JP4447392B2 - ウエーハの分割方法および分割装置 - Google Patents

Description

本発明は、表面に分割予定ラインが格子状に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分割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等の回路を形成する。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回路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分割予定ラインに沿った切断は、通常、ダイサーと称さ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、サファイヤ基板、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分割予定ラインとしては幅が５０μｍ程度必要となる。このため、例えば大きさが３００μｍ×３００μｍ程度のデバイスの場合には、ストリートの占める面積比率が１４％にもなり、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板状の被加工物を分割する方法として、その被加工物に対して透過性を有する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も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物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、被加工物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、被加工物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

上述したように分割予定ラインに沿って変質層が連続的に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、ウエーハを個々のチップに分割する方法として、本出願人はウエーハが貼着された保護テープを拡張してウエーハに引っ張り力を付与するこにより、ウエーハを個々のチップに分割する技術を特願２００３−３６１４７１号として提案した。

而して、ウエーハが貼着された保護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支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支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。

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、
基台に所定方向に移動可能に配設された移動テーブル上に配設され、筒状の本体と該本体の上端に設けられた環状のフレーム保持部材とを具備し、該フレーム保持部材上にウエーハの一方の面に貼着した保護テープが装着されている環状のフレームを支持するフレーム保持手段と、
該基台上に配設され該フレーム保持手段に該環状のフレームに装着された該保護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該保護テープを介して吸引保持し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張力付与手段と、を具備し、
該張力付与手段は、該フレーム保持手段の該筒状の本体内に配設され分割予定ラインの両側において該保護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の吸引保持部材と該第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からなっている、
ことを特徴とするウエーハの分割装置が提供される。

上記フレーム保持手段は移動テーブルに回動可能に支持されており、フレーム保持手段を回動せしめる回動手段を備えている。

本発明においては、それぞれの分割予定ライン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の吸引保持部材に保護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、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。従って、半導体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、この金属パターも分割予定ラインに沿って正確に破断される。

以下、本発明によるウエーハの分割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、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機能素子としての回路１０２が形成されている。以下、この半導体ウエーハ１０を個々の半導体チップに分割する分割方法について説明する。

半導体ウエーハ１０を個々の半導体チップに分割するには、半導体ウエーハ１０に対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ライン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に沿って変質層を形成することにより分割予定ラインに沿って強度を低下せしめる変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程は、図２乃至図４に示すレーザー加工装置２を用いて実施する。図２乃至図４に示すレーザー加工装置１は、被加工物を保持するチャックテーブル１１と、該チャックテーブル１１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１２と、チャックテーブル１１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段１３を具備している。チャックテーブル１１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２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１２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング１２１を含んでいる。ケーシング１２１内には図３に示すようにパルスレーザー光線発振手段１２２と伝送光学系１２３とが配設されている。パルスレーザー光線発振手段１２２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１２２ａと、これに付設された繰り返し周波数設定手段１２２ｂとから構成されている。伝送光学系１２３は、ビームスプリッタの如き適宜の光学要素を含んでいる。上記ケーシング１２１の先端部には、それ自体は周知の形態でよい組レンズから構成される集光レンズ（図示せず）を収容した集光器１２４が装着されている。上記パルスレーザー光線発振手段１２２から発振されたレーザー光線は、伝送光学系１２３を介して集光器１２４に至り、集光器１２４から上記チャックテーブル１１に保持される被加工物に所定の集光スポット径Ｄで照射される。この集光スポット径Ｄは、図４に示すようにガウス分布を示すパルスレーザー光線が集光器１２４の対物レンズ１２４ａを通して照射される場合、Ｄ（μｍ）＝４×λ×ｆ／（π×Ｗ）、ここでλはパルスレーザー光線の波長（μｍ）、Ｗは対物レンズ１２４ａに入射されるパルスレーザー光線の直径（ｍｍ）、ｆは対物レンズ１２４ａの焦点距離（ｍｍ）、で規定される。

