではない。更に、切削ブレードは２０μｍ程度の厚さを有するため、デバイスを区画する分割予定ラインとしては幅が５０μｍ程度必要となる。このため、例えば大きさが３００μｍ×３００μｍ程度のデバイスの場合には、ストリートの占める面積比率が１４％にもなり、生産性が悪いという問題がある。
【０００５】
一方、近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、その被加工物に対して透過性を有するパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有する赤外光領域のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、被加工物を分割するもので、分割予定ラインの幅を極めて狭くすることができる。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【０００６】
上述したように分割予定ラインに沿って変質層が連続的に形成されたウエーハの分割予定ラインに沿って外力を付与し、ウエーハを個々のデバイスに分割する方法として、ウエーハが貼着されたダイシングテープを拡張してウエーハに引っ張り力を付与することにより、ウエーハを個々のデバイスに分割する技術が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
【特許文献２】特開２００５−１２９６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、変質層が形成された分割予定ラインに沿って個々に分割されたデバイスの側面には変質層が残存しており、この変質層から微細屑が脱落してデバイスの表面に付着し、デバイスの品質を低下させるとともに、後工程であるワイヤーボンディングやパッケージング等に支障をきたすという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、変質層が形成された分割予定ラインに沿って個々に分割されたデバイスを清掃するウエーハのクリーニング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハに、該ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハの内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射することによりウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成し、変質層が形成されたウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着した状態で外力を付与することにより変質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割されたウエーハのクリーニング方法であって、
該ダイシングテープを拡張して各デバイス間の間隔を広げた状態で該ダイシングテープ側からデバイスに外力を付与し、デバイスの側面に付着している微細屑を飛散せしめる微細屑飛散工程と、
該微細屑飛散工程が実施されたデバイスの表面に付着した微細屑を洗浄する洗浄工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハのクリーニング方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、ダイシングテープを拡張して各デバイス間の間隔を広げた状態でダイシングテープ側から個々に分割されたデバイスに外力を付与し、デバイスの側面に付着している微細屑を飛散せしめる微細屑飛散工程と、微細屑飛散工程が実施されたデバイスの表面に付着した微細屑を洗浄する洗浄工程を実施するので、デバイスの側面に形成された変質層から微細屑が新たに脱落することはない。従って、デバイスの側面に形成された変質層から微細屑が脱落してデバイスの表面に付着することによるデバイスの品質低下を防止できるとともに、後工程であるワイヤーボンディングやパッケージング等に支障をきたすことはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明によるウエーハのクリーニング方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１には、被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ１０はシリコンウエーハからなっており、表面１０ａには複数の分割予定ライン１０１が格子状に形成されている。そして、半導体ウエーハ１０の表面１０aには、複数の分割予定ライン１０１によって区画された複数の領域にデバイス１０２が形成されている。
【００１３】
上記半導体ウエーハ１０を個々のデバイスに分割する分割方法について説明する。
上述した半導体ウエーハ１０の表面１０ａには、デバイス１０２を保護するために図２に示すように塩化ビニール等からなる保護部材１１を貼着する（保護部材貼着工程）。
【００１４】
保護部材貼着工程を実施することにより半導体ウエーハ１０の表面１０ａに保護部材１１を貼着したならば、半導体ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線を複数の分割予定ライン１０１に沿って照射し、半導体ウエーハ１０の内部に複数の分割予定ライン１０１に沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。
