(57)【要約】【課題】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外力を付与して分割する際に飛散する微細な破片がデバイスに付着することなく分割することができるウエーハの分割方法および分割装置を提供する。【解決手段】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デバイスが形成され内部に複数の分割予定ラインに沿って変質層が形成されたウエーハを、環状のフレームに装着された保持テープに裏面が貼着され状態で複数の分割予定ラインに沿って破断するウエーハの分割方法であって、保持テープを介してウエーハを支持した環状のフレームをウエーハの表面を下側にして保持した状態で、ウエーハに変質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与し、ウエーハを分割予定ラインに沿って破断する。【選択図】図８
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【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デバイスが形成され内部に複数の分割予定ラインに沿って変質層が形成されたウエーハを、環状のフレームに装着された保持テープに裏面が貼着され状態で複数の分割予定ラインに沿って破断するウエーハの分割方法であって、
保持テープを介してウエーハを支持した環状のフレームをウエーハの表面を下側にして保持した状態で、ウエーハに変質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与し、ウエーハを分割予定ラインに沿って破断する、
ことを特徴とするウエーハの分割方法。
【請求項２】
環状のフレームに装着された保持テープに裏面が貼着されたウエーハの表面にイオン化されたエアーを供給し、ウエーハに帯電している静電気を除去する、請求項１記載のウエーハの分割方法。
【請求項３】
環状のフレームに装着された保持テープに裏面が貼着されたウエーハに分割予定ラインに沿って付与する外力は、保持テープを拡張することによって付与する、請求項１又は２記載のウエーハの分割方法。
【請求項４】
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デバイスが形成され内部に複数の分割予定ラインに沿って変質層が形成されたウエーハを、環状のフレームに装着された保持テープに裏面が貼着され状態で複数の分割予定ラインに沿って破断するウエーハの分割装置において、
該環状のフレームを保持するフレーム保持手段と、
該フレーム保持手段に保持された環状のフレームに装着された保持テープを拡張するテープ拡張手段と、該フレーム保持手段に保持された環状のフレームに装着された保持テープに貼着されているウエーハの下方からイオン化されたエアーを供給し、ウエーハに帯電している静電気を除去する除電手段と、を具備している、
ことを特徴とするウエーハの分割装置。
【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デバイス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、CCD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程度必要で、ストリートの占める面積比率が高くなり、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際には、分割されたチップがバラバラにならないようにウエーハは保持テープに貼着される。そして、保持テープに貼着されるウエーハは、個々のチップに分割した後のボンディング工程を容易にするために裏面が保持テープに貼着される。従って、ウエーハは表面が露出された状態となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
而して、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外力を付与して分割すると、微細な破片が飛散し、この微細な破片がデバイスに付着してワイヤーボンディングの際に断線を引き起こす原因となる。また、デバイスが発光ダイオードやCCD等の光デバイスの場合には、微細な破片が付着すると品質が著しく低下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、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外力を付与して分割する際に飛散する微細な破片がデバイスに付着することなく分割することができるウエーハの分割方法および分割装置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デバイスが形成され内部に複数の分割予定ラインに沿って変質層が形成されたウエーハを、環状のフレームに装着された保持テープに裏面が貼着され状態で複数の分割予定ラインに沿って破断するウエーハの分割方法であって、
保持テープを介してウエーハを支持した環状のフレームをウエーハの表面を下側にして保持した状態で、ウエーハに変質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与し、ウエーハを分割予定ラインに沿って破断する、
