(57)【要約】【課題】表面に低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）等が積層されたウエーハを所定のストリーに沿って確実に破断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】基板の表面に積層された積層体によってデバイスが形成されたウエーハを、該デバイスを区画する複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割方法であって、ウエーハのストリートに積層された積層体をストリートに沿って分断する積層体分断工程と、ウエーハの基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの裏面側からストリートに沿って照射し、基板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、変質層が形成されたウエーハに外力を付与し、ウエーハをストリートに沿って分割する分割工程とを含む。【選択図】図１０
2007173475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に積層された積層体によってデバイスが形成されたウエーハを、該デバイスを区画する複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハのストリートに積層された積層体をストリートに沿って分断する積層体分断工程と、
ウエーハの基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの裏面側からストリートに沿って照射し、基板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、
該変質層が形成されたウエーハに外力を付与し、ウエーハをストリートに沿って分割する分割工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法。
【請求項２】
該積層体分断工程は、ウエーハに形成されたストリートに沿ってウエーハの表面側から積層体に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射し、積層体の厚さより深いレーザー加工溝を形成する、請求項１記載の。ウエーハの分割方法。
【請求項３】
該積層体分断工程は、ウエーハに形成されたストリートに沿ってスクライブ加工を施し、積層体の厚さより深いスクライブ加工溝を形成する、請求項１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、基板の表面に積層された積層体によってデバイスが形成されたウエーハを、デバイスを区画する複数の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】
当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の半導体基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された積層体によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記半導体チップがストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画されており、このストリートに沿って分割することによって個々の半導体チップを製造している。
【０００３】
近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップの処理能力を向上するために、シリコン等の半導体基板の表面にＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）と回路を形成する機能膜が積層された積層体によって半導体チップを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。
【０００４】
また、半導体ウエーハのストリートにテスト  エレメント  グループ（TEG）と称する金属膜が積層された金属パターを部分的に配設し、半導体ウエーハを分割する前に金属パターンを通して回路の機能をテストするように構成した半導体ウエーハも実用化されている。
【０００５】
上述した半導体ウエーハ等の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、半導体ウエーハ等のウエーハ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。
【０００６】
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程度必要となる。このため、ウエーハに形成されたデバイスの大きさが小さい場合には、ストリートの占める面積比率が大きくなり、生産性が悪いという問題がある。
【０００７】
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波長の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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
而して、表面に低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が積層されたウエーハやテスト  エレメント  グループ（TEG）と称する金属膜が積層された金属パターが配設されたウエーハを上述したレーザー加工方法を用いて分割しようとしてもストリートに沿って確実に分割することができない。即ち、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を合わせてウエーハ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、ウエーハの内部にストリートに沿って変質層を形成した後にストリートに沿って外力を付与しても、低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）等の積層体を確実に破断することができない。また、ウエーハがストリートに沿って破断されたとしても積層体が剥離して個々の分割されたチップの品質を低下させるという問題がある。
【０００９】
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、表面に低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）等が積層されたウエーハを所定のストリーに沿って確実に破断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】
【００１０】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に積層された積層体によってデバイスが形成されたウエーハを、該デバイスを区画する複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハのストリートに積層された積層体をストリートに沿って分断する積層体分断工程と、
