JP2007048995A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイシング工程において、半導体ウェハに形成された半導体素子を構成する被膜の剥離防止を行うことができる半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device capable of preventing peeling of a coating film constituting a semiconductor element formed on a semiconductor wafer in a dicing process.
従来半導体装置を製造する工程において、半導体ウェハを処理して半導体素子を形成し、処理後ダイシングラインに沿って分割し、半導体ウェハを複数の半導体チップに分割している。しかしながら、ダイシング時に半導体素子が形成された主面の成膜がダイシングラインに近い部分から剥離し不良品になることがあった。このような不良品を少なくするために膜剥れ防止膜をダイシングラインの両側に形成することが提案されている。この膜剥れ防止膜は、レーザ照射光により形成される。
従来は、半導体ウェハに対してレーザを連続して当てて切削し膜剥れ防止膜を形成していた。このレーザ照射工程において、レーザ照射後の半導体ウェハを観察すると照射光と照射光との交点では剥離が頻繁に発生している。特に照射後のブレ−ドダイシング後ではかなりの確立で剥離が発生する。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a process of manufacturing a semiconductor device, a semiconductor wafer is processed to form a semiconductor element, and is divided along a dicing line after processing to divide the semiconductor wafer into a plurality of semiconductor chips. However, the film formation on the main surface on which the semiconductor element is formed during dicing may peel off from the portion near the dicing line, resulting in a defective product. In order to reduce such defective products, it has been proposed to form film peeling prevention films on both sides of the dicing line. This film peeling prevention film is formed by laser irradiation light.
Conventionally, a laser is continuously applied to a semiconductor wafer and cut to form a film peeling prevention film. In this laser irradiation process, when the semiconductor wafer after laser irradiation is observed, peeling frequently occurs at the intersection of the irradiation light and the irradiation light. In particular, after blade dicing after irradiation, peeling occurs with considerable probability.
ダイシングに係る従来技術には特許文献1がある。これは、レーザダイシング領域の表層にダイシングラインに沿って配線層を設け、レーザ照射時のダミーパターンとして機能させる。ダミーパターンとしての配線層は、レーザ光を吸収し、照射エネルギーを均一化させてダイシング切断性を向上させる。
本発明は、ダイシング工程において、膜剥れ防止膜を形成する際に膜剥れが従来より少なく良品の多い半導体装置の製造方法を提供する。 The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device in which, in the dicing process, when a film peeling prevention film is formed, the film peeling is smaller than that in the prior art and the number of good products is higher.
本発明の半導体装置の製造方法の一態様は、半導体ウェハに半導体素子を形成する工程と、前記半導体ウェハにダイシングラインを形成する工程と、前記半導体ウェハに、前記ダイシングラインの両側に間隔を開けてレーザ照射光を当て、膜剥れ防止溝を形成する工程と、前記半導体ウェハをダイシングラインに沿ってダイシング行い複数の半導体チップに分割する工程とを備え、前記レーザ照射光は、少なくとも一部は間欠的にレーザ照射を行う離散光であることを特徴としている。 One aspect of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of forming a semiconductor element on a semiconductor wafer, a step of forming a dicing line on the semiconductor wafer, and a gap on both sides of the dicing line in the semiconductor wafer. A step of forming a film peeling prevention groove by applying a laser irradiation light and a step of dicing the semiconductor wafer along a dicing line and dividing the semiconductor wafer into a plurality of semiconductor chips, wherein the laser irradiation light is at least partially Is characterized by discrete light that is intermittently irradiated with laser.
本発明は、熱の影響が低減されるので、膜剥れ防止膜を形成する際に膜剥れが従来より少なく良品の多いダイシング処理が行われる。 In the present invention, since the influence of heat is reduced, when forming a film peeling prevention film, the film peeling is less than the conventional dicing process with many good products.
本発明は、半導体チップに分割する際に行うブレ−ドダイシング工程前に半導体ウェハ上のダイシングラインの両側に間隔をおいて離散光をレ‐ザ照射することに特徴がある。
以下、実施例を参照して発明の実施の形態を説明する。
The present invention is characterized in that discrete light is laser-irradiated at intervals on both sides of a dicing line on a semiconductor wafer before a blade dicing step performed when dividing into semiconductor chips.
Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to examples.
