(57)【要約】【課題】割断によって基板を分割した際に、割断によって生じ基板に付着しようとする破片を効果的に排除することができ、その結果として歩留まりを向上させる。【解決手段】水が常に供給、排水されて水に流動性が与えられているウォータケース５１内において、ウエーハ１をチャックテーブル６１上に載置して水没させ、ウエーハ１にダイシングテープ５を介して装着されたダイシングフレーム６を下方に押し下げることにより、ダイシングテープ５を拡張し、予めレーザ光照射によって内部変質層が形成されている分割予定ライン２に沿ってウエーハ１を割断する。割断によって生じる破片を水中に混入させてウエーハ１から排除し、ウエーハ１への付着を防ぐ。【選択図】図４
2007149860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を、該基板に形成された分割予定ラインに沿って分割して個片化する基板の分割方法であって、
前記分割予定ラインに沿って、外力が与えられることにより割断を惹起させる起点を形成し、
次いで、前記起点を形成した前記基板を液体中に没し、
次いで、該液体中において前記基板に外力を与え、これによって前記起点から割断を惹起させて前記分割予定ラインに沿って基板を割断することを特徴とする基板の分割方法。
【請求項２】
前記液体には、界面活性剤および／または凝集防止剤が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の基板の分割方法。
【請求項３】
基板を、該基板に形成された分割予定ラインに沿って分割して個片化する基板の分割装置であって、
液体が貯留される液体容器と、
前記基板を、前記液体容器に貯留された液体中に没する状態に保持する保持手段と、
この保持手段により液体中に保持された前記基板に外力を与え、これによって予め前記基板の前記分割予定ラインに形成されていた割断を惹起させる起点に割断を惹起させて前記分割予定ラインに沿って基板を割断する割断手段とを備えることを特徴とする基板の分割装置。
【請求項４】
前記保持手段によって、前記液体容器に貯留された液体中に没している状態に保持されている前記基板を、液体の量を減じるか、あるいは保持手段を上昇させることによって、分割された基板を大気に曝す大気曝露手段と、
この大気曝露手段で大気に曝された前記基板に対して洗浄処理を施す洗浄手段とを備えることを特徴とする請求項３に記載の基板の分割装置。
【請求項５】
前記液体容器内に液体を供給するとともに、貯留される液体に流動性を与える液体供給手段を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の基板の分割装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の脆性を有する材料からなる基板を多数の個片に分割する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップ等の半導体デバイスは、シリコンウエーハ等の半導体材料からなるウエーハの表面に分割予定ラインを格子状に形成して矩形状の領域を区画し、次いでこれら矩形領域にＩＣやＬＳＩ等の電子回路を形成した後、分割予定ラインに沿ってウエーハを分割するといった過程を経て製造される。ウエーハを分割するには、高速回転させたダイシング装置の切削ブレードをウエーハに切り込んで切断するといった方法が従来より採用されている。
【０００３】
また、近年では、透過性を有するレーザ光線を、集光点をウエーハの内部に合わせて分割予定ラインに沿って走査しながら照射し、内部の照射部分を変質層とした後、ウエーハに引っ張りや反りといった変形を起こさせるような外力を与えることにより、分割予定ラインに沿ってウエーハを分割するといった方法も実施されている。レーザ光線の照射で形成された内部変質層は、強度的に弱化した溶融再固化層であり、外力を与えられると割断する起点として形成される。
【０００４】
