JP2007019159A - ウエーハの分割装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられたウエーハを、分割予定ラインに沿って正確且つ確実に分割する。
【解決手段】複数の分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割装置であって、ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段４４と、テープ保持手段４４に保持テープを介して保持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して保持するための所定方向に延在する保持面を備えた保持部を有する第１の保持部材５aおよび第２の保持部材５bと、第１の保持部材５aと第２の保持部材５bを離反する方向に移動せしめる保持部材移動手段５３とからなるウエーハ破断手段とを具備し、第１の保持部材５aの保持部５１１および第２の保持部材５bの保持部５１２は静電チャックによって構成されている。
【選択図】図３
【解決手段】複数の分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割装置であって、ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段４４と、テープ保持手段４４に保持テープを介して保持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して保持するための所定方向に延在する保持面を備えた保持部を有する第１の保持部材５aおよび第２の保持部材５bと、第１の保持部材５aと第２の保持部材５bを離反する方向に移動せしめる保持部材移動手段５３とからなるウエーハ破断手段とを具備し、第１の保持部材５aの保持部５１１および第２の保持部材５bの保持部５１２は静電チャックによって構成されている。
【選択図】図３
Description
本発明は、表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割装置に関する。
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等のデバイスを形成する。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デバイス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、レーザーダイオード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。
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、その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が試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、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、ウエーハを分割するものである。（例えば、特許文献１参照。）
特許第３４０８８０５号公報
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、被加工物に形成された分割予定ラインに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿ってメカニカルブレーキング装置によって割断する方法が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
特開平１０−３０５４２１号公報
上述した分割する方法を実施するには、変質層またはレーザー加工溝が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与する装置が必要であり、下記の特許文献３にはウエーハが貼着された保持テープを拡張してウエーハに引っ張り力を付与することにより、ウエーハを個々のチップに分割する方法が開示されている。
特開２００５−１２９６０７号公報
しかしながら、ウエーハが貼着された保持テープを拡張してウエーハに引張力を付与する方法は、ウエーハが貼着された保持テープを拡張するとウエーハには放射状に引っ張り力が作用するため、格子状に形成された分割予定ラインに対してランダムな方向に引張力が作用することになるので、ウエーハは不規則に分割され、分割されない未分割領域が残存するという問題がある。また、分割予定ライン上に回路の機能をテストするためのテスト エレメント グループ（ＴEG）と称するテスト用の金属パターンが配設されているウエーハを上述したように保持テープを拡張して分割予定ラインに沿って分割すると、上記金属パターンに不規則な力が作用することに起因して、金属パターンが鋸刃状に破断され、コンタミの原因となるとともにデバイスの品質を低下させるという問題がある。
このような問題を解消するために本出願人は、ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段と、テープ保持手段に保持テープを介して支持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して吸引保持する第１の吸引保持部材および第２の吸引保持部材と、該第１の吸引保持部材と第２の吸引保持部材を互いに離反する方向に移動せしめる移動手段とを具備するウエーハの分割装置を特願２００４−２１５１１１号として提案した。
而して、上述したウエーハの分割装置は、第１の吸引保持部材および第２の吸引保持部材が保持テープを介してウエーハを吸引保持する構成であるため、ウエーハに伝達される吸引力は保持テープの粘着力に依存するので、ウエーハの充分な引張力を作用させることができず、ウエーハを分割ラインに沿って確実に分割することができない場合がある。
