JP2009146949A - ウエーハの分割方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のウエーハを格子状に形成されたストリートに沿って効率的に分割することができるウエーハの分割方法を提供する。
【解決手段】表面に格子状に形成されたストリートによって複数の領域が区画され、この区画された領域に複数のデバイスが形成されているウエーハを、ストリートに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの分割方法であって、環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に複数個の光デバイスウエーハを貼着した状態で、複数のウエーハのそれぞれに対してウエーハにストリートに沿ってレーザー光線を照射しストリートに沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程と、レーザー加工溝が形成されたストリートに沿って個々のデバイスに分割する分割工程と、個々に分割されたデバイスをダイシングテープから剥離してピックアップするピックアップ工程とを実施する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、表面に格子状に形成されたストリートによって複数の領域が区画され、この区画された領域に複数のデバイスが形成されているウエーハを、ストリートに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの分割方法に関する。

サファイヤ基板等の表面に格子状に形成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窒化ガリウム系化合物半導体等光デバイスが積層された光デバイスウエーハは、ストリートに沿って個々の発光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。

このような光デバイスウエーハのストリートに沿った切断は、通常、切削ブレードを高速回転して切削する切削装置によって行われている。しかしながら、サファイヤ基板はモース硬度が高く難削材であるため、加工速度を遅くする必要があり、生産性が悪いという問題がある。

近年、光デバイスウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有するパルスレーザー光線をストリートに沿って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外力を付与することにより割断する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開平１０−３０５４２０号公報

しかるに、上述した光デバイスウエーハを形成するサファイヤ基板は、その直径が５０mm程度で比較的小さい。一方、レーザー加工装置のウエーハを保持するチャックテーブルは、直径が２００〜３００mmの半導体ウエーハに対応する大きさに構成されている。従って、チャックテーブルの保持面を有効に活用するため、環状のフレームに装着された粘着テープに複数個の光デバイスウエーハを貼着し、この粘着テープに貼着された複数個の光デバイスウエーハをチャックテーブルに保持してレーザー加工を実施することにより生産性の向上を図っている。

而して、環状のフレームに装着された粘着テープに複数個の光デバイスウエーハを貼着し、この粘着テープに貼着された複数個の光デバイスウエーハをチャックテーブルに保持してストリートに沿ってレーザー光線を照射することにより、光デバイスウエーハにストリートに沿ってレーザー加工溝を形成した後、ストリートに沿ってレーザー加工溝が形成された光デバイスウエーハを１個ずつダイシングテープに張り替え、光デバイスウエーハをストリートに沿って分割する分割工程を実施している。従って、ストリートに沿ってレーザー加工溝が形成されたウエーハをダイシングテープに張り替える工程を実施しなければならず、生産性の点で必ずしも満足し得るものではない。

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、複数のウエーハを格子状に形成されたストリートに沿って効率的に分割することができるウエーハの分割方法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ストリートによって複数の領域が区画され、この区画された領域に複数のデバイスが形成されているウエーハを、該ストリートに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの分割方法であって、
環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に複数のウエーハを貼着するウエーハ支持工程と、
該環状のフレームに装着された該ダイシングテープの表面に貼着された複数のウエーハにストリートに沿ってレーザー光線を照射し、複数のウエーハにストリートに沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程と、
ストリートに沿ってレーザー加工溝が形成されたウエーハを該ダイシングテープの表面に貼着された状態でレーザー加工溝が形成されたストリートに沿って個々のデバイスに分割する分割工程と、
該分割工程を実施した後、個々に分割されたデバイスを該ダイシングテープから剥離してピックアップするピックアップ工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法が提供される。

上記レーザー加工溝形成工程は、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブル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と、チャックテーブルに保持された被加工物を撮像する撮像手段とを具備するレーザー加工装置を用いて実施し、チャックテーブルにダイシングテープを介して保持された複数のウエーハをそれぞれ撮像手段によって撮像し複数のウエーハのそれぞれに対してウエーハに形成されたストリートとレーザー光線照射手段によるレーザー光線照射位置との位置合わせを行うアライメント工程を実施した後に、複数のウエーハのそれぞれにストリートに沿ってレーザー光線を照射する。
また、上記ピックアップ工程を実施する際には、ダイシングテープを拡張して個々に分割されたデバイス間に隙間を形成することが望ましい。

