(57)【要約】      （修正有）【課題】  分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられたウエーハを、分割予定ラインに沿って正確且つ確実に分割することができるウエーハの分割方法および分割装置を提供する。【解決手段】  表面に格子状に形成された複数の分割予定ライン１０１に沿って強度が低下せしめられているウエーハ１０を、分割予定ライン１０１に沿って分割するウエーハの分割方法であって、ウエーハ１０の一方の面に保護テープ１６を貼着するテープ貼着工程と、保護テープ１６が貼着されたウエーハ１０を分割予定ライン１０１の両側で保護テープ１６を介して保持するウエーハ保持工程と、保護テープ１６を介して保持されたウエーハ１０を分割予定ライン１０１に沿って吸引することにより、ウエーハ１０を分割予定ライン１０１に沿って破断する破断工程とを含む。【選択図】        図１４
2006108273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハの一方の面に保護テープを貼着するテープ貼着工程と、
該保護テープが貼着されたウエーハを該分割予定ラインの両側で該保護テープを介して保持するウエーハ保持工程と、
該保護テープを介して保持されたウエーハを該分割予定ラインに沿って吸引することにより、ウエーハを該分割予定ラインに沿って破断する破断工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法。
【請求項２】
ウエーハの該分割予定ライン上には薄膜が形成されており、該破断工程を実施した後に、該保護テープを拡張してウエーハの分割予定ライン上に形成されている薄膜を破断し分離する保護テープ拡張工程を実施する、請求項１記載のウエーハの分割方法。
【請求項３】
表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割装置であって、
ウエーハの一方の面に貼着した保護テープを保持するテープ保持手段と、
該テープ保持手段に該保護テープを介して保持されたウエーハを該分割予定ラインの両側で該保護テープを介して保持するとともに、該保護テープを介してウエーハを該分割予定ラインに沿って吸引せしめる吸引力付与手段と、を具備している、
ことを特徴とするウエーハの分割装置。
【請求項４】
該吸引力付与手段は、上面に開口する吸引溝と該吸引溝の両側に設けられた保持部を備えたウエーハ保持部材と、該ウエーハ保持部材の該吸引溝と連通する吸引手段とを具備している、請求項３記載のウエーハの分割装置。
【請求項５】
該ウエーハ保持部材と該テープ保持手段を所定の位置関係に位置付ける位置付け手段を具備している、請求項４記載のウエーハの分割装置。
【請求項６】
該保護テープは環状のフレームに装着されており、該テープ保持手段は該環状のフレームを支持するフレーム保持手段からなっている、請求項３から５のいずれかに記載のウエーハの分割装置。
【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を分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割方法および分割装置に関する。
【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等の回路を形成する。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回路が形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。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、ダイサーと称されてい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２０μｍ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ある。（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、ウエーハを個々のチップに分割する方法として、本出願人はウエーハが貼着された保護テープを拡張してウエーハに引っ張り力を付与するこにより、ウエーハを個々のチップに分割する技術を特願２００３−３６１４７１号として提案した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
而して、ウエーハが貼着された保護テープを拡張してウエーハに引張力を付与する方法は、ウエーハが貼着された保護テープを拡張するとウエーハには放射状に引っ張り力が作用するため、格子状に形成された分割予定ラインに対してランダムな方向に引張力が作用することになるので、ウエーハは不規則に分割され、分割されない未分割領域が残存するという問題がある。また、分割予定ライン上に回路の機能をテストするためのテスト  エレメント  グループ（Ｔｅｇ）と称するテスト用の金属パターンが配設されているウエーハを上述したように保護テープを拡張して分割予定ラインに沿って分割すると、上記金属パターンに不規則な力が作用することに起因して、金属パターンが鋸刃状に破断され、コンタミの原因となるとともにデバイスの品質を低下させるという問題がある。
【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、分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられたウエーハを、分割予定ラインに沿って正確且つ確実に分割することができるウエーハの分割方法および分割装置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、表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハの一方の面に保護テープを貼着するテープ貼着工程と、
