JP2007141998A - 半導体チップの製造装置及び半導体チップの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 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チップの製造装置及び半導体チップの製造方法を実現する。
【解決手段】 半導体チップの製造装置１には、半導体チップ２２ｃを吸着して保持する吸着部材４３と、吸着部材４３を移動させる移動機構４４とが設けられている。半導体チップ２２ｃを吸着部材４３により吸着し、移動機構４４により上昇させると、半導体チップ２２ｃの分割予定ラインＤＬに対応してレーザ光の照射により導入されている改質領域に集中的に剪断応力が発生する。これにより、半導体基板２１が分割予定ラインＤＬに沿って厚さ方向に分割されて、半導体チップ２２ｃが得られる。半導体チップ２２ｃは、吸着部材４３により吸着された状態で、移動機構４４によりパッケージに搭載するための実装工程に移送される。
【選択図】 図３
【解決手段】 半導体チップの製造装置１には、半導体チップ２２ｃを吸着して保持する吸着部材４３と、吸着部材４３を移動させる移動機構４４とが設けられている。半導体チップ２２ｃを吸着部材４３により吸着し、移動機構４４により上昇させると、半導体チップ２２ｃの分割予定ラインＤＬに対応してレーザ光の照射により導入されている改質領域に集中的に剪断応力が発生する。これにより、半導体基板２１が分割予定ラインＤＬに沿って厚さ方向に分割されて、半導体チップ２２ｃが得られる。半導体チップ２２ｃは、吸着部材４３により吸着された状態で、移動機構４４によりパッケージに搭載するための実装工程に移送される。
【選択図】 図３
Description
この発明は、半導体基板をその厚さ方向に分割して半導体チップを得る製造装置及び半導体チップの製造方法に関する。
従来から、半導体チップの製造では、分割する予定の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割する半導体チップの製造装置が使用されている。図７に従来の半導体チップの製造装置の一例を示す。図７（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７（Ｂ）は、押圧装置により半導体基板を半導体チップに分割する工程の説明図である。
図７（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７（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Ｍ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に分割される（特許文献１）。
特開２００３−３３４６７５号公報
図７（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７（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Ｍ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に分割される（特許文献１）。
しかし、従来の半導体チップの製造装置では、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割されるが、中央近傍では分割されにくく、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、半導体基板を分割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チップの製造装置及び半導体チップの製造方法を実現することを目的とする。
この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る半導体チップの製造装置において、各半導体素子間の前記基板面には、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向には、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、前記基板面のうち、半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記基板面から離れる方向に作用する力を加えて、前記領域に剪断応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得る、という技術的手段を用いる。
請求項２に記載の発明では、一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る半導体チップの製造装置において、各半導体素子間の前記基板面には、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向には、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、前記基板面のうち、半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記基板面を押圧する方向に作用する力を加えて、前記領域に剪断応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得る、という技術的手段を用いる。
請求項３に記載の発明では、一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る半導体チップの製造装置において、各半導体素子間の前記基板面には、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向には、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、前記基板面のうち、前記半導体基板の端部にある半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して、前記半導体基板の面方向であって、前記半導体基板から離れる方向に作用する力を加えて、前記領域に応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得る、という技術的手段を用いる。
請求項４に記載の発明では、一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る半導体チップの製造装置において、各半導体素子間の前記基板面には、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向には、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、前記半導体基板の他方の基板面の前記ラインによって囲まれた部分に対応する位置に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記他方の基板面から離れる方向に作用する力を加えて、前記領域に剪断応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得る、という技術的手段を用いる。
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の半導体チップの製造装置において、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体素子に隣接する少なくとも１つの半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分、または、前記ラインによって囲まれた部分に対応する前記半導体基板の他方の基板面側に、前記所定の部材により作用する力の方向と逆方向に付勢する付勢手段を備えた、という技術的手段を用いる。
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の半導体チップの製造装置において、前記半導体基板の他方の基板面を接着するシートと、前記シートの外周を保持する保持手段と、前記保持手段で保持された前記シートを拡張する拡張手段と、を備えた、という技術的手段を用いる。
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の半導体チップの製造装置において、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、前記シートを拡張する、という技術的手段を用いる。
請求項８に記載の発明では、請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の半導体チップの製造装置において、レーザ光を照射するレーザヘッドを、前記ラインに沿って、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前記領域として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割する、という技術的手段を用いる。