本発明によるウエーハの分割方法においては、環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に複数個の光デバイスウエーハを貼着した状態で、複数のウエーハのそれぞれに対してウエーハにストリートに沿ってレーザー光線を照射しストリートに沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程と、レーザー加工溝が形成されたストリートに沿って個々のデバイスに分割する分割工程と、個々に分割されたデバイスをダイシングテープから剥離してピックアップするピックアップ工程とを実施するので、複数個のウエーハを効率的に分割することができる。

以下、本発明によるウエーハの分割方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図１には、本発明によるウエーハの分割方法によって分割される光デバイスウエーハ１０が示されている。図１に示す光デバイスウエーハ１０は、例えば直径が５０mmのサファイヤ基板の表面１０aに格子状に形成されたストリート１０１によって複数の領域が区画され、この区画された領域に複数の発光ダイオード等の光デバイス１０２が形成されている。

上記のように構成された光デバイスウエーハ１０をストリート１０１に沿って個々の光デバイス１０２に分割するには、先ず光デバイスウエーハ１０を環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着する。しかるに、光デバイスウエーハ１０は上述したように直径が５０mmと比較的小さいため、1個ずつ分割するのは生産性が悪いので、図2に示すように複数個（図示の実施形態においては7個）の光デバイスウエーハ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７のそれぞれ裏面１０bを環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着する（ウエーハ支持工程）。従って、複数個の光デバイスウエーハ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７は、それぞれ表面１０aが上側となる。なお、環状のフレームFはステンレス鋼等の金属材によって形成されており、ダイシングテープTはポリオレフィン等の合成樹脂シートからなり表面に厚さが５μm程度の粘着層が形成されている。このように、複数の光デバイスウエーハ１０を環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着するウエーハ支持工程は、例えば特開２００６−３２４５０２号公報に開示されたテープ貼り機を用いて実施することができる。

上述したウエーハ支持工程を実施したならば、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着された複数の光デバイスウエーハ１０をレーザー加工装置のチャックテーブルに保持し、複数の光デバイスウエーハ１０のそれぞれに対して光デバイスウエーハ１０に形成されたストリート１０１とレーザー加工装置のレーザー光線照射手段によるレーザー光線照射位置との位置合わせを行うアライメント工程と、複数の光デバイスウエーハ１０にストリート１０１に沿ってレーザー光線を照射し、複数の光デバイスウエーハ１０にストリート１０１に沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程を実施する。このアライメント工程およびレーザー加工溝形成工程は、図３に示すレーザー加工装置を用いて実施する。

図３に示すレーザー加工装置１は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に上記矢印Ｘで示す方向（X軸方向）と直交する矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構４と、該レーザー光線ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット５とを具備している。

上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上に矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動可能に配設された第一の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持されたカバーテーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設されたパルスモータ３６０によって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３６には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。

上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面に矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動させるための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動せしめられる。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３６の加工送り量即ちX軸方向位置を検出するためのX軸方向位置検出手段３７４を備えている。X軸方向位置検出手段３７４は、案内レール３１に沿って配設されたリニアスケール３７４aと、第１の滑動ブロック３２に配設され第１の滑動ブロック３２とともにリニアスケール３７４aに沿って移動する読み取りヘッド３７４bとからなっている。このX軸方向位置検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bは、図示に実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量即ちX軸方向位置を検出する。なお、上記加工送り手段３７の駆動源としてパルスモータ３７２を用いた場合には、パルスモータ３７２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量即ちX軸方向位置を検出することもできる。また、上記加工送り手段３７の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量即ちX軸方向位置を検出することもできる。

上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動させるための第１の割り出し送り手段３８を具備している。この第１の割り出し送り手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３8１と、該雄ネジロッド３8１を回転駆動するためのパルスモータ３8２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３8１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３8２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３8１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３8２によって雄ネジロッド３8１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動せしめられる。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、上記第２の滑動ブロック３３の割り出し加工送り量即ちY軸方向位置を検出するためのY軸方向位置検出手段３８４を備えている。Y軸方向位置検出手段３８４は、案内レール３２２に沿って配設されたリニアスケール３８４aと、第２の滑動ブロック３３に配設され第２の滑動ブロック３３とともにリニアスケール３８４aに沿って移動する読み取りヘッド３８４bとからなっている。このY軸方向位置検出手段３８４の読み取りヘッド３８４bは、図示に実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量即ちY軸方向位置を検出する。なお、上記割り出し送り手段３８の駆動源としてパルスモータ３8２を用いた場合には、パルスモータ３8２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量即ちY軸方向位置を検出することもできる。また、上記第１の割り出し送り手段３８の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量即ちY軸方向位置を検出することもできる。