ことを特徴とするウエーハの分割方法が提供される。
【００１０】
上記環状のフレームに装着された保持テープに裏面が貼着されウエーハの表面にイオン化されたエアーを供給し、ウエーハに帯電している静電気を除去することが望ましい。
また、上記環状のフレームに装着された保持テープに裏面が貼着されたウエーハに分割予定ラインに沿って付与する外力は、保持テープを拡張することによって付与する。
【００１１】
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デバイスが形成され内部に複数の分割予定ラインに沿って変質層が形成されたウエーハを、環状のフレームに装着された保持テープに裏面が貼着され状態で複数の分割予定ラインに沿って破断するウエーハの分割装置において、
該環状のフレームを保持するフレーム保持手段と、
該フレーム保持手段に保持された環状のフレームに装着された保持テープを拡張するテープ拡張手段と、該フレーム保持手段に保持された環状のフレームに装着された保持テープに貼着されているウエーハの下方からイオン化されたエアーを供給し、ウエーハに帯電している静電気を除去する除電手段と、を具備している、
ことを特徴とするウエーハの分割装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるウエーハの分割方法によれば、保持テープを介してウエーハを支持した環状のフレームをウエーハの表面を下側にして保持した状態で、ウエーハに変質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与するので、ウエーハが変質層に沿って破断される際に飛散する微細な破片は自重で落下するため、ウエーハの表面に形成されたデバイスに付着することはない。また、ウエーハ破断工程を実施する際に半導体ウエーハの表面にイオン化されたエアーが供給することにより、ウエーハの表面に帯電している静電気が除去されているので、ウエーハが変質層に沿って破断される際に飛散する微細な破片が静電気によってデバイスに付着することもない。
【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および分割装置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デバイス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割する分割方法について説明する。
【００１５】
半導体ウエーハ１０を個々の半導体チップに分割するには、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複数の分割予定ライン１０１に沿って照射し、半導体ウエーハ１０の内部に複数の分割予定ライン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に示すレーザー加工装置２を用いて実施する。図２に示すレーザー加工装置２は、被加工物を保持するチャックテーブル２１と、該チャックテーブル２１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２２と、チャックテーブル２１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段２３を具備している。チャックテーブル２１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図２において矢印Ｘで示す方向に加工送りされるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図２において矢印Ｙで示す方向に割り出し送りされるようになっている。
【００１６】
上記レーザー光線照射手段２２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング２２１の先端に装着された集光器２２２からパルスレーザー光線を照射する。また、上記レーザー光線照射手段１２を構成するケーシング２２１の先端部に装着された撮像手段２３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。
【００１７】
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および図３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２のチャックテーブル２１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２１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２１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段２３の直下に位置付けられる。
【００１８】