この変質層形成工程は、図３に示すレーザー加工装置２を用いて実施する。図３に示すレーザー加工装置２は、被加工物を保持するチャックテーブル２１と、該チャックテーブル２１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段２２と、チャックテーブル２１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段２３を具備している。チャックテーブル２１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図３において矢印Ｘで示す方向に加工送りされるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図３において矢印Ｙで示す方向に割り出し送りされるようになっている。
【００１５】
上記レーザー光線照射手段２２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング２２１の先端に装着された集光器２２２からパルスレーザー光線を照射する。また、上記レーザー光線照射手段２２を構成するケーシング２２１の先端部に装着された撮像手段２３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。
【００１６】
上述したレーザー加工装置２を用いて実施する変質層形成工程について、図３および図４を参照して説明する。
変質層形成工程を実施するには、先ず上述した図３に示すレーザー加工装置２のチャックテーブル２１上に半導体ウエーハ１０の表面１０ａに貼着された保護部材１１側を載置し、図示しない吸引手段を作動してチャックテーブル２１上に半導体ウエーハ１０を吸引保持する。従って、チャックテーブル２１上に保持された半導体ウエーハ１０は、裏面１０bが上側となる。このようにして半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル２１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段２３の直下に位置付けられる。
【００１７】
チャックテーブル２１が撮像手段２３の直下に位置付けられると、撮像手段２３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段２３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されている分割予定ライン１０１と、該分割予定ライン１０１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段２２の集光器２２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ１０に形成されている複数の分割予定ライン１０１と直交する方向に形成されている複数の分割予定ライン１０１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ１０の複数の分割予定ライン１０１が形成されている表面１０ａは下側に位置しているが、撮像手段２３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面１０ｂから透かして分割予定ライン１０１を撮像することができる。
【００１８】
以上のようにしてチャックテーブル２１上に保持された半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１０１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図４の（ａ）で示すようにチャックテーブル２１をレーザー光線照射手段２２の集光器２２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン１０１の一端（図４の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段２２の集光器２２２の直下に位置付ける。そして、集光器２２２からシリコンウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル２１を図４の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図４の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段２２の集光器２２２の照射位置に分割予定ライン１０１の他端（図４の（b）において右端）が達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル２１の移動を停止する。この変質層形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ１０の表面１０ａ（下面）付近に合わせる。この結果、半導体ウエーハ１０には、分割予定ライン１０１に沿って表面１０ａから内部に向けて変質層１１０が形成される。この変質層１１０は、溶融再固化層として形成される。
【００１９】
