(57)【要約】      （修正有）【課題】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機能素子が形成されたウエーハを、該分割予定ラインに沿って個々のチップに分離するウエーハの分離方法において、個々に分割されたチップ間に所定の間隙を設けて維持することができるウエーハの分離方法を提供する。【解決手段】ウエーハ１０に対して透過性を有するレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し変質層を形成した後、ウエーハ１０が貼着された保持テープ３を拡張して変質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のチップ１００に分割するとともに各チップ間に間隙Ｓを形成し、この状態で保持テープ３におけるウエーハ１０が貼着されている領域に外的刺激を付与し保護テープの粘着層を硬化して各チップ間の間隙を維持せしめる。【選択図】  図１１
2006054246.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機能素子が形成されたウエーハを、該分割予定ラインに沿って個々のチップに分離するウエーハの分離方法であって、
該ウエーハに対して透過性を有するレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該ウエーハの内部に該分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施された該ウエーハを、環状のフレームに装着され外的刺激によって硬化する粘着層を備えた保持テープに貼着するウエーハ支持工程と、
該ウエーハが貼着された保持テープを拡張して該ウエーハを該変質層が形成された該分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するとともに、各チップ間に間隙を形成するテープ拡張工程と、
該テープ拡張工程によって各チップ間に間隙が形成された状態で、該保持テープにおける該ウエーハが貼着されている領域に外的刺激を付与し該粘着層を硬化して各チップ間の間隙を維持せしめるチップ間間隙維持工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分離方法。
【請求項２】
該拡張テープは所定温度以上の熱によって収縮する合成樹脂シートによって形成されており、該チップ間間隙維持工程を実施した後に該環状のフレームに装着された該保持テープにおける該環状のフレームの内周と該ウエーハとの間の領域を加熱して該領域を収縮せしめるテープ収縮工程を実施する、請求項１記載のウエーハの分離方法。
【請求項３】
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機能素子が形成されたウエーハを、該分割予定ラインに沿って個々のチップに分離するウエーハの分離方法であって、
環状のフレームに装着され外的刺激によって硬化する粘着層を備えた保持テープに該ウエーハを貼着するウエーハ支持工程と、
該環状のフレームに装着された該保持テープに貼着された該ウエーハに、該ウエーハに対して透過性を有するレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該ウエーハの内部に該分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該ウエーハが貼着された保持テープを拡張して該ウエーハを該変質層が形成された該分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するとともに、各チップ間に間隙を形成するテープ拡張工程と、
該テープ拡張工程によって各チップ間に間隙が形成された状態で該保持テープにおける該ウエーハが貼着されている領域に外的刺激を付与し該粘着層を硬化されて各チップ間の間隙を維持せしめるチップ間間隙維持工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分離方法。
【請求項４】
該拡張テープは所定温度以上の熱によって収縮する合成樹脂シートによって形成されており、該チップ間間隙維持工程を実施した後に該環状のフレームに装着された該保持テープにおける該環状のフレームの内周と該ウエーハとの間の領域を加熱して該領域を収縮せしめるテープ収縮工程を実施する、請求項３記載のウエーハの分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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機能素子が形成されたウエーハを、該分割予定ラインに沿って個々のチップに分離するウエーハの分離方法に関する。
【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持テープを拡張してウエーハに引張力を付与することにより、ウエーハを変質層が形成された分割予定ラインに沿って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、分割予定ラインに沿って強度が低下して形成されたウエーハが貼着された保持テープを拡張してウエーハに引張力を付与することにより、ウエーハを個々のチップに分割する方法においては、保持テープを拡張してウエーハを個々のチップに分割した後に張力を解除すると、拡張された保持テープが収縮し搬送時等においてチップ同士が接触してチップが損傷す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して形成されたウエーハが貼着された保持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、個々に分割されたチップ間に所定の間隙を設けて維持することができるウエーハの分離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機能素子が形成されたウエーハを、該分割予定ラインに沿って個々のチップに分離するウエーハの分離方法であって、
