JP2005251872A - 半導体基体の製造方法及びその実施に用いる製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体基体を劈開するときに欠けさせることなく、また、工程で劈開分割することを可能にした半導体基体の製造方法及びその方法を実施する半導体基体の製造装置を提供する。
【解決手段】半導体基体の製造方法は、半導体基体１０の分割すべき部分に刃２を一体に有するローラー手段３を用いて、この刃２を押し当て、半導体基体１０を分割部分より劈開して分離する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体基体を分離する製造方法及びその製造方法の実施に用いる製造装置に関する。

例えば半導体レーザ素子、他の半導体装置等の製造に際しては、最終工程で半導体ウエハーからバー状基体に分割し、バー状基体から各半導体チップに分割している。
従来の分割方法は、半導体ウエハーの分割すべき位置に、ダイヤモンドカッター等によって、けがいた後、ローラーを半導体基体２０上に押し当てることで、ケガキ線から劈開してバー状基体を分割する。次に、同様の方法でバー状基体から各半導体チップを分割する。

図６〜図８は、従来の半導体基体を分割する方法を示す。
先ず、図６に示すように、長方形状の半導体基体、例えばバー状基体２０を粘着の延伸シート２３の粘着面に固定して、ダイヤモンドカッター３０を用いてバー状基体２０の分割位置の表面に所要の長さのケガキ線（いわゆる、スクライブ傷）２１を入れる。次に、図６に示すようにバー状基体２０の上面にアルミニウム等の棒状ローラー２６を押し当てながら回転移動することで、ケガキ線２１に沿ってバー状基体２０を劈開し、各半導体チップ２２に分割する。このとき延伸シート２３は、真空吸着を持つ載置台２４に固定されている。真空吸着は、真空吸着口２５によって行われる。次に、図８に示すように、延伸シート２３を引き延ばして各半導体チップ２２をハンドリングし易いように所定間隔を置いて分割する。

特許文献１には、材料半導体基体に対して、その表面に貼り付けられた延伸シートの上でローラー部材を転がして、スクライブ傷に沿って順次割っていく方法が開示されている。
特開２００１−２５７１８０号公報

上述のように、半導体基体２０にケガキ線２１を入れたのち、ローラー２６を押し当てて劈開するが、半導体基体２０より半導体チップが切り出されるとき、隣り合った半導体チップ２２の角同士が接触することによって、図８に示すように半導体チップの角が欠けてしまい、その欠けた部分２７がダストとなっていた。
また、劈開を行うためには、半導体基体２０をケガク工程と半導体基体２０を分割する工程の２つの工程を持つため、工程が煩雑になり、且つ長時間の製造時間を必要としていた。

本発明は、上述の点に鑑み、半導体基体を劈開するときに欠けさせることなく、また、１つの工程で劈開分割することを可能にした半導体基体の製造方法及びその方法を実施する半導体基体の製造装置を提供するものである。

本発明に係る半導体基体の製造方法は、半導体基体の分割すべき部分に刃を一体に有するローラー手段を用いて、この刃を押し当て、半導体基体を分割部分より劈開して分離することを特徴とする。

上記半導体基体の製造方法においては、延伸シート上に半導体基体を保持し、延伸シートを延伸しながら半導体基体を分離することが好ましい。

本発明に係る半導体基体の製造装置は、半導体基体を支持する支持手段と、刃を一体に有するローラー手段と、刃を半導体基体側に向けて、加圧する加圧手段とを有することを特徴とする。

上記半導体基体の製造装置においては、ローラー手段及び支持手段を相対的に移動させる移動手段とを有することが好ましい。

本発明の半導体基体の製造方法では、半導体基体の分割すべき部分にローラー手段と一体の刃を押し当てるようにより、ケガキ線が付くと同時に劈開して分割される。これによって、半導体基体をケガク工程と分割する工程を一度に行うことができる。また、延伸シートを引っ張りながら、半導体基体を分割するので、分割された半導体基体や半導体チップ同士の接触による欠けが防止される。

本発明の半導体基体の製造装置では、半導体基体にケガク線を付ける作業と分割する作業とを、刃を一体に有するローラー手段によって一括して行うことができるので、分割作業の簡素化を図ることができる。

本発明の半導体基体の製造方法によれば、半導体基体に刃が接触すると同時に分割するようにしたので、ケガク工程と分割する工程の２つの工程を必要としていたが従来の方法に比べて、作業効率を大幅に向上することができる。さらに、半導体基体の分割時に延伸シートを引っ張っているので、分割されたバー状の半導体基体同士又は半導体チップ同士の接触による欠けを防止することができる。

本発明の半導体基体の製造装置によれば、従来の方法のように、ケガク装置と分割する装置の２台を必要とせずに、１台の装置で半導体基体を分割することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
先ず図１を用いて、本発明に係る半導体基体の製造装置、即ち半導体ウエハーから最終的に半導体チップに分割するための分割装置について説明する。
本実施の形態に係る半導体基体の製造装置１は、複数の刃２を一体に取り付けたローラー手段３と、刃２を半導体基体１０に当てて加圧する加圧手段４と、さらに半導体基体１０を延伸シート１３に接着した状態で載置固定する固定台１４とから構成される。このローラー手段３は、支持台１８に接続されている。この延伸シート１３は、ボックス１９で覆われている。

