[0001] 本发明涉及用于沿着预先设定的分割预定线来分割半导体晶片等圆形板状物的分割装置以及分割方法。

[0002] 在半导体器件制造工序中，在圆板状的半导体晶片的表面通过格子状的分割预定线划分有多个矩形区域，在这些矩形区域的表面形成IC（集成电路）和LSI（大规模集成电路）等电子电路，接着在对背面进行了磨削之后进行研磨等必要处理，然后沿着分割预定线将晶片分割成一个个矩形区域，从而得到多个半导体芯片。

[0003] 作为分割上述半导体晶片等圆形板状物的方法，提出了这样的方法：在沿着分割预定线形成使强度降低的分割起点之后，对圆形板状物施加外力来进行分割。施加外力的方法各式各样，但是，例如公知了这样的方法：在芯片尺寸小的晶片、厚度大或硬度比较高而难以分割的情况下，沿着分割起点局部性地按压圆形板状物，或沿着分割预定线来对圆形板状物进行抽吸拉拽从而进行分割（专利文献1、2）。

[0004] 现有技术文献

[0005] 专利文献1：日本特开2012-146744号公报

[0006] 专利文献2：日本特开2006-108273号公报

[0007] 然而，由于半导体晶片等圆形板状物又薄又脆，因此在进行分割加工时，为了确保处理性而将圆形板状物经带体支撑在环状框架的内侧，使得能够通过环状框架来进行处理。在使用沿着分割预定线的条状的部件（条部件）来对分割预定线施加外力从而分割圆形板状物（像上述那样经带体支撑在环状框架的内侧）的情况下，条部件需要具有比圆形板状物的直径长的长度，但是，当使那样的条部件作用于圆形板状物的外侧区域的分割预定线时，条部件与环状框架干涉，无法施加外力。因此，需要使环状框架的内侧的开口尺寸为与条部件不接触的较大的尺寸，这样较大的环状框架相对于圆形板状物过大，因而导致使用并非适当尺寸的框架。

[0008] 若使用相对于圆形板状物的尺寸过大的环状框架，则作为消耗品的带体也需要匹配环状框架的尺寸而增大，由于带体的使用量增加，因此产生不经济的问题。另外，在分割以外的例如分割起点形成工序和拾取分割后的芯片的拾取工序等工序中使用的加工装置，要求使用与圆形板状物对应的尺寸的环状框架，因此，仅仅为了分割工序而需要进行将圆形板状物转帖到过大的环状框架的作业，非常地费事而导致生产性降低。另外，例如在当前状况下，当圆形板状物为最大直径的晶片时，还存在这样的问题：不得不特别制作适合该晶片的、即不与条部件干涉的较大的环状框架。

[0048] 以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。

[0049] 图1的标号1表示在一实施方式中实施分割加工的半导体晶片等晶片（圆形板状物），图2表示对晶片1实施分割加工的一实施方式的分割装置10。

[0050] [1]晶片

[0051] 图1所示的晶片1形成为厚度例如为数百μm左右的圆板状，在外周缘的一部分形成有表示结晶方位的称为定向面的切口1c。如图1的（a）所示，在晶片1中通过格子状的多条分割预定线2设定有多个矩形区域3，在这些矩形区域3的正面1a侧如图1的（b）所示形成有器件4，上述器件4具有由IC或LSI构成的电子电路。由于晶片1是圆板状，所以分割预定线2的长度不均匀，从而设定有多条长度不同的分割预定线。

[0052] 如图1所示，关于晶片1，在其背面1b粘贴有带体6，在该带体6的外周粘贴有环状框架7，从而成为晶片单元（圆形板状物单元）8而被搬入到分割装置10。环状框架7由不锈钢等具有刚性的金属板等构成，环状框架7具有收纳晶片1的大小的圆形状的开口部7a，晶片1以与开口部7a呈同心状配设的方式粘贴在带体6上。

