JP2015222756A - ウエーハの加工方法および分割装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の分割予定ラインによって区画されデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに確実に分割することができるウエーハの加工方法および分割装置を提供する。【解決手段】ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、改質層形成工程が実施されたウエーハの裏面にダイシングテープＴを貼着し該ダイシングテープの外周部を環状のフレームＦに装着するウエーハ支持工程と、ダイシングテープを拡張してデバイス同士の間隔を広げるテープ拡張工程とを含み、テープ拡張工程を実施する前に、ダイシングテープに貼着されたウエーハにノズル８１によりエアーを吹き付けて改質層が形成された分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割するエアー吹付工程を実施する。【選択図】図１３

Description

本発明は、表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法および分割装置に関する。

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。このように形成された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デバイスを製造している。

上述した半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った切断は、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備えたスピンドルユニットを含んでいる。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、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分割予定ラインとしては幅が５０μｍ程度必要となり、ウエーハの面積に対する分割予定ラインが占める面積比率が大きく、生産性が悪いという問題がある。

一方、近年半導体ウエーハ等のウエーハを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用い、分割すべき領域の内部に集光点を位置付けてパルスレーザー光線を照射する内部加工と呼ばれるレーザー加工方法も実用化されている。この内部加工と呼ばれる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波長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改質層を連続的に形成し、この改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、ウエーハを破断して分割する技術である。

上述したように分割予定ラインに沿って改質層が形成されたウエーハの分割予定ライン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、環状のフレームに装着されたダイシングテープに分割予定ラインに沿って改質層が形成されたウエーハを貼着し、ダイシングテープを拡張することによりウエーハに引っ張り力を付与し、ウエーハを改質層が形成され強度が低下せしめられた分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割する技術が下記特許文献１に開示されている。

また、分割予定ラインに沿って改質層が連続的に形成されたウエーハの表面に保護テープを貼着し、保護テープ側をチャックテーブルに保持し、その後ウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成するとともに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。

特開２００６−１２９０２号公報 特開２０１３−２５４８６７号公報

而して、上述したウエーハを分割予定ラインに沿って分割しても部分的に分断されない場合があり、特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、引張力がウエーハの全領域に十分伝達されず、ウエーハが全ての分割予定ラインに沿って分断されない場合がある。
ウエーハが全ての分割予定ラインに沿って完全に分断されずに分離されていない領域があると、その後のダイボンディング工程において個々のデバイスをピックアップする際に、分離されていないデバイスに無理な力が加わりデバイスを破損したり、ダイボンディング作用に支障を来すという問題が発生する。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに確実に分割することができるウエーハの加工方法および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、表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層形成工程が実施されたウエーハの裏面にダイシングテープを貼着し該ダイシングテープの外周部を環状のフレームに装着するウエーハ支持工程と、
該ダイシングテープを拡張してデバイス同士の間隔を広げるテープ拡張工程と、を含み、
該テープ拡張工程を実施する前に、該ダイシングテープに貼着されたウエーハにエアーを吹き付けて改質層が形成された分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割するエアー吹付工程を実施する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

上記改質層形成工程を実施する前または実施した後にウエーハの表面に保護部材を貼着し、上記エアー吹付工程を実施する前にウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程を実施する。
上記ウエーハ支持工程は、ウエーハの裏面と該ダイシングテープとの間に接着フィルムを配設する。

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に貼着されたウエーハにエアーを吹き付けて改質層が形成された分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割する分割装置であって、
環状のフレームを支持するフレーム支持手段と、
該フレーム支持手段に支持された環状のフレームにダイシングテープを介して支持されたウエーハにエアーを吹き付けるノズルを備えたエアー吹付手段と、
該エアー吹付手段の該ノズルによってウエーハにおけるエアーを吹き付ける領域を検出する検出手段と、
該ノズルと該フレーム支持手段とを相対的に移動する移動手段と、を具備している、
ことを特徴とする分割装置が提供される。

本発明におけるウエーハの加工方法においては、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、該改質層形成工程が実施されたウエーハの裏面にダイシングテープを貼着し該ダイシングテープの外周部を環状のフレームに装着するウエーハ支持工程と、ダイシングテープを拡張してデバイス同士の間隔を広げるテープ拡張工程とを含み、該テープ拡張工程を実施する前に、ダイシングテープに貼着されたウエーハにエアーを吹き付けて改質層が形成された分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割するエアー吹付工程を実施するので、ウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスに確実に分割することができる。

