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発明の名称 ウエーハの分割装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−19159(P2007−19159A)
公開日 平成19年1月25日(2007.1.25)
出願番号 特願2005−197578(P2005−197578)
出願日 平成17年7月6日(2005.7.6)
代理人 【識別番号】100075177
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 尚純
発明者 森重 幸雄
要約 課題
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。

解決手段
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、ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段44と、テープ保持手段44に保持テープを介して保持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して保持するための所定方向に延在する保持面を備えた保持部を有する第1の保持部材5aおよび第2の保持部材5bと、第1の保持部材5aと第2の保持部材5bを離反する方向に移動せしめる保持部材移動手段53とからなるウエーハ破断手段とを具備し、第1の保持部材5aの保持部511および第2の保持部材5bの保持部512は静電チャックによって構成されている。
特許請求の範囲
【請求項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、
ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段と、
該テープ保持手段に該保持テープを介して保持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して保持するための所定方向に延在する保持面を備えた保持部を有する第1の保持部材および第2の保持部材と、
該第1の保持部材と該第2の保持部材を離反する方向に移動せしめる保持部材移動手段とからなるウエーハ破断手段と、を具備し、
該第1の保持部材の保持部および該第2の保持部材の保持部は、静電チャックによって構成されている
ことを特徴とするウエーハの分割装置。
【請求項2】
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、
ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段と、
該テープ保持手段に該保持テープを介して保持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して保持するための所定方向に延在する保持面を備えた保持部を有する第1の保持部材および第2の保持部材と、第1の保持部材と第2の保持部材を構成する保持部の保持面を相対的に傾斜せしめる保持部材傾斜手段とからなるウエーハ破断手段をと、を具備し、
該第1の保持部材の保持部および該第2の保持部材の保持部は、静電チャックによって構成されている、
ことを特徴とするウエーハの分割装置。
【請求項3】
該第1の保持部材の保持部と該第2の保持部材の保持部は、それぞれウエーハの直径に対応する長さに形成され、それぞれ上記所定方向に沿って配設された複数の静電チャックからなっている、請求項1又は2記載のウエーハの分割装置。
【請求項4】
該ウエーハ破断手段は該所定方向と直交する方向に直列に2個配設されており、該2個のウエーハ破断手段をそれぞれ該所定方向と直交する方向に移動せしめるインデックス手段を備えている、請求項1から3のいずれかに記載のウエーハの分割装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、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に関する。
【背景技術】
【0002】
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等のデバイスを形成する。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デバイス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。
【0003】
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、その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が試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、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赤外光領域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、ウエーハを分割するものである。(例えば、特許文献1参照。)
【特許文献1】特許第3408805号公報
【0004】
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、被加工物に形成された分割予定ラインに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿ってメカニカルブレーキング装置によって割断する方法が提案されている。(例えば、特許文献2参照。)
【特許文献2】特開平10−305421号公報
【0005】