請求項９に記載の発明では、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の半導体チップの製造装置において、前記所定の部材が分割された前記半導体チップを取り付けた状態で、前記所定の部材を移動させる移動機構により、前記半導体チップを前記半導体チップの実装工程に移送する、という技術的手段を用いる。
請求項１０に記載の発明では、一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を用意し、前記半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る分割工程を備えた半導体チップの製造方法において、前記半導体基板は、各半導体素子間の前記基板面に、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向に、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、前記分割工程は、前記基板面のうち、半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記基板面から離れる方向に作用する力を加えて、前記領域に剪断応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得る工程である、という技術的手段を用いる。
請求項１１に記載の発明では、一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を用意し、前記半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る分割工程を備えた半導体チップの製造方法において、前記半導体基板は、各半導体素子間の前記基板面に、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向に、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、前記分割工程は、前記基板面のうち、半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記基板面を押圧する方向に作用する力を加えて、前記領域に剪断応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得る工程である、という技術的手段を用いる。
請求項１２に記載の発明では、一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を用意し、前記半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る分割工程を備えた半導体チップの製造方法において、前記半導体基板は、各半導体素子間の前記基板面に、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向に、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、前記分割工程は、前記基板面のうち、前記半導体基板の端部にある半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して、前記半導体基板の面方向であって、前記半導体基板から離れる方向に作用する力を加えて、前記領域に応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得る工程である、という技術的手段を用いる。
請求項１３に記載の発明では、一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を用意し、前記半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る分割工程を備えた半導体チップの製造方法において、前記半導体基板は、各半導体素子間の前記基板面に、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向に、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、前記分割工程は、前記半導体基板の他方の基板面の前記ラインによって囲まれた部分に対応する位置に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記他方の基板面から離れる方向に作用する力を加えて、前記領域に剪断応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得る工程である、という技術的手段を用いる。
請求項１に記載の発明によれば、基板面のうち、半導体チップの周囲と分割する予定のラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して基板面から離れる方向に作用する力を加えることにより、各半導体素子間の基板面に設定された分割する予定のラインに対応して、厚さ方向への分割に必要な応力を低くするために厚さ方向に形成された領域に確実に応力を負荷することができる。そのため、所定の部材が取り付けられた半導体素子毎に、半導体基板を前記ラインの厚さ方向に確実に分割することができ、半導体基板中央近傍の半導体チップの割れ残しがなくなるので、半導体基板を分割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チップの製造装置を実現することができる。
請求項２に記載の発明によれば、基板面のうち、半導体チップの周囲と分割する予定のラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記基板面を押圧する方向に作用する力を加えることにより、各半導体素子間の基板面に設定された分割する予定のラインに対応して、厚さ方向への分割に必要な応力を低くするために厚さ方向に形成された領域に確実に応力を負荷することができる。そのため、所定の部材が取り付けられた半導体素子毎に、半導体基板を前記ラインの厚さ方向に確実に分割することができ、半導体基板中央近傍の半導体チップの割れ残しがなくなるので、半導体基板を分割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チップの製造装置を実現することができる。
また、所定の部材を取り付けるための力は、押圧するときに応力を負荷する方向からずれない程度の力でよいので、取り付けに必要な力を小さくすることができる。
また、所定の部材を取り付けるための力は、押圧するときに応力を負荷する方向からずれない程度の力でよいので、取り付けに必要な力を小さくすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、基板面のうち、半導体基板の端部にある半導体素子の周囲と分割する予定のラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して、半導体基板の面方向であって、半導体基板から離れる方向に作用する力を加えることにより、各半導体素子間の基板面に設定された分割する予定のラインに対応して、厚さ方向への分割に必要な応力を低くするために厚さ方向に形成された領域に確実に応力を負荷することができる。そのため、所定の部材が取り付けられた半導体素子毎に、半導体基板を前記ラインの厚さ方向に確実に分割することができ、半導体基板中央近傍の半導体チップの割れ残しがなくなるので、半導体基板を分割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チップの製造装置を実現することができる。
また、半導体チップは分割されると、半導体基板の面方向であって、半導体基板から離れる方向に相対的に移動するため、分割された面同士がこすれることがないので、半導体チップにチッピングが発生するおそれがない。
また、半導体チップは分割されると、半導体基板の面方向であって、半導体基板から離れる方向に相対的に移動するため、分割された面同士がこすれることがないので、半導体チップにチッピングが発生するおそれがない。
請求項４に記載の発明によれば、半導体基板の他方の基板面の分割する予定のラインによって囲まれた部分に対応する位置に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記他方の基板面から離れる方向に作用する力を加えることにより、各半導体素子間の基板面に設定された分割する予定のラインに対応して、厚さ方向への分割に必要な応力を低くするために厚さ方向に形成された領域に確実に応力を負荷することができる。そのため、所定の部材が取り付けられた半導体素子毎に、半導体基板を前記ラインの厚さ方向に確実に分割することができ、割れ残しがなくなるので、半導体基板を分割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チップの製造装置を実現することができる。
また、所定の部材は、半導体素子が形成されていない面に取り付けるため、半導体素子を傷つけるおそれがない。
また、所定の部材は、半導体素子が形成されていない面に取り付けるため、半導体素子を傷つけるおそれがない。