また、本発明による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エアーを吹き付けて改質層が形成された分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割する分割装置は、環状のフレームを支持するフレーム支持手段と、該フレーム支持手段に支持された環状のフレームにダイシングテープを介して支持されたウエーハにエアーを吹き付けるノズルを備えたエアー吹付手段と、該エアー吹付手段のノズルによってウエーハにおけるエアーを吹き付ける領域を検出する検出手段と、ノズルとフレーム支持手段とを相対的に移動する移動手段とを具備しているので、分割予定ラインに沿って改質層が形成されたウエーハを個々のデバイスに確実に分割することができる。

本発明によるウエーハの加工方法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。 本発明によるウエーハの加工方法における保護部材貼着工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における改質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における改質層形成行程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の第１の実施形態を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の第２の実施形態を示す説明図。 本発明に従って構成された分割装置の斜視図。 図８に示す分割装置の要部を分解して示す斜視図。 図８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。 図８に示す分割装置に装備される制御手段の構成ブロック図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるアライメント工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるエアー吹付工程を示す説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるテープ拡張工程を示す説明図。

以下、本発明によるウエーハの加工方法および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、本発明に従って加工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、厚みが例えば５００μmのシリコンウエーハからなっており、表面１０ａに複数の分割予定ライン１０１が格子状に形成されているとともに、該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ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１０２が形成されている。以下、この半導体ウエーハ１０を分割予定ライン１０１に沿って個々のデバイス１０２に分割するウエーハの加工方法について説明する。

先ず、半導体ウエーハ１０の表面１０aに形成されたデバイス１０２を保護するために、半導体ウエーハ１０の表面１０aに保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。即ち、図２に示すように半導体ウエーハ１０の表面１０aに保護部材としての保護テープ１１を貼着する。なお、保護テープ１１は、図示の実施形態においては厚さが１００μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート状基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ５μｍ程度塗布されている。

半導体ウエーハ１０の表面１０aに保護部材としての保護テープ１１を貼着したならば、半導体ウエーハ１０に対して透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて分割予定ライン１０１に沿って照射し、半導体ウエーハ１０の内部に分割予定ライン１０１に沿って改質層を形成する改質層形成工程を実施する。この改質層形成工程は、図３に示すレーザー加工装置１２を用いて実施する。図３に示すレーザー加工装置１２は、被加工物を保持するチャックテーブル１２１と、該チャックテーブル１２１上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１２２と、チャックテーブル１２１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段１２３を具備している。チャックテーブル１２１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない移動機構によって図３において矢印Ｘで示す加工送り方向および矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。

上記レーザー光線照射手段１２２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング１２２aの先端に装着された集光器１２２bからパルスレーザー光線を照射する。また、上記レーザー光線照射手段１２２を構成するケーシング１２２aの先端部に装着された撮像手段１２３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。

上述したレーザー加工装置１２を用いて実施する改質層形成工程について、図３および図４を参照して説明する。
この改質層形成工程は、先ず上述した図３に示すレーザー加工装置１２のチャックテーブル１２１上に上記研削工程が実施された半導体ウエーハ１０の保護テープ１１側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル１２１上に半導体ウエーハ１０を保護テープ１１を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル１２１上に保持された半導体ウエーハ１０は、裏面１０bが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル１２１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段１２３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル１２１が撮像手段１２３の直下に位置付けられると、撮像手段１２３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ１０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１２３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されている分割予定ライン１０１と、分割予定ライン１０１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段１２２の集光器１２２b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、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ１０に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる分割予定ライン１０１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ１０の分割予定ライン１０１が形成されている表面１０ａは下側に位置しているが、撮像手段１２３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面１０ｂから透かして分割予定ライン１０１を撮像することができる。

以上のようにしてチャックテーブル１２１上に保持されている半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１０１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図４の（ａ）で示すようにチャックテーブル１２１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段１２２の集光器１２２bが位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン１０１の一端（図４の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段１２２の集光器１２２bの直下に位置付ける。次に、集光器１２２bから照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ１０の厚み方向中間部に位置付ける。そして、集光器１２２bからシリコン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チャックテーブル１２１を図４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４の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段１２２の集光器１２２bの照射位置が分割予定ライン１０１の他端の位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル１２１の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ１０の内部には、分割予定ライン１０１に沿って改質層１００が形成される。