該ウエーハに対して透過性を有するレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該ウエーハの内部に該分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程が実施された該ウエーハを、環状のフレームに装着され外的刺激によって硬化する粘着層を備えた保持テープに貼着するウエーハ支持工程と、
該ウエーハが貼着された保持テープを拡張して該ウエーハを該変質層が形成された該分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するとともに、各チップ間に間隙を形成するテープ拡張工程と、
該テープ拡張工程によって各チップ間に間隙が形成された状態で、該保持テープにおける該ウエーハが貼着されている領域に外的刺激を付与し該粘着層を硬化して各チップ間の間隙を維持せしめるチップ間間隙維持工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分離方法が提供される。
【００１０】
また、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機能素子が形成されたウエーハを、該分割予定ラインに沿って個々のチップに分離するウエーハの分離方法であって、
環状のフレームに装着され外的刺激によって硬化する粘着層を備えた保持テープに該ウエーハを貼着するウエーハ支持工程と、
該環状のフレームに装着された該保持テープに貼着された該ウエーハに、該ウエーハに対して透過性を有するレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該ウエーハの内部に該分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該ウエーハが貼着された保持テープを拡張して該ウエーハを該変質層が形成された該分割予定ラインに沿って個々のチップに分割するとともに、各チップ間に間隙を形成するテープ拡張工程と、
該テープ拡張工程によって各チップ間に間隙が形成された状態で該保持テープにおける該ウエーハが貼着されている領域に外的刺激を付与し該粘着層を硬化されて各チップ間の間隙を維持せしめるチップ間間隙維持工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分離方法が提供される。
【００１１】
上記拡張テープは所定温度以上の熱によって収縮する合成樹脂シートによって形成されており、上記チップ間間隙維持工程を実施した後に環状のフレームに装着された保持テープにおける環状のフレームの内周とウエーハとの間の領域を加熱して該領域を収縮せしめるテープ収縮工程を実施することが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるウエーハの分離方法は、テープ拡張工程によって各チップ間に間隙が形成された状態で保持テープにおけるウエーハが貼着されている領域に外的刺激を付与し保持テープの粘着層を硬化して各チップ間の間隙を維持せしめるチップ間間隙維持工程を実施するので、個々に分割されたチップ同士が接触することはなく、搬送時等においてチップ同士が接触することによる損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明によるウエーハの分離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。
【００１４】
図１には、本発明に従って個々のチップに分離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３００μm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離する分割方法の一実施形態について説明する。
【００１５】
半導体ウエーハ１０を個々の半導体チップに分離するには、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変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程は、図２乃至図４に示すレーザー加工装置１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１は、被加工物を保持するチャックテーブル１１と、該チャックテーブル１１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１２と、チャックテーブル１１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段１３を具備している。チャックテーブル１１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。
【００１６】
上記レーザー光線照射手段１２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング１２１を含んでいる。ケーシング１２１内には図３に示すようにパルスレーザー光線発振手段１２２と伝送光学系１２３とが配設されている。パルスレーザー光線発振手段１２２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器１２２ａと、これに付設された繰り返し周波数設定手段１２２ｂとから構成されている。伝送光学系１２３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１２１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１２４が装着されている。上記パルスレーザー光線発振手段１２２から発振されたレーザー光線は、伝送光学系１２３を介して集光器１２４に至り、集光器１２４から上記チャックテーブル１１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１２４の対物レンズ１２４ａ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１２４ａ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１２４ａの焦点距離（ｍｍ）、で規定される。
