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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bearbeitungsverfahren, mit dem ein Wafer in individuelle Einrichtungen bzw. Elemente durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl geteilt wird.
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Stand der Technik
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Bei dem Halbleitereinrichtungsherstellprozess wird eine Vielzahl an Bereichen durch geplante Unterteilungslinien, sogenannte Straßen, die in einem Raster an der Flächenseite eines im Wesentlichen kreisförmigen scheibenförmigen Halbleiterwafers angeordnet sind, abgegrenzt bzw. demarkiert und Einrichtungen, wie ICs, LSIs, etc. werden in den so abgegrenzten Bereichen ausgebildet. Anschließend wird der Halbleiterwafer entlang der Straßen mittels einer Schneidvorrichtung geschnitten und der Halbleiterwafer wird in individuelle Halbleiterchips (Einrichtungen) unterteilt. Der zu unterteilende Wafer wird an der Rückseite davon geschliffen, um eine vorgegebene Dicke aufzuweisen bevor er entlang der Straßen geschnitten wird. In den letzten Jahren wurde danach verlangt, dass die Dicke des Wafers auf einen kleineren Wert reduziert wird, beispielsweise ungefähr 50 μm, um Reduzierungen des Gewichts und der Größe von elektrischen Vorrichtungen zu erreichen, in welchen die individuellen Halbleiterchips verwendet werden.
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Der auf diese Weise dünner gemachte Wafer wird nichtsdestotrotz papierartig und somit schwierig zu handhaben, sodass der Wafer während dem Fördern oder dergleichen zerbrechen kann. Um diesem Problem Herr zu werden, wurde ein Schleifverfahren vorgeschlagen, bei dem die Rückseite des Wafers nur in einem Bereich geschliffen wird, der dem Einrichtungsbereich entspricht, um einen ringförmigen Verstärkungsabschnitt an der Rückseite des Wafers in einem Bereich auszubilden, der einem Umfangsüberschussbereich (engl.: peripheral surplus region) entspricht, der den Einrichtungsbereich umgibt (siehe beispielsweise die
JP 2007-173487 ). Zusätzlich wird ein Verfahren, mit dem der so ausgebildete Wafer mit dem ringförmigen Verstärkungsabschnitt an dem äußeren Umfang an der Rückseite davon entlang der Straßen (geplante Unterteilungslinien) unterteilt wird, vorgeschlagen, bei dem der Wafer mittels eines Schneidmessers von der Flächenseite aus geschnitten wird, nachdem der ringförmige Verstärkungsabschnitt entfernt wurde (siehe beispielsweise die veröffentlichte
JP 2007-19379 ).
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Jedoch ist der Wafer, von dem der ringförmige Verstärkungsabschnitt entfernt wurde, anfällig dahingehend, dass er zerbrochen wird, während er zum Zeitpunkt des Zertrennens gehandhabt wird. Beim Zerteilen in individuelle Einrichtungen ist bei dem Wafer, der mit dem ringförmigen Verstärkungsabschnitt an dem äußeren Umfang der Rückseite davon versehen ist, daher der zeitliche Ablauf beim Entfernen des Verstärkungsabschnitts von Bedeutung.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Waferbearbeitungsverfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem ein Wafer, der geschliffen wurde, um in einem zentralen Bereich dünn zu sein, wobei ein ringförmiger Verstärkungsabschnitt an dem äußeren Umfang davon verbleibt, in individuelle Einrichtungen unterteilt werden kann, ohne die Handhabbarkeit währen eines Zertrennungsvorgangs zu verschlechtern.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers zur Verfügung gestellt, der an seiner Flächenseite davon mit einem Einrichtungsbereich versehen ist, an dem eine Vielzahl an Einrichtungen mittels geplanter Unterteilungslinien abgegrenzt ist und mit einem Umfangsüberschussbereich, der die Einrichtungsbereiche umgibt, um den Wafer in individuelle Einrichtungen zu unterteilen, wobei das Verfahren, umfasst: einen Waferschleifschritt des Schleifens einer Rückseite, die dem Einrichtungsbereich des Wafers entspricht, bis hin zu einer vorgegebenen Dicke und Ausbilden eines ringförmigen Verstärkungsabschnitts an der Rückseite, der dem Umfangsüberschussbereich entspricht; einen Waferabstützschritt des Anhaftens eines Zertrennungstapes (engl.: dicing tape) an der Rückseite des Wafers und Anhaften eines äußeren Umfangsabschnitts des Zertrennungstapes an einem Zertrennungsrahmen, der eine Öffnung zum Aufnehmen des Wafers aufweist, um den Wafer durch den Zertrennungsrahmen mittels des Zertrennungstapes abzustützen; einen Waferhalteschritt des Haltens des Wafers, der von dem Zertrennungsrahmen abgestützt wird, auf einem Spanntisch, welcher einen Einrichtungsbereichhaltebereich zum Halten durch Saugen der Rückseite, die dem Einrichtungsbereich des Wafers