上記レーザー光線照射手段１２を構成するケーシング１２１の先端部に装着された撮像手段１３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１を用いて実施する変質層形成工程について、図２、図５および図６を参照して説明する。
この変質層形成行程は、先ず上述した図２に示すレーザー加工装置１のチャックテーブル１１上に半導体ウエーハ１０を裏面１０ｂを上にして載置し、該チャックテーブル１１上に半導体ウエーハ１０を吸着保持する。半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル１１は、図示しない移動機構によって撮像手段１３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル１１が撮像手段１３の直下に位置付けられると、撮像手段１３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１３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、該分割予定ライン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１２の集光器１２４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に形成されている所定方向と直交する方向に形成されている分割予定ライン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１３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１１上に保持された半導体ウエーハ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５の（ａ）で示すようにチャックテーブル１１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段１２の集光器１２４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５の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段１２の集光器１２４の直下に位置付ける。そして、集光器１２４から透過性を有するパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル１１即ち半導体ウエーハ１０を図５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図５の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段１２の集光器１２４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１１即ち半導体ウエーハ１０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を半導体ウエーハ１０の表面１０ａ（下面）付近に合わせる。この結果、半導体ウエーハ１０の表面１０ａ（下面）に露出するとともに表面１０ａから内部に向けて変質層１１０が形成される。この変質層１１０は、溶融再固化層として形成される。

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スレーザー
波長 ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
パルス出力 ：１０μＪ
集光スポット径 ：φ１μｍ
パルス幅 ：１００nsec
集光点のピークパワー密度：１．３×１０^１０Ｗ／cm²
繰り返し周波数 ：１００ｋＨｚ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒

なお、半導体ウエーハ１０の厚さが厚い場合には、図６に示すように集光点Ｐを段階的に変えて上述した変質層形成工程を複数回実行することにより、複数の変質層１１０を形成する。例えば、上述した加工条件においては１回に形成される変質層の厚さは約５０μｍであるため、上記変質層形成工程を例えば３回実施して１５０μmの変質層２１０を形成する。また、厚さが３００μｍのウエーハ１０に対して６層の変質層を形成し、半導体ウエーハ２の内部に分割予定ライン１０１に沿って表面１０ａから裏面１０ｂに渡って変質層を形成してもよい。また、変質層２１０は、表面１０ａおよび裏面１０ｂに露出しないように内部だけに形成してもよい。

上述した変質層形成工程によって半導体ウエーハ１０の内部に全ての分割予定ライン１０１に沿って変質層１１０を形成したならば、ウエーハの一方の面を環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着するテープ貼着工程を実施する。即ち、図７に示すように環状のフレーム１５の内側開口部を覆うように外周部が装着された保護テープ１６の表面に半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂを貼着する。なお、上記保護テープ１６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。このテープ貼着工程は、上述した変質層形成工程を実施する前に実施してもよい。即ち、半導体ウエーハ１０の裏面１０ｂを上側にして表面１０ａを保持テープ１６に貼着し、環状のフレーム１５に支持された状態で上述した変質層形成工程を実施する。

上述したテープ貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ１０を変質層１１０が形成された分割予定ライン１０１に沿って分割する分割行程を実施する。この分割工程は、図８乃至図１０に示す分割装置２を用いて実施する。
図８にはウエーハの分割装置の斜視図が示されており、図９には図８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上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された移動テーブル４を具備している。基台３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３１、３２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案内レール３１には、その上面に断面がＶ字状の案内溝３１１が形成されている。

上記移動テーブル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。この移動テーブル４の一方の側部下面には、上記基台３に設けられた一方の案内レール３１に形成されている案内溝３１１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移動テーブル４は、図８に示すように被案内レール４２を基台３に設けられた一方の案内レール３１に形成されている案内溝３１１に係合するとともに、他方の側部下面を基台３に設けられた他方の案内レール３２の上に載置される。

