(57)【要約】【課題】ウエーハのストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射することにより変質層を形成し、該変質層が形成されたストリートに沿って個々のデバイスに分割する分割方法において、デバイスの抗折強度を低下させることなく分割することができるウエーハの分割方法を提供する。【解決手段】表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリート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を、ストリートに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの分割方法であって、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線をストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、ウエーハの裏面側から該ストリートと対応する領域に溝を形成する溝形成工程と、ストリートに沿って変質層と溝が形成されたウエーハに外力を付与し、変質層と溝が形成されたストリートに沿ってウエーハを個々のデバイスに破断するウエーハ破断工程とを含む。【選択図】図５
2008227276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリート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を、ストリートに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を該ストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
ウエーハの裏面側から該ストリートと対応する領域に溝を形成する溝形成工程と、
ストリートに沿って変質層と溝が形成されたウエーハに外力を付与し、該変質層と溝が形成されたストリートに沿ってウエーハを個々のデバイスに破断するウエーハ破断工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法。
【請求項２】
該変質層形成工程はウエーハの表面から少なくとも２０μmの深さまで変質層を形成し、該溝形成工程はウエーハの裏面から少なくとも５０μmの深さの溝を形成するとともに、該変質層が該溝の底面に露出するように形成する、請求項１記載のウエーハの分割方法。
【請求項３】
該変質層形成工程は、ウエーハの裏面側からレーザー光線を照射する、請求項１又は２記載のウエーハの分割方法。
【請求項４】
該溝形成工程は、切削装置によって切削溝を形成する、請求項１から３のいずれかに記載のウエーハの分割方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリート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を、ストリートに沿って分割するウエーハの分割方法に関する。
【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、液晶ドライバー、フラッシュメモリ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリート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。
【０００３】
上述した半導体ウエーハのストリートに沿った切断は、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備えたスピンドルユニットを含んでいる。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、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ストリートとしては幅が５０μｍ程度必要となり、ウエーハの面積に対するストリートが占める面積比率が大きく、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波長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ストリートに沿って外力を加えることにより、被加工物を破断して分割するものであり、ストリートの幅を狭くすることが可能となる。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、厚みが比較的厚い(例えば３００μm) 液晶ドライバーやフラッシュメモリ等が形成されたウエーハにおいては、変質層が形成されたストリートに沿っての破断を容易にするために、変質層をウエーハの表面から裏面に渡って形成する場合がある。このように変質層をウエーハの表面から裏面に渡って形成すると、分割されたデバイスの全側面に変質層が残留するため、特に裏面に残留した変質層によってデバイスの抗折強度が著しく低下し、その後の製造工程および製品となった後にデバイスが破損するという問題が生ずる。
【０００７】
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、ウエーハのストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射することにより変質層を形成し、該変質層が形成されたストリートに沿って個々のデバイスに分割する分割方法において、デバイスの抗折強度を低下させることなく分割することができるウエーハの分割方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリート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を、ストリートに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を該ストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
ウエーハの裏面側から該ストリートと対応する領域に溝を形成する溝形成工程と、
ストリートに沿って変質層と溝が形成されたウエーハに外力を付与し、該変質層と溝が形成されたストリートに沿ってウエーハを個々のデバイスに破断するウエーハ破断工程と、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。
【０００９】
上記変質層形成工程はウエーハの表面から少なくとも２０μmの深さまで変質層を形成し、上記溝形成工程はウエーハの裏面から少なくとも５０μmの深さの溝を形成するとともに、変質層が溝の底面に露出するように形成することが望ましい。
また、上記変質層形成工程は、ウエーハの裏面側からレーザー光線を照射することが望ましい。
