JP2011129740A - ウエーハ分割装置およびレーザー加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】ストリートに沿って強度が低下せしめられたウエーハを、ストリートに沿って正確且つ確実に効率よく分割することができるウエーハの分割装置およびこのウエーハの分割装置を装備したレーザー加工機を提供する。
【解決手段】環状のフレームに装着されたダイシングテープの上面に貼着され格子状に形成された複数のストリートに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割装置であって、環状のフレームを保持するフレーム保持手段と、フレーム保持手段によって保持された該環状のフレームに装着されたダイシングテープを介してウエーハを保持する保持面を有するウエーハ保持テーブルと、フレーム保持手段とウエーハ保持テーブルとを保持面に対して垂直な方向に相対的に移動してダイシングテープを拡張するテープ拡張手段と、ウエーハ保持テーブルの保持面に振動を付与する振動発生手段とを具備している。
【選択図】図２

Description

本発明は、格子状に形成された複数のストリートに沿って強度が低下して形成されているウエーハを複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割装置およびこのウエーハの分割装置を装備したレーザー加工機に関する。

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ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリート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デバイスを製造している。また、サファイア基板や炭化珪素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ストリート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ストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の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を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって基台に固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。

しかるに、サファイア基板、炭化珪素基板等はモース硬度が高いため、上記切削ブレードによる切断は必ずしも容易ではない。更に、切削ブレードは２０μｍ程度の厚さを有するため、デバイスを区画するストリートとしては幅が５０μｍ程度必要となる。このため、ストリートの占める面積比率が高くなり、生産性が悪いという問題がある。

一方、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ストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って破断の起点となる変質層を連続的に形成し、この破断起点となる変質層が形成され強度が低下せしめられたストリートに沿って外力を加えることにより、ウエーハを分割する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）

上述したようにストリートに沿って変質層が形成されたウエーハのストリートに沿って外力を付与し、ウエーハを個々のデバイスに分割する方法として、ウエーハが貼着されたダイシング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、ウエーハを個々のデバイスに分割する技術が下記特許文献２に開示されている。

しかるに、ウエーハが貼着されたダイシング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ダイシング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ストリート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。

このような問題を解消するために、ストリートに対してその両側に第１の吸引保持部材と第２の吸引保持部材を位置付け、第１の吸引保持部材と第２の吸引保持部材にダイシングテープを介してウエーハを吸引保持し、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して、ストリートと直交する方向に引張力を作用せしめことにより、強度が低下せしめられたストリートに沿って正確に且つ確実に分割するウエーハの分割装置が下記特許文献３に開示されている。

特許第３４０８８０５号 特開２００５−１２９６０７号公報 特開２００６−４０９８８号公報

而して、上記特許文献３に開示されたウエーハの分割装置は、ウエーハをストリートに沿って正確に且つ確実に分割することはできるが、強度が低下せしめられたストリート毎に分割工程を実施しなければならず生産性が悪いという問題がある。

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、ストリートに沿って強度が低下せしめられたウエーハを、複数のストリートに沿って正確且つ確実に効率よく分割することができるウエーハの分割装置およびこのウエーハの分割装置を装備したレーザー加工機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、環状のフレームに装着されたダイシングテープの上面に貼着され格子状に形成された複数のストリートに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割装置において、
該環状のフレームを保持するフレーム保持手段と、
該フレーム保持手段によって保持された該環状のフレームに装着された該ダイシングテープを介してウエーハを保持する保持面を有するウエーハ保持テーブルと、
該フレーム保持手段と該ウエーハ保持テーブルとを該保持面に対して垂直な方向に相対的に移動して該ダイシングテープを拡張するテープ拡張手段と、
該ウエーハ保持テーブルの該保持面に振動を付与する振動発生手段と、を具備している、
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、環状のフレームに装着されたダイシングテープの上面に貼着されたウエーハを保持するウエーハ保持手段と、該ウエーハ保持手段に保持されたウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該ウエーハ保持手段と該レーザー光線照射手段を加工送り方向に相対的に移動せしめる加工送り手段と、該ウエーハ保持手段と該レーザー光線照射手段を該加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対移動せしめる割り出し送り手段と、を具備するレーザー加工機において、
該ウエーハ保持手段は、該環状のフレームを保持するフレーム保持手段と、該フレーム保持手段によって保持された該環状のフレームに装着された該ダイシングテープを介してウエーハを保持する保持面を有するウエーハ保持テーブルと、該フレーム保持手段と該ウエーハ保持テーブルとを該保持面に対して垂直な方向に相対的に移動して該ダイシングテープを拡張するテープ拡張手段と、該ウエーハ保持テーブルの該保持面に振動を付与する振動発生手段と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工機が提供される。