チャックテーブル２１が撮像手段２３の直下に位置付けられると、撮像手段２３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２３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２２の集光器２２２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に形成されている複数の分割予定ライン１０１と直交する方向に形成されている複数の分割予定ライン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の複数の分割予定ライン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２３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。
【００１９】
以上のようにしてチャックテーブル２１上に保持された半導体ウエーハ１０に形成されてい分割予定ライン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３の（ａ）で示すようにチャックテーブル２１をレーザー光線照射手段２２の集光器２２２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３の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段２２の集光器２２２の直下に位置付ける。そして、集光器２２２から半導体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照射しつつチャックテーブル２１を図３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３の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段２２の集光器２２２の照射位置が分割予定ライン１０１の他端（図３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２１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。
【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
パルス出力              ：１０μＪ
集光スポット径          ：φ１μｍ
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２１】
上記変質層１１０は、表面１０ａおよび裏面１０ｂに露出しないように内部だけに形成してもよく、また、上記集光点Ｐを段階的に変えて上述したレーザー加工工程を複数回実行することにより、複数の変質層１１０を形成してもよい。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分割予定ライン１０１に沿って実施する。
【００２２】
上述した変質層形成工程によって半導体ウエーハ１０の内部に複数の分割予定ライン１０１に沿って変質層１１０を形成したならば、分割予定ラインに沿って変質層が形成されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着された保持テープに貼着するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図４に示すように環状のフレーム３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３０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３０は、図示の実施形態においては厚さが１００μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート基材の表面にアクリル樹脂系の粘着剤が厚さが５μｍ程度塗布されている。
【００２３】
なお、ウエーハ支持工程は上記変質層形成工程の前に実施してもよく、この場合、環状のフレーム３に装着された保持テープ３０の表面に半導体ウエーハ１０の裏面１０bを貼着した状態で上述した変質層形成工程を実施する。即ち、図５の(a)および(b)に示すように上記レーザー加工装置２のチャックテーブル２１上に半導体ウエーハ１０の保持テープ３０側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保持テープ３０を介して半導体ウエーハ１０をチャックテーブル２１上に保持する。なお、図５の(a)および(b)においては保持テープ３０が装着された環状のフレーム３を省いて示しているが、環状のフレーム３はチャックテーブル２１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。そして、上述したレーザー光線照射位置のアライメント作業が実施される。次に、図５の(a)に示すようにチャックテーブル２１をレーザー光線照射手段２２の集光器２２２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２２の集光器２２２の直下に位置付ける。そして、集光器２２２から半導体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照射しつつチャックテーブル２１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２２の集光器２２２の照射位置が分割予定ライン１０１の他端（図３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２１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の裏面１０ｂ（下面）付近に合わせる。この結果、半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂ（下面）に露出するとともに裏面１０ｂから内部に向けて変質層１１０が形成される。
