JP4544139B2 - Semiconductor substrate cutting apparatus and semiconductor substrate cutting method - Google Patents
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Description
この発明は、半導体基板をその厚さ方向に分断する半導体基板の分断装置および半導体基板の分断方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor substrate cutting apparatus and a semiconductor substrate cutting method for cutting a semiconductor substrate in its thickness direction.
従来から、半導体装置の製造では、分断予定ラインにダイシングが施されてシートに貼り付けられた状態の半導体基板を、そのシートを引き伸ばして拡大し、半導体基板の面方向に応力を負荷することにより半導体チップに分断する半導体基板の分断装置が使用されている。図10に従来の半導体基板の分断装置の一例を示す。図10(A)は、半導体基板がシートに接着され、シートの外周部がフレームに保持されている状態の説明図であり、図10(B)は、押圧装置により半導体基板を半導体チップに分断する工程の説明図である。
図10(A) に示すように、シリコン等の半導体からなる半導体基板Wの裏面の基板面は、レーザダイシングなどが施された状態で、延伸性を有する樹脂製のシートSに接着されており、シートSの外周部は円環状のフレームFにより保持されている。
そして、図10(B)に示すように、半導体基板Wの下方に配置され、図示しない移動手段により上下方向に移動する押圧装置Pを用いて、シートSの裏側から半導体基板Wを押し上げるように押圧することにより、シートSが面方向(図中矢印F1、F2方向)に引き伸ばされる。これにより、シートSに接着された半導体基板Wには、面方向に応力が負荷されるため、半導体基板Wは複数の半導体チップCに分断される(特許文献1)。
As shown in FIG. 10A, the back surface of the semiconductor substrate W made of a semiconductor such as silicon is bonded to a stretchable resin sheet S in a state where laser dicing is performed. The outer periphery of the sheet S is held by an annular frame F.
Then, as shown in FIG. 10B, the semiconductor substrate W is pushed up from the back side of the sheet S by using a pressing device P that is arranged below the semiconductor substrate W and moves up and down by a moving means (not shown). By pressing, the sheet S is stretched in the surface direction (the directions of arrows F1 and F2 in the figure). As a result, stress is applied to the semiconductor substrate W bonded to the sheet S in the surface direction, so that the semiconductor substrate W is divided into a plurality of semiconductor chips C (Patent Document 1).
ここで、半導体基板Wを分断して半導体チップCを得る歩留まりを向上させるためには、シートSが均一に伸びることが好ましい。しかし、従来の半導体基板の分断装置では、シートSの外周を保持した状態でシートSが引き伸ばされるため、シートSは外周部ほど伸びが大きくなり、中央部では伸びが小さくなる傾向がある。つまり、半導体基板Wは外周近傍では適正に分断されるが、中央近傍では分断されにくく、半導体チップCの歩留まりが低下するという問題があった。 Here, in order to improve the yield of obtaining the semiconductor chip C by dividing the semiconductor substrate W, it is preferable that the sheet S is uniformly extended. However, in the conventional semiconductor substrate cutting apparatus, since the sheet S is stretched in a state where the outer periphery of the sheet S is held, the elongation of the sheet S tends to increase toward the outer peripheral portion and to decrease at the central portion. That is, the semiconductor substrate W is appropriately divided in the vicinity of the outer periphery, but is difficult to be divided in the vicinity of the center, and there is a problem that the yield of the semiconductor chip C is reduced.
そこで、この発明は、半導体基板を分断して得られる半導体チップの歩留まりを向上させることができる半導体基板の分断装置及び半導体基板の分断方法を実現することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to realize a semiconductor substrate cutting apparatus and a semiconductor substrate cutting method capable of improving the yield of semiconductor chips obtained by dividing the semiconductor substrate.
請求項1に記載の発明は、
裏面の基板面にシートが接着された半導体基板と、
前記シートの外周を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記シートを裏面から押圧する押圧手段とを備えており、
前記シートの裏面を前記押圧手段によって押圧して、前記保持手段で保持された前記シートを引き伸ばすことにより、半導体基板をその厚さ方向に分断するための分断予定ラインに沿って分断して半導体チップを得る半導体基板の分断装置において、
前記押圧手段は、前記シートの裏面の前記分断予定ラインに対応する位置のみを局部的に、全ての半導体チップの前記分断予定ラインについて同時に押圧する半導体基板の分断装置を技術的特徴とする。
Invention according to
A semiconductor substrate with a sheet bonded to the back substrate surface;
Holding means for holding the outer periphery of the sheet;
Pressing means for pressing the sheet held by the holding means from the back surface,
By pressing the back surface of the sheet by the pressing unit and stretching the sheet held by the holding unit, the semiconductor chip is divided along a dividing line for dividing the semiconductor substrate in its thickness direction. In the semiconductor substrate cutting apparatus to obtain
The pressing means has a technical feature of a semiconductor substrate cutting apparatus that presses only the position corresponding to the planned dividing line on the back surface of the sheet at the same time for the planned divided lines of all the semiconductor chips .