上記変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源                    ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４レーザー
波長                    ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
平均出力                ：１W
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
集光スポット径          ：φ１μｍ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２０】
上記変質層１１０は、表面１０ａおよび裏面１０ｂに露出しないように内部だけに形成してもよく、また、上記集光点Ｐを段階的に変えて上述した変質層形成工程を複数回実行することにより、複数の変質層１１０を形成してもよい。そして、上述した変質層形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン１０１に沿って実施する。
【００２１】
上述した変質層形成工程によって半導体ウエーハ１０の内部に複数の分割予定ライン１０１に沿って変質層１１０を形成したならば、分割予定ラインに沿って変質層が形成されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図５に示すように環状のフレーム１２の内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープ１３の表面に半導体ウエーハ１０の裏面１０bを貼着する。そして、に半導体ウエーハ１０の表面１０ａに貼着された保護部材１１を剥離する。なお、上記ダイシングテープ１３は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリオレフィン(PO)からなる厚さが３０〜２００μｍのシート基材によって形成されており、その表面に粘着剤が厚さ５μｍ程度塗布されている。
【００２２】
上述したウエーハ支持工程を実施したならば、分割予定ライン１０１に沿って変質層１１０が形成された半導体ウエーハ１０に外力を付与し、半導体ウエーハ１０を変質層１１０が形成された分割予定ライン１０１に沿って分割するウエーハ分割工程を実施する。このウエーハ分割工程は、図６乃至図８に示すウエーハ分割装置３を用いて実施する。
図６にはウエーハ分割装置３の斜視図が示されており、図７には図６に示すウエーハ分割装置３の要部を分解して示す斜視図が示されている。図示の実施形態におけるウエーハ分割装置３は、基台３０と、該基台３０上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された第１のテーブル４と、該第１のテーブル４上に矢印Ｙと直交する矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設された第２のテーブル５を具備している。基台３０は矩形状に形成され、その両側部上面には矢印Ｙで示す方向に２本の案内レール３１、３２が互いに平行に配設されている。なお、２本の案内レールのうち一方案内レール３１には、その上面に断面がＶ字状の案内溝３１１が形成されている。
【００２３】
上記第１のテーブル４は、図７に示すように中央部に矩形状の開口４１を備えた窓枠状に形成されている。この第１のテーブル４の一方の側部下面には、上記基台３０に設けられた一方の案内レール３１に形成されている案内溝３１１に摺動可能に嵌合する被案内レール４２が設けられている。また第１のテーブル４の両側部上面には上記被案内レール４２と直交する方向に２本の案内レール４３、４４が互いに平行に配設されている。なお、２本の案内レールのうち一方案内レール４３には、その上面に断面がＶ字状の案内溝４３１が形成されている。このように構成された第１のテーブル３は、図６に示すように被案内レール４２を基台３０に設けられた一方の案内レール３１に形成された案内溝３１１に嵌合するとともに、他方の側部下面を基台３０に設けられた他方の案内レール３２上に載置される。図示の実施形態におけるウエーハの分割装置３は、第１のテーブル４を基台３に設けられた案内レール３１、３２に沿って矢印Ｙで示す方向に移動する第１の移動手段４５を具備している。この第１の移動手段４５は、図７に示すように基台３０に設けられた他方の案内レール３２に平行に配設された雄ネジロッド４５１と、基台３０に配設され雄ネジロッド４５１の一端部を回転可能に支持する軸受４５２と、雄ネジロッド４５１の他端に連結され雄ネジロッド４５１を回転駆動するためのパルスモータ４５３と、上記第１のテーブル４の下面に設けられ雄ネジロッド４５１に螺合する雌ネジブロック４５４とからなっている。このように構成された第１の移動手段４５は、パルスモータ４５３を駆動して雄ネジロッド４５１を回動することにより、第１のテーブル４を図６において矢印Ｙで示す方向に移動せしめる。
【００２４】