entspricht, und einen ringförmigen Verstärkungsabschnitt-Abstützbereich zum Abstützen des ringförmigen Verstärkungsabschnitts aufweist; einen Ablationsbearbeitungsschritt zum Durchführen einer Ablationsbearbeitung durch Bestrahlen des Wafers mit einem Laserstrahl entlang der geplanten Unterteilungslinien von der Flächenseite, um den Wafer in individuelle Einrichtungen zu unterteilen und um Startpunkte beim Zerbrechen in dem ringförmigen Verstärkungsabschnitt auszubilden; einen Expandierschritt des Expandierens des Zertrennungstapes, um den ringförmigen Verstärkungsabschnitt zu demontieren, wobei die Startpunkte beim Zerbrechen die Startpunkte sind, wodurch der ringförmige Verstärkungsabschnitt von dem Einrichtungsbereich getrennt wird und um den Spalt zwischen den angrenzenden Einrichtungen zu verbreitern; und einen Aufnehmschritt des Aufnehmens der individuellen Einrichtungen von dem Zertrennungstape.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Startpunkte beim Zertrennen in dem ringförmigen Verstärkungsabschnitt bei dem Ablationsschritt des Unterteilens des Wafers in die individuellen Einrichtungen ausgebildet und der ringförmige Verstärkungsabschnitt wird von dem Einrichtungsbereich bei dem Vergrößerungsschritt des Verbreiterns des Spaltes zwischen den angrenzenden Einrichtungen getrennt. Dies stellt sicher, dass der ringförmige Verstärkungsabschnitt zum Zeitpunkt des Unterteilens des Wafers in die individuellen Einrichtungen zurückbleibt. Daher kann der Wafer in individuelle Einrichtungen unterteilt werden ohne die Handhabbarkeit während des Unterteilens des Wafers zu verschlechtern. Zusätzlich wird der Schritt des Trennens des ringförmigen Verstärkungsabschnitts von dem Einrichtungsbereich während des Expandierschritts durchgeführt und es besteht keine Notwendigkeit für einen eigenen Trennungsschritt des ringförmigen Verstärkungsabschnitts. Dies verspricht eine hohe Produktivität.
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Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art zur Umsetzung von ihnen werden ersichtlicher und die Erfindung selbst kann am besten durch Studium der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, verstanden werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Wafers zeigt;
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2 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem ein Schutztape an der Flächenseite des Wafers anhaftet;
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3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Rückseite, die einem Einrichtungsbereich des Wafers entspricht, geschliffen wird;
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4 ist eine Schnittsansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem eine Ausnehmung an der Rückseite des Einrichtungsbereichs des Wafers ausgebildet wird und ein ringförmiger Verstärkungsabschnitt an der äußeren Umfangsseite der Ausnehmung ausgebildet wird;
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5 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem ein Zertrennungstape an der Rückseite des Wafers anhaftet;
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6 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem der Wafer auf einem Spanntisch einer Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung gehalten wird;
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7 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem der Wafer einer Ablationsbearbeitung ausgesetzt ist;
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8 ist eine Draufsicht, die einen Wafer zeigt, der eine Ablationsbearbeitung erfahren hat;
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9 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Abstand zwischen den angrenzenden Einrichtungen geweitet wurde; und
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10 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem die Einrichtung hochgehoben wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein Wafer 1, der in 1 gezeigt ist, ist ein Silikonwafer, ein Halbleiterwafer aus Galliumarsenit, Siliziumcarbit oder dergleichen oder ein Wafer aus einem anorganischem Saphirmaterialsubstrat. Seine Flächenseite 1a ist mit einem Einrichtungsbereich 10, in dem eine Vielzahl an Einrichtungen bzw. Elemente D von geplanten Unterteilungslinien L, demarkiert werden und einem Umfangsüberschussbereich 11, der den Einrichtungsbereich 10 umgibt und in dem keine Einrichtung ausgebildet ist, versehen. In anderen Worten ist der Einrichtungsbereich 10 ein Bereich, in dem herzustellende Chips vorliegen, und der Umfangsüberschussbereich 11 ist ein Bereich, in welchem herzustellende Chips nicht vorliegen.