上記レーザー光線照射ユニット支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面に矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構４は、上記可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動させるための第２の割り出し送り手段４３を具備している。第２の割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ねじロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動せしめられる。

図示の実施形態のおけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザー光線照射手段５２を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動可能に支持される。

図示の実施形態のおけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザー光線照射手段５２を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、矢印Ｚで示す方向に移動可能に支持される。

図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動させるための移動手段５３を具備している。移動手段５３は、一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１およびレーザビーム照射手段５２を案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ５３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を上方に移動し、パルスモータ５３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を下方に移動するようになっている。

上記レーザー光線照射手段５２は、ユニットホルダ５１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング５２１を含んでいる。ケーシング５２１内にはＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されており、このパルスレーザー光線発振手段は図示の実施形態においてはサファイヤ基板に対して吸収性を有する波長（例えば３５５nm）のパルスレーザー光線を発振する。上記ケーシング５２１の先端部には、集光レンズ（図示せず）を収容した集光器５２２が装着されている。上記パルスレーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線は、図示しない伝送光学系を介して集光器５２２に至り、集光器５２２から上記チャックテーブル３６に保持される被加工物に所定の集光スポット径で照射される。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、ケーシング５２１の前端部に配設され上記レーザー光線照射手段５２によってレーザー加工すべき加工領域を撮像する撮像手段５５を備えている。この撮像手段５５は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、制御手段６を具備している。制御手段６はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）６１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）６２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３と、カウンター６４と、入力インターフェース６５および出力インターフェース６６とを備えている。制御手段６の入力インターフェース６５には、上記X軸方向位置検出手段３７４、Y軸方向位置検出手段３８４および撮像手段５５等からの検出信号が入力される。そして、制御手段６の出力インターフェース６６からは、上記パルスモータ３６０、パルスモータ３７２、パルスモータ３８２、パルスモータ４３２、パルスモータ５３２、パルスレーザー光線照射手段５２、表示手段６０等に制御信号を出力する。

上述したレーザー加工装置１を用い、上記アライメント工程およびレーザー加工溝形成工程を実施するには、図２に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着されている複数個の光デバイスウエーハ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７を図１に示すレーザー加工装置１のチャックテーブル３６上にダイシングテープT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複数個の光デバイスウエーハ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７は、ダイシングテープTを介してチャックテーブル３６上に吸引保持される。また、環状のフレームFは、クランプ３６２によって固定される。

上述したようにチャックテーブル３６に保持された複数個の光デバイスウエーハ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７は、図４の（ａ）に示す座標位置に位置付けられた状態となる。なお、図４の（ｂ）はチャックテーブル３６を図４の（ａ）に示す状態から９０度回転した状態を示している。このようにしてチャックテーブル３６上に複数個の光デバイスウエーハ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７を吸引保持したならば、それぞれの光デバイスウエーハ１０対してストリート１０１とレーザー光線照射手段５２の集光器５２２（レーザー光線照射位置）との位置合わせを行うアライメント工程を実施する。アライメント工程を実施するには、先ず加工送り手段３７を作動して複数個の光デバイスウエーハ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７を保持したチャックテーブル３６を撮像手段５５の直下に位置付ける。

チャックテーブル３６を撮像手段５５の直下に位置付けたならば、撮像手段５５はチャックテーブル３６上に保持された上記図４の（ａ）の状態における複数個の光デバイスウエーハ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７を撮像し、その画像データを制御手段６に送る。制御手段６は、撮像手段５５から送られた画像データに基づいて複数個の光デバイスウエーハ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７の座標を求め、その座標値をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３に格納する。次に、加工送り手段３７および第１の割り出し送り手段３８を作動してチャックテーブル３６を移動し、光デバイスウエーハ１０−１を撮像手段５５の直下に位置付ける。そして、撮像手段５５によって光デバイスウエーハ１０−１に形成された所定方向（図４の（ａ）状態でX軸方向）に延びるストリート１０１を撮像し、その画像データを制御手段６に送る。制御手段６は、撮像手段５５から送られた画像データに基づいてストリート１０１がX軸と平行であるか否かを判定する。そして、ストリート１０１がX軸と平行でない場合には、パルスモータ３６０を作動してチャックテーブル３６を回動し、ストリート１０１がX軸と平行になるように調整する（θ補正工程）。このときの回動位置をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３に格納する。

