(57)【要約】【課題】被加工物を分割した際に生じる分割屑が分割後のデバイスチップ等のチップに付着することを抑える。【解決手段】分割動作時において、被加工物１が収容されるハウジング１１内の分割室１５を湿度制御手段８０によって十分な水分が存在する雰囲気とし、かつ、イオン化エアー供給手段６０から被加工物１０に帯電防止効果を有するイオン化エアーを供給する。エキスパンドシート６や被加工物１０の表面の帯電を防止して分割後のデバイスチップ３ａに分割屑が付着しにくくする。【選択図】図５
2013041967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割起点が形成された被加工物がエキスパンドシートに貼着された形態の被加工物ユニットの該エキスパンドシートを拡張することで被加工物を該分割起点に沿って分割する分割装置であって、
被加工物ユニットの被加工物の外周縁から所定距離隔てた位置の前記エキスパンドシートを固定保持する保持手段と、
該保持手段と被加工物の外周縁との間で前記エキスパンドシートを押圧して拡張し、前記分割起点に沿って被加工物を分割する押圧手段と、
前記保持手段で前記エキスパンドシートが固定保持されるとともに前記押圧手段で被加工物の外周縁と該保持手段との間の該エキスパンドシートが押圧される被加工物ユニットの被加工物に対向して配設され、被加工物にイオン化エアーを供給するイオン化エアー供給口を有したイオン化エアー供給手段と、
少なくとも前記保持手段と前記押圧手段と前記イオン化エアー供給口とを囲繞して分割室を画成するハウジングと、
前記分割室内の湿度を制御する湿度制御手段と、
を備えることを特徴とする分割装置。
【請求項２】
前記保持手段と前記押圧手段とを支持する支持台と、
前記保持手段で被加工物ユニットの前記エキスパンドシートが固定保持された際に被加工物ユニットの被加工物が上向きになる載置位置と被加工物ユニットの被加工物が下向きになる分割位置とに前記支持台を反転させる反転手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の分割装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分割起点が形成された被加工物がエキスパンドシートに貼着された形態の被加工物ユニットにおいてエキスパンドシートを拡張することで被加工物を分割起点から分割する分割装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン等の半導体基板の表面に、格子状に設定される分割予定ラインによって多数の領域が区画され、それら領域にＩＣやＬＳＩ等からなるデバイスが形成された半導体ウェーハは、裏面研削により所定厚さに薄化された後、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割される。そして分割されたデバイスチップは、携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。
【０００３】
この種のウェーハ等の被加工物を分割するには、回転する切削ブレードを分割予定ラインに沿って切り込ませて切削するダイサーと呼ばれる切削装置が広く採用されている。また、近年では、透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍ）のレーザビームを被加工物の内部に集光点を合わせた状態で分割予定ラインに沿って照射することにより、被加工物の内部に分割予定ラインに沿った改質層を形成して分割予定ラインの強度を低下させ、次いで、被加工物の裏面に貼着したエキスパンドシートを拡張することにより分割予定ラインに外力を与え、改質層を分割起点として被加工物を分割するといった技術が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２３６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記のように分割予定ラインに外力を与えて改質層等の分割起点から被加工物を分割すると、分割されたデバイスチップの側面には分割屑が発生する。その分割屑がデバイスチップの表面に付着すると、デバイス品質を低下させる上、後工程のボンディングやパッケージングに支障をきたすという問題が生じる。特に、デバイスチップに分割した後に洗浄することができない特性を有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems ）デバイス等では、分割屑の付着は大きな問題となる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な技術的課題は、被加工物を分割起点から分割する分割装置において、被加工物を分割した際に生じる分割屑が分割後のデバイスチップ等のチップに付着することを防いで品質の低下を抑え、後工程に支障をきたすおそれを低減することができる分割装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の分割装置は、分割起点が形成された被加工物がエキスパンドシートに貼着された形態の被加工物ユニットの該エキスパンドシートを拡張することで被加工物を該分割起点に沿って分割する分割装置であって、被加工物ユニットの被加工物の外周縁から所定距離隔てた位置の前記エキスパンドシートを固定保持する保持手段と、該保持手段と被加工物の外周縁との間で前記エキスパンドシートを押圧して拡張し、前記分割起点に沿って被加工物を分割する押圧手段と、前記保持手段で前記エキスパンドシートが固定保持されるとともに前記押圧手段で被加工物の外周縁と該保持手段との間の該エキスパンドシートが押圧される被加工物ユニットの被加工物に対向して配設され、被加工物にイオン化エアーを供給するイオン化エアー供給口を有したイオン化エアー供給手段と、少なくとも前記保持手段と前記押圧手段と前記イオン化エアー供給口とを囲繞して分割室を画成するハウジングと、前記分割室内の湿度を制御する湿度制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の分割装置によれば、保持手段に固定保持されたエキスパンドシートが押圧手段で押圧されて拡張されることにより、エキスパンドシートに貼着されている被加工物が分割起点に沿って分割される。分割動作時においては、被加工物が収容されるハウジング内の分割室を湿度制御手段によって十分な水分が存在する雰囲気とし、かつ、イオン化エアー供給手段から被加工物に帯電防止効果を有するイオン化エアーを供給する。分割室を十分な水分が存在する雰囲気とすることによってエキスパンドシートや被加工物表面の吸着水分量が増し、電気伝導性が向上して帯電を防止することができる。また、被加工物表面にイオン化エアーを供給することによって帯電を防止することができる。このため、被加工物を分割した際に生じる分割屑が分割後のチップに付着する不具合が低減され、結果として品質の低下が抑えられるとともに、後工程に支障をきたすおそれが低減する。
【０００９】
本発明では、前記保持手段と前記押圧手段とを支持する支持台と、前記保持手段で被加工物ユニットの前記エキスパンドシートが固定保持された際に被加工物ユニットの被加工物が上向きになる載置位置と被加工物ユニットの被加工物が下向きになる分割位置とに前記支持台を反転させる反転手段とを備える形態を含む。この形態によれば、支持台を反転させた状態で被加工物を分割することにより分割屑が自然落下して分割後のチップに付着しにくくすることができ、分割屑の付着を効果的に低減することができる。
【００１０】
なお、本発明における被加工物は、例えば、シリコンからなるＭＥＭＳウェーハ、半導体ウェーハや化合物半導体ウェーハ、サファイアやシリコンカーバイド（ＳｉＣ）からなる光デバイスウェーハを言い、さらにはデバイスが形成されていない各種ウェーハや基板も含む。また、本発明で言う分割起点とは、分割予定ラインに沿って被加工物に形成される強度低下領域であり、上記のように被加工物に対して透過性を有する波長のレーザビームを照射することで形成される改質層の他に、被加工物に対し切削ブレードによって形成した切削溝や、被加工物に対し吸収性を有する波長のレーザビームを照射して形成したレーザグルーブ等が挙げられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被加工物を分割した際に生じる分割屑が分割後のデバイスチップ等のチップに付着することが防がれて品質低下が抑えられ、後工程に支障をきたすおそれを低減することができる分割装置が提供されるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る被加工物ユニットを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る分割装置を示す側断面図である。
【図３】同分割装置の主要部である分割機構の斜視図である。
【図４】同分割装置で被加工物ユニットがセットされた状態を示す側断面図である。
【図５】同分割装置で被加工物を分割した状態を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、一実施形態に係る被加工物ユニット７を示している。この被加工物ユニット７は、環状のフレーム５にエキスパンドシート６が貼着され、エキスパンドシート６に、表面に多数のデバイス３が形成された円板状の被加工物１が貼着されたものである。被加工物１には格子状の分割予定ライン２が設定され、分割予定ライン２で区画された多数の矩形状領域の表面には、ＩＣやＬＳＩ等からなるデバイス３が形成されている。被加工物１としては、例えば基板がシリコンからなるＭＥＭＳウェーハ等が挙げられる。被加工物１の周縁には、結晶方位を示すオリエンテーションフラット４が形成されている。
【００１４】
被加工物１には、予め分割予定ライン２に沿って分割起点が形成されている。分割起点は、上述の如く分割予定ライン２に沿って被加工物１に形成される強度低下領域であり、被加工物１に対して透過性を有する波長のレーザビームを照射することで形成される改質層や、被加工物１に対し切削ブレードによって形成した切削溝、あるいは被加工物１に対し吸収性を有する波長のレーザビームを照射して形成したレーザグルーブ等が挙げられる。
【００１５】