ところで、サファイヤ、シリコンカーバイト、リチウムタンタレート、アルミナセラミック等の、脆性が特に顕著な材料からなる基板を用いたデバイスも提供されているが、これらの基板を分割する場合には、その脆性ゆえに切削ブレードによる切断は必ずしも容易ではないため、上記レーザ光線照射法が採用されている。このレーザ光線照射法を用いた基板の分割装置としては、例えば特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
外力を与えることにより基板を割断して分割する方法は、脆性が顕著な材料であっても破損しにくいといった利点がある。ところがこの方法では、割断の際に粉状の微細な破片が生じ、その破片が基板の表面に付着して後の洗浄工程を経てもその破片が除去されず、不良品となって歩留まりを低下させるといった問題が起こっていた。洗浄しても破片が取れない理由としては、大気中の水分が破片と基板との間に酸化膜を形成するか、または水素結合することにより固着するといったことが考えられている。
【０００７】
よって本発明は、割断によって基板を分割した際に、割断によって生じ基板に付着しようとする破片を効果的に排除することができ、その結果として歩留まりを向上させることができる基板の分割方法および分割装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の基板の分割方法は、基板を、該基板に形成された分割予定ラインに沿って分割して個片化する基板の分割方法であって、分割予定ラインに沿って、外力が与えられることにより割断を惹起させる起点を形成し、次いで、起点を形成した基板を液体中に没し、次いで、該液体中において基板に外力を与え、これによって起点から割断を惹起させて分割予定ラインに沿って基板を割断することを特徴としている。
【０００９】
本発明の基板の分割方法によれば、分割予定ラインに沿って割断を惹起させる起点を形成した基板を液体中に没し、そのままの状態から基板に外力を与える。すると、起点から割断が生じ、基板は分割予定ラインに沿って分割される。ここで、割断の際に微細な粉状の破片が生じた場合、その破片は液体中に混入し、浮遊したり流動したりすることによって基板から離れて付着することが防がれる。また、液体中で基板への破片の付着が起こったとしても、基板を液体から取り出して濡れた状態のまま洗浄を行えば、破片を基板から除去することができる。このように液体中で基板を割断することにより、割断の際に生じた破片の基板への付着を割断時に防ぐことができたり、あるいは後の洗浄工程で確実に排除することができる。
【００１０】
分割予定ラインに沿って形成する起点とは、けがきによってガラスを切断させるガラス切りやスクライバ等を用いて形成するクラックや、ダイシング装置の切削ブレードによって基板の厚さの例えば半分程度の深さまで形成する溝等の、機械的加工によるものが挙げられる。また、レーザ光線を基板の表面に照射しアブレーションを起こさせて溝を形成したり、上述したような内部変質層を形成するといったように、レーザ光線を用いて起点を形成することもできる。
【００１１】
本発明で使用する液体は特別なものではなく純水等の水で十分である。水に、潤滑効果をもたらす界面活性剤または凝集防止剤のうちの少なくとも一方を適量（例えば１〜１０％程度の割合）含有させると、基板に破片が付着しにくくなって本発明の効果をより一層得やすくなる。
【００１２】
次に、本発明の基板の分割装置は、上記本発明の基板の分割方法を実施するにあたって好適なものであり、液体が貯留される液体容器と、基板を、液体容器に貯留された液体中に没する状態に保持する保持手段と、この保持手段により液体中に保持された基板に外力を与え、これによって予め基板の分割予定ラインに形成されていた割断を惹起させる起点に割断を惹起させて分割予定ラインに沿って基板を割断する割断手段とを備えることを特徴としている。
【００１３】
上記分割装置においては、分割後の基板を液体から引き上げるなどして基板を大気に曝した状態で洗浄することにより、液体に没していたことによっても基板に付着して離れなかった破片を排除することができるので好ましい。そのためには、保持手段によって、液体容器に貯留された液体中に没している状態に保持されている基板を、液体の量を減じるか、あるいは保持手段を上昇させることによって、分割された基板を大気に曝す大気曝露手段と、この大気曝露手段で大気に曝された基板に対して洗浄処理を施す洗浄手段とを付加した構成にするとよい。
