JP6047392B2

JP6047392B2 - 分割装置および分割方法

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Publication number: JP6047392B2
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Inventors: 篤服部; 吉洋川口
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Description

本発明は、半導体ウェーハ等の円形板状物を予め設定されている分割予定ラインに沿って分割するための分割装置および分割方法に関する。

半導体デバイス製造工程においては、円板状の半導体ウェーハの表面に格子状の分割予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、これら矩形領域の表面にＩＣやＬＳＩ等の電子回路を形成し、次いで裏面を研削した後に研磨するなど必要な処理をしてから、分割予定ラインに沿ってウェーハを個々の矩形領域に分割し、多数の半導体チップを得ている。

上記半導体ウェーハ等の円形板状物を分割する方法として、分割予定ラインに沿って強度を低下させた分割起点を形成してから円形板状物に外力を付与して分割するといった方法が提案されている。外力の付与の仕方は様々であるが、例えばチップサイズが小さいウェーハや、厚さが大きかったり比較的硬度が高くて分割されづらかったりする場合には、分割起点に沿って円形板状物を局所的に押圧したり、吸引して引き落としたりして分割するといった方法が知られている（特許文献１，２）。

特開２０１２−１４６７４４号公報特開２００６−１０８２７３号公報

ところで、半導体ウェーハ等の円形板状物は薄く脆いことから、分割加工を行う際にはハンドリング性を確保するために環状フレームの内側にテープを介して円形板状物を支持し、環状フレームでハンドリングが行えるようにされている。このように環状フレームの内側にテープを介して支持した円形板状物を、分割予定ラインに沿ったバー状の部材（バー部材）を用いて分割予定ラインに外力を付与し分割する場合、バー部材は円形板状物の直径よりも長い長さを有する必要があるが、円形板状物の外側領域の分割予定ラインにそのようなバー部材を作用させると、環状フレームにバー部材が干渉してしまい、外力を付与することができなくなる。そのため、環状フレームを内側の開口サイズがバー部材が当たらない大きなものとする必要があり、このような大きな環状フレームは、円形板状物に対して過度に大きく、適正サイズではないものを使用することになる。

円形板状物のサイズに対して過度に大きい環状フレームを使用するとなると、消耗品であるテープも環状フレームのサイズに合わせて大きくする必要があり、テープの使用量が増すため非経済的であるという問題がある。また、分割以外の例えば分割起点形成工程や分割後のチップをピックアップするピックアップ工程等の工程で使用される加工装置では、円形板状物に対応したサイズの環状フレームを使用することが要求されるため、分割工程のためのみに円形板状物を過度に大きな環状フレームに貼り変える作業が必要となり、非常に手間がかかって生産性が低下する。さらに、円形板状物が例えば現状で最大径のウェーハであった場合、このウェーハに適合する、すなわちバー部材が干渉しない大きな環状フレームを特別に製作しなければならないという問題もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その主たる課題は、円形板状物に応じた適正サイズの環状フレームの内側にテープを介して支持した円形板状物の全ての分割予定ラインを、バー部材が環状フレームに干渉せずにバー部材で分割することができる分割装置および分割方法を提供することにある。

