JP2002050589A - 半導体ウェーハの延伸分離方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手間と時間をかけずに効率よく確実に全ての
へき開ラインについて半導体片へと分離できる半導体ウ
ェーハの延伸分離方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 へき開ライン２６が形成された半導体ウ
ェーハ２１が貼り付けられる平らな半導体ウェーハ貼付
面２２ａを有する延伸シート２２を、半導体ウェーハ貼
付面２２ａより外周側の部分で保持し、押圧手段２７で
半導体ウェーハ貼付面２２ａの裏面側から押圧力を与え
て、この半導体ウェーハ貼付面２２ａ全面を曲面状に膨
出させて延伸させ、半導体ウェーハ２１をへき開ライン
２６に沿って複数の半導体片２１ａに分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、延伸シートに貼り
付けられた半導体ウェーハを、へき開ラインに沿って複
数の半導体片に分離する半導体ウェーハの延伸分離方法
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の半導体ウェーハの延伸分
離工程を説明する断面図である。図５Ａにおいて、粘着
樹脂で成る延伸シート２の半導体ウェーハ貼付面２ａ上
には半導体ウェーハ１が貼り付けられる。半導体ウェー
ハ１には、ダイヤモンドカッターなどで引っ掻いて、へ
き開ライン３が形成されている。

【０００３】延伸シート２を、例えば半導体ウェーハ貼
付面２ａの外周側部分をクランプ部材などで引っ張っ
て、矢印で示す水平方向に延伸させると、図５Ｂに示す
ように、半導体ウェーハ１は、結晶がある一定の方向に
容易に割れて平面をつくる性質（へき開性）により、へ
き開ライン３に沿って複数の半導体片１ａに分離する。

【０００４】また、特公平７−７９０９５号公報では、
図６に示すように、外周側をリング状のフレーム５で固
定されたテープ６に半導体ウェーハ７が貼り付けられて
おり、テープ６の下方には押し上げ部材８が上下及び左
右に移動可能に配設されている。半導体ウェーハ７には
紙面を貫く方向に沿って延びるブレークライン１１ａ〜
１１ｅが形成されており、押し上げ部材８もその方向に
沿って延びており、その先端には複数のボール９が並ん
で取り付けられている。

【０００５】押し上げ部材８は、先端のボール９の並び
方向と、半導体ウェーハ７のブレークライン１１ａの延
びる方向とを合わせて、テープ６の下方より押し上げら
れる。この押し上げ移動によりボール９はテープ６の下
面と接触し、テープ６に貼り付けられている半導体ウェ
ーハ７を押し上げ、この接触点を支点にして曲げ応力を
発生させブレークライン１１ａに沿って半導体片７ａが
分離される。そして、次のブレークライン１１ｂへと、
押し上げ部材８はカム１０上を移動されブレークライン
１１ｂについて同様なブレーク動作が行われる。以後、
連続して他のブレークラインについても同様に行われて
いく。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した図５に示す従
来例では、延伸シート２の延伸率の位置的な違いから半
導体片１ａへの分離ができない領域が発生する場合があ
る。特に中央部では延伸率が外周側に比べて小さく分離
不良１ｂが生じやすい。分離工程後、分離された半導体
片は画像処理によって１つずつ見極められ、ピックアッ
プ（吸着）されるが、分離できなかった複数個（図示で
は２個）分のチップがあると、そのときにエラーとなり
設備稼働率の低下や歩留低下を引き起こす。

【０００７】また、特公平７−７９０９５号公報（図
６）では、その都度、ボール９の並び方向をブレークラ
イン１１ａ〜１１ｅの方向に位置合わせして、そしてあ
る特定のブレークライン１本に関してのみの２分割を、
ブレークラインの本数分、１回ずつ行っていかなければ
ならず作業性が悪い。