【００１４】
また、液体を流動させながら基板を割断するか、あるいは割断後に液体を流動させると、その流動する液体に流されて破片が基板から離れ、付着防止効果がより一層高まる。これを実現するには、液体容器内に液体を供給するとともに、貯留される液体に流動性を与える液体供給手段を付加すればよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液体中で基板を割断することを特徴とするので、割断によって生じ基板に付着しようとする破片を液体中に混入させて効果的に排除することができ、その結果、基板を製造する上での歩留まりを向上させることができるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明に係る一実施形態を説明する。
［１］半導体ウエーハ
図１は、本実施形態の基板である円盤状の半導体ウエーハ（以下、ウエーハと略称）１を示している。ウエーハ１は脆性を有するシリコンウエーハ等であって、裏面が研削加工されて薄化処理されており、厚さは例えば５０〜１００μｍ程度、あるいはそれ以下のものである。ウエーハ１の表面には格子状の分割予定ライン２によって多数の矩形状の半導体チップ３が区画されており、これら半導体チップ３の表面にはＩＣやＬＳＩ等の電子回路が形成されている。本実施形態は、図３に示す分割装置１０を用いて、ウエーハ１を分割予定ライン２に沿って割断して分割し半導体チップ３に個片化する方法である。
【００１７】
ウエーハ１が分割装置１０に供給される時には、図２に示すように、予めダイシングテープ５およびダイシングフレーム６が装着される。ダイシングテープ５は、ウエーハ１よりも大きな円形状で片面が粘着面とされた伸延性を有する粘着テープであり、例えば、厚さ１００μｍ程度のポリ塩化ビニルを基材とし、その片面に厚さ５μｍ程度でアクリル樹脂系の粘着剤が塗布されたものが用いられる。ダイシングフレーム６はステンレス等の金属でできた環状の板材であり、ダイシングテープ５の粘着面の外周部に同心状に貼り付けられる。ウエーハ１はダイシングテープ５の粘着面の中心に同心状に貼り付けられ、ダイシングフレーム６を保持することによってハンドリングされる。
【００１８】
［２］分割装置
次に、分割装置１０を説明する。
分割装置１０は基台１１を有し、この基台１１の水平な上面には位置決め機構２０が設けられ、さらに、位置決め機構２０の周囲には時計回りにカセット３０、レーザ光照射装置４０、割断装置５０が配列されている。ウエーハ１は、上記のようにダイシングテープ５およびダイシングフレーム６が装着された状態でカセット３０に収容された状態で基台１０上の所定位置に設置される。
【００１９】
ウエーハ１はカセット３０から取り出され、位置決め機構２０を経由してレーザ光照射装置４０に移されて分割予定ライン２に沿った起点が形成され、次いで割断装置５０によって割断、分割され、多数の半導体チップ２に個片化される。分割装置１０は、このような順でウエーハ１を移送する移送ロボット（図示略）を具備している。以下に、ウエーハ１の移送順にしたがってカセット３０、位置決め機構２０、レーザ光照射装置４０、割断装置５０を説明する。
【００２０】
Ａ．カセット
カセット３０は持ち運びが可能で、複数のウエーハ１を収容し、基台１１上の所定のカセット設置部に着脱可能にセットされる。カセット３０は、互いに離間した一対の平行なケース３１を有しており、これらケース３１の内側の互いの対向面に、ラック３２が上下方向に複数段設けられている。これらラック３２に、水平な姿勢のダイシングフレーム６がスライド可能に挿入されるようになっている。ウエーハ１は、ダイシングテープ５およびダイシングフレーム６を介してラック３２に挿入されてカセット３０内に積層状態に収容される。カセット３０内には、ウエーハ１を上側に、ダイシングテープ５を下側に配した状態でダイシングフレーム６が挿入される。カセット３０は、基台２０上のカセット設置部に、ウエーハ１のスライド方向がＹ方向と平行になるようにしてセットされる。カセット３０内のウエーハ１は、ダイシングテープ５およびダイシングフレーム６ごと上記移送ロボットによって位置決め機構２０に移送される。