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、分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられたウエーハを、分割予定ラインに沿って正確且つ確実に分割することができるウエーハの分割装置を提供することである。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割装置であって、
ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段と、
該テープ保持手段に該保持テープを介して保持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して保持するための所定方向に延在する保持面を備えた保持部を有する第１の保持部材および第２の保持部材と、
該第１の保持部材と該第２の保持部材を離反する方向に移動せしめる保持部材移動手段とからなるウエーハ破断手段と、を具備し、
該第１の保持部材の保持部および第２の保持部材の保持部は、静電チャックによって構成されている、
ことを特徴とするウエーハの分割装置が提供される。
ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段と、
該テープ保持手段に該保持テープを介して保持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して保持するための所定方向に延在する保持面を備えた保持部を有する第１の保持部材および第２の保持部材と、
該第１の保持部材と該第２の保持部材を離反する方向に移動せしめる保持部材移動手段とからなるウエーハ破断手段と、を具備し、
該第１の保持部材の保持部および第２の保持部材の保持部は、静電チャックによって構成されている、
ことを特徴とするウエーハの分割装置が提供される。
また、本発明によれば、表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割装置であって、
ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段と、
該テープ保持手段に該保持テープを介して保持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して保持するための所定方向に延在する保持面を備えた保持部を有する第１の保持部材および第２の保持部材と、第１の保持部材と第２の保持部材を構成する保持部の保持面を相対的に傾斜せしめる保持部材傾斜手段とからなるウエーハ破断手段をと、を具備し、
該第１の保持部材の保持部および該第２の保持部材の保持部は、静電チャックによって構成されている、
ことを特徴とするウエーハの分割装置が提供される。
ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段と、
該テープ保持手段に該保持テープを介して保持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して保持するための所定方向に延在する保持面を備えた保持部を有する第１の保持部材および第２の保持部材と、第１の保持部材と第２の保持部材を構成する保持部の保持面を相対的に傾斜せしめる保持部材傾斜手段とからなるウエーハ破断手段をと、を具備し、
該第１の保持部材の保持部および該第２の保持部材の保持部は、静電チャックによって構成されている、
ことを特徴とするウエーハの分割装置が提供される。
上記第１の保持部材の保持部と第２の保持部材の保持部は、それぞれウエーハの直径に対応する長さに形成され、それぞれ上記所定方向に沿って配設された複数の静電チャックからなっている。
上記ウエーハ破断手段は上記所定方向と直交する方向に直列に２個配設されており、２個のウエーハ破断手段をそれぞれ所定方向と直交する方向に移動せしめるインデックス手段を備えている。
上記ウエーハ破断手段は上記所定方向と直交する方向に直列に２個配設されており、２個のウエーハ破断手段をそれぞれ所定方向と直交する方向に移動せしめるインデックス手段を備えている。
本発明においては、ウエーハを分割予定ラインの両側に位置付けられた第１の保持部材と第２の保持部材の保持部を構成する静電チャックよって保持テープを介して静電吸着保持し、第１の保持部材と第２の保持部材を離反する方向に移動して、分割予定ラインと直交する方向に引張力を作用せしめるので、強度が低下せしめられた分割予定ラインに沿って正確に且つ確実に分割することができる。このとき、第１の保持部材と第２の保持部材の保持部を構成する静電チャックは保持テープを介してウエーハを強固に静電吸着保持しているので、第１の保持部材と第２の保持部材を離反する方向に移動する力をウエーハに確実に伝達することができるため、強度が低下せしめられた分割予定ラインに沿った分割がより確実となる。従って、ウエーハの分割予定ライン上に回路の機能をテストするためのテスト エレメント グループ（ＴEG）と称するテスト用の金属パターンが配設されていても、この金属パターンも分割予定ラインに沿って正確に破断される。
また、本発明においては、保持部材傾斜手段を作動して第１の保持部材と第２の保持部材を構成する保持部の保持面を相対的に傾斜させることにより、ウエーハの分割予定ラインに沿って曲げ荷重を作用せしめる。この結果、ウエーハは強度が低下せしめられた分割予定ラインに沿って容易に破断される。
また、本発明においては、保持部材傾斜手段を作動して第１の保持部材と第２の保持部材を構成する保持部の保持面を相対的に傾斜させることにより、ウエーハの分割予定ラインに沿って曲げ荷重を作用せしめる。この結果、ウエーハは強度が低下せしめられた分割予定ラインに沿って容易に破断される。
以下、本発明によるウエーハの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。