【００１７】
上記レーザー光線照射手段１２を構成するケーシング１２１の先端部に装着された撮像手段１３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。
【００１８】
上述したレーザー加工装置１を用いて実施する変質層形成工程について、図２、図５および図６を参照して説明する。
この変質層形成行程は、先ず上述した図２に示すレーザー加工装置１のチャックテーブル１１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１１上に半導体ウエーハ１０を吸着保持する。半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル１１は、図示しない移動機構によって撮像手段１３の直下に位置付けられる。
【００１９】
チャックテーブル１１が撮像手段１３の直下に位置付けられると、撮像手段１３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１３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１２の集光器１２４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１３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。
【００２０】
以上のようにしてチャックテーブル１１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１１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段１２の集光器１２４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１２の集光器１２４の直下に位置付ける。そして、集光器１２４から半導体ウエーハ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１１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１２の集光器１２４の照射位置が分割予定ライン１０１の他端（図５の（b）において右端）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１１即ち半導体ウエーハ１０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。
【００２１】
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
集光点のピークパワー密度：３．２×１０１０Ｗ／cm2
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２２】
なお、半導体ウエーハ１０の厚さが厚い場合には、図６に示すように集光点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を形成する。例えば、上述した加工条件においては１回に形成される変質層の厚さは約５０μｍであるため、上記変質層形成工程を例えば３回実施して１５０μmの変質層２１０を形成する。また、厚さが３００μｍのウエーハ１０に対して６層の変質層を形成し、半導体ウエーハ１０の内部に分割予定ライン１０１に沿って表面１０ａから裏面１０ｂに渡って変質層を形成してもよい。
【００２３】
上述した変質層形成工程によって半導体ウエーハ１０の内部に全ての分割予定ライン１０１に沿って変質層１１０を形成したならば、ウエーハの一方の面を環状のフレームに装着され外的刺激によって硬化する粘着層を備えた保持テープの表面に貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図７に示すように環状のフレーム２の内側開口部を覆うように外周部が装着された保持テープ３の表面に半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂを貼着する。なお、上記保持テープ３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、紫外線等の外的刺激によって硬化するアクリル樹脂系の粘着層が厚さが５μｍ程度塗布されている。また、保持テープ３のシート基材としては、常温では伸縮性を有し所定温度（例えば７０度）以上の熱によって収縮する性質を有するポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン等の合成樹脂シートを用いることが望ましい。また、半導体ウエーハ１０の裏面１０bボンディング用の接着フィルムを貼着して保持テープ３に貼着すると、後述するテープ拡張工程において接着フィルムを半導体チップに対応して破断することができる。
【００２４】
上述したウエーハ支持工程を実施したならば、半導体ウエーハ１０が貼着されている保持テープ３を拡張して、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に沿って個々のチップに分割するとともに、各チップ間に間隙を形成するテープ拡張工程を実施する。このテープ拡張工程は、図８および図９に示すテープ拡張装置４を用いて実施する。
【００２５】