本発明の請求項１に記載の分割装置は、長さが異なる分割予定ラインを複数有し該分割予定ラインに沿って分割起点が形成された円形板状物と、該円形板状物の一面に貼着されたテープと、該テープの外周が貼着された該円形板状物を収容する大きさの開口部を有した環状フレームとからなる円形板状物ユニットの該円形板状物を、該分割予定ラインに沿って分割する分割装置であって、前記円形板状物ユニットの前記環状フレームを支持する支持面を有し、該円形板状物ユニットの円形板状物を上側とし該円形板状物に対応した領域の前記テープを下側として該円形板状物と該円形板状物に対応した領域の該テープとを露出させた状態で該環状フレームを保持する環状フレーム保持手段と、該環状フレーム保持手段で保持された前記環状フレームに貼着された前記テープの下方に配設され、該テープを介して前記円形板状物の前記分割予定ラインの伸長方向と平行に伸長し該分割予定ラインを分割する該環状フレームの前記開口部の直径よりも短い長さを有したバーユニットと、該バーユニットを分割すべき前記分割予定ラインに対して直交方向に相対移動させる移動手段と、を備え、前記バーユニットは、前記円形板状物の分割すべき前記分割予定ラインの中で最短の該分割予定ラインよりも長く、該円形板状物の分割すべき該分割予定ラインの中で最長の該分割予定ラインよりも短い長さを有した第一バー部材と、分割すべき前記分割予定ラインの中で最長の該分割予定ラインよりも長い長さを有した第二バー部材と、を少なくとも有し、前記第一バー部材は、前記円形板状物の外側領域に位置する前記分割予定ラインの分割を担い、前記第二バー部材は前記円形板状物の中央領域に位置する前記分割予定ラインの分割を担い、前記移動手段によって該第一バー部材と該第二バー部材とが該円形板状物の該外側領域と該中央領域とにそれぞれ位置付けられることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の分割方法は、請求項１に記載の分割装置で、長さが異なる分割予定ラインを複数有し該分割予定ラインに沿って分割起点が形成された円形板状物と、該円形板状物の一面に貼着されたテープと、該テープの外周が貼着された該円形板状物を収容する大きさの開口部を有した環状フレームとからなる円形板状物ユニットの該円形板状物を、該分割予定ラインに沿って分割する分割方法であって、前記環状フレーム保持手段で、前記円形板状物ユニットの前記環状フレームを保持する保持ステップと、前記環状フレーム保持手段で固定される前記円形板状物ユニットの円形板状物の分割すべき前記分割予定ラインと、前記バー部材とを位置合わせする位置合わせステップと、該位置合わせステップと前記保持ステップとを実施した後、分割すべき前記分割予定ラインの中で最短の該分割予定ラインを含む前記外側領域において前記移動手段によって前記第一バー部材が分割すべき該分割予定ラインに対して直交方向に相対移動されることで、該外側領域において該分割予定ラインに沿って円形板状物を分割する第一分割ステップと、分割すべき前記分割予定ラインの中で最長の該分割予定ラインを含む前記中央領域において前記移動手段によって前記第二バー部材が分割すべき該分割予定ラインに対して直交方向に相対移動されることで、該中央領域において該分割予定ラインに沿って円形板状物を分割する第二分割ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明では、円形板状物の、分割予定ラインが比較的短い外側領域と分割予定ラインが比較的長い中央領域とにそれぞれ対応した長さの異なるバー部材を用いて分割予定ラインを分割する。このため、各バー部材の長さを分割予定ラインを分割するのに十分、かつ、必要最低限の長さに構成することができる。その結果、円形板状物に応じた適正サイズの環状フレームを用いながら、バー部材が環状フレームに干渉せずに円形板状物をバー部材で確実に分割することができる。

本発明によれば、円形板状物に応じた適正サイズの環状フレームの内側にテープを介して支持した円形板状物の全ての分割予定ラインを、バー部材が環状フレームに干渉せずにバー部材で分割することができる分割装置および分割方法が提供されるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る分割装置で分割加工が施される半導体ウェーハの、（ａ）斜視図、（ｂ）断面図である。一実施形態の分割装置の斜視図である。同分割装置の基台と移動テーブルを分解した状態の斜視図である。同分割装置が具備する環状フレーム保持手段の側断面図である。同分割装置が具備するバー部材とウェーハとの相対位置を模式的に示す平面図である。同バー部材の一部側断面および吸引路の吸引経路を示す図である。同分割装置によるウェーハの分割方法の過程を示す側断面図である。同分割方法の過程を模式的に示す平面図である。バーユニットの他の実施形態によるウェーハの分割方法を模式的に示す平面図である。バーユニットのさらに他の実施形態を具備する分割装置の斜視図である。図１０に示した分割装置の基台と移動テーブルを分解した状態の斜視図である。図１０に示した分割装置が具備するバー部材とウェーハとの相対位置を模式的に示す平面図である。図１０に示した分割装置によるウェーハの分割方法の過程を模式的に示す平面図である。バー部材の他の実施形態の一例を示す側面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１の符号１は一実施形態で分割加工が施される半導体ウェーハ等のウェーハ（円形板状物）を示しており、図２はウェーハ１に分割加工を施す一実施形態の分割装置１０を示している。

［１］ウェーハ
図１に示すウェーハ１は、厚さが例えば数百μｍ程度の円板状に形成され、外周縁の一部には、結晶方位を示すオリエンテーションフラットと呼ばれる切欠き１ｃが形成されている。図１（ａ）に示すようにウェーハ１には格子状の複数の分割予定ライン２によって複数の矩形領域３が設定されており、これら矩形領域３の表面１ａ側には、図１（ｂ）に示すようにＩＣやＬＳＩからなる電子回路を有するデバイス４が形成されている。ウェーハ１は円板状であるため、分割予定ライン２の長さは均一ではなく、長さが異なっているものが複数本設定されている。

