(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体基板を切断する際のクラックの発生や割れなどを低減した半導体基板の切断装置および切断方法を提供する。【解決手段】半導体基板の切断装置は、半導体基板１を切断するための切断手段と、半導体基板１を支えるための支持台５，６と、半導体基板１の切断線となるべき領域の両側を固定する固定手段７，８とを備える。上記の固定手段７，８は、切断線に対して、少なくとも片側の領域に加工物押え７，８を含み、支持台５，６と加工物押え７，８とで半導体基板１を挟むように固定する挟持手段を含む。好ましくは、上記の切断手段はレーザ光線２０の照射機能を有する。【選択図】        図２
2004186635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を切断するための切断手段と、
前記半導体基板を支えるための支持台と、
前記半導体基板の切断線となるべき領域の両側を固定する固定手段と
を備え、前記固定手段は、
前記切断線に対して少なくとも片側の領域に加工物押えを含み、
前記支持台と前記加工物押えとで前記半導体基板を挟むように固定する挟持手段を含む、半導体基板の切断装置。
【請求項２】
前記切断手段は、レーザ光線照射機能を有する、請求項１に記載の半導体基板の切断装置。
【請求項３】
前記加工物押えは、レーザ光線を透過する部材を含む、請求項２に記載の半導体基板の切断装置。
【請求項４】
前記切断手段は、ウォータージェット噴射機能を有し、
ウォータージェットをレーザ光線の導波路として用いる、請求項２に記載の半導体基板の切断装置。
【請求項５】
前記切断手段は、ウォータージェット噴射機能、サンドブラスト噴射機能、ダイシングブレードおよびプラズマ噴射機能のうちいずれかを有する、請求項１に記載の半導体基板の切断装置。
【請求項６】
前記挟持手段は、前記支持台と前記加工物押えとが、磁力によって互いに引力を生じる磁力発生手段を含む、請求項１に記載の半導体基板の切断装置。
【請求項７】
前記磁力発生手段は、電磁石を有する請求項６に記載の半導体基板の切断装置。
【請求項８】
前記磁力発生手段は、励磁状態と非励磁状態との切替えが可能なマグネットベースを含む、請求項６に記載の半導体基板の切断装置。
【請求項９】
半導体基板の切断線となるべき領域の両側を、半導体基板を支えるための支持台に、固定する基板固定工程と、
前記半導体基板を切断する切断工程と
を含み、前記基板固定工程は、
前記切断線となるべき領域の両側のうち、少なくとも片側を挟持する基板挟持工程を含む、半導体基板の切断方法。
【請求項１０】
前記基板挟持工程は、前記支持台に押し当てる向きに前記半導体基板を圧接させる工程を含む、請求項９に記載の半導体基板の切断方法。
【請求項１１】
前記基板挟持工程は、磁力を用いて行なう、請求項１０に記載の半導体基板の切断方法。
【請求項１２】
前記磁力の発生源として、電磁石を用いる、請求項１１に記載の半導体基板の製造方法。
【請求項１３】
前記磁力の発生源として、励磁状態と非励磁状態との切替えが可能なマグネットベースを用いる、請求項１１に記載の半導体基板の製造方法。
【請求項１４】
前記切断工程は、レーザ光線を照射して行なう、請求項９に記載の半導体基板の切断方法。
【請求項１５】
前記基板挟持工程は、前記レーザ光線に対して透過性を有する透過部材を、前記半導体基板に押し当てる工程を含み、
前記切断工程は、前記レーザ光線が前記透過部材を通過するように行なう、請求項１４に記載の半導体基板の切断方法。
【請求項１６】
前記切断工程は、ウォータージェットを噴き当てて行なう、請求項９に記載の半導体基板の切断方法。
【請求項１７】
前記切断工程は、前記ウォータージェットの水流の中を通過するようにレーザ光線を照射する工程を含む、請求項１６に記載の半導体基板の切断方法。
【請求項１８】
前記切断工程は、サンドブラスト加工、ダイシング加工およびプラズマ切断加工のうちいずれかを用いて行なう、請求項９に記載の半導体基板の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板の切断装置および切断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体基板を切断する際は、裏面を真空吸着によって加工ステージに固定した上で切断を行なっていた。特に、被加工物が反りを有しているような場合、真空吸着の吸着力で半導体基板を弾性変形させ、吸着力の範囲内で半導体基板を平坦化するなどして切断を行なっていた。
【０００３】