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の半導体基板の分断装置において、レーザ光を照射するレーザヘッドを、前記分断予定ラインに沿って、前記半導体基板に対して相対移動させながら、前記半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記集光点に多光子吸収による改質領域を形成する改質領域形成手段が設けられており、この改質領域形成工程を経た前記半導体基板を、前記改質領域を起点にして分断することを技術的特徴とする。
Invention according to claim 2, in the cutting apparatus of the semiconductor substrate according to
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の半導体基板の分断装置において、前記半導体基板に振動を付与する振動手段を備えたことを技術的特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor substrate cutting apparatus according to the first or second aspect of the present invention, the semiconductor substrate cutting apparatus includes a vibration unit that applies vibration to the semiconductor substrate.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体基板の分断装置において、前記半導体基板を加熱する加熱手段を備えたことを技術的特徴とする。
請求項5に記載の発明は、裏面の基板面にシートが接着された半導体基板を用意し、前記シートの外周を保持する保持工程と、前記シートの裏面を押圧し、前記保持工程にて保持された前記シートを引き伸ばすことにより、半導体基板をその厚さ方向に分断するための分断予定ラインに沿って分断して半導体チップを得る際に、前記シートの裏面の前記分断予定ラインに対応する位置のみを局部的に、全ての半導体チップの前記分断予定ラインについて同時に押圧する分断工程とを備えた半導体基板の分断方法を技術的特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor substrate cutting apparatus according to any one of the first to third aspects, a heating means for heating the semiconductor substrate is provided.
According to a fifth aspect of the present invention, a semiconductor substrate having a sheet bonded to the back substrate surface is prepared, a holding step for holding the outer periphery of the sheet, and a back surface of the sheet is pressed and held in the holding step. When the semiconductor substrate is obtained by stretching the sheet, the semiconductor substrate is divided along a division line for dividing the semiconductor substrate in the thickness direction, and the position corresponding to the division line on the back surface of the sheet is obtained. The method of dividing a semiconductor substrate includes a dividing step of simultaneously pressing only about the scheduled dividing lines of all semiconductor chips.
請求項1に記載の発明によれば、半導体基板が接着されたシートの裏面を押圧手段によって押圧してシートを引き伸ばすことにより、半導体基板を分断して半導体チップを得る半導体基板の分断装置において、押圧手段によりシートの裏面を押圧する場所を選択することができるため、分断しにくい分断予定ラインに応力を発生させる位置を局部的に押圧することができるので、分断しにくい分断予定ラインに十分な応力を負荷して容易に分断することができる。
また、シートと押圧部材との接触面積が小さくなるため、押圧部材との摩擦力によりシートの伸びを拘束することがなく、シートを均一に引き伸ばすことができるため、半導体基板を容易に分断することができ、半導体チップの歩留まりを向上させることができる。
したがって、半導体基板を分断して得られる半導体チップの歩留まりを向上させることができる半導体基板の分断装置を実現することができる。
According to the first aspect of the invention, in the semiconductor substrate cutting apparatus, the semiconductor substrate is obtained by dividing the semiconductor substrate by pressing the back surface of the sheet to which the semiconductor substrate is bonded by the pressing means and stretching the sheet. Since it is possible to select the location where the back side of the sheet is pressed by the pressing means, it is possible to locally press the position where the stress is generated in the planned dividing line that is difficult to be divided. It can be easily divided by applying stress.
In addition, since the contact area between the sheet and the pressing member is reduced, the sheet can be stretched uniformly without restraining the elongation of the sheet by the frictional force with the pressing member, so that the semiconductor substrate can be easily divided. And the yield of the semiconductor chip can be improved.
Therefore, it is possible to realize a semiconductor substrate cutting apparatus that can improve the yield of semiconductor chips obtained by dividing the semiconductor substrate.
そして、請求項1に記載の発明によれば、押圧部材は、シートの裏面の分断予定ラインに対応する位置を押圧するため、半導体基板に分断予定ラインを起点とした曲げ応力が発生させることができるので、半導体基板を容易に分断することができ、半導体チップの歩留まりを向上させることができる。
請求項1に記載の発明によれば、押圧手段がシートの裏面の分断予定ラインに対応する位置のみを局部的に全ての半導体チップの分断予定ラインについて同時に押圧するため、半導体チップを速やかに分断できる。
According to the first aspect of the present invention, since the pressing member presses a position corresponding to the planned dividing line on the back surface of the sheet, a bending stress starting from the planned dividing line can be generated in the semiconductor substrate. Therefore, the semiconductor substrate can be easily divided and the yield of the semiconductor chip can be improved.
According to the first aspect of the present invention, the pressing means presses only the position corresponding to the scheduled cutting line on the back surface of the sheet simultaneously with respect to the scheduled cutting lines of all the semiconductor chips, so that the semiconductor chip is quickly divided. it can.
特に、請求項1に記載の発明は、請求項2に記載の発明のように、レーザ光を照射するレーザヘッドを、分断予定ラインに沿って、前記半導体基板に対して相対移動させながら、半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、集光点に多光子吸収による改質領域を形成する改質領域形成手段が設けられており、この改質領域形成工程を経た半導体基板を、改質領域を起点にして分断する構成を有するものに好適に用いられる。
つまり、半導体基板の裏面の基板面をシートに接着してからダイシングすることができるため、ダイシング工程を短縮できるとともに、ダイシング時に粉塵が発生しないため、半導体基板の基板面に粉塵が付着するおそれがない。
In particular, according to the first aspect of the present invention, as in the second aspect of the present invention, the laser head for irradiating the laser beam is moved relative to the semiconductor substrate along the planned dividing line, and the semiconductor A modified region forming means for forming a modified region by multiphoton absorption is provided at the focused point by irradiating a laser beam with the focused point inside the substrate, and the semiconductor that has undergone this modified region forming step The substrate is suitably used for a substrate having a structure in which the substrate is divided starting from the modified region.