ウエーハの基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線をウエーハの裏面側からストリートに沿って照射し、基板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、
該変質層が形成されたウエーハに外力を付与し、ウエーハをストリートに沿って分割する分割工程と、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。
【００１１】
上記積層体分断工程は、ウエーハに形成されたストリートに沿ってウエーハの表面側から積層体に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射し、積層体の厚さより深いレーザー加工溝を形成する。
また、上記積層体分断工程は、ウエーハに形成されたストリートに沿ってスクライブ加工を施し、積層体の厚さより深いスクライブ加工溝を形成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるウエーハの分割方法においては、積層体分断工程を実施してウエーハのストリートに積層された積層体をストリートに沿って分断するとともに、変質層形成工程を実施して基板の内部にストリートに沿って変質層を形成した後に、変質層が形成されたウエーハに外力を付与してウエーハをストリートに沿って分割するので、ウエーハをストリートに沿って確実に分割することができる。また、積層体は積層体分断工程を実施することによりウエーハのストリートに沿って分断されているので、ウエーハがストリートに沿って破断される際に剥離することはなく、積層体が剥離することによりチップの品質を低下させるという問題を解消することができる。
【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割方法について添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１４】
図１には、本発明によるウエーハの分割方法によって個々のチップに分割される半導体ウエーハの斜視図が示されており、図２には図１に示す半導体ウエーハの要部拡大断面図が示されている。図１および図２に示す半導体ウエーハ２は、シリコン等の半導体基板２０の表面に絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された積層体２１によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２がマトリックス状に形成されている。そして、各デバイス２２は、格子状に形成されたストリート２３によって区画されている。なお、図示の実施形態においては、積層体２１を形成する絶縁膜は、ＳｉＯ２  膜または、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなっている。このように形成された半導体ウエーハ２は、半導体基板２０の裏面が研削され、所定の厚さに形成される。
【００１５】
上述した半導体ウエーハ２をストリート２３に沿って分割する第１の実施形態について、図３乃至図１４を参照して説明する。
第１の実施形態においては、先ず半導体ウエーハ２のストリート２３に積層された積層体２１をストリートに沿って分断する積層体分断工程を実施する。この積層体分断工程は、図３に示すレーザー加工装置３を用いて実施する。図３に示すレーザー加工装置３は、被加工物を保持するチャックテーブル３１と、該チャックテーブル３１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３２と、チャックテーブル３１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段３３を具備している。チャックテーブル３１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。
【００１６】
上記レーザー光線照射手段３２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング３２１を含んでいる。ケーシング３２１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３２１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３２２が装着されている。
【００１７】
上記レーザー光線照射手段４２を構成するケーシング３２１の先端部に装着された撮像手段３３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。
【００１８】
上述したレーザー加工装置３を用いて実施する積層体分断工程について、図３乃至図５を参照して説明する。
この積層体分断工程は、先ず上述した図３に示すレーザー加工装置３のチャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２を載置し、該チャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する。このとき、半導体ウエーハ２は、表面２aを上側にして保持される。
【００１９】
上述したように半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない加工送り機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３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３３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２３と、ストリート２３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３２の集光器３２２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角に延びるストリート２３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。
【００２０】