上記第２のテーブル５は、図７に示すように矩形状に形成され、中央部に円形の穴５１を備えている。この第２のテーブル５の一方の側部下面には、上記第１のテーブル４に設けられた一方の案内レール４３に形成されている案内溝４３１に摺動可能に嵌合する被案内レール５２が設けられている。このように構成された第２のテーブル５は、図６に示すように被案内レール５２を第１のテーブル４に設けられた一方の案内レール４３に形成されている案内溝４３１に嵌合するとともに、他方の側部下面を第１のテーブル４に設けられた他方の案内レール４４上に載置される。図示の実施形態におけるウエーハ分割装置３は、第２のテーブル５を第１のテーブル４に設けられた案内レール４３、４４に沿って矢印Ｘで示す方向に移動する第２の移動手段５５を具備している。この第２の移動手段５５は、図７に示すように第１のテーブル４に設けられた他方の案内レール４４に平行に配設された雄ネジロッド５５１と、第１のテーブル４に配設され雄ネジロッド５５１の一端部を回転可能に支持する軸受５５２と、雄ネジロッド５５１の他端に連結され雄ネジロッド５５１を回転駆動するためのパルスモータ５５３と、上記第２のテーブル５の下面に設けられ雄ネジロッド５５１に螺合する雌ネジブロック５５４とからなっている。このように構成された第２の移動手段５５は、パルスモータ５５３を駆動して雄ネジロッド５５１を回動することにより、第２のテーブル５を図６において矢印Ｘで示す方向に移動せしめる。
【００２５】
図示の実施形態におけるウエーハ分割装置３は、上記環状のフレーム１２を保持するフレーム保持手段６と、該フレーム保持手段６に保持された環状のフレーム１２に装着されたダイシングテープ１３を拡張するテープ拡張手段７を具備している。フレーム保持手段６は、図６および図８に示すように上記第２のテーブル５に設けられた穴５１の径より大きい内径を有する環状のフレーム保持部材６１と、該フレーム保持部材６１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ６２とからなっている。フレーム保持部材６１の上面は環状のフレーム１２を載置する載置面６１１を形成しており、この載置面６１１上に環状のフレーム１２が載置される。そして、載置面６１１上に載置された環状のフレーム１２は、クランプ６２によってフレーム保持部材６１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段６は、第２のテーブル５の穴５１の上方に配設され、後述するテープ拡張手段７の支持手段７３によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００２６】
テープ拡張手段７は、図６および図８に示すように上記環状のフレーム保持部材６１の内側に配設される拡張ドラム７０を具備している。この拡張ドラム７０は、環状のフレーム１２の内径より小さく該環状のフレーム１２に装着されたダイシングテープ１３に貼着される半導体ウエーハ１０の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム７０は、下端部に上記第２のテーブル５に設けられた穴５１の内周面に回動可能に嵌合する装着部７１を備えているとともに、該装着部７１の上側外周面には径方向に突出して形成された支持フランジ７２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段７は、上記環状のフレーム保持部材６１を上下方向に進退可能な支持手段７３を具備している。この支持手段７３は、上記支持フランジ７２上に配設された複数のエアシリンダ７３０からなっており、そのピストンロッド７３１が上記環状のフレーム保持部材５１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ７３０からなる支持手段７３は、環状のフレーム保持部材６１を載置面６１１が拡張ドラム７０の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム７０の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。従って、複数のエアシリンダ７３０からなる支持手段７３は、拡張ドラム７０とフレーム保持部材６１とを上下方向に相対移動する拡張移動手段として機能する。
【００２７】
図示の実施形態におけるウエーハ分割装置３は、図６に示すように上記拡張ドラム７０およびフレーム保持部材６１を回動せしめる回動手段７５を具備している。この回動手段７５は、上記第２のテーブル５に配設されたパルスモータ７５１と、該パルスモータ７５１の回転軸に装着されたプーリ７５２と、該プーリ７５２と拡張ドラム７０の支持フランジ７２とに捲回された無端ベルト７５３とからなっている。このように構成された回動手段７５は、パルスモータ７５１を駆動することにより、プーリ７５２および無端ベルト７５３を介して拡張ドラム７０を回動せしめる。
【００２８】
図示の実施形態におけるウエーハ分割装置３は、上記環状のフレーム保持部材６１に保持された環状のフレーム１２にダイシングテープ１３を介して支持されている半導体ウエーハ１０が後述するように個々のデバイスに分割され、この個々に分割されたデバイスに外力を付与し、デバイスの側面に付着している微細屑を飛散せしめる外力付与手段８を具備している。外力付与手段８は、図６および図７に示すように上記基台３０上に配設され拡張ドラム７０内に配置されている。この外力付与手段８は、図７に示すように基台３０上に配設されたエアシリンダ８１と、該エアシリンダ８１のピストンロッド８２の先端に配設された超音波振動子８３とからなっている。超音波振動子８３は、図示しない交流電力供給手段によって周波数が例えば２０〜１００kHzの交流電力が印加されるようになっている。
【００２９】
図示の実施形態におけるウエーハ分割装置３は以上のように構成されており、以下その作動について主に図６および図９を参照して説明する。