上述した分割する方法を実施するには、変質層またはレーザー加工溝が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与する装置が必要であり、下記の特許文献3にはウエーハが貼着された保持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、ウエーハを個々のチップに分割する方法が開示されている。
【特許文献3】特開2005−129607号公報
【0006】
しかしながら、ウエーハが貼着された保持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保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保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。
【0007】
このような問題を解消するために本出願人は、ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段と、テープ保持手段に保持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保持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を具備するウエーハの分割装置を特願2004−215111号として提案した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
而して、上述したウエーハの分割装置は、第1の吸引保持部材および第2の吸引保持部材が保持テープを介してウエーハを吸引保持する構成であるため、ウエーハに伝達される吸引力は保持テープの粘着力に依存するので、ウエーハの充分な引張力を作用させることができず、ウエーハを分割ラインに沿って確実に分割することができない場合がある。
【0009】
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装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
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、
ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段と、
該テープ保持手段に該保持テープを介して保持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して保持するための所定方向に延在する保持面を備えた保持部を有する第1の保持部材および第2の保持部材と、
該第1の保持部材と該第2の保持部材を離反する方向に移動せしめる保持部材移動手段とからなるウエーハ破断手段と、を具備し、
該第1の保持部材の保持部および第2の保持部材の保持部は、静電チャックによって構成されている、
ことを特徴とするウエーハの分割装置が提供される。
【0011】
また、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、
ウエーハの一方の面に貼着した保持テープを保持するテープ保持手段と、
該テープ保持手段に該保持テープを介して保持されたウエーハを分割予定ラインの両側において保持テープを介して保持するための所定方向に延在する保持面を備えた保持部を有する第1の保持部材および第2の保持部材と、第1の保持部材と第2の保持部材を構成する保持部の保持面を相対的に傾斜せしめる保持部材傾斜手段とからなるウエーハ破断手段をと、を具備し、
該第1の保持部材の保持部および該第2の保持部材の保持部は、静電チャックによって構成されている、
ことを特徴とするウエーハの分割装置が提供される。
【0012】
上記第1の保持部材の保持部と第2の保持部材の保持部は、それぞれウエーハの直径に対応する長さに形成され、それぞれ上記所定方向に沿って配設された複数の静電チャックからなっている。
上記ウエーハ破断手段は上記所定方向と直交する方向に直列に2個配設されており、2個のウエーハ破断手段をそれぞれ所定方向と直交する方向に移動せしめるインデックス手段を備えている。
【発明の効果】
【0013】
本発明においては、ウエーハを分割予定ラインの両側に位置付けられた第1の保持部材と第2の保持部材の保持部を構成する静電チャックよって保持テープを介して静電吸着保持し、第1の保持部材と第2の保持部材を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。このとき、第1の保持部材と第2の保持部材の保持部を構成する静電チャックは保持テープを介してウエーハを強固に静電吸着保持しているので、第1の保持部材と第2の保持部材を離反する方向に移動する力をウエーハに確実に伝達することができるため、強度が低下せしめられた分割予定ラインに沿った分割がより確実となる。従って、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、この金属パターンも分割予定ラインに沿って正確に破断される。
また、本発明においては、保持部材傾斜手段を作動して第1の保持部材と第2の保持部材を構成する保持部の保持面を相対的に傾斜させることにより、ウエーハの分割予定ラインに沿って曲げ荷重を作用せしめる。この結果、ウエーハは強度が低下せしめられた分割予定ラインに沿って容易に破断される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明によるウエーハの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。
【0015】