以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持された半導体ウエーハ２に形成されているストリート２３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４で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２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２３を集光器３２２の直下に位置付ける。このとき、図４の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は、ストリート２３の一端(図４の（ａ）において左端)が集光器３２２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３２の集光器３２２から半導体ウエーハ２の積層体２１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３１即ち半導体ウエーハ２を図４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４の（ｂ）で示すように分割予定ライン２１の他端（図４の（ｂ）において右端）が集光器３２２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３１即ち半導体ウエーハ２の移動を停止する。この積層体分断工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐをストリート２３の表面付近に合わせる。
【００２１】
上述した積層体分断工程を実施することにより、半導体ウエーハ２のストリート２３には図５に示すように積層体２１の厚さより深いレーザー加工溝２４が形成される。この結果、ストリート２３に積層された積層体２１は、レーザー加工溝２４によってストリート２１に沿って分断される。そして、上述した積層体分断工程を半導体ウエーハ２に形成された全てのストリート２３に実施する。
【００２２】
なお、上記積層体分断工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の光源  ：LD励起QスイッチNd:YVO4レーザー
波長                ：３５５ｎｍ
出力                ：０．５〜２．５Ｗ
繰り返し周波数      ：２００ｋＨｚ
パルス幅            ：２００ｎｓ
集光スポット径      ：φ１０μｍ
加工送り速度        ：３００〜５００ｍｍ／秒
【００２３】
次に、積層体分断工程の他の実施形態について、図６乃至図８を参照して説明する。
この実施形態における積層体分断工程は、図６に示す超音波スクライブ装置４を用いて実施する。図６に示す超音波スクライブ装置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超音波スクライブ加工を施す超音波スクライブユニット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６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。
【００２４】
上記超音波スクライブユニット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内には図示しない超音波発生手段が配設されている。上記ケーシング４２１の先端部には、超音波発生手段によって発生された超音波を被加工物に作用せしめる超音波スクライバ４２２が装着されている。
【００２５】
上記超音波スクライブユニット４２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、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００２６】
上述した超音波スクライブ装置４を用いて実施する積層体分断工程について、図６乃至図８を参照して説明する。
この積層体分断工程は、先ず上述した図６に示す超音波スクライブ装置４のチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を載置し、該チャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する。このとき、半導体ウエーハ２は、表面２aを上側にして保持される。
【００２７】
上述したように半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１は、図示しない加工送り機構によって撮像手段４３の直下に位置付けられる。チャックテーブル４１が撮像手段４３の直下に位置付けられると、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のスクライブ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２３と、ストリート２３に沿ってスクライブ加工を施す超音波スクライブユニット４２の超音波スクライバ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角に延びるストリート２３に対しても、同様にスクライブ加工位置のアライメントが遂行される。
【００２８】
以上のようにしてチャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２に形成されているストリート２３を検出し、スクライブ加工位置のアライメントが行われたならば、図７で示すようにチャックテーブル４１を超音波スクライブユニット４２の超音波スクライバ４２２が位置するスクライブ加工領域に移動し、所定のストリート２３を超音波スクライバ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２３の一端(図７の（ａ）において左端)が超音波スクライバ４２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、超音波スクライブユニット４２を下降して超音波スクライバ４２２をストリート２３の上面に接触させる。次に、超音波スクライブユニット４２の図示しない超音波発生手段を附勢（ON）して超音波スクライバ４２２に超音波振動を付与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。そして、図７の（ｂ）で示すように分割予定ライン２１の他端（図７の（ｂ）において右端）が超音波スクライバ４２２の直下位置に達したら、図示しない超音波発生手段を除勢（OFF）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。
【００２９】
上述した積層体分断工程を実施することにより、超音波振動が付与された超音波スクライバ４２２は２〜５μｍ切り込み送りされ、この結果半導体ウエーハ２のストリート２３には図８に示すように積層体２１の厚さより深いスクライブ加工溝２５が形成される。この結果、ストリート２３に積層された積層体２１は、スクライブ加工溝２５によってストリート２１に沿って分断される。そして、上述した積層体分断工程を半導体ウエーハ２に形成された全てのストリート２３に実施する。
【００３０】
なお、上記積層体分断工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
出力                ：２０〜１００Ｗ
周波数              ：４０ｋＨｚ
スクライバの材質    ：ダイヤモンド
加工送り速度        ：１００ｍｍ／秒
【００３１】