[0053] 带体6使用在由具有伸缩性的聚氯乙烯或聚丙烯等合成树脂片构成的基材的单面形成有黏着层的带体，晶片1和环状框架7粘贴在单面的黏着层上，晶片1为正面1a侧露出的状态。环状框架7是与晶片1的尺寸相适合的适当尺寸的框架，借助于环状框架7以及带体6对晶片1进行处理。

[0054] 如图1的（b）所示，在晶片1的内部沿着分割预定线2预先形成有改性层5。改性层5通过将聚光点对准到晶片1的内部来照射相对于晶片1具有透射性的预定波长的脉冲激光光束而形成。与晶片1的其他部分相比，改性层5的强度降低，从而改性层5成为分割起点。

[0055] 另外，在本实施方式中使沿着晶片1的分割预定线2的分割起点为改性层5，但是分割起点不限于改性层5，也可以是由切削刀具进行切削或照射激光光束而形成的槽等。

[0056] 接下来，对图2所示的分割装置10以及使用了该分割装置10的晶片1的分割方法进行说明。

[0057] [2]分割装置

[0058] [2-1]结构

[0059] 如图2所示，分割装置10具有：矩形形状的基座11；以及矩形形状的移动工作台15，其能够在Y方向移动地装载于该基座11上。在基座11上在X方向分离地配设有沿Y方向延伸的彼此平行的一对导轨12，在X1侧的导轨12的上表面形成有截面为V字状的引导槽12a。另外，以下说明的X（X1、X2）、Y（Y1、Y2）以及Z方向与图2所记载的坐标轴X（X1、X2）、Y（Y1、Y2）以及Z方向一致。

[0060] 如图3所示，关于移动工作台15，在其中央部形成有圆形孔15b，在其下表面的规定的部位形成有能够滑动地与上述引导槽12a卡合的凸条15a。移动工作台15通过使凸条15a沿着引导槽12a滑动，而能够在基座11上沿着Y方向移动，移动工作台15的移动通过移动构件20来完成。

[0061] 如图3所示，移动构件20与X2侧的导轨12接近地配置于基座11上，该移动构件20由以下部分构成：外螺纹杆21，其沿Y方向延伸且Y2侧的端部能够正反旋转地支撑于轴承16；脉冲马达22，其与该外螺纹杆21的Y1侧的端部连接并旋转驱动外螺纹杆21；以及内螺纹块23，其固定于移动工作台15的下表面并与外螺纹杆21螺合。根据该移动构件
20，通过脉冲马达22来使外螺纹杆21正反旋转，由此，移动工作台15经内螺纹块23向与外螺纹杆21的旋转方向对应的Y方向（Y1方向或Y2方向）移动。

[0062] 如图2所示，在移动工作台15上配设有：环状框架保持构件30，其用于保持环状框架7并将晶片单元8保持为水平状态；以及条单元50，其沿着分割预定线2来分割晶片1。

[0063] 如图2以及图4所示，环状框架保持构件30具有：圆筒座31，其具有比晶片1的外径略大的内径并具有水平环状的上端缘；以及能够升降的环状的框架保持部件35，其配设于该圆筒座31的周围且围绕圆筒座。在圆筒座31的下端部如图2所示形成有凸缘部32。凸缘部32与移动工作台15的圆形孔15b能够旋转地配合，圆筒座31通过包括卷绕于凸缘部32的传动带43的旋转构件40而被旋转驱动。

[0064] 旋转构件40由以下部分构成：脉冲马达41，其安装于移动工作台15的下表面侧；带轮42，其配设于移动工作台15的上表面侧且装配于脉冲马达41的旋转轴上；以及传动带43，其卷绕于带轮42和凸缘部32。根据该旋转构件40，通过脉冲马达41而正反旋转的带轮42的旋转经传动带43传递至凸缘部32，使圆筒座31旋转。

[0065] 环状的框架保持部件35配设成与圆筒座31为同心状，该环状的框架保持部件35的形成为一定宽度的上表面是水平的，该上表面成为支撑晶片单元8的环状框架7的支撑面35a。在框架保持部件35的外周侧配设有多个夹紧机构36，上述夹紧机构36将装载于支撑面35a上的环状框架7夹在夹紧机构36与支撑面35a之间来保持环状框架7。框架保持部件35的圆形形状的开口部35b设定为比圆筒座31的外径大，且比环状框架7的内径略小，圆筒座31能够相对地通过开口部35b。