【００２４】
上述した変質層形成工程およびウエーハ支持工程を実施したならば、保持テープを介してウエーハを支持した環状のフレームをウエーハを下側にして保持した状態で、ウエーハに変質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与し、ウエーハを分割予定ラインに沿って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６および図７に示すウエーハの分割装置を用いて実施する。図６には本発明に従って構成された分割装置の一実施形態の斜視図が示されており、図７には図６に示す分割装置の分解斜視図が示されている。図６および図７に示すウエーハの分割装置４は、固定基台４０と、該固定基台４０の中央部上面に配設され上記環状のフレーム３を保持するフレーム保持手段５と、該フレーム保持手段５に保持された上記環状のフレーム３に装着された上記保持テープ３０を挟持する複数（図示の実施形態においては４個）のテープ挟持手段６と、該複数のテープ挟持手段６をそれぞれ径方向に移動せしめる複数（図示の実施形態においては４個）のテープ拡張手段７とを具備している。
【００２５】
上記固定基台４０は円盤状に形成され、その上面には中心部を通って直角に交差する案内溝４１、４１が形成されている。また、固定基台４０の上記案内溝４１、４１が形成された外周部は、外方に突出して形成されている。
【００２６】
上記フレーム保持手段３は、固定基台４０の上面に配設された４本の支持柱５１と、該４本の支持柱５１の上端に取り付けられた環状のフレーム保持部材５２とからなっている。４本の支持柱５１は、固定基台４０に形成された案内溝４１と４１の間にそれぞれ配設されている。環状のフレーム保持部材４２は、上記環状のフレーム３と略対応する大きさに形成されており、上面が環状のフレーム３を載置するための載置面５２１となっている。このフレーム保持部材５２は、図７に示すように断面形状が逆Ｌ字状に形成されており、上記載置面５２１と平行な被支持面５２２と、外周側で垂下する規制部５２３を備えている。また、フレーム保持部材５２には、外周には４個のクランプ５３が周方向に互いに等角度をもって配設されている。このように構成されたフレーム保持部材５２は、上記４本の支持柱５１の上端面上に被支持面５２２を載置し、図示しない固定手段によって固定される。
【００２７】
上記４個のテープ挟持手段６は、上記固定基台４０に形成された案内溝４１、４１上に配設されている。即ち、４個のテープ挟持手段６は、周方向に互いに等角度をもって配設されている。このように配設されたテープ挟持手段６は、それぞれＬ字状に形成された可動基台６１と、該可動基台６１に上下方向に移動可能に装着された第１の挟持機構６２および第２の挟持機構６３と、該第１の挟持機構６２および第２の挟持機構６３をそれぞれ上下方向に移動せしめる第１の移動機構６４および第２の移動機構６５とを具備している。可動基台６１は、移動部６１１と、該移動部６１１の上面から立設して形成された支持部６１２とからなっている。移動部６１１の下面には上記案内溝４１に嵌合する被案内レール６１１aが設けられており、この被案内レール６１１aを案内溝４１に嵌合することにより、可動基台６１は円盤状の固定基盤４０に案内溝４１に沿って径方向に移動可能に構成される。また、移動部６１１には、雌ネジ６１１bが貫通して形成されている。上記支持部６１２の内側の面（互いに対向する側の面）には上下方向に延びる案内レール６１２aが設けられており、外側の面には上下方向に延びる長溝６１２bが形成されている。また、案内レール６１２aには、内側の面から上記長溝６１２bに達し上下方向に延びる長穴６１２cが形成されている。
【００２８】
上記第１の挟持機構６２は、上記可動基台６１の支持部６１２に設けられた案内レール６１２aに沿って移動可能に配設された支持アーム６２１と、該支持アーム６２１に取り付けられた挟持部材６２２とからなっている。支持アーム６２１の基端には上記案内レール６１２aと嵌合する被案内溝６２１aが設けられており、この被案内溝６２１aを案内レール６１２aに嵌合することにより、支持アーム６２１は可動基台６１の支持部６１２に案内レール６１２aに沿って上下方向に移動可能に構成される。また、支持アーム６２１の基部には雌ネジ６３１bを備えた雌ネジブロック６３１cが設けられており、この雌ネジブロック６２１cが上記長穴６１２cを挿通して配設される。上記挟持部材６２２は、上記半導体ウエーハ１０の半径より僅かに大きい曲率半径を持って形成されており、その上端面（後述する第２の挟持機構６３の挟持部材と対向する面）にはゴム等の摩擦係数の大きい摩擦部材６２３が装着されている。このように構成された挟持部材６２２の背面には取り付け部材６２４が固着されており、この取り付け部材６２４が支持アーム６３１の先端にネジ６２５によって着脱可能に取り付けられる。
【００２９】