図１に示すように、ウェーハ１は、裏面１ｂにテープ６が貼着され、このテープ６の外周に環状フレーム７が貼着されウェーハユニット（円形板状物ユニット）８とされて分割装置１０に搬入される。環状フレーム７はステンレス等の剛性を有する金属板等からなるものでウェーハ１を収容する大きさの円形状の開口部７ａを有し、ウェーハ１は開口部７ａに同心状に配設されてテープ６に貼着される。

テープ６は、伸縮性を有するポリ塩化ビニルやポリプロピレン等の合成樹脂シートからなる基材の片面に粘着層が形成されたものが用いられ、ウェーハ１と環状フレーム７は片面の粘着層に貼着され、ウェーハ１は表面１ａ側が露出した状態とされる。環状フレーム７はウェーハ１のサイズに適合した適正サイズのものであり、ウェーハ１は、環状フレーム７およびテープ６を介してハンドリングされる。

図１（ｂ）に示すように、ウェーハ１の内部には、分割予定ライン２に沿って改質層５が予め形成されている。改質層５は透過性を有する所定波長のパルスレーザビームをウェーハ１の内部に集光点を合わせて照射することにより形成される。改質層５はウェーハ１の他の部分と比較して強度が低下しており、分割起点となる。

なお、本実施形態ではウェーハ１の分割予定ライン２に沿った分割起点を改質層５としているが、分割起点は改質層５に限られず、切削ブレードで切削したりレーザビームを照射したりして形成した溝等であってもよい。

次に、図２に示す分割装置１０、およびこの分割装置１０を用いたウェーハ１の分割方法を説明する。

［２］分割装置
［２−１］構成
図２に示すように、分割装置１０は、矩形状の基台１１と、この基台１１上にＹ方向に移動可能に載置された矩形状の移動テーブル１５とを具備している。基台１１上にはＹ方向に延びる互いに平行な一対のガイドレール１２がＸ方向に離間して配設されており、Ｘ１側のガイドレール１２の上面には断面Ｖ字状のガイド溝１２ａが形成されている。なお、以下の説明でのＸ（Ｘ１，Ｘ２）・Ｙ（Ｙ１，Ｙ２）・Ｚ方向は、図２に記載の座標軸Ｘ（Ｘ１，Ｘ２）・Ｙ（Ｙ１，Ｙ２）・Ｚ方向に一致するものとする。

移動テーブル１５は、図３に示すように、中央部に円形孔１５ｂが形成されており、下面の所定箇所には上記ガイド溝１２ａに摺動可能に係合する凸条１５ａが形成されている。移動テーブル１５は凸条１５ａがガイド溝１２ａに沿って摺動することにより基台１１上をＹ方向に沿って移動可能とされ、移動テーブル１５の移動は移動手段２０によってなされる。

移動手段２０は、図３に示すように、基台１１上にＸ２側のガイドレール１２に近接配置され、Ｙ２側の端部が軸受１６に正逆回転可能に支持されたＹ方向に延びる雄ねじロッド２１と、この雄ねじロッド２１のＹ１側の端部に連結されて雄ねじロッド２１を回転駆動するパルスモータ２２と、移動テーブル１５の下面に固定されて雄ねじロッド２１が螺合する雌ねじブロック２３とから構成されている。この移動手段２０によれば、パルスモータ２２によって雄ねじロッド２１が正逆回転することで、その回転方向に応じたＹ方向（Ｙ１方向またはＹ２方向）に雌ねじブロック２３を介して移動テーブル１５が移動する。

図２に示すように、移動テーブル１５上には、環状フレーム７を保持してウェーハユニット８を水平な状態に保持する環状フレーム保持手段３０と、分割予定ライン２に沿ってウェーハ１を分割するバーユニット５０が配設されている。

環状フレーム保持手段３０は、図２および図４に示すように、ウェーハ１の外径よりもやや大きい内径を有し水平な環状の上端縁を有する円筒台３１と、この円筒台３１の周囲に配設された円筒台を囲繞する昇降可能な環状のフレーム保持部材３５とを備えている。円筒台３１の下端部には、図２に示すようにフランジ部３２が形成されている。フランジ部３２は移動テーブル１５の円形孔１５ｂに回転可能に嵌合されており、円筒台３１は、フランジ部３２に巻架されたベルト４３を含む回転手段４０で回転駆動される。

回転手段４０は、移動テーブル１５の下面側に取り付けられたパルスモータ４１と、移動テーブル１５の上面側に配設されたパルスモータ４１の回転軸に装着されたプーリ４２と、プーリ４２とフランジ部３２とに巻架されたベルト４３とから構成されている。この回転手段４０によれば、パルスモータ４１によって正逆回転するプーリ４２の回転がベルト４３を介してフランジ部３２に伝達されて、円筒台３１が回転する。