図示の実施形態におけるウエーハの分割装置２は、移動テーブル４を基台３に設けられた案内レール３１、３２に沿って矢印Ｙで示す方向に移動する移動手段５を具備している。この移動手段５は、図９に示すように基台３に設けられた他方の案内レール３２に平行に配設された雄ネジロッド５１と、基台３配設され雄ネジロッド５１の一端部を回転可能に支持する軸受５２と、雄ネジロッド５１の他端に連結され雄ネジロッド５１を回転駆動するためのパルスモータ５３と、上記移動テーブル４の下面に設けられ雄ネジロッド５１に螺合する雌ネジブロック５４とからなっている。このように構成された移動手段５は、パルスモータ５３を一方向又は他方向に回転駆動して雄ネジロッド５１を一方向又は他方向に回動することにより、移動テーブル４を矢印Ｙで示す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、図７に示す環状のフレーム１５を保持するフレーム保持手段６を具備している。フレーム保持手段６は、図８および図１０に示すように円筒状の本体６１と、該本体６１の上端に設けられた環状のフレーム保持部材６２と、該フレーム保持部材６２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６３とからなっている。円筒状の本体６１は、下端部に上記移動テーブル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６１１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環状の支持フランジ６１２を備えている。このように構成された円筒状の本体６１の上端に環状のフレーム保持部材６２が設けられている。フレーム保持部材６２の上面は環状のフレーム１５を載置する載置面６２１を形成しており、この載置面６２１上に環状のフレーム１５が載置される。そして、載置面６２１上に載置された環状のフレーム１５は、クランプ機構６３によってフレーム保持部材６２に固定される。従って、フレーム保持手段６は、環状のフレーム１５を介して上記半導体ウエーハ１０に貼着された保護テープ１６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８に示すように上記フレーム保持手段６を回動せしめる回動手段７を具備している。この回動手段７は、上記移動テーブル４に配設されたパルスモータ７１と、該パルスモータ７１の回転軸に装着されたプーリ７２と、該プーリ７２と円筒状の本体６１に設けられた支持フランジ６１２とに捲回された無端ベルト７３とからなっている。このように構成された回動手段７は、パルスモータ７１を駆動することにより、プーリ７２および無端ベルト７３を介してフレーム保持手段６を回動せしめる。

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保持部材６２に保持された環状のフレーム１５に保護テープ１６を介して支持されている半導体ウエーハ１０に分割予定ライン１０１と直交する方向に引張力を作用せしめる張力付与手段８を具備している。張力付与手段８は、上記基台３上に配設され円筒状の本体６１内に配置されている。この張力付与手段８は、第１の吸引保持部材８１と第２の吸引保持部材８２を備えている。図９に示すように第１の吸引保持部材８１および第２の吸引保持部材８２は、上記基台３上に矢印Ｙ方向に平行に配設された一対の案内レール８３、８４に沿って移動可能に配設されている。即ち、第１の吸引保持部材８１および第２の吸引保持部材８２の下面にはそれぞれ２条の被案内溝８１１、８１１および８２１，８２１が上記一対の案内レール８３、８４と対応する間隔で形成されており、この２条の被案内溝８１１、８１１および８２１、８２１を一対の案内レール８３、８４に嵌合することにより第１の吸引保持部材８１および第２の吸引保持部材８２は一対の案内レール８３、８４に沿って移動可能となる。