図８に従来の技術による半導体基板の切断装置の説明図を示す。半導体基板には、ポリシリコン基板など半導体を製造するための材料としての基板や基板表面にトランジスタなどが形成された製造途中の基板が含まれる。図８は半導体基板のうち、シリコン板をレーザ光線によって切断する装置および方法を説明する図である。そのうち図８（ａ）はシリコン板を切断する様子を示す斜視図である。シリコン板１を支持する支持台は、第１支持台５および第２支持台６から構成され、互いに離間して配置されている。この離間した空間はシリコン板１の切断線となるべき直線や曲線の形状に沿って形成されている。この空間を通過するようにレーザ光線２０が照射され、シリコン板１を切断する。図８（ｂ）に半導体基板の切断装置の概略断面図を示す。第１支持台５には第１支持台５を貫通するように複数本の吸着用真空配管３１が配置されており、吸着用真空ポンプ３０で真空引きが行なわれて、シリコン板１が吸着保持される。第１支持台５と第２支持台６との間には、ドロス吸引用配管３３が配置されている。レーザ光切断に伴って発生するドロスは、ドロス吸引用排気ポンプ３２によってドロス吸引用配管３３を通じて吸引される。シリコン板１の保持は、第１支持台５における吸着によってのみ行なわれている。
【０００４】
なお、以上本発明についての従来の技術を、出願人の知得した一般的技術情報に基づいて説明したが、出願人の記憶する範囲において、出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図８（ａ）および（ｂ）に示すように、半導体基板を切断する際、切断を行なった切断線の両側のうち一方または両方において、シリコン板１が支持台から浮き上がり、矢印５０に示すようにシリコン板１の振動（以下、「ばたつき」という。）が生じることがあった。その結果、切断された片側の部分は大きく振動するのに対して、切断されていない反対側の部分は小さく振動し、それらの境界である切断面に大きな負荷がかかってしまい、図８（ｃ）に示すように切断面５６にクラック５５が生じることがあった。特に、反りを有するシリコン板１を切断する場合には、もともと有していた反りのために、切断面５６に不規則な力がかかり、クラック５５が発生しやすく、クラック５５が発生したまま切断を継続すると、シリコン板１が割れたり、破断して飛散したりするという問題があった。
【０００６】
切断線の両側を真空吸着した場合においても、切断面５６付近においてシリコン板１がばたつき、結果的には切断線の片側を吸着保持する状態と同様の状態になってしまい、クラック５５が生じるなどの問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、切断する際のクラックの発生や割れなどを低減した半導体基板の切断装置および切断方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づく半導体基板の切断装置は、半導体基板を切断するための切断手段と、上記半導体基板を支えるための支持台と、上記半導体基板の切断線となるべき領域の両側を固定する固定手段とを備える。上記固定手段は、上記切断線に対して少なくとも片側の領域に加工物押えを含み、上記支持台と上記加工物押えとで上記半導体基板を挟むように固定する挟持手段を含む。この構成を採用することにより、クラックの発生や割れなどを低減した上記半導体基板の切断装置を提供することができる。
【０００９】
上記発明において好ましくは、上記切断手段は、レーザ光線照射機能を有する。この構成を採用することにより、切断に際して溶融する幅を小さくすることができ、また切断速度も速くすることができる。
【００１０】
上記発明において好ましくは、上記加工物押えは、レーザ光線を透過する部材を含む。この構成を採用することにより、上記加工物押えの構成を簡単にすることができる。
【００１１】
上記発明において好ましくは、上記切断手段は、ウォータージェット噴射機能を有し、ウォータージェットをレーザ光線の導波路として用いる。この構成を採用することにより、上記ウォータージェットの水流に沿って上記レーザ光線を集光することができ、焦点ずれを防止することができる。
【００１２】
上記発明において好ましくは、上記切断手段は、ウォータージェット噴射機能、または、サンドブラスト噴射機能を有する。この構成を採用することにより、切断面における変質層の発生を伴わず、上記半導体基板を切断することができる。
【００１３】
上記発明において好ましくは、上記切断手段は、ダイシングブレードを含む。この構成を採用することにより、切断面の変質層の発生を伴わず、上記半導体基板を切断することができる。