上述したように積層体分断工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の半導体基板２０対して透過性を有するレーザー光線を半導体基板２０の裏面２a側からストリート２３に沿って照射し、半導体基板２０の内部にストリート２３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、実質的に上記図３に示すレーザー加工装置３と同様に構成されたレーザー加工装置を用いて実施される。従って、変質層形成工程の説明においては、図３に示すレーザー加工装置３の符号を用いて説明する。変質層形成行程は、図３に示すレーザー加工装置３のチャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２の表面２a側を載置し（従って、半導体ウエーハ２は裏面２ｂが上側となる）、図示しない吸引手段によってチャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する。半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない移動機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
【００３２】
チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３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。このアライメント作業は、積層体分断工程におけるアライメント作業と実質的に同様である。なお、このアライメント作業においては、半導体ウエーハ２のストリート２３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３３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２３を撮像することができる。
【００３３】
以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されている半導体ウエーハ２に形成されているストリート２３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９の（ａ）で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２２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２３の一端（図９の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段３２の集光器３２２の直下に位置付ける。そして、集光器３２２から半導体基板２０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つつチャックテーブル３１即ち半導体ウエーハ２を図９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９の（ｂ）で示すように集光器３２２の照射位置が分割予定ライン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３１即ち半導体ウエーハ２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の内部に合わせることにより、図９の（ｂ）および図１０に示すように半導体ウエーハ２の内部にストリート２３に沿って変質層２６が形成される。この変質層２６は、溶融再固化層として形成される。そして、上述した変質層形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全てのストリート２３に実施する。
【００３４】
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
出力                    ：０．１〜１０W
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
パルス幅                ：４０ns
集光スポット径          ：φ１μｍ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００３５】
なお、半導体ウエーハ２の厚さが厚い場合には、図１１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２６を形成する。
【００３６】
上述した変質層形成工程を実施したならば、図１２に示すように環状のフレーム５に装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなる伸縮可能な保持テープ５０の表面に半導体ウエーハ２の裏面２b側を貼着する（ウエーハ支持工程）。従って、半導体ウエーハ２は、表面２ａが上側となる。
【００３７】
図１２に示すように環状のフレーム５に装着された保持テープ５０の表面に半導体ウエーハ２を貼着したならば、変質層２６が形成された半導体ウエーハ２に外力を付与し、半導体ウエーハ２をストリート２３に沿って分割する分割工程を実施する。この分割工程は、図示の実施形態においては図１３に示す分割装置６を用いて実施する。図１３に示す分割装置６は、上記環状のフレーム５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５に装着された保持テープ５０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５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５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５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。
【００３８】
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５の内径より小さく該環状のフレーム５に装着された保持テープ５０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。
【００３９】
以上のように構成された分割装置６を用いて実施する分割工程について図１４を参照して説明する。即ち、半導体ウエーハ２（ストリート２３に沿ってレーザー加工溝２４またはスクライブ加工溝２５と変質層２６が形成されている）を保持テープ５０を介して支持した環状のフレーム５を、図１４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、クランプ機構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１４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１４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３０も下降するため、図１４の（ｂ）に示すように環状のフレーム４に装着された保持テープ４は拡張ドラム６２１の上端縁に当接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、保持テープ５０に貼着されている半導体ウエーハ２は放射状に引張力が作用する。このように半導体ウエーハ２に放射状に引張力が作用すると、ストリート２３に沿って形成された変質層２６は強度が低下せしめられているので、この変質層２６が分割起点となって半導体ウエーハ２は変質層２６に沿って破断され個々の半導体チップ２００に分割される。このとき、半導体ウエーハ２のストリート２３には図５または図８に示すように積層体２１の厚さより深いレーザー加工溝２４またはスクライブ加工溝２５が形成され積層体２１はストリート２３に沿って分断されているので、半導体ウエーハ２はストリート２３に沿って確実に分割される。また、積層体２１はレーザー加工溝２４またはスクライブ加工溝２５によってストリート２３に沿って分断されているので、半導体ウエーハ２がストリート２３に沿って破断される際に剥離することはなく、積層体２１が剥離することにより半導体チップ２００の品質を低下させるという問題を解消することができる。