次に、加工送り手段３７および第１の割り出し送り手段３８を作動してチャックテーブル３６を移動し、図４の（ａ）に示す状態の光デバイスウエーハ１０−１に形成された各ストリート１０１をそれぞれ撮像手段５５の直下に位置付け、撮像手段５５によって各ストリート１０１の図４の（ａ）において左端（始点）と右端（終点）をそれぞれ撮像し、その画像データを制御手段６に送る。制御手段６は、撮像手段５５から送られた画像データに基づいて各ストリートにおけるレーザー光線を照射する始点座標値および終点座標値としてランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３に格納する（始点および終点座標検出工程）。このようにして、光デバイスウエーハ１０−１の所定方向に延びる各ストリート１０１におけるレーザー光線を照射する始点座標値および終点座標値を求めたならば、パルスモータ３６０を作動してチャックテーブル３６を９０度回動し、光デバイスウエーハ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７を図４の（b）の状態に位置付ける。そして、図４の（b）の状態に位置付けられた光デバイスウエーハ１０−１の上記所定方向と直交する方向に形成された各ストリート１０１に対して上記始点および終点座標検出工程を実行する。

上述したように、光デバイスウエーハ１０−１に対してθ補正工程と始点および終点座標検出工程を実施したならば、チャックテーブル３６に保持されている他の光デバイスウエーハ１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７に対して、順次上記θ補正工程と始点および終点座標検出工程を実施する。

以上のようにして、チャックテーブル３６上に保持された複数個の光デバイスウエーハ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７に対して、それぞれ上記θ補正工程と始点および終点座標検出工程からなるアライメント工程を実施したならば、各光デバイスウエーハ１０にストリート１０１に沿ってレーザー光線を照射し、各光デバイスウエーハ１０にストリート１０１に沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程を実施する。即ち、加工送り手段３７および第１の割り出し送り手段３８を作動して図５で示すようにチャックテーブル３６を集光器５２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、光デバイスウエーハ１０−１に形成された所定のストリート１０１を集光器５２２の直下に位置付ける。このとき、チャックテーブル３６は上記θ補正工程によってθ補正されランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３に格納されている回動位置に位置付けられている。そして、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３に格納された始点座標値に基づいて図５で示すように所定のストリート１０１の始点座標値(図５において左端)を集光器５２２の直下に位置付ける。この所定のストリート１０１の始点座標値を集光器５２２の直下に位置付ける制御は、X軸方向位置検出手段３７４およびY軸方向位置検出手段３８４からの検出信号に基づいて実施される。次に、レーザー光線照射手段５２を作動し、集光器５２２からパルスレーザー光線を照射しつつ加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を図５において矢印Ｘ１で示す加工送り方向に所定の加工送り速度で移動せしめる（レーザー光線照射工程）。このとき、集光器５２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Pを光デバイスウエーハ１０−１の表面１０a付近に合わせる。そして、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３に格納された始点座標値に基づいて所定のストリート１０１の終点座標値(図５において右端)が集光器５２２の直下に達したらチャックテーブル３６の移動を停止するとともにパルスレーザー光線の照射を停止する。なお、チャックテーブル３６の移動を停止する制御は、X軸方向位置検出手段３７４からの検出信号に基づいて実施される。この結果、図６に示すように光デバイスウエーハ１０−１には、ストリート１０１に沿ってレーザー加工溝１１０が形成される。

なお、上記レーザー加工溝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レーザー
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：１００kHz
平均出力 ：１．０W
集光スポット径 ：φ１０μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒

このようにして、光デバイスウエーハ１０−１の所定方向に延在する全てのストリート１０１に沿って上述したレーザー加工溝形成工程を実施したならば、チャックテーブル３６を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に延びる各ストリート１０１に沿って上述したレーザー加工溝形成工程を実施する。