請求項５に記載の発明によれば、所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体素子に隣接する少なくとも１つの半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分、または、前記ラインによって囲まれた部分に対応する半導体基板の他方の基板面側に、所定の部材により作用する力が作用する方向と逆方向に付勢する付勢手段を備えているため、所定の部材により応力を負荷するときに、所定の部材が取り付けられた部分以外の半導体基板の変形を抑制し、前記領域に集中して応力を負荷することができるので、分割する予定の半導体チップのみを確実に分割することができる。
請求項６に記載の発明によれば、半導体基板に応力を負荷するときにシートを拡張することにより、半導体基板には面方向に引張応力が負荷されるため、前記領域に作用する応力が増大するので、半導体基板をより一層容易に分割することができる。
特に請求項７に記載の発明によれば、シートの裏面を押圧手段によって押圧するという一度の簡単な操作によりシートを拡張するため、より効率的に半導体基板全体に応力を負荷して、半導体基板を分割することができる。
特に、請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の発明は、請求項８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、分割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割する構成を有するものに好適に用いられる。
つまり、レーザ光の照射により半導体基板の内部に改質領域を形成するため、ダイヤモンドブレードなどによりダイシングした場合のように粉塵が発生しないので、半導体基板の基板面に粉塵が付着するおそれがない。
つまり、レーザ光の照射により半導体基板の内部に改質領域を形成するため、ダイヤモンドブレードなどによりダイシングした場合のように粉塵が発生しないので、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９に記載の発明によれば、所定の部材は、分割された半導体チップを取り付けた状態で、半導体チップの実装工程に移送するため、半導体チップを分割した後にピックアップして実装工程に移送する方法と比べて、時間が短縮できるとともに、半導体チップのピックアップを失敗することなく実装工程に確実に移送することができる。
請求項１０に記載の発明によれば、基板面のうち、半導体チップの周囲と分割する予定のラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して基板面から離れる方向に作用する力を加えることにより、各半導体素子間の基板面に設定された分割する予定のラインに対応して、厚さ方向への分割に必要な応力を低くするために厚さ方向に形成された領域に確実に応力を負荷することができる。そのため、所定の部材が取り付けられた半導体素子毎に、半導体基板を前記ラインの厚さ方向に確実に分割することができ、半導体基板中央近傍の半導体チップの割れ残しがなくなるので、半導体基板を分割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チップの製造方法を実現することができる。
請求項１１に記載の発明によれば、基板面のうち、半導体チップの周囲と分割する予定のラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記基板面を押圧する方向に作用する力を加えることにより、各半導体素子間の基板面に設定された分割する予定のラインに対応して、厚さ方向への分割に必要な応力を低くするために厚さ方向に形成された領域に確実に応力を負荷することができる。そのため、所定の部材が取り付けられた半導体素子毎に、半導体基板を前記ラインの厚さ方向に確実に分割することができ、半導体基板中央近傍の半導体チップの割れ残しがなくなるので、半導体基板を分割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チップの製造方法を実現することができる。
また、所定の部材を取り付けるための力は、押圧するときに応力を負荷する方向からずれない程度の力でよいので、取り付けに必要な力を小さくすることができる。
また、所定の部材を取り付けるための力は、押圧するときに応力を負荷する方向からずれない程度の力でよいので、取り付けに必要な力を小さくすることができる。
請求項１２に記載によれば、基板面のうち、半導体基板の端部にある半導体素子の周囲と分割する予定のラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して、半導体基板の面方向であって、半導体基板から離れる方向に作用する力を加えることにより、各半導体素子間の基板面に設定された分割する予定のラインに対応して、厚さ方向への分割に必要な応力を低くするために厚さ方向に形成された領域に確実に応力を負荷することができる。そのため、所定の部材が取り付けられた半導体素子毎に、半導体基板を前記ラインの厚さ方向に確実に分割することができ、半導体基板中央近傍の半導体チップの割れ残しがなくなるので、半導体基板を分割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チップの製造方法を実現することができる。
また、半導体チップは分割されると、半導体基板の面方向であって、半導体基板から離れる方向に相対的に移動するため、分割された面同士がこすれることがないので、半導体チップにチッピングが発生するおそれがない。
また、半導体チップは分割されると、半導体基板の面方向であって、半導体基板から離れる方向に相対的に移動するため、分割された面同士がこすれることがないので、半導体チップにチッピングが発生するおそれがない。
請求項１３に記載の発明によれば、半導体基板の他方の基板面の分割する予定のラインによって囲まれた部分に対応する位置に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記他方の基板面から離れる方向に作用する力を加えることにより、各半導体素子間の基板面に設定された分割する予定のラインに対応して、厚さ方向への分割に必要な応力を低くするために厚さ方向に形成された領域に確実に応力を負荷することができる。そのため、所定の部材が取り付けられた半導体素子毎に、半導体基板を前記ラインの厚さ方向に確実に分割することができ、割れ残しがなくなるので、半導体基板を分割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チップの製造方法を実現することができる。
また、所定の部材は、半導体素子が形成されていない面に取り付けるため、半導体素子を傷つけるおそれがない。
また、所定の部材は、半導体素子が形成されていない面に取り付けるため、半導体素子を傷つけるおそれがない。
［第１実施形態］
この発明に係る半導体チップの製造装置及び製造方法の第１実施形態について、図を参照して説明する。図１は、この発明の半導体チップの製造装置により分割する半導体基板の構成例を示す模式図である。図１（Ａ）は、フレームに保持されているシートに接着された半導体基板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半導体チップの製造装置の説明図である。図３は、第１実施形態に係る製造装置を用いた半導体チップの製造方法の説明図であり、図３（Ａ）は、半導体基板の分割前の状態の説明図であり、図３（Ｂ）は、半導体基板の分割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。
この発明に係る半導体チップの製造装置及び製造方法の第１実施形態について、図を参照して説明する。図１は、この発明の半導体チップの製造装置により分割する半導体基板の構成例を示す模式図である。図１（Ａ）は、フレームに保持されているシートに接着された半導体基板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半導体チップの製造装置の説明図である。図３は、第１実施形態に係る製造装置を用いた半導体チップの製造方法の説明図であり、図３（Ａ）は、半導体基板の分割前の状態の説明図であり、図３（Ｂ）は、半導体基板の分割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ＯＦ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半導体素子２４を有する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。なお、以下の説明において、半導体基板２１から分割されておらず、本来、分割された後に半導体チップとなる部分についても半導体チップと呼ぶ。これらの半導体チップ２２は、ダイシング工程により分割予定ラインＤＬに沿って厚さ方向にそれぞれ分割された後、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。
半導体基板２１は、基板面２１ａの裏面２１ｂが延伸性を有する樹脂製のシート４１に接着されており、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により保持されている。