上記図５に示すように分割予定ライン１０１に沿って強度が低下せしめられた半導体ウエーハ１０をダイシングテープ１３を介して支持した環状のフレーム１２を、図９の（ａ）に示すようにフレーム保持手段６を構成するフレーム保持部材６１の載置面６１１上に載置し、クランプ６２によってフレーム保持部材６１に固定する。このとき、フレーム保持部材６１は図９の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。
【００３０】
次に、テープ拡張手段７を構成する支持手段７３としての複数のエアシリンダ７３０を作動して、環状のフレーム保持部材７１１を図９の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材７１の載置面７１１上に固定されている環状のフレーム１２も下降するため、図９の（ｂ）に示すように環状のフレーム１２に装着されたダイシングテープ１３は、半導体ウエーハ１０と環状のフレーム１２の内周との間の環状領域が拡張ドラム７０の上端縁に接して押圧され拡張せしめられる。この結果、ダイシングテープ１３に貼着されている半導体ウエーハ１０には放射状に引張力が作用するため、半導体ウエーハ１０は変質層１１０が形成されることによって強度が低下せしめられた分割予定ライン１０１に沿って破断され個々のデバイス１０２に分割される（ウエーハ分割工程）。そして、個々に分割されたデバイス１０２間の間隔Sが広げられる。なお、このようにして個々に分割されたデバイス１０２の側面には、変質層１１０が露出された状態となる。
【００３１】
上述したようにしてウエーハ分割工程を実施したならば、ダイシングテープ１３を拡張して各デバイス間の間隔Sを広げた状態でダイシングテープ１３側から個々の分割されたデバイスに外力を付与し、デバイスの側面に付着している微細屑を飛散せしめる微細屑飛散工程を実施する。この微細屑飛散工程は、上記ウエーハ分割工程において図９の（ｂ）に示すようにダイシングテープ１３を拡張した状態で実施する。
即ち、上記図９の（ｂ）に示すから状態から外力付与手段８を構成するエアシリンダ８１を作動してピストンロッド８２を上昇させ、図１０の（ａ）に示すようにピストンロッド８２の上端に配設された超音波振動子８３を個々のデバイス１０２に分割された半導体ウエーハ１０が貼着されているダイシングテープ１３の裏面（下面）に接触させる。このとき、上記第１の移動手段４５および第２の移動手段５５（図７参照）を作動して、図１０の（ａ）において左端のデバイス１０２を超音波振動子８３の上に位置付ける。次に、超音波振動子８３に図示しない交流電力印加手段によって所定周波数の交流電力を印加するとともに、第２の移動手段５５を作動してフレーム保持手段６を図１０の（ａ）において矢印X１で示す方向に移動せしめる。そして、図１０の（ｂ）に示すように右端のデバイス１０２が超音波振動子８３の上に達したら、第２の移動手段５５を停止するとともに第１の移動手段４５を作動してフレーム保持手段６を図１０の（ｂ）において紙面に垂直な方向に超音波振動子８３の幅に相当する距離だけ移動する。次に、図１０の（c）に示すように第２の移動手段５５を作動してフレーム保持手段６を矢印X２で示す方向に移動せしめる。この作業を全てのデバイス１０２に実施する。この結果、デバイス１０２にはダイシングテープ１３を介して超音波振動が付与されるため、デバイス１０２の側面に露出された変質層１１０から微細屑が脱落して飛散し、飛散した微細屑がデバイス１０２の表面に付着する。このとき、ダイシングテープ１３に付着している微細屑も飛散してデバイス１０２の表面に付着する。
【００３２】
次に、外力付与手段８の第２の実施形態について、図１１および図１２を参照して説明する。
図１１に示す外力付与手段８は、エアシリンダ８１のピストンロッド８２の先端に押圧部材８４を配設したものである。押圧部材８４は、上端部が断面三角形状に形成されている。図１１に示す外力付与手段８を用いて微細屑飛散工程を実施するには、図１２に示すようにエアシリンダ８１を作動してピストンロッド８２を上昇させ、ピストンロッド８２の上端に配設された押圧部材８４を個々のデバイス１０２に分割された半導体ウエーハ１０が貼着されているダイシングテープ１３の裏面（下面）に押圧せしめる。そして、上記図１０の（ａ）乃至図１０の（c）に示す実施形態と同様にフレーム保持手段６を作動する。この結果、個々に分割されたデバイス１０２の側面同士が互いに擦られるとともに、振動するため、デバイス１０２の側面に露出された変質層１１０から微細屑が脱落して飛散し、飛散した微細屑がデバイス１０２の表面に付着する。なお、図１１に示す外力付与手段８を用いて微細屑飛散工程を実施する場合には、所定の方向に沿って微細屑飛散工程を実施したならば、上記回動手段７５（図６参照）を作動してフレーム保持手段６を９０度回動し、所定の方向と直交する方向に沿って微細屑飛散工程を実施する。このとき、上記実施形態と同様にダイシングテープ１３に付着している微細屑も飛散してデバイス１０２の表面に付着する。
【００３３】
次に、外力付与手段８の第３の実施形態について、図１３および図１４を参照して説明する。