上記第２の挟持機構６３は、上記可動基台６１の支持部６１２に設けられた案内レール６１２aに沿って移動可能に配設された支持アーム６３１と、該支持アーム６３１に取り付けられた挟持部材６３２とからなっている。支持アーム６３１の基端には上記案内レール６１２aと嵌合する被案内溝６３１aが設けられており、この被案内溝６３１aを案内レール６１２aに嵌合することにより、支持アーム６３１は可動基台６１の支持部６１２に案内レール６１２aに沿って上下方向に移動可能に構成される。また、支持アーム６３１の基部には雌ネジ６３１bを備えた雌ネジブロック６３１cが設けられており、この雌ネジブロック６３１cが上記長穴６１２cを挿通して配設される。上記挟持部材６３２は、上記半導体ウエーハ１０の半径より僅かに大きい曲率半径を持って形成されており、その下端面（上記第１の挟持機構６２の挟持部材６２２と対向する面）には保持テープ３０の表面に塗布された糊の付着を防止するためポリテトラフルオロエチレン等のブラスチック部材６３３が装着されている。このように構成された挟持部材６３２の背面には取り付け部材６３４が固着されており、この取り付け部材６３４が支持アーム６３１の先端にネジ６３５によって着脱可能に取り付けられる。
【００３０】
上記第１の挟持機構６２を上下方向に移動せしめる第１の移動機構６４は、上記可動基台６１の支持部６１２に形成された長溝６１２b内に案内レール６１２aと平行に配設され上記支持アーム６２１の基部に設けられた雌ネジブロック６２１cの雌ネジ６２１bと螺合する雄ネジロッド６４１と、可動基台６１の支持部６１２に配設され雄ネジロッド６４１の一端部を回転可能に支持する軸受６４２と、雄ネジロッド６４１の他端に連結され雄ネジロッド６４１を回転駆動するためのパルスモータ６４３とからなっている。このように構成された第１の移動機構６４は、パルスモータ６４３を駆動して雄ネジロッド６４１を回動することにより、第１の挟持機構６２を案内レール６１２aに沿って上下方向に移動せしめる。
【００３１】
上記第２の挟持機構６３を上下方向に移動せしめる第２の移動機構６５は、上記第１の移動機構６４と同様の構成で第１の移動機構６４の上側に配設されている。即ち、第２の移動機構６５は、上記可動基台４１の支持部６１２に形成された長溝６１２b内に案内レール６１２aと平行に配設され上記支持アーム６３１の基部に設けられた雌ネジブロック６３１cの雌ネジ６３１bと螺合する雄ネジロッド６５１と、可動基台６１の支持部６１２に配設され雄ネジロッド６５１の一端部を回転可能に支持する軸受６５２と、雄ネジロッド６５１の他端に連結され雄ネジロッド６５１を回転駆動するためのパルスモータ６５３とからなっている。このように構成された第２の移動機構６５は、パルスモータ６５３を駆動して雄ネジロッド６５１を回動することにより、第２の挟持機構６３を案内レール６１２aに沿って上下方向に移動せしめる。
【００３２】
上記４個のテープ挟持手段６をそれぞれ径方向に移動せしめる４個のテープ拡張手段７は、上記固定基台４０の案内溝４１、４１に沿って配設されている。このテープ拡張手段７は、案内溝４１と平行に配設され上記可動基台６１の移動部６１１に形成された雌ネジ６１１bと螺合する雄ネジロッド７１と、固定基台４０に配設され雄ネジロッド７１の一端部を回転可能に支持する軸受７２と、雄ネジロッド７１の他端と連結され雄ネジロッド７１を回転駆動するためのパルスモータ７３とからなっている。このように構成されたテープ拡張手段は、パルスモータ７３を駆動して雄ネジロッド７１を回動することにより、テープ挟持手段６をそれぞれ径方向に移動せしめる。
【００３３】
図示の実施形態におけるウエーハの分割装置４は、フレーム保持手段５に保持された環状のフレーム３に装着された保持テープ３０に貼着されているウエーハの下方からイオン化されたエアーを供給してウエーハに帯電している静電気を除去する除電手段８を具備している。除電手段８は、イオン化したエアーを送出するイオン化エアー供給器８１と、該イオン化エアー供給器８１から送出されたイオン化したエアーを上記フレーム保持手段５に保持された環状のフレーム３に装着された保持テープ３０に貼着されているウエーハに向けて噴出するイオン化エアー噴出管８２とからなっている。
【００３４】
図６および図７に示す実施形態におけるウエーハの分割装置４は以上のように構成されており、以下このウエーハの分割装置４を用いて実施するウエーハ破断工程について、図８および図９も参照して説明する。
上記図１、図４に示すように分割予定ライン１０１に沿って変質層１１０が形成された半導体ウエーハ１０を保持テープ３０を介して支持した環状のフレーム３を、図８の（ａ）に示すように半導体ウエーハ１０を下側にして上記フレーム保持手段５を構成する環状のフレーム保持部材５２の載置面５２１上に載置し、クランプ５３によってフレーム保持部材５２に固定する（ウエーハ支持工程）。このとき、テープ挟持手段６を構成する第１の挟持機構６２および第２の挟持機構６３は、図８の（ａ）に示す待機位置に位置付けられている。
【００３５】
