脆性材料の割断方法およびその装置
【課題】カレットがレーザ光の熱により半導体ウエハに溶着し、不良品が発生することのない脆性材料の割断方法および装置を提供する。
【解決手段】両面粘着シート１２は、中間に積層されたテープ基材１２ａと、表面に積層されて脆性材料としての半導体ウエハ３を接着支持する第１接着層１２ｂと、下面に積層されて透明な透明支持板１３を接着する第２接着層１２ｃとから構成されている。 スクライバ２２によって半導体ウエハ３に割断予定線に沿って溝３ｂを形成してから、半導体ウエハ３の裏面側より溝３ｂに赤外レーザ光を照射すると、赤外レーザ光は透明支持板１３および第２接着層１２ｃを透過して第１接着層１２ｂに照射され、第１接着層１２ｂが加熱により局部的に膨張すると、溝３ｂから亀裂が伸展して半導体ウエハ３が割断される。
【解決手段】両面粘着シート１２は、中間に積層されたテープ基材１２ａと、表面に積層されて脆性材料としての半導体ウエハ３を接着支持する第１接着層１２ｂと、下面に積層されて透明な透明支持板１３を接着する第２接着層１２ｃとから構成されている。 スクライバ２２によって半導体ウエハ３に割断予定線に沿って溝３ｂを形成してから、半導体ウエハ３の裏面側より溝３ｂに赤外レーザ光を照射すると、赤外レーザ光は透明支持板１３および第２接着層１２ｃを透過して第１接着層１２ｂに照射され、第１接着層１２ｂが加熱により局部的に膨張すると、溝３ｂから亀裂が伸展して半導体ウエハ３が割断される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は脆性材料の割断方法およびその装置に関し、詳しくは脆性材料の表面に溝を形成し、該溝から亀裂を伸展させて脆性材料を所要形状のチップに割断する脆性材料の割断方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウエハやガラス板等の脆性材料の表面に溝を形成し、該溝から亀裂を伸展させることで、このような脆性材料を所要形状の半導体チップや液晶ディスプレイ用パネル等に割断する方法が知られている。
このような脆性材料の割断方法として、支持部材の上面に脆性材料を保持し、該脆性材料の表面に溝を形成したら、当該脆性材料の上方からレーザ光などの光を照射し、脆性材料の内部に熱応力を発生させることで、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を割断するものが知られている。（特許文献１）
また脆性材料を割断する際、粘着テープの表面に上記脆性材料を接着した状態で割断することも行なわれている。（特許文献２）
【特許文献１】特開平８―２７６３９８号公報
【特許文献２】特開２００１―２２６６５０号公報（特に図２の構成）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、上述したように脆性材料に形成した亀裂を伸展させて割断を行う場合、割断された箇所からカレット（塵）が発生し、このカレットが脆性材料の表面に付着してしまう場合がある。
そして特許文献１のように脆性材料の上方からレーザ光を照射して割断を行なうと、上記カレットがレーザ光による加熱によって溶融して脆性材料にこびりついてしまい、その結果不良品が発生する場合があった。
このような問題に鑑み、本発明はカレットによる不良品が発生することのない脆性材料の割断方法およびその装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載する脆性材料の割断方法は、脆性材料の表面側の割断予定線上に溝を形成し、該溝から亀裂を伸展させて脆性材料を所定形状のチップに割断する脆性材料の割断方法において、
所要の光の照射により膨張する粘着シートを上記光を透過させる透明支持板の表面に接着すると共に、上記脆性材料を粘着シートにおける上記透明支持板とは反対側に接着支持し、
脆性材料の溝が形成された割断予定線に沿って上記透明支持板側から光を照射することにより、当該光の照射された位置の粘着シートを局部的に膨張させ、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を割断することを特徴としている。
【０００５】
請求項２に記載する脆性材料の割断方法は、請求項１に記載の脆性材料の割断方法において、上記粘着シートは脆性材料側と透明支持板側で異なる性質の接着層が形成されており、少なくともいずれか一方の接着層は所要の光の照射により膨張する性質を有していることを特徴としている。
【０００６】
請求項３に記載する脆性材料の割断方法は、請求項２に記載の脆性材料の割断方法において、上記脆性材料側の接着層は第１の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記脆性材料が上記チップに割断されたら、透明支持板側から第１の光を所要のチップが接着された範囲に照射することにより、上記脆性材料側の接着層の接着力を失わせ、上記所要のチップをピックアップ可能にすることを特徴としている。
【０００７】
請求項４に記載する脆性材料の割断方法は、請求項３に記載の脆性材料の割断方法において、上記第１の光は赤外光であって、上記脆性材料側の接着層は赤外光の照射により加熱されて膨張するとともに接着力を失い、紫外光の照射により接着力を失わない性質を有することを特徴としている。
【０００８】
請求項５に記載する脆性材料の割断方法は、請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の脆性材料の割断方法において、上記透明支持板側の接着層は第２の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記脆性材料が上記チップに割断された後であって、上記チップをピックアップする前に、透明支持板側から第２の光を透明支持板と粘着シートとの接着範囲に照射することにより、上記透明支持板側の接着層の接着力を失わせ、透明支持板と粘着シートとを剥離することを特徴としている。
【０００９】
請求項６に記載する脆性材料の割断方法は、請求項５に記載の脆性材料の割断方法において、上記第２の光は紫外光であって、上記透明支持板側の接着層は紫外光の照射により接着力を失い、赤外光の照射により接着力を失わない性質を有していることを特徴としている。
【００１０】
そして請求項７に記載する脆性材料の割断装置は、表面側の割断予定線上に溝の形成された脆性材料を支持する支持部材と、所要の光を照射する照射手段と、上記支持部材と照射手段とを相対移動させる移動手段とを備え、
上記移動手段により支持部材と照射手段とを相対移動させて、照射手段からの光を上記溝が形成された割断予定線に沿って照射し、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を所定形状のチップに割断するようにした脆性材料の割断装置において、
上記支持部材は所要の光の照射により膨張する粘着シートを備え、該粘着シートの表面で上記脆性材料を接着支持し、
上記支持部材を支持するとともに上記光を透過させる透明支持板を設けて、該透明支持板を上記粘着シートにおける脆性材料の反対側に接着し、
上記照射手段を上記透明支持板側に設けるとともに、照射手段が透明支持板側から上記光を割断予定線に沿って照射することにより、当該光の照射された位置の粘着シ−トを局部的に膨張させ、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を割断することを特徴としている。
【００１１】
請求項８に記載する脆性材料の割断装置は、請求項７に記載の脆性材料の割断装置において、上記粘着シートは脆性材料側と透明支持板側で異なる性質の接着層が形成されており、少なくともいずれか一方の接着層は所要の光の照射により膨張する性質を有していることを特徴としている。
【００１２】
請求項９に記載する脆性材料の割断装置は、請求項８に記載の脆性材料の割断装置において、上記支持部材からチップをピックアップするピックアップ手段を備え、
上記脆性材料側の接着層は第１の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記照射手段は第１の光を照射する第１照射手段を備え、第１照射手段は、透明支持板側から第１の光を所要のチップが接着された範囲に照射することにより、上記脆性材料側の接着層の接着力を失わせ、上記所要のチップをピックアップ手段によりピックアップ可能にすることを特徴としている。
【００１３】
請求項１０に記載する脆性材料の割断装置は、請求項９に記載の脆性材料の割断装置において、上記第１の光は赤外光であって、上記脆性材料側の接着層は赤外光の照射により加熱されて膨張するとともに接着力を失い、紫外光の照射により接着力を失わない性質を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項１１に記載する脆性材料の割断装置は、請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の脆性材料の割断装置において、上記透明支持板側の接着層は第２の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記照射手段は第２の光を照射する第２照射手段を備え、第２照射手段は、透明支持板側から第２の光を透明支持板と粘着シートとの接着範囲に照射することにより、上記透明支持板側の接着層の接着力を失わせ、透明支持板と粘着シートとを剥離することを特徴としている。