【００１４】
上記発明において好ましくは、上記切断手段は、プラズマ噴射機能を有する。この構成を採用することにより、上記レーザ光線による切断装置などと比較して、安価に装置を形成することができる。
【００１５】
上記発明において好ましくは、上記挟持手段は、上記支持台と上記加工物押えとが、磁力によって互いに引力を生じる磁力発生手段を含む。この構成を採用することにより、円板形などの挟持しにくい形状の半導体基板を容易に挟持することができる。
【００１６】
上記発明において好ましくは、上記磁力発生手段は、電磁石を有する。または、上記磁力発生手段は、励磁状態と非励磁状態との切替えが可能なマグネットベースを含む。この構成を採用することにより、容易に上記半導体基板の固定と解放とを行なうことができる。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明に基づく半導体基板の切断方法は、半導体基板の切断線となるべき領域の両側を、半導体基板を支えるための支持台に固定する基板固定工程と、上記半導体基板を切断する切断工程とを含む。上記基板固定工程は、上記切断線となるべき領域の両側のうち、少なくとも片側を挟持する基板挟持工程を含む。この方法を採用することにより、切断する際のクラックの発生や割れなどを低減することができる。
【００１８】
上記発明において好ましくは、上記基板挟持工程は、上記支持台に押し当てる向きに上記半導体基板を圧接させる工程を含む。この方法を採用することにより、上記半導体基板を容易に上記支持台に固定することができる。
【００１９】
上記発明において好ましくは、上記基板挟持工程は、磁力を用いて行なう。この方法を採用することにより、円板形などの挟持しにくい形状の上記半導体基板を容易に挟持することができる。
【００２０】
上記発明において好ましくは、上記磁力の発生源として、電磁石を用いる。または、上記磁力の発生源として、励磁状態と非励磁状態との切替えが可能なマグネットベースを用いる。この方法を採用することにより、容易に半導体基板の固定と解放とを行なうことができる。
【００２１】
上記発明において好ましくは、上記切断工程は、レーザ光線を照射して行なう。この方法を採用することにより、切断に際して溶融させる幅を小さくすることができ、また切断速度も速くすることができる。
【００２２】
上記発明において好ましくは、上記基板挟持工程は、上記レーザ光線に対して透過性を有する透過部材を、上記半導体基板に押し当てる工程を含み、上記切断工程は、上記レーザ光線が上記透過部材を通過するように行なう。この方法を採用することにより、上記半導体基板を押し当てる部材を２つ以上準備する必要はなく、１つの部材で上記半導体基板を押し当てて固定することができる。
【００２３】
上記発明において好ましくは、上記切断工程は、ウォータージェットを噴き当てて行なう。または、サンドブラストを噴き付けて行なう。この方法を採用することにより、切断面の変質層の発生を伴わず、上記半導体基板の切断を行なうことができる。
【００２４】
上記発明において好ましくは、上記切断工程は、上記ウォータージェットの水流の中を通過するようにレーザ光線を照射する工程を含む。この方法を採用することにより、上記ウォータージェット水流に沿って、上記レーザ光線を照射位置に導くことができる。
【００２５】
上記発明において好ましくは、上記切断工程は、ダイシング加工によって行なう。この方法を採用することにより、切断面の変質層の発生を伴わず、上記半導体基板を切断することができる。
【００２６】
上記発明において好ましくは、上記切断工程は、プラズマ切断によって行なう。この方法を採用することにより、比較的安価に上記半導体基板の切断を行なうことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１および図２を参照して、本発明に基づく実施の形態１における半導体基板の切断装置および切断方法について説明する。
【００２８】
（装置の構成）
図１（ａ）に本発明に基づく実施の形態１における切断装置主要部の概略拡大図を示す。本実施の形態においては、切断手段としてレーザ光線を用いている。図１（ａ）に示すように、シリコン板１は、第１支持台５および第２支持台６に支持されている。第１支持台５および第２支持台６が互いに離間して配置されていることは、従来の技術に基づく切断装置と同様である。本実施の形態における切断装置は、第１加工物押え７および第２加工物押え８を備える。第１加工物押え７は、第１支持台５の上方に配置され、シリコン板１は第１支持第５および第１加工物押え７に挟持される。同様に、第２加工物押え８は第２支持台６の上方に配置されて、第２加工物押え８と第２支持台６とでシリコン板１を挟持する。すなわち、加工物押えと支持台とでそれぞれ挟むようにシリコン板を固定する。