本発明によるウエーハの分割装置は上述したように構成されているので、格子状に形成された複数のストリートに沿って強度が低下せしめられているウエーハが貼着されているダイシングテープを拡張した状態で、振動発生手段を作動してウエーハ保持テーブルを振動させてウエーハに振動を付与するため、ウエーハを強度が低下せしめられている複数のストリートに沿って正確且つ確実に効率よく分割することができる。
また、本発明によるレーザー加工機は上述したように構成され、ウエーハを保持するウエーハ保持手段が上記ウエーハの分割装置と実質的に同一に構成されているので、ウエーハ保持手段にウエーハを保持した状態で、ウエーハの内部に複数のストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程および変質層が形成されたウエーハに振動を付与してウエーハを複数の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分割工程を実施することができる。

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。 図１に示すウエーハの分割装置の断面図。 図１に示すウエーハの分割装置を構成する振動発生手段の斜視図。 図１に示すウエーハの分割装置を用いて実施するフレーム支持工程とテープ拡張工程とウエーハ分割工程およびピックアップ工程の説明図。 格子状に形成されたストリートに沿って強度が低下せしめられているウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着された状態を示す斜視図。 本発明に従って構成されたレーザー加工機の斜視図。 格子状のストリートが形成されているウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着された状態を示す斜視図。 図６に示すレーザー加工機を用いて図７に示す環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着されたウエーハに実施する変質工程の説明図。

以下、本発明によって構成されたウエーハ分割装置およびレーザー加工機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５には、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの上面に貼着されたウエーハ１０が示されている。ウエーハ１０は、表面１０ａに複数のストリート１０１が格子状に形成されているとともに複数のストリート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。このウエーハ１０には、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ストリート１０に沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って破断の起点となる変質層１０３が連続的に形成されている。なお、変質層１０３は、上記特許文献１に開示されたレーザー加工方法によって実施することができる。

次に、上述したウエーハ１０をストリート１０１に沿って分割するウエーハの分割装置について、図１乃至図３を参照して説明する。
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の斜視図が示されており、図２には図１に示すウエーハの分割装置の断面図が示されている。図示の実施形態におけるウエーハの分割装置１は、環状のフレームFを保持するフレーム保持手段２と、該フレーム保持手段２によって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を介してウエーハ１０を保持する保持面を有するウエーハ保持テーブル３と、フレーム保持手段２とウエーハ保持テーブル３とを保持面に対して垂直な方向に相対的に移動してダイシングテープTを拡張するテープ拡張手段４を具備している。フレーム保持手段２は、環状のフレーム保持部材２１と、該フレーム保持部材２１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ機構２２とからなっている。フレーム保持部材２１の上面は環状のフレームFを載置する載置面２１１を形成しており、この載置面２１１上に環状のフレームFが載置される。そして、載置面２１１上に載置された環状のフレームFは、クランプ機構２２によってフレーム保持部材２１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段２は、後述するテープ拡張手段４によって上下方向に移動可能に支持されている。

ウエーハ保持テーブル３は、図２に示すように円柱状の本体３１と、該本体３１の上面に配設された通気性を有するウエーハ保持部材３２と、該ウエーハ保持部材３２の上面である保持面に振動を付与する振動発生手段３３を具備している。本体３１はステンレス鋼等の金属材によって形成されており、環状のフレームFの内径より小さく環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着されるウエーハ１０の外径より大きい外径を有し、上記環状のフレーム保持部材２１の内側に配設される。ウエーハ保持テーブル３を構成する本体３１の上面には、円形の嵌合凹部３１１が設けられている。この嵌合凹部３１１には、底面の外周部に振動発生手段３３が載置される環状の載置棚３１２が設けられている。また、本体３１には嵌合凹部３１２に開口する通路３１３が設けられており、この通路３１３は図示しない吸引手段に連通されている。従って、図示しない吸引手段を作動することにより、通路３１３を介して嵌合凹部３１１に負圧が作用せしめられる。また、ウエーハ保持テーブル３を構成する本体３１は、下端部に径方向に突出して形成された支持フランジ３１４を備えている。