まず、図1乃至図3を参照して実施例1を説明する。
図1は、ブレードダイシングラインが形成されレーザダイシングが施された半導体ウェハの平面図、図2は、図1の半導体ウェハからブレードダイシングラインに沿って切出された半導体チップBの断面図、図3は、図1の半導体ウェハのA領域を示す部分平面図である。半導体装置は、半導体ウェハに半導体素子を形成し、その後ダイシングラインに沿って半導体ウェハをダイシングし、半導体素子が形成された複数の半導体チップを得る。その後半導体チップを組立て処理し検査して製品を得る。
First,
1 is a plan view of a semiconductor wafer on which a blade dicing line is formed and laser dicing is performed, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor chip B cut out from the semiconductor wafer of FIG. 1 along the blade dicing line. 3 is a partial plan view showing a region A of the semiconductor wafer of FIG. In a semiconductor device, semiconductor elements are formed on a semiconductor wafer, and then the semiconductor wafer is diced along dicing lines to obtain a plurality of semiconductor chips on which the semiconductor elements are formed. Thereafter, the semiconductor chip is assembled and processed to obtain a product.
図1は、シリコンなどの半導体ウェハ1である。この図では便宜上ウェハ平面に直角な座標軸(X−Y)を付す。横方向がX軸であり、縦方向がY軸である。半導体ウェハ径は、6インチ乃至8インチであり、方向性を持たせるためにノッジあるいはオリフラなどを設けるようにしても良い。半導体ウェハ1の表面領域にはチップ形成領域毎に半導体素子(図示しない)が形成されている。チップ形成領域6は、ブレードダイシングライン2、3によって区画されている。ブレードダイシングラインは、ブレードによって形成され、X軸方向(横方向)にはブレードダイシングライン2が形成され、Y軸方向(縦方向)にはブレードダイシングライン3が形成されている。
FIG. 1 shows a
このブレードダイシングライン2、3の両側に沿ってレーザダイシング4、5が行われる。ブレードダイシングラインは、半導体ウェハを半導体チップに分割するための分割線であり、レーザダイシングにより半導体チップ周辺に沿って膜剥がれ防止溝が形成される。膜剥がれ防止溝は、ダイシング時に半導体素子が形成された主面の成膜がダイシングラインに近い部分から剥離し不良品になることを少なくするためにブレードダイシングラインの両側に形成される。
図2は、図1の半導体ウェハからブレードダイシングラインに沿って切出された半導体チップBの断面図である。シリコンなどの半導体ウェハから分割された半導体チップは、半導体基板10主面の表面領域に素子領域12が形成されており、半導体基板10表面には層間絶縁膜、保護膜などの成膜11が施されている。この半導体基板10の各辺に沿って膜剥がれ防止溝13が形成されている。この膜剥がれ防止溝13は、レーザダイシング4、5により形成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor chip B cut out from the semiconductor wafer of FIG. 1 along the blade dicing line. A semiconductor chip divided from a semiconductor wafer such as silicon has an element region 12 formed in the surface region of the main surface of the
図3は、半導体ウェハ1主面のA領域を示す部分平面図である。このブレードダイシングライン2、3の両側に沿ってレーザダイシング4、5が行われる。このレーザダイシング4、5により成膜11下の半導体チップを構成するシリコン半導体基板10の周縁部近傍に膜剥がれ防止溝13が形成される。
半導体ウェハ1は、ブレードダイシングライン2、3に沿って分割され、したがって、半導体チップは、ブレードダイシングライン2、3に囲まれた領域に形成される。したがって、ブレードダイシングライン2、3の両側に沿って行われるレーザダイシング4、5によるラインは、半導体チップ周縁に形成され、そのコーナー近傍で交点が形成される。従来の連続レーザ光では、この交点では2回のレーザ照射があり、この部分でチッピングが生じる主要な原因となっている。
FIG. 3 is a partial plan view showing a region A of the main surface of the
The
この実施例では、交点への2回の照射を避けるために、縦方向あるいは横方向のいずれか一方のレーザダイシングにレーザ照射光として離散光を用い、他方に連続光を用いている。図3では縦方向のレーザダイシング5に連続光を用い、横方向のレーザダイシング4に前記交点には照射されない離散光を用いている。勿論、交点に1回のレーザ照射にするためには他の方法を用いることができる。例えば、縦方向のレーザダイシング5には交互に離散光のみのダイシングと連続光のみのダイシングとを用い、横方向のレーザダイシング4にはすべて離散光を用いる場合があり、レーザダイシング5が離散光の場合の交点ではレーザダイシング4は照射するようにして、どの交点でも必ず1回照射を行うようにする。また、横方向のレーザダイシング4には交互に離散光のみのダイシングと連続光のみのダイシングとを用い、縦方向のレーザダイシング5にはすべて離散光を用いる場合があり、レーザダイシング4が離散光の場合の交点では照射するようにして、どの交点でも必ず1回照射を行うようにする。さらに、一方を交互にではなく、幾つか置きに連続光のみを用いたダイシングを行い、これに対応するように他方を離散光によるダイシングを行い、どの交点でも必ず1回照射を行うようにする。