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デバイス102が形成されている。このように形成された半導体ウエーハ10には、分割予定ライン101に沿って強度が低下せしめられた変質層110が形成される。この変質層110は、半導体ウエーハ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分割予定ライン101に沿って照射することにより形成することができる。
【0016】
上述した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変質層110が形成され半導体ウエーハ10は、図2に示すように環状のフレーム11の内側開口部を覆うように外周部が装着された保持テープ12の表面に裏面10bを貼着する。なお、保持テープ12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。
【0017】
次に、上述したように分割予定ライン101に沿って変質層110が形成され強度が低下せしめられた半導体ウエーハ10を、分割予定ライン101に沿って分割する分割装置について、図3および図8を参照して説明する。
図3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4には図3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上に配設され上記図2に示す環状のフレーム11を保持するフレーム保持手段4と、該フレーム保持手段4によって保持された環状のフレーム11に保持テープ12を介して支持された半導体ウエーハ10を分割予定ライン101に沿って破断するウエーハ破断手段5を具備している。
【0018】
フレーム保持手段4は、一対の支持部材41、41と、該一対の支持部材41、41上に配設される保持テーブル42を具備している。一対の支持部材41、41は、所定の曲率半径を有する円弧状に形成されており、所定の間隔を置いて互いに対向して配設されている。この一対の支持部材41、41の上面には複数のボールベアリング43がそれぞれ配設されている。保持テーブル42は、円板状に形成されており、その中央部には矩形状の開口421が設けられている。保持テーブル42の上面には、開口421を挟んで互いに対向する位置に4個のクランプ44が配設されている。また、保持テーブル42の下面には、上記一対の支持部材41、41の曲率半径と同一の半径を有する環状の被案内溝422が設けられている。このように構成された保持テーブル42は、環状の被案内溝422を一対の支持部材41、41の上端部に嵌合せしめ、ボールベアリング43によって支持される。従って、保持テーブル42は、一対の支持部材41、41の曲率に沿って回転可能に支持される。このように構成されたフレーム保持手段4によって上記環状のフレーム11を保持する。即ち、上記図2に示すように保持テープ12を介して半導体ウエーハ10を支持した環状のフレーム11を保持テーブル42上に載置し、この載置されたフレーム11をクランプ44によって固定する。従って、フレーム保持手段4は、環状のフレーム11を介して上記半導体ウエーハ10に貼着された保持テープ12を保持するテープ保持手段として機能する。
【0019】
図示の実施形態におけるウエーハの分割装置2は、図3に示すように上記保持テーブル42を回動せしめる回動手段45を具備している。この回動手段45は、上記基台2に配設されたパルスモータ451と、該パルスモー451の回転軸に装着されたプーリ452と、該プーリ452と保持テーブル42の外周面とに捲回された無端ベルト453とからなっている。このように構成された回動手段45は、パルスモータ451を駆動することにより、プーリ452および無端ベルト453を介して保持テーブル42を回動せしめる。
【0020】
次に、上記ウエーハ破断手段5について説明する。
図示の実施形態におけるウエーハ破断手段5は、上記フレーム保持手段4の一対の支持部材41、41間において基台3に配設され矢印Y方向に延びる一対の案内レール50、50と、該一対の案内レール50、50上に直列に配設された第1のウエーハ破断手段5aと第2のウエーハ破断手段5bとからなっている。一対の案内レール50、50は、互いに所定の間隔を置いて平行に配設されている。第1のウエーハ破断手段5aと第2のウエーハ破断手段5bは、一対の案内レール50、50上に互いに対向して配設され、一対の案内レール50、50に沿って移動可能に構成されている。なお、第1のウエーハ破断手段5aと第2のウエーハ破断手段5bは、実質的に同一の構成であり、従って同一部材には同一符号を付して説明する。
【0021】
第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bは、それぞれ第1の保持部材51と第2の保持部材52を備えている。第1の保持部材51はL字状に形成され、矩形状の第1の支持部511と該第1の支持部511の一端から上方に延びる第1の保持部512とからなっている。第1の保持部材51を構成する第1の支持部511は、その下面に上記一対の案内レール50、50と対応する一対の被案内溝513が形成されており、この一対の被案内溝513、513を一対の案内レール50、50に嵌合することにより、一対の案内レール50、50に沿って移動可能に支持される。なお、第1の保持部材51を構成する第1の支持部511の上面には、矢印Y方向に延びる一対の案内レール514、514が配設されている。
【0022】
