(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの半導体基板を予定切断線に沿って切断することにより複数の半導体装置を切り出す半導体切断装置であって、
レーザ光を出力し、レーザ光を走査可能なレーザ発振手段と、
切削ブレードを有し、前記切削ブレードを駆動する駆動手段と、
前記半導体基板の予定切断線の一部に沿ってレーザ光を走査するように前記レーザ発振手段を制御し、前記予定切断線の前記一部とは異なる部分を前記切削ブレードにより切断するように前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記半導体基板に対して、それぞれ前記予定切断線により囲まれる複数の半導体装置領域が設けられており、かつ前記半導体基板が、互いに材質が異なるプリント基板層とパッケージ樹脂層を有し、
前記予定切断線は、直線形状を有する複数の第１の部分と該直線形状とは異なる異形線形状を有する複数の第２の部分とにより構成されており、
前記制御手段は、前記複数の半導体装置領域に対して設けられた前記予定切断線のうち、前記切削ブレードを用いて前記第１の部分を切断する前に、前記レーザ光を用いて前記第２の部分を切断するように前記レーザ発振手段を制御し、
前記制御手段は、前記第２の部分の切断において、前記プリント基板層に対して照射するレーザ光の周波数を前記パッケージ樹脂層に対して照射するレーザ光の周波数より高くするとともに、前記プリント基板層に対するレーザ光の走査回数と前記パッケージ樹脂層に対するレーザ光の走査回数とを異ならせることを特徴とする半導体切断装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記各半導体装置領域に対して設けられた前記複数の第２の部分の切断において、１つの前記第２の部分に対する所定深さの切削が該複数の第２の部分に対して順次に、かつ複数回行われるように前記レーザ光の走査を行わせることを特徴とする請求項１に記載の半導体切断装置。
【請求項３】
前記半導体基板と前記レーザ発振手段とを相対移動させる移動手段を有しており、
前記制御手段は、前記各半導体装置領域の前記予定切断線よりも内側の位置の上方に前記レーザ発振手段による前記レーザ光の走査中心が位置するように前記移動手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板からＩＣチップやメモリカード等の半導体装置を、レーザ光を用いて切り出す半導体切断装置および半導体切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＢＧＡ（ball grid array）やＣＳＰ（chip size package）等の半導体装置領域が複数形成された半導体基板を予定切断線に沿って切断することにより個々の半導体装置を切り出す方法として、特許文献１，２において開示されたレーザ光を用いる切断方法がある。
【０００３】
そして、レーザ光を用いた切断方法において、レーザ光をガルバノミラー等の走査手段を用いて予定切断線に沿って走査（スキャン）することで、複雑な形状の予定切断線に沿った半導体基板の切断も可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４２３０３号公報（段落００１９〜００２２等）
【特許文献２】特開２００５−２３８２４６号公報（段落００１４等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レーザ光を用いる切断方法において、レーザ光の出力（強度）を高く設定することで１回のレーザ光スキャンにより半導体基板を切断することは可能である。
【０００６】
しかしながら、１回のレーザ光スキャンで切断を完了しようとすると、切断面が粗くなる。また、この場合には、レーザ光の出力が高くてもある程度切断（スキャン）速度を遅くする必要がある。このため、レーザ光照射に伴う発熱量が大きくなり、切断幅が大きくなったり、半導体が変質したり（内部素子が破壊されたり）するおそれがある。
【０００７】
半導体基板が互いに材質が異なる複数の層を有する場合においては、最も切断し難い層（例えば、パッケージ樹脂装置とガラスエポキシプリント基板層とを有する場合には、後者）に合わせてレーザ光の出力を合わせることが一般的である。しかし、この方法では、他の層の切断面の粗さが予想以上に悪化したり、熱による他の層の切断幅の増加が顕著になったりする。
【０００８】