以上のように光デバイスウエーハ１０−１に形成された全てのストリート１０１に沿って上述したレーザー加工溝形成工程を実施したならば、光デバイスウエーハ１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７に対して、順次上述したレーザー加工溝形成工程を実施する。この結果、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着された複数個の光デバイスウエーハ１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７には、それぞれ全てのストリート１０１に沿ってレーザー加工溝１１０が形成される。

上述したレーザー加工溝形成工程を実施したならば、複数個の光デバイスウエーハ１０をダイシングテープTの表面に貼着された状態で、レーザー加工溝１１０が形成されたストリート１０１に沿って個々のデバイス１０２に分割する分割工程と、個々に分割されたデバイス１０２をダイシングテープTから剥離してピックアップするピックアップ工程を実施する。この分割工程およびピックアップ工程は、図７乃至図９に示す分割装置を用いて実施する。図７には分割装置の斜視図が示されており、図８には図７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７乃至図９に示す分割装置７は、基台７０と、該基台７０上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された第１のテーブル７１と、該第１のテーブル７１上に矢印Ｙと直交する矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設された第２のテーブル７２を具備している。基台７０は矩形状に形成され、その両側部上面には矢印Ｙで示す方向に２本の案内レール７０１、７０２が互いに平行に配設されている。なお、２本の案内レールのうち一方の案内レール７０１には、その上面に断面がＶ字状の案内溝７０１aが形成されている。

上記第１のテーブル７１は、図８に示すように中央部に矩形状の開口７１１を備えた窓枠状に形成されている。この第１のテーブル７１の一方の側部下面には、上記基台７０に設けられた一方の案内レール７０１に形成されている案内溝７０１aに摺動可能に嵌合する被案内レール７１２が設けられている。また第１のテーブル７１の両側部上面には上記被案内レール７１２と直交する方向に２本の案内レール７１３、７１４が互いに平行に配設されている。なお、２本の案内レールのうち一方の案内レール７１３には、その上面に断面がＶ字状の案内溝７１３aが形成されている。このように構成された第１のテーブル７１は、図７に示すように被案内レール７１２を基台７０に設けられた一方の案内レール７０１に形成された案内溝７０１aに嵌合するとともに、他方の側部下面を基台７０に設けられた他方の案内レール７０２上に載置される。図示の実施形態におけるウエーハの分割装置７は、第１のテーブル７１を基台７０に設けられた案内レール７０１、７０２に沿って矢印Ｙで示す方向に移動する第１の移動手段７３を具備している。この第１の移動手段７３は、図８に示すように基台７０に設けられた他方の案内レール７０２に平行に配設された雄ネジロッド７３１と、基台７０に配設され雄ネジロッド７３１の一端部を回転可能に支持する軸受７３２と、雄ネジロッド７３１の他端に連結され雄ネジロッド７３１を回転駆動するためのパルスモータ７３３と、上記第１のテーブル７１の下面に設けられ雄ネジロッド７３１に螺合する雌ネジブロック７３４とからなっている。このように構成された第１の移動手段７３は、パルスモータ７３３を駆動して雄ネジロッド７３１を回動することにより、第１のテーブル７１を矢印Ｙで示す方向に移動せしめる。

上記第２のテーブル７２は、図８に示すように矩形状に形成され、中央部に円形の穴７２１を備えている。この第２のテーブル７２の一方の側部下面には、上記第１のテーブル７１に設けられた一方の案内レール７１３に形成されている案内溝７１３aに摺動可能に嵌合する被案内レール７２２が設けられている。このように構成された第２のテーブル７２は、図７に示すように被案内レール７２２を第１のテーブル７１に設けられた一方の案内レール７１３に形成されている案内溝７１３aに嵌合するとともに、他方の側部下面を第１のテーブル７１に設けられた他方の案内レール７１４上に載置される。図示の実施形態における分割装置７は、第２のテーブル７２を第１のテーブル７１に設けられた案内レール７１３、７１４に沿って矢印Ｘで示す方向に移動する第２の移動手段７４を具備している。この第２の移動手段７４は、図８に示すように第１のテーブル７１に設けられた他方の案内レール７１４に平行に配設された雄ネジロッド７４１と、第１のテーブル７１に配設され雄ネジロッド７４１の一端部を回転可能に支持する軸受７４２と、雄ネジロッド７４１の他端に連結され雄ネジロッド７４１を回転駆動するためのパルスモータ７４３と、上記第２のテーブル７２の下面に設けられ雄ネジロッド７４１に螺合する雌ネジブロック７４４とからなっている。このように構成された第２の移動手段７４は、パルスモータ７４３を駆動して雄ネジロッド７４１を回動することにより、第２のテーブル７２を矢印Ｘで示す方向に移動せしめる。