[0066] 框架保持部件35通过多个气缸装置37而被升降驱动，上述多个气缸装置37由配设于圆筒座31周围的使用气压或液压等的流体压力缸构成。气缸装置37具有向上方延伸的活塞杆37a，该气缸装置37如图2所示固定于凸缘部32。框架保持部件35固定于活塞杆37a的上端。通过使气缸装置37的活塞杆37a同步进行伸缩，来使框架保持部件35升降。

[0067] 如图4所示，在上述环状框架保持构件30中，晶片单元8将晶片1作为上侧，且将带体6作为下侧，晶片1呈同心状地被装载于圆筒座31上，环状框架7被装载于框架保持部件35的支撑面35a且被夹紧机构36保持。在该保持状态下，晶片1向上侧露出，与晶片1对应的区域的带体6在圆筒座31内向下方露出。

[0068] 在环状框架保持构件30的圆筒座31的内部，在被环状框架保持构件30保持的晶片单元8的带体6的下方，配设有条单元50。

[0069] 如图3以及图4所示，条单元50具有：固定于基座11的长方体状的单元座59；以及立起设置于单元座59上的矩形板状的第一条部件51、第二条部件52、第三条部件53。各条部件51、52、53的面方向沿着X-Z面，上端缘沿X方向延伸。这些条部件51、52、53的X方向的长度比环状框架7的开口部7a的直径短，并且，高度设定为上端缘与圆筒座31的上端缘一致的程度。

[0070] 第二条部件52立起设置于单元座59的中央部，在该第二条部件52的Y方向两侧分别隔开规定的间隔地立起设置有第一条部件51和第三条部件53。图5表示使圆筒座31旋转，将保持在环状框架保持构件30上的晶片1的沿一方向延伸的分割预定线2定为与X方向平行的状态。如该图所示，关于X方向长度，第一条部件51和第三条部件53是相同的，第二条部件52比第一条部件51和第三条部件53长。相同长度的第一条部件51和第三条部件53具有这样的长度：比晶片1的分割预定线2中最短即最端部侧的分割预定线2长，且比最长即直径或直径附近的分割预定线2短。本实施方式的第三条部件53是相当于在本发明中称为第一条部件的部件。另外，第二条部件52具有比分割预定线2中最长的分割预定线2长的长度。

[0071] 通过使移动工作台15沿Y方向移动，条单元50的各条部件51、52、53在圆筒座31的内部相对于圆筒座31沿Y方向相对移动。移动工作台15能够在第二条部件52两侧的第一条部件51和第三条部件53的X方向两端缘分别与圆筒座31的内周面即将抵接之前的范围内移动，单元座59不妨碍该动作。

[0072] 另外，图5表示图中右侧（Y1侧）的第一条部件51与圆筒座31的内周面即将抵接之前的状态，即条部件50位于向Y1侧的移动端的状态。如该图所示，在该状态下，第一条部件51从保持在环状框架保持构件30上的晶片1向外侧沿Y1侧离开，且X方向的长度为能够容纳在环状框架7内的长度。另外，当条单元50位于向Y2侧的移动端时，各条部件51、52、53在图5中位于左右对称的左侧（双点划线所示）。

[0073] 在这样使移动工作台15沿Y方向移动从而使条单元50沿与分割预定线2垂直的Y方向相对于分割预定线2相对移动的过程中，第一条部件51比晶片1中的Y1侧的多条分割预定线2长的区域即第一条部件51能够覆盖的区域被设为第一区域（外侧区域）A1。另外，第三条部件53能够覆盖Y2侧的多条分割预定线2的区域被设为第三区域（外侧区域）A3。而且，第一区域A1和第三区域A3之间的、第一条部件51和第三条部件53不能覆盖的、只能通过第二条部件52覆盖的区域被设为第二区域（中央区域）A2。