本発明は、半導体基板の切断を、良質な切断面を確保し、切断幅の増加を抑え、かつ半導体の変質を防止しながらも高速で行えるようにした半導体切断装置および半導体切断方法を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の半導体切断装置は、１つの半導体基板を予定切断線に沿って切断することにより複数の半導体装置を切り出す半導体切断装置であり、レーザ光を出力し、レーザ光を走査可能なレーザ発振手段と、切削ブレードを有し、切削ブレードを駆動する駆動手段と、半導体基板の予定切断線の一部に沿ってレーザ光を走査するようにレーザ発振手段を制御し、予定切断線の一部とは異なる部分を切削ブレードにより切断するように駆動手段を制御する制御手段とを有する。そして、半導体基板に対して、それぞれ予定切断線により囲まれる複数の半導体装置領域が設けられており、かつ半導体基板が、互いに材質が異なるプリント基板層とパッケージ樹脂層を有する。予定切断線は、直線形状を有する複数の第１の部分と該直線形状とは異なる異形線形状を有する複数の第２の部分とにより構成されている。制御手段は、複数の半導体装置領域に対して設けられた予定切断線のうち、切削ブレードを用いて第１の部分を切断する前に、レーザ光を用いて第２の部分を切断するようにレーザ発振手段を制御する。制御手段は、第２の部分の切断において、プリント基板層に対して照射するレーザ光の周波数をパッケージ樹脂層に対して照射するレーザ光の周波数より高くするとともに、プリント基板層に対するレーザ光の走査回数とパッケージ樹脂層に対するレーザ光の走査回数とを異ならせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、予定切断線のうち異形線形状を有する複数の第２の部分の切断において、プリント基板層に対して照射するレーザ光の周波数をパッケージ樹脂層に対して照射するレーザ光の周波数より高くするとともに、プリント基板層に対するレーザ光の走査回数とパッケージ樹脂層に対するレーザ光の走査回数とを異ならせる。このため、１回のレーザ光の走査で切断する場合に比べて、プリント基板層およびパッケージ樹脂層に対するレーザ光の周波数および走査回数を適切に設定でき、プリント基板層およびパッケージ樹脂層の切断面の品質を良好なものとすることができる。また、プリント基板層およびパッケージ樹脂層のそれぞれにおける切断幅の増加や半導体の変質を回避することができる。さらに、１回の切削深さが少ないので、１回の走査速度を高速とすることができ、複数回の走査を行っても、結果的に切断に要する時間を短縮することができる。
【００１１】
そして、このような第２の部分の切断を行っておけば、その後に予定切断線のうち直線形状を有する第１の部分を切削ブレード等の直線形状の切断に適した方法により切断することが可能となる。
【００１２】
これにより、良質な異形切断面と直線切断面とを有する複数の半導体装置を高速に切り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１には、本発明の実施例１である半導体切断システムの構成を上方から見て示している。図１において、１００はレーザ切断加工装置により構成されるレーザ切断部であり、２００はダイシング装置により構成されるブレード切断部である。
【００１５】
レーザ切断部１００は、基台１０１と、該基台１０１上に設置されたレーザ発振器１１０を有する。１０２はレーザ切断加工前の半導体基板１２０が多数収納された第１基板マガジンであり、不図示の第１搬送機構によって該第１基板マガジン１０２から半導体基板１２０が基台１０１上の第１ポジションＩに１つずつ搬送される。
【００１６】
切断加工前の半導体基板１２０を図５に示す。ここでは、半導体基板の１つとして、メモリカード基板１２０を例として示す。メモリカード基板１２０は、複数個のメモリカード用の回路が形成されたプリント配線板上に、メモリチップやコントローラチップが搭載された後、樹脂によって封止（コーティング）されたものである。
【００１７】
点線１３０は、メモリカード基板１２０の予定切断線である。予定切断線１３０は、図中の水平方向に連続して延びる第１の直線部分１３１と、垂直方向に連続して延びる第２の直線部分１３２と、これら第１および第２の直線部分（第１の部分）１３１，１３２をつなぐ異形線部分としての１／４円弧曲線形状を有する４つのコーナー部分（第２の部分）１３３ａ〜１３３ｄとを有する。但し、予定切断線１３０は仮想の線であり、実際にメモリカード基板１２０上に描かれている訳ではなく、レーザ切断部１００およびブレード切断部２００に設けられたコントローラ（コンピュータ）１５０，２５０内のメモリに記憶されている。
【００１８】