図示の実施形態における張力付与手段８は、第１の吸引保持部材８１および第２の吸引保持部材８２を基台３に設けられた案内レール８３、８４に沿って矢印Ｙで示す方向に移動する移動手段８５を具備している。この移動手段８５は、図９に示すように案内レール８３、８４と平行に配設された雄ネジロッド８５１と、該雄ネジロッド８５１の一端部を回転可能に支持する軸受８５２と、雄ネジロッド８５１の他端に連結され雄ネジロッド８５１を回転駆動するためのパルスモータ８５３とからなっており、雄ネジロッド８５１が第１の吸引保持部材８１および第２の吸引保持部材８２に形成された雌ネジ穴８１２および８２２に螺合せしめられる。なお、第１の吸引保持部材８１に形成された雌ネジ穴８１２と第２の吸引保持部材８２に形成された雌ネジ穴８２２は、それぞれネジが逆方向に形成されている。従って、雄ネジロッド８５１には、第１の吸引保持部材８１に形成された雌ネジ穴８１２と螺合する領域と、第２の吸引保持部材８２に形成された雌ネジ穴８２２と螺合する領域にそれぞれ逆方向の雄ネジが形成されている。上記このように形成された移動手段８５は、パルスモータ８５３を一方向に回転駆動し雄ネジロッド８５１を一方向に回動することにより第１の吸引保持部材８１および第２の吸引保持部材８２を互いに離反する方向に移動し、パルスモータ８５３を他方向に回転駆動し雄ネジロッド８５１を他方向に回動することにより第１の吸引保持部材８１および第２の吸引保持部材８２を互いに接近する方向に移動せしめる。なお、移動手段としては、エアーピストンを用いてもよい。即ち、第１の吸引保持部材８１および第２の吸引保持部材８２にそれぞれエアーピストンを連結し、エアーピストンの進退作動により第１の吸引保持部材８１および第２の吸引保持部材８２を互いに近接および離反するように作動する。

上述した第１の吸引保持部材８１および第２の吸引保持部材８２は、その上端にそれぞれ上記矢印Ｙ方向に対して垂直な方向に互いに平行に延びる細長い長方形の第１の保持面８１３および第２の保持面８２３を備えている。この第１の保持面８１３および第２の保持面８２３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、上記フレーム保持部材６２の載置面６２１と略同一の高さに位置付けられている。第１の吸引保持部材８１の第１の保持面８１３および第２の吸引保持部材８２の第２の保持面８２３には、それぞれ複数の吸引孔８１４および８２４が形成されている。この複数の吸引孔８１４および８２４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と複数の吸引孔８１４および８２４に負圧が作用し、第１の保持面８１３および第２の保持面８２３上に上記保護テープ１６を介して半導体ウエーハ１０を吸引保持することができる。

図８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、上記環状のフレーム保持部材６２に保持された図７に示す環状のフレーム１５に保護テープ１６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９を具備している。検出手段９は、基台３に配設されたＬ字状の支持柱９１に取り付けられている。この検出手段９は、光学系および撮像素子（ＣＣＤ）等で構成されており、上記張力付与手段８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９は、上記環状のフレーム保持部材６２に保持された環状のフレーム１５に保護テープ１６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。

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８、図１１及び図１２を参照して説明する。
上記図７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１６を介して支持した環状のフレーム１５を、図１１に示すようにフレーム保持手段６を構成するフレーム保持部材６２の載置面６２１上に載置し、クランプ機構６３によってフレーム保持部材６２に固定する。

半導体ウエーハ１０を保持テープ１６を介して支持した環状のフレーム１５をフレーム保持部材６２に保持したならば、移動手段５を作動して移動テーブル４を矢印Ｙで示す方向（図８参照）に移動し、図１２の（ａ）に示すように半導体ウエーハ１０に所定方向に形成された１本の分割予定ライン１０１(図示の実施形態においては最左端の分割予定ライン)が張力付与手段８を構成する第１の吸引保持部材８１の第１の保持面８１３と第２の吸引保持部材８２の第２の保持面８２３との間に位置付ける。このとき、検出手段９によって分割予定ライン１０１を撮像し、第１の保持面８１３および第２の保持面８２３との位置合わせを行う。このようにして、１本の分割予定ライン１０１が第１の吸引保持部材８１の第１の保持面８１３と第２の吸引保持部材８２の第２の保持面８２３との間に位置付けられたならば、図示しない吸引手段を作動し吸引孔８１４および８２４負圧を作用せしめることにより、第１の保持面８１３および第２の保持面８２３上に保護テープ１６を介して半導体ウエーハ１０吸引保持する(保持工程)。