ローラー手段３は、例えば回転しながら一方向に移動する一対のローラー５［５Ａ，５Ｂ］と、この所定間隔を置いて配された一対のローラー５Ａ及び５Ｂを取り囲んでローラー５と共に移動するキャタピラー６と、キャタピラー６に一体に設けられた複数の刃２とを有して成る。複数の刃２は、キャタピラー６の移動方向に沿って半導体基体１０の分割すべき幅の間隔をおいて配列される。各刃２はキャタピラー６の移動方向と直角の方向に沿って、分割すべき半導体基体１０大きさに応じて局部的に突起するように形成される。図１ではキャタピラー６の幅方向の一端側に突起して設けられる。

刃２は、分割すべき半導体基体１０の大きさ、例えば半導体ウエハーからバー状基体に分割する場合、バー状基体から半導体チップに分割する場合等の大きさに応じて選択される。例えば、図４Ａに示すように、半導体ウエハーから分割した幅Ｗ１が１８ｍｍのバー状基体１０Ａを分割する場合は、図５Ａに示す長手方向の一端側に突起する刃２Ａが用いられる。また、図４Ｂに示す幅Ｗ２が２００〜９００μｍのバー状基体１０Ｂを分割する場合は、図５Ｂに示す長手方向の中央に突起する刃２Ｂが用いられる。刃２以外のキャタピラー６は、例えば、硬質のゴム等で形成される。

加圧手段４は、ローラー手段３を構成するキャタピラー６の内側の下側キャタピラーに位置する一つの刃２に対向して配置される。この加圧手段４は、刃２を押圧する方向に可動し、且つキャタピラー６の移動に伴って同じように移動できるように構成される。即ち、加圧手段４は、降下して一つの刃２を押圧した後、元の位置に復帰し、キャタピラー６が分割幅だけ移動したら、移動方向の隣の刃２の位置に移動し、降下して押圧し、これが順次繰り返されるように構成される。すなわち、キャタピラーの移動にともなって刃２ａ〜２ｈが移動される（図２参照）。加圧手段４は、例えば２の延長方向に伸びるロール状に形成することができる。

固定台１４は、半導体基体１０を接着した延伸シート１３の載置面に真空吸引口１５を有して真空吸着で延伸シート１３を固定するように構成される。固定台１４と刃２を一体に有するローラー手段３とを相対的に移動させる移動手段が設けられる。本例ではローラー手段３のキャタピラー６を連続的に、または間欠的に回転させながら移動させる移動手段が設けられる。
半導体基体１０が接着された延伸シート１３は延伸シートの一方を延伸シート抑え１７で固定し、延伸シートの他の一方を牽引手段のシート延伸ロール１６に巻き取ることにより、ローラー手段３が移動する方向Ｍと反対方向に張力Ｓで引っ張られている。半導体基体１０は、刃２に加圧手段４による押力Ｐが印加されることで半導体チップ１２に分離される。

次に、上述の製造装置１を用いて半導体基体を分割する本実施の形態に係る半導体基体の製造方法、特に分割方法を説明する。

図１に示すように、例えばバー状の半導体基体１０を粘着性の延伸シート１３に接着し、この延伸シート１３を固定台１４上に真空吸引により固定する。この状態でローラー手段３を半導体基体１０上に位置決めして接するように保持設定する。次いで、一つの刃２に対応して位置した加圧手段４を降下して刃２を押圧する。このとき、刃２により半導体基体１０の分割すべき位置の一部にケガキ線（図４Ａ参照）１１Ａが付くと共に、刃２の押圧でケガキ線１１Ａより劈開して半導体チップ１２が分割する。半導体チップ１２の分割と同時に延伸シート１３が引っ張られることで、分割された半導体チップ１２は、残りの半導体基体（いわゆる母体）１０から離され、分割後に母体１０と接触することがない。この延伸シート１３を吸着している真空吸着口１５の動作状態は、半導体基体１０の劈開と連動して真空吸着口１５のオンオフ制御を行うため、図１に示す真空吸着口１５ａ〜１５ｄでは延伸シートを吸着している状態、残りの真空吸着口１５ｅ〜１５ｄでは吸着していない状態となっている。

例えば図２Ａに示すように刃２ｄによって１つの半導体チップ１２が分割される。一つ分割された後、図２Ｂに示すように、ローラー手段３のローラー５［５Ａ，５Ｂ］が半導体基体１０の長手方向に駆動されてキャタピラー６が１分割幅だけ移動し、加圧手段４が隣の刃２ｅに対応する位置に移動する。そして、加圧手段４が降下して隣の刃２ｅを押圧して、半導体基体１０にケガキ線１１Ａを付け、同時に分割する。半導体基体１０は延伸シートに貼り付けられており、この半導体基体１０が剥がれない程度に多少の延伸を行うことで分割と共に延伸シート１３が再度シート延伸ローラー１６によって引っ張られ、分割した半導体チップ１２は半導体基体の母体１０から離れる。この動作が繰り返され、バー状の半導体基体１０が各半導体チップ１２に分割され、同時に各半導体チップ１２が離れて延伸シート１３上に配列される。