[0074] 各条部件51、52、53如图6所示在宽度方向（Y方向）的中间部具有狭缝状的抽吸路54。抽吸路54在X方向两端部封闭，上述的条部件的X方向的长度实质上为该抽吸路54的X方向的长度。

[0075] 如图6所示，各条部件51、52、53的上端部形成为抽吸路54的Y2侧的板部55a比Y1侧的板部55b高。另外，高板部55a的上端面形成为平坦的，从该上端面到低板部55b的上端面的截面形成为向Y1侧倾斜且呈凹状弯曲的弯曲面56。在各条部件51、52、53中，高板部55a的上端面与保持在环状框架保持构件30上的晶片单元8的带体6的下表面抵接或接近。

[0076] 条单元50中在各条部件51、52、53各自独立地形成有上述抽吸路54，这些抽吸路54如图4以及图6所示分别与在中途装有电磁切换阀61的抽吸管路62连通，将这些抽吸管路62集中起来与抽吸源63连通。电磁切换阀61是开启关闭抽吸路54的阀，当在抽吸源63运转的状态下将电磁切换阀61设为“开启”时，抽吸路54内的空气被抽吸，使负压作用在抽吸路54的上端开口，当将电磁切换阀61切换为“关闭”时返回为常压。由于各抽吸路54在各抽吸管路62分别设置有电磁切换阀61，所以针对每一个条部件51、52、53各自独立地进行负压和常压的切换。

[0077] 当通过上述各条部件51、52、53来分割晶片1时，在使抽吸路54产生负压而对带体6的下表面连同晶片1一起进行抽吸的状态下，使移动工作台15向Y1侧移动从而使条单元50向Y2侧相对移动。并且，在其移动的途中，如图6所示，当条部件51、52、53的高板部55a中的上端面的抽吸路54侧的边缘（称为断裂边缘）57隔着带体6与晶片1的沿X方向延伸的分割预定线2一致时，晶片1的分割预定线2的右侧（低板部55b侧）被向下方抽吸。由此通过断裂边缘57而沿着分割预定线2产生弯曲应力，从而，与形成有改性层5而强度降低相应地，晶片1被沿着分割预定线2断裂。

[0078] 在条单元50中，第一至第三条部件51、52、53分别负责晶片1的位于第一至第三区域A1、A2、A3的分割预定线2的分割，随着移动工作台15向Y方向的移动，第一至第三条部件51、52、53被分别定位于第一至第三区域A1、A2、A3。

[0079] 另外，本装置10具有检测构件60，该检测构件60用于检测如图2所示保持在环状框架保持构件30上的晶片1的分割预定线2。检测构件60被安装于L字状的支柱61的末端，且被定位于圆筒座31的上方，上述L字状的支柱61立起设置于基座11的Y2侧的端部。检测构件60具有CCD等摄像元件，通过对晶片1的正面1a进行拍摄来完成分割预定线2的检测。

[0080] [2-2]分割方法

[0081] 以上是一实施方式的分割装置10的结构，接下来对使用了该装置10的晶片1的分割方法进行说明。

[0082] 首先，如图4所示，通过气缸装置37将框架保持部件35定位于使支撑面35a与圆筒座31的上端相同的高度位置，将晶片单元8呈同心状地保持到环状框架保持构件30上（保持步骤）。晶片单元8以晶片1为上侧，且以带体6为下侧，将环状框架7装载到框架保持部件35上并通过夹紧机构36来进行夹持，将晶片1经带体6装载到圆筒座31上，从而晶片单元8被环状框架保持构件30保持。

[0083] 接下来，使环状框架保持构件30与圆筒座31一起旋转，将晶片1的沿要分割的一方向延伸的分割预定线2对准为与条部件51～53的延伸方向即X方向平行（位置对准步骤）。关于位置对准步骤，通过由检测构件60对晶片1的正面进行摄像来调整圆筒座31的旋转角度，从而使得分割预定线2与X方向平行。接下来，如图7的（a）所示，通过气缸装置37使框架保持部件35下降，由此扩张带体6而使晶片1容易分割。另外，带体6的扩张是根据需要而进行的，例如，如果晶片1非常薄在不需要扩张的状态下就能够分割的话，也可以不特别地使带体6扩张。