環状のフレーム保持部材３５は円筒台３１と同心状に配設されており、一定幅に形成された上面は水平で、この上面はウェーハユニット８の環状フレーム７を支持する支持面３５ａとされている。フレーム保持部材３５の外周側には、支持面３５ａに載置された環状フレーム７を支持面３５ａとの間に挟んで環状フレーム７を保持する複数のクランプ機構３６が配設されている。フレーム保持部材３５の円形状の開口部３５ｂは円筒台３１の外径よりも大きく、かつ、環状フレーム７の内径よりもやや小さく設定され、開口部３５ｂを円筒台３１が相対的に通過可能となっている。

フレーム保持部材３５は、円筒台３１の周囲に配設された空気圧や油圧等用いた流体圧シリンダからなる複数のシリンダ装置３７によって昇降駆動される。シリンダ装置３７は上方に延びるピストンロッド３７ａを有しており、図２に示すようにフランジ部３２に固定されている。フレーム保持部材３５は、ピストンロッド３７ａの上端に固定されている。シリンダ装置３７のピストンロッド３７ａが同期して伸縮することにより、フレーム保持部材３５が昇降する。

上記環状フレーム保持手段３０には、図４に示すように、ウェーハユニット８が、ウェーハ１を上側とし、かつ、テープ６を下側として、ウェーハ１が円筒台３１上に同心状に載置され、環状フレーム７がフレーム保持部材３５の支持面３５ａに載置されてクランプ機構３６で保持される。この保持状態で、ウェーハ１は上側に露出し、ウェーハ１に対応した領域のテープ６が円筒台３１内において下方に露出する。

環状フレーム保持手段３０の円筒台３１の内部であって、環状フレーム保持手段３０に保持されたウェーハユニット８のテープ６の下方にバーユニット５０が配設されている。

バーユニット５０は、図３および図４に示すように、基台１１に固定された直方体状のユニット台５９と、ユニット台５９上に立設された矩形板状の第一バー部材５１、第二バー部材５２、第三バー部材５３とを備えている。各バー部材５１，５２，５３は面方向がＸ・Ｚ面に沿っており、上端縁がＸ方向に伸長している。これらバー部材５１，５２，５３のＸ方向の長さは、環状フレーム７の開口部７ａの直径よりも短く、また、高さは上端縁が円筒台３１の上端縁に揃う程度に設定されている。

第二バー部材５２はユニット台５９の中央部に立設され、この第二バー部材５２のＹ方向両側に、それぞれ所定間隔をおいて第一バー部材５１と第三バー部材５３が立設されている。図５は、円筒台３１を回転させて、環状フレーム保持手段３０に保持したウェーハ１の一方向に伸長する分割予定ライン２をＸ方向と平行に定めた状態を示している。同図に示すように、Ｘ方向長さは、第一バー部材５１と第三バー部材５３は同じであり、第二バー部材５２は第一バー部材５１および第三バー部材５３よりも長い。同じ長さの第一バー部材５１と第三バー部材５３は、ウェーハ１の分割予定ライン２の中で、最短すなわち最も端部側の分割予定ライン２よりも長く、かつ、最長すなわち直径あるいは直径付近の分割予定ライン２よりも短い長さを有している。本実施形態の第三バー部材５３は、本発明で言う第一バー部材に相当するものである。また、第二バー部材５２は、分割予定ライン２の中で最長の分割予定ライン２よりも長い長さを有している。

バーユニット５０の各バー部材５１，５２，５３は、移動テーブル１５がＹ方向に移動することで、円筒台３１の内部において円筒台３１に対しＹ方向に相対移動することになる。移動テーブル１５は、第二バー部材５２の両側の第一バー部材５１および第三バー部材５３のＸ方向両端縁が、それぞれ円筒台３１の内周面に当接する直前の範囲で移動可能であり、ユニット台５９はこの動きを妨げない。

さて、図５は、図中右側（Ｙ１側）の第一バー部材５１が円筒台３１の内周面に当接する直前の状態、すなわちバーユニット５０がＹ１側への移動端に位置している状態を示している。同図に示すように、この状態で第一バー部材５１は環状フレーム保持手段３０に保持されたウェーハ１から外側にＹ１側に外れ、かつ、Ｘ方向の長さが環状フレーム７内に収まる長さとなっている。また、バーユニット５０がＹ２側への移動端に位置した際には、各バー部材５１，５２，５３は図５で左右対称の左側に位置する（二点鎖線で示す）。