【００２１】
Ｂ．位置決め機構
位置決め機構２０は、Ｙ方向に延びる一対の平行なガイドバー２１が、互いに近付いたり離れたりするようにリンクしながらＹ方向に直交するＸ方向に移動するように構成されている。ダイシングテープ５を介してウエーハ１を保持するダイシングフレーム６は、ガイドバー２１の間の基台２０上に載置され、近付き合うガイドバー２１に挟まれることにより、レーザ光照射装置４０への移送開始位置が定められ、その位置から移送ロボットによってレーザ光照射装置４０に移される。
【００２２】
Ｃ．レーザ光照射装置
レーザ光照射装置４０は、矩形状のテーブルベース４１上に回転自在に設けられた円盤状のチャックテーブル４２と、このチャックテーブル４２の上方に配設されたレーザユニット４５とを備えている。テーブルベース４１は、基台１１上に図示せぬガイドレールを介してＸ方向に移動自在に設けられ、図示せぬ往復駆動機構によって往復移動させられる。チャックテーブルは上面が水平に設置され、Ｚ方向（鉛直方向）を軸線として回転自在にテーブルベース４１に支持されており、図示せぬ回転駆動機構によって時計方向または反時計方向に回転させられる。
【００２３】
チャックテーブル４２は周知の真空チャック式であって、表裏面に通じる多数の細かな吸引孔を有し、裏面側には図示せぬ真空装置の空気吸引口が配されている。ウエーハ１は、真空装置を運転した状態からチャックテーブル４２の上面に載置されて吸着、保持される。なお、その時にはウエーハ１を保持するダイシングフレーム６は、テーブルベース４１に取り付けられたクランプ４３によって上下動が規制されるようになっている。テーブルベース４１の移動方向の両端部には、テーブルベース４１の移動路を塞いで塵埃等が侵入することを防ぐ蛇腹状のカバー４４が伸縮自在に設けられている。
【００２４】
レーザユニット４５は、内部にＹＡＧレーザ発振器等のレーザ光線発振器が収容された円筒状のハウジング４６と、このハウジング４６の先端に装着された集光器４７とを備えており、ハウジング４６がＹ方向と平行で、かつ集光器４７がチャックテーブル４２の上方に位置するように、図示せぬフレームに支持されている。さらにレーザユニット４５はそのフレームにＹ方向に移動自在に支持され、図示せぬ送り機構によってＹ方向に往復移動させられる。
【００２５】
このレーザユニット４５によれば、ハウジング４６内のレーザ光線発振器から発振されたレーザ光線が、集光器４７を経てチャックテーブル４２に保持されたウエーハ１に所定の集光スポット径で照射される。レーザ光線の照射位置は図示せぬアライメント手段によって制御され、ウエーハ１の分割予定ライン２に沿ってレーザ光線が照射される。ウエーハ１へのレーザ光線の照射工程が終わったら、ウエーハ１は移送ロボットによって割断装置５０に移される。
【００２６】
Ｄ．割断装置
割断装置５０は、図４に示すように、基台１１上に配設された有底円筒状のウォータケース５１と、このウォータケース５１内にテーブルベース６０を介して収容されたチャックテーブル６１と、基台１１上にテーブルベース６０を回転自在に支持する円筒状のシャフト６２とを備えている。
【００２７】
ウォータケース５１は円形の底板５２と円筒状の側壁５３を有し、その内部には給水管５４から水が供給される。底板５２には複数の排水孔５２ａが、また、側壁５３の上部には複数のオーバーフロー用孔５３ａが、それぞれ形成されている。ウォータケース５１内に貯留する水は常に排水孔５２ａから排水されるが、この場合、例えば排水孔５２ａの大きさや数を調節することによって、給水管５４からの水の供給量よりも排水孔５２ａからの排水量が下回るように設定される。したがって排水孔５２ａから水は排水されながらもウォータケース５１内には水が貯留し、溢れようとする水はオーバーフロー用孔５３ａから排水され、その時の水位が定常水位とされる（図４の破線Ｗで示す）。排水孔５２ａとオーバーフロー用孔５３ａからの排水は、ウォータケース５１の側壁５３の下方に配置された環状の容器であるドレインパン５５で受けられる。ドレインパン５５で受けられた水は、排水管５６を経て外部に排水される。
【００２８】