【００１５】
請求項１２に記載する脆性材料の割断装置は、請求項１１に記載の脆性材料の割断装置において、上記第２の光は紫外光であって、上記透明支持板側の接着層は紫外光の照射により接着力を失い、赤外光の照射により接着力を失わない性質を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
上記請求項１および請求項７の脆性材料の割断方法および割断装置によれば、脆性材料を光の照射により膨張する粘着シートの表面に接着支持し、該粘着シートにおける脆性材料の反対側に上記光を透過させる透明支持板が接着されているため、上記光を透明支持板側から照射することができる。
その結果、光が透明支持板を透過して粘着シートに到達し、光の照射された部分の粘着シートが膨張すると、膨張により発生した押圧力が上記脆性材料に形成された溝に作用するようになり、当該溝から亀裂を伸展させて脆性材料を割断することができるようになる。
そして上記光を透明支持板側から照射することで、割断加工時に発生するカレットがレーザ光により加熱されることによって脆性材料に溶着するような事態は生じず、不良品の発生を抑えることが可能となる。
【００１７】
上記請求項２および請求項８の脆性材料の割断方法および割断装置によれば、脆性材料の接着される接着層もしくは透明支持板の接着される接着層のうち、少なくともいずれか一方の接着層が膨張すれば、脆性材料を割断することが可能となる。
【００１８】
上記請求項３および請求項９の脆性材料の割断方法および割断装置によれば、脆性材料側の接着層は第１の光によって接着力を失うので、当該第１の光を照射することで任意のチップだけをピックアップすることが可能となる。
【００１９】
上記請求項４および請求項１０の脆性材料の割断方法および割断装置によれば、脆性材料側の接着層は紫外光によっては接着力を失わないので、脆性材料を割断する際に紫外光を照射して異なる作業を行なうことができる。
【００２０】
上記請求項５および請求項１１の脆性材料の割断方法および割断装置によれば、脆性材料が割断された後に第２の光を照射して粘着シートより透明支持板を剥離させることにより、その後の各チップのピックアップを容易に行なうことが可能となる。
【００２１】
上記請求項６および請求項１２の脆性材料の割断方法および割断装置によれば、透明支持板側の接着層は赤外光によっては接着力を失わないので、脆性材料の割断に赤外光を用いることで、脆性材料の割断と透明支持板の剥離とをそれぞれ異なるタイミングで行なうことができ、確実に脆性材料の割断をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図示実施例について説明すると、図１、図２は本発明にかかる割断装置を構成する割断ステーション１およびピックアップステーション２を示しており、上記割断ステーション１は脆性材料としての半導体ウエハ３を割断し、ピックアップステーション２は割断によって得られた半導体チップ３ａを一枚ずつ保持して後工程に搬送する装置となっている。
上記半導体ウエハ３は略円形を有し、上記割断ステーション１によって当該半導体ウエハ３を割断すると、略方形の半導体チップ３ａが得られるようになっている。また割断される半導体ウエハ３の板厚は０.３ｍｍ以下であることが望ましい。
上記半導体ウエハ３は図１、図２に示される支持部材４によって支持され、上記割断ステーション１にて半導体ウエハ３が割断されると、割断ステーション１とピックアップステーション２との間に設けられた図示しない搬送手段によって、支持部材４ごと半導体チップ３ａがピックアップステーション２に搬送されるようになっている。
【００２３】
図１に示すように、上記支持部材４は、リング状の保持リング１１と、該保持リング１１の下面に接着された両面粘着シート１２とから構成されている。
上記保持リング１１の内径は半導体ウエハ３の外径よりも大径に形成され、半導体ウエハ３を両面粘着シート１２の表面に接着支持すると、半導体ウエハ３の外周と保持リング１１の内周との間に所定の間隔が形成されるようになっている。
なお、割断ステーション１では、上記支持部材４は後述する透明支持板１３上に接着支持されるようになっている。
【００２４】
図３は半導体ウエハ３や支持部材４に関する拡大断面図を示したものであり、ここでは上記両面粘着シート１２について説明する。なお、図３では説明のため両面粘着シート１２を厚く記載しているが、実際の厚さは０．１ｍｍ以下となっている。
上記両面粘着シート１２は３層構造を有しており、中央に位置するテープ基材１２ａと、テープ基材１２ａの上面に積層されて保持リング１１および半導体ウエハ３を接着する第１接着層１２ｂと、テープ基材１２ａの下面に積層されて上記透明支持板１３を接着する第２接着層１２ｃとから構成されている。
上記テープ基材１２ａは例えばポリエステル、ポリイミド、ポリエチレン、ポリオレフィンなどの伸縮性を有する素材からなっている。
上記第１接着層１２ｂは常温において接着力を備えるものの、加熱により膨張するとともに接着力を失う性質を備えており、加熱源となる波長が赤外線領域である赤外光の直接的な照射や、赤外光の照射によって加熱されたテープ基材１２ａからの伝熱により、第１接着層１２ｂは加熱されて膨張し、接着力を失うようになっている。
上記第２接着層１２ｃは波長が紫外線領域である紫外光が照射されると、硬化して接着力を失うとともに、赤外光を透過させる性質を備えている。
そして、上記第１接着層１２ｂは上記紫外光に反応して接着力を失うことはなく、また上記第２接着層１２ｃは赤外光に反応して接着力を失わないようになっている。なお上述した第１接着層１２ｂおよび第２接着層１２ｃには、従来公知の接着剤を使用することができる。
【００２５】
上記割断ステーション１は、上記支持部材４を支持する透明支持板１３と、該透明支持板１３を保持する保持手段２１と、半導体ウエハ３の表面に微小な溝を形成するスクライバ２２と、透明支持板１３の裏面側から第１の光としての赤外レーザ光を照射する第１レーザ光照射手段２３と、透明支持板１３の裏面側から第２の光としての紫外光を照射する紫外光照射手段２４とを備えている。
透明支持板１３は赤外光および紫外光を透過させる透明な材質からなっており、上記保持手段２１によって水平に保持されるようになっている。また透明支持板１３上に支持部材４が支持されると、透明支持板１３と両面粘着シート１２との接着範囲が下方に向けて完全に露出するようになっている。
上記スクライバ２２は円盤状のカッタ２２ａと、該カッタ２２ａを移動させる移動手段２２ｂとによって構成され、上記カッタ２２ａは上記移動手段２２ｂに回転可能に設けられると共に、その外周部分にはエッジが形成されている。
上記カッタ２２ａを半導体ウエハ３の表面に押し当てながら回転させることで、図３（ａ）に示すように半導体ウエハ３の表面に溝３ｂが形成され、またこのカッタ２２ａを所要の割断予定線に沿って移動させることで、半導体ウエハ３の表面に格子状に溝３ｂが形成されるようになっている。
【００２６】
上記第１レーザ光照射手段２３は透明支持板１３の下方に設けられ、赤外レーザ光を発振するレーザ発振器２３ａと、発振された赤外レーザ光を集光する集光レンズ２３ｂと、レーザ発振器２３ａと集光レンズ２３ｂとを一体的に水平方向に移動させる移動手段２３ｃとを備えている。
上記レーザ発振器２３ａとしては遠赤外領域のレーザ光を発振するＣＯ２レーザや近赤外領域のレーザ光を発振するＹＡＧレーザを使用することができ、ＹＡＧレーザを使用する場合には透明支持板１３の材質をガラスとすることができる。
上記レーザ発振器２３ａが発振した赤外レーザ光は、集光レンズ２３ｂによって上記半導体ウエハ３における溝３ｂの裏面側に位置する第１接着層１２ｂに集光されて照射されるようになっている。（図３（ｂ））
また照射された赤外レーザ光は上記透明支持板１３、第２接着層１２ｃ、テープ基材１２ａを透過し、上記第１接着層１２ｂまで到達すると、第１接着層１２ｂおよびテープ基材１２ａに吸収されてこれらを加熱するようになっている。
これにより、赤外レーザ光が照射された部分の第１接着層１２ｂが局部的に加熱されるようになり、赤外レーザ光の照射された部分の第１接着層１２ｂは局部的に膨張するようになる。
【００２７】
上記移動手段２３ｃはレーザ発振器２３ａおよび集光レンズ２３ｂを上記割断予定線に沿って移動させ、このとき上記スクライバ２２のカッタ２２ａの所定距離後方を追従して移動させるようになっている。
このように、上記赤外レーザ光の照射される位置をスクライバ２２によって形成された溝３ｂに沿って移動させることで、赤外レーザ光の照射された部分の第１接着層１２ｂは上記溝３ｂが形成された位置で局部的に膨張するようになる。
そして第１接着層１２ｂが膨張することにより、両面粘着シート１２の表面側および裏面側に向けて押圧力が発生するが、両面粘着シート１２の裏面側に接着された透明支持板１３が変形を規制していることから、この押圧力により上記半導体ウエハ３側が盛り上がることになる。
その結果、この押圧力によって半導体ウエハ３の表面に形成された溝３ｂから亀裂が伸展し、該亀裂が半導体ウエハ３の裏面に到達すると、半導体ウエハ３が割断される。
なお、スクライバ２２によって半導体ウエハ３の表面全体に割断予定線に沿って格子状に溝３ｂを形成し終えてから、第１レーザ光照射手段２３によって赤外レーザ光の照射を行い、半導体ウエハ３を割断するようにしても良い。
【００２８】
上記紫外光照射手段２４は、透明支持板１３の下方に設けられており、紫外光を発光する紫外光ランプ２４ａと、紫外光ランプ２４ａが発光した紫外光を透明支持板１３側へ反射させる反射鏡２４ｂと、紫外光ランプ２４ａと反射鏡２４ｂとを移動させる移動手段２４ｃとを備えている。