このように移動テーブル１５がＹ方向に移動してバーユニット５０を分割予定ライン２に対し直交するＹ方向に相対移動する過程で、第一バー部材５１がウェーハ１におけるＹ１側の複数の分割予定ライン２よりも長い領域すなわちカバー可能な領域が、第一領域（外側領域）Ａ１とされる。また、第三バー部材５３がＹ２側の複数の分割予定ライン２をカバー可能な領域が、第三領域（外側領域）Ａ３とされる。そして、第一領域Ａ１と第三領域Ａ３との間の、第一バー部材５１および第三バー部材５３ではカバーできず第二バー部材５２のみでカバー可能な領域が、第二領域（中央領域）Ａ２とされる。

各バー部材５１，５２，５３は、図６に示すように幅方向（Ｙ方向）の中間部にスリット状の吸引路５４を有している。吸引路５４はＸ方向両端部において閉じられており、上で言うバー部材のＸ方向の長さとは、実質的にはこの吸引路５４のＸ方向の長さを言う。

図６に示すように、各バー部材５１，５２，５３の上端部は、吸引路５４のＹ２側の板部５５ａがＹ１側の板部５５ｂよりも高く形成されている。また、高い方の板部５５ａの上端面は平坦に形成されており、この上端面から低い方の板部５５ｂにわたる上端面の断面は、Ｙ１側に傾斜しながら凹状に湾曲する湾曲面５６に形成されている。各バー部材５１，５２，５３においては、高い方の板部５５ａの上端面が、環状フレーム保持手段３０に保持されたウェーハユニット８のテープ６の下面に当接または近接する。

バーユニット５０には各バー部材５１，５２，５３に上記吸引路５４がそれぞれ独立して形成され、これら吸引路５４には、図４および図６に示すように途中に電磁切替弁６１が介在された吸引管路６２がそれぞれ連通されており、これら吸引管路６２は収束して吸引源６３に連通されている。電磁切替弁６１は吸引路５４を開閉する弁であり、吸引源６３を運転した状態で電磁切替弁６１を「開」にすると吸引路５４内の空気が吸引され、吸引路５４の上端開口に負圧が作用し、「閉」に切り替えると常圧に戻る。各吸引路５４は各吸引管路６２に電磁切替弁６１がそれぞれ設けられているため、それぞれバー部材５１，５２，５３ごとに独立して負圧／常圧の切り替えがなされるようになっている。

上記各バー部材５１，５２，５３によってウェーハ１を分割する際には、吸引路５４を負圧にしてテープ６の下面をウェーハ１とともに吸引した状態で移動テーブル１５をＹ１側に移動させてバーユニット５０をＹ２側に相対移動させる。そしてその移動の途中において図６に示すようにバー部材５１，５２，５３の高い方の板部５５ａにおける上端面の吸引路５４側のエッジ（割断エッジと称する）５７がウェーハ１のＸ方向に伸長する分割予定ライン２にテープ６を介して一致すると、ウェーハ１の分割予定ライン２の右側（低い方の板部５５ｂ側）が下方に吸引される。これにより割断エッジ５７によって曲げ応力が分割予定ライン２に沿って発生し、ウェーハ１は改質層５が形成されて強度が低下しているその分割予定ライン２に沿って割断される。

バーユニット５０においては、第一〜第三バー部材５１，５２，５３は、それぞれウェーハ１の第一〜第三領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に位置する分割予定ライン２の分割を担い、移動テーブル１５のＹ方向への移動に応じて、第一〜第三バー部材５１，５２，５３はそれぞれ第一〜第三領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に位置付けられる。

また、本装置１０は、図２に示すように環状フレーム保持手段３０に保持されたウェーハ１の分割予定ライン２を検出する検出手段６０を具備している。検出手段６０は基台１１のＹ２側の端部に立設されたＬ字状の支柱６１の先端に取り付けられ、円筒台３１の上方に位置付けられている。検出手段６０はＣＣＤ等の撮像素子を備え、ウェーハ１の表面１ａを撮像することで分割予定ライン２の検出がなされる。

［２−２］分割方法
以上が一実施形態の分割装置１０の構成であり、次いで該装置１０を用いたウェーハ１の分割方法を説明する。

はじめに、図４に示すように、フレーム保持部材３５を、支持面３５ａが円筒台３１の上端と同じとなる高さ位置にシリンダ装置３７によって位置付け、ウェーハユニット８を環状フレーム保持手段３０上に同心状に保持する（保持ステップ）。ウェーハユニット８は、ウェーハ１を上側とし、かつ、テープ６を下側として、環状フレーム７をフレーム保持部材３５上に載置してクランプ機構３６で挟持し、テープ６を介してウェーハ１を円筒台３１上に載置して環状フレーム保持手段３０に保持される。