図１には、本発明に従って構成されたウエーハの分割装置によって分割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、例えば厚さが３００μmの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。このように形成された半導体ウエーハ１０には、分割予定ライン１０１に沿って強度が低下せしめられた変質層１１０が形成される。この変質層１１０は、半導体ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を内部に集光点を合わせ分割予定ライン１０１に沿って照射することにより形成することができる。
図１に示す半導体ウエーハ１０は、例えば厚さが３００μmの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。このように形成された半導体ウエーハ１０には、分割予定ライン１０１に沿って強度が低下せしめられた変質層１１０が形成される。この変質層１１０は、半導体ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を内部に集光点を合わせ分割予定ライン１０１に沿って照射することにより形成することができる。
上述したように分割予定ライン１０１に沿って強度が低下せしめられた変質層１１０が形成され半導体ウエーハ１０は、図２に示すように環状のフレーム１１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１２の表面に裏面１０ｂを貼着する。なお、保持テープ１２は、図示の実施形態においては厚さが７０μｍ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糊が厚さが５μｍ程度塗布されている。
次に、上述したように分割予定ライン１０１に沿って変質層１１０が形成され強度が低下せしめられた半導体ウエーハ１０を、分割予定ライン１０１に沿って分割する分割装置について、図３および図８を参照して説明する。
図３には本発明に従って構成されたウエーハの分割装置の斜視図が示されており、図４には図３に示す分割装置の要部を分解して示す斜視図が示されている。図示の実施形態におけるウエーハの分割装置２は、基台３と、該基台３上に配設され上記図２に示す環状のフレーム１１を保持するフレーム保持手段４と、該フレーム保持手段４によって保持された環状のフレーム１１に保持テープ１２を介して支持された半導体ウエーハ１０を分割予定ライン１０１に沿って破断するウエーハ破断手段５を具備している。
図３には本発明に従って構成されたウエーハの分割装置の斜視図が示されており、図４には図３に示す分割装置の要部を分解して示す斜視図が示されている。図示の実施形態におけるウエーハの分割装置２は、基台３と、該基台３上に配設され上記図２に示す環状のフレーム１１を保持するフレーム保持手段４と、該フレーム保持手段４によって保持された環状のフレーム１１に保持テープ１２を介して支持された半導体ウエーハ１０を分割予定ライン１０１に沿って破断するウエーハ破断手段５を具備している。
フレーム保持手段４は、一対の支持部材４１、４１と、該一対の支持部材４１、４１上に配設される保持テーブル４２を具備している。一対の支持部材４１、４１は、所定の曲率半径を有する円弧状に形成されており、所定の間隔を置いて互いに対向して配設されている。この一対の支持部材４１、４１の上面には複数のボールベアリング４３がそれぞれ配設されている。保持テーブル４２は、円板状に形成されており、その中央部には矩形状の開口４２１が設けられている。保持テーブル４２の上面には、開口４２１を挟んで互いに対向する位置に４個のクランプ４４が配設されている。また、保持テーブル４２の下面には、上記一対の支持部材４１、４１の曲率半径と同一の半径を有する環状の被案内溝４２２が設けられている。このように構成された保持テーブル４２は、環状の被案内溝４２２を一対の支持部材４１、４１の上端部に嵌合せしめ、ボールベアリング４３によって支持される。従って、保持テーブル４２は、一対の支持部材４１、４１の曲率に沿って回転可能に支持される。このように構成されたフレーム保持手段４によって上記環状のフレーム１１を保持する。即ち、上記図２に示すように保持テープ１２を介して半導体ウエーハ１０を支持した環状のフレーム１１を保持テーブル４２上に載置し、この載置されたフレーム１１をクランプ４４によって固定する。従って、フレーム保持手段４は、環状のフレーム１１を介して上記半導体ウエーハ１０に貼着された保持テープ１２を保持するテープ保持手段として機能する。
図示の実施形態におけるウエーハの分割装置２は、図３に示すように上記保持テーブル４２を回動せしめる回動手段４５を具備している。この回動手段４５は、上記基台２に配設されたパルスモータ４５１と、該パルスモー４５１の回転軸に装着されたプーリ４５２と、該プーリ４５２と保持テーブル４２の外周面とに捲回された無端ベルト４５３とからなっている。このように構成された回動手段４５は、パルスモータ４５１を駆動することにより、プーリ４５２および無端ベルト４５３を介して保持テーブル４２を回動せしめる。
次に、上記ウエーハ破断手段５について説明する。
図示の実施形態におけるウエーハ破断手段５は、上記フレーム保持手段４の一対の支持部材４１、４１間において基台３に配設され矢印Ｙ方向に延びる一対の案内レール５０、５０と、該一対の案内レール５０、５０上に直列に配設された第１のウエーハ破断手段５aと第２のウエーハ破断手段５bとからなっている。一対の案内レール５０、５０は、互いに所定の間隔を置いて平行に配設されている。第１のウエーハ破断手段５aと第２のウエーハ破断手段５bは、一対の案内レール５０、５０上に互いに対向して配設され、一対の案内レール５０、５０に沿って移動可能に構成されている。なお、第１のウエーハ破断手段５aと第２のウエーハ破断手段５bは、実質的に同一の構成であり、従って同一部材には同一符号を付して説明する。
図示の実施形態におけるウエーハ破断手段５は、上記フレーム保持手段４の一対の支持部材４１、４１間において基台３に配設され矢印Ｙ方向に延びる一対の案内レール５０、５０と、該一対の案内レール５０、５０上に直列に配設された第１のウエーハ破断手段５aと第２のウエーハ破断手段５bとからなっている。一対の案内レール５０、５０は、互いに所定の間隔を置いて平行に配設されている。第１のウエーハ破断手段５aと第２のウエーハ破断手段５bは、一対の案内レール５０、５０上に互いに対向して配設され、一対の案内レール５０、５０に沿って移動可能に構成されている。なお、第１のウエーハ破断手段５aと第２のウエーハ破断手段５bは、実質的に同一の構成であり、従って同一部材には同一符号を付して説明する。