テーブルベース６０は円筒状であって、底部がウォータケース５１の底板５２の中央に貫通した状態でこの底板５２に同心状、かつ液密的に固着されている。そしてこのテーブルベース６０の上面に、円盤状のチャックテーブル６１が同心状に固定されている。
【００２９】
チャックテーブル６１は、水平に設定されたその上面にウエーハ１を吸着、保持するもので、上記チャックテーブル１０と同一構成の真空チャック式である。すなわち、表裏面に通じる多数の細かな吸引孔を有しており、裏面側には図示せぬ真空装置の空気吸引口が配されている。ウォータケース５１における上記定常水位Ｗは、チャックテーブル６１上に吸着、保持されたウエーハ１の上面よりもやや上方に位置するように設定されている。
【００３０】
シャフト６２は軸線方向を鉛直方向と平行にした状態で基台１１に回転自在に支持されており、上端部に上記テーブルベース６０が同心状に固定されている。したがって、シャフト６２とともに、テーブルベース６０と、このテーブルベース６０に一体に固定されているウォータケース５１およびチャックテーブル６１はともに一体に回転するようになされている。その回転は、基台１１の内部の適宜箇所に固定されたモータ６３によって駆動される。このモータ６３の駆動軸は、回転駆動伝達用のベルト６４を介してシャフト６２に連結されており、モータ６３の動力がベルト６４を介してシャフト６２に伝わることによって、テーブルベース６０、ウォータケース５１およびチャックテーブル６１が一体に回転する。
【００３１】
テーブルベース６０の側面には、ウォータケース５１の径方向に延びる複数（この場合３つ）の弾性アーム６５が周方向に間隔をおいて設けられている。これら弾性アーム６５は、テーブルベース６０に固定された固定部６６と、この固定部の先端にバネ付きヒンジ６７を介して取り付けられた可動部６８とからなるもので、可動部６８はバネ付きヒンジ６７を支点に下方に回動可能であるが、バネ付きヒンジ６７の作用によって常に水平位置に戻るように付勢されている。
【００３２】
弾性アーム６５の可動部６８の先端には、上方に延び、その上面がチャックテーブル６１の上面と同レベルに設定されたチャックパッド６９が取り付けられている。図４に示すように、チャックテーブル６１にウエーハ１が保持されると、これとともにウエーハ１を支持するダイシングフレーム６がチャックパッド６９の上面に載置される。チャックパッド６９は、チャックテーブル６１と同様の真空チャック式の吸着保持手段であり、その内部であって吸着面である上面の下方には、図示せぬ真空装置の吸引口が配されている。なお、チャックパッド６９のテーブルベース６０に対する取り付け位置は、下記のプッシャパッド７５に対応するようになされている。
【００３３】
ウォータケース５１の周囲には、基台１１に垂直に立設された複数のガイドポスト７０が配されている。この場合、図３に示すようにガイドポスト７０は３つで、ウォータケース５１の中心を通るＸ方向に沿った線上の２箇所と、これらＸ方向に離れた２つのガイドポスト７０の双方に対して９０°の位置であって位置決め機構２０とは反対側の位置の１箇所に配されている。この配置によって割断装置５０の位置決め機構２０側はガイドポスト７０に遮られておらず、ウエーハ１が割断装置５０に無理なく移送されることを可能としている。
【００３４】
図４に示すように、各ガイドポスト７０には、筒状のスライダ７１がガイドポスト７０に沿って昇降自在に装着されている。これらスライダ７１は、図示せぬ昇降駆動機構により、上下方向の位置が互いに揃った状態でガイドポスト７０に沿って昇降させられる。各スライダ７１には、ウォータケース５１の側壁５３を越えて径方向内側に延びる水平なアーム７２が固定されている。アーム７２はチャックパッド６９の上方まで延びており、その先端には上下方向に延びる短いアームヘッド７３が固定され、さらにこのアームヘッド７３の下端には、回動軸線がチャックテーブル６１の接線方向に延びるヒンジ７４を介して、プッシャパッド７５が回動自在に取り付けられている。
【００３５】
スライダ７１が下降してプッシャパッド７５が下降すると、プッシャパッド７５はウォータケース５１の中に入る。上記チャックパッド６９および弾性アーム６５は、テーブルベース６０の回転角度を調節すると各プッシャパッド７５の直下に当たる位置に配されるように、テーブルベース６０への取り付け位置が定められている。