【０００８】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、手間
と時間をかけずに効率よく確実に全てのへき開ラインに
ついて半導体片へと分離できる半導体ウェーハの延伸分
離方法及び装置を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するに
あたり、本発明の半導体ウェーハの延伸分離方法では、
延伸シートを、半導体ウェーハ貼付面より外周側の部分
で保持し、半導体ウェーハ貼付面の裏面側から押圧力を
与えてこの半導体ウェーハ貼付面全面を曲面状に膨出さ
せて延伸させ、半導体ウェーハ貼付面に貼り付けられた
半導体ウェーハをへき開ラインに沿って複数の半導体片
に分離するようにしている。

【００１０】また、本発明の半導体ウェーハの延伸分離
装置は、へき開ラインが形成された半導体ウェーハが貼
り付けられる平らな半導体ウェーハ貼付面を有する延伸
シートと、この延伸シートを、半導体ウェーハ貼付面よ
り外周側の部分で保持する保持手段と、この保持手段で
保持された延伸シートの半導体ウェーハ貼付面の裏面側
から押圧力を与えて、この半導体ウェーハ貼付面全面を
曲面状に膨出させて延伸させる押圧手段とを備え、半導
体ウェーハを貼り付けた半導体ウェーハ貼付面の全面が
曲面状に膨出して延伸されることで、半導体ウェーハは
へき開ラインに沿って複数の半導体片に分離される。

【００１１】すなわち、一回の押圧動作で、半導体ウェ
ーハ貼付面上の半導体ウェーハに形成された全てのへき
開ラインについて、へき開に必要な応力を均一に与える
べく半導体ウェーハ貼付面全面を曲面状に膨らませて延
伸させ、分離不良を生じないようにしている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１３】図１は、本発明の実施の形態による延伸分
離装置２０の断面図を示し、図１Ａは延伸分離前、図１
Ｂは延伸分離された状態を示す。図２は、分離前におけ
る平面図である。

【００１４】粘着性の樹脂などで成る延伸シート２２の
平らな中央部は、半導体ウェーハ２１が貼り付けられる
半導体ウェーハ貼付面２２ａを形成している。この外周
側の部分は中空孔２４ａを有する支持台２４と支持リン
グ２３との間に挟まれ固定され、その固定方法としては
例えばボルト２５を支持リング２３及び延伸シート２２
を貫いて支持台２４に螺着させている。ボルト２５を使
わずに、クランプ部材などで延伸シート２２の外周部を
支持リング２３と支持台２４との間で狭圧したり、延伸
シート２２の外周部を直接、支持台２４に接着して固定
させてもよい。

【００１５】延伸シート２２の半導体ウェーハ貼付面２
２ａには、半導体ウェーハ２１が貼り付けられる。半導
体ウェーハ２１は、例えばシリコンやガリウムヒ素（Ｇ
ａＡｓ）で成り、円板形状の半導体ウェーハから切り出
された長尺板（バー）状である。そして、図２に示すよ
うに複数本、半導体ウェーハ貼付面２２ａに貼り付けら
れている。図２では、一列に並んでいるが、半導体ウェ
ーハ２１の長さによっては、２列、３列、・・・という
ように多列に並べてもよい。

【００１６】半導体ウェーハ２１の短手方向と平行に、
複数本（図示では１つの半導体ウェーハ２１について４
本）のへき開ライン２６が、ダイヤモンドカッターなど
で、予め、前工程で形成されている。このへき開ライン
２６は、半導体ウェーハ２１の上部のみに形成されてい
るが、下方まで完全な分割線として形成してもよい。

【００１７】半導体ウェーハ貼付面２２ａの裏面側で、
支持台２４の中空孔２４ａ内には押圧体２７が上下方向
へ移動可能に配設されている。押圧体２７の、半導体ウ
ェーハ貼付面２２ａの裏面と対向する上面は球面となっ
ている。押圧体２７は、モータなどを駆動源とする移動
手段により上下動される。あるいは、手動で上下動する
ようにしてもよい。

【００１８】以上のように構成される延伸分離装置２０
において、次にその作用について説明する。

【００１９】先ず、図１Ａに示すように、延伸シート２
２の半導体ウェーハ貼付面２２ａに、へき開ライン２６
が形成された半導体ウェーハ２１が貼り付けられ、この
半導体ウェーハ貼付面２２ａより外周側の部分は支持リ
ング２３及びボルト２５で支持台２４に固定される。