半導体ウエーハ１０を保持テープ３０を介して支持した環状のフレーム３をフレーム保持部材５２に保持したならば、テープ挟持手段６を構成する第１の挟持機構６２および第２の挟持機構６３を上下方向に移動する第１に移動機構６４および第２の移動機構６５を作動して、第１の挟持機構６２を上方に作動するとともに第２の挟持機構６３を下方に移動せしめる。この結果、図８の(b)に示すように互いに対向して配設された第１の挟持機構６２を構成する挟持部材６２２に取り付けられた摩擦部材６２３と、第２の挟持機構６３を構成する挟持部材６３２に取り付けられた摩擦部材６３３によって、保持テープ３０における環状のフレーム３の内周と半導体ウエーハ１０との間の領域を挟持する。そして、上記除電手段８のイオン化エアー供給器８１を作動して、イオン化エアー噴出管８２からイオン化されたエアーを半導体ウエーハ１０の表面a（下面）に供給し、半導体ウエーハ１０の表面aに帯電されている静電気を除去する。
【００３６】
以上のようにして、４個のテープ挟持手段６によって保持テープ３０を挟持したならば、上記テープ拡張手段７を作動して４個のテープ挟持手段６をそれぞれ径方向外方に移動する。従って、環状のフレーム３に装着された保持テープ３０は、図９に示すように４個のテープ挟持手段６によって放射状に拡張される。このとき、図示の実施形態においては、保持テープ３０は挟持部材６２２と６３２に取り付けられた摩擦部材６２３と６３３によって挟持されているので、テープ挟持手段６に作用する力を確実に保持テープ３０に伝えることができる。この結果、保持テープ３０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。このように半導体ウエーハ１０に放射状に引張力が作用すると、各分割予定ライン１０１に沿って形成された変質層１１０は強度が低下せしめられているので、半導体ウエーハ１０は変質層１１０に沿って破断され個々の半導体チップ１００に分割される。なお、本発明者等の実験によると保持テープ３０を５mｍ程度を引き伸ばしたときに半導体ウエーハ１０を変質層１１０に沿って破断することができた。このように引き伸ばし量が少なくても分割することができるので、保持テープ３０のたるみを低減できる。この後に、図示しないピックアップ手段のピックアップコレットによって半導体チップ１００をピックアップし、図示しないトレーまたはダイボンディング工程に搬送する。
【００３７】
上述したウエーハ破断工程においては、半導体ウエーハ１０の表面１０aを下側にして実施するので、半導体ウエーハ１０が変質層１１０に沿って破断される際に飛散する微細な破片は自重で落下するため、半導体ウエーハ１０の表面１０aに形成されたデバイス１０２に付着することはない。また、上記実施形態においては、半導体ウエーハ１０の表面１０aにイオン化されたエアーが供給され半導体ウエーハ１０の表面１０aに帯電している静電気が除去されているので、半導体ウエーハ１０が変質層１１０に沿って破断される際に飛散する微細な破片が静電気によってデバイス１０２に付着することもない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】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。
【図２】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ためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【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行程の一実施形態を示す説明図。
【図４】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を実施したウエーハの斜視図。
【図５】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他の実施形態を示す説明図。
【図６】本発明に従って構成されたウエーハの分割装置の一実施形態を示す斜視図。
【図７】図６に示すウエーハの分割装置の構成部材を分解して示す斜視図。
【図８】図６に示すウエーハの分割装置を構成するフレーム保持部材に環状のフレームを保持した状態と、フレーム保持部材に保持された環状のフレームに装着された保持テープをテープ挟持手段によって挟持した状態を示す説明図。
【図９】図６に示すウエーハの分割装置を構成する拡張手段を作動し保持テープを拡張している状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００３９】
２：レーザー加工装置
２１：レーザー加工装置のチャックテーブル
２２：レーザー光線照射手段
２３：撮像手段
３：環状のフレーム
３０：保持テープ
４：テープ拡張装置
４０：固定基台
５：フレーム保持手段
５１：支持柱
５２：環状のフレーム保持部材
５３：クランプ
６：テープ保持手段
６１：可動基台
６２：第１の挟持機構
６２１：支持アーム
６２２：挟持部材
６２３：摩擦部材
６３：第２の挟持機構
６３１：支持アーム
６３２：挟持部材
６３３：摩擦部材
６４：第１の移動機構
６４１：雄ネジロッド
６４３：パルスモータ
６５：第２の移動機構
６５１：雄ネジロッド
６５３：パルスモータ
７：テープ拡張手段
７１：雄ネジロッド
７３：パルスモータ
８：除電手段
８１：イオン化エアー供給器
８２：イオン化エアー噴出管
１０：半導体ウエーハ
１００：半導体チップ
１０１：分割予定ライン
１０２：デバイス
１１０：変質層
【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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