半導体基板２１は、基板面２１ａの裏面２１ｂが延伸性を有する樹脂製のシート４１に接着されており、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により保持されている。
各半導体素子２４間の基板面２１ａには、半導体基板２１を厚さ方向に分割する予定のラインである分割予定ラインＤＬ１〜ＤＬ１４が設定されている。分割予定ラインＤＬ１〜ＤＬ７は、オリエンテーションフラットＯＦに略垂直方向にそれぞれ平行して設定されており、分割予定ラインＤＬ８〜ＤＬ１４は、オリエンテーションフラットＯＦに略平行方向にそれぞれ平行して設定されている。つまり、各半導体素子２４は、その周囲の４辺を分割予定ラインＤＬにより囲まれている。
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の基板面には、７本の分割予定ラインＤＬ１〜ＤＬ７及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２（図１（Ａ））が設定されている。分割予定ラインＤＬ１〜ＤＬ７に対応する厚さ方向には、分割の起点となる改質領域Ｋ１〜Ｋ７が後述する方法により形成される。同様に、分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２（図１（Ａ））に対応する厚さ方向には、図示しない改質領域が形成される。
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の基板面には、７本の分割予定ラインＤＬ１〜ＤＬ７及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２（図１（Ａ））が設定されている。分割予定ラインＤＬ１〜ＤＬ７に対応する厚さ方向には、分割の起点となる改質領域Ｋ１〜Ｋ７が後述する方法により形成される。同様に、分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２（図１（Ａ））に対応する厚さ方向には、図示しない改質領域が形成される。
図２に示すように、半導体チップの製造装置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）に示す分割予定ラインＤＬの１つを、半導体基板検出用のレーザ光で走査し、レーザ光Ｌの照射範囲を設定する。
続いて、図２に示すように、レーザヘッド３１を分割予定ライン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の分割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、図２に示すように、レーザヘッド３１を分割予定ライン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の分割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を分割予定ラインＤＬに沿って厚さ方向に分割する。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のうち半導体チップ２２ｃを分割する分割工程について説明する。
図３（Ａ）に示すように、半導体基板２１は、分割予定ラインＤＬ１〜ＤＬ７に対応した改質領域Ｋ１〜Ｋ７及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２（図１（Ａ））に対応した図示しない改質領域が導入され、シート４１に接着されている。ここで、シ−ト４１を保持するフレーム４２は図示しない固定手段にて動かないように固定されている。
半導体チップの製造装置１には、半導体チップ２２ｃを吸着して保持する吸着部材４３（例えば、ダイピックアップ）と、吸着部材４３を半導体チップ２２ｃに吸着させるための図示しない吸着装置と、吸着部材４３を移動させる移動機構４４とが設けられている。
吸着部材４３の先端部には、基板面２１ａのうち、半導体素子２４ｃの周囲と分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２（図１（Ａ））とによって囲まれた部分と当接する当接部４３ａが形成されている。吸着部材４３は、吸着部材４３と基板面２１ａとが当接した状態で、図示しない吸引装置により吸着部材４３と基板面２１ａとの間の空間４３ｂ内部を減圧することにより、基板面２１ａを吸着する。ここで、当接部４３ａはゴムなどの弾性体で形成すると、基板面２１ａとの密着性が向上し、吸着力が増大する。
半導体チップの製造装置１には、半導体チップ２２ｃを吸着して保持する吸着部材４３（例えば、ダイピックアップ）と、吸着部材４３を半導体チップ２２ｃに吸着させるための図示しない吸着装置と、吸着部材４３を移動させる移動機構４４とが設けられている。
吸着部材４３の先端部には、基板面２１ａのうち、半導体素子２４ｃの周囲と分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２（図１（Ａ））とによって囲まれた部分と当接する当接部４３ａが形成されている。吸着部材４３は、吸着部材４３と基板面２１ａとが当接した状態で、図示しない吸引装置により吸着部材４３と基板面２１ａとの間の空間４３ｂ内部を減圧することにより、基板面２１ａを吸着する。ここで、当接部４３ａはゴムなどの弾性体で形成すると、基板面２１ａとの密着性が向上し、吸着力が増大する。
半導体チップ２２ｂ、２２ｄを含む半導体チップ２２ｃに隣接した半導体チップの基板面２１ａには、付勢部材４５が当接して配置されている。付勢部材４５は、基板面２１ａと当接する当接部を有した板状部材であり、当接部により基板面２１ａを押圧することにより、半導体チップ２２ｂ、２２ｄを下方に付勢する。ここで、付勢部材４５は、モータなどによる直動機構を備え、昇降移動することができる構成を使用してもよい。
次に、図３（Ｂ）に示すように、吸着部材４３を移動機構４４により上昇させる。半導体チップ２２ｃに隣接する半導体チップ２２ｂ、２２ｄは、付勢部材４５により半導体チップ２２ｃの移動方向と逆方向から付勢され、半導体基板２１の半導体チップ２２ｃ以外の部分の変形が抑制されるため、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２（図１（Ａ））に対応する改質領域に集中的に剪断応力が発生する。これにより、半導体基板２１が、半導体素子２４ｃの周囲に設定された分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に沿って厚さ方向に分割されて、半導体チップ２２ｃが得られる。吸着部材４３を更に上昇させることにより、半導体チップ２２ｃはシート４１から取り外され、上方に引き上げられる。
引き上げられた半導体チップ２２ｃは、吸着部材４３により吸着した状態で、図示しないエアー洗浄装置を用いて半導体チップ２２ｃにエアーを吹き付けることにより、分割時に発生した粉塵などが除去される。続いて、半導体チップ２２ｃを吸着した状態で、吸着部材４３を移動機構４４によりパッケージに搭載するための実装工程に移送する。
その他の半導体チップ２２ａ、２２ｂ、２２ｄ〜２２ｆについても同様な操作を行うことにより、個別に分割することができる。
引き上げられた半導体チップ２２ｃは、吸着部材４３により吸着した状態で、図示しないエアー洗浄装置を用いて半導体チップ２２ｃにエアーを吹き付けることにより、分割時に発生した粉塵などが除去される。続いて、半導体チップ２２ｃを吸着した状態で、吸着部材４３を移動機構４４によりパッケージに搭載するための実装工程に移送する。
その他の半導体チップ２２ａ、２２ｂ、２２ｄ〜２２ｆについても同様な操作を行うことにより、個別に分割することができる。
［第１実施形態の効果］
（１）基板面２１ａの半導体素子２４ｃの周囲と分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２とによって囲まれた部分に吸着部材４３を吸着させて、上方へ作用する力を加えることにより、分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４に対応して形成された改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に確実に応力を負荷することができる。そのため、吸着部材４３が取り付けられた半導体チップ２２ａを分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４、ＤＬ１１、ＤＬ１２に沿って厚さ方向に確実に分割することができ、割れ残しがなくなるので、半導体基板２１を分割して得られる半導体チップ２２の歩留まりを向上させることができる半導体チップの製造装置１及び製造方法を実現することができる。