In other words, since the substrate surface on the back surface of the semiconductor substrate can be diced after being bonded to the sheet, the dicing process can be shortened, and dust is not generated during dicing, so there is a risk of dust adhering to the substrate surface of the semiconductor substrate. Absent.
請求項3に記載の発明によれば、半導体基板の分断装置が、半導体基板に振動を付与する振動手段を備えているため、振動の物理的作用により分断予定ラインにクラックを進展させることができ、分断に必要な力を小さくすることができるので、半導体基板を容易に分断することができ、半導体チップの歩留まりを向上させることができる。
According to the third aspect of the present invention, since the semiconductor substrate cutting apparatus includes the vibration means for applying vibration to the semiconductor substrate, the crack can be propagated to the line to be cut by the physical action of vibration. Since the force required for dividing can be reduced, the semiconductor substrate can be easily divided and the yield of the semiconductor chip can be improved.
請求項4に記載の発明によれば、半導体基板の分断装置が、半導体基板を加熱する加熱手段を備えているため、分断予定ラインに熱応力を負荷することができ、分断に必要な力を小さくすることができるので、半導体基板を容易に分断することができ、半導体チップの歩留まりを向上させることができる。
特に、請求項4に記載の発明のように、分断予定ラインに沿って改質領域を形成する場合には、改質領域と改質されていない領域との熱膨張差が大きいため、大きな熱応力が発生するので、半導体基板を容易に分断することができ、半導体チップの歩留まりを向上させることができる。
According to the invention described in claim 4 , since the semiconductor substrate cutting apparatus includes a heating means for heating the semiconductor substrate, it is possible to apply a thermal stress to the line to be cut, and to apply a force necessary for the cutting. Since the size can be reduced, the semiconductor substrate can be easily divided, and the yield of the semiconductor chip can be improved.
In particular, as in the invention described in claim 4, when the modified region is formed along the planned dividing line, the difference in thermal expansion between the modified region and the unmodified region is large. Since stress is generated, the semiconductor substrate can be easily divided, and the yield of the semiconductor chip can be improved.
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の半導体基板の分断装置によって半導体基板を分断する方法である。
従って、請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明に係る作用・効果を得ることができる。
A fifth aspect of the present invention is a method of cutting a semiconductor substrate by the semiconductor substrate cutting apparatus according to the first aspect.
Therefore, the invention described in claim 5 can obtain the actions and effects according to the invention described in
[第1実施形態]
この発明に係る半導体基板の分断装置及び分断方法の第1実施形態について、図を参照して説明する。図1は、この発明の半導体基板の分断装置により分断する半導体基板の構成例を示す模式図である。図1(A)は、ウェハの表面の平面説明図であり、図1(B)は、図1(A)の1B−1B矢視断面図である。図2は、半導体基板にレーザ光の照射を行う分断装置の説明図である。図3は、第1実施形態に係る押圧装置の説明図である。図3(A)は、押圧装置を上方から見た説明図であり、図3(B)は、図3(A)の1C−1C矢視断面図である。図4は、第1実施形態に係る押圧装置を用いた半導体基板の分断方法の説明図であり、図4(A)は、半導体基板の分断前の状態の説明図であり、図4(B)は、半導体基板の分断後の状態の説明図である。
なお、いずれの図においても、説明のために一部を拡大して誇張して示している。
[First Embodiment]
A semiconductor substrate cutting apparatus and a cutting method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of a semiconductor substrate to be cut by the semiconductor substrate cutting apparatus of the present invention. 1A is a plane explanatory view of the surface of the wafer, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the
In each figure, a part is enlarged and exaggerated for explanation.
まず、図1(A)に示すように、ウェハ20を用意する。ウェハ20には、シリコンからなる薄板円盤形状の半導体基板21が備えられており、その外周の一部には、結晶方位を示すオリエンテーションフラットが形成されている。この半導体基板21の基板面21aには、拡散工程等を経て形成された複数の半導体チップ22が碁盤の目のように整列配置されているが、これらの半導体チップ22は、ダイシング工程により分断予定ラインDLに沿ってそれぞれ分断された後、マウント工程、ボンディング工程、封入工程等といった各工程を経ることによってパッケージされたICやLSIとして完成する。なお、本実施形態では、半導体基板21は、半導体チップ22の支持基板となるシリコン層を形成し得るものである。
半導体基板21は、裏面の基板面21bが延伸性を有する樹脂製のシート41に接着され、シート41が張った状態でシート41の外周部が円環状のフレーム42により保持される(保持工程)。
図1(B)に示すように、1B−1Bライン上には、6つの半導体チップ22a〜22fが形成されている。半導体基板21の厚さ方向には7本の分断予定ラインDL1〜DL7が設定されており、後述する方法により分断の起点となる改質領域が形成される。
First, as shown in FIG. 1A, a
The
As shown in FIG. 1B, six
図2に示すように、半導体基板21の分断装置1には、レーザ光Lを照射するレーザヘッド31が設けられている。レーザヘッド31は、レーザ光Lを集光する集光レンズ32を備えており、レーザ光Lを所定の焦点距離で集光させることができる。ここでは、レーザ光Lの集光点Pが半導体基板21の基板面21aから深さdの箇所に形成されるように設定されている。
As shown in FIG. 2, the
半導体基板21内部に改質領域Kを形成するためには、まず、図1(A)に示す分断予定ラインDLの1つを、ウェハ検出用のレーザ光で走査し、図1(B)に示す外周端部21cを検出し、レーザ光Lの走査範囲を設定する。
続いて、図2に示すように、レーザヘッド31を分断予定ラインDLに沿って走査し(図中矢印F4方向)、レーザ光Lを基板面21aから照射することにより、レーザ光Lの集光点Pが走査された深さdの経路に、多光子吸収による改質領域Kが適正に形成される。レーザ光Lの集光点Pの深さdを調整することにより、半導体基板21の厚さの範囲内で任意の深さに任意の層数の改質領域Kを形成することができる。例えば、厚さが比較的厚い場合は、その厚さ方向へ集光点Pを移動させて改質領域Kを厚さ方向に連続状、または複数箇所に形成することにより、半導体基板21の分断を容易にすることができる。
ここで、多光子吸収とは、物質が複数個の同種もしくは異種の光子を吸収することをいう。その多光子吸収により、半導体基板Wの集光点Pおよびその近傍では、光学的損傷という現象が発生し、これにより熱ひずみが誘起され、その部分にクラックが発生し、そのクラックが集合した層、つまり改質領域Kが形成される。
In order to form the modified region K inside the
Subsequently, as shown in FIG. 2, the
Here, multiphoton absorption means that a substance absorbs a plurality of the same or different photons. Due to the multiphoton absorption, a phenomenon called optical damage occurs at the condensing point P of the semiconductor substrate W and in the vicinity thereof, thereby inducing thermal strain, generating cracks in the portion, and a layer in which the cracks are gathered. That is, the modified region K is formed.