In this embodiment, in order to avoid twice irradiation to the intersection, discrete light is used as laser irradiation light for laser dicing in either the vertical direction or the horizontal direction, and continuous light is used for the other. In FIG. 3, continuous light is used for the
この実施例で用いられるレ−ザは、YAG−THG(波長355nm)であり、Qsw周波数を100kHz、平均出力を約1.0W、溶融径を約30μmそして、切削速度を100mm/secで実施する。この実施例ではYAG−THGレーザにおいて、Qsw周波数は、約100〜200kHzが適当であり、平均出力は、約1.0〜10Wが適当であり、溶融径は、約20〜50μmが適当であり、切削速度は、約80〜400mm/secが適当である。
この実施例では、レーザダイシングの交点は必ず1回照射を維持できるので、熱の影響が低減され、膜剥れ防止膜を形成する際に膜剥れが従来より少なく良品の多いダイシング処理が行われる。
The laser used in this example is YAG-THG (wavelength 355 nm), the Qsw frequency is 100 kHz, the average power is about 1.0 W, the melt diameter is about 30 μm, and the cutting speed is 100 mm / sec. . In this embodiment, in the YAG-THG laser, the Qsw frequency is suitably about 100 to 200 kHz, the average output is suitably about 1.0 to 10 W, and the melt diameter is suitably about 20 to 50 μm. The cutting speed is suitably about 80 to 400 mm / sec.
In this embodiment, the laser dicing intersection can always be irradiated once, so that the influence of heat is reduced, and when forming the film peeling prevention film, the film peeling is less and the number of non-defective products is larger than before. Is called.
次に、図4を参照して実施例2を説明する。
この実施例ではレーザ照射光が交差する交点において、2つのレーザ照射光が交点に照射されないことに特徴がある。図4は、半導体ウェハから切り出される半導体チップを含む領域の部分平面図(図1参照)である。
図4は、半導体ウェハ21の主面を示す部分平面図である。このブレードダイシングライン22、23の両側に沿ってレーザダイシング24、25が行われる。このレーザダイシング24、25により成膜下の半導体チップを構成するシリコン半導体基板の周縁部近傍に膜剥がれ防止溝が形成される。
半導体ウェハ21は、ブレードダイシングライン22、23に沿って分割され、したがって、半導体チップは、ブレードダイシングライン22、23に囲まれた領域に形成される。したがって、ブレードダイシングライン22、23の両側に沿って行われるレーザダイシング24、25によるラインは、半導体チップ周縁に形成され、そのコーナー近傍で交点が形成される。
Next,
This embodiment is characterized in that two laser irradiation lights are not irradiated to the intersection at the intersection where the laser irradiation light intersects. FIG. 4 is a partial plan view (see FIG. 1) of a region including a semiconductor chip cut out from a semiconductor wafer.
FIG. 4 is a partial plan view showing the main surface of the
The
この実施例では、交点への2回の照射を避けるために、縦方向あるいは横方向の双方のレーザダイシングにレーザ照射光として離散光を用いている。ここではレーザダイシングのどの交点にレーザ照射を行わないようにする。
この実施例で用いられるレ−ザは、YAG−THG(波長355nm)であり、Qsw周波数を100kHz、平均出力を約1.0W、溶融径を約30μmそして、切削速度を100mm/secで実施する。
この実施例では、レーザダイシングの交点は必ず1回照射を維持できるので、熱の影響が低減され、膜剥れ防止膜を形成する際に膜剥れが従来より少なく良品の多いダイシング処理が行われる。熱の影響は実施例1より少ない。
In this embodiment, discrete light is used as laser irradiation light for both vertical and horizontal laser dicing in order to avoid twice irradiation at the intersection. Here, no laser irradiation is performed on any intersection of laser dicing.