紫外光ランプ２４ａより照射される紫外光は直接または反射鏡２４ｂに反射した後、透明支持板１３を透過して両面粘着シート１２の第２接着層１２ｃに照射される。
また上記移動手段２４ｃは上記紫外光ランプ２４ａおよび反射鏡２４ｂを移動させ、第２接着層１２ｃと透明支持板１３との接着範囲の全体に紫外光が照射されるようになっている。
なお、紫外光照射手段２４として、第２接着層１２ｃと透明支持板１３との接着範囲の全体を一度に照射するような構成のものを使用しても良い。その場合上記移動手段２４ｃは不要となる。
【００２９】
ピックアップステーション２は、支持部材４の保持リング１１を保持する保持手段３１と、割断された各半導体チップ３ａを相互に離隔させるための離隔手段３２と、半導体ウエハ３の裏面側から第１の光としての赤外レーザ光を照射する第２レーザ光照射手段３３と、半導体チップ３ａを吸着保持して後工程に搬送するピックアップ手段３４とを備えている。
上記ピックアップステーション２には上記割断ステーション１の上記透明支持板１３から剥離された支持部材４が搬送されるようになっており、上記保持手段３１はこの支持部材４を水平に保持するようになっている。
上記離隔手段３２は上記保持手段３１を昇降させる昇降機構３２ａと、リング状の押圧部材３２ｂとを備え、上記支持部材４がピックアップステーション２に搬送された際には、上記昇降機構３２ａは保持手段３１を上方に位置させており、支持部材４の両面粘着シート１２と上記押圧部材３２ｂとが相互に接触しないようになっている。
上記押圧部材３２ｂはリング状を有しており、上記半導体ウエハ３の外径より大径で、保持リング１１の内径よりも小径に製造されている。また支持部材４が保持手段３１によって保持されると、上記保持リング１１の中心と押圧部材３２ｂの中心が一致するようになっている。
そして、昇降機構３２ａにより保持手段３１を下降させると、押圧部材３２ｂが半導体ウエハ３と保持リング１１との間に位置する両面粘着シート１２に当接し、押圧部材３２ｂよりも内周側の両面粘着シート１２が上記保持リング１１に対して相対的に上方に押圧されるようになる。
その結果、両面粘着シート１２が四方に拡張して両面粘着シート１２上の半導体チップ３ａが相互に離隔し、各半導体チップ３ａの間に隙間が形成されるようになっている。
このように半導体チップ３ａを相互に離隔させることにより、半導体チップ３ａのピックアップが可能となり、そのとき隣接する半導体チップ３ａ同士が接触して隣接する半導体チップ３ａが剥離してしまうのを防止することができる。
【００３０】
第２レーザ光照射手段３３は上記第１レーザ光照射手段２３と略同一の構成を有しているので詳細な説明を省略するが、この第２レーザ光照射手段３３もＹＡＧレーザまたはＣＯ２レーザによる赤外レーザ光を照射するようになっている。
第２レーザ光照射手段３３の集光レンズ３３ｂは、赤外レーザ光が１枚の半導体チップ３ａと第１接着層１２ｂとの接着範囲と略同一またはそれよりも狭い範囲で当該第１接着層１２ｂに照射されるように集光する。
上記移動手段３３Ｃは所要の半導体チップ３ａの位置にレーザ発振器３３ａおよび集光レンズ３３ｂを移動させるようになっており、特に集光レンズ３３ｂが上記接着範囲よりも狭い範囲に赤外レーザ光を集光する場合、移動手段３３ｂは当該接着範囲全体に赤外レーザ光が照射されるよう、レーザ発振器３３ａおよび集光レンズ３３ｂを移動させるようになっている。
このようにして第２レーザ光照射手段３３が所要の半導体チップ３ａの接着範囲に赤外レーザ光を照射すると、当該部分の第１接着層１２ｂが赤外レーザ光またはテープ基材１２ａからの伝熱によって加熱され、膨張すると共に接着力を失う。
その結果、当該半導体チップ３ａは隣接する半導体チップ３ａに対して浮き上がり、また当該部分の第１接着層１２ｂの接着力が失われているため、上記ピックアップ手段３４によって容易にピックアップすることができるようになる。
ピックアップ手段３４は支持部材４の上方に設けられ、割断された半導体チップ３ａの上面を吸着保持する吸着ヘッド３４ａと、吸着ヘッド３４ａを移動させる移動手段３４ｂとを備えている。
吸着ヘッド３４ａは図示しない負圧発生手段によりその先端に設けられた吸引ノズル内に負圧を発生させて、半導体チップ３ａを一枚ずつ吸着保持するようになっている。
そして移動手段３４ｂは吸着ヘッド３４ａをピックアップすべき半導体チップ３ａの上方に移動させると共に、吸着ヘッド３４ａに半導体チップ３ａが保持されたら、当該半導体チップ３ａを図示しない後工程に搬送するようになっている。
【００３１】
以下、上記構成を有する割断ステーション１およびピックアップステーション２を用いた半導体チップ３ａの製造方法について説明する。
最初に、割断ステーション１に支持部材４および半導体ウエハ３を供給する。
具体的には、予め上記保持手段２１に透明支持板１３を保持した状態で、当該透明支持板１３の上面に両面粘着シート１２を接着する。
次に、この両面粘着シート１２の第１接着層１２ｂに保持リング１１を接着して上記支持部材４を得たら、該保持リング１１の内側の第１接着層１２ｂに半導体ウエハ３を接着する。
【００３２】
次に割断ステーション１において、上記スクライバ２２および第１レーザ光照射手段２３を用いて半導体ウエハ３の割断を行う。
具体的には上記スクライバ２２によって半導体ウエハ３の表面に割断予定線に沿って溝３ｂを形成し（図３（ａ））、この溝３ｂの裏面側から第１レーザ光照射手段２３により赤外レーザ光を照射する。（図３（ｂ））
半導体ウエハ３の溝３ｂの裏面側から赤外レーザ光を照射することにより、赤外レーザ光は透明支持板１３、第２接着層１２ｃ、テープ基材１２ａを透過して第１接着層１２ｂに照射されて加熱されるとともに、赤外レーザ光が照射されて加熱されたテープ基材１２ａからの伝熱によっても加熱される。
加熱により第１接着層１２ｂは局部的に膨張し、この膨張による押圧力によって半導体ウエハ３は裏面側から押圧され、その結果上記溝３ｂから亀裂が伸展して半導体ウエハ３が割断される。
その後上記スクライバ２２および第１レーザ光照射手段２３を所定の割断予定線に沿って移動させることで、半導体ウエハ３が格子状に割断され、半導体チップ３ａが得られることとなる。
【００３３】
半導体ウエハ３が半導体チップ３ａに割断されたら、支持部材４を透明支持板１３から剥離して、当該支持部材４をピックアップステーション２へ搬送する。
具体的には、上記紫外光照射手段２４が支持部材４の下方から透明支持板１３と第２接着層１２ｃとの接着範囲の全域に紫外光を照射し、第２接着層１２ｃを硬化させて接着力を失わせ、透明支持板１３から支持部材４を剥離することができるようにした後（図３（ｃ））、図示しない搬送手段が支持部材４の保持リング１１を吸着して上方へ移動させることにより剥離する。
そして割断ステーション１からピックアップステーション２に支持部材４を搬送する。
【００３４】
そしてピックアップステーション２では最初に両面粘着シート１２上の半導体チップ３ａを相互に離隔させる。（図３（ｄ））
まず支持部材４をピックアップステーション２の保持手段３１によって保持する際、離隔手段３２の昇降機構３２ａは保持手段３１を上方に位置させており、このため支持部材４の両面粘着シート１２と押圧部材３２ｂとは相互に接触しないようになっている。
次に上記昇降機構３２ａは保持手段３１を下降させて、支持部材４の両面粘着シート１２と上記押圧部材３２ｂとを接触させ、押圧部材３２ｂの内周側に位置する両面粘着シート１２が保持リング１１に対して相対的に上方に押圧されるようにする。
その結果、保持リング１１の内周側の両面粘着シート１２が四方に拡張し、両面粘着シート１２上で相互に密着していた半導体チップ３ａが相互に離隔する。
【００３５】
次にピックアップステーション２では所要の半導体チップ３ａをピックアップし、当該半導体チップ３を図示しない後工程へと搬送する（図３（ｅ））
具体的には、第２レーザ光照射手段３３が作動してピックアップされる所要の半導体チップ３ａの裏面側から赤外レーザ光を照射し、ピックアップ手段３４が当該半導体チップ３ａをピックアップして、図示しない後工程へと搬送する。
このとき、第２レーザ光照射手段３３が赤外レーザ光を照射することにより、当該所要の半導体チップ３ａとの接着範囲における第１接着層１２ｂが膨張して接着力を失い、その結果当該半導体チップ３ａは周囲の半導体チップ３ａに対して上方に浮き上がるようになる。
その状態から上記ピックアップ手段３４が当該半導体チップ３ａを上方から吸着保持し、吸着保持した半導体チップ３ａを上方に移動させて半導体チップ３ａを第１接着層１２ｂより剥離させて、当該半導体チップ３ａを後工程へと搬送する。
【００３６】
このように、本実施例の割断装置によれば、半導体ウエハ３を割断する際に上方から赤外レーザ光を照射しないため、半導体ウエハ３の割断によって発生するカレットが半導体ウエハ３の表面に付着しても、当該カレットが半導体ウエハ３に溶着してしまうのを防止することができる。
また溝３ｂから亀裂を伸展させて半導体ウエハ３を割断するので、レーザ光や水流等を用いて半導体ウエハを切断する際に必要な切り代を設定する必要がなく、半導体ウエハ３から効率的に半導体チップ３ａを得ることができる。
【００３７】
次に、本発明にかかる第２の実施例について説明する。第２の実施例においても上記第１の実施例と同様の割断装置を用いることができ、以下に述べない事項については上記第１実施例と同様の構成を有するとともに、同様の動作が行われるものとする。