それぞれ２本の直線部分１３１，１３２と４つのコーナー部分１３３ａ〜１３３ｄとによって囲まれた１つ１つの領域１３５は、該予定切断線１３０に沿って基板１２０を切断することで、そのまま個々の半導体装置としてのメモリカードとなる半導体装置領域である。以下、切断前の該各半導体装置領域をメモリカード領域１３５という。なお、半導体装置としては、ＩＣ，ＬＳＩといったチップ素子等、メモリカード以外のものであってもよい。
【００１９】
第１ポジションＩに配置された基板１２０は、不図示の第２搬送機構によってレーザ発振器１１０の正面である第２ポジションＩＩに搬送される。第２ポジションＩＩには、不図示の可動ステージが設けられており、該可動ステージ上に搬送された基板１２０は、その下面が負圧吸着されることによって可動ステージ上に固定される。可動ステージは、図２に示すように、メモリカード領域１３５の中心がレーザ発振器１１０の中心軸ＬＯ上に位置するように駆動される。以下、この位置をレーザ照射ポジションという。
【００２０】
レーザ発振器１１０は、例えば図３に示すように構成されている。レーザ光源１１１から発せられたレーザ光は、ビームエキスパンダ１１２によってその光束径が拡大された後、走査（スキャン）手段としてのＹ軸およびＸ軸用ガルバノミラー１１３，１１４によって順次反射される。ガルバノミラー１１３，１１４で反射されたレーザ光は、ｆ−θレンズ等の集光光学系１１５によって、切断加工ポジションに配置された基板１２０上にスポット像を形成する。
【００２１】
スポット像は、ガルバノミラー１１３，１１４の回転に応じてＹ軸方向（図５における垂直方向）およびＸ軸方向（図５における水平方向）に走査される。このため、ガルバノミラー１１３，１１４の回転角を制御することによって、レーザ光のスポット像をコーナー部分１３３に沿って移動させることができ、これにより基板１２０における該スポット像の移動軌跡が気化および溶融して切削される。こうして、メモリカード１３５のコーナー部分１３３ａ〜１３３ｄを切断することができる。
【００２２】
すなわち、本実施例のレーザ切断部１００では、１つのメモリカード領域１３５の４つのコーナー部分１３３ａ〜１３３ｄを切断する際に、基板１２０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させず、レーザ光を走査する。
【００２３】
なお、本実施例では、レーザ光源１１１としてはＹＡＧレーザ（例えば、波長：１．０６μｍ）が用いられる。また、本実施例では、プリント基板を樹脂コーティングした基板１２０を切断するに際して、レーザ光の波長を一定とした上で、樹脂部分（後述するパッケージ樹脂層）を切断する場合とプリント基板部分（後述するプリント基板層）を切断する場合とでレーザ光のパルス照射周波数（Ｑスイッチ周波数）、電流値および切断スピード等を変更する。また、本実施例では、基板１２０をガス雰囲気中に入れることなくレーザ切断を行う。これにより、レーザ切断部１００の構成が簡単になるとともに、直線切断以外を行うことが難しいガス雰囲気中でのレーザ切断とは異なり、曲線等の異形線部分をレーザ光の走査によって（１つのメモリカード領域１３５の４つのコーナー部分１３３ａ〜１３３ｄの切断に際して基板１２０を移動させることなく）切断することができる。
【００２４】
前述したように、基板１２０における１つのメモリカード領域１３５には、４つのコーナー部分１３３ａ〜１３３ｄがある。本実施例のレーザ切断部１００では、これら４つのコーナー部分１３３ａ〜１３３ｄに対する所定量（少量）ずつの切削、すなわちレーザ光の周回走査を順次行い、これを複数回繰り返すことで、各コーナー部分を完全に切断する。
【００２５】
具体的には、例えば、まずコーナー部分１３３ａを基板１２０の厚みの１／１０に相当する量だけレーザ光により切削し、次にコーナー部分１３３ｂを同じ量だけ切削する。続いて、コーナー部分１３３ｃ，１３３ｄの順で同じ量だけ切削し、ここまでを１回の切削サイクルとする。同様の切削サイクルを１０回繰り返すことで、４つのコーナー部分１３３ａ〜１３３ｄのレーザ光による切断が完了する。
【００２６】
このように、各コーナー部分を複数回に分けて少量ずつ切削することで、１回で切断する場合に比べて切断面の仕上がりが良好となる。
【００２７】
しかも、１つのコーナー部分の少量切削を行った後は、次のコーナー部分の少量切削を行うというように切削対象のコーナー部分を順次変えていく。これは、同じコーナー部分の少量切削を連続して行うと、加工熱によって該コーナー部分の切断面の品質が悪化するためである。このため、本実施例では、４つのコーナー部分に対して１回の少量切削ごとに冷却時間を与えることで、各コーナー部分の切断面を良質なものとすることができるようにしている。
【００２８】
