JP4544139B2 - 半導体基板の分断装置および半導体基板の分断方法 - Google Patents

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。

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）。
特開２００３−１０９９２号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

（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。

（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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

［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。

（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。

（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。

［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。

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矢視断面拡大図である。 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。 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。 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。 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５（Ａ）の１Ｄ−１Ｄ矢視断面図である。 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。 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。 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。 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。 従来の半導体基板の分断装置の説明図であり、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。

符号の説明

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

Claims (5)

1. 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ことを特徴とする半導体基板の分断装置。
2. 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特徴とする半導体基板の分断装置。
3. 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特徴とする半導体基板の分断装置。
4. 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特徴とする半導体基板の分断装置。
5. 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
   を備えたことを特徴とする半導体基板の分断方法。

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