【００２９】
図２（ａ）に本実施の形態における切断装置の概略断面図を示す。レーザ発振機３７から発振したレーザ光は、光ファイバ３８によって切断箇所まで導かれ、集光レンズ３６によって集光されて、切断の対象物であるシリコン板１に照射される。第１支持台５と第２支持台６とは連結されており（図示せず）、ＸＹＺスキャナ９によって位置が検知され、ＸＹＺスキャナ９に内蔵のモータによって切断線に対応して移動する。第１支持台５と第２支持台６との間には、ドロス吸引用排気ポンプ３２に接続されたドロス吸引用配管３３が配置され、切断と同時に発生するドロスを吸引する。
【００３０】
本実施の形態においては、レーザ光を加工部まで導くために光ファイバ３８を用いた例を示したが、ミラーなどを用いてレーザ光を加工部に導いてもよい。また、切断を行なうための半導体基板の移動は、ＸＹＺスキャナを用いる場合を図示したが、第１支持台５および第２支持台６は移動させずに、光ファイバ３８自体を移動させてもよい。また、ミラーを用いたレーザ光線の照射装置においては、ミラーの角度を変更することで切断を行なうことができる。このように、レーザ光線を照射する機構に関しては、特に限定されるものではなく、レーザ光線が相対的に半導体基板上を移動できる装置であればよい。
【００３１】
シリコン板１は、切断位置にレーザ光線２０が照射されて溶断される。シリコン板１において切断線の両側は、支持台と加工物押さえとにそれぞれ挟持されて固定されている。本実施の形態においては、固定手段として、第１支持台５および第２支持台６は鉄製のものを使用して、第１加工物押え７および第２加工物押え８にはサマリウムコバルト磁石を使用している。支持台と加工物押えとが互いに引合うことによって、シリコン板１は磁力によって支持台に押えつけられて固定されている。固定手段としては、支持台を磁石としてもよいし、支持台および加工物押えを共に磁石としてもよい。この際、被加工物の取り外し作業を考慮して、励磁状態と非励磁状態との切り替えが可能な電磁石や永久磁石の中でもマグネットベースを用いることが好ましい。
【００３２】
加工物押えが切断を行なうレーザ光の波長領域に対して透明な材質で形成された透過部材１０であれば、図２（ｂ）に示すように、加工物押えを分離して形成する必要なく、１つの部材で加工物押えを形成することができる。たとえば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの基本波を用いて切断する場合には透過部材１０の材質として、ガラスを用いることができる。
【００３３】
本実施の形態においては、図８に示した従来の技術による切断装置のように、半導体基板の下面を吸着固定する構成は有していないが、加工物押えによる固定に加えて、半導体基板の下面を真空吸着するための構成を有していてもよい。
【００３４】
（装置の作用・効果、切断方法）
図１（ｂ）および図１（ｃ）にシリコン基板１を支持台に固定する方法を説明する図を示す。図１（ｂ）に示すように、第１支持台５および第２支持台６の上面にシリコン板１を配置する。矢印５１，５２で示すように、第１加工物押え７および第２加工物押え８によって、シリコン板１の上方からシリコン板１を押えつける。第１加工物押え７および第２加工物押え８は磁石でできており、鉄製の支持台との間に磁力が働くことによって、シリコン板１は支持台と加工物押えとに挟持されるように固定される。この際にシリコン板１に反りが生じていても、強力な挟みこまれる力によって、シリコン板１は弾性変形して反りは大幅に減少される。図１（ｃ）にシリコン板１の切断中の断面図を示す。シリコン板１の切断中においても切断線の両側は強力に固定されているため、レーザ光線によって切断を行なった場合でも、ばたつきは生じず、切断面に負荷をかけることはない。よって、シリコン基板１にクラックや割れは生じずに良好な切断を行なうことができる。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、レーザ光線２０は、光ファイバ３８の先端から発振して、集光レンズ３６を通してシリコン板１に照射される。ＸＹＺスキャナ９によって、第１支持台５および第２支持台６が移動することに伴い、シリコン板１上の照射される位置が移動して切断線となり、シリコン板１を任意の形状で切断することができる。
【００３６】
本発明の効果を確認するために、従来の技術によるシリコン板の切断試験と本発明に基づくシリコン板の切断試験とを行なって結果の比較を行なった。