なお、ここでは、各コーナー部分を１０回に分けて切削する場合について説明したが、これは例に過ぎず、５回や２０回等、１０回以外の回数であってもよい。また、各サイクルでの切削量は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００２９】
１つ目のメモリカード領域１３５の各コーナー部分の切断が完了すると、次の（２つ目の）メモリカード領域１３５の中心がレーザ発振器１１０の中心軸ＬＯ上に位置するように、可動ステージを駆動する。そして、２つ目のメモリカード領域１３５の４つのコーナー部分１３３ａ〜１３３ｄが、前述した手順で切断される。こうして、図６に示すように、基板１２０上の全てのメモリカード領域１３５のコーナー部分の切断１３３ａ〜１３３ｄが行われる。なお、メモリカード領域１３５の中心とレーザ発振器１１０の中心軸ＬＯとの一致度合いについては、完全に一致する場合に限らず、許容される範囲内で一致しているとみなせる場合も含む。
【００３０】
図１において、全てのメモリカード領域１３５のコーナー部分の切断が完了した半導体基板１２０′は、不図示の第３搬送機構によって第２ポジションＩＩ（可動ステージ）上から基台１０１上の第３ポジションＩＩＩに取り出される。この第３ポジションＩＩＩでは、レーザ切断加工により基板１２０′上に付着したすす等の加工屑が不図示のクリーニング機構によって取り除かれる。そして、クリーニングされた基板１２０′は、不図示の第４搬送機構によって第３ポジションＩＩＩから第２基板マガジン１０３に収納される。
【００３１】
第２基板マガジン１０３に収納された基板１２０′は、不図示の第５搬送機構によってブレード切断部２００の基台２０２上における第４ポジションＩＶに取り出され、さらに、不図示の第６搬送機構によって、基台２０２上の第５ポジションＶに搬送される。
【００３２】
第５ポジションＶには、不図示の可動ステージが設けられており、該可動ステージ上に搬送された基板１２０′は、各メモリカード領域１３５の下面が負圧吸着されることによって可動ステージ上に固定される。
【００３３】
ブレード切断部２００には、２つの切削ブレードユニット２０１が設けられている。各切削ブレードユニット２０１は、モータ２０１ｂと、該モータ２０１ｂの出力軸に取り付けられたダイヤモンドブレード等の切削ブレード２０１ａとを有する。
【００３４】
２つの切削ブレード２０１ａを回転させながら、可動ステージを図１中のＹ方向に移動させることで、基板１２０′における第２の直線部分１３２が２本ずつ同時に切断される。この切断と基板１２０′（可動ステージ）のＸ方向シフトとを繰り返すことで、全ての第２の直線部分１３２が切断される。図４には、切削ブレード２０１ａによって基板１２０′（１つの直線部分）が一度で切断されていく様子を示している。
【００３５】
また、可動ステージを９０度回転させてＹ方向に移動させることで、基板１２０′における第１の直線部分１３１が２本ずつ同時に切断され、この切断と基板１２０′（可動ステージ）のＸ方向シフトとを繰り返すことで、全ての第１の直線部分１３１が切断される。全直線部分１３１，１３２の切断が完了した基板１２０″を、図７に示す。
【００３６】
基板１２０″は、不図示の第７搬送機構によって第５ポジションＶ（可動ステージ）上から基台２０２上の第６ポジションＶＩに搬送され、ここでブレード切断よる加工屑等の汚れがクリーニングされる。そして、クリーニング後は、不図示の第８搬送機構によって基台２０２上の第７ポジションＶＩＩに搬送される。
【００３７】
第７ポジションＶＩＩには、回転テーブル２０５が設けられており、第９搬送機構２０６によって、基板１２０″から切り離された各メモリカード１３５′（図７参照）が回転テーブル２０５上に搬送される。そして、回転テーブル２０５の回転により第８ポジションＶＩＩＩに移動した各メモリカード１３５′は、第１０搬送機構２０７によってピックアップされ、収納トレイ２１０上に収納されていく。
【００３８】
切削ブレード２０１ａによる直線部分１３１，１３２の切断は高速であり、かつ切断面も滑らかな仕上がりとなる。したがって、本実施例の切断システムによって最終的に切り出されたメモリカード１３５′は、これをカバーやキャップ等の部材で覆わなくても、そのままメモリカード製品として使用することができる。
【００３９】
メモリカードは、デジタルカメラや携帯電話等の電子機器に差し込まれる際に、その直線部分の端面が差し込みガイド面となるため、該端面には滑らかな仕上がりが要求される。また、ユーザが手で触れることが多いコーナー部分は、角張った形状よりも曲線形状であることが望ましい。本実施例は、このような要求を満足するメモリカードを、高速で切断処理することができる。
【００４０】