なお、上記改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。
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
平均出力 ：０．３W
集光スポット径 ：φ１μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒

上述したように所定の分割予定ライン１０１に沿って上記改質層形成工程を実施したら、チャックテーブル１２１を矢印Ｙで示す方向に半導体ウエーハ１０に形成された分割予定ライン１０１の間隔だけ割り出し送りし（割り出し送り工程）、上記改質層形成工程を遂行する。こ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に沿って上記改質層形成工程を実施したならば、チャックテーブル１２１を９０度回動せしめて、上記所定方向に形成された分割予定ライン１０１に対して直交する方向に延びる分割予定ライン１０１に沿って上記改質層形成工程を実行する。

上記改質層形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ１０の裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図５の(a)に示す研削装置１３を用いて実施する。図５の(a)に示す研削装置１３は、被加工物を保持する保持手段としてのチャックテーブル１３１と、該チャックテーブル１３１に保持された被加工物を研削する研削手段１３２を具備している。チャックテーブル１３１は、上面に被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない回転駆動機構によって図５の(a)において矢印Aで示す方向に回転せしめられる。研削手段１３２は、スピンドルハウジング１３３と、該スピンドルハウジング１３３に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル１３４と、該回転スピンドル１３４の下端に装着されたマウンター１３５と、該マウンター１３５の下面に取り付けられた研削ホイール１３６とを具備している。この研削ホイール１３６は、円環状の基台１３７と、該基台１３７の下面に環状に装着された研削砥石１３８とからなっており、基台１３７がマウンター１３５の下面に締結ボルト１３９によって取り付けられている。

上述した研削装置１３を用いて上記裏面研削工程を実施するには、図５の(a)に示すようにチャックテーブル１３１の上面（保持面）に半導体ウエーハ１０の表面に貼着されている保護テープ１１側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル１３１上に半導体ウエーハ１０を保護テープ１１を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル１３１上に保持された半導体ウエーハ１０は、裏面１０bが上側となる。このようにチャックテーブル１３１上に半導体ウエーハ１０を保護テープ１１を介して吸引保持したならば、チャックテーブル１３１を図５の(a)において矢印Aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段１３２の研削ホイール１３６を図５の(a)において矢印Bで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて、図５の(b)に示すように研削砥石１３８を被加工面である半導体ウエーハ１０の裏面１０bに接触せしめ、研削ホイール１３６を矢印Cで示すように例えば１μm／秒の研削送り速度で下方（チャックテーブル１３１の保持面に対し垂直な方向）に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ１０の裏面１０bが研削されて半導体ウエーハ１０は所定の厚み（例えば１００μm）に形成されるとともに、改質層１００が形成され強度が低下せしめられている分割予定ライン１０１に沿って個々のデバイス１０２に分割される。なお、個々に分割された複数のデバイス１０２は、その表面に保護テープ１１が貼着されているので、バラバラにはならず半導体ウエーハ１０の形態が維持されている。このようにして、裏面研削工程を実施することにより、半導体ウエーハ１０は改質層１００が形成され強度が低下せしめられている分割予定ライン１０１に沿って個々のデバイス１０２に分割されるが、必ずしも全ての分割予定ライン１０１に沿って分割されない場合がある。

次に、上記裏面研削工程を実施が実施された半導体ウエーハ１０の裏面に接着フィルムを装着するとともに接着フィルム側にダイシングテープを貼着し該ダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程を実施する。このウエーハ支持工程における実施形態においては、図６の（ａ）および（ｂ）に示すように半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂに接着フィルム１４を装着する（接着フィルム装着工程）。このようにして半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂに接着フィルム１４を装着したならば、図６の（ｃ）に示すように接着フィルム１４が装着された半導体ウエーハ１０の接着フィルム１４側を環状のフレームFに装着された伸張可能なダイシングテープTに貼着する。そして、半導体ウエーハ１０の表面１０ａに貼着されている保護テープ１１を剥離する（保護テープ剥離工程）。なお、図６の（ａ）乃至（c）に示す実施形態においては、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに接着フィルム１４が装着された半導体ウエーハ１０の接着フィルム１４側を貼着する例を示したが、接着フィルム１４が装着された半導体ウエーハ１０の接着フィルム１４側にダイシングテープTを貼着するとともにダイシングテープTの外周部を環状のフレームFに同時に装着してもよい。