図１３に示す外力付与手段８は、エアシリンダ８１のピストンロッド８２の先端に吸引部材８５を配設したものである。吸引部材８５は、上端がV字状の溝８５１が形成されており、このV字状の溝８５１の底面に吸引孔８５２を開口し、吸引孔８５２を図示しない吸引手段に連通したものである。図１３に示す外力付与手段８を用いて微細屑飛散工程を実施するには、図１４に示すようにエアシリンダ８１を作動してピストンロッド８２を上昇させ、ピストンロッド８２の上端に配設された吸引部材８５を個々のデバイス１０２に分割された半導体ウエーハ１０が貼着されているダイシングテープ１３の裏面（下面）に接触させ、図示しない吸引手段を作動されることにより隣接するデバイス１０２をV字状の溝８５１に沿って吸引する。そして、上記図１０の（ａ）乃至図１０の（c）に示す実施形態と同様にフレーム保持手段６を作動する。この結果、個々に分割されたデバイス１０２の側面同士が互いに擦られるとともに、振動するため、デバイス１０２の側面に露出された変質層１１０から微細屑が脱落して飛散し、飛散した微細屑がデバイス１０２の表面に付着する。なお、図１３に示す外力付与手段８を用いて微細屑飛散工程を実施する場合にも、所定の方向に沿って微細屑飛散工程を実施したならば、上記回動手段７５（図６参照）を作動してフレーム保持手段６を９０度回動し、所定の方向と直交する方向に沿って微細屑飛散工程を実施する。このとき、上記実施形態と同様にダイシングテープ１３に付着している微細屑も飛散してデバイス１０２の表面に付着する。
【００３４】
次に、外力付与手段８の第４の実施形態について、図１５および図１６を参照して説明する。
図１５に示す外力付与手段８は、エアシリンダ８１のピストンロッド８２の先端に静電気発生部材８６を配設したものである。なお、静電気発生部材８６は、アルミナ等からなる絶縁体８６１と、該絶縁体８６１内に配設された電極８６２からなっており、電極８６２が図示しない電源制御回路に接続される。図１５に示す外力付与手段８を用いて微細屑飛散工程を実施するには、図１５に示すようにエアシリンダ８１を作動してピストンロッド８２を上昇させ、ピストンロッド８２の上端に配設された、静電気発生部材８６を個々のデバイス１０２に分割された半導体ウエーハ１０が貼着されているダイシングテープ１３の裏面（下面）に接触させる。次に、静電気発生部材８６の電極８６２に図示しない電源制御回路によって電圧を印加するとともに、上記第２の移動手段５５を作動してフレーム保持手段６を図１６において矢印X１で示す方向に移動せしめる。なお、静電気発生部材８６に印加する電圧は、デバイス１０２の側面に形成された変質層１１０に帯電している電荷と同極の電圧を印加する。この結果、デバイス１０２にはダイシングテープ１３を介して静電気が付与されるため、デバイス１０２の側面に露出された変質層１１０から微細屑が脱落して飛散し、飛散した微細屑がデバイス１０２の表面に付着する。このとき、上記実施形態と同様にダイシングテープ１３に付着している微細屑も飛散してデバイス１０２の表面に付着する。
【００３５】
上述した微細屑飛散工程を実施したならば、デバイス１０２の表面に付着した微細屑を洗浄する洗浄工程を実施する。この洗浄工程は、図１７に示す洗浄装置９は、スピンナーテーブル機構９１と、該スピンナーテーブル機構９１を包囲して配設された洗浄水受け手段９２を具備している。スピンナーテーブル機構９１は、スピンナーテーブル９１１と、該スピンナーテーブル９１１を回転駆動する電動モータ９１２と、該電動モータ９１２を上下方向に移動可能に支持する支持機構９１３を具備している。スピンナーテーブル９１１は多孔性材料から形成された吸着チャック９１１ａを具備しており、この吸着チャック９１１ａが図示しない吸引手段に連通されている。従って、スピンナーテーブル９１１は、吸着チャック９１１ａに被加工物であるウエーハを載置し図示しない吸引手段により負圧を作用せしめることにより吸着チャック９１１上にウエーハを保持する。なお、スピンナーテーブル９１１には、上記環状のフレーム１２を固定するためのクランプ９１４が配設されている。電動モータ９１２は、その駆動軸９１２ａの上端に上記スピンナーテーブル９１１を連結する。上記支持機構９１３は、複数本（図示の実施形態においては３本）の支持脚９１３ａと、該支持脚９１３ａをそれぞれ連結し電動モータ９１２に取り付けられた複数本（図示の実施形態においては３本）のエアシリンダ９１３ｂとからなっている。このように構成された支持機構９１３は、エアシリンダ９１３ｂを作動することにより、電動モータ９１２およびスピンナーテーブル９１１を図１８に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図１９に示す下方位置である作業位置に位置付ける。
【００３６】
上記洗浄水受け手段９２は、洗浄水受け容器９２１と、該洗浄水受け容器９２１を支持する３本（図１７には２本が示されている）の支持脚９２２と、上記電動モータ９１２の駆動軸９１２ａに装着されたカバー部材９２３とを具備している。洗浄水受け容器９２１は、図１８および図１９に示すように円筒状の外側壁９２１ａと底壁９２１ｂと内側壁９２１ｃとからなっている。底壁９２１ｂの中央部には上記電動モータ９１２の駆動軸９１２ａが挿通する穴９２１ｄが設けられおり、この穴９２１ｄの周縁から上方に突出する内側壁９２１ｃが形成されている。また、図１７に示すように底壁９２１ｂには排水口９２１ｅが設けられており、この排水口９２１ｅにドレンホース９２４が接続されている。上記カバー部材９２３は、円盤状に形成されており、その外周縁から下方に突出するカバー部９２３ａを備えておる。このように構成されたカバー部材９２３は、電動モータ９１２およびスピンナーテーブル９１１が図１７に示す作業位置に位置付けられると、カバー部９２３ａが上記洗浄水受け容器９２１を構成する内側壁９２１ｃの外側に隙間をもって重合するように位置付けられる。