図示の実施形態における分割装置７は、上記環状の環状のフレームFを保持するフレーム保持手段７５と、該フレーム保持手段７５に保持された環状のフレームFに装着されたダイシングテープTを拡張するテープ拡張手段７６を具備している。フレーム保持手段７５は、図７および図９に示すように上記第２のテーブル７２に設けられた穴７２１の径より大きい内径を有する環状のフレーム保持部材７５１と、該フレーム保持部材７５１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ７５２とからなっている。フレーム保持部材７５１の上面は環状のフレームFを載置する載置面７５１aを形成しており、この載置面７５１a上に環状のフレームFが載置される。そして、載置面７５１a上に載置された環状のフレームFは、クランプ７５２によってフレーム保持部材７５１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段７５は、第２のテーブル７２の穴７２１の上方に配設され、後述するテープ拡張手段７６を構成する支持手段７６３によって上下方向に進退可能に支持されている。

テープ拡張手段７６３は、図７および図９に示すように上記環状のフレーム保持部材７５１の内側に配設される拡張ドラム７６０を具備している。この拡張ドラム７６０は、上記環状のフレームFの内径より小さく該環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着される複数個の光デバイスウエーハ１０の貼着領域より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム７６０は、下端部に上記第２のテーブル７２に設けられた穴７２１の内周面に回動可能に嵌合する装着部７６１を備えているとともに、該装着部７６１の上側外周面には径方向に突出して形成された支持フランジ７６２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段７６は、上記環状のフレーム保持部材７５１を上下方向に進退可能な支持手段７６３を具備している。この支持手段７６３は、上記支持フランジ７６２上に配設された複数のエアシリンダ７６３aからなっており、ピストンロッド７６３bが上記環状のフレーム保持部材７５１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ７６３aからなる支持手段７６３は、環状のフレーム保持部材７５１を載置面７５１aが拡張ドラム７６０の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム７６０の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。従って、複数のエアシリンダ７６３aからなる支持手段７６３は、拡張ドラム７６０とフレーム保持部材７５１とを上下方向に相対移動する拡張移動手段として機能する。

図示の実施形態における分割装置７は、図７に示すように上記拡張ドラム７６０およびフレーム保持部材７５１を回動せしめる回動手段７７を具備している。この回動手段７７は、上記第２のテーブル７２に配設されたパルスモータ７７１と、該パルスモータ７７１の回転軸に装着されたプーリ７７２と、該プーリ７７２と拡張ドラム７６０の支持フランジ７６２とに捲回された無端ベルト７７３とからなっている。このように構成された回動手段７７は、パルスモータ７７１を駆動することにより、プーリ７７２および無端ベルト７７３を介して拡張ドラム７６０およびフレーム保持部材７５１を回動せしめる。

図示の実施形態における分割装置７は、上記環状のフレーム保持部材７５１に保持された環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている複数個の光デバイスウエーハ１０に外力を作用せしめる外力付与手段としての超音波振動付与手段７８を具備している。超音波振動付与手段７８は、上記基台７０上に配設され拡張ドラム７６０内に配置されている。この超音波振動付与手段７８は、図８に示すように基台７０上に配設されたエアシリンダ７８１と、該エアシリンダ７８１のピストンロッド７８２の上端に配設された超音波振動素子７８３と、該超音波振動素子７８３の上面に装着された振動伝達部材７８４とからなっており、超音波振動素子７８３に図示しない電力供給手段によって所定周波数（例えば１００kHz）の交流電力が印加されるようになっている。なお、の超音波振動付与手段７８を構成する振動伝達部材７８４は、光デバイスウエーハ１０の直径と略同じ直径の円盤状に形成されている。

図７に戻って説明を続けると、図示の実施形態における分割装置７は、上記環状のフレーム保持部材７５１に保持された環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている光デバイスウエーハ１０および後述する個々に分割されたデバイスを検出するための検出手段８を具備している。検出手段８は、基台７０に配設されたＬ字状の支持柱８１に取り付けられている。この検出手段８は、光学系および撮像素子（ＣＣＤ）等で構成されており、上記超音波振動付与手段７８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８は、上記環状のフレーム保持部材７５１に保持された環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている光デバイスウエーハ１０および後述する個々に分割されたデバイスを撮像し、これを電気信号に変換して図示しない制御手段に送る。