本実施例では、上記支持部材４における両面粘着シート１２の第１接着層１２ｂは紫外光の照射により接着力を失う性質を有し、また第２接着層１２ｃは赤外光の照射により膨張すると共に接着力を失う性質を有している。
また上記割断ステーション１には、上記第１レーザ光照射手段２３と、紫外光照射手段２４に代えて赤外光照射手段とが設けられ、当該赤外光照射手段は赤外光を発光する赤外光ランプと、赤外光を半導体ウエハ３に向けて反射させる反射鏡とを備えている。
そしてピックアップステーション２における第２レーザ光照射手段３３は、赤外レーザ光に代えて紫外レーザ光を照射するようになっている。
【００３８】
そしてこの第２の実施例では、割断ステーション１において半導体ウエハ３の割断をするため、第１レーザ光照射手段２３によって赤外レーザ光を所要の割断予定線に沿って照射するようになっている。
これにより当該第２接着層１２ｃにおける赤外レーザ光の照射された部分が局部的に膨張し、第２接着層１２ｃの膨張により発生する押圧力はテープ基材１２ａおよび第１接着層１２ｂを介して半導体ウエハ３に作用し、半導体ウエハ３表面の溝から亀裂を伸展させて割断を行なうようになっている。
次に割断ステーション１において透明支持板１３から支持部材４を剥離させる際には、赤外光照射手段によって透明支持板１３と第２接着層１２ｃとの接着範囲全域に赤外光を照射して第２接着層の接着力を失わせるようにする。
そしてピックアップステーション２において、上記離隔手段によって予め相互に離隔した半導体チップ３ａをピックアップする際には、第２レーザ光照射手段３３が所要の半導体チップ３ａの裏面に紫外レーザ光を照射することで、当該半導体チップ３ａを接着する第１接着層１２ｂの接着力を失わせ、上記ピックアップ手段３４によってピックアップする。
このように、両面粘着シート１２の透明支持板１３側に形成された第２接着層１２ｃを局部的に膨張させることによっても、半導体ウエハ３を割断することができ、また上記第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
なお上記第１実施例において、両面粘着シート１２の第１接着層１２ｂが紫外光によって膨張するとともに接着力を失う性質を有し、第２接着層１２ｃが加熱によって接着力を失う性質を有していても良い。
また第１実施例のピックアップステーション２の第２レーザ光照射手段３３に代えて、所要のチップ３ａに直接接触して当該チップ３ａを介して当該チップ３ａの接着範囲を加熱したり、両面粘着シート１２における所要のチップ３ａの接着範囲を裏側から直接接触して加熱するヒータを用いても良い。
さらに、第２実施例の割断ステーションの第１レーザ光照射手段に代えて、透明支持板を加熱して、その伝熱により第２接着層を加熱させて当該部分を膨張させるヒータを用いても良い。
そして、上記第１、第２実施例において、上記スクライバ２２、第１、第２レーザ光照射手段２３、３３、紫外光照射手段２４、ピックアップ手段３４、赤外光照射手段は、それぞれ移動手段によって移動するようになっているが、上記保持手段２１、３１を移動させて、これらと支持部材４とを相対移動させても良い。
さらに、上記両面粘着シート１２については、上記テープ基材１２ａの積層されていないものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施例にかかる割断装置を構成する割断ステーションを示した側面図。
【図２】上記割断装置を構成するピックアップステーションを示した側面図。
【図３】支持部材および半導体ウエハについての拡大断面図を示し、（ａ）は半導体ウエハに溝を形成している状態を、（ｂ）は赤外レーザ光の照射により半導体ウエハを割断している状態を、（ｃ）は紫外光を照射して第２接着層の接着力を失わせている状態を、（ｄ）は両面粘着シートを拡張して各半導体チップを離隔させた状態を、（ｅ）は所要の半導体チップの接着範囲の接着力を失わせてピックアップしている状態を示している。
【符号の説明】
【００４１】
１ 割断ステーション ２ ピックアップステーション
３ 半導体ウエハ ３ａ 半導体チップ
１２ 両面粘着シート １２ａ テープ基材
１２ｂ 第１接着層 １２ｃ 第２接着層
１３ 透明支持板 ２２ スクライバ
２３ 第１レーザ光照射手段 ２４ 紫外光照射手段
３２ 離隔手段 ３３ 第２レーザ光照射手段
３４ ピックアップ手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は脆性材料の割断方法およびその装置に関し、詳しくは脆性材料の表面に溝を形成し、該溝から亀裂を伸展させて脆性材料を所要形状のチップに割断する脆性材料の割断方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウエハやガラス板等の脆性材料の表面に溝を形成し、該溝から亀裂を伸展させることで、このような脆性材料を所要形状の半導体チップや液晶ディスプレイ用パネル等に割断する方法が知られている。
このような脆性材料の割断方法として、支持部材の上面に脆性材料を保持し、該脆性材料の表面に溝を形成したら、当該脆性材料の上方からレーザ光などの光を照射し、脆性材料の内部に熱応力を発生させることで、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を割断するものが知られている。（特許文献１）
また脆性材料を割断する際、粘着テープの表面に上記脆性材料を接着した状態で割断することも行なわれている。（特許文献２）
【特許文献１】特開平８―２７６３９８号公報
【特許文献２】特開２００１―２２６６５０号公報（特に図２の構成）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、上述したように脆性材料に形成した亀裂を伸展させて割断を行う場合、割断された箇所からカレット（塵）が発生し、このカレットが脆性材料の表面に付着してしまう場合がある。
そして特許文献１のように脆性材料の上方からレーザ光を照射して割断を行なうと、上記カレットがレーザ光による加熱によって溶融して脆性材料にこびりついてしまい、その結果不良品が発生する場合があった。
このような問題に鑑み、本発明はカレットによる不良品が発生することのない脆性材料の割断方法およびその装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載する脆性材料の割断方法は、脆性材料の表面側の割断予定線上に溝を形成し、該溝から亀裂を伸展させて脆性材料を所定形状のチップに割断する脆性材料の割断方法において、
所要の光の照射により膨張する粘着シートを上記光を透過させる透明支持板の表面に接着すると共に、上記脆性材料を粘着シートにおける上記透明支持板とは反対側に接着支持し、
脆性材料の溝が形成された割断予定線に沿って上記透明支持板側から光を照射することにより、当該光の照射された位置の粘着シートを局部的に膨張させ、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を割断することを特徴としている。
【０００５】
請求項２に記載する脆性材料の割断方法は、請求項１に記載の脆性材料の割断方法において、上記粘着シートは脆性材料側と透明支持板側で異なる性質の接着層が形成されており、少なくともいずれか一方の接着層は所要の光の照射により膨張する性質を有していることを特徴としている。
【０００６】
請求項３に記載する脆性材料の割断方法は、請求項２に記載の脆性材料の割断方法において、上記脆性材料側の接着層は第１の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記脆性材料が上記チップに割断されたら、透明支持板側から第１の光を所要のチップが接着された範囲に照射することにより、上記脆性材料側の接着層の接着力を失わせ、上記所要のチップをピックアップ可能にすることを特徴としている。
【０００７】
請求項４に記載する脆性材料の割断方法は、請求項３に記載の脆性材料の割断方法において、上記第１の光は赤外光であって、上記脆性材料側の接着層は赤外光の照射により加熱されて膨張するとともに接着力を失い、紫外光の照射により接着力を失わない性質を有することを特徴としている。
【０００８】
請求項５に記載する脆性材料の割断方法は、請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の脆性材料の割断方法において、上記透明支持板側の接着層は第２の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記脆性材料が上記チップに割断された後であって、上記チップをピックアップする前に、透明支持板側から第２の光を透明支持板と粘着シートとの接着範囲に照射することにより、上記透明支持板側の接着層の接着力を失わせ、透明支持板と粘着シートとを剥離することを特徴としている。
【０００９】
請求項６に記載する脆性材料の割断方法は、請求項５に記載の脆性材料の割断方法において、上記第２の光は紫外光であって、上記透明支持板側の接着層は紫外光の照射により接着力を失い、赤外光の照射により接着力を失わない性質を有していることを特徴としている。
【００１０】
そして請求項７に記載する脆性材料の割断装置は、表面側の割断予定線上に溝の形成された脆性材料を支持する支持部材と、所要の光を照射する照射手段と、上記支持部材と照射手段とを相対移動させる移動手段とを備え、