次に、円筒台３１とともに環状フレーム保持手段３０を回転させ、ウェーハ１の分割すべき一方向に伸長する分割予定ライン２をバー部材５１〜５３の伸長方向であるＸ方向と平行に位置合わせする（位置合わせステップ）。位置合わせステップは、検出手段６０でウェーハ１の表面を撮像することで分割予定ライン２がＸ方向と平行になるように円筒台３１の回転角度を調整して行う。次に、図７（ａ）に示すようにシリンダ装置３７によってフレーム保持部材３５を下降させ、これによりテープ６を拡張してウェーハ１を分割しやすいようにする。なお、テープ６の拡張は必要に応じて行うものであり、例えばウェーハ１がきわめて薄く拡張しない状態でも分割可能であれば、特にテープ６を拡張させなくてもよい。

次に、移動テーブル１５をＹ１方向に所定速度で連続的に移動させることで、図８（ａ）〜（ｃ）に示すようにバーユニット５０をＹ２方向に相対移動させながら、Ｘ方向に伸長する全ての分割予定ライン２を同図においてＹ１側からＹ２側に向かって順次分割する。

すなわち、はじめに図８（ａ）に示すようにバーユニット５０を最もＹ１側に位置付け、第一バー部材５１側の電磁切替弁６１を開として吸引路５４を負圧とし、バーユニット５０をＹ２方向に相対移動させて第一バー部材５１の上端をテープ６の下面に沿ってＹ２方向に移動させる。これにより、Ｙ１側の端部の最短の分割予定ライン２から第一領域Ａ１の複数の分割予定ライン２を第一バー部材５１によって順次割断してウェーハ１を分割していく（第一分割ステップ）。第一分割ステップでは、第三バー部材５３は分割予定ライン２の全長をカバーしていないため、電磁切替弁６１は閉として吸引路５４を負圧とはしない。

分割予定ライン２は分割起点である改質層５が形成されていることにより、通過する第一バー部材５１から負圧作用を受けると第一バー部材５１の割断エッジ５７から曲げ応力を受け、順次割断されていく。また、第一バー部材５１と同時に第二バー部材５２も吸引路５４を負圧とし、第二領域Ａ２におけるＹ２側の一部の分割予定ライン２を第二バー部材５２によって順次割断してウェーハ１を分割していく。

第一領域Ａ１の全ての分割予定ライン２が割断されたら第一バー部材５１側の電磁切替弁６１を閉とし、図７（ｂ）および図８（ｂ）に示すようにバーユニット５０のＹ２方向への相対移動を続けながら残りの第二領域Ａ２の分割予定ライン２を第二バー部材５２のみで分割していく（第二分割ステップ）。第二分割ステップでは、第二領域Ａ２に形成されている最長の分割予定ライン２を含む複数の分割予定ライン２が割断される。

第二分割ステップの終盤においては第三バー部材５３が第三領域Ａ３に入り始めるので、ここで第三バー部材５３側の電磁切替弁６１を開として吸引路５４を負圧とし、図８（ｃ）に示すように第三バー部材５３で第三領域Ａ３の分割予定ライン２の割断を開始するとともに、第二バー部材５２による第二領域Ａ２の分割予定ライン２の割断を続ける（第三分割ステップ）。そして、Ｙ２側の端部の最短の分割予定ライン２が第三バー部材５３によって割断されたら、Ｘ方向に伸長する全ての分割予定ライン２が割断されたことになる。

続いて、図８（ｄ）に示すように円筒台３１を回転させてウェーハユニット８を９０°回転させ、検出手段６０によってウェーハ１の表面１ａを撮像しながら、割断済みの分割予定ライン２に直交する方向に伸長する未割断の分割予定ライン２をＸ方向と平行に位置合わせする（位置合わせステップ）。この後、バーユニット５０を元のＹ１側に戻してから、上記第一〜第三分割ステップを同様の要領で行う。または、図８（ｅ）に示すようにバーユニット５１をＹ２側に到達した状態から、第三領域Ａ３、第二領域Ａ２、第一領域Ａ１の順に分割していってもよい。
以上により、ウェーハ１は格子状に設定された全ての分割予定ライン２に沿って分割される。

［２−３］一実施形態の作用効果
上記一実施形態では、ウェーハ１の、分割予定ライン２が比較的短い第一領域Ａ１および第三領域Ａ３と、分割予定ライン２が比較的長い第二領域Ａ２とにそれぞれ対応した長さの異なる第一〜第三バー部材５１，５２，５３を用いて分割予定ライン２を割断してウェーハ１を分割する。このため、各バー部材５１，５２，５３の長さを分割予定ライン２を分割するのに十分、かつ、必要最低限の長さに構成することができる。その結果、ウェーハ１に応じた適正サイズの環状フレーム７を用いながら、バー部材５１，５２，５３が環状フレーム７に干渉せずにウェーハ１を分割予定ライン２に沿ってバー部材５１，５２，５３により確実に分割することができる。