（１）基板面２１ａの半導体素子２４ｃの周囲と分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２とによって囲まれた部分に吸着部材４３を吸着させて、上方へ作用する力を加えることにより、分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４に対応して形成された改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に確実に応力を負荷することができる。そのため、吸着部材４３が取り付けられた半導体チップ２２ａを分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４、ＤＬ１１、ＤＬ１２に沿って厚さ方向に確実に分割することができ、割れ残しがなくなるので、半導体基板２１を分割して得られる半導体チップ２２の歩留まりを向上させることができる半導体チップの製造装置１及び製造方法を実現することができる。
（２）吸着部材４３が取り付けられた半導体チップ２２ｃに隣接する半導体チップ２２ｂ、２２ｄを、吸着部材４３により作用する力の方向と逆方向に付勢する付勢部材４５を備えているため、吸着部材４３により応力を負荷するときに、吸着部材４３が取り付けられた部分以外の半導体基板２１の変形を抑制し、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に集中して応力を負荷することができるので、半導体チップ２２ｃのみを確実に分割することができる。
（３）吸着部材４３は、分割された半導体チップ２２ｃを吸着した状態で、半導体チップ２２ｃの実装工程に移送するため、半導体チップ２２ｃを分割した後にピックアップして実装工程に移送する方法と比べて、時間が短縮できるとともに、半導体チップ２２ｃのピックアップを失敗することなく実装工程に確実に移送することができる。
（４）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１実施形態の変更例］
（１）半導体基板２１に応力を負荷するときに、シート４１を面方向（図中矢印Ｆ５、Ｆ６方向）に拡張させると、半導体基板２１には面方向に引張応力が負荷されるため、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に作用する応力が増大するので、より一層容易に分割することができる。シート４１を拡張する方法としては、例えば、図７に示すような押圧装置Ｍを用いた方法を採用することができる。
（１）半導体基板２１に応力を負荷するときに、シート４１を面方向（図中矢印Ｆ５、Ｆ６方向）に拡張させると、半導体基板２１には面方向に引張応力が負荷されるため、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に作用する応力が増大するので、より一層容易に分割することができる。シート４１を拡張する方法としては、例えば、図７に示すような押圧装置Ｍを用いた方法を採用することができる。
（２）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にノッチを形成するダイシング方法を本実施形態の半導体チップの製造装置１に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うダイシング方法を適用することができる。
半導体基板２１はシート４１で接着して保持したが、他の方法で保持してもよい。例えば、半導体基板２１の外周部を台座に設けられた固定治具で挟み込んで保持してもよい。
半導体基板２１はシート４１で接着して保持したが、他の方法で保持してもよい。例えば、半導体基板２１の外周部を台座に設けられた固定治具で挟み込んで保持してもよい。
（３）本実施形態では、半導体チップ２２ｃのみを分割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、半導体チップ２２ｅに吸着部材４３を、半導体チップ２２ｆに付勢部材４５を更に配置して、半導体チップ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅを一度の操作で分割することもできる。
つまり、隣接する半導体チップ２２に交互に吸着部材と固定部材とを配置して、応力を負荷することにより、一度の操作で複数個の半導体チップを得ることもできる。
つまり、隣接する半導体チップ２２に交互に吸着部材と固定部材とを配置して、応力を負荷することにより、一度の操作で複数個の半導体チップを得ることもできる。
［第２実施形態］
この発明に係る半導体チップの製造装置及び製造方法の第２実施形態について、図を参照して説明する。図４は、第２実施形態に係る製造装置を用いた半導体チップの製造方法の説明図であり、図４（Ａ）は、半導体基板の分割前の状態の説明図であり、図４（Ｂ）は、半導体基板の分割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。
この発明に係る半導体チップの製造装置及び製造方法の第２実施形態について、図を参照して説明する。図４は、第２実施形態に係る製造装置を用いた半導体チップの製造方法の説明図であり、図４（Ａ）は、半導体基板の分割前の状態の説明図であり、図４（Ｂ）は、半導体基板の分割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４（Ａ）に示すように、半導体基板２１は、分割予定ラインＤＬ１〜ＤＬ７に対応した改質領域Ｋ１〜Ｋ７及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２（図１（Ａ））に対応した図示しない改質領域が導入され、シート４１に接着されている。ここで、シ−ト４１を保持するフレーム４２は図示しない固定手段にて動かないように固定されている。
次に、半導体チップ２２ｃに隣接した半導体チップ２２ｂ、２２ｄが形成されている半導体基板２１の裏面２１ｂから、シート４１を介して、半導体チップ２２ｂ、２２ｄを上方に付勢する付勢部材４６を当接させる。
次に、半導体チップ２２ｃに隣接した半導体チップ２２ｂ、２２ｄが形成されている半導体基板２１の裏面２１ｂから、シート４１を介して、半導体チップ２２ｂ、２２ｄを上方に付勢する付勢部材４６を当接させる。
図４（Ｂ）に示すように、吸着部材４３を移動機構４４により下降させると、付勢部材４６により半導体チップ２２ｂ、２２ｄが上方に付勢された状態で、半導体チップ２２ｃはシート４１に接着されたまま下方に押し込まれる。これにより、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２（図１（Ａ））に対応する改質領域に集中的に剪断応力が発生するため、半導体基板２１が、半導体素子２４ｃの周囲に設定された分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に沿って厚さ方向に分割されて、半導体チップ２２ｃが得られる。
吸着部材４３を上昇させると、半導体チップ２２ｃはシート４１から取り外され、上方に引き上げられる。引き上げられた半導体チップ２２ｃは、吸着部材４３により吸着した状態で、図示しないエアー洗浄装置を用いて半導体チップ２２ｃにエアーを吹き付けることにより、分割時に発生した粉塵などが除去される。続いて、半導体チップ２２ｃを吸着した状態で、吸着部材４３を移動機構４４によりパッケージに搭載するための実装工程に移送する。
その他の半導体チップ２２ａ、２２ｂ、２２ｄ〜２２ｆについても同様な操作を行うことにより、個別に分割することができる。
吸着部材４３を上昇させると、半導体チップ２２ｃはシート４１から取り外され、上方に引き上げられる。引き上げられた半導体チップ２２ｃは、吸着部材４３により吸着した状態で、図示しないエアー洗浄装置を用いて半導体チップ２２ｃにエアーを吹き付けることにより、分割時に発生した粉塵などが除去される。続いて、半導体チップ２２ｃを吸着した状態で、吸着部材４３を移動機構４４によりパッケージに搭載するための実装工程に移送する。
その他の半導体チップ２２ａ、２２ｂ、２２ｄ〜２２ｆについても同様な操作を行うことにより、個別に分割することができる。
［第２実施形態の効果］
（１）吸着部材４３により、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に確実に応力を負荷することができるため、半導体チップ２２ａを分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４、ＤＬ１１、ＤＬ１２に沿って厚さ方向に確実に分割することができ、割れ残しがなくなるので、半導体基板２１を分割して得られる半導体チップ２２の歩留まりを向上させることができる半導体チップの製造装置１及び製造方法を実現することができる。
（１）吸着部材４３により、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に確実に応力を負荷することができるため、半導体チップ２２ａを分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４、ＤＬ１１、ＤＬ１２に沿って厚さ方向に確実に分割することができ、割れ残しがなくなるので、半導体基板２１を分割して得られる半導体チップ２２の歩留まりを向上させることができる半導体チップの製造装置１及び製造方法を実現することができる。
（２）吸着部材４３が取り付けられた半導体チップ２２ｃに隣接する半導体チップ２２ｂ、２２ｄを、吸着部材４３により作用する力の方向と逆方向に付勢する付勢部材４５を備えているため、吸着部材４３により応力を負荷するときに、吸着部材４３が取り付けられた部分以外の半導体基板２１の変形を抑制し、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に集中して応力を負荷することができるので、半導体チップ２２ｃのみを確実に分割することができる。