上記移動手段により支持部材と照射手段とを相対移動させて、照射手段からの光を上記溝が形成された割断予定線に沿って照射し、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を所定形状のチップに割断するようにした脆性材料の割断装置において、
上記支持部材は所要の光の照射により膨張する粘着シートを備え、該粘着シートの表面で上記脆性材料を接着支持し、
上記支持部材を支持するとともに上記光を透過させる透明支持板を設けて、該透明支持板を上記粘着シートにおける脆性材料の反対側に接着し、
上記照射手段を上記透明支持板側に設けるとともに、照射手段が透明支持板側から上記光を割断予定線に沿って照射することにより、当該光の照射された位置の粘着シ−トを局部的に膨張させ、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を割断することを特徴としている。
【００１１】
請求項８に記載する脆性材料の割断装置は、請求項７に記載の脆性材料の割断装置において、上記粘着シートは脆性材料側と透明支持板側で異なる性質の接着層が形成されており、少なくともいずれか一方の接着層は所要の光の照射により膨張する性質を有していることを特徴としている。
【００１２】
請求項９に記載する脆性材料の割断装置は、請求項８に記載の脆性材料の割断装置において、上記支持部材からチップをピックアップするピックアップ手段を備え、
上記脆性材料側の接着層は第１の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記照射手段は第１の光を照射する第１照射手段を備え、第１照射手段は、透明支持板側から第１の光を所要のチップが接着された範囲に照射することにより、上記脆性材料側の接着層の接着力を失わせ、上記所要のチップをピックアップ手段によりピックアップ可能にすることを特徴としている。
【００１３】
請求項１０に記載する脆性材料の割断装置は、請求項９に記載の脆性材料の割断装置において、上記第１の光は赤外光であって、上記脆性材料側の接着層は赤外光の照射により加熱されて膨張するとともに接着力を失い、紫外光の照射により接着力を失わない性質を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項１１に記載する脆性材料の割断装置は、請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の脆性材料の割断装置において、上記透明支持板側の接着層は第２の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記照射手段は第２の光を照射する第２照射手段を備え、第２照射手段は、透明支持板側から第２の光を透明支持板と粘着シートとの接着範囲に照射することにより、上記透明支持板側の接着層の接着力を失わせ、透明支持板と粘着シートとを剥離することを特徴としている。
【００１５】
請求項１２に記載する脆性材料の割断装置は、請求項１１に記載の脆性材料の割断装置において、上記第２の光は紫外光であって、上記透明支持板側の接着層は紫外光の照射により接着力を失い、赤外光の照射により接着力を失わない性質を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
上記請求項１および請求項７の脆性材料の割断方法および割断装置によれば、脆性材料を光の照射により膨張する粘着シートの表面に接着支持し、該粘着シートにおける脆性材料の反対側に上記光を透過させる透明支持板が接着されているため、上記光を透明支持板側から照射することができる。
その結果、光が透明支持板を透過して粘着シートに到達し、光の照射された部分の粘着シートが膨張すると、膨張により発生した押圧力が上記脆性材料に形成された溝に作用するようになり、当該溝から亀裂を伸展させて脆性材料を割断することができるようになる。
そして上記光を透明支持板側から照射することで、割断加工時に発生するカレットがレーザ光により加熱されることによって脆性材料に溶着するような事態は生じず、不良品の発生を抑えることが可能となる。
【００１７】
上記請求項２および請求項８の脆性材料の割断方法および割断装置によれば、脆性材料の接着される接着層もしくは透明支持板の接着される接着層のうち、少なくともいずれか一方の接着層が膨張すれば、脆性材料を割断することが可能となる。
【００１８】
上記請求項３および請求項９の脆性材料の割断方法および割断装置によれば、脆性材料側の接着層は第１の光によって接着力を失うので、当該第１の光を照射することで任意のチップだけをピックアップすることが可能となる。
【００１９】
上記請求項４および請求項１０の脆性材料の割断方法および割断装置によれば、脆性材料側の接着層は紫外光によっては接着力を失わないので、脆性材料を割断する際に紫外光を照射して異なる作業を行なうことができる。
【００２０】
上記請求項５および請求項１１の脆性材料の割断方法および割断装置によれば、脆性材料が割断された後に第２の光を照射して粘着シートより透明支持板を剥離させることにより、その後の各チップのピックアップを容易に行なうことが可能となる。
【００２１】
上記請求項６および請求項１２の脆性材料の割断方法および割断装置によれば、透明支持板側の接着層は赤外光によっては接着力を失わないので、脆性材料の割断に赤外光を用いることで、脆性材料の割断と透明支持板の剥離とをそれぞれ異なるタイミングで行なうことができ、確実に脆性材料の割断をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図示実施例について説明すると、図１、図２は本発明にかかる割断装置を構成する割断ステーション１およびピックアップステーション２を示しており、上記割断ステーション１は脆性材料としての半導体ウエハ３を割断し、ピックアップステーション２は割断によって得られた半導体チップ３ａを一枚ずつ保持して後工程に搬送する装置となっている。
上記半導体ウエハ３は略円形を有し、上記割断ステーション１によって当該半導体ウエハ３を割断すると、略方形の半導体チップ３ａが得られるようになっている。また割断される半導体ウエハ３の板厚は０.３ｍｍ以下であることが望ましい。
上記半導体ウエハ３は図１、図２に示される支持部材４によって支持され、上記割断ステーション１にて半導体ウエハ３が割断されると、割断ステーション１とピックアップステーション２との間に設けられた図示しない搬送手段によって、支持部材４ごと半導体チップ３ａがピックアップステーション２に搬送されるようになっている。
【００２３】
図１に示すように、上記支持部材４は、リング状の保持リング１１と、該保持リング１１の下面に接着された両面粘着シート１２とから構成されている。
上記保持リング１１の内径は半導体ウエハ３の外径よりも大径に形成され、半導体ウエハ３を両面粘着シート１２の表面に接着支持すると、半導体ウエハ３の外周と保持リング１１の内周との間に所定の間隔が形成されるようになっている。
なお、割断ステーション１では、上記支持部材４は後述する透明支持板１３上に接着支持されるようになっている。
【００２４】
図３は半導体ウエハ３や支持部材４に関する拡大断面図を示したものであり、ここでは上記両面粘着シート１２について説明する。なお、図３では説明のため両面粘着シート１２を厚く記載しているが、実際の厚さは０．１ｍｍ以下となっている。
上記両面粘着シート１２は３層構造を有しており、中央に位置するテープ基材１２ａと、テープ基材１２ａの上面に積層されて保持リング１１および半導体ウエハ３を接着する第１接着層１２ｂと、テープ基材１２ａの下面に積層されて上記透明支持板１３を接着する第２接着層１２ｃとから構成されている。
上記テープ基材１２ａは例えばポリエステル、ポリイミド、ポリエチレン、ポリオレフィンなどの伸縮性を有する素材からなっている。
上記第１接着層１２ｂは常温において接着力を備えるものの、加熱により膨張するとともに接着力を失う性質を備えており、加熱源となる波長が赤外線領域である赤外光の直接的な照射や、赤外光の照射によって加熱されたテープ基材１２ａからの伝熱により、第１接着層１２ｂは加熱されて膨張し、接着力を失うようになっている。
上記第２接着層１２ｃは波長が紫外線領域である紫外光が照射されると、硬化して接着力を失うとともに、赤外光を透過させる性質を備えている。
そして、上記第１接着層１２ｂは上記紫外光に反応して接着力を失うことはなく、また上記第２接着層１２ｃは赤外光に反応して接着力を失わないようになっている。なお上述した第１接着層１２ｂおよび第２接着層１２ｃには、従来公知の接着剤を使用することができる。
【００２５】
上記割断ステーション１は、上記支持部材４を支持する透明支持板１３と、該透明支持板１３を保持する保持手段２１と、半導体ウエハ３の表面に微小な溝を形成するスクライバ２２と、透明支持板１３の裏面側から第１の光としての赤外レーザ光を照射する第１レーザ光照射手段２３と、透明支持板１３の裏面側から第２の光としての紫外光を照射する紫外光照射手段２４とを備えている。
透明支持板１３は赤外光および紫外光を透過させる透明な材質からなっており、上記保持手段２１によって水平に保持されるようになっている。また透明支持板１３上に支持部材４が支持されると、透明支持板１３と両面粘着シート１２との接着範囲が下方に向けて完全に露出するようになっている。
上記スクライバ２２は円盤状のカッタ２２ａと、該カッタ２２ａを移動させる移動手段２２ｂとによって構成され、上記カッタ２２ａは上記移動手段２２ｂに回転可能に設けられると共に、その外周部分にはエッジが形成されている。