なお、本実施例では、基板１２０の予定切断線１３０のうちコーナー部分１３３ａ〜１３３ｄをレーザ切断部１００によってまず切断し、その後、ブレード切断部２００によって直線部分１３１，１３２を切断する。これにより、レーザ切断部１００による切断が完了した基板１２０′を、その基板形状を維持したままブレード切断部２００に搬送することができるので、ハンドリングが容易であるというメリットがある。
【００４１】
ブレード切断部２００による直線部分１３１，１３２の切断を先に行った場合には、小さくばらばらになった基板片（個片）をブレード切断部２００からレーザ切断部１００に搬送したり、小さい基板片に対してコーナー部分１３３ａ〜１３３ｄの切断を行ったりすることになり、ハンドリングやレーザ切断時の位置決め等が困難になる。但し、このことは、本発明において、切削ブレードによる切断後にレーザ光による切断を行うことを排除する意味ではない。
【００４２】
図８Ａおよび図８Ｂには、本実施例におけるレーザ切断部１００での切断処理の詳細を示している。前述したように、本実施例では、レーザ発振器１１０の中心軸ＬＯ（ガルバノミラー１１３，１１４によるレーザ光Ｌの走査中心）に対して、各メモリカード領域１３５の中心が一致するように、可動ステージおよび基板１２０を位置決めする。そして、メモリカード領域１３５のコーナー部分１３３ａ〜１３３ｄに沿ってレーザ光Ｌを走査する。
【００４３】
ここで、図９に示すように、仮に２つのメモリカード領域１３５の間の直線部分１３２（又は１３１）をレーザ発振器１１０の中心に一致させた状態でレーザ光Ｌを走査すると、走査中心からＸ方向（又はＹ方向）に走査されたレーザ光Ｌの基板１２０に対する照射角度θが大きくなり、コーナー部分の切断面の傾きが大きくなる。
【００４４】
また、図１０に示すように、レーザ光Ｌを走査せずにレーザ発振器１１０の中心真下にのみ照射するようにして、可動ステージによって基板１２０をＸＹ方向に動かしながら切断を行えば、常にレーザ光Ｌの基板１２０に対する照射角度θが９０°となり、コーナー部分の切断面に傾きは生じない。しかし、この方法では、重量が大きい可動ステージを移動させたり正確に位置制御したりする必要があるため、レーザ光を走査する場合に比べて処理速度が遅くなる。
【００４５】
このため、本実施例では、図８Ａに示すように、レーザ発振器１１０の中心に対して各メモリカード領域１３５の中心が一致するように基板１２０を位置決めした上でレーザ光Ｌを走査する。これにより、走査中心からＸ方向（又はＹ方向）に走査されたレーザ光Ｌの基板１２０に対する照射角度θは図９に示す場合に比べて９０°に近くなり、切断面の傾きも小さくなる。しかも、図１０に示すように基板１２０をＸＹ方向に動かしながら切断を行う場合に比べて、高速で切断処理を行うことができる。
【００４６】
このようにして、本実施例では、各メモリカード領域１３５のコーナー部分１３３ａ〜１３３ｄの切断面の傾きを小さくすることと、切断処理の高速化との両立を図っている。
【００４７】
なお、図８Ｂは、図８Ａに比べて、レーザ発振器１１０から基板１２０までの距離（高さ）Ｈが大きい。この場合、図８Ａの場合に比べてレーザ光Ｌの強度が大きくなるが、レーザ光Ｌの基板１２０に対する照射角度θが、図８Ａに比べてより９０°に近づき、切断面の傾きをより小さくすることができる。本実施例では、レーザ光の出力、許容される切断面の傾きおよび切断面の要求品質等に応じて、レーザ発振器１１０から基板１２０までの高さＨを任意に選択できるようにしている。
【００４８】
また、本実施例では、メモリカード領域１３５の中心とレーザ発振器１１０の中心軸（レーザ光の走査中心を通る軸）ＬＯとが一致した状態で基板１２０をレーザ光切断する場合について説明するが、半導体装置領域の形状が複雑で中心が単純に定まらない場合には、その半導体装置領域の重心位置等、予定切断線よりも内側の位置の上方にレーザ光の走査中心を位置させればよい。
【００４９】
また、本発明は、図９や図１０に示すように、メモリカード領域１３５の中心がレーザ発振器１１０の中心軸ＬＯに対してずれた状態で基板１２０のレーザ切断を行う場合を排除するものではない。
【００５０】
ここで、切断面の粗さとレーザ光の出力との関係について説明する。図１３および図１４には、基板１２０を１回のレーザ光照射によって完全に切断する場合を示している。基板１２０を１回のレーザ光照射によって完全に切断するには、レーザ光Ｌの出力を大きく設定する必要がある。この場合、図１３に示すように、レーザ光Ｌによって溶融されてできる切断溝１２０ａの幅が大きくなるとともに、図１４に示すように切断面１２０ｂが粗くなる。しかも、レーザ発振器の大出力化に伴う、レーザ発振器およびレーザ切断部（レーザ切断装置）１００の大型化や高コスト化にもつながる。
【００５１】