続いて、半導体基板21の面内方向に応力を負荷することにより、改質領域Kを起点にして、基板厚さ方向にクラックを進展させて、半導体基板21を分断予定ラインDLに沿って分断する。ここでは、図1(B)に示すように、1B−1Bライン上に配置されている6個の半導体チップ22a〜22fを分断する分断工程について説明する。
Subsequently, by applying a stress in the in-plane direction of the
図4(A)に示すように、半導体基板21の分断装置1には、シート41の裏面を押圧して半導体基板21を分断するための押圧装置43が設けられている。
図3(A)に示すように、押圧装置43の上部には、シート41の裏面と当接する面に、半導体基板21の分断予定ラインDLに対応する位置に縦断面三角形状の押圧突起44が設けられている。例えば、図3(B)に示すように、図1(A)の1B−1Bラインに対応する1C−1Cライン上には分断予定ラインDL1〜DL7に対応して7箇所に押圧突起44a〜44gが設けられている。
As shown in FIG. 4A, the
As shown in FIG. 3A, on the upper surface of the
まず、図4(A)に示すように、改質領域K(図2)が導入された半導体基板21をシート41に接着された状態で押圧装置43の上方に搬送し、フレーム42を図示しない固定手段にて固定する。
次に、図4(B)に示すように、押圧装置43を図示しない昇降手段により上昇させると、押圧突起44a〜44gがシートを介して半導体基板21の裏面側に当接する。このとき、分断予定ラインDL1の下方に押圧突起44aが当接し、同様に分断ラインDL2〜DL7の下方に押圧突起44b〜44gがそれぞれ当接する。
First, as shown in FIG. 4A, the
Next, as shown in FIG. 4B, when the
続いて、押圧装置43を更に上昇させると、シート41は上方に引き伸ばされて、半導体基板21の面方向に拡張するため、半導体基板21には面方向に引張応力が負荷される。
このとき、押圧装置43の押圧突起44a〜44fは、分断予定ラインDL1〜DL7のみを局部的に押圧する。そのため、シート41と押圧突起44a〜44fのと接触面積は、平坦な面で押圧する場合に比べて、大幅に減少するので、押圧突起44a〜44fとの摩擦力によりシート41の伸びが拘束されることがなく、シート41を均一に引き伸ばすことができる。そのため、半導体基板21中央部近傍の半導体チップ、例えば、半導体チップ22c、22dにも十分な応力を負荷することができるので、半導体基板21を容易に半導体チップ22に分断することができる。
更に、押圧突起44a〜44fが分断予定ラインDL1〜DL7上のみを局部的に押圧することにより、押圧突起44a〜44fの接触部を中心に分断予定ラインDL1〜DL7に曲げ応力が重畳される。そのため、分断予定ラインDL1〜DL7に、より大きな応力を負荷することができるため、分断予定ラインDL1〜DL7にクラックを進展させやすくなるので、半導体基板21を容易に半導体チップ22に分断することができる。
Subsequently, when the
At this time, the
Furthermore, when the
本実施形態では、半導体基板21のダイシング方法として、レーザ光Lを基板面21aから照射して、半導体基板21内に改質領域Kを形成するレーザダイシング法を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、ダイヤモンドブレードにより半導体基板21にノッチを形成した後に、応力を負荷して半導体基板21を分断する分断装置にも本実施形態の分断装置1を適用することができる。また、ダイヤモンドブレードにより半導体基板21にノッチを形成した後に、レーザダイシングを行い、応力を負荷して半導体基板21を分断する分断装置にも本実施形態の分断装置1を適用することができる。
In the present embodiment, the dicing method of the
[第1実施形態の効果]
(1)半導体基板の分断装置1に設けられた押圧装置43は、半導体基板21の裏面に接着されたシート41の裏面を局部的に押圧するので、シート41の裏面であって、分断しにくい半導体チップ22を分断するための応力を発生させる位置を押圧突起44により局部的に押圧することにより、分断しにくい半導体チップ22にも十分な応力を負荷して分断することができる。
また、シート41と押圧突起44との接触面積が小さくなるため、押圧装置43との摩擦力によりシート41の伸びが拘束されることがなく、シート41を均一に引き伸ばすことができるため、半導体基板21を容易に分断することができ、半導体チップ22の歩留まりを向上させることができる。
したがって、半導体基板21を分断して得られる半導体チップ22の分断の歩留まりを向上させることができる半導体基板21の分断装置1及び分断方法を実現することができる。
[Effect of the first embodiment]
(1) Since the
Further, since the contact area between the
Therefore, it is possible to realize the
(2)押圧装置43は、シート41の裏面の分断予定ラインDLに対応する位置を押圧するため、半導体基板21に分断予定ラインDLに起点とした曲げ応力を発生させることができるので、半導体基板21を容易に分断することができ、半導体チップ22の歩留まりを向上させることができる。
(2) Since the
(3)レーザダイシング法を適用することにより、半導体基板21をシート41に接着してからダイシングすることができるため、ダイシング工程を短縮できるとともに、ダイシング時に粉塵が発生しないため、半導体基板21の基板面21aに粉塵が付着するおそれがない。
(3) By applying the laser dicing method, the
[第2実施形態]
この発明に係る半導体基板の分断装置の第2実施形態について、図を参照して説明する。図5は、第2実施形態に係る押圧装置の説明図である。図5(A)は、押圧装置を上方から見た説明図であり、図5(B)は、図3(A)の1D−1D矢視断面図である。図6は、第2実施形態に係る押圧装置を用いた半導体基板の分断方法の説明図であり、図6(A)は半導体基板21の分断前の状態の説明図であり、図6(B)は、半導体基板21の分断後の状態の説明図である。