The laser used in this example is YAG-THG (wavelength 355 nm), the Qsw frequency is 100 kHz, the average power is about 1.0 W, the melt diameter is about 30 μm, and the cutting speed is 100 mm / sec. .
In this embodiment, the laser dicing intersection can always be irradiated once, so that the influence of heat is reduced, and when forming the film peeling prevention film, the film peeling is less and the number of non-defective products is larger than before. Is called. The influence of heat is less than in Example 1.
次に、図5を参照して実施例2を説明する。
この実施例では縦方向及び横方向のレーザ照射光がいずれも離散光であることに特徴がある。図5は、半導体ウェハから切り出される半導体チップを含む領域の部分平面図(図1参照)である。
図5は、半導体ウェハ31の主面を示す部分平面図である。このブレードダイシングライン32、33の両側に沿ってレーザダイシング34、35が行われる。このレーザダイシング34、35により成膜下の半導体チップを構成するシリコン半導体基板の周縁部近傍に膜剥がれ防止溝が形成される。
半導体ウェハ31は、ブレードダイシングライン32、33に沿って分割され、したがって、半導体チップは、ブレードダイシングライン32、33に囲まれた領域に形成される。ブレードダイシングライン32、33の両側に沿って行われるレーザダイシング34、35によるラインは、半導体チップ周縁に形成され、そのコーナー近傍で交点が形成される。
Next, Example 2 will be described with reference to FIG.
This embodiment is characterized in that both vertical and horizontal laser irradiation light is discrete light. FIG. 5 is a partial plan view (see FIG. 1) of a region including a semiconductor chip cut out from a semiconductor wafer.
FIG. 5 is a partial plan view showing the main surface of the
The
この実施例では、レーザ照射光は、図に示すように、所定の間隔で照射が行われる離散光を用いる。この実施例では、2つのレーザ照射光の交点に被照射部分を設ける工夫することはしない。したがって、この交点では1回照射、2回照射あるいは照射無しの場合があり得る。
この実施例で用いられるレ−ザは、YAG−THG(波長355nm)であり、Qsw周波数を100kHz、平均出力を約1.0W、溶融径を約30μmそして、切削速度を100mm/secで実施する。
この実施例では、レーザダイシングの交点は2回照射を行う場合もあるが、他の部分で照射しない場合があるので、全体的に熱の影響が低減され、膜剥れ防止膜を形成する際に膜剥れが従来より少なく良品の多いダイシング処理が行われる。
In this embodiment, as the laser irradiation light, discrete light that is irradiated at a predetermined interval is used as shown in the figure. In this embodiment, there is no contrivance to provide the irradiated portion at the intersection of the two laser irradiation lights. Therefore, there may be a case of one irradiation, two irradiations or no irradiation at this intersection.
The laser used in this example is YAG-THG (wavelength 355 nm), the Qsw frequency is 100 kHz, the average power is about 1.0 W, the melt diameter is about 30 μm, and the cutting speed is 100 mm / sec. .
In this embodiment, the laser dicing intersection may be irradiated twice, but it may not be irradiated at other portions, so that the influence of heat is reduced as a whole, and a film peeling prevention film is formed. In addition, a dicing process is performed in which the film is less peeled off and the number of non-defective products is higher than that of the prior art.