上記ウエーハ保持部材３２は、ポーラスなセラミックスによって円形に形成されており、本体３１に形成された嵌合凹部３１１に嵌合され、その上面がウエーハを保持する保持面として機能する。上記振動発生手段３３は、図２および図３に示すように円形の振動子３３１と、該振動子３３１の両側分極面にそれぞれ装着された円形の一対の電極板３３２、３３３とからなっている。振動子３３１は、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、リチウムタンタレート等の圧電セラミックスによって形成されている。一対の電極板３３２、３３３は、導電線３３４、３３５を介して交流電力供給手段３３６に接続される。振動子３３１および一対の電極板３３２、３３３には、それぞれ貫通する複数の穴３３１aおよび３３２a、３３３aが設けられている。従って、上述したように図示しない吸引手段を作動することにより通路３１３を介して嵌合凹部３１１に作用した負圧は、複数の穴３３１aおよび３３２a、３３３aを通して通気性を有するウエーハ保持部材３２の上面に作用せしめられる。このように構成された振動発生手段３３は、ウエーハ保持部材３２の下側に配置され本体３１に設けられた嵌合凹部３１１の載置棚３１２上に絶縁部材を介して載置される。

テープ拡張手段４は、図１および図２に示すように上記環状のフレーム保持部材２１を保持テーブル３の保持面に対して垂直な方向である上下方向に移動可能な支持手段４１を具備している。この支持手段４１は、上記ウエーハ保持テーブル３を構成する本体３１の下端部に設けられた支持フランジ３１４上に配設された複数のエアシリンダ４１１からなっており、そのピストンロッド４１２が上記環状のフレーム保持部材２１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ４１１からなる支持手段４１は、環状のフレーム保持部材２１を載置面２１１がウエーハ保持テーブル３の上面と略同一高さとなる基準位置と、載置面２１１がウエーハ保持テーブル６の上面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。

図示の実施形態におけるウエーハの分割装置１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１および図４を参照して説明する。
上記図５に示すようにストリート１０１に沿って強度が低下されたウエーハ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４の（ａ）に示すようにフレーム保持手段２を構成するフレーム保持部材２１の載置面２１１上に載置し、クランプ機構２２によってフレーム保持部材２１に固定する（フレーム保持工程）。このとき、フレーム保持部材２１は、図４の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。

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２１に保持するフレーム保持工程を実施したならば、テープ拡張手段４を構成する支持手段４１としての複数のエアシリンダ４１１を作動して、環状のフレーム保持部材２１を図４の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる。この結果、フレーム保持部材２１の載置面２１１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４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はウエーハ保持テーブル３の上端縁に当接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。このようにテープ拡張工程が実施されると、ウエーハ保持テーブル３のウエーハ保持部材３２上にダイシングテープTを介してウエーハ１０が載置された状態となる。

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を拡張するテープ拡張工程を実施した状態で、図２に示す交流電力供給手段３３６によって例えば周波数が１００Hzの交流電力を振動発生手段３３の一対の電極板３３２、３３３間に印可する。この結果、振動子３３１は１００Hzの周波数で振動し、ウエーハ保持テーブル３のウエーハ保持部材３２が振動せしめられる。従って、ウエーハ保持部材３２上にダイシングテープTを介して載置されているウエーハ１０にウエーハ保持部材３２の振動が伝達され、図４の（ｂ）に示すようにウエーハ１０は強度が低下せしめられている複数のストリート１０１に沿って個々のデバイス１０２に分割され、個々のデバイス１０２間には隙間Sが形成される（ウエーハ分割工程）。このように、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTを拡張した状態で、ウエーハ保持テーブル３のウエーハ保持部材３２を振動し、該ウエーハ保持部材３２にダイシングテープTを介して載置されているウエーハ１０に振動を付与することによって強度が低下せしめられている複数のストリート１０１に沿って個々のデバイス１０２に分割するので、ウエーハ１０を複数のストリート１０１に沿って正確且つ確実に効率よく分割することができる。