上記カッタ２２ａを半導体ウエハ３の表面に押し当てながら回転させることで、図３（ａ）に示すように半導体ウエハ３の表面に溝３ｂが形成され、またこのカッタ２２ａを所要の割断予定線に沿って移動させることで、半導体ウエハ３の表面に格子状に溝３ｂが形成されるようになっている。
【００２６】
上記第１レーザ光照射手段２３は透明支持板１３の下方に設けられ、赤外レーザ光を発振するレーザ発振器２３ａと、発振された赤外レーザ光を集光する集光レンズ２３ｂと、レーザ発振器２３ａと集光レンズ２３ｂとを一体的に水平方向に移動させる移動手段２３ｃとを備えている。
上記レーザ発振器２３ａとしては遠赤外領域のレーザ光を発振するＣＯ２レーザや近赤外領域のレーザ光を発振するＹＡＧレーザを使用することができ、ＹＡＧレーザを使用する場合には透明支持板１３の材質をガラスとすることができる。
上記レーザ発振器２３ａが発振した赤外レーザ光は、集光レンズ２３ｂによって上記半導体ウエハ３における溝３ｂの裏面側に位置する第１接着層１２ｂに集光されて照射されるようになっている。（図３（ｂ））
また照射された赤外レーザ光は上記透明支持板１３、第２接着層１２ｃ、テープ基材１２ａを透過し、上記第１接着層１２ｂまで到達すると、第１接着層１２ｂおよびテープ基材１２ａに吸収されてこれらを加熱するようになっている。
これにより、赤外レーザ光が照射された部分の第１接着層１２ｂが局部的に加熱されるようになり、赤外レーザ光の照射された部分の第１接着層１２ｂは局部的に膨張するようになる。
【００２７】
上記移動手段２３ｃはレーザ発振器２３ａおよび集光レンズ２３ｂを上記割断予定線に沿って移動させ、このとき上記スクライバ２２のカッタ２２ａの所定距離後方を追従して移動させるようになっている。
このように、上記赤外レーザ光の照射される位置をスクライバ２２によって形成された溝３ｂに沿って移動させることで、赤外レーザ光の照射された部分の第１接着層１２ｂは上記溝３ｂが形成された位置で局部的に膨張するようになる。
そして第１接着層１２ｂが膨張することにより、両面粘着シート１２の表面側および裏面側に向けて押圧力が発生するが、両面粘着シート１２の裏面側に接着された透明支持板１３が変形を規制していることから、この押圧力により上記半導体ウエハ３側が盛り上がることになる。
その結果、この押圧力によって半導体ウエハ３の表面に形成された溝３ｂから亀裂が伸展し、該亀裂が半導体ウエハ３の裏面に到達すると、半導体ウエハ３が割断される。
なお、スクライバ２２によって半導体ウエハ３の表面全体に割断予定線に沿って格子状に溝３ｂを形成し終えてから、第１レーザ光照射手段２３によって赤外レーザ光の照射を行い、半導体ウエハ３を割断するようにしても良い。
【００２８】
上記紫外光照射手段２４は、透明支持板１３の下方に設けられており、紫外光を発光する紫外光ランプ２４ａと、紫外光ランプ２４ａが発光した紫外光を透明支持板１３側へ反射させる反射鏡２４ｂと、紫外光ランプ２４ａと反射鏡２４ｂとを移動させる移動手段２４ｃとを備えている。
紫外光ランプ２４ａより照射される紫外光は直接または反射鏡２４ｂに反射した後、透明支持板１３を透過して両面粘着シート１２の第２接着層１２ｃに照射される。
また上記移動手段２４ｃは上記紫外光ランプ２４ａおよび反射鏡２４ｂを移動させ、第２接着層１２ｃと透明支持板１３との接着範囲の全体に紫外光が照射されるようになっている。
なお、紫外光照射手段２４として、第２接着層１２ｃと透明支持板１３との接着範囲の全体を一度に照射するような構成のものを使用しても良い。その場合上記移動手段２４ｃは不要となる。
【００２９】
ピックアップステーション２は、支持部材４の保持リング１１を保持する保持手段３１と、割断された各半導体チップ３ａを相互に離隔させるための離隔手段３２と、半導体ウエハ３の裏面側から第１の光としての赤外レーザ光を照射する第２レーザ光照射手段３３と、半導体チップ３ａを吸着保持して後工程に搬送するピックアップ手段３４とを備えている。
上記ピックアップステーション２には上記割断ステーション１の上記透明支持板１３から剥離された支持部材４が搬送されるようになっており、上記保持手段３１はこの支持部材４を水平に保持するようになっている。
上記離隔手段３２は上記保持手段３１を昇降させる昇降機構３２ａと、リング状の押圧部材３２ｂとを備え、上記支持部材４がピックアップステーション２に搬送された際には、上記昇降機構３２ａは保持手段３１を上方に位置させており、支持部材４の両面粘着シート１２と上記押圧部材３２ｂとが相互に接触しないようになっている。
上記押圧部材３２ｂはリング状を有しており、上記半導体ウエハ３の外径より大径で、保持リング１１の内径よりも小径に製造されている。また支持部材４が保持手段３１によって保持されると、上記保持リング１１の中心と押圧部材３２ｂの中心が一致するようになっている。
そして、昇降機構３２ａにより保持手段３１を下降させると、押圧部材３２ｂが半導体ウエハ３と保持リング１１との間に位置する両面粘着シート１２に当接し、押圧部材３２ｂよりも内周側の両面粘着シート１２が上記保持リング１１に対して相対的に上方に押圧されるようになる。
その結果、両面粘着シート１２が四方に拡張して両面粘着シート１２上の半導体チップ３ａが相互に離隔し、各半導体チップ３ａの間に隙間が形成されるようになっている。
このように半導体チップ３ａを相互に離隔させることにより、半導体チップ３ａのピックアップが可能となり、そのとき隣接する半導体チップ３ａ同士が接触して隣接する半導体チップ３ａが剥離してしまうのを防止することができる。
【００３０】
第２レーザ光照射手段３３は上記第１レーザ光照射手段２３と略同一の構成を有しているので詳細な説明を省略するが、この第２レーザ光照射手段３３もＹＡＧレーザまたはＣＯ２レーザによる赤外レーザ光を照射するようになっている。
第２レーザ光照射手段３３の集光レンズ３３ｂは、赤外レーザ光が１枚の半導体チップ３ａと第１接着層１２ｂとの接着範囲と略同一またはそれよりも狭い範囲で当該第１接着層１２ｂに照射されるように集光する。
上記移動手段３３Ｃは所要の半導体チップ３ａの位置にレーザ発振器３３ａおよび集光レンズ３３ｂを移動させるようになっており、特に集光レンズ３３ｂが上記接着範囲よりも狭い範囲に赤外レーザ光を集光する場合、移動手段３３ｂは当該接着範囲全体に赤外レーザ光が照射されるよう、レーザ発振器３３ａおよび集光レンズ３３ｂを移動させるようになっている。
このようにして第２レーザ光照射手段３３が所要の半導体チップ３ａの接着範囲に赤外レーザ光を照射すると、当該部分の第１接着層１２ｂが赤外レーザ光またはテープ基材１２ａからの伝熱によって加熱され、膨張すると共に接着力を失う。
その結果、当該半導体チップ３ａは隣接する半導体チップ３ａに対して浮き上がり、また当該部分の第１接着層１２ｂの接着力が失われているため、上記ピックアップ手段３４によって容易にピックアップすることができるようになる。
ピックアップ手段３４は支持部材４の上方に設けられ、割断された半導体チップ３ａの上面を吸着保持する吸着ヘッド３４ａと、吸着ヘッド３４ａを移動させる移動手段３４ｂとを備えている。
吸着ヘッド３４ａは図示しない負圧発生手段によりその先端に設けられた吸引ノズル内に負圧を発生させて、半導体チップ３ａを一枚ずつ吸着保持するようになっている。
そして移動手段３４ｂは吸着ヘッド３４ａをピックアップすべき半導体チップ３ａの上方に移動させると共に、吸着ヘッド３４ａに半導体チップ３ａが保持されたら、当該半導体チップ３ａを図示しない後工程に搬送するようになっている。
【００３１】
以下、上記構成を有する割断ステーション１およびピックアップステーション２を用いた半導体チップ３ａの製造方法について説明する。
最初に、割断ステーション１に支持部材４および半導体ウエハ３を供給する。
具体的には、予め上記保持手段２１に透明支持板１３を保持した状態で、当該透明支持板１３の上面に両面粘着シート１２を接着する。
次に、この両面粘着シート１２の第１接着層１２ｂに保持リング１１を接着して上記支持部材４を得たら、該保持リング１１の内側の第１接着層１２ｂに半導体ウエハ３を接着する。
【００３２】
次に割断ステーション１において、上記スクライバ２２および第１レーザ光照射手段２３を用いて半導体ウエハ３の割断を行う。
具体的には上記スクライバ２２によって半導体ウエハ３の表面に割断予定線に沿って溝３ｂを形成し（図３（ａ））、この溝３ｂの裏面側から第１レーザ光照射手段２３により赤外レーザ光を照射する。（図３（ｂ））
半導体ウエハ３の溝３ｂの裏面側から赤外レーザ光を照射することにより、赤外レーザ光は透明支持板１３、第２接着層１２ｃ、テープ基材１２ａを透過して第１接着層１２ｂに照射されて加熱されるとともに、赤外レーザ光が照射されて加熱されたテープ基材１２ａからの伝熱によっても加熱される。
加熱により第１接着層１２ｂは局部的に膨張し、この膨張による押圧力によって半導体ウエハ３は裏面側から押圧され、その結果上記溝３ｂから亀裂が伸展して半導体ウエハ３が割断される。
その後上記スクライバ２２および第１レーザ光照射手段２３を所定の割断予定線に沿って移動させることで、半導体ウエハ３が格子状に割断され、半導体チップ３ａが得られることとなる。
【００３３】
半導体ウエハ３が半導体チップ３ａに割断されたら、支持部材４を透明支持板１３から剥離して、当該支持部材４をピックアップステーション２へ搬送する。