【００３７】
初めに、従来の技術に基づくシリコン板の切断試験とを行なった。装置は、図８（ｂ）に示したシリコン板１の下面を吸着固定する装置を用いた。切断の対象となるシリコン板の大きさは、１７０ｍｍ×１７０ｍｍ×０．４ｍｍであり、このシリコン板の反りは約２ｍｍであった。このシリコン板から１５５ｍｍ×１５５ｍｍ×０．４ｍｍの大きさのものを切り出したときの歩留まりを求めた。レーザ光線を照射する条件としては、レーザにはＮｄ：ＹＡＧレーザを用い、このレーザの基本波である１．０６４μｍの波長の光を用いた。その他、レーザ出力２００Ｗ、パルス周波数５００Ｈｚ、パルス幅３ミリ秒、ビーム径２００μｍ、切断速度１０００ｍｍ／分、アシストガスとしてエアを吹き付けて切断を行なった。
【００３８】
シリコン板を１００枚を切断した結果、ほとんどの場合、切断中にシリコン板にばたつきが生じた。１００枚のうち３５枚が良好に切断できたものの、残りの６５枚については、クラックや割れが発生した。すなわち、歩留まりは３５％であった。
【００３９】
次に、本発明に基づく実施の形態１における切断装置を用いて、シリコン板を切断する試験を行なった。試験に用いた切断装置は図２（ａ）に示した切断装置であり、２つの加工物支持台５，６は、それぞれ鉄を材料として形成されている。２つの加工物押え７，８は、サマリウムコバルト磁石からなり、大きさは１０ｍｍ×１０ｍｍ×１４０ｍｍである。切断の対象となるものは、従来の技術に基づく切断試験と同様に、大きさが１７０ｍｍ×１７０ｍｍ×０．４ｍｍ、反りが約２ｍｍのシリコン板を選定し、このシリコン板から１５５ｍｍ×１５５ｍｍ×０．４ｍｍの大きさのものを切り出した。２つの加工物押え７，８を、加工物押えの長軸方向が加工線と平行になるように切断線から５ｍｍ程度離れた位置に配置した。レーザ光線を照射する条件も従来の技術に基づく切断試験と同様に、レーザにはＮｄ：ＹＡＧレーザを用い、レーザの基本波である１．０６４μｍの波長の光を用いた。その他の条件としては、レーザ出力２００Ｗ、パルス周波数５００Ｈｚ、パルス幅３ミリ秒、ビーム径２００μｍ、切断速度１０００ｍｍ／分、アシストガスとしてエアを吹き付ける条件で切断を行なった。
【００４０】
この試験においては、切断を安定して行なうことができ、切断中にシリコン板がばたつく現象は見られず、切断終了までシリコン板は完全に支持台に固定されたままであった。シリコン板を５００枚切断した結果、１８枚にクラックや割れが発生していたものの、残り４８２枚は所望の形状に加工されており、歩留まりは９６．４％であった。
【００４１】
このように、切断線となるべき領域の両側を固定し、さらに半導体基板の厚さ方向から挟みこむように固定することによって、反りを有する基板に対しても歩留まりよく切断を行なうことができる。特に、基板の脆性が大きくなるほど、本発明の効果は大きくなり、切断時のクラックや割れを大幅に低減することができる。レーザによる切断装置は、他の切断方法と比較して、切断部の幅を小さくすることができ、さらに、加工速度も比較的速くすることができる。
【００４２】
また、加工物押えが当該レーザ光を透過する部材から形成され、加工物押えが分離されておらず全体として１つである図２（ｂ）に示す切断装置についても同様の試験を行ない、ほぼ同等の結果が確認された。このような加工物押えの構成や方法を採用することにより、装置の構成が簡略化できて、安価に装置を製造することができる。
【００４３】
（実施の形態２）
本実施の形態における切断装置および切断方法は多くにおいて実施の形態１と同様である。実施の形態１と異なる点は、半導体基板を固定する固定手段にある。実施の形態１においては、第１加工物押えおよび第２加工物押えともに、磁力を用いてシリコン板を固定した。本実施の形態においては、シリコン板の固定手段として、磁力によるものの他、真空吸着での固定、機械的な固定手段での固定、およびこれらの組み合わせについての切断試験を行なった。試験方法は、実施の形態１における切断試験と同様にレーザ光による切断を行ない、同様のシリコン板、レーザ照射条件で切断を行なった。磁力による固定手段としては、サマリウムコバルト磁石と鉄との組合せを用いた。真空吸着による固定手段としては、従来の技術による固定手段と同様に第１支持台に吸着用真空配管が形成されたものを使用して、吸着固定を行なった。機械的な固定手段としては、半導体基板の上方からばねを用いて押えつけて固定した。切断におけるシリコン板の歩留まりを求めて、それぞれの固定手段の良否の比較を行なった。固定手段の組合せとそれぞれの組合せに対する歩留まりを表１に示す。