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Im Folgenden erfolgt die Beschreibung des Bearbeitungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem ein Abschnitt an der Rückseite des Einrichtungsbereichs 10 des Wafers 11 geschliffen wird, sodass ein ringförmiger Verstärkungsabschnitt, der dicker ist als der geschliffene Abschnitt, in dem Umfang des geschliffenen Abschnitts ausgebildet wird, anschließend wird der Einrichtungsbereich 10 geschnitten und mittels Laserstrahlbearbeitung entlang der geplanten Unterteilungslinien L unterteilt. Ferner wird der ringförmige Verstärkungsabschnitt von dem Einrichtungsbereich getrennt und die einzelnen Einrichtungen werden angehoben.
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(1) Waferschleifschritt
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Zunächst wird, wie in 2 gezeigt, ein Schutztape 2 zum Schützen der Einrichtungen an der Flächenseite 1a des Wafers 1 angehaftet. Anschließend wird eine Rückseite 1b des Wafers, wobei das Schutztape 2 an der Flächenseite 1a davon anhaftet, unter Verwendung einer Schleifvorrichtung 3, wie in 3 beispielsweise gezeigt, geschliffen. Die Schleifvorrichtung 3 umfasst einen Spanntisch 30, der in der Lage ist, rotiert zu werden während er den Wafer darauf hält und eine Schleifeinrichtung 31 zum Schleifen des Wafers, der auf dem Spanntisch 30 gehalten wird. Die Schleifeinrichtung 31 umfasst eine rotierende Welle 310, die eine vertikal eingestellte Achse aufweist, und ein Schleifrad 311, das an dem unteren Ende der rotierenden Welle 310 vorgesehen ist. Eine Vielzahl an Schleifsteinen 312 ist fest auf eine ringförmige Weise an der unteren Oberfläche des Schleifrades 311 befestigt.
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Von dem Wafer 1 wird die Seite mit dem Schutztape 2 von dem Spanntisch 30 gehalten und die Rückseite 1b verbleibt exponiert. Anschließend wird der Spanntisch 30 in der Richtung des Pfeils A mit einer Rotationsgeschwindigkeit von beispielsweise 300 U/min rotiert und während beispielsweise die rotierende Welle 310 mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 6.000 U/min rotiert wird, wird die Schleifeinrichtung 31 abgesenkt, sodass die rotierenden Schleifsteine in Kontakt mit der Rückseite 1b des Wafers 1 gebracht werden. In diesem Fall werden die Schleifsteine 312 in Kontakt mit nur dem Abschnitt der Rückseite des Wafers 1 gebracht, welcher auf der Rückseite des Einrichtungsbereichs 10 der Flächenseite 1a ist und werden nicht in Kontakt mit der äußeren Umfangsseite dieses Abschnitts gebracht. Zusätzlich sind das Rotationszentrum des Spanntisches 30 und das Rotationszentrum der Schleifsteine 311 exzentrisch zueinander und die Schleifsteine 311 werden stets in Kontakt mit dem Rotationszentrum des Wafers 1 gehalten. Im Ergebnis wird, wie in 3 und 4 gezeigt, der so geschliffene Abschnitt geformt, um eine vorgegebene Dicke aufzuweisen, was zu der Ausbildung einer Ausnehmung 12 führt; ferner wird ein ringförmiger Verstärkungsabschnitt 13, der in seiner Dicke schmäler ist als der geschliffene Abschnitt an der äußeren Umfangsseite der Ausnehmung 12 ausgebildet, nämlich an der Rückseite, die dem Umfangsüberschussbereich 11 entspricht, Beispielsweise beträgt im Fall eines Wafers, der einen Durchmesser von 20,3 cm (8 in) aufweist, die Dicke des Einrichtungsbereichs 10 ungefähr 50 μm und die Dicke des ringförmigen Verstärkungsabschnitts 13 beträgt ungefähr 600 μm.
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(2) Waferabstützschritt
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Als nächstes wird, wie in 5 gezeigt, ein Zertrennungstape 4 an der Rückseite 1b des Wafers angeklebt. An einem äußeren Umfangsabschnitt des Zertrennungstapes wird ein Zertrennungsrahmen 5, der in einer ringförmigen Form ausgebildet ist, angehaftet. Der Zertrennungsrahmen 5 wird im Inneren mit einer Öffnung 50 ausgebildet, welche mit dem Zertrennungstape 4 verschlossen wird und der Wafer 1 wird an dem so verschlossenen Abschnitt angehaftet, wodurch der Wafer 1 von dem Zertrennungstape 5 abgestützt wird.