なお、第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を使用するとともに説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of a semiconductor substrate cutting apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is an explanatory diagram of a pressing device according to the second embodiment. 5A is an explanatory view of the pressing device as viewed from above, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the 1D-1D arrow in FIG. 3A. FIG. 6 is an explanatory diagram of a semiconductor substrate dividing method using the pressing device according to the second embodiment, and FIG. 6A is an explanatory diagram of a state before the
In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, while using the same code | symbol, description is abbreviate | omitted.
図5(A)に示すように、押圧装置43の上部には、半導体チップ22の中央部に対応する位置に、ピン状の押圧部材45がそれぞれ上方に向かって立設されている。例えば、図5(B)に示すように、図1(A)の1B−1Bラインに対応する1D−1Dライン上には6箇所に押圧部材45a〜45fが同じ高さになるように設けられている。
As shown in FIG. 5A, on the upper portion of the
まず、図6(A)に示すように、第1実施形態と同様の方法にて、改質領域K(図2)が形成された半導体基板21を、押圧装置43の上方に配置し、フレーム42を固定する。
次に、図6(B)に示すように、押圧装置43を図示しない昇降手段により上昇させると、押圧部材45a〜45fがシート41を介して半導体基板21の裏面側に当接する。このとき、押圧部材45aは半導体チップ22aの底面の中央部の下方に当接し、同様に押圧部材45b〜45fは半導体チップ22b〜22fの中央部の下方にそれぞれ当接する。
First, as shown in FIG. 6A, the
Next, as shown in FIG. 6B, when the
続いて、押圧装置43を更に上昇させると、シート41は上方に引き伸ばされて、半導体基板21の面方向に拡張するため、半導体基板21には面方向に引張応力が負荷される。このとき、押圧装置43の押圧部材45a〜45fは、半導体チップ22a〜22fの中央部の下方のみを局部的に押圧する。
そのため、半導体チップ22a〜22f毎に、分断のために必要な応力を適正に負荷することができるとともに、半導体基板21に半導体チップ22a〜22fの中央部を起点とした曲げ応力が発生させることができるので、半導体チップ22a〜22fを容易に分断することができる。半導体基板21を容易に半導体チップ22に分断することができる。
Subsequently, when the
Therefore, each
本実施形態では、押圧部材45は、押圧装置43の上部に固定され、押圧装置43が上昇することにより、半導体基板21を押圧する構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、押圧部材45は、それぞれがモータなどによる直動機構を備え、個別に昇降移動することができる構成を使用してもよい。
また、押圧部材45はそれぞれが水平方向への移動機構を備え、配置が可変である構成を使用してもよい。この構成を使用した場合、半導体チップ22の配置に合わせて、押圧部材45の配置を変更できるため、1つの押圧装置43で種々の半導体チップの分断に対応することができる。
In this embodiment, although the pressing
In addition, the
[第2実施形態の効果]
半導体基板の分断装置1に設けられた押圧装置43は、半導体基板21の裏面に接着されたシート41の裏面の半導体チップ22の中央部に対応する位置を押圧するため、分断のために必要な応力を半導体チップ22毎に適正に負荷することができるとともに、半導体基板21に半導体チップ22の中央部を起点とした曲げ応力が発生させることができるので、半導体基板21を容易に分断することができ、半導体チップ22の歩留まりを向上させることができる。
[Effects of Second Embodiment]
The
[第3実施形態]
この発明に係る半導体基板の分断装置の第3実施形態について、図を参照して説明する。図7は、第3実施形態に係る押圧装置を用いた半導体基板の分断方法の説明図であり、図7(A)は、半導体基板21の分断前の状態の説明図であり、図7(B)は、半導体チップ22c、22dを分断する工程の説明図、図7(C)は、半導体チップ22b、22eを分断する工程の説明図、図7(D)は、半導体チップ22a、22fを分断する工程の説明図である。
なお、第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を使用するとともに説明を省略する。
[Third Embodiment]
A third embodiment of a semiconductor substrate cutting apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is an explanatory diagram of a semiconductor substrate dividing method using the pressing device according to the third embodiment, and FIG. 7A is an explanatory diagram of a state before the
In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, while using the same code | symbol, description is abbreviate | omitted.