【００４４】
【表１】
2004186635.tif 000003
【００４５】
切断試験の結果、全ての組合せに対して９０％以上の歩留まりが確保でき、良好な切断を行うことができた。特に試験番号４および５の結果に着目すると、切断線の両側のうち片側は第１支持台の下側からの真空吸着のみの固定として、シリコン板を挟みこむように固定しなくても、反対側で第２支持台と第２加工物押えとによってシリコン板を挟むように固定していれば、良好な切断を行なうことができる。この他の試験についても固定手段によって歩留まりは大差なく、いずれの方法においても良好な切断を行うことができる。
【００４６】
本実施の形態においては、挟持手段として、磁力による固定、機械的な固定方法を例示したが、とくにこれらの挟持手段に限られず、半導体基板を挟みこむように固定できればよい。たとえば、機械的な固定方法としてばねで押え付ける方法を例示したが、その他にも、ねじで押えつけて固定する方法などがあり、その挟持手段の種類が限定されるものではない。
【００４７】
ばねなどによる機械的な固定手段は構造が容易で、安価に形成することができる。一方で磁力による固定手段は、容易に固定、解放を行なうことができる。また、磁力による固定手段は、切断を行なう形状の自由度が大きい利点を有する。たとえば、円形の半導体基板を切り出すとき、機械的に固定する方法であれば、固定部材（支え棒など）が切断線となるべきところを少なくとも１箇所は横切る必要があり、連続して切断を行なうことが困難であるか、または、切断装置の構造が複雑になる。一方で磁力による固定手段は、円柱形の加工物押えを採用すれば容易に固定を行なうことができる。
【００４８】
（実施の形態３）
図３を参照して、本発明に基づく実施の形態３における半導体基板の切断装置および切断方法について説明する。本実施の形態における半導体基板の切断装置は、第１支持台５、第２支持台６、第１加工物押え７および第２加工物押え８を備えており、これらの支持台と加工物押えとで、半導体基板としてのシリコン板１を固定することや、ＸＹＺスキャナ９を備えて切断方向に対応する方向に支持台が移動することは実施の形態１と同様である。
【００４９】
本実施の形態における半導体切断装置は、切断手段として、ウォータージェット噴射装置を備える。ウォータージェット噴射装置は、噴射水を加圧するための加圧ポンプ４０および加圧水用ホース３９を含む。砥粒が混入された水が、加圧ポンプ４０で加圧されて、ノズル４５からシリコン板１に向けて噴射されることによってシリコン板１を切断する。第１支持台５と第２支持台６との間には、排水用ポンプ３４に接続された排水用配管３５が配置され、切断に使用された水は排水用配管３５内に溜まることなく排水される。
【００５０】
実施の形態１と同様に、切断試験を行なった。切断に用いた砥粒は＃１２０のガーネット、ノズルの径は０．３ｍｍ、圧力は２９４ＭＰａ、切断速度１０００ｍｍ／分でシリコン板１の切断を行なった。切断時の状況および結果は良好であり、歩留まりは９２．３％であった。
【００５１】
この切断装置と切断方法を採用することにより、レーザ光線による切断方法、プラズマによる切断方法のように切断部の変質層が生じることがなく、基板の機械的強度を損なわずに切断することができる。
【００５２】
（実施の形態４）
図４を参照して、本発明に基づく実施の形態４における半導体基板の切断装置および切断方法について説明する。本実施の形態における半導体基板の切断装置は、第１支持台５、第２支持台６、第１加工物押え７および第２加工物押え８を備えており、これらの支持台と加工物押えとで、半導体基板としてのシリコン板１を固定することや、ＸＹＺスキャナ９を備えて切断方向に対応する方向に支持台が移動することは実施の形態１と同様である。
【００５３】
本実施の形態における半導体切断装置は、切断手段としてサンドブラスト装置を備える。サンドブラスト装置は、圧力をかけるためのサンドコンプレッサ４１およびサンドブラスト導入ホース４２を含む。ノズル４６からサンドブラスト流２３がシリコン板１に向けて噴射されることによって、切断を行なう。
【００５４】
実施の形態１と同様に、切断試験を行なった。切断に用いた砥粒は＃８０のガーネット、ノズルの径０．４ｍｍ、切断速度は６００ｍｍ／分でシリコン板１の切断を行った。切断時の状況および結果は良好であり、歩留まりは９３．４％であった。
【００５５】
この切断装置と切断方法を採用することにより、レーザ光線による切断方法、プラズマによる切断方法のように切断部の変質層が生じることがなく、基板の機械的強度を損なわずに切断することができる。
【００５６】