これに対し、本実施例では、図１１および図１２に示すように、図１３および図１４の場合に比べて小さなレーザ光出力で、複数回に分けて基板１２０を切断する（すなわち、分割切断を行う）。これにより、図１１に示すように、図１３に示す場合に比べて切断溝１２０ａの幅が小さくなるとともに、図１２に示すように、図１４に示す場合に比べて切断面１２０ｂが滑らかになり、切断面１２０ｂの品質が向上する。さらに、前述したように、４つのコーナー部分１３３ａ〜１３３ｄを所定深さずつ分割して切断することにより、切断面の品質のより向上を図ることができる。
【００５２】
さらに、図１５および図１６には、本実施例のレーザ切断部１００によるより具体的な基板１２０の分割切断方法を示している。
【００５３】
図１５および図１６において、１２１は基板１２０の上層を形成するガラスエポキシ等により構成されたプリント基板層（第１の層）である。１２２は基板１２０の下層を構成するプラスチック等の樹脂により形成されたパッケージ樹脂層（第２の層）である。
【００５４】
図１５では、レーザ光Ｌの出力、波長およびＱスイッチ周波数等のパラメータを一定とし、プリント基板層１２１およびパッケージ樹脂層１２２をそれぞれ複数回に分けて、所定の切削深さずつ分割切削していく様子を示している。この場合のパラメータは、上層のガラスエポキシプリント基板層１２１の切削に適したパラメータ（Ｑスイッチ周波数：例えば、４０ｋＨｚ）を設定している。
【００５５】
一方、図１６では、プリント基板層１２１とパッケージ樹脂層１２２とでレーザ光Ｌの出力および波長を一定としたまま、Ｑスイッチ周波数を変えて、プリント基板層１２１とパッケージ樹脂層１２２をそれぞれ複数回に分けて所定の深さずつ分割切削していく様子を示している。この場合のパラメータは、例えば、プリント基板層１２１を切断する際にはＱスイッチ周波数を４０ｋＨｚに、パッケージ樹脂層１２２を切断する際にはＱスイッチ周波数を１５ｋＨｚに設定する。
【００５６】
これらに対し、図１７には、基板１２０を１回のレーザ光照射により切断する場合の例を示している。この場合は、切断速度は分割切断する場合に比べて速いが、プリント基板層１２１およびパッケージ樹脂層１２２の切断面がともに粗くなり、特にパッケージ樹脂層１２２の切断面１２２ｂがきわめて粗くなった。
【００５７】
図１８Ａおよび図１８Ｂには、０．２ｍｍ厚のプリント基板層１２１を高い周波数（４０ｋＨｚ）で１０回のレーザ光照射によって切断した場合（切断速度５００ｍ／ｓ）の実験結果を模式的に示している。図１９Ａおよび図１９Ｂには、同じプリント基板層１２１を低い周波数（１５ｋＨｚ）で１０回のレーザ光照射によって切断した場合（切断速度５００ｍ／ｓ）の実験結果を模式的に示している。図１８Ａおよび図１９Ａは平面図、図１８Ｂおよび図１９Ｂは断面図である。
【００５８】
高い周波数を使用した場合、プリント基板層１２１に形成される切断溝１２１ａの切断面１２１ｂは、低い周波数を使用した場合に比べて滑らかに仕上がった。また、高い周波数を使用した場合、切断溝１２１ａの幅は、低い周波数を使用した場合に比べて細くなった。但し、低い周波数を使用した場合でも、１０回に分けて切断することで、図１７のように１回で切断する場合に比べて、良好な切断面および細い切断溝幅が得られた。
【００５９】
パッケージ樹脂層（０．７ｍｍ厚）１２２については、図示していないが、低い周波数（１５ｋＨｚ）を使用して１０回に分けて切断した場合の方が、高い周波数を使用して１０回に分けて切断した場合に比べて滑らかに仕上がった。また、切断溝の幅も、低い周波数を使用した場合の方が、高い周波数を使用した場合に比べて細くなった。なお、切断速度は、５００ｍ／ｓである。
【００６０】
このことから、パッケージ樹脂層１２２については低い周波数（第２の周波数）を使用し、プリント基板層１２１については高い周波数（第２の周波数より高い第１の周波数）を使用することが好ましいことが分かった。なお、パッケージ樹脂層とプリント基板層をそれぞれ２５回に分けて切断した場合と、１０回に分けて切断した場合とでは、１０回の方が良好な切断面が得られた。このため、分割回数は、１０回又はその近傍の回数が好ましいことが分かった。
【００６１】
但し、以上は１つの実験例であり、この実験例の結果によって本発明が限定される訳ではない。実際には、プリント基板層１２１およびパッケージ樹脂層１２２の材質に応じて、すなわち層ごとに、レーザ光のＱスイッチ周波数や出力等のパラメータを変更したり、切断するための分割回数（レーザ光の走査回数）を変更したりするのが望ましい。この場合、１つの層については１回のレーザ光走査で切断してもよい。これにより、各層について、切断面の品質と切断能力（切断速度等）の最適化を図ることができる。
【００６２】