【００２０】その状態で、押圧体２７が上昇して、この
先端の球面が半導体ウェーハ貼付面２２ａの裏面に接触
し、更に上昇して半導体ウェーハ貼付面２２ａを突き上
げ、半導体ウェーハ貼付面２２ａ全面を球面状に膨出さ
せる（図１Ｂ）。これにより、各へき開ライン２６全て
に対して、へき開させるべき応力が均等に作用し、分離
不良を生じることなく、複数の半導体片（半導体チッ
プ）２１ａに分離される。また、１度の突き上げ（押
圧）で全てのへき開ラインについて応力を作用させて効
率よく分離することができる。そして、各半導体片２１
ａ間のピッチがほぼ等しくされて分離された状態となる
と押圧体２７の突き上げは停止され、分離の完了とな
る。

【００２１】なお、押圧体２７の突き上げ量ｚ（図１Ｂ
に示す）と、球面の曲率半径ｒは、半導体ウェーハ２１
の厚さをｔ（図１Ａに示す）、半導体ウェーハ２１の短
手方向の長さをＬ（図２に示す）とすると、ｒ≦Ｌ×５
００、ｚ≧ｔ×５、によって決められ、半導体ウェーハ
２１のサイズに応じて安定した確実な半導体片２１ａへ
の分離が行えるようにしている。上記関係式における定
数は、半導体ウェーハサイズが変動しても、分離が良好
に行われる突き上げ量ｚ及び球面の曲率半径ｒとなるべ
く、実験や計算により見込んで求められた値である。

【００２２】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００２３】上記実施の形態では、図２に示すように、
長尺板状の半導体ウェーハ２１の分離に適用したが、図
３に示すように、円板状の半導体ウェーハ２８から縦横
格子状に形成されたへき開ライン２８ａ、２８ｂに沿っ
て半導体片２８ｃを分離するようにしてもよい。また、
図４に示すように、円板状の半導体ウェーハ２９から長
尺板状の半導体片２９ｂを分離する場合には、球面で押
圧力を与えると、へき開ライン２９ａ以外の部分で折れ
てしまうおそれがあるので、円柱側面を有する押圧体を
用い、その円柱側面の軸線方向をへき開ライン２９ａと
平行にして押圧する。このようにすれば、図４において
縦方向にのみ延伸する力が与えられるので、折れを生じ
ることなく長尺板状の半導体片２９ｂを分離することが
できる。もちろん、上記実施の形態においても押圧体２
７の上面は円柱側面としてもよい。

【００２４】また、上記実施の形態では、半導体ウェー
ハ２１はシリコンやガリウムヒ素で成るとしたが、他の
材質、例えばへき開性が低く従来の図５に示す方法では
分離不良が発生しやすかったＡｌ２Ｏ３でもよく、この
ようなへき開性が低い材質の半導体ウェーハに対しても
本発明では確実な半導体片（チップ）への分離を可能と
する。

【００２５】また、上記実施の形態では、押圧体２７
を、支持台２４に固定された延伸シート２２に対して移
動させたが、押圧体２７を固定させておいて、延伸シー
ト２２をその外周部でクランプ部材などで把持して、固
定させた押圧体２７に対して移動させてもよい。もちろ
ん、延伸シート２２と押圧体２７の両方を移動させても
よく、すなわち、半導体ウェーハ貼付面２２ａの裏面に
押圧体２７が押圧して移動可能となるように延伸シート
２２と押圧体２７が相対的に移動できるようにすればよ
い。

【００２６】また、半導体ウェーハ貼付面２２ａの裏面
の押圧に押圧体２７を用いるのではなく、空気圧や油圧
などの流体圧を与えて、半導体ウェーハ貼付面２２ａ全
面を曲面状に膨出させて延伸するようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明の請求項１または請求項２によれ
ば、半導体片への分離不良を低減させ、歩留と設備稼働
率を向上できる。また、１度により多くのへき開ライン
について分離を行うことができ作業効率も向上させるこ
とができ量産に有効である。