[0084] 接下来，通过使移动工作台15以规定的速度连续地向Y1方向移动，如图8的（a）～（c）所示，在使条单元50向Y2方向相对移动的同时，在该图中从Y1侧向Y2侧依次对沿X方向延伸的所有分割预定线2进行分割。

[0085] 即，首先，如图8的（a）所示，将条单元50定位到最Y1侧，开启第一条部件51侧的电磁切换阀61而使抽吸路54为负压，使条单元50向Y2方向相对移动从而使第一条部件51的上端沿着带体6的下表面向Y2方向移动。由此，通过第一条部件51从Y1侧端部的最短的分割预定线2开始依次断裂第一区域A1的多条分割预定线2，来将晶片1分割下去（第一分割步骤）。在第一分割步骤中，由于第三条部件53没有覆盖分割预定线2的全长，所以第三条部件53的电磁切换阀61为关闭状态而不使抽吸路54为负压。

[0086] 分割预定线2形成有分割起点即改性层5，当分割预定线2从通过的第一条部件51受到负压作用时，分割预定线2从第一条部件51的断裂边缘57受到弯曲应力而依次断裂下去。另外，第二条部件52与第一条部件51同时使抽吸路54为负压，通过第二条部件
52来依次断裂第二区域A2中的Y2侧的一部分分割预定线2而将晶片1分割。

[0087] 在第一区域A1的所有分割预定线2被断裂之后，关闭第一条部件51侧的电磁切换阀61，如图7的（b）以及图8的（b）所示，在继续条单元50的向Y2方向的相对移动的同时，只通过第二条部件52来将余下的第二区域A2的分割预定线2分割下去（第二分割步骤）。在第二分割步骤中，包括形成于第二区域A2的最长的分割预定线2的多条分割预定线2被断裂。

[0088] 在第二分割步骤的最后阶段，由于第三条部件53开始进入第三区域A3，所以这里开启第三条部件53侧的电磁切换阀61而使抽吸路54为负压，如图8的（c）所示，通过第三条部件53开始断裂第三区域A3的分割预定线2，并且继续第二条部件52对第二区域A2的分割预定线2的断裂（第三分割步骤）。并且，在Y2侧端部的最短的分割预定线2通过第三条部件53被断裂之后，沿X方向延伸的所有分割预定线2被断裂。

[0089] 接下来，如图8的（d）所示，使圆筒座31旋转而使晶片单元8旋转90°，在通过检测构件60对晶片1的正面1a进行摄像的同时，将未断裂的分割预定线2（沿与断裂过的分割预定线2垂直的方向延伸）对准为与X方向平行（位置对准步骤）。然后，在使条单元50返回到最初的Y1侧之后，以同样的要领来进行上述第一至第三分割步骤。或者，如图8的（e）所示，也可以自条单元50到达Y2侧的状态起，以第三区域A3、第二区域A2、第一区域A1的顺序来进行分割。

[0090] 通过以上处理，晶片1被沿着呈格子状设定的所有分割预定线2分割。

[0091] [2-3]一实施方式的作用效果

[0092] 在上述一实施方式中，使用分别与晶片1的、分割预定线2比较短的第一区域A1和第三区域A3、以及分割预定线2比较长的第二区域A2对应的长度不同的第一至第三条部件51、52、53来断裂分割预定线2从而将晶片1分割。因此，能够将各条部件51、52、53的长度设定为足够对分割预定线2进行分割、且为所需最低限度的长度。其结果为，能够在使用与晶片1对应的适当尺寸的环状框架7的同时，在条部件51、52、53不与环状框架7干涉的情况下通过条部件51、52、53沿着分割预定线2可靠地对晶片1进行分割。

[0093] 另外，在上述实施方式中，对在如图7的（a）所示扩张了带体6的时刻晶片1没有被沿着分割预定线2分割进行了说明，但是也可以通过调整带体6的扩张量来增大施加到晶片1的外力，沿着形成有分割起点即改性层5的分割预定线2来对晶片1进行预备分割，如上所述通过条部件51～53来分割通过预备分割没有分割的未分割部分。