第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bは、それぞれ第１の保持部材５１と第２の保持部材５２を備えている。第１の保持部材５１はL字状に形成され、矩形状の第１の支持部５１１と該第１の支持部５１１の一端から上方に延びる第１の保持部５１２とからなっている。第１の保持部材５１を構成する第１の支持部５１１は、その下面に上記一対の案内レール５０、５０と対応する一対の被案内溝５１３が形成されており、この一対の被案内溝５１３、５１３を一対の案内レール５０、５０に嵌合することにより、一対の案内レール５０、５０に沿って移動可能に支持される。なお、第１の保持部材５１を構成する第１の支持部５１１の上面には、矢印Ｙ方向に延びる一対の案内レール５１４、５１４が配設されている。
上記第１の保持部材５１を構成する第１の保持部５１２は、上記保持テーブル４２の開口４２１内に配置され、その上端にそれぞれ所定方向（矢印Ｙ方向と直交する方向）に延びる細長い長方形の第１の保持面５１５を備えている。この第１の保持面５１５は上記半導体ウエーハの直径と略同じ長さを有しており、上記保持テーブル４２の上面と略同一の高さに位置付けられている。また、第１の保持部５１２は、長手方向に配設された複数(図示の実施形態においては５個)の静電チャック５１６を備えている。この複数の静電チャック５１６は、それぞれ図５に示すように第１の保持部５１２の上面に形成された凹部５１２aに配設されたアルミナセラミックス等からなるベース５１６aと、該ベース５１６a内に配設された２本の電極５１６b、５１６cとからなっている。一方の電極５１６bは直流電源回路５１７のプラス（＋）電源に接続され、他方の電極５１６cは直流電源回路５１７のマイナス（−）電源に接続されている。このように構成された静電チャック５１６は、２本の電極５１６b、５１６cに直流電圧を印可するとベース５１６aが帯電され、その上面である保持面に静電吸着力が生ずる。
次に、第２の保持部材５２について説明する。
第２の保持部材５２はL字状に形成され、矩形状の第２の支持部５２１と該第２の支持部５２１の一端から上方に延びる第２の保持部５２２とからなっている。第２の保持部材５２を構成する第２の支持部５２１は、その下面に上記第１の保持部材５１を構成する第１の支持部５１１に設けられた一対の案内レール５１４、５１４と対応する一対の被案内溝５２３、５２３が形成されており、この一対の被案内溝５２３、５２３を一対の案内レール５１４、５１４に嵌合することにより、一対の案内レール５１４、５１４に沿って移動可能に支持される。
第２の保持部材５２はL字状に形成され、矩形状の第２の支持部５２１と該第２の支持部５２１の一端から上方に延びる第２の保持部５２２とからなっている。第２の保持部材５２を構成する第２の支持部５２１は、その下面に上記第１の保持部材５１を構成する第１の支持部５１１に設けられた一対の案内レール５１４、５１４と対応する一対の被案内溝５２３、５２３が形成されており、この一対の被案内溝５２３、５２３を一対の案内レール５１４、５１４に嵌合することにより、一対の案内レール５１４、５１４に沿って移動可能に支持される。
第２の保持部材５２を構成する第２の保持部５２２は、上記保持テーブル４２の開口４２１内に配置され、その上端にそれぞれ所定方向（矢印Ｙ方向と直交する方向）に延びる細長い長方形の第２の保持面５２５を備えている。この第２の保持面５２５は、上記第１の保持面５１５と同じ長さ即ち上記半導体ウエーハの直径と略同じ長さを有しており、上記保持テーブル４２の上面と略同一の高さに位置付けられている。また、第２の保持部５２２は、上記第１の保持部材５１を構成する第１の保持部５１２と同様に、長手方向に配設された複数(図示の実施形態においては５個)の静電チャック５２６を備えている。この複数の静電チャック５２６は、それぞれ図に示すように第２の保持部５２２の上面に形成された凹部５２２aに配設されたアルミナセラミックス等からなるベース５２６aと、該ベース５２６a内に配設された２本の電極５２６b、５２６cとからなっている。一方の電極５２６bは直流電源回路５１７のプラス（＋）電源に接続され、他方の電極５２６cは直流電源回路５１７のマイナス（−）電源に接続されている。このように構成された静電チャック５２６は、２本の電極５２６b、５２６cに直流電圧を印可するとベース５２６aが帯電され、その上面である保持面に静電吸着力が生ずる。
図４に戻って説明を続けると、上記第１のウエーハ破断手段５aと第２のウエーハ破断手段５bは、図示の実施形態においては第１の保持部材５１の第１の保持部５１２が互いに対向するように配設されている。従って、第１の保持部材５１、５１に配設された第２の保持部材５２、５２は、それぞれ外側に移動することにより第１の保持部材５１、５１と離反するようになっている。
図示の実施形態における第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bは、それぞれ第２の保持部材５２、５２を上記所定方向と直交する方向、即ち上記一対の案内レール５１４、５１４に沿って矢印Ｙで示す方向に移動する保持部材移動手段５３を具備している。この保持部材移動手段５３は、図４に示すように第１の保持部材５１の第１の支持部５１１上に配設された２本のエアシリンダ５３１、５３１からなっており、そのピストンロッド５３２、５３２が第２の保持部材５２の第２の支持部５２１に連結されている。このエアシリンダ５３１、５３１は、図示しない一方の作動室に圧縮空気を供給することにより第２の保持部材５２を第１の保持部材５１から離反する方向に０．５〜２mm程度作動し、図示しない他方の作動室に圧縮空気を供給することにより第２の保持部材５２を第１の保持部材５１と接近する方向に作動せしめる。