なお、上記実施形態では、図７（ａ）に示したようにテープ６を拡張した時点でウェーハ１は分割予定ライン２に沿って分割されていないとして説明したが、テープ６の拡張量を調整することでウェーハ１に付与される外力を大きくして、分割起点である改質層５が形成された分割予定ライン２に沿ってウェーハ１を予備分割しておき、予備分割で分割されなかった未分割部分を、上記のようにバー状部材５１〜５３で分割するようにしてもよい。

［３］バーユニットの他の実施形態
［３−１］２つのバー部材を有する形態
上記一実施形態のバーユニット５０は、ウェーハ１の最長の分割予定ライン２を含む第二領域Ａ２の分割を担う第二バー部材５２の両側に、最短の分割予定ライン２を含むウェーハ１の両側の第一、第三領域Ａ１，Ａ３の分割を担う第一、第三バー部材５１，５３が配設された構成であり、Ｙ方向に一度の移動で、一方向に伸長する全ての分割予定ライン２を割断可能なものである。ところで本発明は少なくとも第一バー部材５１と第二バー部材５２を有することを特徴とするものである。したがって図９に示す実施形態のバーユニット５０のように、バー部材は上記の第一バー部材５１と第二バー部材５２の２つのみを有する構成であってもよい。

この実施形態のバーユニット５０によれば、図９（ａ）〜（ｂ）に示すように第一領域Ａ１と第二領域Ａ２の分割予定ライン２を、それぞれ上記実施形態と同様にして第一バー部材５１と第二バー部材５２とにより順次割断してウェーハ１を分割した後、図９（ｃ）に示すように円筒台３１を回転させてウェーハユニット８を１８０°回転させ、未割断の分割予定ライン２を有する第三領域Ａ３をＹ１側に反転させて配する。この後、バーユニット５０をＹ１側に戻しながら、第二領域Ａ２、第三領域Ａ３の順で分割予定ライン２を割断する。これにより全てのＸ方向に伸長する分割予定ライン２が割断される。

［３−２］多数のバー部材を有する形態
上記各実施形態のバーユニット５０は、基本的にはウェーハ１の第一〜第三領域Ａ１，Ａ２，Ａ３、すなわち中央領域とその両側の外側領域に位置する複数の分割予定ライン２を、それぞれ一つのバー部材で割断する形態であったが、中央領域および外側領域を複数のバー部材でまとめて分割する形態であってもよい。

図１０および図１１は、そのような形態のバーユニット５０を具備した分割装置１０を示している。この場合のバーユニット５０は、図１２に示すように、Ｙ方向中央部に最長の分割予定ライン２よりも長い長さを有しウェーハ１の中央領域に位置する複数の分割予定ライン２の分割を担う複数の第二バー部材５２と、これら第二バー部材５２のＹ方向両側に配設され、最短の分割予定ライン２よりも長く、かつ、最長の分割予定ライン２よりも短い長さを有しウェーハ１の外側領域に位置する複数の分割予定ライン２の分割を担う複数の第一バー部材５１とを有している。各バー部材５１，５２は小さい間隔をおいて隣接して配列されるか、あるいは全てを合体させて一つのブロックとし、ブロックに多数の吸引路５４を形成してバー部材５１，５２を形成した構成としてもよい。

このバーユニット５０によれば、図１３（ａ）〜（ｆ）に示すように、ウェーハ１に対しＹ１側からＹ２側に相対的に移動させながら、分割予定ライン２をカバーする、すなわち分割予定ライン２よりも長さが長いバー部材５１，５２の吸引路５４を負圧とすることで、連続的に分割予定ライン２を割断してウェーハ１を分割していくことができる。このように多数のバー部材を備えることにより、移動テーブル１５の移動距離が短くて全ての分割予定ライン２の分割を行うことができ、短時間で分割加工を済ませることができる。また、バー部材を細分化することでバー部材が環状フレーム７に干渉しにくくなり、したがって環状フレーム７のサイズが小さくても分割が可能になるとともに、テープ６の使用量を抑えることができるといった利点を得ることができる。