（３）吸着部材４３は、分割された半導体チップ２２ｃを吸着した状態で、半導体チップ２２ｃの実装工程に移送するため、半導体チップ２２ｃを分割した後にピックアップして実装工程に移送する方法と比べて、時間が短縮できるとともに、半導体チップ２２ｃのピックアップを失敗することなく実装工程に確実に移送することができる。
（４）吸着部材４３を半導体チップ２２ｃに取り付けるための力は、押圧するときに応力を負荷する方向からずれない程度の力でよいので、取り付けに必要な力を小さくすることができる。
［第２実施形態の変更例］
（１）半導体基板２１に応力を負荷するときに、シート４１を面方向（図中矢印Ｆ５、Ｆ６方向）に拡張させると、半導体基板２１には面方向に引張応力が負荷されるため、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に作用する応力が増大するので、より一層容易に分割することができる。シート４１を拡張する方法としては、例えば、図７に示すような押圧装置Ｍを用いた方法を採用することができる。
（１）半導体基板２１に応力を負荷するときに、シート４１を面方向（図中矢印Ｆ５、Ｆ６方向）に拡張させると、半導体基板２１には面方向に引張応力が負荷されるため、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に作用する応力が増大するので、より一層容易に分割することができる。シート４１を拡張する方法としては、例えば、図７に示すような押圧装置Ｍを用いた方法を採用することができる。
（２）本実施形態では、半導体チップ２２ｃのみを分割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、半導体チップ２２ｅに吸着部材４３を、半導体チップ２２ｆに付勢部材４６を更に配置して、半導体チップ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅを一度の操作で分割することもできる。更に、本実施形態では、吸着部材４３を用いて、半導体チップ２２ｃを下方に移動させているが、移動機構のみを有する押圧部材を用いて半導体チップ２２ｃを押し込んで、実装工程に移送するときにのみ吸着部材４３を使用する構成を用いてもよい。
［第３実施形態］
この発明に係る半導体チップの製造装置及び製造方法の第３実施形態について、図を参照して説明する。図５は、第３実施形態に係る製造装置を用いた半導体チップの製造方法の説明図であり、図５（Ａ）は、半導体基板の分割前の状態の説明図であり、図５（Ｂ）は、半導体基板の分割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。
この発明に係る半導体チップの製造装置及び製造方法の第３実施形態について、図を参照して説明する。図５は、第３実施形態に係る製造装置を用いた半導体チップの製造方法の説明図であり、図５（Ａ）は、半導体基板の分割前の状態の説明図であり、図５（Ｂ）は、半導体基板の分割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、本実施形態では、吸着部材４３は半導体チップ２２ｃの裏面２１ｂ側に設けられており、シート４１を介して半導体チップ２２ｃを吸着する。
次に、第３実施形態と同様に、半導体チップ２２ｂ、２２ｄの裏面２１ｂから、シート４１を介して、半導体チップ２２ｂ、２２ｄを上方に付勢する付勢部材４６を当接させる。
次に、第３実施形態と同様に、半導体チップ２２ｂ、２２ｄの裏面２１ｂから、シート４１を介して、半導体チップ２２ｂ、２２ｄを上方に付勢する付勢部材４６を当接させる。
図５（Ｂ）に示すように、付勢部材４６により半導体チップ２２ｂ、２２ｄが上方に付勢された状態で、吸着部材４３を移動機構４４により下降させると、半導体チップ２２ｃはシート４１に接着されたまま下方に引き込まれる。これにより、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２（図１（Ａ））に対応する改質領域に集中的に剪断応力が発生するため、半導体基板２１が、半導体素子２４ｃの周囲に設定された分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に沿って厚さ方向に分割されて、半導体チップ２２ｃが得られる。
ここで、半導体基板２１の上方にも吸着部材４３を設けて、分割された半導体チップ２２ｃを吸着して、移動機構４４により吸着部材４３を上昇させると、半導体チップ２２ｃはシート４１から取り外され、上方に引き上げられる。引き上げられた半導体チップ２２ｃは、吸着部材４３により吸着した状態で、図示しないエアー洗浄装置を用いて半導体チップ２２ｃにエアーを吹き付けることにより、分割時に発生した粉塵などが除去される。続いて、半導体チップ２２ｃを吸着した状態で、吸着部材４３を移動機構４４によりパッケージに搭載するための実装工程に移送する。
その他の半導体チップ２２ａ、２２ｂ、２２ｄ〜２２ｆについても同様な操作を行うことにより、個別に分割することができる。
ここで、半導体基板２１の上方にも吸着部材４３を設けて、分割された半導体チップ２２ｃを吸着して、移動機構４４により吸着部材４３を上昇させると、半導体チップ２２ｃはシート４１から取り外され、上方に引き上げられる。引き上げられた半導体チップ２２ｃは、吸着部材４３により吸着した状態で、図示しないエアー洗浄装置を用いて半導体チップ２２ｃにエアーを吹き付けることにより、分割時に発生した粉塵などが除去される。続いて、半導体チップ２２ｃを吸着した状態で、吸着部材４３を移動機構４４によりパッケージに搭載するための実装工程に移送する。
その他の半導体チップ２２ａ、２２ｂ、２２ｄ〜２２ｆについても同様な操作を行うことにより、個別に分割することができる。
［第３実施形態の効果］
（１）吸着部材４３により、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に確実に応力を負荷することができるため、半導体チップ２２ａを分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４、ＤＬ１１、ＤＬ１２に沿って厚さ方向に確実に分割することができ、割れ残しがなくなるので、半導体基板２１を分割して得られる半導体チップ２２の歩留まりを向上させることができる半導体チップの製造装置１及び製造方法を実現することができる。
（１）吸着部材４３により、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に確実に応力を負荷することができるため、半導体チップ２２ａを分割予定ラインＤＬ３、ＤＬ４、ＤＬ１１、ＤＬ１２に沿って厚さ方向に確実に分割することができ、割れ残しがなくなるので、半導体基板２１を分割して得られる半導体チップ２２の歩留まりを向上させることができる半導体チップの製造装置１及び製造方法を実現することができる。
（２）吸着部材４３が取り付けられた半導体チップ２２ｃに隣接する半導体チップ２２ｂ、２２ｄを、吸着部材４３により作用する力の方向と逆方向に付勢する付勢部材４６を備えているため、吸着部材４３により応力を負荷するときに、吸着部材４３が取り付けられた部分以外の半導体基板２１の変形を抑制し、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に集中して応力を負荷することができるので、半導体チップ２２ｃのみを確実に分割することができる。
（３）吸着部材４３は、半導体素子２４が形成されていない裏面２１ｂにシ−ト４１を介して取り付けられるため、半導体素子２４を傷つけるおそれがない。
［第３実施形態の変形例］
（１）半導体基板２１に応力を負荷するときに、シート４１を面方向（図中矢印Ｆ５、Ｆ６方向）に拡張させると、半導体基板２１には面方向に引張応力が負荷されるため、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に作用する応力が増大するので、より一層容易に分割することができる。シート４１を拡張する方法としては、例えば、図７に示すような押圧装置Ｍを用いた方法を採用することができる。
（１）半導体基板２１に応力を負荷するときに、シート４１を面方向（図中矢印Ｆ５、Ｆ６方向）に拡張させると、半導体基板２１には面方向に引張応力が負荷されるため、改質領域Ｋ３、Ｋ４及び分割予定ラインＤＬ１１、ＤＬ１２に対応して形成された改質領域に作用する応力が増大するので、より一層容易に分割することができる。シート４１を拡張する方法としては、例えば、図７に示すような押圧装置Ｍを用いた方法を採用することができる。
（２）本実施形態では、半導体チップ２２ｃのみを分割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、半導体チップ２２ｅに吸着部材４３を、半導体チップ２２ｆに付勢部材４６を更に配置して、半導体チップ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅを一度の操作で分割することもできる。
［第４実施形態］