以上説明した基板１２０の分割切断処理の手順を、図２０のフローチャートにまとめて示す。この分割切断処理は、コントローラ１５０，２５０に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
【００６３】
ステップ（図では、Ｓと略す）１では、図１に示す第１基板マガジン１０２から、基板１２０を１つずつレーザ切断部１００における第１〜第２ポジションＩ〜ＩＩに搬送し、可動ステージに吸着させる。そして、可動ステージを移動させて基板１２０のうち１つ目のメモリカード領域１３５の中心をレーザ光照射中心位置（レーザ発振器１１０の中心軸ＬＯ上の位置）に合わせる。
【００６４】
ステップ２では、プリント基板層１２１に適したＱスイッチ周波数（ＱＦ＝Ｈｉｇｈ：例えば４０ｋＨｚ）を設定し、プリント基板層１２１の予定切断線１３３（コーナー部分１３３ａ〜１３３ｄ）にレーザ光を照射する。
【００６５】
次に、ステップ３では、ステップ２で行ったレーザ光照射回数（カウンタ値）Ｃ１がＮ１（例えば、１０回）か否かを判別し、まだＮ１でなければステップ４に進む。
【００６６】
ステップ４では、レーザ光照射回数Ｃ１を１インクリメントし、ステップ２で再度レーザ光照射を行う。
【００６７】
そして、ステップ２〜４を繰り返し、ステップ３でレーザ光照射回数Ｃ１がＮ１に達すると、ステップ５に進む。
【００６８】
ステップ５では、パッケージ樹脂層１２２に適したＱスイッチ周波数（ＱＦ＝Ｌｏｗ：例えば１５ｋＨｚ）を設定し、パッケージ樹脂層１２２の予定切断線１３３（コーナー部分１３３ａ〜１３３ｄ）にレーザ光を照射する。
【００６９】
次に、ステップ６では、ステップ５で行ったレーザ光照射回数（カウンタ値）Ｃ２がＮ２（例えば、５回）か否かを判別し、まだＮ２でなければステップ７に進む。
【００７０】
ステップ７では、レーザ光照射回数Ｃ２を１インクリメントし、ステップ５で再度レーザ光照射を行う。
【００７１】
そして、ステップ５〜７を繰り返し、ステップ６でレーザ光照射回数Ｃ２がＮ２に達すると、ステップ８に進む。
【００７２】
ステップ８では、レーザ切断処理済みのメモリカード領域数（カウンタ値）Ｄが、基板１２０上に形成された全てのメモリカード領域数Ｍ（例えば、図５および図６に示す１２）に達したか否かを判別する。ＤがまだＭに到達していない場合は、ステップ９に進み、次のメモリカード領域の中心がレーザ光照射中心位置に合うように可動ステージを駆動する。そして、ステップ２〜７を繰り返す。
【００７３】
ステップ８において、ＤがＭに到達した、すなわち全てのメモリカード領域のコーナー部分のレーザ切断が完了したときは、ステップ１０に進む。
【００７４】
ステップ１０では、基板１２０′を第３ポジションＩＩＩからブレード切断部２００における第４ポジションＩＶを経て第５ポジションＶに搬送する。そして、ステップ１１にて、基板１２０′の予定切断線１３３（複数の水平および垂直直線部分１３１，１３２）を切断する。
【００７５】
全直線部分１３１，１３２の切断が終了すると、ステップ１２に進み、各メモリカード１３５′を第６〜第８ポジションＶＩ〜ＶＩＩＩに搬送し、最後に収納トレイ２１０上に収納する。
【実施例２】
【００７６】
図２１には、本発明の実施例２である半導体切断システムの構成を示している。実施例１（図１）のシステムは、レーザ切断部１００とブレード切断部２００を別々の装置を組み合わせて構成した場合について説明した。しかし、本実施例では、レーザ切断部１００とブレード切断部２００の双方を有する１つの装置として構成されている。
【００７７】
なお、図２１において、実施例１（図１）と共通する要素には実施例１と同符号を付して説明に代える。
【００７８】
本実施例では、基台１０１上に、レーザ発振器１１０と、２つの切削ブレードユニット２０１とが設けられている。
【００７９】
本実施例における基板切断の方法および手順は、実施例１と同じである。
【実施例３】
【００８０】
図２２には、本発明の実施例３である半導体切断システムの構成を示している。実施例１（図１）および実施例２（図２１）に示したシステムでは、レーザ切断部１００でのコーナー部分の切断後にブレード切断部２００での直線部分の切断を行う。これに対し、本実施例では、まずブレード切断部２００で直線部分を切断し、次に個片化されたメモリカード領域のコーナー部分をレーザ切断部１００で切断する。
【００８１】
なお、図２２において、実施例１，２と共通する要素にはこれら実施例と同符号を付して説明に代える。また、本実施例では、基台１０１上に、２つのブレード切断ユニット２０１とレーザ発振器１１０とが設けられた１つの装置として構成された場合を示しているが、実施例１のように、ブレード切断部２００とレーザ切断部１００とを別々の装置として構成してもよい。