【００２８】また、請求項４によれば、ウェーハサイズ
に合わせて最適な、分離させるための応力を与えること
ができる。

【００２９】また、請求項５によれば、折れを発生させ
ることなく、長尺板状の半導体片を分離できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による延伸分離装置の断面
図であり、Ａは延伸分離前、Ｂは延伸分離された状態を
示す。

【図２】同平面図である。

【図３】格子状にへき開ラインが形成された円板状半導
体ウェーハの平面図である。

【図４】一方向のみに、平行なへき開ラインが形成され
た円板状半導体ウェーハの平面図である。

【図５】従来例の延伸分離作用を説明する図であり、Ａ
は分離前、Ｂは分離された状態を示す。

【図６】他従来例による半導体ウェーハの分離を示す図
である。

【符号の説明】

２０……延伸分離装置、２１……半導体ウェーハ、２１
ａ……半導体片、２２……延伸シート、２２ａ……半導
体ウェーハ貼付面、２６……へき開ライン、２７……押
圧体。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 延伸シートに形成された平らな半導体ウ
   ェーハ貼付面に、へき開ラインが形成された半導体ウェ
   ーハを貼り付け、前記延伸シートを延伸させて前記半導
   体ウェーハを前記へき開ラインに沿って複数の半導体片
   に分離する半導体ウェーハの延伸分離方法において、 前記延伸シートを、前記半導体ウェーハ貼付面より外周
   側の部分で保持し、 前記半導体ウェーハ貼付面の裏面側から押圧力を与えて
   この半導体ウェーハ貼付面全面を曲面状に膨出させて延
   伸させ、前記半導体ウェーハを前記へき開ラインに沿っ
   て複数の半導体片に分離することを特徴とする半導体ウ
   ェーハの延伸分離方法。
2. 【請求項２】 へき開ラインが形成された半導体ウェー
   ハが貼り付けられる平らな半導体ウェーハ貼付面を有す
   る延伸シートと、 前記延伸シートを、前記半導体ウェーハ貼付面より外周
   側の部分で保持する保持手段と、 前記保持手段で保持された前記延伸シートの前記半導体
   ウェーハ貼付面の裏面側から押圧力を与えて、この半導
   体ウェーハ貼付面全面を曲面状に膨出させて延伸させる
   押圧手段とを備え、 前記半導体ウェーハを貼り付けた前記半導体ウェーハ貼
   付面の全面が曲面状に膨出して延伸されることで、前記
   半導体ウェーハは前記へき開ラインに沿って複数の半導
   体片に分離されることを特徴とする半導体ウェーハの延
   伸分離装置。
3. 【請求項３】 前記押圧手段は、前記半導体ウェーハ貼
   付面の裏面と対向する球面または円柱側面を有する押圧
   体と、 前記球面または円柱側面が前記半導体ウェーハ貼付面の
   裏面を押圧して膨出させるべく前記押圧体と前記延伸シ
   ートとを相対的に移動させる移動手段とから成ることを
   特徴とする請求項２に記載の半導体ウェーハの延伸分離
   装置。
4. 【請求項４】 前記球面または円柱側面の曲率半径を
   ｒ、前記押圧体がその球面または円柱側面で前記半導体
   ウェーハ貼付面の裏面を押圧して前記延伸シートに対し
   て相対的に移動する移動量をｚ、前記半導体ウェーハの
   厚さをｔ、前記半導体ウェーハの短手方向の長さをＬと
   すると、 ｒ≦Ｌ×５００、ｚ≧ｔ×５、であることを特徴とする
   請求項３に記載の半導体ウェーハの延伸分離装置。
5. 【請求項５】 前記半導体体ウェーハは円板状であり、
   前記分離されるべき半導体片は長尺板状であり、 前記押圧手段は、前記半導体体ウェーハ貼付面の裏面と
   対向する円柱側面を有する押圧体と、 前記円柱側面がその軸線方向を前記半導体片の長手方向
   と一致させて前記半導体ウェーハ貼付面の裏面を押圧し
   て膨出させるべく前記押圧体と前記延伸シートとを相対
   的に移動させる移動手段とから成ることを特徴とする請
   求項２に記載の半導体ウェーハの延伸分離装置。