上記第1の保持部材51を構成する第1の保持部512は、上記保持テーブル42の開口421内に配置され、その上端にそれぞれ所定方向(矢印Y方向と直交する方向)に延びる細長い長方形の第1の保持面515を備えている。この第1の保持面515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、上記保持テーブル42の上面と略同一の高さに位置付けられている。また、第1の保持部512は、長手方向に配設された複数(図示の実施形態においては5個)の静電チャック516を備えている。この複数の静電チャック516は、それぞれ図5に示すように第1の保持部512の上面に形成された凹部512aに配設されたアルミナセラミックス等からなるベース516aと、該ベース516a内に配設された2本の電極516b、516cとからなっている。一方の電極516bは直流電源回路517のプラス(+)電源に接続され、他方の電極516cは直流電源回路517のマイナス(−)電源に接続されている。このように構成された静電チャック516は、2本の電極516b、516cに直流電圧を印可するとベース516aが帯電され、その上面である保持面に静電吸着力が生ずる。
【0023】
次に、第2の保持部材52について説明する。
第2の保持部材52はL字状に形成され、矩形状の第2の支持部521と該第2の支持部521の一端から上方に延びる第2の保持部522とからなっている。第2の保持部材52を構成する第2の支持部521は、その下面に上記第1の保持部材51を構成する第1の支持部511に設けられた一対の案内レール514、514と対応する一対の被案内溝523、523が形成されており、この一対の被案内溝523、523を一対の案内レール514、514に嵌合することにより、一対の案内レール514、514に沿って移動可能に支持される。
【0024】
第2の保持部材52を構成する第2の保持部522は、上記保持テーブル42の開口421内に配置され、その上端にそれぞれ所定方向(矢印Y方向と直交する方向)に延びる細長い長方形の第2の保持面525を備えている。この第2の保持面525は、上記第1の保持面515と同じ長さ即ち上記半導体ウエーハの直径と略同じ長さを有しており、上記保持テーブル42の上面と略同一の高さに位置付けられている。また、第2の保持部522は、上記第1の保持部材51を構成する第1の保持部512と同様に、長手方向に配設された複数(図示の実施形態においては5個)の静電チャック526を備えている。この複数の静電チャック526は、それぞれ図に示すように第2の保持部522の上面に形成された凹部522aに配設されたアルミナセラミックス等からなるベース526aと、該ベース526a内に配設された2本の電極526b、526cとからなっている。一方の電極526bは直流電源回路517のプラス(+)電源に接続され、他方の電極526cは直流電源回路517のマイナス(−)電源に接続されている。このように構成された静電チャック526は、2本の電極526b、526cに直流電圧を印可するとベース526aが帯電され、その上面である保持面に静電吸着力が生ずる。
【0025】
図4に戻って説明を続けると、上記第1のウエーハ破断手段5aと第2のウエーハ破断手段5bは、図示の実施形態においては第1の保持部材51の第1の保持部512が互いに対向するように配設されている。従って、第1の保持部材51、51に配設された第2の保持部材52、52は、それぞれ外側に移動することにより第1の保持部材51、51と離反するようになっている。
【0026】
図示の実施形態における第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bは、それぞれ第2の保持部材52、52を上記所定方向と直交する方向、即ち上記一対の案内レール514、514に沿って矢印Yで示す方向に移動する保持部材移動手段53を具備している。この保持部材移動手段53は、図4に示すように第1の保持部材51の第1の支持部511上に配設された2本のエアシリンダ531、531からなっており、そのピストンロッド532、532が第2の保持部材52の第2の支持部521に連結されている。このエアシリンダ531、531は、図示しない一方の作動室に圧縮空気を供給することにより第2の保持部材52を第1の保持部材51から離反する方向に0.5〜2mm程度作動し、図示しない他方の作動室に圧縮空気を供給することにより第2の保持部材52を第1の保持部材51と接近する方向に作動せしめる。
【0027】
また、図示の実施形態における第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bは、それぞれ第1の保持部材51を上記所定方向と直交する方向、即ち上記一対の案内レール50、50に沿って矢印Yで示す方向に移動するインデックス手段54を具備している。このインデックス手段54は、図4に示すように一対の案内レール50、50と平行に配設された雄ネジロッド541と、該雄ネジロッド541の一端に連結され雄ネジロッド541を回転駆動するためのパルスモータ542と、雄ネジロッド541の他端部を回転可能に支持する基台3に配設された軸受543(図6参照)とからなっており、雄ネジロッド541が第1の保持部材51を構成する第1の支持部511に形成された雌ネジ穴517に螺合せしめられる。従って、パルスモータ542を正転又は逆転駆動することにより、第1の保持部材51を上記一対の案内レール50、50に沿って矢印Yで示す方向に移動することができる。
【0028】
図3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、上記フレーム保持手段4を構成する保持テーブル42に保持された図2に示す環状のフレーム11に保持テープ12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6を具備している。検出手段6は、基台3に配設された回動機構61に連結されたL字状の支持柱62に取り付けられている。この検出手段6は、光学系および撮像素子(CCD)等で構成されており、上記ウエーハ破断手段5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6は、上記保持テーブル42に保持された環状のフレーム11に保護テープ12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。なお、検出手段6を支持したL字状の支持柱62は、回動機構61によって矢印で示す方向に揺動せしめられる。