図7(A)に示すように、押圧装置43の上部には、半導体チップ22a〜22fの中央部に対応する位置に、ピン状の押圧部材46a〜46fが半導体基板21の中央部に近いほど高さが高くなるようにそれぞれ設けられている。つまり、半導体基板21の中央部に最も近い押圧部材46c、46dが最も高く形成されており、押圧部材46b、46eが次に高く、押圧部材46a、46fが最も低く形成されている。
As shown in FIG. 7A, at the upper part of the
次に、図7(B)に示すように、押圧装置43を図示しない移動手段により上昇させると、半導体基板21の中央部に最も近い押圧部材46c、46dのみが、半導体基板21の裏面側から半導体チップ22c、22dの中央部の下方にそれぞれ当接し、局部的に押圧する。これにより、分断予定ラインDL3〜DL5に集中的に応力が負荷されるので、分断しにくい中央部近傍の半導体チップ22c、22dを優先的を分断することができる。
Next, as shown in FIG. 7B, when the
続いて、押圧装置43を更に上昇させると、図7(C)に示すように、押圧部材46b、46eが、半導体基板21の裏面側から半導体チップ22b、22eの中央部の下方にそれぞれ当接し、局部的に押圧する。これにより、分断予定ラインDL2、DL6に集中的に応力が負荷されるので、半導体チップ22b、22eのみが分断される。
Subsequently, when the
更に押圧装置43を上昇させると、図7(D)に示すように、押圧部材46a、46fが、半導体基板21の裏面側から半導体チップ22a、22fの中央部の下方にそれぞれ当接し、局部的に押圧する。これにより、分断予定ラインDL1、DL7に集中的に応力が負荷されるので、半導体チップ22a、22fが分断される。
つまり、押圧装置43に設けられた押圧部材46a〜46fは、半導体基板21の中心方向から外周方向に向かって順番に押圧し、半導体チップ22a〜22fを中心方向から外周方向に向かって順番に分断する。
When the
That is, the
本実施形態では、押圧部材46は、押圧装置43の上部に固定される構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、押圧部材46は、個別に昇降移動する昇降手段を備えており、所定の高さに設定される構成を使用してもよい。
In this embodiment, although the pressing member 46 illustrated the structure fixed to the upper part of the
[第3実施形態の効果]
半導体基板の分断装置1に設けられた押圧装置43は、半導体基板21の裏面に接着されたシート41の裏面の所定の位置を、半導体基板21の中心方向から外周方向に向かって順番に押圧するため、分断しにくい半導体基板21の中央部近傍の半導体チップ22c、22dから優先的に分断することができるので、半導体基板21を容易に分断することができ、半導体チップ22の歩留まりを向上させることができる。
なお、第1実施形態の押圧突起44を半導体基板21の中央部に近いほど高さが高くなるように設ける構成を使用した場合も、同様な効果を奏することができる。
[Effect of the third embodiment]
The
It should be noted that the same effect can be obtained when using a configuration in which the
[第4実施形態]
この発明に係る半導体基板の分断装置の第4実施形態について、図を参照して説明する。図8は、第4実施形態に係る押圧装置を用いた半導体基板の分断方法の説明図であり、図8(A)は、半導体基板21の分断前の状態の説明図であり、図8(B)は、半導体チップ22c、22dを分断する工程の説明図、図8(C)は、半導体チップ22b、22eを分断する工程の説明図、図8(D)は、半導体チップ22a、22fを分断する工程の説明図である。
なお、第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を使用するとともに説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of a semiconductor substrate cutting apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is an explanatory diagram of a method for dividing a semiconductor substrate using the pressing device according to the fourth embodiment, and FIG. 8A is an explanatory diagram of a state before the
In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, while using the same code | symbol, description is abbreviate | omitted.