また、図示の実施形態における分割装置７は、図７に示すように後述する個々に分割されたデバイスをダイシングテープTからピックアップするピックアップ手段９を具備している。このピックアップ手段９は、基台７０に配設された旋回アーム９１と、該先端に装着されたピックアップコレット９２とからなっており、旋回アーム９１が図示しない駆動手段によって旋回せしめられる。なお、旋回アーム９１は上下動可能に構成されており、先端に装着されたピックアップコレット９２は、ダイシングテープTに貼着されているデバイスをピックアップすることができる。

以上のように構成された分割装置７を用いて、上記レーザー加工溝形成工程を実施することによってレーザー加工溝１１０が形成された複数個の光デバイスウエーハ１０を個々のデバイス１０２に分割する分割工程について、主に図７および図１０を参照して説明する。
上記レーザー加工溝形成工程を実施された複数個の光デバイスウエーハ１０をダイシングテープTを介して支持した環状のフレームFを、図１０の（ａ）に示すようにフレーム保持手段７５を構成するフレーム保持部材７５１の載置面７５１a上に載置し、クランプ７５２によってフレーム保持部材７５１に固定する。このとき、フレーム保持部材７５１は図１０の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。

複数個の光デバイスウエーハ１０をダイシングテープTを介して支持した環状のフレームFをフレーム保持部材７５１に保持したならば、第１の移動手段７３および第２の移動手段７４を作動して、第１のテーブル７１を矢印Ｙで示す方向（図７参照）に移動するとともに、第２のテーブル７２を矢印Ｘで示す方向（図７参照）に移動し、図１０の（ａ）に示すように例えば光デバイスウエーハ１０−１を超音波振動素子７８３の直上に位置付ける。次に、超音波振動付与手段７８を構成するエアシリンダ７８１を作動して振動伝達部材７８４を上昇し、図１０の（b）に示すようにダイシングテープTにおける光デバイスウエーハ１０−１が貼着されている領域に接触せしめる。そして、超音波振動素子７８３に図示しない電力供給手段によって所定周波数（例えば１００kHz）の交流電力を印加する。従って、光デバイスウエーハ１０−１には振動伝達部材７８４およびダイシングテープTを介して超音波振動が付与される。この結果、光デバイスウエーハ１０−１はストリート１０１に沿ってレーザー加工溝１１０が形成されることにより強度が低下せしめられているので、ストリート１０１に沿って個々のデバイス１０２に分割される（分割工程）。なお、上記分割工程においてはウエーハに外力を付与する方法として、ウエーハに超音波振動を付与する例を示したが、ウエーハに形成されたストリートを挟んでダイシングテープTを吸引保持しストリートと垂直な方向に離反させることにより、ウエーハをレーザー加工溝が形成されることにより強度が低下せしめられているストリートに沿って分割する等、他の分割方法を用いてもよい。

上述したように光デバイスウエーハ１０−１に対して分割工程を実施したならば、第１の移動手段７３および第２の移動手段７４を作動して例えば光デバイスウエーハ１０−２を超音波振動素子７８３の直上に位置付け、光デバイスウエーハ１０−２に対して上記分割工程を実施する。以後順次光デバイスウエーハ１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７に対しても上記分割工程を実施する。

上述したように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着されている全ての光デバイスウエーハ１０に分割工程を実施することにより、全ての光デバイスウエーハ１０をレーザー加工溝１１０が形成されたストリート１０１に沿って個々のデバイス１０２に分割したならば、個々に分割されたデバイス１０１をダイシングテープTから剥離してピックアップするピックアップ工程を実施する。
このピックアップ工程は、図１１の（ａ）に示すように超音波振動付与手段７８を構成するエアシリンダ７８１を作動して振動伝達部材７８４を下降せしめる。次に、テープ拡張手段７６を構成する支持手段７６３としての複数のエアシリンダ７６３aを作動して、環状のフレーム保持部材７５１を図１１の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材７５１の載置面７５１a上に固定されている環状のフレームFも下降するため、図１１の（ｂ）に示すように環状のフレームＦに装着されたダイシングテープTは拡張ドラム７６０の上端縁に当接して拡張せしめられる。この結果、ダイシングテープTに貼着されている個々に分割されたデバイス１０２間には隙間Sが形成される。この後に、図１１の（ｂ）に示すようにピックアップ手段９を作動しピックアップコレット９２によって個々に分割されたデバイス１０２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。このピックアップ工程においては、個々に分割されたデバイス１０２間には隙間Sが形成されているので、デバイス１０２をダイシングテープTから剥離する際に隣接するデバイス１０２と擦れることはなく、デバイス１０２が擦れることによるデバイスの損傷を防止することができる。