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(3) Waferhalteschritt
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Wie in 6 gezeigt, wird der Wafer 1, der an dem Zertrennungsrahmen 5 gemeinsam mit dem Zertrennungstape 4, das an der Rückseite 1b davon anhaftet, abgestützt wird, auf einem Spanntisch 60 einer Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung 6 gehalten nachdem das Schutztape 2 von der Flächenseite 1b davon abgezogen wurde. Der Spanntisch 60 umfasst einen Einrichtungsbereichhaltebereich 600 zum Halten der Rückseite, die dem Einrichtungsbereich 10 des Wafers 1 entspricht, durch Ansaugen und einen ringförmigen Verstärkungsabschnitt-Abstützbereich 601 zum Abstützen des ringförmigen Verstärkungsabschnitts 13. Der Einrichtungsbereichshaltebereich 600 steht in Verbindung mit einer Ansaugquelle (nicht gezeigt) und erstreckt sich zu der Oberseite relativ zu dem ringförmigen Verstärkungsabschnitt-Abstützbereich 601. Das Anlegen von Unterdruck an die Rückseite des Wafers 1 führt zu einem Zustand, in dem der Einrichtungsbereich-Haltebereich 600 in der Ausnehmung 12 untergebracht wird, wodurch der Wafer 1 gehalten wird. Bei diesem Vorgang wird das Zertrennungstape 4 in dem Zustand gehalten, in dem es zwischen dem Einrichtungsbereichshaltebereich 600 und der Ausnehmung 12 eingeklemmt ist.
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(4) Ablationsschritt
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Wie in 7 gezeigt, weist die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung 6 einen Laserkopf 61 zum Ausstrahlen eines Laserstrahls nach unten auf. Wenn der Wafer 1 auf dem Spanntisch 60 mit exponierter Flächenseite 1a gehalten wird, werden der Spanntisch 6 und der Laserkopf 61 horizontal relativ zueinander bewegt und gleichzeitig mit der Relativbewegung wird die Bestrahlung mit dem Laserstrahl 61a von der Seite der Flächenseite 1a entlang der geplanten Unterteilungslinien L, die in 1 gezeigt sind, durchgeführt.
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Bei dem Ablationsschritt wird die Bestrahlung mit dem Laserstrahl 61a in einem Zustand begonnen, in dem der Laserkopf 61a zunächst an der Oberseite der geplanten Unterteilungslinie L in dem ringförmigen Verstärkungsabschnitt 13 angeordnet ist. Anschließend, während der Spanntisch 60 in einer X-Richtung bewegt wird, wird die Bestrahlung mit dem Laserstrahl 61a auch an den Einrichtungsbereich 10 angelegt. Ferner wird der Laserstrahl 61a, der durch den Einrichtungsbereich 10 verlaufen ist, dazu gebracht den ringförmigen Verstärkungsabschnitt 13 zu bestrahlen. Die Konzentrationsposition in der Dickenrichtung des Laserstrahls 61a in dem ringförmigen Verstärkungsabschnitt 13 und dem Einrichtungsbereich 10 wird in der Umgebung der Flächenseite 1a eingestellt. Folglich wird der Laserstrahl 61a in der Umgebung der Flächenseite 1a konzentriert und eine Serie von Ablationsbereichen 14 wird an der Seite der Flächenseite 1a in dem Bereich von einem Ende hin zu dem anderen Ende der geplanten Unterteilungslinie L ausgebildet. Solch eine Bearbeitung wird bei all den geplanten Unterteilungslinien L durchgeführt.
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Wenn der Laserstrahl so in der Umgebung der Flächenseite in dem Einrichtungsbereich 10 und dem ringförmigen Verstärkungsabschnitt 13 entlang der geplanten Unterteilungslinien L konzentriert wird, findet das folgende statt. In dem Einrichtungsbereich 10 werden die Ablationsbereiche 14 entlang aller der geplanten Unterteilungslinien L ausgebildet, um in den Wafer von der Flächenseite hin zu der Rückseite einzuwirken. Folglich, wie in 8 gezeigt, werden Ablationsnuten 14a in einem rasterartigen Gesamtmuster entlang der geplanten Unterteilungslinien L ausgebildet. Die Ausbildung der Ablationsnuten 14a erwirkt, dass der Wafer 1 in Chips auf der Basis von jeweils einer individuellen Einrichtung D unterteilt wird.