該保護テープが貼着されたウエーハを該分割予定ラインの両側で該保護テープを介して保持するウエーハ保持工程と、
該保護テープを介して保持されたウエーハを該分割予定ラインに沿って吸引することにより、ウエーハを該分割予定ラインに沿って破断する破断工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法が提供される。
【００１０】
ウエーハの分割予定ライン上には薄膜が形成されており、上記破断工程を実施した後に、保護テープを拡張してウエーハの分割予定ライン上に形成されている薄膜を破断し分離する保護テープ拡張工程を実施することが望ましい。
【００１１】
また、本発明によれば、表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割装置であって、
ウエーハの一方の面に貼着した保護テープを保持するテープ保持手段と、
該テープ保持手段に該保護テープを介して保持されたウエーハを該分割予定ラインの両側で該保護テープを介して保持するとともに、該保護テープを介してウエーハを該分割予定ラインに沿って吸引せしめる吸引力付与手段と、を具備している、
ことを特徴とするウエーハの分割装置が提供される。
【００１２】
上記吸引力付与手段は、上面に開口する吸引溝と該吸引溝の両側に設けられた保持部を備えたウエーハ保持部材と、該ウエーハ保持部材の該吸引溝と連通する吸引手段とを具備している。また、ウエーハの分割装置は、上記ウエーハ保持部材とテープ保持手段を所定の位置関係に位置付ける位置付け手段を具備している。上記保護テープは環状のフレームに装着されており、上記テープ保持手段は環状のフレームを支持するフレーム保持手段からなっている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、分割予定ラインの両側で保護テープを介して保持されたウエーハを、分割予定ラインに沿って吸引することによりウエーハを分割予定ラインに沿って破断するので、ウエーハを強度が低下せしめられた分割予定ラインに沿って正確に且つ確実に分割することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明によるウエーハの分割方法および分割装置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。
【００１５】
図１には、本発明に従って加工され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、例えば厚さが１００μmの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機能素子としての回路１０２が形成されている。以下、この半導体ウエーハ１０を個々の半導体チップに分割する分割方法について説明する。
【００１６】
半導体ウエーハ１０を個々の半導体チップに分割するには、半導体ウエーハ１０に対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ライン１０１に沿って照射し、半導体ウエーハ１０の内部に分割予定ライン１０１に沿って変質層を形成することにより分割予定ラインに沿って強度を低下せしめるレーザー加工工程を実施する。このレーザー加工工程は、図２乃至図４に示すレーザー加工装置２を用いて実施する。図２乃至図４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、図示しない移動機構によって図２において矢印Ｘで示す加工送り方向および矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００１７】
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を含んでいる。ケーシング２２１内には図３に示すようにパルスレーザー光線発振手段２２２と伝送光学系２２３とが配設されている。パルスレーザー光線発振手段２２２は、ＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振２２２ａと、これに付設された繰り返し周波数設定手段２２２ｂとから構成されている。伝送光学系２２３は、ビームスプリッタの如き適宜の光学要素を含んでいる。上記ケーシング２２１の先端部には、それ自体は周知の形態でよい組レンズから構成される集光レンズ（図示せず）を収容した集光器２２４が装着されている。上記パルスレーザー光線発振手段２２２から発振されたレーザー光線は、伝送光学系２２３を介して集光器２２４に至り、集光器２２４から上記チャックテーブル２１に保持される被加工物に所定の集光スポット径Ｄで照射される。この集光スポット径Ｄは、図４に示すようにガウス分布を示すパルスレーザー光線が集光器２２４の対物レンズ２２４ａを通して照射される場合、Ｄ（μｍ）＝４×λ×ｆ／（π×Ｗ）、ここでλはパルスレーザー光線の波長（μｍ）、Ｗは対物レンズ２２４ａに入射されるパルスレーザー光線の直径（ｍｍ）、ｆは対物レンズ２２４ａの焦点距離（ｍｍ）、で規定される。
【００１８】
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。
【００１９】
上述したレーザー加工装置２を用いて実施するレーザー加工工程について、図２、図５および図６を参照して説明する。
このレーザー加工行程は、先ず上述した図２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を裏面１０ｂを上にして載置し、該チャックテーブル２１上に半導体ウエーハ１０を吸引保持する。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、図示しない移動機構によって撮像手段２３の直下に位置付けられる。
【００２０】