（実施の形態５）
図５を参照して、本発明に基づく実施の形態５における半導体基板の切断装置および切断方法について説明する。本実施の形態における半導体基板の切断装置は、第１支持台５、第２支持台６、第１加工物押え７および第２加工物押え８を備えており、これらの支持台と加工物押えとで、半導体基板としてのシリコン板１を固定することや、ＸＹＺスキャナ９を備えて切断方向に対応する方向に支持台が移動することは実施の形態１と同様である。
【００５７】
本実施の形態における半導体切断装置は切断手段として、ウォータージェット２１の水流内にレーザ光線２０を通す装置を示す。水を加圧するための加圧ポンプ４０および加圧水用ホース３９を含み、ノズル４７からウォータージェット２１が噴射される。一方でレーザ発振機３７によってレーザ光線２０を発振し、ウォータージェット２１とレーザ光線２０とが重なるように配置して、ウォータージェット２１を導波路としてレーザ光を照射位置まで導いてシリコン板１を切断する。第１支持台５と第２支持台６との間には、排水用ポンプ３４に接続された排水用配管３５が配置され、切断に使用された水は排水用配管３５内に溜まることなく排水される。
【００５８】
実施の形態１と同様に、切断試験を行なった。切断試験においては、ウォータージェット２１を噴出するノズルの径は０．１ｍｍ、圧力は２００ＭＰａ、レーザ光線にはＮｄ：ＹＡＧレーザの基本波である１．０６４μｍの波長の光を用い、レーザ出力３００Ｗ、パルス周波数１０００Ｈｚ、パルス幅３ミリ秒、ビーム径１００μｍ、切断速度２０００ｍｍ／分で切断を行なった。この切断手段の場合も切断時の状況および結果は良好で、歩留まりは９１．３％であった。
【００５９】
この切断装置と切断方法とを採用することにより、切断部の幅を小さくすることができ、さらに、加工速度も速くすることができる。また、レーザ光はウォータージェットに沿って進むため、ウォータージェットを導波路とすることによって、レーザ光の焦点のずれを防止できる。また、切断面が水に接触していることから、端面の酸化を防止することができる。
【００６０】
（実施の形態６）
図６を参照して、本発明に基づく実施の形態６における半導体基板の切断装置および切断方法について説明する。本実施の形態における半導体基板の切断装置は、第１支持台５、第２支持台６、第１加工物押え７および第２加工物押え８を備えており、これらの支持台と加工物押えで、半導体基板としてのシリコン板１を固定することや、ＸＹＺスキャナ９を備えて切断方向に対応する方向に支持台が移動することは実施の形態１と同様である。
【００６１】
本実施の形態における切断手段としては、プラズマジェットによって半導体基板を溶断する。ガス供給管４８の先端に配置されたプラズマトーチ４３からプラズマジェット２２を噴射して、シリコン板１を溶断する。レーザ切断装置と同様に、第１支持台５と第２支持台６との間の切断線となるべき空間には、ドロス吸引用配管が配置されており、切断に伴って発生するドロスをドロス吸引用ポンプによって吸引する（図示せず）。
【００６２】
実施の形態１と同様に、切断試験を行なった。切断試験は、電流２５０Ａ、切断速度３５００ｍｍ／分、酸素流量４０リットル／分、空気流量３０リットル／分の条件で行なった。この切断手段の場合も切断時の切断状況および結果は良好で、歩留まりは９０．２％であった。
【００６３】
この切断装置と切断方法は、同じ溶融による切断であるレーザ光線による切断などと比較して、構成が容易であり、安価に切断手段を形成することができる。
【００６４】
（実施の形態７）
図７を参照して、本発明に基づく実施の形態７における半導体基板の切断装置および切断方法について説明する。本実施の形態における半導体基板の切断装置は、第１支持台５、第２支持台６、第１加工物押え７および第２加工物押え８を備えており、これらの支持台と加工物押えで、半導体基板としてのシリコン板１を固定することや、ＸＹＺスキャナ９を備えて切断方向に対応する方向に支持台が移動することは実施の形態１と同様である。
【００６５】
本実施の形態における切断手段としては、ダイシング装置を用いて、機械的に切断する。円板形のダイシングブレード４４を高速回転させて、シリコン板１を切断する。切断箇所の近傍にはダイシングブレード４４を冷却するための冷却水を噴射する冷却水噴射管４９が配置されている。切断試験には＃４００のダイシングブレードを用い、回転数３０００ｒｐｍ、切断速度２０００ｍｍ／分で行なった。この切断手段の場合も切断時の切断状況および結果は良好で、歩留まりは９５．１％であった。
【００６６】