また、図示の実施形態における第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bは、それぞれ第１の保持部材５１を上記所定方向と直交する方向、即ち上記一対の案内レール５０、５０に沿って矢印Ｙで示す方向に移動するインデックス手段５４を具備している。このインデックス手段５４は、図４に示すように一対の案内レール５０、５０と平行に配設された雄ネジロッド５４１と、該雄ネジロッド５４１の一端に連結され雄ネジロッド５４１を回転駆動するためのパルスモータ５４２と、雄ネジロッド５４１の他端部を回転可能に支持する基台３に配設された軸受５４３（図６参照）とからなっており、雄ネジロッド５４１が第１の保持部材５１を構成する第１の支持部５１１に形成された雌ネジ穴５１７に螺合せしめられる。従って、パルスモータ５４２を正転又は逆転駆動することにより、第１の保持部材５１を上記一対の案内レール５０、５０に沿って矢印Ｙで示す方向に移動することができる。
図３に戻って説明を続けると、図示の実施形態におけるウエーハの分割装置２は、上記フレーム保持手段４を構成する保持テーブル４２に保持された図２に示す環状のフレーム１１に保持テープ１２を介して支持されている半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１を検出するための検出手段６を具備している。検出手段６は、基台３に配設された回動機構６１に連結されたＬ字状の支持柱６２に取り付けられている。この検出手段６は、光学系および撮像素子（ＣＣＤ）等で構成されており、上記ウエーハ破断手段５の上方位置に配置されている。このように構成された検出手段６は、上記保持テーブル４２に保持された環状のフレーム１１に保護テープ１２を介して支持されている半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１を撮像し、これを電気信号に変換して図示しない制御手段に送る。なお、検出手段６を支持したL字状の支持柱６２は、回動機構６１によって矢印で示す方向に揺動せしめられる。
図示の実施形態におけるウエーハの分割装置２は以上のように構成されており、以下その作動について主に図３、図６および図７を参照して説明する。
上記図２に示すように分割予定ライン１０１に沿って強度が低下せしめられた半導体ウエーハ１０を保護テープ１２を介して支持した環状のフレーム１１を、図６に示すようにフレーム保持手段４を構成する保持テーブル４２の上面に載置し、クランプ４４によって保持テーブル４２に固定する。
上記図２に示すように分割予定ライン１０１に沿って強度が低下せしめられた半導体ウエーハ１０を保護テープ１２を介して支持した環状のフレーム１１を、図６に示すようにフレーム保持手段４を構成する保持テーブル４２の上面に載置し、クランプ４４によって保持テーブル４２に固定する。
半導体ウエーハ１０を保持テープ１２を介して支持した環状のフレーム１１をフレーム保持手段４に保持したならば、図６に示すように第１のウエーハ破断手段５aのインデックス手段５４を作動して第１のウエーハ破断手段５aの第１の保持部材５１および第２の保持部材５２を半導体ウエーハ１０に所定方向に形成された図において最右端の分割予定ライン１０１と対応する位置に位置付けるとともに、第２のウエーハ破断手段５bのインデックス手段５４を作動して第２のウエーハ破断手段５bの第１の保持部材５１および第２の保持部材５２を半導体ウエーハ１０の所定方向に形成された図において真中の分割予定ライン１０１と対応する位置に位置付ける。そして、第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bにおける第１の保持部材５１を構成する第１の保持部５１２の第１の保持面５１５と、第２の保持部材５２を構成する第２の保持部５２２の第２の保持面５２５を、それぞれ分割予定ライン１０１の両側に位置付ける。このとき、検出手段６によって分割予定ライン１０１を撮像し、それぞれ第１の保持面５１５および第２の保持面５２５との位置合わせを行う。
このように、第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bの第１の保持部材５１および第２の保持部材５２をそれぞれ図６に示す位置に位置付けた状態においては、半導体ウエーハ１０が貼着された保持テープ１２および環状のフレーム１１と吸着領域との関係は図８に示すようになる。即ち、半導体ウエーハ１０の最右端の分割予定ライン１０１と対応する位置に位置付けられた第１のウエーハ破断手段５aの第１の保持部材５１および第２の保持部材５２は、その両側部が環状のフレーム１１と対向して位置する。この場合、第１の保持部材５１および第２の保持部材５２の吸着領域は、環状のフレーム１１と対向する領域を除く吸着領域A１とする。一方、半導体ウエーハ１０の真中の分割予定ライン１０１と対応する位置に位置付けられた第２のウエーハ破断手段５bの第１の保持部材５１および第２の保持部材５２は、環状のフレーム１１の内側に位置している。この場合、第２のウエーハ破断手段５bの第１の保持部材５１および第２の保持部材５２の吸着領域は、全ての領域を吸着領域A２とする。
以上のようにして、第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bの第１の保持部材５１および第２の保持部材５２をそれぞれ図６に示す位置に位置付けたならば、第１のウエーハ破断手段５aにおいては上記吸着領域A１に対応するそれぞれ中央の３個の静電チャック５１６および静電チャック５２６を附勢する。一方、第２のウエーハ破断手段５bにおいては上記吸着領域A２に対応する全ての静電チャック５１６および静電チャック５２６を附勢する。この結果、図７の(a)および図８に示すように、上記吸着領域A１およびA2に対応する半導体ウエーハ１０は、保持テープ１２を介して静電チャック５１６および静電チャック５２６に静電吸着される。この静電吸着力は半導体ウエーハ１０にも作用するので、半導体ウエーハ１０は静電チャック５１６および静電チャック５２６に強固に静電吸着保持される。