上記溝形成工程は、切削装置によって切削溝を形成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明におけるウエーハの分割方法によれば、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を該ストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施した後に、ウエーハの裏面側から該ストリートと対応する領域に溝を形成する溝形成工程を実施するので、ストリートに沿って分割された個々のデバイスは溝の深さに対応する領域には変質層が残存していないので、抗折強度が低下することがない。また、本発明によるウエーハの分割方法によれば、ウエーハの表面側にはストリートに沿って変質層が形成され、この変質層に沿って分割されるので、ストリートの幅を狭くすることができる。
【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分割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、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２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２ａに格子状に形成されて複数のストリート２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ、液晶ドライバー、フラッシュメモリ等のデバイス２２が形成されている。以下、この半導体ウエーハ２を個々のデバイス２２（チップ）に分割するウエーハの分割方法について説明する。
【００１３】
上述した半導体ウエーハ２の表面２ａには、デバイス２２を保護するために図２に示すように保護部材３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２の表面２ａに保護部材３を貼着したならば、半導体ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線をストリート２１に沿って照射して半導体ウエーハ２の内部にストリート２１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、図示の実施形態においては図３に示すレーザー加工装置を用いて実施する。図３に示すレーザー加工装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１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４２と、チャックテーブル４１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段４３を具備している。チャックテーブル４１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３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。
【００１５】
上記レーザー光線照射手段４２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング４２１を含んでいる。ケーシング４２１内には図示しない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や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング４２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器４２２が装着されている。
【００１６】
上記レーザー光線照射手段４２２を構成するケーシング４２１の先端部に装着された撮像手段４３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図示しない制御手段に送る。
【００１７】
上述したレーザー加工装置３を用いて変質層形成工程を実施するには、図３に示すようにレーザー加工装置４のチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２の保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上に吸引保持された半導体ウエーハ２は裏面２ｂが上側となる。なお、半導体ウエーハ２は裏面２ｂは研磨加工が施されており、透過性を有する波長のレーザー光線が入り易いので裏面からレーザー光線を照射することが好ましいが、ストリート２１に金属膜がない場合は表面からレーザー光線を照射して変質層を形成してもよい。
【００１８】
上述したようにウエーハ保持工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を形成する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半導体ウエーハ２の裏面２ｂ側からストリート２１に沿って照射し、半導体ウエーハ２の内部にストリート２１に沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。変質層形成工程を実施するには、先ず半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１は、図示しない移動機構によって撮像手段４３の直下に位置付けられる。そして、撮像手段４３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２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４３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１と、このストリート２１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４２の集光器４２２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２に形成されている上記所定方向に対して直交して延びるストリート２１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（アライメント工程）。このとき、半導体ウエーハ２のストリート２１が形成されている表面２ａは下側に位置しているが、撮像手段４３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２ｂから透かしてストリート２１を撮像することができる。
【００１９】