次に、図6乃至図8を参照して実施例4を説明する。
この実施例では、レーザ照射装置の照射方法に特徴が有る。図6は、レーザ照射装置が配置された半導体ウェハの断面図、図7は、レーザ照射痕が示されたレーザダイシングのラインが形成された半導体ウェハの部分平面図、図8は、ブレードダイシングライン及びこのラインの両側に沿って行われたレーザダイシングを示す半導体ウェハの部分断面図である。この実施例の照射方法は、実施例1乃至実施例3のすべてに適用することができる。
Next,
This embodiment is characterized by the irradiation method of the laser irradiation apparatus. FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer on which a laser irradiation apparatus is arranged, FIG. 7 is a partial plan view of the semiconductor wafer on which a laser dicing line showing laser irradiation traces is formed, and FIG. 8 is a
半導体ウェハ41を半導体チップに分割する際に行うブレードダイシング工程前にブレードダイシングライン43に沿ってその両側にレーザダイシングを行う。この時、図6に示すように、レーザ照射装置40を傾けるとその照射場所で照射されるエネルギー密度が異なる。図7に示すように傾斜する側(図の右側)は照射面積が広いが、これに対して傾斜する側とは反対側(図の左側)は照射面積が狭い。したがって、傾斜する側にデブリが多く発生し、傾斜する側と反対側のデブリ(debris)の発生は著しく少ない。そして、図8に示すように、レーザダイシングライン45の中心より左側の幅dは、右側の幅Dより小さくなっている(d<D)。即ち、レーザ照射装置40の傾斜する側と反対側は、垂直に切削することができるので、レーザダイシングライン45の幅を狭くすることができる。レーザダイシングライン45の右側の幅Dは、大きく、また、この部分は、デブリの発生が多いが、この部分は、ブレードダイシングライン43の存在する側であり、半導体チップに分割した時にチップ端部に相当するので、デブリの発生が多くても、チップとしての特性に影響は少ない。
Laser dicing is performed on both sides of the
同じように、ブレードダイシングライン43の右側のレーザダイシングライン45′にもデブリの発生を押さえるために、図6に示すレーザ照射装置40を傾ける。傾ける方向は、図6に示す方向とは反対側である。このようにすればレーザダイシングライン45′の中心の左側の幅は、広くなる。この部分は、デブリの発生が多いが、この部分は半導体チップに分割した時にチップ端部に相当するので、デブリの発生が多くても、チップとしての実害は無い。レーザダイシングライン45′の中心の右側の幅は狭くデブリ発生は少ない。
この実施例で用いられるレ−ザ照射装置は、YAG−THG(波長355nm)であり、Qsw周波数を100kHz、平均出力を約2.0W、溶融径を約30μm、切削速度を400mm/secそして傾斜角度θを45度で実施する。この傾斜角度は、5度〜85度の範囲で有効である。
この実施例では、レーザダイシングに離散光を用いるので、全体的に熱の影響が低減され、膜剥れ防止膜を形成する際に膜剥れが従来より少なく良品の多いダイシング処理が行われる。
Similarly, the
The laser irradiation apparatus used in this example is YAG-THG (wavelength 355 nm), the Qsw frequency is 100 kHz, the average output is about 2.0 W, the melt diameter is about 30 μm, the cutting speed is 400 mm / sec, and the inclination is The angle θ is 45 degrees. This inclination angle is effective in the range of 5 to 85 degrees.
In this embodiment, since discrete light is used for laser dicing, the influence of heat is reduced as a whole, and when forming a film peeling prevention film, a dicing process is performed with less film peeling and more non-defective products.
また、この実施例では、ブレードダイシングラインの両側に照射されるレーザ照射光は、レーザ照射装置をブレードダイシングラインの延びる方向に移動させながら照射され、レーザ照射装置は、ブレードダイシングラインが形成されている側とは反対側に傾けながら照射するのでレーザダイシングライン幅を狭くすることが可能になる。 Further, in this embodiment, the laser irradiation light irradiated on both sides of the blade dicing line is irradiated while moving the laser irradiation device in the extending direction of the blade dicing line, and the laser irradiation device has the blade dicing line formed. Irradiation is performed while tilting to the side opposite to the side where the laser is present, so that the laser dicing line width can be reduced.
1、21、31、41・・・半導体ウェハ
2、3、22、23、32、33、43・・・ブレードダイシングライン
4、5、24、25、34、35・・・レーザダイシングライン
6・・・チップ形成領域
10・・・半導体基板
11・・・成膜
12・・・素子領域
13・・・膜剥がれ防止膜
40・・・レーザ照射装置
45、45′・・・レーザダイシングライン
1, 21, 31, 41 ...
Claims (5)
前記半導体ウェハのダイシングラインの両側に間隔を置いてレーザ照射光を当て、膜剥れ防止溝を形成する工程と、
前記半導体ウェハをダイシングラインに沿ってダイシングを行い複数の半導体チップに分割する工程とを備え、
前記レーザ照射光は、少なくとも一部は間欠的にレーザ照射を行う離散光であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a semiconductor element on a semiconductor wafer;
Applying laser irradiation light at intervals on both sides of the dicing line of the semiconductor wafer to form a film peeling prevention groove;
A step of dicing the semiconductor wafer along a dicing line and dividing it into a plurality of semiconductor chips,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the laser irradiation light is discrete light that at least partly performs laser irradiation intermittently.
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein an inclination angle of the laser irradiation apparatus is between 5 degrees and 85 degrees with respect to a vertical direction.
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