具体的には、上記紫外光照射手段２４が支持部材４の下方から透明支持板１３と第２接着層１２ｃとの接着範囲の全域に紫外光を照射し、第２接着層１２ｃを硬化させて接着力を失わせ、透明支持板１３から支持部材４を剥離することができるようにした後（図３（ｃ））、図示しない搬送手段が支持部材４の保持リング１１を吸着して上方へ移動させることにより剥離する。
そして割断ステーション１からピックアップステーション２に支持部材４を搬送する。
【００３４】
そしてピックアップステーション２では最初に両面粘着シート１２上の半導体チップ３ａを相互に離隔させる。（図３（ｄ））
まず支持部材４をピックアップステーション２の保持手段３１によって保持する際、離隔手段３２の昇降機構３２ａは保持手段３１を上方に位置させており、このため支持部材４の両面粘着シート１２と押圧部材３２ｂとは相互に接触しないようになっている。
次に上記昇降機構３２ａは保持手段３１を下降させて、支持部材４の両面粘着シート１２と上記押圧部材３２ｂとを接触させ、押圧部材３２ｂの内周側に位置する両面粘着シート１２が保持リング１１に対して相対的に上方に押圧されるようにする。
その結果、保持リング１１の内周側の両面粘着シート１２が四方に拡張し、両面粘着シート１２上で相互に密着していた半導体チップ３ａが相互に離隔する。
【００３５】
次にピックアップステーション２では所要の半導体チップ３ａをピックアップし、当該半導体チップ３を図示しない後工程へと搬送する（図３（ｅ））
具体的には、第２レーザ光照射手段３３が作動してピックアップされる所要の半導体チップ３ａの裏面側から赤外レーザ光を照射し、ピックアップ手段３４が当該半導体チップ３ａをピックアップして、図示しない後工程へと搬送する。
このとき、第２レーザ光照射手段３３が赤外レーザ光を照射することにより、当該所要の半導体チップ３ａとの接着範囲における第１接着層１２ｂが膨張して接着力を失い、その結果当該半導体チップ３ａは周囲の半導体チップ３ａに対して上方に浮き上がるようになる。
その状態から上記ピックアップ手段３４が当該半導体チップ３ａを上方から吸着保持し、吸着保持した半導体チップ３ａを上方に移動させて半導体チップ３ａを第１接着層１２ｂより剥離させて、当該半導体チップ３ａを後工程へと搬送する。
【００３６】
このように、本実施例の割断装置によれば、半導体ウエハ３を割断する際に上方から赤外レーザ光を照射しないため、半導体ウエハ３の割断によって発生するカレットが半導体ウエハ３の表面に付着しても、当該カレットが半導体ウエハ３に溶着してしまうのを防止することができる。
また溝３ｂから亀裂を伸展させて半導体ウエハ３を割断するので、レーザ光や水流等を用いて半導体ウエハを切断する際に必要な切り代を設定する必要がなく、半導体ウエハ３から効率的に半導体チップ３ａを得ることができる。
【００３７】
次に、本発明にかかる第２の実施例について説明する。第２の実施例においても上記第１の実施例と同様の割断装置を用いることができ、以下に述べない事項については上記第１実施例と同様の構成を有するとともに、同様の動作が行われるものとする。
本実施例では、上記支持部材４における両面粘着シート１２の第１接着層１２ｂは紫外光の照射により接着力を失う性質を有し、また第２接着層１２ｃは赤外光の照射により膨張すると共に接着力を失う性質を有している。
また上記割断ステーション１には、上記第１レーザ光照射手段２３と、紫外光照射手段２４に代えて赤外光照射手段とが設けられ、当該赤外光照射手段は赤外光を発光する赤外光ランプと、赤外光を半導体ウエハ３に向けて反射させる反射鏡とを備えている。
そしてピックアップステーション２における第２レーザ光照射手段３３は、赤外レーザ光に代えて紫外レーザ光を照射するようになっている。
【００３８】
そしてこの第２の実施例では、割断ステーション１において半導体ウエハ３の割断をするため、第１レーザ光照射手段２３によって赤外レーザ光を所要の割断予定線に沿って照射するようになっている。
これにより当該第２接着層１２ｃにおける赤外レーザ光の照射された部分が局部的に膨張し、第２接着層１２ｃの膨張により発生する押圧力はテープ基材１２ａおよび第１接着層１２ｂを介して半導体ウエハ３に作用し、半導体ウエハ３表面の溝から亀裂を伸展させて割断を行なうようになっている。
次に割断ステーション１において透明支持板１３から支持部材４を剥離させる際には、赤外光照射手段によって透明支持板１３と第２接着層１２ｃとの接着範囲全域に赤外光を照射して第２接着層の接着力を失わせるようにする。
そしてピックアップステーション２において、上記離隔手段によって予め相互に離隔した半導体チップ３ａをピックアップする際には、第２レーザ光照射手段３３が所要の半導体チップ３ａの裏面に紫外レーザ光を照射することで、当該半導体チップ３ａを接着する第１接着層１２ｂの接着力を失わせ、上記ピックアップ手段３４によってピックアップする。
このように、両面粘着シート１２の透明支持板１３側に形成された第２接着層１２ｃを局部的に膨張させることによっても、半導体ウエハ３を割断することができ、また上記第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
なお上記第１実施例において、両面粘着シート１２の第１接着層１２ｂが紫外光によって膨張するとともに接着力を失う性質を有し、第２接着層１２ｃが加熱によって接着力を失う性質を有していても良い。
また第１実施例のピックアップステーション２の第２レーザ光照射手段３３に代えて、所要のチップ３ａに直接接触して当該チップ３ａを介して当該チップ３ａの接着範囲を加熱したり、両面粘着シート１２における所要のチップ３ａの接着範囲を裏側から直接接触して加熱するヒータを用いても良い。
さらに、第２実施例の割断ステーションの第１レーザ光照射手段に代えて、透明支持板を加熱して、その伝熱により第２接着層を加熱させて当該部分を膨張させるヒータを用いても良い。
そして、上記第１、第２実施例において、上記スクライバ２２、第１、第２レーザ光照射手段２３、３３、紫外光照射手段２４、ピックアップ手段３４、赤外光照射手段は、それぞれ移動手段によって移動するようになっているが、上記保持手段２１、３１を移動させて、これらと支持部材４とを相対移動させても良い。
さらに、上記両面粘着シート１２については、上記テープ基材１２ａの積層されていないものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施例にかかる割断装置を構成する割断ステーションを示した側面図。
【図２】上記割断装置を構成するピックアップステーションを示した側面図。
【図３】支持部材および半導体ウエハについての拡大断面図を示し、（ａ）は半導体ウエハに溝を形成している状態を、（ｂ）は赤外レーザ光の照射により半導体ウエハを割断している状態を、（ｃ）は紫外光を照射して第２接着層の接着力を失わせている状態を、（ｄ）は両面粘着シートを拡張して各半導体チップを離隔させた状態を、（ｅ）は所要の半導体チップの接着範囲の接着力を失わせてピックアップしている状態を示している。
【符号の説明】
【００４１】
１ 割断ステーション ２ ピックアップステーション
３ 半導体ウエハ ３ａ 半導体チップ
１２ 両面粘着シート １２ａ テープ基材
１２ｂ 第１接着層 １２ｃ 第２接着層
１３ 透明支持板 ２２ スクライバ
２３ 第１レーザ光照射手段 ２４ 紫外光照射手段
３２ 離隔手段 ３３ 第２レーザ光照射手段
３４ ピックアップ手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脆性材料の表面側の割断予定線上に溝を形成し、該溝から亀裂を伸展させて脆性材料を所定形状のチップに割断する脆性材料の割断方法において、
所要の光の照射により膨張する粘着シートを上記光を透過させる透明支持板の表面に接着すると共に、上記脆性材料を粘着シートにおける上記透明支持板とは反対側に接着支持し、
脆性材料の溝が形成された割断予定線に沿って上記透明支持板側から光を照射することにより、当該光の照射された位置の粘着シートを局部的に膨張させ、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を割断することを特徴とする脆性材料の割断方法。
【請求項２】
上記粘着シートは脆性材料側と透明支持板側で異なる性質の接着層が形成されており、少なくともいずれか一方の接着層は所要の光の照射により膨張する性質を有していることを特徴とする請求項１に記載の脆性材料の割断方法。
【請求項３】
上記脆性材料側の接着層は第１の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記脆性材料が上記チップに割断されたら、透明支持板側から第１の光を所要のチップが接着された範囲に照射することにより、上記脆性材料側の接着層の接着力を失わせ、上記所要のチップをピックアップ可能にすることを特徴とする請求項２に記載の脆性材料の割断方法。
【請求項４】
上記第１の光は赤外光であって、上記脆性材料側の接着層は赤外光の照射により加熱されて膨張するとともに接着力を失い、紫外光の照射により接着力を失わない性質を有することを特徴とする請求項３に記載の脆性材料の割断方法。
【請求項５】
上記透明支持板側の接着層は第２の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記脆性材料が上記チップに割断された後であって、上記チップをピックアップする前に、透明支持板側から第２の光を透明支持板と粘着シートとの接着範囲に照射することにより、上記透明支持板側の接着層の接着力を失わせ、透明支持板と粘着シートとを剥離することを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の脆性材料の割断方法。