上述したウエーハ支持工程の他の実施形態について、図７を参照して説明する。
図７に示す実施形態は、ダイシングテープTの表面に予め接着フィルム１４が貼着された接着フィルム付きのダイシングテープを使用する。即ち、図７の（ａ）、（ｂ）に示すように環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープTの表面に貼着された接着フィルム１４に、半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂを装着する。このように接着フィルム付きのダイシングテープを使用する場合には、ダイシングテープTの表面に貼着された接着フィルム１４に半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂを装着することにより、接着フィルム１４が装着された半導体ウエーハ１０が環状のフレームFに装着されたダイシングテープTによって支持される。そして、図７の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ１０の表面１０ａに貼着されている保護テープ１１を剥離する（保護テープ剥離工程）。なお、図７の（ａ）、（ｂ）に示す実施形態においては、環状のフレームFに外周部が装着されたダイシングテープTの表面に貼着された接着フィルム１４に半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂを装着する例を示したが、半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂにダイシングテープTに貼着された接着フィルム１４を装着するとともにダイシングテープTの外周部を環状のフレームFに同時に装着してもよい。

以上のようにしてウエーハ支持工程を実施したならば、ダイシングテープTに貼着された半導体ウエーハ１０にエアーを吹き付けて改質層１００が形成された分割予定ライン１０１に沿って半導体ウエーハ１０を個々のデバイス１０２に分割するエアー吹付工程およびダイシングテープTを拡張してデバイス同士の間隔を広げるテープ拡張工程を実施する。このエアー吹付工程およびテープ拡張工程は図８乃至図１１に示す本発明に従って構成された分割装置２を用いて実施する。

図８乃至図１１に示す分割装置２は、基台２０と、該基台２０上に矢印Ｙで示す方向（Y軸方向）に移動可能に配設された第１のテーブル３と、該第１のテーブル３上にY軸方向と直交する矢印Ｘで示す方向（X軸方向）に移動可能に配設された第２のテーブル４を具備している。基台２０は矩形状に形成され、その両側部上面にはY軸方向に２本の案内レール２１、２２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２１には、その上面に断面がＶ字状の案内溝２１１が形成されている。

上記第１のテーブル３は、図９に示すように中央部に矩形状の開口３１を備えた窓枠状に形成されている。この第１のテーブル３の一方の側部下面には、上記基台２０に設けられた一方の案内レール２１に形成されている案内溝２１１に摺動可能に嵌合する被案内レール３２が設けられている。また第１のテーブル３の両側部上面には上記被案内レール３２と直交する方向に２本の案内レール３３、３４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３３には、その上面に断面がＶ字状の案内溝３３１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３は、図８に示すように被案内レール３２を基台２０に設けられた一方の案内レール２１に形成された案内溝２１１に嵌合するとともに、他方の側部下面を基台２０に設けられた他方の案内レール２２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２は、第１のテーブル３を基台２０に設けられた案内レール２１、２２に沿ってY軸方向に移動する第１の移動手段３５を具備している。この第１の移動手段３５は、図９に示すように基台２０に設けられた他方の案内レール２２に平行に配設された雄ネジロッド３５１と、基台２０に配設され雄ネジロッド３５１の一端部を回転可能に支持する軸受３５２と、雄ネジロッド３５１の他端に連結され雄ネジロッド３５１を回転駆動するためのパルスモータ３５３と、上記第１のテーブル３の下面に設けられ雄ネジロッド３５１に螺合する雌ネジブロック３５４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３５は、パルスモータ３５３を駆動して雄ネジロッド３５１を回動することにより、第１のテーブル３をY軸方向に移動せしめる。