上述したウエーハ分割工程を実施したならば、図４の（c）に示すようにピックアップ装置のピックアップコレットPCによってデバイス１０２を吸着し、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）。このとき、図示しない吸引手段を作動することにより、ウエーハ保持テーブル３の上面に負圧を作用せしめ、ウエーハ保持テーブル３上に個々に分割されたデバイス１０２が貼着されているダイシングテープTを吸引保持する。なお、ピックアップ工程においては、個々のデバイス１０２間が隙間Sに広げられているので、互いに隣接するデバイス１０２と接触することなく容易にピックアップすることができる。

次に、上述したウエーハの分割装置１を装備したレーザー加工機について、図６を参照して説明する。
図６に示すレーザー加工機５は、静止基台５０と、該静止基台５０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保持テーブル機構６と、静止基台５０に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７と、該レーザー光線照射ユニット支持機構７に矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（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８とを具備している。

上記保持テーブル機構６は、静止基台５０上にX軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール６１、６１と、該案内レール６１、６１上にX軸方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック６２と、該第１の滑動ブロック６２上にY軸方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック６３と、該第２の滑動ブロック６３上に配設されたウエーハ保持手段６０を具備している。このウエーハ保持手段６０は、上記図１乃至図３に示すウエーハの分割装置１と実質的に同一の構成であるため、その説明は省略する。なお、第２の滑動ブロック６３上に配設されたウエーハ保持手段６０は、図示しない回転駆動機構によって回転せしめられるように構成されている。

上記第１の滑動ブロック６２は、その下面に上記一対の案内レール６１、６１と嵌合する一対の被案内溝６２１、６２１が設けられているとともに、その上面にＹ軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール６２２、６２２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６２は、被案内溝６２１、６２１が一対の案内レール６１、６１に嵌合することにより、一対の案内レール６１、６１に沿って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６は、第１の滑動ブロック６２を一対の案内レール６１、６１に沿ってＸ軸方向に移動させるためのボール螺子機構からなる加工送り手段６７を具備している。加工送り手段６７は、上記一対の案内レール６１と６１の間に平行に配設された雄ネジロッド６７１と、該雄ネジロッド６７１を回転駆動するためのパルスモータ６７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド６７１は、その一端が上記静止基台５０に固定された軸受ブロック６７３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６７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド６７１は、第１の滑動ブロック６２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６７２によって雄ネジロッド６７１を正転および逆転駆動することにより、第１の滑動ブロック６２は案内レール６１、６１に沿ってX軸方向に移動せしめられる。

上記第２の滑動ブロック６３は、その下面に上記第１の滑動ブロック６２の上面に設けられた一対の案内レール６２２、６２２と嵌合する一対の被案内溝６３１、６３１が設けられており、この被案内溝６３１、６３１を一対の案内レール６２２、６２２に嵌合することにより、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保持テーブル機構６は、第２の滑動ブロック６３を第１の滑動ブロック６２に設けられた一対の案内レール６２２、６２２に沿ってY軸方向に移動させるためのボール螺子機構からなる第１の割り出し送り手段６８を具備している。第１の割り出し送り手段６８は、上記一対の案内レール６２２と６２２の間に平行に配設された雄ネジロッド６８１と、該雄ネジロッド６８１を回転駆動するためのパルスモータ６８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド６８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック６２の上面に固定された軸受ブロック６８３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６８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド６８１は、第２の滑動ブロック６３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６８２によって雄ネジロッド６８１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６３は案内レール６２２、６２２に沿ってY軸方向に移動せしめられる。