【００３７】
図示の洗浄装置９は、上記スピンナーテーブル９１１に保持された加工後の被加工物であるウエーハを洗浄するための洗浄水供給手段９４を具備している。洗浄水供給手段９４は、スピンナーテーブル９１１に保持された加工後のウエーハに向けて洗浄水を噴出する洗浄水ノズル９４１と、該洗浄水ノズル９４１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ９４２を備えており、該洗浄水ノズル９４１が図示しない洗浄水供給源に接続されている。洗浄水ノズル９４１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部９４１ａと、該ノズル部９４１ａの基端から下方に延びる支持部９４１ｂとからなっており、支持部９４１ｂが上記洗浄水受け容器９２１を構成する底壁９２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され図示しない洗浄水供給源に接続されている。なお、洗浄水ノズル９４１の支持部９４１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部９４１ｂとの間をシールするシール部材（図示せず）が装着されている。
【００３８】
図示の洗浄装置９は、スピンナーテーブル９１１に保持された洗浄後のウエーハの表面にエアーを吹き付けるエアー供給手段９５を具備している。エアー供給手段９５は、スピンナーテーブル９１１に保持されたウエーハに向けてエアーを噴出するエアーノズル９５１と、該エアーノズル９５１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ(図示せず)を備えており、該エアーノズル９５１が図示しないエアー供給源に接続されている。エアーノズル９５１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部９５１ａと、該ノズル部９５１ａの基端から下方に延びる支持部９５１ｂとからなっており、支持部９５１ｂが上記洗浄水受け容器９２１を構成する底壁９２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され図示しないエアー供給源に接続されている。なお、エアーノズル９５１の支持部９５１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部９５１ｂとの間をシールするシール部材（図示せず）が装着されている。
【００３９】
上述した洗浄装置９を用いて上記微細屑飛散工程が実施された半導体ウエーハ１０のデバイス１０２の表面に付着した微細屑を洗浄する洗浄工程を実施するには、環状のフレーム１２に装着されたダイシングテープ１３の表面に貼着されている個々のデバイス１０２に分割された半導体ウエーハ１０をスピンナーテーブル９１１の吸着チャック９１１ａ上に載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ１０はダイシングテープ１３を介して吸着チャック９１１ａに吸引保持される。また、環状のフレーム１２がクランプ９１４によって固定される。このとき、洗浄水ノズル９４１およびエアーノズル９５１は、図１７および図１８に示すようにスピンナーテーブル９１１の上方から離隔した待機位置に位置付けられている。
【００４０】
上記微細屑飛散工程が実施された半導体ウエーハ１０が洗浄装置９のスピンナーテーブル９１１上に保持されたならば、洗浄工程を実行する。即ち、スピンナーテーブル９１１を図１８に示す作業位置に位置付けるとともに、洗浄水供給手段９６の電動モータ９４２を駆動して洗浄水供給ノズル９４１のノズル部９４１ａの噴出口をスピンナーテーブル９１１上に保持された半導体ウエーハ１０の中心部上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル９１１を例えば３００〜５００ｒｐｍの回転速度で回転しつつノズル部９４１ａの噴出口から純水とエアーとからなる洗浄水を噴出する。即ち、ノズル部９４１ａは所謂２流体ノズルで構成され０．２ＭＰａ程度の純水が供給されるとともに、０．３〜０．５ＭＰａ程度のエアーが供給され、純水がエアーの圧力で噴出して半導体ウエーハ１０の表面１０ａを洗浄する。このとき、電動モータ９４２が駆動して洗浄水供給ノズル９４１のノズル部９４１ａの噴出口から噴出された洗浄水がスピンナーテーブル９１１に保持された半導体ウエーハ１０の中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめられる。この結果、上記微細屑飛散工程が実施されることによって半導体ウエーハ１０のデバイス１０２の表面に付着している微細屑が洗浄される。
【００４１】
上述した洗浄工程が終了したら、乾燥工程を実行する。即ち、洗浄水供給ノズル９４１を待機位置に位置付けるとともに、エアー供給手段９５のエアーノズル９５１を構成するノズル部９５１ａの噴出口をスピンナーテーブル９１１上に保持された半導体ウエーハ１０の中心部上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル９１１を例えば２０００〜３０００ｒｐｍの回転速度で回転しつつノズル部９５１ａの噴出口からエアーを１５秒程度噴出する。このとき、エアーノズル９５１をノズル部９５１ａの噴出口されたエアーがスピンナーテーブル９１１に保持された半導体ウエーハ１０の中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめられる。この結果、半導体ウエーハ１０の表面が乾燥される。