上記第２のテーブル４は、図９に示すように矩形状に形成され、中央部に円形の穴４１を備えている。この第２のテーブル４の一方の側部下面には、上記第１のテーブル３に設けられた一方の案内レール３３に形成されている案内溝３３１に摺動可能に嵌合する被案内レール４２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４は、図８に示すように被案内レール４２を第１のテーブル３に設けられた一方の案内レール３３に形成されている案内溝３３１に嵌合するとともに、他方の側部下面を第１のテーブル３に設けられた他方の案内レール３４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２は、第２のテーブル４を第１のテーブル３に設けられた案内レール３３、３４に沿ってX軸方向に移動する第２の移動手段４５を具備している。この第２の移動手段４５は、図９に示すように第１のテーブル３に設けられた他方の案内レール３４に平行に配設された雄ネジロッド４５１と、第１のテーブル３に配設され雄ネジロッド４５１の一端部を回転可能に支持する軸受４５２と、雄ネジロッド４５１の他端に連結され雄ネジロッド４５１を回転駆動するためのパルスモータ４５３と、上記第２のテーブル４の下面に設けられ雄ネジロッド４５１に螺合する雌ネジブロック４５４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４５は、パルスモータ４５３を駆動して雄ネジロッド４５１を回動することにより、第２のテーブル４をX軸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２は、上記環状のフレームFを保持するフレーム保持手段５と、該フレーム保持手段５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６を具備している。フレーム保持手段５は、図８および図１０に示すように上記第２のテーブル４に設けられた穴４１の径より大きい内径を有する環状のフレーム保持部材５１と、該環状のフレーム保持部材５１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５２とからなっている。環状のフレーム保持部材５１の上面は環状のフレームFを載置する載置面５１１を形成しており、この載置面５１１上に環状のフレームFが載置される。そして、載置面５１１上に載置された環状のフレームFは、クランプ機構５２によって環状のフレーム保持部材５１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段５は、第２のテーブル４の穴４１の上方に配設され、後述するテープ拡張手段６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６は、図８および図１０に示すように上記環状のフレーム保持部材５１の内側に配設される拡張ドラム６０を具備している。この拡張ドラム６０は、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に貼着される半導体ウエーハ１０の外径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６０は、下端部に上記第２のテーブル４に設けられた穴４１の内周面に回動可能に嵌合する装着部６１を備えているとともに、該装着部６１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６２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段６は、上記環状のフレーム保持部材５１を上下方向に進退可能な支持手段６３を具備している。この支持手段６３は、上記支持フランジ６２上に配設された複数のエアシリンダ６３０からなっており、そのピストンロッド６３１が上記環状のフレーム保持部材５１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ６３０からなる支持手段６３は、環状のフレーム保持部材５１を載置面５１１が拡張ドラム６０の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム６０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６３０からなる支持手段６３は、拡張ドラム６０と環状のフレーム保持部材５１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ウエーハの分割装置２は、図８に示すように上記拡張ドラム６０および環状のフレーム保持部材５１を回動せしめる回動手段６５を具備している。この回動手段６５は、上記第２のテーブル４に配設されたパルスモータ６５１と、該パルスモータ６５１の回転軸に装着されたプーリ６５２と、該プーリ６５２と拡張ドラム６０の支持フランジ６２とに捲回された無端ベルト６５３とからなっている。このように構成された回動手段６５は、パルスモータ６５１を駆動することにより、プーリ６５２および無端ベルト６５３を介して拡張ドラム６０を回動せしめる。

図８を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるウエーハの分割装置２は、上記環状のフレーム保持部材５１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半導体ウエーハ１０を撮像する撮像手段７を具備している。この撮像手段７は、光学系および撮像素子等で構成されており、基台２０に配設されたエアシリンダ７１によって図において上下方向に作動せしめられるＬ字状の支持部材７２に取り付けられ、上記環状のフレーム保持部材５１の上方位置に配置されている。このように構成された撮像手段７は、上記環状のフレーム保持部材５１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半導体ウエーハ１０を撮像し、これを電気信号に変換して後述する制御手段に送る。

また、図示の実施形態におけるウエーハの分割装置２は、環状のフレーム保持部材５１に支持された環状のフレームにダイシングテープを介して支持された半導体ウエーハ１０にエアーを吹き付けるエアー吹付手段８を具備している。エアー吹付手段８は、環状のフレーム保持部材５１に後述するように保持される環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持された半導体ウエーハ１０にエアーを吹き付けるノズル８１を備えており、このノズル８１は図示しないエアー供給手段に接続されている。なお、ノズル８１は着脱可能に構成されており、噴出口の直径がφ１mm〜φ５mmのノズル８１が交換可能になっている。