図４Ａの幅Ｗ１が大きい長方形状の半導体基体（バー状基体）１０Ａを劈開する場合は、図５Ａの刃２Ａを有するローラー手段３を用いる。このローラー手段３の刃２Ａを分割部分の端部（ケガキ線に相当）１１Ａに押圧し接触した後、刃２Ａを幅Ｗ１方向にスライドさせて再度押圧することで半導体基体１０Ａから半導体チップに切断することができる。
また、図４Ｂの幅Ｗ２が、小さい長方形状の半導体基体（バー状基体）１０Ｂを劈開する場合は、図５Ｂの刃２Ｂを有するローラー手段３を用い、分割部分の中央部（ケガキ線に相当）１１Ｂに接触し押圧を加えることで半導体基体１０Ｂから半導体チップに切断することができる。
半導体基体１０から半導体素子１２への切り出しは、半導体基体１０の形状、半導体基体１０の大小によって、刃及び分割部分を変えることで切断することができる。

なお、半導体基体１０の上面にも延伸シートを被着し、この延伸シート上に接するようにローラー手段３を設けるようにしてもよい。

上述の半導体基体の製造装置１では、ローラー手段３が半導体基体１０上を移動しながら半導体基体１０を半導体チップ１２に劈開したが、ローラー手段３をＭ方向に移動せず、固定台１４を分割する半導体素子のピッチ毎に間欠的に移動させることにより、移動することで半導体基体１０を半導体素子１２に分離することもできる。

本実施の形態に係る半導体基体の製造方法によれば、従来ケガキ工程と分割工程の２つの工程を必要としていたが、ケガキと分割工程を１つの工程にすることができ、作業効率を向上することができる。さらに、分割した時に、延伸シート１３を張力Ｓで引っ張りながら行うため、半導体基体１０と半導体チップ１２の端部の欠けを防ぐことができる。

本実施の形態に係る半導体基体の製造装置によれば、従来ダイヤモンドカッター等でケガキと、分割の２つに分かれていた作業を、半導体基体１０への刃２の接触と同時に押圧手段４による押圧で分割されるので、分割作業を効率良く行うことができる。さらに、半導体チップ１２に分離されるとき、延伸シート１３を張力Ｓで引っ張るので、半導体チップ１２と半導体基体１０の端部の接触による欠けを防止することができ、ゴミの発生を減らすことができる。また、従来、ケガキ装置と分割装置の２台必要であったものを、１台の設備で行うことができる。

上述では、バー状の半導体基体１０から半導体チップ１２を分離したが、半導体ウエハーからバー状の半導体基体を分離する場合も同様に適用することができる。

本発明に係る半導体基体の製造装置の斜視図である。 Ａ〜Ｂ 本発明に係る半導体基体の製造装置の動作図である。 本発明に係る半導体基体の製造装置を用いて半導体基体を分離した斜視図である。 Ａ〜Ｂ 本発明に係る半導体基体の製造装置を用いて半導体基体を劈開する切断線を示す斜視図である。 Ａ〜Ｂ 本発明に係る半導体基体の製造装置の劈開に用いる刃の形状を示す斜視図である。 従来の半導体基体にケガキ線を引いたときの斜視図である。 従来の半導体基体の劈開方法を示す模式図である。 従来の半導体基体の劈開方法後の半導体素子の断面図である。

符号の説明

１・・半導体基体の製造装置、２［２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ］・・刃、３・・ローラー手段、４・・加圧手段、５［５Ａ、５Ｂ］・・ローラー、６・・キャタピラー、１０・・半導体基体、１１［１１Ａ、１１Ｂ］・・ケガキ線、１２・・半導体チップ、１３・・延伸シート、１４・・固定台、１５［１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ］・・真空吸着口、１６・・シート延伸ローラー、１７・・延伸シート抑え、１８・・支持台、１９・・ボックス、２０・・半導体基体、２１・・ケガキ線、２２・・半導体チップ、２３・・延伸シート、２４・・載置台、２５・・真空吸着口、２６・・ローラー、２７・・欠けた部分、３０・・ダイヤモンドカッター

Claims (4)

1. 半導体基体の分割すべき部分に、刃を一体に有するローラー手段を用いて、該刃を押し当て、上記半導体基体を分割部分より劈開して分離する
   ことを特徴とする半導体基体の製造方法。
2. 延伸シート上に上記半導体基体を保持し、前記延伸シートを延伸しながら半導体基体を分離する
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体基体の製造方法。
3. 半導体基体を支持する支持手段と、
   刃を一体に有するローラー手段と、
   上記刃を半導体基体側に向けて、加圧する加圧手段とを有する
   ことを特徴とする半導体基体の製造装置。
4. 上記ローラー手段及び上記支持手段を相対的に移動させる移動手段とを有する
   ことを特徴とする請求項３記載の半導体基体の製造装置。

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