以上のようにしてアライメント工程を実施したならば、図４の（ａ）で示すようにチャックテーブル４１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２の集光器４２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２１の一端（図４の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段４２の集光器４２２の直下に位置付ける。そして、集光器４２２からシリコン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４１を図４の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図４の（ｂ）で示すように集光器４２２の照射位置がストリート２１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４１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２の表面２ａ（下面）付近に合わせることにより、半導体ウエーハ２には表面２ａ（下面）に露出するとともに表面２ａから内部に向けて変質層２３が形成される。この変質層２３は、溶融再固化層として形成される。なお、変質層形成工程においては、上述したように半導体ウエーハ２の裏面２ｂ側から照射することが望ましい。即ち、半導体ウエーハ２の裏面２ｂは平坦にかつ鏡面に研磨されているので、照射されるパルスレーザー光線が乱反射することがなく、所定の位置に正確に集光点を合わせることができる。
【００２０】
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
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
パルス出力              ：１０μJ
集光スポット径          ：φ１μｍ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２１】
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６回実施することにより、厚さが３００μmの半導体ウエーハ２の内部にストリート２１に沿って表面２ａから裏面２ｂに渡って変質層を形成することができる。なお、半導体ウエーハ２の裏面２ｂには後述するようにストリートと対応する領域に少なくとも５０μmの溝を形成するので、図４の（c）に示すように変質層２３は裏面２ｂから少なくとも５０μm内部位置まで形成することが望ましい。また、変質層は半導体ウエーハ２の表面２ａから裏面２ｂに渡って変質層を形成することが好ましいが、表面２ａからまたは裏面２ｂから１０〜２０μｍの領域まで変質層が形成されていない場合でもウエーハの厚みの８０％程度変質層が形成されていればウエーハを個々のデバイスに分割することができる。なお、半導体ウエーハはシリコン基板の表面に１０μｍ程の厚みでデバイス層が積層されて構成されており、デバイス層に変質層が形成されてもデバイス層は脆性が低く変質層が残存しても抗折強度の低下を招かないが、シリコンは脆性が高く裏面に変質層が残存すると抗折強度の低下を招く。
【００２２】
以上のようにして、半導体ウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２１に沿って上記変質層形成工程を実行したならば、チャックテーブル４１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各ストリート２１に沿って上記変質層形成工程を実行する。
【００２３】
上述した変質層形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面２ｂからストリート２１と対応する領域に溝を形成する溝形成工程を実施する。この溝形成工程の第１の実施形態は図５の(a)に示す切削装置５を用いて実施する。図５の(a)に示す切削装置５は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル５１と、切削ブレード５２１を備えた切削手段５２と、撮像手段５３を具備している。溝形成工程を実施するには、チャックテーブル５１上に上述した変質層形成工程が実施された半導体ウエーハ２の表面２ａ側を載置する。従って、半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。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２をチャックテーブル５１上に保持する。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル５１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段５３の直下に位置付けられる。
【００２４】
チャックテーブル５１が撮像手段５３の直下に位置付けられると、撮像手段５３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の切削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５３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２１と、切削ブレード５２１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、切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直角に延びる分割予定ライン２１に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ２のストリート２１が形成されている表面２ａは下側に位置しているが、撮像手段５３としては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用いることにより、裏面２ｂから透かしてストリート２１を撮像することができる。
【００２５】
以上のようにしてチャックテーブル５１上に保持されている半導体ウエーハ２の切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル５１を切削領域の切削開始位置に移動する。そして、切削ブレード５２１を図５の(a)において矢印５２１aで示す方向に回転しつつ下方に移動して所定量の切り込み送りを実施する。この切り込み送り位置は、切削ブレード５２１の外周縁が半導体ウエーハ２の裏面２ｂ（上面）から少なくとも５０μｍ内部の深さ位置に設定されている。このようにして、切削ブレード５２１の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード５２１を回転しつつチャックテーブル５１を図５の(a)において矢印Ｘで示す方向に切削送りすることにより、図５の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の裏面２ｂにはストリート２１に沿って切削溝２４が形成される（溝形成工程）。この切削溝２４の深さは、後述するよう個々の分割されたデバイス２２の抗折強度の低下を防ぐためには少なくとも５０μｍ必要である。そして、後述するよう半導体ウエーハ２を上記変質層２３が形成されたストリート２１に沿って正確かつ容易に破断するためには、切削溝２４の底面に変質層２３が露出していることが望ましい。