図示の実施形態におけるウエーハの分割装置２は、図１１に示す制御手段９を具備している。制御手段９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）９１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）９２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）９３と、入力インターフェース９４および出力インターフェース９５とを備えている。制御手段９の入力インターフェース９４には、上記撮像手段７からの検出信号等が入力される。また、出力インターフェース９５からは上記パルスモータ３５３、パルスモータ４５３、パルスモータ６５１、エアシリンダ６３０、エアシリンダ８１、エアー吹付手段８等に制御信号を出力する。

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、分割装置２を用いて実施する半導体ウエーハ１０を個々のデバイス１０２に分割するエアー吹付工程およびダイシングテープTを拡張してデバイス同士の間隔を広げるテープ拡張工程について説明する。
上記図６および図７に示すように裏面に接着フィルム１４を装着した半導体ウエーハ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１２に示すようにフレーム保持手段５を構成する環状のフレーム保持部材５１の載置面５１１上に載置し、クランプ機構５２によって環状のフレーム保持部材５１に固定する。このとき、フレーム保持部材５１は図１２に示す基準位置に位置付けられている。

次に、撮像手段７および制御手段９を作動して、エアー吹付手段８のノズル８１によって半導体ウエーハ１０におけるエアーを吹き付ける領域を検出するアライメント工程を実施する。即ち、撮像手段７は半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１０１を撮像して画像信号を制御手段９に送り、制御手段９は撮像手段７から送られた画像信号に基づいて分割予定ライン１０１がX軸方向およびY軸方向と平行になっているか否かの位置合わせを行うアライメント工程を実施する。もし、半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ライン１０１がX軸方向およびY軸方向と平行になっていない場合には、制御手段９は上記拡張ドラム６０および環状のフレーム保持部材５１を回動せしめる回動手段６５を構成するパルスモータ６５１を作動して、分割予定ライン１０１がX軸方向およびY軸方向と平行になるように制御する。従って、撮像手段７および制御手段９は、エアー吹付手段８のノズル８１によって半導体ウエーハ１０におけるエアーを吹き付ける領域を検出する検出手段として機能する。

上述したようにアライメント工程を実施したならば、制御手段９は第１の移動手段３５のパルスモータ３５３および第２の移動手段４５のパルスモータ４５３を作動して図１３の（ａ）で示すようにフレーム保持手段５をエアー吹付手段８のノズル８１が位置するエアー吹付領域に移動し、所定の分割予定ライン１０１の一端（図１３の（ａ）において左端）をエアー吹付手段８のノズル８１の直下に位置付ける。次に、制御手段９は、エアー吹付手段８を作動してノズル８１からエアーを噴出しつつ第２の移動手段４５のパルスモータ４５３を作動してフレーム保持手段５を図１３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１３の（ｂ）で示すようにエアー吹付手段８のノズル８１の噴出位置に分割予定ライン１０１の他端が達したら、ノズル８１からのエアーの噴出を停止するとともに、フレーム保持手段５の移動を停止する（エアー吹付工程）。なお、ノズル８１から噴出されるエアーの流量は、１０００cc〜１００００cc／分でよい。この結果、半導体ウエーハ１０は上記裏面研削工程において全ての分割予定ライン１０１に沿って分割されない場合でも、改質層１００が形成された分割予定ライン１０１に沿って確実に破断される。

上述したように所定の分割予定ライン１０１に沿って上記エアー吹付工程を実施したら、制御手段９は第１の移動手段３５のパルスモータ３５３を作動してフレーム保持手段５をY軸方向に半導体ウエーハ１０に形成された分割予定ライン１０１の間隔だけ割り出し送りし（割り出し送り工程）、上記エアー吹付工程を遂行する。こ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に沿って上記エアー吹付工程を実施したならば、制御手段９は回動手段６５を構成するパルスモータ６５１を作動してフレーム保持手段５を９０度回動せしめて、上記所定方向に形成された分割予定ライン１０１に対して直交する方向に延びる分割予定ライン１０１に沿って上記エアー吹付工程を実行する。この結果、半導体ウエーハ１０は全ての分割予定ライン１０１に沿って破断され個々のデバイス１０２に確実に分割される。