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２２４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に形成されている所定方向と直交する方向に形成されている分割予定ライン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。
【００２１】
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５の（ａ）で示すようにチャックテーブル２１を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２２４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５の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段２２の集光器２２４の直下に位置付ける。そして、集光器２２４から半導体ウエーハ１０に対して透過性を有するパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル２１即ち半導体ウエーハ１０を図５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５の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段２２の集光器２２４の照射位置が分割予定ライン１０１の他端の位置に達したら、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即ち半導体ウエーハ１０の移動を停止する。このレーザー加工工程においては、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の表面１０ａ（下面）に露出するとともに表面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。
【００２２】
上記レーザー加工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スレーザー
波長                    ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
パルス出力              ：１０μＪ
集光スポット径          ：φ１μｍ
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２３】
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レーザー加工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。
【００２４】
次に、半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿って強度を低下せしめるレーザー加工工程の他の実施形態について、図６および図７を参照して説明する。
図６および図７に示すレーザー加工工程においては、半導体ウエーハ１０に対して吸収性を有するパルスレーザー光線を照射し、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溝を形成することにより、半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿って強度を低下せしめる。即ち、図６の（ａ）で示すように半導体ウエーハ１０の裏面１０bを上にして吸引保持したチャックテーブル２１を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２２４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６の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段２２の集光器２２４の直下に位置付ける。そして、集光器２２４から半導体ウエーハ１０に対して吸収性を有するパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル２１即ち半導体ウエーハ１０を図６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６の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段２２の集光器２２４の照射位置が分割予定ライン１０１の他端の位置に達したら、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即ち半導体ウエーハ１０の移動を停止する。このレーザー加工工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ１０の裏面１０b（上面）付近に合わせる。この結果、図７に示すように半導体ウエーハ１０には、分割予定ライン１０１に沿って裏面１０b（上面）から所定深さのレーザー加工溝１２０が形成される。
【００２５】
上記レーザー加工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スレーザー
波長                    ：３５５ｎｍのパルスレーザー
パルス出力              ：１４μＪ
集光スポット径          ：φ１３μｍ
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２６】