次に、第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bの保持部材移動手段５３を構成するエアシリンダ５３１を作動し、図７の(b)に示すように第１のウエーハ破断手段５aの第２の保持部材５２を矢印Y１で示す方向に移動し、第２のウエーハ破断手段５b の第２の保持部材５２をY２で示す方向に移動する。即ち、第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bの第２の保持部材５２をそれぞれ第１の保持部材５１から外側に離反する方向に移動せしめる。このとき、第１のウエーハ破断手段５aを構成する第１の保持部材５１および第２の保持部材５２の両側部は環状のフレーム１１と対向しているが、該両側部に配設された静電チャック５１６および静電チャック５２６は附勢されていないので環状のフレーム１１を静電吸着することはないため、第２の保持部材５２の移動に支障をきたすことはない。この結果、図７の(b)に示すように第１の保持部材５１の第１の保持面５１５と第２の保持部５２の第２の保持面５２５との間に位置付けられた分割予定ライン１０１には、分割予定ライン１０１と直交する方向に引張力が作用して、半導体ウエーハ１０は分割予定ライン１０１に沿って破断される（分割工程）。なお、この分割工程においては、半導体ウエーハ１０は分割予定ライン１０１に沿って変質層１１０が形成され強度が低下せしめられているので、第２の保持部材５２を第１の保持部材５１から離反する方向に０．５mm程度移動することにより半導体ウエーハ１０を分割予定ラインに沿って破断することができる。
このように、図示の実施形態においては、分割予定ライン１０１の両側に位置付けられた第１の保持部材５１と第２の保持部材５２に配設された静電チャック５１６および静電チャック５２６によって保持テープ１２を介して半導体ウエーハ１０を静電吸着し、第２の保持部材５２を第１の保持部材５１から離反する方向に移動して、分割予定ライン１０１と直交する方向に引張力を作用せしめるので、変質層１１０が形成された分割予定ライン１０１に沿って正確に且つ確実に分割することができる。このとき、第１の保持部材５１と第２の保持部材５２に配設された静電チャック５１６および静電チャック５２６は上述したように保持テープ１２を介して半導体ウエーハ１０を強固に静電吸着保持しているので、第２の保持部材５２を第１の保持部材５１から離反する方向に移動する力を半導体ウエーハ１０に確実に伝達することができるため、変質層１１０が形成された分割予定ライン１０１に沿った分割がより確実となる。従って、分割予定ライン１０１上に回路の機能をテストするためのテスト エレメント グループ（ＴEG）と称するテスト用の金属パターンが配設されていても、この金属パターンも分割予定ラインに沿って正確に破断される。
また、図示の実施形態においては、第１のウエーハ破断手段５aと第２のウエーハ破断手段５bを備えているので、同時に２本の分割予定ライン１０１に沿って分割することができるため、生産性が向上する。更に、図示の実施形態においては、第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bの第２の保持部材５２は、上記分割工程においてそれぞれ第１の保持部材５１から外側に離反する方向に移動するように構成されているので、第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bの第１の保持部材５１間に位置する領域のウエーハには圧縮力が作用しないためウエーハを破損することはない。
上述したように所定方向に形成された２本の分割予定ライン１０１に沿って破断する分割工程を実施したならば、第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bの第１の保持部材５１および第２の保持部材５２に配設された静電チャック５１６および静電チャック５２６を除勢して半導体ウエーハ１０の静電吸着を解除する。次に、第１のウエーハ破断手段５aのインデックス手段５４および第２のウエーハ破断手段５bのインデックス手段５４を作動して、第１の保持部材５１および第２の保持部材５２を分割予定ライン１０１の間隔に相当する分だけそれぞれ図６および図８において左方に移動し、上記分割工程を実施した分割予定ライン１０１の図において左隣の分割予定ライン１０１と対応する位置に位置付ける。そして、上記保持工程および分割工程を実施する。なお、保持工程においては、第１の保持部材５１および第２の保持部材５２を位置付けた状態において環状のフレーム１１と対応する領域の静電チャック５１６および静電チャック５２６による静電吸着を制限するように、静電チャック５１６および静電チャック５２６の附勢個数を選択する。
以上のようにして、所定方向に形成された全ての分割予定ライン１０１に対して上記保持工程および分割工程を実施したならば、回動手段４５を作動してフレーム保持手段４の保持テーブル４２を９０度回動せしめる。この結果、フレーム保持手段４の保持テーブル４２に保持された半導体ウエーハ１０も９０度回動することになり、所定方向に形成され上記分割工程が実施された分割予定ライン１０１と直交する方向に形成された分割予定ライン１０１が第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bの第１の保持部材５１の第１の保持面５１５と第２の保持部材５２の第２の保持面５２５と平行な状態に位置付けられる。次に、上記分割工程が実施された分割予定ライン１０１と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン１０１に対して上述し保持工程および分割工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０は分割予定ライン１０１に沿って個々の半導体チップに分割される。