【請求項６】
上記第２の光は紫外光であって、上記透明支持板側の接着層は紫外光の照射により接着力を失い、赤外光の照射により接着力を失わない性質を有していることを特徴とする請求項５に記載の脆性材料の割断方法。
【請求項７】
表面側の割断予定線上に溝の形成された脆性材料を支持する支持部材と、所要の光を照射する照射手段と、上記支持部材と照射手段とを相対移動させる移動手段とを備え、
上記移動手段により支持部材と照射手段とを相対移動させて、照射手段からの光を上記溝が形成された割断予定線に沿って照射し、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を所定形状のチップに割断するようにした脆性材料の割断装置において、
上記支持部材は所要の光の照射により膨張する粘着シートを備え、該粘着シートの表面で上記脆性材料を接着支持し、
上記支持部材を支持するとともに上記光を透過させる透明支持板を設けて、該透明支持板を上記粘着シートにおける脆性材料の反対側に接着し、
上記照射手段を上記透明支持板側に設けるとともに、照射手段が透明支持板側から上記光を割断予定線に沿って照射することにより、当該光の照射された位置の粘着シ−トを局部的に膨張させ、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を割断することを特徴とする脆性材料の割断装置。
【請求項８】
上記粘着シートは脆性材料側と透明支持板側で異なる性質の接着層が形成されており、少なくともいずれか一方の接着層は所要の光の照射により膨張する性質を有していることを特徴とする請求項７に記載の脆性材料の割断装置。
【請求項９】
上記支持部材からチップをピックアップするピックアップ手段を備え、
上記脆性材料側の接着層は第１の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記照射手段は第１の光を照射する第１照射手段を備え、第１照射手段は、透明支持板側から第１の光を所要のチップが接着された範囲に照射することにより、上記脆性材料側の接着層の接着力を失わせ、上記所要のチップをピックアップ手段によりピックアップ可能にすることを特徴とする請求項８に記載の脆性材料の割断装置。
【請求項１０】
上記第１の光は赤外光であって、上記脆性材料側の接着層は赤外光の照射により加熱されて膨張するとともに接着力を失い、紫外光の照射により接着力を失わない性質を有することを特徴とする請求項９に記載の脆性材料の割断装置。
【請求項１１】
上記透明支持板側の接着層は第２の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記照射手段は第２の光を照射する第２照射手段を備え、第２照射手段は、透明支持板側から第２の光を透明支持板と粘着シートとの接着範囲に照射することにより、上記透明支持板側の接着層の接着力を失わせ、透明支持板と粘着シートとを剥離することを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の脆性材料の割断装置。
【請求項１２】
上記第２の光は紫外光であって、上記透明支持板側の接着層は紫外光の照射により接着力を失い、赤外光の照射により接着力を失わない性質を有していることを特徴とする請求項１１に記載の脆性材料の割断装置。
【請求項１】
脆性材料の表面側の割断予定線上に溝を形成し、該溝から亀裂を伸展させて脆性材料を所定形状のチップに割断する脆性材料の割断方法において、
所要の光の照射により膨張する粘着シートを上記光を透過させる透明支持板の表面に接着すると共に、上記脆性材料を粘着シートにおける上記透明支持板とは反対側に接着支持し、
脆性材料の溝が形成された割断予定線に沿って上記透明支持板側から光を照射することにより、当該光の照射された位置の粘着シートを局部的に膨張させ、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を割断することを特徴とする脆性材料の割断方法。
【請求項２】
上記粘着シートは脆性材料側と透明支持板側で異なる性質の接着層が形成されており、少なくともいずれか一方の接着層は所要の光の照射により膨張する性質を有していることを特徴とする請求項１に記載の脆性材料の割断方法。
【請求項３】
上記脆性材料側の接着層は第１の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記脆性材料が上記チップに割断されたら、透明支持板側から第１の光を所要のチップが接着された範囲に照射することにより、上記脆性材料側の接着層の接着力を失わせ、上記所要のチップをピックアップ可能にすることを特徴とする請求項２に記載の脆性材料の割断方法。
【請求項４】
上記第１の光は赤外光であって、上記脆性材料側の接着層は赤外光の照射により加熱されて膨張するとともに接着力を失い、紫外光の照射により接着力を失わない性質を有することを特徴とする請求項３に記載の脆性材料の割断方法。
【請求項５】
上記透明支持板側の接着層は第２の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記脆性材料が上記チップに割断された後であって、上記チップをピックアップする前に、透明支持板側から第２の光を透明支持板と粘着シートとの接着範囲に照射することにより、上記透明支持板側の接着層の接着力を失わせ、透明支持板と粘着シートとを剥離することを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の脆性材料の割断方法。
【請求項６】
上記第２の光は紫外光であって、上記透明支持板側の接着層は紫外光の照射により接着力を失い、赤外光の照射により接着力を失わない性質を有していることを特徴とする請求項５に記載の脆性材料の割断方法。
【請求項７】
表面側の割断予定線上に溝の形成された脆性材料を支持する支持部材と、所要の光を照射する照射手段と、上記支持部材と照射手段とを相対移動させる移動手段とを備え、
上記移動手段により支持部材と照射手段とを相対移動させて、照射手段からの光を上記溝が形成された割断予定線に沿って照射し、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を所定形状のチップに割断するようにした脆性材料の割断装置において、
上記支持部材は所要の光の照射により膨張する粘着シートを備え、該粘着シートの表面で上記脆性材料を接着支持し、
上記支持部材を支持するとともに上記光を透過させる透明支持板を設けて、該透明支持板を上記粘着シートにおける脆性材料の反対側に接着し、
上記照射手段を上記透明支持板側に設けるとともに、照射手段が透明支持板側から上記光を割断予定線に沿って照射することにより、当該光の照射された位置の粘着シ−トを局部的に膨張させ、上記溝から亀裂を伸展させて脆性材料を割断することを特徴とする脆性材料の割断装置。
【請求項８】
上記粘着シートは脆性材料側と透明支持板側で異なる性質の接着層が形成されており、少なくともいずれか一方の接着層は所要の光の照射により膨張する性質を有していることを特徴とする請求項７に記載の脆性材料の割断装置。
【請求項９】
上記支持部材からチップをピックアップするピックアップ手段を備え、
上記脆性材料側の接着層は第１の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記照射手段は第１の光を照射する第１照射手段を備え、第１照射手段は、透明支持板側から第１の光を所要のチップが接着された範囲に照射することにより、上記脆性材料側の接着層の接着力を失わせ、上記所要のチップをピックアップ手段によりピックアップ可能にすることを特徴とする請求項８に記載の脆性材料の割断装置。
【請求項１０】
上記第１の光は赤外光であって、上記脆性材料側の接着層は赤外光の照射により加熱されて膨張するとともに接着力を失い、紫外光の照射により接着力を失わない性質を有することを特徴とする請求項９に記載の脆性材料の割断装置。
【請求項１１】
上記透明支持板側の接着層は第２の光の照射により接着力を失う性質を有し、
上記照射手段は第２の光を照射する第２照射手段を備え、第２照射手段は、透明支持板側から第２の光を透明支持板と粘着シートとの接着範囲に照射することにより、上記透明支持板側の接着層の接着力を失わせ、透明支持板と粘着シートとを剥離することを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の脆性材料の割断装置。
【請求項１２】
上記第２の光は紫外光であって、上記透明支持板側の接着層は紫外光の照射により接着力を失い、赤外光の照射により接着力を失わない性質を有していることを特徴とする請求項１１に記載の脆性材料の割断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１３２７１０（Ｐ２００８−１３２７１０Ａ）
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２１６７９（Ｐ２００６−３２１６７９）
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
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