[0094] [3]条单元的其他实施方式

[0095] [3-1]具有两个条部件的方式

[0096] 上述一实施方式的条单元50是这样的结构：在负责分割晶片1的第二区域A2（包括最长的分割预定线2）的第二条部件52的两侧，配设有负责分割晶片1两侧的第一、第三区域A1、A3（包括最短的分割预定线2）的第一、第三条部件51、53，通过沿Y方向移动一次就能够断裂沿一方向延伸的所有分割预定线2。然而本发明的特征在于至少具有第一条部件51和第二条部件52。因此，如图9所示的实施方式的条单元50那样，条部件也可以是只具有上述的第一条部件51和第二条部件52两者的结构。

[0097] 根据该实施方式的条单元50，在如图9的（a）～（b）所示，与上述实施方式同样地分别通过第一条部件51和第二条部件52依次断裂第一区域A1和第二区域A2的分割预定线2而将晶片1分割之后，如图9的（c）所示，使圆筒座31旋转而使晶片单元8旋转180°，使具有未断裂的分割预定线2的第三区域A3反转配置到Y1侧。然后，在使条单元50返回到Y1侧的同时，以第二区域A2、第三区域A3的顺序来断裂分割预定线2。由此所有沿X方向延伸的分割预定线2被断裂。

[0098] [3-2]具有多个条部件的方式

[0099] 上述各实施方式的条单元50是这样的方式：基本上分别通过一个条部件来断裂晶片1的第一至第三区域A1、A2、A3，即中央区域与位于其两侧的外侧区域的多条分割预定线2，但是也可是通过多个条部件来集中分割中央区域和外侧区域的方式。

[0100] 图10以及图11表示具有这样的方式的条单元50的分割装置10。如图12所示，此时的条单元50具有：多个第二条部件52，其位于Y方向的中央部，且具有比最长的分割预定线2长的长度，并且负责分割位于晶片1的中央部的多条分割预定线2；以及多个第一条部件51，其配设于这些第二条部件52的Y方向两侧，具有比最短的分割预定线2长且比最长的分割预定线2短的长度，并且负责分割位于晶片1的外侧区域的多条分割预定线2。各条部件51、52也可以构成为隔开小间隔地相邻地排列，或使所有条部件合并而成为一个块体，将多个抽吸路54形成于块体而形成条部件51、52。

[0101] 根据该条单元50，如图13的（a）～（f）所示，在使条单元50相对于晶片1从Y1侧向Y2侧相对移动的同时，使覆盖分割预定线2、即长度比分割预定线2长的条部件51、52的抽吸路54为负压，由此，能够连续地断裂分割预定线2从而将晶片1分割开。通过这样具有多个条部件，能够缩短移动工作台15的移动距离地进行所有分割预定线2的分割，能够在短时间内完成分割加工。另外，通过使条部件细分化，使条部件不易与环状框架7干涉，因此能够得到以下优点：即使环状框架7的尺寸小也能够进行分割，并且能够抑制带体
6的使用量。

[0102] [4]条部件的其他实施方式

[0103] 上述实施方式的条部件51～53是使抽吸路54为负压，对晶片1进行抽吸而沿着分割预定线2来进行分割的构造，但是作为本发明的条部件只要是能够沿着分割预定线2来施加外力从而将晶片1分割的部件，可以是任何方式。例如，可以采用通过图14所示的按压刀具70的末端将分割预定线2顶起来进行断裂、将晶片1分割开的方式。具有多个按压刀具70以便能够断裂晶片的外侧区域以及中央区域的分割预定线，每一个按压刀具70构成为独立地上下活动。

[0104] 另外，在上述实施方式中，将半导体晶片等晶片1作为本发明的被加工物即圆形板状物，但是本发明的圆形板状物不限于这种晶片，例如包括玻璃和蓝宝石基板、陶瓷等各种圆形板状物。