上述したレーザー加工工程によって半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿って変質層１１０またはレーザー加工溝１２０を形成したならば、ウエーハの一方の面を環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着するテープ貼着工程を実施する。即ち、図８に示すように環状のフレーム１５の内側開口部を覆うように外周部が装着された保護テープ１６の表面に半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂを貼着する。なお、上記保護テープ１６は、図示の実施形態においては厚さが７０μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さが５μｍ程度塗布されている。このテープ貼着工程は、上述したレーザー加工工程を実施する前に実施してもよい。即ち、半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂを上側にして表面１０ａを保護テープ１６に貼着し、環状のフレーム１５に支持された状態で上述したレーザー加工工程を実施する。
【００２７】
上述したテープ貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ１０を上記変質層１１０またはレーザー加工溝１２０が形成され強度が低下せしめられた分割予定ライン１０１に沿って破断する破断行程を実施する。この破断工程は、図９乃至図１２に示すウエーハの分割装置３を用いて実施する。
図９にはウエーハの分割装置３の斜視図が示されており、図１０には図９に示す分割装置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の分割装置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移動テーブル４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。
【００２８】
上記移動テーブル４は、図１０に示すように矩形状に形成され、中央部に円形の穴４１を備えている。この移動テーブル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。このように構成された移動テーブル４は、図９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に形成されている案内溝３１１に係合するとともに、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の上に載置される。
【００２９】
図示の実施形態におけるウエーハの分割装置３は、移動テーブル４を基台３０に設けられた案内レール３１、３２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動する位置付け手段５を具備している。この位置付け手段５は、図１０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５１と、基台３０に配設され雄ネジロッド５１の一端部を回転可能に支持する軸受５２と、雄ネジロッド５１の他端に連結され雄ネジロッド５１を回転駆動するためのパルスモータ５３と、上記移動テーブル４の下面に設けられ雄ネジロッド５１に螺合する雌ネジブロック５４とからなっている。このように構成された位置付け手段５は、パルスモータ５３を一方向又は他方向に回転駆動して雄ネジロッド５１を一方向又は他方向に回動することにより、移動テーブル４を矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめる。
【００３０】
図示の実施形態におけるウエーハの分割装置３は、図８に示す環状のフレーム１５を保持するフレーム保持手段６を具備している。フレーム保持手段６は、図９および図１１に示すように円筒状の本体６１と、該本体６１の上端に設けられた環状のフレーム保持部材６２と、該フレーム保持部材６２の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ機構６３とからなっている。円筒状の本体６１は、下端部に上記移動テーブル４に設けられた穴４１の内周面に回動可能に嵌合する装着部６１１を備えているとともに、該装着部６１１の上側外周面には径方向に突出して形成された環状の支持フランジ６１２を備えている。このように構成された円筒状の本体６１の上端に環状のフレーム保持部材６２が設けられている。フレーム保持部材６２の上面は環状のフレーム１５を載置する載置面６２１を形成しており、この載置面６２１上に環状のフレーム１５が載置される。そして、載置面６２１上に載置された環状のフレーム１５は、クランプ機構６３によってフレーム保持部材６２に固定される。従って、フレーム保持手段６は、環状のフレーム１５を介して上記半導体ウエーハ１０に貼着された保護テープ１６を保持するテープ保持手段として機能する。
【００３１】
図示の実施形態におけるウエーハの分割装置３は、図９に示すように上記フレーム保持手段６を回動せしめる回動手段７を具備している。この回動手段７は、上記移動テーブル４に配設されたパルスモータ７１と、該パルスモータ７１の回転軸に装着されたプーリ７２と、該プーリ７２と円筒状の本体６１に設けられた支持フランジ６１２とに捲回された無端ベルト７３とからなっている。このように構成された回動手段７は、パルスモータ７１を駆動することにより、プーリ７２および無端ベルト７３を介してフレーム保持手段６を回動せしめる。
【００３２】