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Auf der anderen Seite, da der ringförmige Verstärkungsabschnitt ausgebildet ist, um dicker zu sein als der Einrichtungsbereich 10, wie in 7 gezeigt, wirken die Ablationsbereiche 14 nicht in den ringförmigen Verstärkungsabschnitt 13, was dazu führt, dass ein Durchtrennen nicht auftritt, sondern halb durchtrennte Nuten ausgebildet werden. Die halb durchtrennten Nuten sind Startpunkte beim Zerbrechen 14b, die mit einer dicken Linie in 8 dargestellt sind. Die Startpunkte beim Zerbrechen 14b werden an Verlängerungslinien der Ablationsnuten 14a, die in dem Einrichtungsbereich 10 ausgebildet sind, ausgebildet. Die Startpunkte beim Zerbrechen 14b sind Nuten, die an der Flächenseite ausgebildet sind und die nicht soweit hindurchdringen, um bis zu der Rückseite zu reichen und sie wirken als Startpunkte zur Demontage des ringförmigen Verstärkungsabschnitts 13 bei dem späteren Expandierschritt. Da die Ablationsnuten 14a und die Startpunkte beim Zerbrechen 14b in der Konzentrierungstiefe gleich sind, können sie durch eine Reihe von Ablationsbearbeitungsschritten ausgebildet werden, ohne die Produktivität zu verringern.
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(5) Expandierschritt
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Nachdem der Einrichtungsbereich 10 in die individuellen Chips unterteilt wurde und die Startpunkte beim Zerbrechen 14b in dem ringförmigen Verstärkungsabschnitt 13, wie in 8 gezeigt, ausgebildet wurden, wird die Vielzahl an Einrichtungen D, die die Form des Wafers 1 als Ganzes hält, da sie von dem Zertrennungsrahmen 5 abgestützt werden, von dem Spanntisch 60, wie in 7 gezeigt, abgenommen. Anschließend wird, wie in 9 gezeigt, des Zertrennungstape 4 in der Richtung der Ebene/Ebenen (C-Richtungen in 9) expandiert, wodurch der Spalt zwischen den angrenzenden Einrichtungen geweitet wird. Übrigens wird in diesem Moment der ringförmige Verstärkungsabschnitt 13 demontiert, wobei die Startpunkte beim Zerbrechen 14b Startpunkte sind, um von dem Einrichtungsbereich 10 getrennt zu werden. Folglich kann das Aufweiten des Spaltes zwischen den Einrichtungen und die Trennung des ringförmigen Verstärkungsabschnitts 13 simultan durchgeführt werden. Dies verspricht eine hohe Produktivität.
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(6) Anhebeschritt
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Im Folgenden wird in dem Zustand, in welchem der Spalt zwischen den Einrichtungen geweitet wurde, das Aufnehmen der individuellen Einrichtungen D durchgeführt. Beispielsweise, wie in 10 gezeigt, wird eine Spannzange 7 (engl.: collet) abgesenkt, die Einrichtung D wird durch Ansaugen zu der Spannzange 7 hingeführt, die Spannzange 7 wird angehoben, um dadurch die Einrichtung D von dem Zertrennungstape 4 abzuziehen und um die Einrichtung D anzuheben, und die Einrichtung D wird hin zu einer vorgegebenen Position gefördert. Falls im Übrigen ein UV gehärtetes Tape als Zertrennungstape verwendet wird, kann des Zertrennungstape 4 mit UV-Strahlen bestrahlt werden, um seine Klebrigkeit vor dem Anheben abzusenken, wodurch das Anheben prablemloser durchgeführt werden kann.
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Wie oben erwähnt, werden die Startpunkte beim Zerbrechen in dem ringförmigen Verstärkungsabschnitt bei dem Ablationsschritt zum Unterteilen des Wafers in individuelle Einrichtungen ausgebildet und der ringförmige Verstärkungsabschnitt wird von dem Einrichtungsbereich bei dem Expandierschritt zum Aufweiten des Spaltes zwischen angrenzenden Einrichtungen getrennt. Dies stellt sicher, dass der ringförmige Verstärkungsabschnitt zum Zeitpunkt des Unterteilens des Wafers in die individuellen Einrichtungen zurückbleibt. Daher kann der Wafer in die individuellen Einrichtungen unterteilt werden, ohne die Handhabbarkeit während des Unterteilungsablaufs zu verschlechtern. Zusätzlich kann die Unterteilung des ringförmigen Verstärkungsabschnitts bei dem Expandierschritt zum Aufweiten den Spalts zwischen den Einrichtungen durchgeführt werden. Dies eliminiert die Notwendigkeit eines eigenen Schritts zum Trennen des ringförmigen Verstärkungsabschnitts und verspricht daher eine hohe Produktivität.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der Schutzumfang der Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche festgelegt und alle Änderungen und Modifizierungen, die in den Äquivalenzbereich des Schutzumfangs fallen, werden daher von der Erfindung eingeschlossen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007-173487 [0003]
- JP 2007-19379 [0003]