図8(A)に示すように、押圧装置43の上部には、半導体チップ22a〜22fの中央部に対応する位置に、ピン状の押圧部材47a〜47fが個別に昇降移動できるようにそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 8 (A), pin-like
まず、図8(B)に示すように、押圧装置43を図示しない移動手段により上昇させると、半導体基板21の中央部に最も近い押圧部材47c、47dのみが、上昇し、半導体基板21の裏面側から半導体チップ22c、22dの中央部の下方にそれぞれ当接し、局部的に押圧する。これにより、分断予定ラインDL3〜DL5に集中的に応力が負荷されるので、分断しにくい中央部近傍の半導体チップ22c、22dを優先的を分断することができる。
First, as shown in FIG. 8B, when the
続いて、図8(C)に示すように、押圧部材47b、47eが上昇し、半導体基板21の裏面側から半導体チップ22b、22eの中央部の下方にそれぞれ当接し、局部的に押圧する。これにより、分断予定ラインDL2、DL6に集中的に応力が負荷されるので、半導体チップ22b、22eのみが分断される。
Subsequently, as shown in FIG. 8C, the
更に、図8(D)に示すように、押圧部材47a、47fが上昇し、半導体基板21の裏面側から半導体チップ22a、22fの中央部の下方にそれぞれ当接し、局部的に押圧する。これにより、分断予定ラインDL1、DL7に集中的に応力が負荷されるので、半導体チップ22a、22fが分断される。
つまり、押圧装置43に設けられた押圧部材47a〜47fは、半導体基板21の中心方向から外周方向に向かって順番に上昇し、半導体チップ22a〜22fの中央部に対応する位置を押圧する。そして、半導体チップ22a〜22fを中心方向から外周方向に向かって順番に分断する。
ここで、先に分断された中心方向の半導体チップは裏面より押圧部材で保持されているため、シート41が水平に安定して保持されるので、外周方向の半導体チップを分断するときに、クラックが偏向することがなく、半導体チップ22の歩留まりを向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 8D, the
That is, the
Here, since the semiconductor chip in the center direction previously divided is held by the pressing member from the back surface, the
[第4実施形態の効果]
半導体基板の分断装置1に設けられた押圧装置43は、半導体基板21の裏面に接着されたシート41の裏面の所定の位置を、半導体基板21の中心方向から外周方向に向かって順番に押圧するため、分断しにくい半導体基板21の中央部近傍の半導体チップ22c、22dから優先的に分断することができるので、半導体基板21を容易に分断することができ、半導体チップ22の歩留まりを向上させることができる。
なお、第1実施形態の押圧突起44を個別に昇降移動できるように構成して、半導体基板21の中心方向から外周方向に向かって順番に押圧する場合も、同様な効果を奏することができる。
[Effect of Fourth Embodiment]
The
The same effect can also be obtained when the
[第5実施形態]
この発明に係る半導体基板の分断装置の第5実施形態について、図を参照して説明する。図9は、第5実施形態に係る押圧装置を用いた半導体基板の分断方法の説明図であり、図9(A)は、半導体基板21の分断前の状態の説明図であり、図9(B)は、半導体チップ22a、22fを分断する工程の説明図、図9(C)は、半導体チップ22b、22eを分断する工程の説明図、図9(D)は、半導体チップ22c、22dを分断する工程の説明図である。
なお、第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を使用するとともに説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment of a semiconductor substrate cutting apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is an explanatory diagram of a method for dividing a semiconductor substrate using the pressing device according to the fifth embodiment. FIG. 9A is an explanatory diagram of a state before the
In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, while using the same code | symbol, description is abbreviate | omitted.
図9(A)に示すように、第4実施形態と同様に、押圧装置43の上部には、半導体チップ22a〜22fの中央部に対応する位置に、ピン状の押圧部材47a〜47fが個別に昇降移動できるようにそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 9A, as in the fourth embodiment, pin-like
まず、図9(B)に示すように、押圧装置43を図示しない移動手段により上昇させると、半導体基板21の最も外周側の押圧部材47a、47fのみが、上昇し、半導体基板21の裏面側から半導体チップ22a、22fの中央部の下方にそれぞれ当接し、局部的に押圧する。これにより、分断予定ラインDL1、DL2、DL6、DL7に集中的に応力が負荷されるので、外周部近傍の半導体チップ22c、22dを優先的に分断することができる。
このとき、半導体基板21の外周方向の半導体チップ22a、22fを確実に分断するので、シート41が過剰に引き伸ばされてしまい、中央部に力がかからなくなるということがない。
First, as shown in FIG. 9B, when the
At this time, since the
続いて、図9(C)に示すように、押圧部材47a、47fが下降するとともに、押圧部材47b、47eが上昇し、半導体基板21の裏面側から半導体チップ22b、22eの中央部の下方にそれぞれ当接し、局部的に押圧する。これにより、分断予定ラインDL3、DL5に集中的に応力が負荷されるので、半導体チップ22b、22eのみが分断される。
Subsequently, as shown in FIG. 9C, the
続いて、図9(D)に示すように、押圧部材47b、47eが下降するとともに、押圧部材47c、47dが上昇し、半導体基板21の裏面側から半導体チップ22c、22dの中央部の下方にそれぞれ当接し、局部的に押圧する。これにより、分断予定ラインDL4に応力が負荷されるので、半導体チップ22c、22dが分断される。
つまり、押圧装置43に設けられた押圧部材47a〜47fは、半導体基板21の外周方向から中心方向に向かって順番に上昇し、半導体チップ22a〜22fの中央部に対応する位置を押圧する。そして、半導体チップ22a〜22fを外周方向から中心方向に向かって順番に分断する。
Subsequently, as shown in FIG. 9D, the
That is, the
[第5実施形態の効果]
半導体基板の分断装置1に設けられた押圧装置43は、半導体基板21の裏面に接着されたシート41の裏面の所定の位置を、半導体基板21の外周方向から中心方向に向かって順番に押圧するため、半導体基板21の外周方向の半導体チップ22から確実に分断するので、半導体基板21の外周近傍に分断しにくい半導体チップ22が存在した場合でも、シート41が過剰に引き伸ばされてしまい、半導体基板21の中央部に力がかからなくなるということがない。したがって、半導体基板21を容易に分断することができ、半導体チップ22の歩留まりを向上させることができる。
[Effect of Fifth Embodiment]
The
[その他の実施形態]
(1)押圧装置43によりシート41の裏面を押圧するときに、超音波振動子などの振動手段を用いて、半導体基板21に振動を付与してもよい。この構成を用いた場合、振動の物理的作用により改質領域Kからクラックを進展させることができ、分断に必要な力を小さくすることができるので、半導体基板21を容易に分断することができ、半導体チップ22の歩留まりを向上させることができる。
[Other Embodiments]
(1) When the back surface of the
(2)押圧装置43によりシート41の裏面を押圧するときに、ヒータなどの加熱手段を用いて、半導体基板21を加熱してもよい。この構成を用いた場合、改質領域Kに熱応力を負荷することができ、分断に必要な力を小さくすることができるので、半導体基板21を容易に分断することができ、半導体チップ22の歩留まりを向上させることができる。
(2) When the back surface of the