［４］バー部材の他の実施形態
上記実施形態のバー部材５１〜５３は、吸引路５４を負圧とし、ウェーハ１を吸引して分割予定ライン２に沿って分割する構造のものであるが、本発明のバー部材としては分割予定ライン２に沿って外力を付与しウェーハ１を分割可能なものであれば、いかなる形態のものであってよい。例えば図１４に示す押圧刃７０の先端で分割予定ライン２を押し上げて割断し、ウェーハ１を分割するようなものを採用することができる。押圧刃７０は
ウェーハの外側領域および中央領域の分割予定ラインを割断すべく複数が具備され、それぞれの押圧刃７０が独立して上下動する構成とされる。

なお、上記実施形態では半導体ウェーハ等のウェーハ１を本発明の被加工物である円形板状物としているが、本発明の円形板状物はこの種のウェーハに限定されず、例えばガラスやサファイア基板、セラミック等の各種円形板状物を含むものとする。

１…ウェーハ１（円形板状物）
２…分割予定ライン
５…改質層（分割起点）
６…テープ
７…環状フレーム
７ａ…環状フレームの開口部
８…ウェーハユニット（円形板状物ユニット）
１０…分割装置
２０…移動手段
３０…環状フレーム保持手段
３５ａ…支持面
５０…バーユニット
５１…第一バー部材
５２…第二バー部材
５３…第三バー部材
Ａ１…第一領域（外側領域）
Ａ２…第二領域（中央領域）
Ａ３…第三領域（外側領域）

Claims

長さが異なる分割予定ラインを複数有し該分割予定ラインに沿って分割起点が形成された円形板状物と、該円形板状物の一面に貼着されたテープと、該テープの外周が貼着された該円形板状物を収容する大きさの開口部を有した環状フレームとからなる円形板状物ユニットの該円形板状物を、該分割予定ラインに沿って分割する分割装置であって、
前記円形板状物ユニットの前記環状フレームを支持する支持面を有し、該円形板状物ユニットの円形板状物を上側とし該円形板状物に対応した領域の前記テープを下側として該円形板状物と該円形板状物に対応した領域の該テープとを露出させた状態で該環状フレームを保持する環状フレーム保持手段と、
該環状フレーム保持手段で保持された前記環状フレームに貼着された前記テープの下方に配設され、該テープを介して前記円形板状物の前記分割予定ラインの伸長方向と平行に伸長し該分割予定ラインを分割する該環状フレームの前記開口部の直径よりも短い長さを有したバーユニットと、
該バーユニットを分割すべき前記分割予定ラインに対して直交方向に相対移動させる移動手段と、を備え、
前記バーユニットは、
前記円形板状物の分割すべき前記分割予定ラインの中で最短の該分割予定ラインよりも長く、該円形板状物の分割すべき該分割予定ラインの中で最長の該分割予定ラインよりも短い長さを有した第一バー部材と、
分割すべき前記分割予定ラインの中で最長の該分割予定ラインよりも長い長さを有した第二バー部材と、を少なくとも有し、
前記第一バー部材は、前記円形板状物の外側領域に位置する前記分割予定ラインの分割を担い、前記第二バー部材は前記円形板状物の中央領域に位置する前記分割予定ラインの分割を担い、前記移動手段によって該第一バー部材と該第二バー部材とが該円形板状物の該外側領域と該中央領域とにそれぞれ位置付けられること
を特徴とする分割装置。
請求項１に記載の分割装置で、長さが異なる分割予定ラインを複数有し該分割予定ラインに沿って分割起点が形成された円形板状物と、該円形板状物の一面に貼着されたテープと、該テープの外周が貼着された該円形板状物を収容する大きさの開口部を有した環状フレームとからなる円形板状物ユニットの該円形板状物を、該分割予定ラインに沿って分割する分割方法であって、
前記環状フレーム保持手段で、前記円形板状物ユニットの前記環状フレームを保持する保持ステップと、
前記環状フレーム保持手段で固定される前記円形板状物ユニットの円形板状物の分割すべき前記分割予定ラインと、前記バー部材とを位置合わせする位置合わせステップと、
該位置合わせステップと前記保持ステップとを実施した後、分割すべき前記分割予定ラインの中で最短の該分割予定ラインを含む前記外側領域において前記移動手段によって前記第一バー部材が分割すべき該分割予定ラインに対して直交方向に相対移動されることで、該外側領域において該分割予定ラインに沿って円形板状物を分割する第一分割ステップと、
分割すべき前記分割予定ラインの中で最長の該分割予定ラインを含む前記中央領域において前記移動手段によって前記第二バー部材が分割すべき該分割予定ラインに対して直交方向に相対移動されることで、該中央領域において該分割予定ラインに沿って円形板状物を分割する第二分割ステップと、
を備えることを特徴とする分割方法。