次に、第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bの他の実施形態について、図９乃至図１１を参照して説明する。なお、図９乃至図１１に示す実施形態においては、上記図３乃至図５の実施形態と同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図９乃至図１１に示す実施形態も上記図３乃至図５の実施形態と同様に、第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bは、それぞれ第１の保持部材５１と第２の保持部材５２を具備している。第１の保持部材５１は、L字状に形成された第１の支持部５１１と該第１の支持部５１１の一端から上方に延びる第１の保持部５１２とからなっている。第１の保持部材５１を構成する第１の支持部５１１は、その下面に上記一対の案内レール５０、５０と対応する一対の被案内溝５１３が形成されており、この一対の被案内溝５１３、５１３を一対の案内レール５０、５０に嵌合することにより、一対の案内レール５０、５０に沿って移動可能に支持される。
図９乃至図１１に示す実施形態も上記図３乃至図５の実施形態と同様に、第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bは、それぞれ第１の保持部材５１と第２の保持部材５２を具備している。第１の保持部材５１は、L字状に形成された第１の支持部５１１と該第１の支持部５１１の一端から上方に延びる第１の保持部５１２とからなっている。第１の保持部材５１を構成する第１の支持部５１１は、その下面に上記一対の案内レール５０、５０と対応する一対の被案内溝５１３が形成されており、この一対の被案内溝５１３、５１３を一対の案内レール５０、５０に嵌合することにより、一対の案内レール５０、５０に沿って移動可能に支持される。
上記第１の保持部材５１を構成する第１の保持部５１２は、上記保持テーブル４２の開口４２１内に配置され、その上端にそれぞれ所定方向（矢印Ｙ方向と直交する方向）に延びる細長い長方形の第１の保持面５１５を備えている。この第１の保持面５１５は上記半導体ウエーハの直径と略同じ長さを有しており、上記保持テーブル４２の上面と略同一の高さに位置付けられている。また、第１の保持部５１２は、長手方向に配設された複数(図示の実施形態においては５個)の静電チャック５１６を備えている。この複数の静電チャック５１６は、上記図５に示す吸着チャックと同一の構成でよい。
上述したように構成された第１の保持部材５１の第１の支持部５１１には、図１０に示すように第１の保持部５１２との接続部に該第１の保持部５１２より右側に設定されたP点を中心とする円弧面からなる案内凹部５１２bが形成されている。
次に、第２の保持部材５２について説明する。
第２の保持部材５２はL字状に形成された第２の支持部５２１と該第２の支持部５２１の一端から上方に延びる第２の保持部５２２とからなっている。第２の保持部材５２を構成する第２の支持部５２１は、第２の支持部５２１との接続部に上記第１の支持部５１１に形成された案内凹部５１２bの円弧面と対応する円弧面を有する被案内凸部５２１bを備えている。また、第２の支持部５２１の図１０において右端部両側には作動部５２１cが側方に突出して設けられている。この作動部５２１cに保持部材傾斜手段５２８を構成するエアシリンダ５２８aのピストンロッド５２８bが連結されている。
第２の保持部材５２はL字状に形成された第２の支持部５２１と該第２の支持部５２１の一端から上方に延びる第２の保持部５２２とからなっている。第２の保持部材５２を構成する第２の支持部５２１は、第２の支持部５２１との接続部に上記第１の支持部５１１に形成された案内凹部５１２bの円弧面と対応する円弧面を有する被案内凸部５２１bを備えている。また、第２の支持部５２１の図１０において右端部両側には作動部５２１cが側方に突出して設けられている。この作動部５２１cに保持部材傾斜手段５２８を構成するエアシリンダ５２８aのピストンロッド５２８bが連結されている。
第２の保持部材５２を構成する第２の保持部５２２は、上記保持テーブル４２の開口４２１内に配置され、その上端にそれぞれ所定方向（矢印Ｙ方向と直交する方向）に延びる細長い長方形の第２の保持面５２５を備えている。この第２の保持面５２５は、上記第１の保持面５１５と同じ長さ即ち上記半導体ウエーハの直径と略同じ長さを有しており、上記保持テーブル４２の上面と略同一の高さに位置付けられている。また、第２の保持部５２２は、上記第１の保持部材５１を構成する第１の保持部５１２と同様に、長手方向に配設された複数(図示の実施形態においては５個)の静電チャック５２５を備えている。この複数の静電チャック５２６は、上記図５に示す吸着チャックと同一の構成でよい。
以上のように構成された第１の保持部材５１の第１の保持部５１２と第２の保持部材５２の第２の保持部５２２は、図１０の(a)に示すように所定の間隔Sを設けて配置されている。そして、図１０の(a)に示す状態からエアシリンダ５２８aを作動すると、図１０の(b)に示すように第２の保持部材５２は第１の保持部材５１の第１の支持部５１１に形成された案内凹部５１２bに沿って摺動せしめられる。この結果、第２の保持部５２２の第２の保持面５２５は、第１の保持部５１２の第１の保持面５１５に対して傾斜するとともに、第１の保持面５１５との間に間隔S0を維持した状態となる。なお、間隔S0は、案内凹部５１２bの円弧面の曲率によって変化し、上記図１０の(a)に示す状態における間隔Sより大きくなるように案内凹部５１２bの円弧面の曲率を設定することが望ましい。
図９乃至図１１に示す実施形態における第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bは以上のように構成されており、その作用について説明する。
第１の保持部材５１の第１の保持部５１２と第２の保持部材５２の第２の保持部５２２との間（間隔S）に上記半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１を位置付けて、その両側を第１の保持部５１２と第２の保持部５２２によって保持する。このとき、上記図３乃至図５の実施形態と同様に第１の保持部５１２に配設された静電チャック５１６と第２の保持部５２２に配設された静電チャック５２６を附勢することにより、半導体ウエーハ１０を保持テープ１２を介してで静電吸着保持する。そして、エアシリンダ５２８aを作動し、上述したように第２の保持部５２２の第２の保持面５２５を第１の保持部５１２の第１の保持面５１５に対して傾斜させると、図１１に示すように半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿って曲げ荷重が作用する。この結果、半導体ウエーハ１０は、分割予定ライン１０１に沿って変質層１１０が形成され強度が低下せしめられているので、分割予定ライン１０１に沿って容易に破断される。