(3)半導体基板21には、シリコンのみで構成された半導体基板を用いたが、本発明の適用はこれに限られることはなく、例えば、酸化シリコンからなる酸化膜を半導体基板21の基板面21aに形成したものやSOI(Silicon On Insulator)のウェハについて適用することも可能である。
(3) Although the semiconductor substrate made of only silicon is used as the
[各請求項と実施形態との対応関係]
フレーム42が請求項1に記載の保持手段に、押圧装置43、押圧突起44(44a〜44f)、押圧部材45a〜45f、46a〜46f、47a〜47fが押圧手段にそれぞれ対応する。
[Correspondence between each claim and embodiment]
The
1 分断装置
21 半導体基板
22 半導体チップ
31 レーザヘッド
41 シート
42 フレーム(保持手段)
43 押圧装置(押圧手段)
44(44a〜44f) 押圧突起(押圧手段)
45a〜45f、46a〜46f、47a〜47f 押圧部材(押圧手段)
DL 分断予定ライン
K 改質領域
L レーザ光
P 集光点
1 Cutting
43 Pressing device (pressing means)
44 (44a-44f) Pressing protrusion (Pressing means)
45a-45f, 46a-46f, 47a-47f Pressing member (pressing means)
DL Divided line K Modified region L Laser beam P Condensing point
Claims (5)
前記シートの外周を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記シートを裏面から押圧する押圧手段とを備えており、
前記シートの裏面を前記押圧手段によって押圧して、前記保持手段で保持された前記シートを引き伸ばすことにより、半導体基板をその厚さ方向に分断するための分断予定ラインに沿って分断して半導体チップを得る半導体基板の分断装置において、
前記押圧手段は、前記シートの裏面の前記分断予定ラインに対応する位置のみを局部的に、全ての半導体チップの前記分断予定ラインについて同時に押圧することを特徴とする半導体基板の分断装置。 A semiconductor substrate with a sheet bonded to the back substrate surface;
Holding means for holding the outer periphery of the sheet;
Pressing means for pressing the sheet held by the holding means from the back surface,
By pressing the back surface of the sheet by the pressing unit and stretching the sheet held by the holding unit, the semiconductor chip is divided along a dividing line for dividing the semiconductor substrate in its thickness direction. In the semiconductor substrate cutting apparatus to obtain
The semiconductor substrate cutting apparatus according to claim 1, wherein the pressing means presses only the position corresponding to the scheduled cutting line on the back surface of the sheet locally and simultaneously on the planned cutting lines of all the semiconductor chips.
レーザ光を照射するレーザヘッドを、前記分断予定ラインに沿って、前記半導体基板に対して相対移動させながら、前記半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射し、前記集光点に多光子吸収による改質領域を形成する改質領域形成手段が設けられており、この改質領域形成工程を経た前記半導体基板を、前記改質領域を起点にして分断することを特徴とする半導体基板の分断装置。 In the semiconductor substrate cutting device according to claim 1 ,
A laser head that irradiates a laser beam is moved relative to the semiconductor substrate along the planned dividing line, and the laser beam is irradiated with a laser beam that is focused on the inside of the semiconductor substrate. And a modified region forming means for forming a modified region by multiphoton absorption is provided, and the semiconductor substrate that has undergone the modified region forming step is divided starting from the modified region. Semiconductor substrate cutting device.
前記半導体基板に振動を付与する振動手段を備えたことを特徴とする半導体基板の分断装置。 In the semiconductor substrate cutting device according to claim 1 or 2 ,
A semiconductor substrate cutting apparatus comprising a vibrating means for applying vibration to the semiconductor substrate.
前記半導体基板を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする半導体基板の分断装置。 In the semiconductor substrate cutting device according to any one of claims 1 to 3 ,
A semiconductor substrate cutting apparatus comprising heating means for heating the semiconductor substrate.
前記シートの外周を保持する保持工程と、
前記シートの裏面を押圧し、前記保持工程にて保持された前記シートを引き伸ばすことにより、半導体基板をその厚さ方向に分断するための分断予定ラインに沿って分断して半導体チップを得る際に、前記シートの裏面の前記分断予定ラインに対応する位置のみを局部的に、全ての半導体チップの前記分断予定ラインについて同時に押圧する分断工程と
を備えたことを特徴とする半導体基板の分断方法。 Prepare a semiconductor substrate with a sheet bonded to the back substrate surface,
A holding step for holding the outer periphery of the sheet;
When a semiconductor chip is obtained by pressing the back surface of the sheet and stretching the sheet held in the holding step to divide the semiconductor substrate along a dividing line for dividing the semiconductor substrate in its thickness direction. A cutting method for a semiconductor substrate, comprising: a step of locally pressing only a position corresponding to the planned cutting line on the back surface of the sheet, simultaneously with respect to the planned cutting lines of all semiconductor chips.
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