この発明に係る半導体チップの製造装置及び製造方法の第４実施形態について、図を参照して説明する。図６は、第４実施形態に係る製造装置を用いた半導体チップの製造方法の説明図であり、図６（Ａ）は、フレームに保持されているシートに接着された半導体チップの部分を除去した半導体基板の平面説明図であり、図６（Ｂ）は、半導体基板の分割前の状態の説明図であり、図６（Ｃ）は、半導体基板の分割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。
この発明に係る半導体チップの製造装置及び製造方法の第４実施形態について、図を参照して説明する。図６は、第４実施形態に係る製造装置を用いた半導体チップの製造方法の説明図であり、図６（Ａ）は、フレームに保持されているシートに接着された半導体チップの部分を除去した半導体基板の平面説明図であり、図６（Ｂ）は、半導体基板の分割前の状態の説明図であり、図６（Ｃ）は、半導体基板の分割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。
まず、図６（Ａ）に示すように、半導体チップ２２以外の部分を除去した半導体基板２１を用意する。ここでは、Ａ−Ａライン上に配置されている４個の半導体チップ２２ｇ〜２２ｊのうち、図中右端部に形成されている半導体チップ２２ｊを分割する工程について説明する。
図６（Ｂ）に示すように、半導体基板２１は、分割予定ラインＤＬ３〜ＤＬ５に対応した改質領域Ｋ３〜Ｋ５及び分割予定ラインＤＬ１３（図６（Ａ））に対応した図示しない改質領域が導入され、シート４１に接着されている。ここで、シ−ト４１を保持するフレーム４２は図示しない固定手段にて動かないように固定されている。半導体チップ２２ｊは、吸着部材４３により半導体素子２４の周囲の基板面２１ａで吸着されている。
続いて、図６（Ｃ）に示すように、移動機構４４により吸着部材４３を半導体基板２１の面方向に略平行に外側に向かって移動させることにより、改質領域Ｋ５及び分割予定ラインＤＬ１３（図１（Ａ））に対応した図示しない改質領域に応力が発生する。これにより、半導体基板２１が、半導体素子２４ｃの周囲に設定された分割予定ラインＤＬ５及び分割予定ラインＤＬ１３に沿って厚さ方向に分割されて、半導体チップ２２ｊが得られる。吸着部材４３を移動機構４４により移動させることにより、半導体チップ２２ｊはシート４１から取り外される。
シート４１から取り外された半導体チップ２２ｃは、吸着部材４３により吸着した状態で、図示しないエアー洗浄装置を用いて半導体チップ２２ｊにエアーを吹き付けることにより、分割時に発生した粉塵などが除去される。続いて、半導体チップ２２ｊを吸着した状態で、吸着部材４３を移動機構４４によりパッケージに搭載するための実装工程に移送する。
その他の半導体チップ２２ｇ〜２２ｉについても同様な操作を行うことにより、個別に分割することができる。
シート４１から取り外された半導体チップ２２ｃは、吸着部材４３により吸着した状態で、図示しないエアー洗浄装置を用いて半導体チップ２２ｊにエアーを吹き付けることにより、分割時に発生した粉塵などが除去される。続いて、半導体チップ２２ｊを吸着した状態で、吸着部材４３を移動機構４４によりパッケージに搭載するための実装工程に移送する。
その他の半導体チップ２２ｇ〜２２ｉについても同様な操作を行うことにより、個別に分割することができる。
［第４実施形態の効果］
（１）吸着部材４３により、改質領域Ｋ５及び分割予定ラインＤＬ１３に対応して形成された改質領域に確実に応力を負荷することができるため、半導体チップ２２ａを分割予定ラインＤＬ５、ＤＬ１３に沿って厚さ方向に確実に分割することができ、割れ残しがなくなるので、半導体基板２１を分割して得られる半導体チップ２２の歩留まりを向上させることができる半導体チップの製造装置１及び製造方法を実現することができる。
（１）吸着部材４３により、改質領域Ｋ５及び分割予定ラインＤＬ１３に対応して形成された改質領域に確実に応力を負荷することができるため、半導体チップ２２ａを分割予定ラインＤＬ５、ＤＬ１３に沿って厚さ方向に確実に分割することができ、割れ残しがなくなるので、半導体基板２１を分割して得られる半導体チップ２２の歩留まりを向上させることができる半導体チップの製造装置１及び製造方法を実現することができる。
（２）吸着部材４３は、分割された半導体チップ２２ｊを吸着した状態で、半導体チップ２２ｊの実装工程に移送するため、半導体チップ２２ｊを分割した後にピックアップして実装工程に移送する方法と比べて、時間が短縮できるとともに、半導体チップ２２ｃのピックアップを失敗することなく実装工程に確実に移送することができる。
（３）半導体チップ２２ｊは分割されると、半導体基板２１の面方向であって、半導体基板２１から離れる方向に相対的に移動するため、分割された面同士がこすれることがないので、半導体チップ２２ｊにチッピングが発生するおそれがない。
［第４実施形態の変形例］
（１）半導体基板２１に応力を負荷するときに、シート４１を面方向（図中矢印Ｆ５、Ｆ６方向）に拡張させると、半導体基板２１には面方向に引張応力が負荷されるため、改質領域Ｋ５及び分割予定ラインＤＬ１３に対応して形成された改質領域に作用する応力が増大するので、より一層容易に分割することができる。シート４１を拡張する方法としては、例えば、図７に示すような押圧装置Ｍを用いた方法を採用することができる。
（１）半導体基板２１に応力を負荷するときに、シート４１を面方向（図中矢印Ｆ５、Ｆ６方向）に拡張させると、半導体基板２１には面方向に引張応力が負荷されるため、改質領域Ｋ５及び分割予定ラインＤＬ１３に対応して形成された改質領域に作用する応力が増大するので、より一層容易に分割することができる。シート４１を拡張する方法としては、例えば、図７に示すような押圧装置Ｍを用いた方法を採用することができる。
［その他の実施形態］
（１）以上の各実施形態では、吸着部材４３を用いて半導体チップ２２を吸着する構成を採用したが、他の方法、例えば、接着や溶接などの方法を用いて移動機構４４を有する部材に半導体チップ２２を固定してもよい。
（１）以上の各実施形態では、吸着部材４３を用いて半導体チップ２２を吸着する構成を採用したが、他の方法、例えば、接着や溶接などの方法を用いて移動機構４４を有する部材に半導体チップ２２を固定してもよい。
（２）いくつかの半導体チップを他の半導体チップを分割するためのダミーチップとして用いてもよい。例えば、図３に示す半導体チップ２２ｃをダミーチップとして設定し、半導体チップ２２ｃを半導体基板２１から分断することにより、隣接する半導体チップ２２ｂ、２２ｄの１辺を分割することができる。ダミーチップは予め設定しておいても良いし、検査で不良と認められた半導体チップなどをダミーチップとして設定してもよい。
（３）吸着部材４３により改質領域Ｋに応力を負荷するときに、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。
（４）吸着部材４３により改質領域Ｋに応力を負荷するときに、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。
（５）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］
改質領域Ｋが請求項１に記載の領域に、吸着部材４３が所定の部材にそれぞれ対応する。付勢部材４５、４６が請求項５に記載の付勢手段に、フレーム４２が請求項６に記載の保持手段にそれぞれ対応する。
改質領域Ｋが請求項１に記載の領域に、吸着部材４３が所定の部材にそれぞれ対応する。付勢部材４５、４６が請求項５に記載の付勢手段に、フレーム４２が請求項６に記載の保持手段にそれぞれ対応する。
１ 製造装置
２１ 半導体基板
２２、２２ａ〜２２ｊ 半導体チップ
２４、２４ｃ 半導体素子
３１ レーザヘッド
４１ シート
４２ フレーム（保持手段）
４３ 吸着部材（所定の部材）
４４ 移動機構
４５、４６ 付勢部材（付勢手段）
ＤＬ、ＤＬ１〜ＤＬ７ 分割予定ライン
Ｋ、Ｋ１〜Ｋ７ 改質領域（領域）
Ｌ レーザ光
Ｍ 押圧装置
Ｐ 集光点
２１ 半導体基板
２２、２２ａ〜２２ｊ 半導体チップ
２４、２４ｃ 半導体素子
３１ レーザヘッド
４１ シート
４２ フレーム（保持手段）
４３ 吸着部材（所定の部材）
４４ 移動機構
４５、４６ 付勢部材（付勢手段）
ＤＬ、ＤＬ１〜ＤＬ７ 分割予定ライン
Ｋ、Ｋ１〜Ｋ７ 改質領域（領域）
Ｌ レーザ光
Ｍ 押圧装置
Ｐ 集光点
Claims (13)
- 一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る半導体チップの製造装置において、
各半導体素子間の前記基板面には、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向には、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、
前記基板面のうち、半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記基板面から離れる方向に作用する力を加えて、前記領域に剪断応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得ることを特徴とする半導体チップの製造装置。 - 一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る半導体チップの製造装置において、