図示の実施形態におけるウエーハの分割装置３は、上記環状のフレーム保持部材６２に保持された環状のフレーム１５に保護テープ１６を介して支持されている半導体ウエーハ１０に分割予定ライン１０１に沿って吸引力を作用せしめる吸引力付与手段８を具備している。吸引力付与手段８は、上記移動テーブル４上に配設され円筒状の本体６１内に配置されている。この吸引力付与手段８は、ウエーハ保持部材８０を備えている。このウエーハ保持部材８０には、その上面に図９および図１０において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に対して直交する方向に延びる断面が矩形状の吸引溝８１が設けられている。吸引溝８１は、その長さＬが上記半導体ウエーハ１０の直径より長く、その幅Ｗが３〜５mm程度に形成されている。図示の実施形態におけるウエーハ保持部材８０には図１２に示すように吸引溝８１の両側にそれぞれ嵌合凹部８２、８３が形成されており、この嵌合凹部８２、８３にそれぞれ多孔質部材８４、８５が嵌合されている。この多孔質部材８４、８５を含むウエーハ保持部材８０の上面は、上記環状のフレーム保持部材６２に保持された環状のフレーム１５に保護テープ１６を介して支持されている半導体ウエーハ１０を保持する保持部として機能する。また、ウエーハ保持部材８０には上記吸引溝８１および嵌合凹部８２、８３にそれぞれ連通する吸引通路８６および８７が形成されており、この吸引通路８６および８７は吸引手段８８に接続されている。吸引手段８８は、吸引源８８１と、該吸引源８８１と上記吸引通路８６、８７とを連通する吸引パイプ８８２、８８３と、該吸引パイプ８８２、８８３にそれぞれ配設された電磁切替弁８８４、８８５とからなっている。電磁切替弁８８４、８８５は、除勢（OFF）している状態では吸引パイプ８８２、８８３の連通を遮断しており、附勢（ON）されると吸引パイプ８８２、８８３を連通する。従って、電磁切替弁８８４が附勢（ON）されると、吸引源８８１から吸引パイプ８８２および吸引通路８６を通して吸引溝８１に負圧が作用する。また、電磁切替弁８８５が附勢（ON）されると、吸引源８８１から吸引パイプ８８３および吸引通路８７を通して嵌合凹部８２、８３に負圧が作用する。
【００３３】
図９に戻って説明を続けると、図示の実施形態におけるウエーハの分割装置３は、上記環状のフレーム保持部材６２に保持された図８に示す環状のフレーム１５に保護テープ１６を介して支持されている半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１を検出するための検出手段９を具備している。検出手段９は、基台３０に配設されたＬ字状の支持柱９１に取り付けられている。この検出手段９は、光学系および撮像素子（ＣＣＤ）等で構成されており、上記吸引力付与手段８の上方位置に配置されている。このように構成された検出手段９は、上記環状のフレーム支持部材６２に保持された環状のフレーム１５に保護テープ１６を介して支持されている半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１を撮像し、これを電気信号に変換して図示しない制御手段に送る。
【００３４】
図示の実施形態におけるウエーハの分割装置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９、図１３および図１４を参照して説明する。
上記図８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を保護テープ１６を介して支持した環状のフレーム１５を、図１３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６２の載置面６２１上に載置し、クランプ機構６３によってフレーム保持部材６２に固定する。
【００３５】
半導体ウエーハ１０を保護テープ１６を介して支持した環状のフレーム１５をフレーム保持部材６２に保持したならば、位置付け手段５を作動して移動テーブル４を矢印Ｙで示す方向（図９参照）に移動し、図１４の(a)に示すように半導体ウエーハ１０に所定方向に形成された１本の分割予定ライン１０１(図示の実施形態においては最左端の分割予定ライン)がウエーハ保持部材８０に設けられた吸引溝８１の幅方向（図１４の(a)において左右方向）中央位置に位置付ける。このとき、検出手段９によって分割予定ライン１０１を撮像し、吸引溝８１との位置合わせを行う。
【００３６】
このようにして、１本の分割予定ライン１０１がウエーハ保持部材８０に設けられた吸引溝８１の幅方向中央位置に位置付けられたならば、吸引力付与手段８の電磁切替弁８８５が附勢（ON）される。この結果、吸引源８８１から吸引パイプ８８３および吸引通路８７を通して嵌合凹部８２、８３に負圧が作用するため、多孔質部材８４、８５を通して半導体ウエーハ１０が貼着された保持テープ１６に作用し、該保持テープ１６を介して半導体ウエーハ１０における上記１本の分割予定ライン１０１の両側の領域がウエーハ保持部材８０の上面に吸引保持される（ウエーハ保持工程）。
【００３７】
次に、電磁切替弁８８４を附勢（ON）し、吸引源８８１から吸引パイプ８８２および吸引通路８６を通して吸引溝８１に負圧を作用せしめる。この結果、図１４の(b)に示すように吸引溝８１に面している保持テープ１６を介して半導体ウエーハ１０が吸引される。この結果、半導体ウエーハ１０には上述したように強度が低下せしめられている上記１本の分割予定ライン１０１に沿って曲げ応力が発生し、半導体ウエーハ１０は強度が低下せしめられている分割予定ライン１０１沿って破断される（破断工程）。
【００３８】
上述したように所定方向に形成された１本の分割予定ライン１０１に沿って破断する破断工程を実施したならば、上述した電磁切替弁８８４を除勢(OFF)するとともに電磁切替弁８８５を除勢(OFF)する。この結果、ウエーハ保持部材８０による半導体ウエーハ１０の吸引保持が解除される。次に、位置付け手段５を作動して移動テーブル４を矢印Ｙで示す方向（図９参照）に分割予定ライン１０１の間隔に相当する分だけ移動し、上記破断工程を実施した分割予定ライン１０１の隣の分割予定ライン１０１をウエーハ保持部材８０に設けられた吸引溝８１の幅方向中央位置に位置付ける。そして、上記ウエーハ保持工程および破断工程を実施する。
【００３９】