上述した保持工程を実施したならば、張力付与手段８の移動手段を構成するパルスモータ８５３を一方向に回転駆動し雄ネジロッド８５１を一方向に回動することにより第１の吸引保持部材８１および第２の吸引保持部材８２を互いに離反する方向に移動せしめる。この結果、図１２の(b)に示すように第１の吸引保持部材８１の第１の保持面８１３と第２の吸引保持部材８２の第２の保持面８２３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１の吸引保持部材８１と第２の吸引保持部材８２を互いに離反する方向に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、１本の分割予定ライン１０１の両側に位置付けられた第１の吸引保持部材８１と第２の吸引保持部材８２によって保護テープ１６を介して半導体ウエーハ１０を吸引保持し、第１の吸引保持部材８１と第２の吸引保持部材８２を互いに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。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、この金属パターも分割予定ラインに沿って正確に破断される。

上述したように所定方向に形成された１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、上述した第１の吸引保持部材８１および第２の吸引保持部材８２による半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、移動手段５を作動して移動テーブル４を矢印Ｙで示す方向（図８参照）に分割予定ライン１０１の間隔に相当する分だけ移動し、上記分割工程を実施した分割予定ライン１０１の隣の分割予定ライン１０１が張力付与手段８を構成する第１の吸引保持部材８１の第１の保持面８１３と第２の吸引保持部材８２の第２の保持面８２３との間に位置付ける。そして、上記保持工程および分割工程を実施する。

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７を作動してフレーム保持手段６を９０度回動せしめる。この結果、フレーム保持手段６のフレーム保持部材６２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の吸引保持部材８１の第１の保持面８１３と第２の吸引保持部材８２の第２の保持面８２３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。

本発明によるウエーハの分割方法によって分割される半導体ウエーハの斜視図。 本発明によるウエーハの分割方法の変質層形成工程を実施するレーザー加工装置の要部斜視図。 図２に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段の構成を簡略に示すブロック図。 パルスレーザー光線の集光スポット径を説明するための簡略図。 本発明によるウエーハの分割方法における変質層形成行程の説明図。 図５に示す変質層形成行程においてウエーハの内部に変質層を積層して形成した状態を示す説明図。 変質層形成工程が実施された半導体ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープの表面に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分割工程を実施するためのウエーハの分割装置の斜視図。 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移動テーブルとフレーム保持手段を示す断面図。 図８に示す分割装置を構成するフレーム保持手段に保護テープを介して半導体ウエーハを支持した環状のフレームを保持した状態を示す要部断面図。 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。

符号の説明

１：レーザー加工装置
１１：レーザー加工装置のチャックテーブル
１２：レーザー光線照射手段
１３：撮像手段
２：ウエーハの分割装置
３：基台
４：移動テーブル
５：移動手段
６：フレーム保持手段
７：回動手段
８：張力付与手段
８１：第１の吸引保持部材
８２：第２の吸引保持部材
９：検出手段
１０：半導体ウエーハ
１０１：分割予定ライン
１０２：回路
１１０：変質層
１５：環状のフレーム
１６：保護テープ

Claims (2)

1. 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、
   基台に所定方向に移動可能に配設された移動テーブル上に配設され、筒状の本体と該本体の上端に設けられた環状のフレーム保持部材とを具備し、該フレーム保持部材上にウエーハの一方の面に貼着した保護テープが装着されている環状のフレームを支持するフレーム保持手段と、
   該基台上に配設され該フレーム保持手段に該環状のフレームに装着された該保護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該保護テープを介して吸引保持し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張力付与手段と、を具備し、
   該張力付与手段は、該フレーム保持手段の該筒状の本体内に配設され分割予定ラインの両側において該保護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の吸引保持部材と該第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からなっている、
   ことを特徴とするウエーハの分割装置。
2. 該フレーム保持手段は該移動テーブルに回動可能に支持されており、該フレーム保持手段を回動せしめる回動手段を備えている、請求項１記載のウエーハの分割装置。

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