【0029】
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3、図6および図7を参照して説明する。
上記図2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12を介して支持した環状のフレーム11を、図6に示すようにフレーム保持手段4を構成する保持テーブル42の上面に載置し、クランプ44によって保持テーブル42に固定する。
【0030】
半導体ウエーハ10を保持テープ12を介して支持した環状のフレーム11をフレーム保持手段4に保持したならば、図6に示すように第1のウエーハ破断手段5aのインデックス手段54を作動して第1のウエーハ破断手段5aの第1の保持部材51および第2の保持部材52を半導体ウエーハ10に所定方向に形成された図において最右端の分割予定ライン101と対応する位置に位置付けるとともに、第2のウエーハ破断手段5bのインデックス手段54を作動して第2のウエーハ破断手段5bの第1の保持部材51および第2の保持部材52を半導体ウエーハ10の所定方向に形成された図において真中の分割予定ライン101と対応する位置に位置付ける。そして、第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bにおける第1の保持部材51を構成する第1の保持部512の第1の保持面515と、第2の保持部材52を構成する第2の保持部522の第2の保持面525を、それぞれ分割予定ライン101の両側に位置付ける。このとき、検出手段6によって分割予定ライン101を撮像し、それぞれ第1の保持面515および第2の保持面525との位置合わせを行う。
【0031】
このように、第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bの第1の保持部材51および第2の保持部材52をそれぞれ図6に示す位置に位置付けた状態においては、半導体ウエーハ10が貼着された保持テープ12および環状のフレーム11と吸着領域との関係は図8に示すようになる。即ち、半導体ウエーハ10の最右端の分割予定ライン101と対応する位置に位置付けられた第1のウエーハ破断手段5aの第1の保持部材51および第2の保持部材52は、その両側部が環状のフレーム11と対向して位置する。この場合、第1の保持部材51および第2の保持部材52の吸着領域は、環状のフレーム11と対向する領域を除く吸着領域A1とする。一方、半導体ウエーハ10の真中の分割予定ライン101と対応する位置に位置付けられた第2のウエーハ破断手段5bの第1の保持部材51および第2の保持部材52は、環状のフレーム11の内側に位置している。この場合、第2のウエーハ破断手段5bの第1の保持部材51および第2の保持部材52の吸着領域は、全ての領域を吸着領域A2とする。
【0032】
以上のようにして、第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bの第1の保持部材51および第2の保持部材52をそれぞれ図6に示す位置に位置付けたならば、第1のウエーハ破断手段5aにおいては上記吸着領域A1に対応するそれぞれ中央の3個の静電チャック516および静電チャック526を附勢する。一方、第2のウエーハ破断手段5bにおいては上記吸着領域A2に対応する全ての静電チャック516および静電チャック526を附勢する。この結果、図7の(a)および図8に示すように、上記吸着領域A1およびA2に対応する半導体ウエーハ10は、保持テープ12を介して静電チャック516および静電チャック526に静電吸着される。この静電吸着力は半導体ウエーハ10にも作用するので、半導体ウエーハ10は静電チャック516および静電チャック526に強固に静電吸着保持される。
【0033】
次に、第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bの保持部材移動手段53を構成するエアシリンダ531を作動し、図7の(b)に示すように第1のウエーハ破断手段5aの第2の保持部材52を矢印Y1で示す方向に移動し、第2のウエーハ破断手段5b の第2の保持部材52をY2で示す方向に移動する。即ち、第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bの第2の保持部材52をそれぞれ第1の保持部材51から外側に離反する方向に移動せしめる。このとき、第1のウエーハ破断手段5aを構成する第1の保持部材51および第2の保持部材52の両側部は環状のフレーム11と対向しているが、該両側部に配設された静電チャック516および静電チャック526は附勢されていないので環状のフレーム11を静電吸着することはないため、第2の保持部材52の移動に支障をきたすことはない。この結果、図7の(b)に示すように第1の保持部材51の第1の保持面515と第2の保持部52の第2の保持面525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2の保持部材52を第1の保持部材51から離反する方向に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。
【0034】
このように、図示の実施形態においては、分割予定ライン101の両側に位置付けられた第1の保持部材51と第2の保持部材52に配設された静電チャック516および静電チャック526によって保持テープ12を介して半導体ウエーハ10を静電吸着し、第2の保持部材52を第1の保持部材51から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。このとき、第1の保持部材51と第2の保持部材52に配設された静電チャック516および静電チャック526は上述したように保持テープ12を介して半導体ウエーハ10を強固に静電吸着保持しているので、第2の保持部材52を第1の保持部材51から離反する方向に移動する力を半導体ウエーハ10に確実に伝達することができるため、変質層110が形成された分割予定ライン101に沿った分割がより確実となる。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、この金属パターンも分割予定ラインに沿って正確に破断される。