【００３６】
テーブルベース６０を回転させて各チャックパッド６９を各プッシャパッド７５の直下に位置させた状態でプッシャパッド７５を下降させると、プッシャパッド７５はチャックパッド６９に当接する。そしてさらに下降すると、チャックパッド６９は押し下げられて弾性アーム６５の可動部６８が下方に回動し、この時プッシャパッド７５はチャックパッド６９に倣うようにヒンジ７４を支点に内側に回動する（図５参照）。チャックパッド６９が押し下げられて弾性アーム６５の可動部６８が下方に回動すると、チャックパッド６９はチャックテーブル６１から外側に向かって離れていく。この状態からプッシャパッド７５が上昇すると、それにつれて可動部６８はバネ付きヒンジ６７のバネ力で上方に回動し、プッシャパッド７５が離れると可動部６８は元の水平状態に戻る。
【００３７】
［３］分割装置の動作
次に、上記分割装置１０の動作を説明する。ここで説明する動作は、本発明の分割方法の具体例となる。
まず、ダイシングフレーム６を把持して移送する移送ロボットによって、カセット３０内の１枚のウエーハ１が、位置決め機構２０における２つのガイドバー２１の間に置かれる。ウエーハ１は、カセット３０に収容されたままのダイシングテープ５の上側に配された状態で、このように位置決め機構２０にセットされる。そして、２つのガイドバー２１が互いに近付く方向にリンクして移動し、両ガイドバー２１がダイシングフレーム６に当接して挟んだ時点で移動を停止する。これによってウエーハ１がレーザ光照射装置４０への移送開始位置に位置決めされる。
【００３８】
次にウエーハ１は、移送ロボットによってダイシングテープ５およびダイシングフレーム６ごとレーザ光照射装置４０のチャックテーブル４２上に移される。チャックテーブル４２は吸着運転が予めなされており、そこに載置されると同時にウエーハ１はチャックテーブル４２上に吸着、保持される。そして、レーザユニット４５により、ウエーハ１の分割予定ライン２に沿ってレーザ光線が走査されて照射される。レーザ光線の集光点はウエーハ１の内部であって例えば厚さの中央部分とされ、これによって分割予定ライン２の内部には変質層が形成される。この内部変質層は強度的に弱化した溶融再固化層であって、外力が与えられることによりウエーハ１に割断を惹起させる起点となる。
【００３９】
分割予定ライン２にレーザ光線を走査しながら照射するには、上述したアライメント手段が用いられ、レーザユニット４５のＹ方向への移動によりＹ方向の照射位置が定められ、テーブルベース４１を介したチャックテーブル４２のＸ方向の移動によって１本の分割予定ライン２への照射がなされる。この動作を繰り返して、一方向に延びる全ての分割予定ライン２へのレーザ光照射を終えたら、次にチャックテーブル４２を９０°回転させて、引き続き同様の動作を行うことにより、一方向と直交する方向に延びる全ての分割予定ライン２へのレーザ光照射が完遂する。
【００４０】
次にウエーハ１は、移送ロボットによってダイシングテープ５およびダイシングフレーム６ごと再び位置決め機構２０に移され、ここで割断装置５０への移送開始位置が定められてから、改めて移送ロボットによって割断装置５０のチャックテーブル６１上に移される。割断装置５０は、ウォータケース５１内には少なくともチャックテーブル６１およびチャックパッド６９の上面の高さまでは水は貯留されておらず、プッシャパッド７５はチャックパッド６９から上方に退避している。また、チャックテーブル６１は吸着運転されておらず、チャックパッド６９は吸着運転されている。
【００４１】
ウエーハ１はチャックテーブル６１に単に載置され、一方、ダイシングフレーム６がチャックパッド６９に吸着、保持される。ここで、テーブルベース６０を回転させて各チャックパッド６９を各プッシャパッド７５の直下に位置させ、この状態で停止させる。続いて給水管５４からウォータケース５１内に水が供給されて定常水位Ｗが保持される。なお、供給する水は単なる純水でもよいが、界面活性剤または凝集防止剤のうちの少なくとも一方を１〜１０％程度の割合で含有する水が好ましく用いられる。