【００８２】
本実施例では、図２０に示したステップ１０〜１１を先に行い、その後ステップ１〜９を行う。
【実施例４】
【００８３】
上述した各実施例では、レーザ光により切断する異形線部分が１／４円弧形状である場合について説明したが、該異形線部分は、図２３Ａおよび図２３Ｂに示すような形状であってもよい。
【００８４】
図２３Ａには、不連続な直線を組み合わせた階段形状を有する異形線部分１３３′を示す。また、図２３Ｂには、不連続な直線と曲線とを組み合わせた形状を有する異形線部分１３３″を示す。
【００８５】
そして、本発明の半導体切断システムは、これら以外の形状を有する異形線部分の切断にも適用することができる。
【００８６】
さらに、上記各実施例では、切削ブレードによる切断とレーザ光による切断とを組み合わせて個々の半導体装置を切り出す場合について説明した。しかし、本発明は、レーザ光の走査のみによって半導体基板から各半導体装置を切り出す場合にも適用することができる。この場合、図５に示した環状の（エンドレスな）予定切断線に沿って、レーザ光の周回走査を複数回行って半導体装置を個片化する。この場合でも、上記実施例で説明したように、切断面の品質を良好とし、熱による不都合を回避できる。また、この場合においても、半導体基板の層ごとに、レーザ光のパラメータや走査回数を変更することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
半導体基板を高速で切断して複数の半導体装置を個片化できるようにした半導体切断装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例１である半導体切断システムの構成を示す平面図。
【図２】実施例１におけるレーザ切断部に設けられたレーザ発振器の正面図。
【図３】実施例１におけるレーザ発信器の構成を示す模式図。
【図４】実施例１におけるブレード切断部での基板切断の様子を示す側面図。
【図５】実施例１におけるメモリカード基板および予定切断線を示す平面図。
【図６】実施例１においてコーナー部分が切断されたメモリカード基板を示す平面図。
【図７】実施例１において直線部分が切断されたメモリカード基板および個片化されたメモリカードを示す平面図。
【図８Ａ】実施例１における基板のレーザ切断の様子を示す正面図。
【図８Ｂ】実施例１における基板のレーザ切断の様子を示す正面図。
【図９】実施例１とは異なる基板のレーザ切断の様子を示す正面図。
【図１０】実施例１とは異なる基板のレーザ切断の様子を示す正面図。
【図１１】実施例１における基板のレーザ分割切断での切断溝を示す正面図。
【図１２】実施例１における基板のレーザ分割切断での切断溝を示す拡大図。
【図１３】基板のレーザ一括切断での切断溝を示す正面図。
【図１４】基板のレーザ一括切断での切断溝を示す拡大図。
【図１５】実施例１におけるパッケージ樹脂層とプリント基板層のレーザ分割切断の様子を示す拡大図。
【図１６】実施例１におけるパッケージ樹脂層とプリント基板層のレーザ分割切断の様子を示す拡大図。
【図１７】パッケージ樹脂層とプリント基板層のレーザ一括切断の様子を示す拡大図。
【図１８Ａ】高いＱスイッチ周波数での基板の切断結果を示す平面拡大図。
【図１８Ｂ】高いＱスイッチ周波数での基板の切断結果を示す断面拡大図。
【図１９Ａ】低いＱスイッチ周波数での基板の切断結果を示す平面拡大図。
【図１９Ｂ】低いＱスイッチ周波数での基板の切断結果を示す断面拡大図。
【図２０】実施例１の基板切断処理の手順を示すフローチャート。
【図２１】本発明の実施例２である半導体切断システムの構成を示す平面図。
【図２２】本発明の実施例３である半導体切断システムの構成を示す平面図。
【図２３Ａ】本発明の実施例４における予定切断線の形状を示す平面拡大図。
【図２３Ｂ】本発明の実施例４における予定切断線の他の形状を示す平面拡大図。
【符号の説明】
【００８９】
１００  レーザ切断部
１１０  レーザ発振器
１１１  レーザ光源
１１３，１１４  ガルバノミラー
１２０，１２０′  メモリカード基板
１２１  パッケージ樹脂層
１２２  プリント基板層
１３０  予定切断線
１３１，１３２  直線部分
１３３ａ〜１３３ｄ，１３３′，１３３″  コーナー部分（異形線部分）
１３５  メモリカード領域
１３５′  メモリカード
２００  ブレード切断部
２０１  切削ブレードユニット
Ｌ  レーザ光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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