フレーム５は、ステンレス板等の剛性を有する金属板からなるものであり、エキスパンドシート６は、ポリ塩化ビニルやポリオレフィン等の伸縮性を有する合成樹脂シート等からなる基材の片面に樹脂製の粘着層が形成されたものである。エキスパンドシート６は、粘着層を介してフレーム５の片面に貼着されている。そしてエキスパンドシート６の粘着層に、被加工物１が裏面側を合わせてフレーム５と同心状に貼着され、被加工物ユニット７が構成される。このように被加工物ユニット７が構成されることにより、被加工物１はフレーム５およびエキスパンドシート６を介してハンドリングされる。
【００１６】
図２は、一実施形態の分割装置１０の断面を示しており、符号１１は、床部１２、四方の側壁部１３および上方の開口を開閉自在に閉塞する蓋部１４とからなる直方体状のハウジングである。ハウジング１１内には、蓋部１４を閉めることにより外部から封止される分割室１５が画成される。その分割室１５内には、被加工物ユニット７を保持して被加工物１を分割する分割機構２０が配設されている。
【００１７】
分割機構２０は、図３に示すように、矩形状の支持台２１と、支持台２１上の中心に固定された円筒状の載置ドラム３１と、載置ドラム３１の周囲に設けられた保持手段４０とを備えている。載置ドラム３１の上面は、被加工物１がエキスパンドシート６を介して載置される水平な載置面３２とされる。
【００１８】
保持手段４０は、載置ドラム３１の周囲に同心状に配設され、被加工物ユニット７のフレーム５が載置される環状の保持テーブル４１と、保持テーブル４１の外周部に設けられ、フレーム５を上から押さえて保持する複数の可動クランプ４５とから構成されている。保持テーブル４１上には、被加工物ユニット７のフレーム５が載置され、保持テーブル４１の外周部には、フレーム５を上から押さえて保持する複数の可動クランプ４５が取り付けられている。保持テーブル４１上に載置されたフレーム５を可動クランプ４５で保持することにより、被加工物ユニット７の被加工物１の外周縁から所定距離隔てた位置のエキスパンドシート６が固定保持される。
【００１９】
保持テーブル４１は、支持台２１上に設けられた複数のエアーシリンダ３５によって昇降可能に支持されている。エアーシリンダ３５は、支持台２１上に固定されたシリンダ本体３６からピストンロッド３７が上下方向に伸縮するように設けられたもので、ピストンロッド３７の上端に保持テーブル４１が固定されている。
【００２０】
保持テーブル４１はピストンロッド３７が伸長して上面の保持面４２が載置ドラム３１の載置面３２と面一となる載置高さと、ピストンロッド３７が縮小して保持面４２が載置ドラム３１の載置面３２よりも支持台２１側に近付く拡張位置の２位置に位置付けられる。ピストンロッド３７が縮小すると、保持手段４０と被加工物１の外周縁との間でエキスパンドシート６が押圧されて拡張するようになっている。本実施形態では、載置ドラム３１とエアーシリンダ３５とにより、押圧手段３０が構成されている。
【００２１】
分割機構２０の支持台２１は、水平な回転軸２２を介してハウジング１１の対向する側壁部１３に回転可能に支持されており、分割機構２０は、全体が反転手段５０により回転軸２２を中心として回転駆動される。反転手段５０は、ハウジング１１内の床部１２上に配設され、回転軸２２と平行な駆動軸に駆動プーリ５１が設けられたモータ５２と、回転軸２２の一端部に設けられた従動プーリ５３と、各プーリ５１，５３に巻回された伝達ベルト５４とから構成されている。反転手段５０によると、モータ５２の動力が伝達ベルト５４を介して回転軸２２に伝わり、分割機構２０が回転軸２２を中心として回転させられる。
【００２２】
被加工物ユニット７は、分割機構２０に対し、被加工物１がエキスパンドシート６を介して載置ドラム３１の載置面３２に同心状に載置されて表面が露出し、フレーム５が保持テーブル４１上に載置され可動クランプ４５で保持される。このように被加工物ユニット７が分割機構２０に保持された状態で、本実施形態では、反転手段５０により分割機構２０を回転させることで、被加工物ユニット７の被加工物１が上向きになる載置位置と、載置位置から１８０°反転して被加工物１が下向きになる分割位置とに位置付けられる。
【００２３】
ハウジング１１内の床部１２の中央であって、分割位置に位置付けられて下向きとなる被加工物１に対向する箇所には、円板状のイオン化エアー供給手段６０が配設されている。このイオン化エアー供給手段６０の外周部には、被加工物１に向けてイオン化エアーを供給するイオン化エアー供給口６１が形成されている。イオン化エアー供給口６１はイオン化エアー供給手段６０の外周部から内周側に斜めに立ち上がった環状に形成されており、イオン化エアーは上方に向かう円錐状の気流となって被加工物１に接触するようになっている。
【００２４】
イオン化エアー供給手段６０内には、ハウジング１１の外部に設置されるイオン化エアー生成ユニット７０からイオン化エアーが供給管７１を介して供給され、そのイオン化エアーはイオン化エアー供給口６１から噴出するようになっている。また、イオン化エアー供給手段６０上には、分割屑回収トレイ１９が着脱可能にセットされる。
【００２５】
また、ハウジング１１内の、床部１２上には加湿器８１が設置され、側壁部１３には湿度計８２がそれぞれ設置されている。湿度計８２での湿度計測値はハウジング１１の外部に設けられた湿度制御手段８０に供給され、湿度制御手段８０は、その湿度計測値に基づいて加湿器８１を作動させて分割室１５内を適宜な湿度に保つフィードバック制御を行う。