以上のように、本発明によるウエーハの分割方法においては、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に複数個の光デバイスウエーハ１０を貼着した状態で、上記レーザー加工溝形成工程、分割工程およびピックアップ工程を実施するので、複数個の光デバイスウエーハ１０を効率的に分割することができる。

本発明によるウエーハの分割方法よって分割されるウエーハとしての光デバイスウエーハの斜視図。 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、環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に図１に示す光デバイスウエーハを複数個貼着した状態を示す斜視図。 本発明によるウエーハの分割方法におけるレーザー加工溝形成工程を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。 図２に示す環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着された複数個の光デバイスウエーハが図３に示すレーザー加工装置のチャックテーブルの所定位置に保持された状態における座標との関係を示す説明図。 本発明によるウエーハの分割方法におけるレーザー加工溝形成工程の説明図。 本発明によるウエーハの分割方法におけるレーザー加工溝形成工程が実施された光デバイスウエーハの要部拡大断面図。 本発明によるウエーハの分割方法における分割工程およびピックアップ工程を実施するための分割装置の斜視図。 図７に示す分割装置の要部を分解して示す斜視図。 図７に示す分割装置を構成する第２のテーブルとフレーム保持手段およびテープ拡張手段を示す断面図。 本発明によるウエーハの分割方法における分割工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの分割方法におけるピックアップ工程を示す説明図。

符号の説明

１：レーザー加工装置
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３７４：X軸方向位置検出手段
３８：第１の割り出し送り手段
３８４：Y軸方向位置検出手段
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４２：可動支持基台
４３：第２の割り出し送り手段
５：レーザー光線照射ユニット
５２：レーザー光線照射手段
５２２：集光器
５５：撮像手段
６：制御手段
７：分割装置
７０：基台
７１：第１のテーブル
７２：第２のテーブル
７５：フレーム保持手段
７６：テープ拡張手段
７６０：拡張ドラム
７７：回動手段
７８：超音波振動付与手段
８：検出手段
９：ピックアップ手段
１０：光デバイスウエーハ
１０１：ストリート
１０２：デバイス
１１０：レーザー加工溝
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ

Claims (3)

1. 表面に格子状に形成されたストリートによって複数の領域が区画され、この区画された領域に複数のデバイスが形成されているウエーハを、該ストリートに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの分割方法であって、
   環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に複数のウエーハを貼着するウエーハ支持工程と、
   該環状のフレームに装着された該ダイシングテープの表面に貼着された複数のウエーハにストリートに沿ってレーザー光線を照射し、複数のウエーハにストリートに沿ってレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程と、
   ストリートに沿ってレーザー加工溝が形成されたウエーハを該ダイシングテープの表面に貼着された状態でレーザー加工溝が形成されたストリートに沿って個々のデバイスに分割する分割工程と、
   該分割工程を実施した後、個々に分割されたデバイスを該ダイシングテープから剥離してピックアップするピックアップ工程と、を含む、
   ことを特徴とするウエーハの分割方法。
2. 該レーザー加工溝形成工程は、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にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物を撮像する撮像手段とを具備するレーザー加工装置を用いて実施し、該チャックテーブルに該ダイシングテープを介して保持された複数のウエーハをそれぞれ該撮像手段によって撮像し複数のウエーハのそれぞれに対してウエーハに形成されたストリートと該レーザー光線照射手段によるレーザー光線照射位置との位置合わせを行うアライメント工程を実施した後に、複数のウエーハのそれぞれにストリートに沿ってレーザー光線を照射する、請求項１記載のウエーハの分割方法。
3. 該ピックアップ工程を実施する際には、該ダイシングテープを拡張して個々に分割されたデバイス間に隙間を形成する、請求項１又は２記載のウエーハの分割方法。

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