【００４２】
チャックテーブル６１上のウエーハ１は水没し、この状態からスライダ７１を下降させてプッシャパッド７５を下降させる。プッシャパッド７５は水中に入り、ダイシングフレーム６に当接してから、さらに下降させられる。すると、図５に示すようにダイシングフレーム６およびチャックパッド６９が押し下げられる。この時、ダイシングフレーム６はチャックパッド６９とともにチャックテーブル６１から外側に向かって離れていく力を受け、このためダイシングテープ５はその外力に追従してＸ方向およびＹ方向に引っ張られ、全体として径方向に拡張させられる。ダイシングテープ５が拡張されると、図５に示すように、ウエーハ１にはレーザ光照射がなされた分割予定ライン２の内部変質層を起点として割断が生じ、バラバラになって多数の半導体チップ３に個片化される。個片化された半導体チップ３はダイシングテープ５に貼着されているので、流動する水中において離脱して浮遊することはない。
【００４３】
さて、ウエーハ１の割断時には割断部分から微細な粉状の破片が生じる場合があるが、その破片は水中に混入してウエーハ１（個片化された多数の半導体チップ３）への付着が防がれる。ここで、水は常に給水管５４からウォータケース５１内に供給されて排水孔５２ａやオーバーフロー用孔５３ａから流出しているため流動しており、したがって破片は水流にのってウエーハ１から離れやすい状況となっている。
【００４４】
分割予定ライン２に沿った割断による半導体チップ３の個片化が確認されたら、プッシャパッド７５が上昇してダイシングフレーム６から上方に退避させられるとともに、給水管５４からの給水が停止される。排水孔５２ａから排水される水の水位が少なくともチャックテーブル６１の上面よりも下がった段階で、チャックテーブル６１の吸着動作を行い、ダイシングテープ５を介して分割状態のウエーハ１をチャックテーブル６１上に吸着、保持する。引き続きチャックパッド６９によるダイシングフレーム６の吸着も維持した状態でシャフト６２を回転させ、テーブルベース６０とともにチャックテーブル６１およびウォータケース５１を回転させる。
【００４５】
チャックテーブル６１を高速で所定時間回転させることにより、ウエーハ１の表面や半導体チップ３間の微細な溝に存在していた水をスピンアウトさせ、水とともに塵埃などを除去してウエーハ１を洗浄する。なお、このようにウエーハ１の洗浄を行う際には、ウォータケース５１内の水を排水してチャックパッド６９等が水の抵抗を受けないようにすることが好ましい。また、洗浄時には、別途設けた洗浄水ノズルから水をウエーハ１の表面に噴出させると洗浄効果が向上する。また、洗浄後にエアノズル等から表面に空気を噴射すさせると乾燥を迅速に行うことができて好ましい。
【００４６】
このようにして分割された後に洗浄されたウエーハ１は、移送ロボットによってダイシングテープ５およびダイシングフレーム６ごと割断装置５０から位置決め機構２０を経由してカセット３０内に収容される。この後ウエーハ１はカセット３０ごと次のピックアップ工程やダイボンディング工程に移され、それらの工程でダイシングテープ５から個々の半導体チップ３がピックアップされる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、ウエーハ１の分割予定ライン２に沿ってレーザ光線を照射して割断を惹起させる内部変質層を形成し、次いで割断をウォータケース５１内において水中で行うことにより、割断によって生じウエーハ１（個片化された多数の半導体チップ３）に付着しようとする破片を水中に混入させて効果的に排除することができる。
【００４８】
特に本実施形態では、常にウォータケース５１内に水が供給されて水が流動しているので、破片は水流にのってウエーハ１から離れやすい。また、界面活性剤または凝集防止剤のうちの少なくとも一方を含有した水をウォータケース５１内に供給すると、潤滑効果によってウエーハ１に破片が付着しにくくなり、破片の付着防止効果をより一層得やすくなる。このようにウエーハ１への破片の付着が防止されることにより、歩留まりを向上させることができる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、ダイシングテープ５は、チャックパッド６９とプッシャパッド７５とによりダイシングフレーム６が挟まれる３点が引っ張られて拡張される。この１回の拡張動作に続いて、プッシャパッド７５を退避させてからチャックテーブル６１を１８０°回転させ、引き続き同様に拡張動作を行うと、ダイシングテープ５の全面に拡張のための外力を放射状に満遍なく付与することができるので、ウエーハ１の割断をより一層確実に行うことができる。