上記レーザー光線照射ユニット支持機構７は、静止基台５０上にY軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール７１、７１と、該案内レール７１、７１上にＹ軸方向に移動可能に配設された可動支持基台７２を具備している。この可動支持基台７２は、案内レール７１、７１上に移動可能に配設された移動支持部７２１と、該移動支持部７２１に取り付けられた装着部７２２とからなっている。装着部７２２は、一側面にＺ軸方向に延びる一対の案内レール７２３、７２３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７は、可動支持基台７２を一対の案内レール７１、４１に沿ってY軸方向に移動させるためのボール螺子機構からなる第２の割り出し送り手段７３を具備している。第２の割り出し送り手段７３は、上記一対の案内レール７１、７１の間に平行に配設された雄ネジロッド７３１と、該雄ネジロッド７３１を回転駆動するためのパルスモータ７３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド７３１は、その一端が上記静止基台５０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７３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド７３１は、可動支持基台７２を構成する移動支持部７２１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７３２によって雄ネジロッド７３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台７２は案内レール７１、７１に沿って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光線照射ユニット８は、ユニットホルダ８１と、該ユニットホルダ８１に取り付けられたレーザー光線照射手段８２を具備している。ユニットホルダ８１は、上記装着部７２２に設けられた一対の案内レール７２３、７２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝８１１、８１１が設けられており、この被案内溝８１１、８１１を上記案内レール７２３、７２３に嵌合することにより、Z軸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８は、ユニットホルダ８１を一対の案内レール７２３、７２３に沿って上記ウエーハ保持テーブル３の保持面に垂直な方向であるZ軸方向に移動させるため集光点位置調整手段８３を具備している。集光点位置調整手段８３は、上記加工送り手段６７や第１の割り出し送り手段６８および第２の割り出し送り手段７３と同様にボール螺子機構からなっている。この集光点位置調整手段８３は、一対の案内レール７２３、７２３の間に配設された雄螺子ロッド（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８３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ８３２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８１およびレーザー光線照射手段８２を案内レール７２３、７２３に沿って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８３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段８２を上方に移動し、パルスモータ７３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段８２を下方に移動するようになっている。

図示のレーザー光線照射手段８２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング８２１を含んでいる。このケーシング８２１内にはパルスレーザー光線発振手段が配設されており、ケーシング８２１の先端にはパルスレーザー光線発振手段が発振するパルスレーザー光線を上記ウエーハ保持手段６０のウエーハ保持テーブル３に保持される被加工物に照射せしめる集光器８２２が配設されている。パルスレーザー光線発振手段は、被加工物であるウエーハに対して透過性を有する波長（例えば波長が１０６４ｎｍ）のパルスレーザー光線を発振する。なお、上記レーザー光線照射手段８２を構成するケーシング８２１の先端部には、レーザー光線照射手段８２によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段８５が配設されている。この撮像手段８５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図示しない制御手段に送る。

図示の実施形態におけるレーザー加工機５は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図７には、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの上面に貼着されたウエーハ１００が示されている。ウエーハ１００は、表面１００ａに複数のストリート１０１が格子状に形成されているとともに複数のストリート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。このウエーハ１００は、上記図５に示すウエーハ１０のように内部に複数のストリート１０１に沿って破断の起点となる変質層が形成されていない。以下、レーザー加工機５を用いてウエーハ１００の内部に複数のストリート１０１に沿って破断の起点となる変質層を形成するレーザー加工について説明する。

先ず、図７に示すようにウエーハ１００をダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFを、図６に示すレーザー加工機５のフレーム保持手段２を構成するフレーム保持部材２１の載置面２１１上に載置する。そして、環状のフレームFを上記図４に示すようにクランプ機構２２によってフレーム保持部材２１に固定する（フレーム保持工程）。このとき、環状のフレーム保持部材２１を載置面２１１がウエーハ保持テーブル３の上面と略同一高さとなる基準位置に位置付けられている。従って、ウエーハ１００はダイシングテープTを介してウエーハ保持テーブル３上に載置されたことになる。次に、図示しない吸引手段を作動することにより、ウエーハ保持テーブル３の上面に負圧を作用せしめ、ウエーハ保持テーブル３上にウエーハ１００をダイシングテープTを介して吸引保持する（ウエーハ保持工程）。

上述したようにウエーハ保持工程を実施したならば、加工送り手段６７を作動してウエーハ１００を吸引保持したウエーハ保持テーブル３を撮像手段８２２の直下に位置付ける。ウエーハ保持テーブル３が撮像手段８２２の直下に位置付けられると、撮像手段８２２および図示しない制御手段によってウエーハ１００のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段８２２および図示しない制御手段は、ウエーハ１００の所定方向に形成されているストリート１０１と、該ストリート１０１に沿って集光器８２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、アライメントを遂行する（アライメント工程）。また、ウエーハ１００に形成されている所定方向と直交する方向に形成されているストリート１０１に対しても、同様にアライメントが遂行される。

上述したアライメント工程を実施したならば、ウエーハ１００の内部にストリート１０１に沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。
変質層形成工程は、先ずウエーハ保持テーブル３を移動して図８の（ａ）に示すように所定のストリート１０１の一端（図８の（ａ）において左端）を集光器８２２の直下に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段８２を作動して集光器８２２から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照射しつつウエーハ保持テーブル３を図８の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図８の（ｂ）で示すように所定のストリート１０１の他端（図８の（ｂ）において右端）が集光器８２２の直下に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにウエーハ保持テーブル３上の移動を停止する。この変質層形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐをウエーハ１００の厚み方向の中間部に合わせる。この結果、ウエーハ１００の内部には、ストリート１０１に沿って変質層１０３が形成される。