図８にはテープ拡張装置４の斜視図が示されており、図９には図８に示すテープ拡張装置４の断面図が示されている。図示の実施形態におけるテープ拡張装置４は、上記環状のフレーム２を保持するフレーム保持手段５と、上記環状のフレーム２に装着された保持テープ３を拡張する張力付与手段６を具備している。フレーム保持手段５は、図８および図９に示すように環状のフレーム保持部材５１と、該フレーム保持部材５１の外周に配設された固定手段としての４個のクランプ機構５２とからなっている。フレーム保持部材５１の上面は環状のフレーム２を載置する載置面５１１を形成しており、この載置面５１１上に環状のフレーム２が載置される。そして、フレーム保持部材５１の載置面５１１上に載置された環状のフレーム２は、クランプ機構５２によってフレーム保持部材５１に固定される。
【００２６】
上記張力付与手段６は、上記環状のフレーム保持部材５１の内側に配設される拡張ドラム６１を具備している。この拡張ドラム６１は、環状のフレーム３の内径より小さく該環状のフレーム２に装着された保持テープ３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６１は、下端に支持フランジ６１１を備えている。図示の実施形態における張力付与手段６は、上記環状のフレーム保持部材５１を上下方向（軸方向）に進退可能な支持手段６２を具備している。この支持手段６３は、上記支持フランジ６１１上に配設された複数（図示の実施形態においては４個）のエアシリンダ６２１からなっており、そのピストンロッド６２２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６２１からなる支持手段６２は、環状のフレーム保持部材５１を載置面５１１が拡張ドラム６１の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム６１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。
【００２７】
図示のテープ拡張装置４は、図９に示すように上記拡張ドラム６１内に配設された紫外線照射ランプ７を備えている。この紫外線照射ランプ７は、上記フレーム保持手段５に保持された環状のフレーム２に装着された保持テープ３における半導体ウエーハ１０が貼着されている領域に外的刺激としての紫外線を付与する。また、テープ拡張装置４は、上記拡張ドラム６１の上部外周面に装着された加熱手段としての環状の赤外線ヒータ８を具備している。この赤外線ヒータ８は、上記フレーム保持手段５に保持された環状のフレーム２に装着された保持テープ３における環状のフレーム３の内周と半導体ウエーハ１０との間の領域を加熱する。
【００２８】
以上のように構成されたテープ拡張装置４を用いて実施するテープ拡張工程について図１０を参照して説明する。即ち、上記図７に示すように半導体ウエーハ１０（分割予定ライン１０１に沿って変質層１１０が形成されている）を保持テープ３を介して支持した環状のフレーム２を、図１０の（a）に示すようにフレーム保持手段５を構成するフレーム保持部材５１の載置面５１１上に載置し、クランプ機構５２によってフレーム保持部材５１に固定する。このとき、フレーム保持部材５１は図１０(a)に示す基準位置に位置付けられている。
【００２９】
次に、張力付与手段６を構成する支持手段６２としての複数のエアシリンダ６２１を作動して、環状のフレーム保持部材５１を図１０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５１の載置面５１１上に固定されている環状のフレーム２も下降するため、図１０の（b）に示すように環状のフレーム２に装着された保持テープ３は拡張ドラム６１の上端縁に当接して拡張せしめられる。この結果、保持テープ３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半導体チップ１００に分割される。このテープ拡張工程においては上述したように保持テープ３は拡張されているので、半導体ウエーハ１０が個々の半導体チップ１００に分割されると、各チップ間に間隙Sが形成される。なお、上記テープ拡張工程における保持テープ３の拡張量即ち伸び量は、フレーム保持部材５１の下方への移動量によって調整することができ、本発明者等の実験によると保持テープ３を２０ｍｍ程度引き伸ばしたときに半導体ウエーハ１０を変質層１１０が形成されている分割予定ライン１０１に沿って破断することができた。このとき、個々に分割された各半導体チップ１００間の間隙Sは、１mm程度となった。
【００３０】
上述したようにテープ拡張工程を実施したならば、上述したように各チップ間に間隙Sが形成された状態で、保持テープ３における半導体ウエーハ１０が貼着されている領域に外的刺激を付与し、保持テープに塗布された粘着層を硬化して各チップ間の間隙Sを維持せしめるチップ間間隙維持工程を実施する。このチップ間間隙維持工程は、上述したテープ拡張工程を実施した上記図１０の（b）に示す状態で実施する。即ち、図１１に示すように上述したテープ拡張工程を実施した状態で、紫外線照射ランプ７を点灯して保持テープ３における半導体ウエーハ１０が貼着されている領域３aに紫外線を照射する。この結果、保持テープ３に塗布されている粘着層が硬化して、各半導体チップ１００間の間隙Sは間隙が形成された状態に維持される。従って、個々に分割された半導体チップ１００同士が接触することはなく、搬送時等において半導体チップ１００同士が接触することによる損傷を防止することができる。
【００３１】
図示の実施形態におけるウエーハの分離方法は、上述したチップ間間隙維持工程を実施した後に、環状のフレーム２に装着された保持テープ３における環状のフレーム２の内周と半導体ウエーハ１０との間の領域を加熱して該領域を収縮せしめるテープ収縮工程を実施する。このテープ収縮工程は、図１２の（a）に示すように上述したチップ間間隙維持工程を実施した状態で赤外線ヒータ８を附勢（ON）する。この結果、保持テープ３における環状のフレーム２の内周と半導体ウエーハ１０との間の領域３bは、赤外線ヒータ８によって照射される赤外線により加熱され収縮する。この収縮作用に合わせて、張力付与手段６を構成する支持手段６２としての複数のエアシリンダ６２１を作動して、環状のフレーム保持部材５１を図１２の(b)に示す基準位置に上昇せしめる。なお、上記赤外線ヒータ８による保持テープ３の加熱温度は７０〜１００℃が適当であり、加熱時間は５〜１０秒でよい。このように、保持テープ３における環状のフレーム２の内周と半導体ウエーハ１０との間の領域３bを収縮させることにより、上記テープ拡張工程において拡張された保持テープ３の弛みが除去される。従って、上述したように保持テープ３を介して環状のフレーム２に支持されテープ収縮工程およびチップ間間隙維持工程が実施された半導体ウエーハ１０（個々の半導体チップ１００に分離されている）を、カセットに収容することができる。