【００５０】
また、３つのチャックパッド６９を押し下げるプッシャパッド７５は、チャックパッド６９ごとに３つ設けているが、例えばこれらプッシャパッド７５を一体に連結した半円弧状あるいは馬蹄形状の１つのプッシャパッドによって各チャックパッド６９を押し下げる形態にしてもよい。さらにこのようなダイシングテープ５を拡張させる機構や、ウエーハ１を水中で支持する機構も、本発明では上記実施形態に限られるものではない。
【００５１】
また、ウエーハ１の分割予定ライン２に割断を惹起させる起点として、上記実施形態ではレーザ光照射によって形成する内部変質層を挙げているが、レーザ光照射による起点としては、ウエーハ１の表面へのレーザ光照射によるアブレーションを採用することもできる。またレーザ光照射以外には、ガラス切りやスクライバ等を用いて形成するクラックや、ダイシング装置の切削ブレードによってウエーハ１の厚さの例えば半分程度の深さまで形成する溝等の、機械的加工によるものが挙げられる。
【００５２】
図６は図３に示したレーザ光照射装置４０に代えてダイシング装置で用いられる切削ブレード８０を具備した分割装置を示している。この切削ブレードはダイヤモンドブレード等からなる薄い円盤状のもので、スピンドル８１の先端に装着されている。スピンドル８１は軸線がＹ方向に平行に配されるとともに、Ｙ方向に往復移動し、かつＺ方向に上下動するように設けられ、切削ブレード８０はチャックテーブル４２上に配される。スピンドル８１にはブレードカバー８２が装着されており、このブレードカバー８２には、切削水をウエーハ１に供給する切削水ノズル８３，８４が取り付けられている。
【００５３】
この切削ブレード８０によれば、スピンドル８１のＹ方向の位置を調整して切削位置を定め、テーブルベース４１をＸ方向に移動させながら、回転する切削ブレード８０をチャックテーブル４２上に吸着、保持したウエーハ１に切り込むことにより、ウエーハ１の表面に分割予定ライン２に沿った溝を、割断を惹起させる起点として形成する。一方向に延びる全ての分割予定ライン２に溝を形成したら、チャックテーブル４２を９０°回転させて引き続き同様の動作を行うことにより、一方向と直交する方向に延びる全ての分割予定ライン２に溝が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】半導体チップに分割される半導体ウエーハの全体斜視図であり、拡大部分は半導体チップを示す。
【図２】ダイシングテープを介してダイシングフレームに支持された状態の半導体ウエーハを示す（ａ）斜視図、（ｂ）断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る分割装置の全体斜視図である。
【図４】一実施形態の分割装置に具備される割断装置の断面図である。
【図５】割断装置によるウエーハの割断作用を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態の分割装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…半導体ウエーハ（基板）
２…分割予定ライン
３…半導体チップ
１０…分割装置
４０…レーザ光照射装置（起点形成手段）
５０…割断装置（割断手段）
５１…ウォータケース（液体容器）
５２ａ…排水孔（大気曝露手段）
５４…給水管（液体供給手段）
６１…チャックテーブル（保持手段）
６２…シャフト（洗浄手段）
【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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