【００２６】
以上が本実施形態の分割装置１０の構成であり、この分割装置１０では、押圧手段３０および保持手段４０を有する分割機構２０と、分割機構２０を反転させる反転手段５０およびイオン化エアー供給口６１を有するイオン化エアー供給手段６０は、分割室１５を画成するハウジング１１で囲繞されている。次に、分割装置１０による被加工物１の分割動作を説明する。
【００２７】
はじめに、図２に示すように分割機構２０を載置ドラム３１が上側となる載置位置に位置付け、上方に向く載置面３２をほぼ水平にする。また、エアーシリンダ３５のピストンロッド３７を伸長させて保持テーブル４１を保持面４２が載置ドラム３１の載置面３２と面一となる載置高さに設定する。そして、蓋部１４を開けて被加工物ユニット７の被加工物１をエキスパンドシート６を介して載置ドラム３１の載置面３２に載置して表面を露出させるとともに、保持テーブル４１の保持面４２に載置したフレーム５を可動クランプ４５で上から押さえて保持する。次いで蓋部１４を閉じ、図４に示すセット状態とする。
【００２８】
次に、加湿器８１を作動させ、湿度制御手段８０により、分割室１５内を十分な水分が存在する湿度（例えば、絶対湿度で９.５／ｍ３以上）に保たれる雰囲気に制御する。分割室１５内の湿度が安定して制御されたら、反転手段５０を作動させて図５に示すように分割機構２０を１８０°反転させ、下向きとなった被加工物１をイオン化エアー供給手段６０および分割屑回収トレイ１９の上方に対向させる。そして、イオン化エアー供給手段６０のイオン化エアー供給口６１からイオン化エアーを噴出させ、被加工物１の表面にイオン化エアーを供給する。この状態から、エアーシリンダ３５のピストンロッド３７を縮小させて保持テーブル４１を支持台２１側に近付け、拡張位置に位置付ける。
【００２９】
これによりエキスパンドシート６は放射方向に拡張され、図５に示すように載置ドラム３１上の被加工物１は分割起点が形成されている分割予定ライン２に沿って割断され、多数のデバイスチップ３ａに分割される。被加工物１が多数のデバイスチップ３ａに分割されたら、分割機構２０を再び載置位置に反転させ、デバイスチップ３ａをエキスパンドシート６から剥離するピックアップ工程に移る。
【００３０】
さて、本実施形態の分割装置１０によれば、分割機構２０を反転させて被加工物１を下向きにし、エアーシリンダ３５のピストンロッド３７を縮小してエキスパンドシート６を拡張することで被加工物１は多数のデバイスチップ３ａに分割される。その分割動作時においては、被加工物１が収容される分割室１５内を湿度制御手段８０によって十分な水分が存在する雰囲気（上記のように、例えば絶対湿度で９.５／ｍ３以上の湿度）に保たれるように制御しており、これに加え、イオン化エアー供給手段６０から被加工物１の表面にイオン化エアーを供給している。
【００３１】
分割室１５を十分な水分が存在する雰囲気とすることによってエキスパンドシート６や被加工物１の表面の吸着水分量が増し、電気伝導性が向上して帯電を防止することができる。また、被加工物１の表面に帯電防止効果を有するイオン化エアーを供給することによって帯電を防止することができる。このため、被加工物１を分割した際に生じる分割屑が分割後のデバイスチップ３ａに付着する不具合が低減される。その結果、デバイス品質の低下が抑えられるとともに、後工程に支障をきたすおそれが低減する。
【００３２】
また、被加工物１を下向きにした状態で分割するため、図５に示すように分割屑（矢印Ｃで示す）が自然落下して分割後のデバイスチップ３ａに付着しにくくなり、分割屑の付着を効果的に低減することができる。落下した分割屑は分割屑回収トレイ１９内に収容されるため、分割室１５内が汚れることがなく、分割屑を容易に廃棄することができる。
【００３３】
なお、上記実施形態の保持手段４０は、保持テーブル４１上のフレーム５を可動クランプ４５で押さえて保持する形態であるが、保持手段４０はこの形態に限られず、エキスパンドシート６を上下から挟み込んで保持するなど、様々な形態を適用することができる。また、載置ドラム３１は載置面３２を有しているが、載置面３２を有さず上方に開口する円筒体であってもよい。さらに、載置ドラム３１が固定でエアーシリンダ３５を伸縮させてエキスパンドシート６を拡張させる構成とは逆に、エアーシリンダ３５側は伸縮せず、載置ドラム３１を昇降可能とし、載置ドラム３１が上昇時にエキスパンドシート６が拡張するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１…被加工物、３…デバイス、３ａ…デバイスチップ、６…エキスパンドシート、７…被加工物ユニット、１０…分割装置、１１…ハウジング、１５…分割室、２１…支持台、３０…押圧手段、４０…保持手段、５０…反転手段、６０…イオン化エアー供給手段、
６１…イオン化エアー供給口、８０…湿度制御手段。
【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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