以上のようにして、所定方向に形成された全ての分割予定ライン１０１に対して上記ウエーハ保持工程および破断工程を実施したならば、回動手段７を作動してフレーム保持手段６を９０度回動せしめる。この結果、フレーム保持手段６のフレーム保持部材６２に保持された半導体ウエーハ１０も９０度回動することになり、所定方向に形成され上記破断工程が実施された分割予定ライン１０１と直交する方向に形成された分割予定ライン１０１がウエーハ保持部材８０の長手方向と平行な状態に位置付けられる。次に、上記破断工程が実施された分割予定ライン１０１と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン１０１に対して上述しウエーハ保持工程および破断工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０は分割予定ライン１０１に沿って正確且つ確実に個々の半導体チップに分割される。
【００４０】
次に、上記吸引力付与手段８を構成するウエーハ保持部材８０の他の各実施形態について、図１５乃至図１７を参照して説明する。
図１５に示すウエーハ保持部材８０は、上記図１２に示すウエーハ保持部材８０における一方の嵌合凹部８３に嵌合された多孔質部材８５側の保持部である上面高さを、他方の嵌合凹部８２に嵌合された多孔質部材８４側の保持部である上面高さより高くし、両者間に段差Hを形成したものである。この段差Hは、０．１mm程度でよい。なお、図１５に示すウエーハ保持部材８０の他の構成は上記図１２に示すウエーハ保持部材８０と実質的に同一であり、従って、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４１】
図１６に示すウエーハ保持部材８０は、上面に形成される吸引溝８１の断面形状を逆三角形状に形成したものである。なお、図１６に示すウエーハ保持部材８０の他の構成は上記図１２に示すウエーハ保持部材８０と実質的に同一であり、従って、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４２】
図１７に示すウエーハ保持部材８０は、その上面を幅方向(図１７において左右方向)両端から中心に向けて下方に傾斜する二つの傾斜面８９１と８９２によって吸引溝８１を形成したものである。即ち、ウエーハ保持部材６２の上面に嵌合凹部８００を形成し、この嵌合凹部８００に上面が上記傾斜面８９１と８９２を有する多孔質部材８９を嵌合する。そして、ウエーハ保持部材８０には、上記嵌合凹部８００に連通する吸引通路８６が設けられている。この吸引通路８６は、上記図１２に示す吸引パイプ８８２および電磁切替弁８８４を介して吸引源８８１に接続されている。図１７に示すウエーハ保持部材８０においては、上記環状のフレーム保持部材６２に保持された環状のフレーム１５に保護テープ１６を介して支持されている半導体ウエーハ１０を保持する保持部が両端部となる。なお、ウエーハ保持部材８０の吸引溝８１を形成する傾斜面８９１と８９２の角度θは、１７８度程度が適当である。
【００４３】
なお、半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿ってテスト  エレメント  グループ（Ｔｅｇ）と称するテスト用の金属パターン等の薄膜が形成されている場合には、この薄膜は上記破断工程を実施しても破断されない場合がある。従って、半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿って金属パターン等の薄膜が形成されている場合には、上記保護テープ１６を拡張してウエーハの分割予定ライン上に形成されている薄膜を破断し分離する保護テープ拡張工程を実施する。この保護テープ拡張工程は、例えば図１８に示すテープ拡張装置１１を用いて実施する。図１８に示すテープ拡張装置１１は、上記環状のフレーム１５を保持するフレーム保持手段１２と、該フレーム保持手段１２に保持された環状のフレーム１５に装着された保持テープ１６を拡張するテープ拡張手段１３を具備している。フレーム保持手段１３は、環状のフレーム保持部材１２１と、該フレーム保持部材１２１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ機構１２２とからなっている。フレーム保持部材１２１の上面は環状のフレーム１５を載置する載置面１２１ａを形成しており、この載置面１２１ａ上に環状のフレーム１５が載置される。そして、載置面１２１ａ上に載置された環状のフレーム１５は、クランプ機構１２２によってフレーム保持部材１２１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段１２は、テープ拡張手段１３によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００４４】
テープ拡張手段１３は、上記環状のフレーム保持部材１２１の内側に配設される拡張ドラム１３１を具備している。この拡張ドラム１３１は、環状のフレーム１５の内径より小さく該環状のフレーム１５に装着された保持テープ１６に貼着される半導体ウエーハ２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１３１は、下端に支持フランジ１３２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段１３は、上記環状のフレーム保持部材１２１を上下方向に進退可能な支持手段１４を具備している。この支持手段１４は、上記支持フランジ１３２上に配設された複数のエアシリンダ１４１からなっており、そのピストンロッド１４２が上記環状のフレーム保持部材１２１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ１４１からなる支持手段１４は、環状のフレーム保持部材１２１を載置面１２１ａが拡張ドラム１３１の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム１３１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。
【００４５】