なお、図９乃至図１１に示す実施形態における第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bは、上述したように第２の保持部５２２の第２の保持面５２５を第１の保持部５１２の第１の保持面５１５に対して傾斜させ、ウエーハの分割予定ラインに沿って曲げ荷重を作用させる構成であるので、分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成することにより強度が低下せしめられたウエーハであっても正確かつ確実に分割することができる。
第１の保持部材５１の第１の保持部５１２と第２の保持部材５２の第２の保持部５２２との間（間隔S）に上記半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１を位置付けて、その両側を第１の保持部５１２と第２の保持部５２２によって保持する。このとき、上記図３乃至図５の実施形態と同様に第１の保持部５１２に配設された静電チャック５１６と第２の保持部５２２に配設された静電チャック５２６を附勢することにより、半導体ウエーハ１０を保持テープ１２を介してで静電吸着保持する。そして、エアシリンダ５２８aを作動し、上述したように第２の保持部５２２の第２の保持面５２５を第１の保持部５１２の第１の保持面５１５に対して傾斜させると、図１１に示すように半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１に沿って曲げ荷重が作用する。この結果、半導体ウエーハ１０は、分割予定ライン１０１に沿って変質層１１０が形成され強度が低下せしめられているので、分割予定ライン１０１に沿って容易に破断される。
なお、図９乃至図１１に示す実施形態における第１のウエーハ破断手段５aおよび第２のウエーハ破断手段５bは、上述したように第２の保持部５２２の第２の保持面５２５を第１の保持部５１２の第１の保持面５１５に対して傾斜させ、ウエーハの分割予定ラインに沿って曲げ荷重を作用させる構成であるので、分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成することにより強度が低下せしめられたウエーハであっても正確かつ確実に分割することができる。
２：ウエーハの分割装置
３：基台
４：フレーム保持手段
４１、４１：一対の支持部材
４２：保持テーブル
４３：ボールベアリング
４４：クランプ
４５：回動手段
５：ウエーハ破断手段
５a：第１の張力付与手段
５b：第２の張力付与手段
５１：第１の保持部材
５１６：静電チャック
５７６：直流電源回路
５２：第２の保持部材
５２６：静電チャック
５２８：保持部材傾斜手段
５３：保持部材移動手段
５４：インデックス手段
６：検出手段
１０：半導体ウエーハ
１０１：分割予定ライン
１０２：デバイス
１１０：変質層
１１：環状のフレーム
１２：保持テープ
３：基台
４：フレーム保持手段
４１、４１：一対の支持部材
４２：保持テーブル
４３：ボールベアリング
４４：クランプ
４５：回動手段
５：ウエーハ破断手段
５a：第１の張力付与手段
５b：第２の張力付与手段
５１：第１の保持部材
５１６：静電チャック
５７６：直流電源回路
５２：第２の保持部材
５２６：静電チャック
５２８：保持部材傾斜手段
５３：保持部材移動手段
５４：インデックス手段
６：検出手段
１０：半導体ウエーハ
１０１：分割予定ライン
１０２：デバイス
１１０：変質層
１１：環状のフレーム
１２：保持テープ
Claims (4)
- 表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割装置であって、
ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段と、
該テープ保持手段に該保持テープを介して保持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して保持するための所定方向に延在する保持面を備えた保持部を有する第１の保持部材および第２の保持部材と、
該第１の保持部材と該第２の保持部材を離反する方向に移動せしめる保持部材移動手段とからなるウエーハ破断手段と、を具備し、
該第１の保持部材の保持部および該第２の保持部材の保持部は、静電チャックによって構成されている
ことを特徴とするウエーハの分割装置。 - 表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割装置であって、
ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段と、
該テープ保持手段に該保持テープを介して保持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して保持するための所定方向に延在する保持面を備えた保持部を有する第１の保持部材および第２の保持部材と、第１の保持部材と第２の保持部材を構成する保持部の保持面を相対的に傾斜せしめる保持部材傾斜手段とからなるウエーハ破断手段をと、を具備し、
該第１の保持部材の保持部および該第２の保持部材の保持部は、静電チャックによって構成されている、
ことを特徴とするウエーハの分割装置。 - 該第１の保持部材の保持部と該第２の保持部材の保持部は、それぞれウエーハの直径に対応する長さに形成され、それぞれ上記所定方向に沿って配設された複数の静電チャックからなっている、請求項１又は２記載のウエーハの分割装置。
- 該ウエーハ破断手段は該所定方向と直交する方向に直列に２個配設されており、該２個のウエーハ破断手段をそれぞれ該所定方向と直交する方向に移動せしめるインデックス手段を備えている、請求項１から３のいずれかに記載のウエーハの分割装置。
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