【００４２】
なお、上記洗浄工程においては、エアー供給手段９５だけを用いて実施してもよい。この場合、エアーノズル９５１を構成するノズル部９５１ａの噴出口からエアーを噴出するとともに、エアーの噴出によって舞い上げられた微細屑を吸引手段によって吸引することが望ましい。このように、エアーだけで洗浄工程を実施することにより、水を嫌うデバイスが形成されたウエーハの洗浄に有効である。
【００４３】
上述した実施形態においては、ダイシングテープ１３を拡張して各デバイス１０２間の間隔を広げた状態でダイシングテープ１３側から個々の分割されたデバイス１０２に外力を付与し、デバイス１０２の側面に付着している微細屑を飛散せしめる微細屑飛散工程と、該微細屑飛散工程が実施されたデバイス１０２の表面に付着した微細屑洗浄する洗浄工程を実施するので、デバイス１０２の側面に形成された変質層から微細屑が新たに脱落することはない。従って、デバイス１０２の側面に形成された変質層から微細屑が脱落してデバイスの表面に付着することによるデバイスの品質低下を防止できるとともに、後工程であるワイヤーボンディングやパッケージング等に支障をきたすことはない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。
【図２】図１に示す半導体ウエーハの表面に保護テープを貼着した状態を示す斜視図。
【図３】本発明によるウエーハのクリーニング方法における変質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図４】本発明によるウエーハのクリーニング方法における変質層形成工程の説明図。
【図５】変質層形成工程が実施された半導体ウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着した状態を示す斜視図。
【図６】本発明によるウエーハのクリーニング方法における分割工程および微細屑飛散工程を実施するためのウエーハ分割装置の斜視図。
【図７】図６に示すウエーハ分割装置の要部を分解して示す斜視図。
【図８】図６に示すウエーハ分割装置を構成する第２の移動テーブルとフレーム保持手段を示す断面図。
【図９】本発明によるウエーハのクリーニング方法における分割工程の説明図。
【図１０】本発明によるウエーハのクリーニング方法における微細屑飛散工程の説明図。
【図１１】図６に示すウエーハ分割装置に装備される外力付与手段の第２の実施形態を示す斜視図。
【図１２】図１１に示す外力付与手段を用いて実施する微細屑飛散工程の説明図。
【図１３】図６に示すウエーハ分割装置に装備される外力付与手段の第３の実施形態を示すもので一部を破断して示す正面図。
【図１４】図１３に示す外力付与手段を用いて実施する微細屑飛散工程の説明図。
【図１５】図６に示すウエーハ分割装置に装備される外力付与手段の第４の実施形態を示すもので一部を破断して示す正面図。
【図１６】図１５に示す外力付与手段を用いて実施する微細屑飛散工程の説明図。
【図１７】本発明によるウエーハのクリーニング方法における洗浄工程を実施するための洗浄装置の一部を破断して示す斜視図。
【図１８】図１７に示す洗浄装置のスピンナーテーブルを被加工物搬入・搬出位置に位置付けた状態を示す説明図。
【図１９】図１６に示す洗浄装置のスピンナーテーブルを作業位置に位置付けた状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００４５】
２：レーザー加工装置
２１：レーザー加工装置のチャックテーブル
２２：レーザー光線照射手段
２３：撮像手段
３：ウエーハ分割装置
３０：基台
４：第１のテーブル
４５：第１の移動手段
５：第２のテーブル
５５：第２の移動手段
６：フレーム保持手段
７：テープ拡張手段
８：外力付与手段
１０：半導体ウエーハ
１０１：分割予定ライン
１０２：デバイス
１１０：変質層
１１：保護部材
１２：環状のフレーム
１３：ダイシングテープ
【図１】
2010021397.tif 000003
【図２】
2010021397.tif 000004
【図３】
2010021397.tif 000005
【図４】
2010021397.tif 000006
【図５】
2010021397.tif 000007
【図６】
2010021397.tif 000008
【図７】
2010021397.tif 000009
【図８】
2010021397.tif 000010
【図９】
2010021397.tif 000011
【図１０】
2010021397.tif 000012
【図１１】
2010021397.tif 000013
【図１２】
2010021397.tif 000014
【図１３】
2010021397.tif 000015
【図１４】
2010021397.tif 000016
【図１５】
2010021397.tif 000017
【図１６】
2010021397.tif 000018
【図１７】
2010021397.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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