【0035】
また、図示の実施形態においては、第1のウエーハ破断手段5aと第2のウエーハ破断手段5bを備えているので、同時に2本の分割予定ライン101に沿って分割することができるため、生産性が向上する。更に、図示の実施形態においては、第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bの第2の保持部材52は、上記分割工程においてそれぞれ第1の保持部材51から外側に離反する方向に移動するように構成されているので、第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bの第1の保持部材51間に位置する領域のウエーハには圧縮力が作用しないためウエーハを破損することはない。
【0036】
上述したように所定方向に形成された2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、第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bの第1の保持部材51および第2の保持部材52に配設された静電チャック516および静電チャック526を除勢して半導体ウエーハ10の静電吸着を解除する。次に、第1のウエーハ破断手段5aのインデックス手段54および第2のウエーハ破断手段5bのインデックス手段54を作動して、第1の保持部材51および第2の保持部材52を分割予定ライン101の間隔に相当する分だけそれぞれ図6および図8において左方に移動し、上記分割工程を実施した分割予定ライン101の図において左隣の分割予定ライン101と対応する位置に位置付ける。そして、上記保持工程および分割工程を実施する。なお、保持工程においては、第1の保持部材51および第2の保持部材52を位置付けた状態において環状のフレーム11と対応する領域の静電チャック516および静電チャック526による静電吸着を制限するように、静電チャック516および静電チャック526の附勢個数を選択する。
【0037】
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45を作動してフレーム保持手段4の保持テーブル42を90度回動せしめる。この結果、フレーム保持手段4の保持テーブル42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のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bの第1の保持部材51の第1の保持面515と第2の保持部材52の第2の保持面525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。
【0038】
次に、第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bの他の実施形態について、図9乃至図11を参照して説明する。なお、図9乃至図11に示す実施形態においては、上記図3乃至図5の実施形態と同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図9乃至図11に示す実施形態も上記図3乃至図5の実施形態と同様に、第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bは、それぞれ第1の保持部材51と第2の保持部材52を具備している。第1の保持部材51は、L字状に形成された第1の支持部511と該第1の支持部511の一端から上方に延びる第1の保持部512とからなっている。第1の保持部材51を構成する第1の支持部511は、その下面に上記一対の案内レール50、50と対応する一対の被案内溝513が形成されており、この一対の被案内溝513、513を一対の案内レール50、50に嵌合することにより、一対の案内レール50、50に沿って移動可能に支持される。
【0039】
上記第1の保持部材51を構成する第1の保持部512は、上記保持テーブル42の開口421内に配置され、その上端にそれぞれ所定方向(矢印Y方向と直交する方向)に延びる細長い長方形の第1の保持面515を備えている。この第1の保持面515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、上記保持テーブル42の上面と略同一の高さに位置付けられている。また、第1の保持部512は、長手方向に配設された複数(図示の実施形態においては5個)の静電チャック516を備えている。この複数の静電チャック516は、上記図5に示す吸着チャックと同一の構成でよい。
【0040】
上述したように構成された第1の保持部材51の第1の支持部511には、図10に示すように第1の保持部512との接続部に該第1の保持部512より右側に設定されたP点を中心とする円弧面からなる案内凹部512bが形成されている。
【0041】
次に、第2の保持部材52について説明する。
第2の保持部材52はL字状に形成された第2の支持部521と該第2の支持部521の一端から上方に延びる第2の保持部522とからなっている。第2の保持部材52を構成する第2の支持部521は、第2の支持部521との接続部に上記第1の支持部511に形成された案内凹部512bの円弧面と対応する円弧面を有する被案内凸部521bを備えている。また、第2の支持部521の図10において右端部両側には作動部521cが側方に突出して設けられている。この作動部521cに保持部材傾斜手段528を構成するエアシリンダ528aのピストンロッド528bが連結されている。