この切断装置と切断方法を採用することにより、レーザ光線による切断方法、プラズマによる切断方法のように切断部の変質層が生じることがなく、基板の機械的強度を損なわずに切断することができる。
【００６７】
上記の全ての実施の形態においては、切断される半導体基板は平面状に伸ばしたものを示したが、特に平面状である必要はなく、たとえば被加工物の反りによる曲面状の半導体基板の場合も同様の効果を有する。その他、表面が平面に限られず、凹凸を有していたり、曲面になっていてもよい。本発明は、基板が薄板であって脆性が大きい場合に効果が大きいが、半導体基板の形状や材質が限定されるわけではない。
【００６８】
また、説明においては、主にシリコン板を用いて説明を行なったが、特にシリコン板に限定されるわけではなく、基板全般にわたって適用が可能である。シリコン板としては、太陽電池用の板状シリコンの切断などに採用することができる。
【００６９】
上記の半導体切断装置の支持台は、切断線を含むように２つに分かれたものであるが、レーザ切断時のドロス吸引のために必要なドロス吸引用配管の配置など、特に必要な場合を除いて一体型の支持台であってもよい。または、切断する手段を問わずに本願発明は適用可能である。たとえば、上記のレーザ切断、ウォータージェットによる切断方法などのほか、ガス切断などにも適用することができる。切断加工される被加工物の切断線の両側を固定することが可能な機構を有し、かつ、少なくとも一方を板厚方向に挟み込むようにして固定することが可能な機構を持つことが本発明の本質であり、その他の変更は本質的なものではない。
【００７０】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、切断する半導体基板の切断線の両側を固定し、さらに少なくとも一方を半導体基板を挟むように固定することによって、切断時に生じる半導体基板のばたつきなどを低減することができる。よって、クラックの発生や割れなどを低減して半導体基板を切断することができる切断装置および切断方法を提供することができる。特に、反りを有する半導体基板を歩留まりよく切断することが可能になり、製品の低コスト化、資源の有効活用に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に基づく実施の形態１における半導体基板の切断装置および切断方法を説明する図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明に基づく実施の形態１における半導体基板の切断装置の概略断面図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態３における半導体基板の切断装置の概略断面図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態４における半導体基板の切断装置の概略断面図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態５における半導体基板の切断装置の概略断面図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態６における半導体基板の切断装置の概略断面図である。
【図７】本発明に基づく実施の形態７における半導体基板の切断装置の概略断面図である。
【図８】従来の技術に基づく半導体基板の切断装置および切断方法を説明する図であり、（ａ）は切断時の斜視図、（ｂ）は切断装置の概略断面図、（ｃ）は切断中の半導体基板の不具合を説明する図である。
【符号の説明】
１  シリコン板、５  第１支持台、６  第２支持台、７  第１加工物押え、８第２加工物押え、９  ＸＹＺスキャナ、１０  透過部材、２０  レーザ光線、２１  ウォータージェット、２２  プラズマジェット、２３  サンドブラスト流、３０  吸着用真空ポンプ、３１  吸着用真空配管、３２  ドロス吸引用排気ポンプ、３３  ドロス吸引用配管、３４  排水ポンプ、３５  排水用配管、３６  集光レンズ、３７  レーザ発振機、３８  光ファイバ、３９  加圧水用ホース、４０  加圧ポンプ、４１  サンドコンプレッサ、４２  サンドブラスト導入ホース、４３  プラズマトーチ、４４  ダイシングブレード、４５，４６，４７  ノズル、４８  ガス供給管、４９  冷却水噴射管、５０，５１，５２  矢印、５５
クラック、５６  切断面。
【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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