次に、ダイシングテープTを拡張してデバイス同士の間隔を広げるテープ拡張工程を実施する。
テープ拡張工程を実施するには、制御手段９は上記エアー吹付工程を実施した図１４の(a)に示す状態からテープ拡張手段６を構成する支持手段６３としての複数のエアシリンダ６３０を作動して、環状のフレーム保持部材５１を図１４の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる（テープ拡張工程）。従って、環状のフレーム保持部材５１の載置面５１１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１４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６０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に接着フィルム１４を介して貼着されている半導体ウエーハ１０（分割予定ライン１０１に沿って分割されている）は、デバイス１０２間に隙間(s)が形成される。この結果、半導体ウエーハ１０の裏面に装着された接着フィルム１４は、各デバイス１０２に沿って破断され分離される。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては、上記改質層形成工程を実施した後に上記裏面研削工程を実施した例を示したが、改質層形成工程を実施した後に裏面研削工程を実施しないで上記ウエーハ支持工程およびエアー吹付工程を実施して直接ウエーハを個々のデバイスに分割してもよい。
また、上述した実施形態における分割装置は、エアー吹付手段８のノズル８１をダイシングテープTに貼着されている半導体ウエーハ１０の表面側に位置付けて、半導体ウエーハ１０の表面に分割予定ライン１０１に沿ってエアーを噴出する例を示したが、半導体ウエーハ１０が貼着されているダイシングテープTの裏面側からエアーを噴出するようにしてもよい。
更に、上述した実施形態における分割装置においては、半導体ウエーハ１０が貼着されているダイシングテープTの下側が空間となっている例を示したが、半導体ウエーハ１０が貼着されているダイシングテープTをスポンジのような柔軟素材の上に載置してエアーを吹き付けてもよい。

２：分割装置
２０：基台
３：第１のテーブル
３５：第１の移動手段
４：第２のテーブル
４５：第２の移動手段
５：フレーム保持手段
５１：環状のフレーム保持部材
６：テープ拡張手段
６０：拡張ドラム
６５：回動手段
７：撮像手段
８：エアー吹付手段
８１：：ノズル
９：制御手段
１０：半導体ウエーハ
１０１：分割予定ライン
１０２：デバイス
１００：改質層
１１：保護テープ（保護部材）
１２：レーザー加工装置
１２１：チャックテーブル
１２２：レーザー光線照射手段
１２２b：集光器
１３：研削装置
１３１：チャックテーブル
１３２：研削手段
１３６：研削ホイール
１４：接着フィルム
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ

Claims (4)

1. 表面に複数の分割予定ラインが格子状に形成されているとともに該複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
   ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けて分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、
   該改質層形成工程が実施されたウエーハの裏面にダイシングテープを貼着し該ダイシングテープの外周部を環状のフレームに装着するウエーハ支持工程と、
   該ダイシングテープを拡張してデバイス同士の間隔を広げるテープ拡張工程と、を含み、
   該テープ拡張工程を実施する前に、該ダイシングテープに貼着されたウエーハにエアーを吹き付けて改質層が形成された分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割するエアー吹付工程を実施する、
   ことを特徴とするウエーハの加工方法。
2. 該改質層形成工程を実施する前または実施した後にウエーハの表面に保護部材を貼着し、上記エアー吹付工程を実施する前にウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程を実施する、請求項１記載のウエーハの加工方法。
3. 該ウエーハ支持工程は、ウエーハの裏面と該ダイシングテープとの間に接着フィルムを配設する、請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。
4. 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エアーを吹き付けて改質層が形成された分割予定ラインに沿ってウエーハを個々のデバイスに分割する分割装置であって、
   環状のフレームを支持するフレーム支持手段と、
   該フレーム支持手段に支持された環状のフレームにダイシングテープを介して支持されたウエーハにエアーを吹き付けるノズルを備えたエアー吹付手段と、
   該エアー吹付手段の該ノズルによってウエーハにおけるエアーを吹き付ける領域を検出する検出手段と、
   該ノズルと該フレーム支持手段とを相対的に移動する移動手段と、を具備している、
   ことを特徴とする分割装置。