上述した溝形成工程を全てのストリート２１と対応する領域に実施する。
【００２６】
次に、溝形成工程の第２の実施形態について、図６および７を参照して説明する。
溝形成工程の第２の実施形態は、上記図３に示すレーザー加工装置４と同様のレーザー加工装置を用いて実施する。従って、レーザー加工装置の各部材の符号は図３に示すレーザー加工装置４と同一符号を用いて説明する。
上記変質層形成工程が実施された半導体ウエーハ２は、保護部材３側をチャックテーブル４１上に載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上に吸引保持された半導体ウエーハ２は裏面２ｂが上側となる。このようにウエーハ保持工程を実施したならば、上述したアライメント工程を実施する。
【００２７】
次に、図７の（ａ）で示すようにチャックテーブル４１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２の集光器４２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２１の一端（図７の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段４２の集光器４２２の直下に位置付ける。図７の（ａ）で示すようにチャックテーブル４１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２の集光器４２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２１を集光器４２２の直下に位置付ける。このとき、図７の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は、ストリート２１一端(図７の（ａ）において左端)が集光器４２２の直下に位置するように位置付けられる。次に、レーザー光線照射手段４２の集光器４２２からシリコンウエーハに対して吸収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４１即ち半導体ウエーハ２を図７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（レーザー加工溝形成工程）。そして、図７の（ｂ）で示すようにストリート２１の他端（図７の（ｂ）において右端）が集光器４２２の直下位置に達したら、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４１即ち半導体ウエーハ２の移動を停止する。このレーザー加工溝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２の裏面２ｂ（上面）付近に合わせる。
【００２８】
上述したレーザー加工溝形成工程を実施することにより、半導体ウエーハ２の裏面２ｂにおけるストリート２１と対応する領域はアブレーション加工され、図７の（ｂ）および図７の（c）に示すようにレーザー加工溝２５が形成される。このレーザー加工溝２５は、上述した切削溝２４と同様に少なくとも５０μｍの深さで、底面に変質層２３が露出する深さに設定される。なお、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してアブレーション加工によってレーザー加工溝を形成すると、シリコンが昇華して抗折強度の低下を招かないことが本発明者によって確認された。
【００２９】
なお、上記レーザー加工溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の光源  ：ＹＶＯ４レーザーまたはＹＡＧレーザー
波長                ：３５５ｎｍまたは２６６ｎｍ
繰り返し周波数      ：５０ｋＨｚ
パルス幅            ：０．１ns
集光スポット        ：楕円形  長軸：２００μm、短軸：１０μｍ
加工送り速度        ：１５０ｍｍ／秒
【００３０】
以上のようにして、半導体ウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２１に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実行したならば、チャックテーブル４１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各ストリート２１に沿って上記レーザー加工溝形成工程を実行する。
【００３１】
なお、半導体ウエーハ２の裏面２ｂからストリート２１と対応する領域に溝を形成する溝形成工程としては、ドライエッチングやウエットエッチングによって実施してもよい。
【００３２】
以上のようにして溝形成工程を実施したならば、図８に示すように半導体ウエーハ２の裏面２ｂを、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着するウエーハ支持工程を実施する。そして、半導体ウエーハ２の表面２aに貼着されている保護部材３を剥離する（保護部材剥離工程）。
【００３３】
次に、上述したようにストリート２１に沿って変質層２３と切削溝２４またはレーザー加工溝２５が形成された半導体ウエーハ２に外力を付与し、変質層２３と切削溝２４またはレーザー加工溝２５が形成されたストリート２１に沿って半導体ウエーハ２を個々のデバイス２２に破断するウエーハ破断工程を実施する。このウエーハ破断工程は、図９に示す分割装置６を用いて実施する。図９に示す分割装置６は、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段６１と、該フレーム保持手段６１に保持された環状のフレームFに装着されたダイシングテープTを拡張するテープ拡張手段６２を具備している。フレーム保持手段６１は、環状のフレーム保持部材６１１と、該フレーム保持部材６１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ６１２とからなっている。フレーム保持部材６１１の上面は環状のフレームFを載置する載置面６１１ａを形成しており、この載置面６１１ａ上に環状のフレームFが載置される。そして、載置面６１１ａ上に載置された環状のフレームFは、クランプ６１２によってフレーム保持部材６１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段６１は、テープ拡張手段６２によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００３４】
テープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１の内側に配設される拡張ドラム６２１を具備している。この拡張ドラム６２１は、環状のフレームFの内径より小さく該環状のフレームFに装着されたダイシングテープT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６２１は、下端に支持フランジ６２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１を上下方向に進退可能な支持手段６３を具備している。この支持手段６３は、上記支持フランジ６２２上に配設された複数のエアシリンダ６３１からなっており、そのピストンロッド６３２が上記環状のフレーム保持部材６１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ６３１からなる支持手段６３は、環状のフレーム保持部材６１１を載置面６１１ａが拡張ドラム６２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム６２１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６３１からなる支持手段６３は、拡張ドラム６２１とフレーム保持部材６１１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。
【００３５】
以上のように構成された分割装置６を用いて実施するウエーハ破断工程について図１０を参照して説明する。即ち、半導体ウエーハ２（分割予定ライン２１に沿って変質層２３と切削溝２４またはレーザー加工溝２５が形成されている）の裏面２ｂが貼着されているダイシングテープTが装着された環状のフレームFを、図１０の（ａ）に示すようにフレーム保持手段６１を構成するフレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に載置し、クランプ６１２によってフレーム保持部材６１１に固定する。このとき、フレーム保持部材６１１は図１０の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段６２を構成する支持手段６３としての複数のエアシリンダ６３１を作動して、環状のフレーム保持部材６１１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６１１の載置面６１１ａ上に固定されている環状のフレームFも下降するため、図１０の（ｂ）に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTは拡張ドラム６２１の上端縁に接して拡張せしめられる。この結果、ダイシングテープTに貼着されている半導体ウエーハ２には放射状に引張力が作用するため、半導体ウエーハ２は変質層２３が形成されることによって強度が低下せしめられたストリート２１に沿って破断され個々のデバイス２２に分割される。なお、上記半導体ウエーハ２は厚さが３００μｍと比較的厚いが、ストリート２１に沿って形成された変質層２３が表面から裏面（切削溝２４またはレーザー加工溝２５の底面）に渡って変質層２３が形成されているので、上述したウエーハ破断工程を実施することにより正確かつ容易に個々のデバイス２２に分割することができる。
【００３６】
以上のようにして分割された個々のデバイス２２は、図１１に示すように裏面２２b側の側面には変質層２３が残存していないので、抗折強度が低下することがない。本願発明者等の実験によると、直径が２００ｍｍ、厚さが３００μmのシリコンウエーハを上述した分割方法により分割し、横１０mm、縦１０mm、厚さ３００μm、裏面側の側面に変質層２３が残存していない領域の厚さが５０μmのチップを製作した。そして、３点曲げ試験法により抗折強度を測定したところ７００MPa以上あり、十分に製品として満足し得るものであった。なお、デバイスの全側面に変質層が形成されている場合には、抗折強度は３００MPa以下であった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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】図１に示す半導体ウエーハの表面に保護部材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分割方法における変質層形成工程を実施する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分割方法における変質層形成行程の説明図。
【図５】本発明によるウエーハの分割方法における溝形成工程の第１の実施形態を示すもので、溝形成工程を実施する切削装置の斜視図および溝形成工程が実施された半導体ウエーハの拡大断面図。
【図６】本発明によるウエーハの分割方法における溝形成工程の第の実施形態を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。
【図７】本発明によるウエーハの分割方法における溝形成工程の第の実施形態を示す説明図。
【図８】本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ支持工程および保護部材剥離工程を示す説明図。
【図９】本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ破断工程を実施する分割装置の一実施形態を示す斜視図。
【図１０】本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ破断工程の説明図。
【図１１】本発明によるウエーハの分割方法によって分割されたデバイスの斜視図。
【符号の説明】
【００３８】
２：半導体ウエーハ
２１：分割予定ライン
２２：デバイス
２３：変質層
２４：切削溝
２５：レーザー加工溝
３：保護部材
４：レーザー加工装置
４１：レーザー加工装置のチャックテーブル
４２：レーザー光線照射手段
４３：撮像手段
５：切削装置
５１：切削装置のチャックテーブル
５２：切削手段
５３：撮像手段
６：分割装置
６１：フレーム保持手段
６２：テープ拡張手段
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
【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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