【0042】
第2の保持部材52を構成する第2の保持部522は、上記保持テーブル42の開口421内に配置され、その上端にそれぞれ所定方向(矢印Y方向と直交する方向)に延びる細長い長方形の第2の保持面525を備えている。この第2の保持面525は、上記第1の保持面515と同じ長さ即ち上記半導体ウエーハの直径と略同じ長さを有しており、上記保持テーブル42の上面と略同一の高さに位置付けられている。また、第2の保持部522は、上記第1の保持部材51を構成する第1の保持部512と同様に、長手方向に配設された複数(図示の実施形態においては5個)の静電チャック525を備えている。この複数の静電チャック526は、上記図5に示す吸着チャックと同一の構成でよい。
【0043】
以上のように構成された第1の保持部材51の第1の保持部512と第2の保持部材52の第2の保持部522は、図10の(a)に示すように所定の間隔Sを設けて配置されている。そして、図10の(a)に示す状態からエアシリンダ528aを作動すると、図10の(b)に示すように第2の保持部材52は第1の保持部材51の第1の支持部511に形成された案内凹部512bに沿って摺動せしめられる。この結果、第2の保持部522の第2の保持面525は、第1の保持部512の第1の保持面515に対して傾斜するとともに、第1の保持面515との間に間隔S0を維持した状態となる。なお、間隔S0は、案内凹部512bの円弧面の曲率によって変化し、上記図10の(a)に示す状態における間隔Sより大きくなるように案内凹部512bの円弧面の曲率を設定することが望ましい。
【0044】
図9乃至図11に示す実施形態における第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bは以上のように構成されており、その作用について説明する。
第1の保持部材51の第1の保持部512と第2の保持部材52の第2の保持部522との間(間隔S)に上記半導体ウエーハ10の分割予定ライン101を位置付けて、その両側を第1の保持部512と第2の保持部522によって保持する。このとき、上記図3乃至図5の実施形態と同様に第1の保持部512に配設された静電チャック516と第2の保持部522に配設された静電チャック526を附勢することにより、半導体ウエーハ10を保持テープ12を介してで静電吸着保持する。そして、エアシリンダ528aを作動し、上述したように第2の保持部522の第2の保持面525を第1の保持部512の第1の保持面515に対して傾斜させると、図11に示すように半導体ウエーハ10の分割予定ライン101に沿って曲げ荷重が作用する。この結果、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、分割予定ライン101に沿って容易に破断される。
なお、図9乃至図11に示す実施形態における第1のウエーハ破断手段5aおよび第2のウエーハ破断手段5bは、上述したように第2の保持部522の第2の保持面525を第1の保持部512の第1の保持面515に対して傾斜させ、ウエーハの分割予定ラインに沿って曲げ荷重を作用させる構成であるので、分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成することにより強度が低下せしめられたウエーハであっても正確かつ確実に分割することができる。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明に従って構成されるウエーハの分割装置によって分割される半導体ウエーハの斜視図。
【図2】図1に示す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。
【図3】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4】図3に示すウエーハの分割装置の要部を分解して示す斜視図。
【図5】図3に示すウエーハの分割装置に装備される第1の保持部材および第2の保持部材の要部を破断して示す斜視図。
【図6】図3に示す分割装置を構成するフレーム保持手段に保持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。
【図7】図3に示す分割装置により半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って分割する工程を示す説明図。
【図8】環状のフレームに保持テープを介して保持された半導体ウエーハと第1の保持部材および第2の保持部材の吸引領域との関係を示す説明図。
【図9】本発明に従って構成されたウエーハの分割装置の他の実施形態における要部を分解して示す斜視図。
【図10】図9に示すウエーハの分割装置に装備される第1のウエーハ破断手段および第2のウエーハ破断手段の側面図。
【図11】図9に示すウエーハの分割装置により半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って分割する工程を示す説明図。
【符号の説明】
【0046】
2:ウエーハの分割装置
3:基台
4:フレーム保持手段
41、41:一対の支持部材
42:保持テーブル
43:ボールベアリング
44:クランプ
45:回動手段
5:ウエーハ破断手段
5a:第1の張力付与手段
5b:第2の張力付与手段
51:第1の保持部材
516:静電チャック
576:直流電源回路
52:第2の保持部材
526:静電チャック
528:保持部材傾斜手段
53:保持部材移動手段
54:インデックス手段
6:検出手段
10:半導体ウエーハ
101:分割予定ライン
102:デバイス
110:変質層
11:環状のフレーム
12:保持テープ




 

 


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