各半導体素子間の前記基板面には、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向には、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、
前記基板面のうち、半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記基板面を押圧する方向に作用する力を加えて、前記領域に剪断応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得ることを特徴とする半導体チップの製造装置。 - 一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る半導体チップの製造装置において、
各半導体素子間の前記基板面には、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向には、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、
前記基板面のうち、前記半導体基板の端部にある半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して、前記半導体基板の面方向であって、前記半導体基板から離れる方向に作用する力を加えて、前記領域に応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得ることを特徴とする半導体チップの製造装置。 - 一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る半導体チップの製造装置において、
各半導体素子間の前記基板面には、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向には、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、
前記半導体基板の他方の基板面の前記ラインによって囲まれた部分に対応する位置に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記他方の基板面から離れる方向に作用する力を加えて、前記領域に剪断応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得ることを特徴とする半導体チップの製造装置。 - 前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体素子に隣接する少なくとも１つの半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分、または、前記ラインによって囲まれた部分に対応する前記半導体基板の他面の基板面側に、前記所定の部材により作用する力の方向と逆方向に付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の半導体チップの製造装置。
- 前記半導体基板の他方の基板面を接着するシートと、
前記シートの外周を保持する保持手段と、
前記保持手段で保持された前記シートを拡張する拡張手段と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の半導体チップの製造装置。 - 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、前記シートを拡張することを特徴とする請求項６に記載の半導体チップの製造装置。
- レーザ光を照射するレーザヘッドを、前記ラインに沿って、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前記領域として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割することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の半導体チップの製造装置。
- 前記所定の部材が分割された前記半導体チップを取り付けた状態で、前記所定の部材を移動させる移動機構により、前記半導体チップを前記半導体チップの実装工程に移送することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の半導体チップの製造装置。
- 一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を用意し、
前記半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る分割工程を備えた半導体チップの製造方法において、
前記半導体基板は、各半導体素子間の前記基板面に、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向に、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、
前記分割工程は、前記基板面のうち、半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記基板面から離れる方向に作用する力を加えて、前記領域に剪断応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得る工程であることを特徴とする半導体チップの製造方法。 - 一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を用意し、
前記半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る分割工程を備えた半導体チップの製造方法において、
前記半導体基板は、各半導体素子間の前記基板面に、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向に、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、
前記分割工程は、前記基板面のうち、半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記基板面を押圧する方向に作用する力を加えて、前記領域に剪断応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得る工程であることを特徴とする半導体チップの製造方法。 - 一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を用意し、
前記半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る分割工程を備えた半導体チップの製造方法において、
前記半導体基板は、各半導体素子間の前記基板面に、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向に、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、
前記分割工程は、前記基板面のうち、前記半導体基板の端部にある半導体素子の周囲と前記ラインとによって囲まれた部分に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して、前記半導体基板の面方向であって、前記半導体基板から離れる方向に作用する力を加えて、前記領域に応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得る工程であることを特徴とする半導体チップの製造方法。 - 一方の基板面に複数の半導体素子が形成された半導体基板を用意し、
前記半導体基板を厚さ方向に分割することにより、前記半導体素子を有する半導体チップを得る分割工程を備えた半導体チップの製造方法において、
前記半導体基板は、各半導体素子間の前記基板面に、分割する予定のラインが設定されており、かつ、前記ラインに対応する厚さ方向に、厚さ方向に分割するために必要な応力を低くするための領域が形成されており、
前記分割工程は、前記半導体基板の他方の基板面の前記ラインによって囲まれた部分に対応する位置に所定の部材を取り付けて、その所定の部材に対して前記他方の基板面から離れる方向に作用する力を加えて、前記領域に剪断応力を発生させることにより、前記半導体基板を前記ラインの厚さ方向に分割して、前記所定の部材が取り付けられた部分に対応する半導体チップを得る工程であることを特徴とする半導体チップの製造方法。
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| DE102006054087A DE102006054087B4 (de) | 2005-11-16 | 2006-11-16 | Trennvorrichtung zum Trennen eines Halbleitersubstrats und Verfahren zum Trennen des Gleichen |
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