【００４０】
なお、分割工程は上述した分割方法の外に、次のような分割方法を用いることができる。
即ち、保持テープ５０に貼着された半導体ウエーハ２（ストリート２３に沿ってレーザー加工溝２４またはスクライブ加工溝２５と変質層２６が形成されている）を柔軟なゴムシート上に載置し、その上面をローラーによって押圧することによって、半導体ウエーハ２を変質層２６が形成され強度が低下したストリート２３に沿って割断する方法を用いることができる。また、変質層が形成され強度が低下したストリート２３に沿って例えば周波数が２８ｋＨｚ程度の縦波（疎密波）からなる超音波を作用せしめる方法等を用いることができる。
【００４１】
次に、上述した半導体ウエーハ２をストリート２３に沿って分割する第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態においては、先ず半導体ウエーハ２の半導体基板２０対して透過性を有するレーザー光線を半導体基板２０の裏面２a側からストリート２３に沿って照射し、半導体基板２０の内部にストリート２３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３に示すレーザー加工装置３と実質的に同じ構成からなるレーザー加工装置を用いて図９乃至図１１に示す変質層形成工程と同様に実施することができきる。なお、このとき、半導体ウエーハ２にはストリート２３に沿ってレーザー加工溝２４またはスクライブ加工溝２５は形成されていない。
【００４２】
上述した変質層形成工程を実施したならば、図１２に示す環状のフレーム５に装着された保持テープ５０の表面に半導体ウエーハ２の裏面２b側を貼着するウエーハ支持工程を実施する。従って、半導体ウエーハ２は、表面２ａが上側となる。なお、このとき、半導体ウエーハ２にはストリート２３に沿ってレーザー加工溝２４またはスクライブ加工溝２５は形成されていない。
【００４３】
ウエーハ支持工程を実施したならば、半導体ウエーハ２のストリート２３に積層された積層体２１をストリートに沿って分断する積層体分断工程を実施する。この積層体分断工程は、図３に示すレーザー加工装置３または図６に示す超音波スクライブ装置４を用いて実施する。なお、レーザー加工装置３を用いた場合には、上記図４および図５に示す積層体分断工程と同様に実施する。また、超音波スクライブ装置４を用いた場合には、図７および図８に示す積層体分断工程と同様に実施する。なお、積層体分断工程においては、レーザー加工装置３のチャックテーブル３１または超音波スクライブ装置４のチャックテーブルには半導体ウエーハ２が保持テープ５０を介して保持される。
【００４４】
上述した積層体分断工程を実施したならば、変質層２６が形成された半導体ウエーハ２に外力を付与し、半導体ウエーハ２をストリート２３に沿って分割する分割工程を実施する。この分割工程は、図１３に示す分割装置６を用いて図１４に示すように実施する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【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を示す斜視図。
【図２】図１に示す半導体ウエーハの断面拡大図。
【図３】本発明によるウエーハの分割方法における積層体分断工程および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４】図３に示すレーザー加工装置を用いて実施する本発明によるウエーハの分割方法における積層体分断工程の説明図。
【図５】図４に示す積層体分断工程によって半導体ウエーハのストリートに形成されたレーザー加工溝を示す半導体ウエーハの要部拡大断面図。
【図６】本発明によるウエーハの分割方法における積層体分断工程を実施するための超音波スクライブ装置の要部斜視図。
【図７】図７に示す本発明によるウエーハの分割方法において積層体分断工程（スクライブ加工溝形成工程）の説明図。
【図８】図７に示す超音波スクライブ装置を用いて実施する本発明によるウエーハの分割方法における積層体分断工程の説明図。
【図９】図３に示すレーザー加工装置を用いて実施する本発明によるウエーハの分割方法において変質層形成工程の説明図。
【図１０】図９に示す変質層形成工程によって半導体ウエーハの内部に形成された変質層を示す半導体ウエーハの要部拡大断面図。
【図１１】図１０に示す変質層形成工程において半導体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１２】積層体分断工程および変質層形成工程が実施された半導体ウエーハが環状のフレームに保護テープを介して支持された状態を示す斜視図。
【図１３】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分割装置の斜視図。
【図１４】本発明によるウエーハの分割方法における分割工程の説明図。
【符号の説明】
【００４６】
２：半導体ウエーハ
２０：基板
２１：積層体
２３：ストリート
２４：レーザー加工溝
２５：スクライブ加工溝
３：レーザー加工装置
３１：レーザー加工装置のチャックテーブル
３２：レーザー光線照射手段
３２２：集光器
４：超音波スクライブ装置
４１：超音波スクライブ装置のチャックテーブル
４２：超音波スクライブユニット
４２２：超音波スクライバ
５：環状のフレーム
５０：保持テープ
６：分割装置
６１：フレーム保持手段
６２：テープ拡張手段
【図１】
2007173475.tif 000003
【図２】
2007173475.tif 000004
【図３】
2007173475.tif 000005
【図４】
2007173475.tif 000006
【図５】
2007173475.tif 000007
【図６】
2007173475.tif 000008
【図７】
2007173475.tif 000009
【図８】
2007173475.tif 000010
【図９】
2007173475.tif 000011
【図１０】
2007173475.tif 000012
【図１１】
2007173475.tif 000013
【図１２】
2007173475.tif 000014
【図１３】
2007173475.tif 000015
【図１４】
2007173475.tif 000016