上記変質層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パルスレーザー
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：８０ｋＨｚ
平均出力 ：２W
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：３００ｍｍ／秒

以上のようにして、ウエーハ１００の所定方向に延在する全てのストリート１０１に沿って上記変質層形成工程を実行したならば、ウエーハ保持テーブル３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に沿って上記変質層形成工程を実行する。このようにして、ウエーハ１００に形成された全てのストリート１０１に沿って上記変質層形成工程を実行することにより、ウエーハ１００は内部に全てのストリート１０１に沿って変質層１０３が形成された上記図５に示すウエーハ１０と同様のウエーハとなる。

次に、全てのストリート１０１に沿って変質層１０３が形成されたウエーハ１００を吸引保持しているウエーハ保持テーブル３を最初にウエーハ１００を吸引保持した位置に戻し、ここでウエーハ１００の吸引保持を解除する。そして、上記図４の(b)に示すようにテープ拡張工程およびウエーハ分割工程を実施することにより、複数のストリート１０１に沿って変質層１０３が形成されたウエーハ１００は複数のストリート１０１に沿って正確且つ確実に効率よく分割される。

以上のように、図６に示すレーザー加工装置５は、ウエーハを保持するウエーハ保持手段６０が上記図１乃至図３に示すウエーハの分割装置１と実質的に同一に構成されているので、ウエーハ保持手段６０にウエーハを保持した状態で、ウエーハの内部に複数のストリートに沿って変質層を形成する変質層形成工程および変質層が形成されたウエーハに振動を付与してウエーハを複数の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分割工程を実施することができる。

１：ウエーハの分割装置
２：フレーム保持手段
２１：環状のフレーム保持部材
３：ウエーハ保持テーブル
３１：ウエーハ保持テーブルの本体
３２：ウエーハ保持部材
３３：振動発生手段
３３１：振動子
３３２、３３３：一対の電極板
４：テープ拡張手段
５：レーザー加工機
６：保持テーブル機構
６０：ウエーハ保持手段
６７：加工送り手段
６８：第１の割り出し送り手段
７：レーザー光線照射ユニット支持機構
７３：第２の割り出し送り手段
８：レーザー光線照射ユニット
８２：レーザー光線照射手段
８２２：集光器
８３：集光点位置調整手段
１０：ウエーハ
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ

Claims (2)

1. 環状のフレームに装着されたダイシングテープの上面に貼着され格子状に形成された複数のストリートに沿って強度が低下せしめられているウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割装置において、
   該環状のフレームを保持するフレーム保持手段と、
   該フレーム保持手段によって保持された該環状のフレームに装着された該ダイシングテープを介してウエーハを保持する保持面を有するウエーハ保持テーブルと、
   該フレーム保持手段と該ウエーハ保持テーブルとを該保持面に対して垂直な方向に相対的に移動して該ダイシングテープを拡張するテープ拡張手段と、
   該ウエーハ保持テーブルの該保持面に振動を付与する振動発生手段と、を具備している、
   ことを特徴とするウエーハの分割装置。
2. 環状のフレームに装着されたダイシングテープの上面に貼着されウエーハを保持するウエーハ保持手段と、該ウエーハ保持手段に保持されたウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該ウエーハ保持手段と該レーザー光線照射手段を加工送り方向に相対的に移動せしめる加工送り手段と、該ウエーハ保持手段と該レーザー光線照射手段を該加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対移動せしめる割り出し送り手段と、を具備するレーザー加工機において、
   該ウエーハ保持手段は、該環状のフレームを保持するフレーム保持手段と、該フレーム保持手段によって保持された該環状のフレームに装着された該ダイシングテープを介してウエーハを保持する保持面を有するウエーハ保持テーブルと、該フレーム保持手段と該ウエーハ保持テーブルとを該保持面に対して垂直な方向に相対的に移動して該ダイシングテープを拡張するテープ拡張手段と、該ウエーハ保持テーブルの該保持面に振動を付与する振動発生手段と、を具備している、
   ことを特徴とするレーザー加工機。

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