以上のように構成されたテープ拡張装置１１を用いて実施する保護テープ拡張工程について図１９を参照して説明する。即ち、図１９の(a)に示すように半導体ウエーハ１０（分割予定ライン１０１に沿って破断されている）を保持テープ１６を介して支持した環状のフレーム１５を、フレーム保持手段１２を構成するフレーム保持部材１２１の載置面１２１ａ上に載置し、クランプ機構１２２によってフレーム保持部材１２１に固定する。このとき、フレーム保持部材１２１は図１９の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。なお、図１９の（ａ）に示すように半導体ウエーハ１０を保持テープ１６を介して支持した環状のフレーム１５をフレーム保持手段１２に保持した状態では、図１９の（b）に示すように半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿って形成されているテスト  エレメント  グループ（Ｔｅｇ）と称するテスト用の金属パターン１０３は破断されないで残っている。
【００４６】
次に、テープ拡張手段１３を構成する支持手段１４としての複数のエアシリンダ１４１を作動して、環状のフレーム保持部材１２１を図２０の（a）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１２１の載置面１２１ａ上に固定されている環状のフレーム１５も下降するため、図２０の（a）に示すように環状のフレーム１５に装着された保持テープ１６は拡張ドラム１３１の上端縁に当接して拡張せしめられる（保護テープ拡張工程）。この結果、保護テープ１６に貼着されている半導体ウエーハ１０は上述したように分割予定ライン１０１に沿って破断されているので、図２０の（b）に示すように分割予定ライン１０１に沿って隙間Sが形成される。従って、半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿って形成されているテスト用の金属パターン１０３には引張力が作用し、金属パターン１０３は分割予定ライン１０１に沿って正確かつ確実に破断される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明によるウエーハの分割方法によって分割される半導体ウエーハの斜視図。
【図２】本発明によるウエーハの分割方法のレーザー加工工程を実施するレーザー加工装置の要部斜視図。
【図３】図２に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段の構成を簡略に示すブロック図。
【図４】パルスレーザー光線の集光スポット径を説明するための簡略図。
【図５】本発明によるウエーハの分割方法におけるレーザー加工工程の一実施形態を示す説明図。
【図６】本発明によるウエーハの分割方法におけるレーザー加工工程の他の実施形態を示す説明図。
【図７】図６に示すレーザー加工工程を実施することによってレーザー加工溝が形成された半導体ウエーハの断面拡大図。
【図８】レーザー加工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保護テープの表面に貼着した状態を示す斜視図。
【図９】本発明によるウエーハの分割方法における分割工程を実施するためのウエーハの分割装置の斜視図。
【図１０】図９に示す分割装置の要部を分解して示す斜視図。
【図１１】図９に示す分割装置を構成する移動テーブルとフレーム保持手段を示す断面図。
【図１２】図９に示す分割装置のを構成する吸引力付与手段のウエーハ保持部材を破断して示す説明図。
【図１３】図８に示す分割装置を構成するフレーム保持手段に保護テープを介して半導体ウエーハを支持した環状のフレームを保持した状態を示す要部断面図。
【図１４】本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ保持工程および破断工程を示す説明図。
【図１５】図９に示す分割装置の吸引力付与手段を構成するウエーハ保持部材の他の実施形態を示す要部断面図。
【図１６】図９に示す分割装置の吸引力付与手段を構成するウエーハ保持部材の更に他の実施形態を示す要部断面図。
【図１７】図９に示す分割装置の吸引力付与手段を構成するウエーハ保持部材の更に他の実施形態を示す要部断面図。
【図１８】本発明によるウエーハの分割方法における保護テープ拡張工程を実施するためのテープ拡張装置の斜視図。
【図１９】本発明によるウエーハの分割方法における保護テープ拡張工程の説明図。
【図２０】本発明によるウエーハの分割方法における保護テープ拡張工程の説明図。
【符号の説明】
【００４８】
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：ウエーハの分割装置
３０：基台
４：移動テーブル
５：位置付け手段
５１：雄ネジロッド
５１：パルスモータ
６：フレーム保持手段
７：回動手段
７１：パルスモータ
８：吸引力付与手段
８１：吸引溝
８０：ウエーハ保持部材
８６、８７：吸引通路
８８：吸引手段
８８１：吸引源
８８２、８８３：吸引パイプ
８８４、８８５：電磁切替弁
９：検出手段
１０：半導体ウエーハ
１０１：分割予定ライン
１０２：回路
１１０：変質層
１２０：レーザー加工溝
１１：テープ拡張装置
１２：フレーム保持手段
１２１：フレーム保持部材
１２２：フレーム保持部材
１３：テープ拡張手段
１３１：拡張ドラム
１５：環状のフレーム
１６：保護テープ
【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８】
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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】
2006108273.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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