【００３２】
次に、本発明によるウエーハの分離方法の他の実施形態について説明する。
この実施形態においては、先ず環状のフレームに装着され外的刺激によって硬化する粘着層を備えた拡張テープにウエーハを貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図１３に示すように環状のフレーム２に装着された保持テープ３の表面に半導体ウエーハ１０の表面１０aを貼着する（従って、半導体ウエーハ１０の裏面１０bが上側となる）。なお、環状のフレーム２および保持テープ３は、上記図７に示す実施形態における環状のフレーム２および保持テープ３と同様のテープを用いることができる。
【００３３】
このようにしてウエーハ支持工程を実施したならば、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変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程は、上記図２乃至４に示すレーザー加工装置１を用い、保持テープ３側をチャックテーブル１１に保持し（従って、半導体ウエーハ１０の裏面１０bが上側となる）、上述したと同様に半導体ウエーハ１０の裏面１０b側から分割予定ライン１０１に沿ってレーザー光線を照射して、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。
【００３４】
変質層形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ１０が貼着されている保持テープ３を拡張して、半導体ウエーハ１０を変質層が形成された分割予定ライン１０１に沿って個々のチップに分割するとともに、各チップ間に間隙を形成するテープ拡張工程を実施する。このテープ拡張工程は、上記図８および図９に示すテープ拡張装置４を用い、上記図１０に示すように保持テープ３を拡張することにより、半導体ウエーハ１０を変質層が形成された分割予定ライン１０１に沿って個々のチップ１００に分割するとともに、各チップ間に間隙Sを形成する。
【００３５】
テープ拡張工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０を変質層が形成された分割予定ライン１０１に沿って個々のチップ１００に分割するとともに、各チップ間に間隙Sを形成したならば、上記図１１に示すように各チップ間に間隙Sが形成された状態で、保持テープ３における半導体ウエーハ１０が貼着されている領域３aに紫外線を照射し、保持テープ３に塗布された粘着層を硬化して各チップ間の間隙Sを維持せしめるチップ間間隙維持工程を実施する。次に、図１２に示すように環状のフレーム２に装着された保持テープ３における環状のフレーム２の内周と半導体ウエーハ１０との間の領域３bを加熱して該領域３bを収縮せしめるテープ収縮工程を実施する。
【００３６】
以上のように、最初に半導体ウエーハの表面を環状のフレームに装着された保持テープの表面に貼着するウエーハ支持工程を実施することにより、ウエーハは保持テープを介して環状のフレームに支持された状態で、上記変質層形成工程、テープ拡張工程、チップ間間隙維持工程およびテープ収縮工程を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明によるウエーハの分離方法によって個々のチップに分離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離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離方法における変質層形成行程の説明図。
【図６】図５に示す変質層形成行程においてウエーハの内部に変質層を積層して形成した状態を示す説明図。
【図７】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保護テープの表面に貼着した状態を示す斜視図。
【図８】本発明によるウエーハの分離方法における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９】図８に示す分割装置の断面図。
【図１０】本発明によるウエーハの分離方法におけるテープ拡張工程を示す説明図。
【図１１】本発明によるウエーハの分離方法におけるチップ間間隙維持工程を示す説明図。
【図１２】本発明によるウエーハの分離方法におけるテープ収縮工程を示す説明図。
【図１３】本発明によるウエーハの分離方法における他の実施形態を示すもので、環状のフレームに装着された保護テープの表面に半導体ウエーハを貼着した状態を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３８】
１：レーザー加工装置
１１：レーザー加工装置のチャックテーブル
１２：レーザー光線照射手段
１３：撮像手段
２：環状のフレーム 
３：保持テープ
４：テープ拡張装置
５：フレーム保持手段
５１：フレーム保持部材
５２：クランプ機構
６：張力付与手段
６１：拡張ドラム
６２：支持手段
７：紫外線照射ランプ
８：赤外線ヒータ
１０：半導体ウエーハ
１０１：分割予定ライン
１０２：回路
１１０：変質層
１００：半導体チップ
【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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