JP2008053341A - Wafer processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハのデバイス領域と外周余剰領域の境界部に加工溝を形成するウエーハの加工方法に関する。 The present invention relates to a wafer processing method including a device region having a plurality of devices formed on a surface and a peripheral surplus region surrounding the device region, and forming a processing groove at a boundary between the peripheral surplus region. .
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by dividing lines called streets arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially wafer-shaped semiconductor wafer, and devices such as ICs, LSIs, etc. are partitioned in the partitioned regions. Form. Then, the semiconductor wafer is cut along the streets to divide the region in which the device is formed to manufacture individual semiconductor chips. In addition, optical device wafers with gallium nitride compound semiconductors laminated on the surface of a sapphire substrate are also divided into individual optical devices such as light emitting diodes and laser diodes by cutting along the streets, and are widely used in electrical equipment. ing.
上述したように分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に裏面を研削またはエッチングによって所定の厚さに形成される。近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するためにウエーハの厚さを100μm以下に形成することが要求されている。
しかるに、ウエーハの厚さを100μm以下に形成すると破損し易くなり、ウエーハの搬送等の取り扱いが困難になるという問題がある。
As described above, the wafer to be divided is formed to have a predetermined thickness by grinding or etching the back surface before cutting along the street. In recent years, it has been required to form a wafer with a thickness of 100 μm or less in order to reduce the weight and size of electrical equipment.
However, if the thickness of the wafer is formed to be 100 μm or less, the wafer is likely to be damaged, and it is difficult to handle the wafer.
上述した問題を解消するために本出願人は、ウエーハの裏面におけるデバイス領域に対応する領域を研削してデバイス領域の厚さを所定厚さに形成するとともに、ウエーハの裏面における外周部を残存させて環状の補強部を形成することにより、剛性を有するウエーハを形成することができるウエーハの加工方法を特願2005−165395号として提案した。 In order to solve the above-mentioned problem, the present applicant grinds the region corresponding to the device region on the back surface of the wafer to form the thickness of the device region to a predetermined thickness, and leaves the outer peripheral portion on the back surface of the wafer. Japanese Patent Application No. 2005-165395 has proposed a method of processing a wafer capable of forming a rigid wafer by forming an annular reinforcing portion.
ところで、上述したウエーハをストリートに沿って分割する際には、上記環状の補強部が邪魔となり除去する必要がある。この環状の補強部を除去するには、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段とを具備する切削装置を用いることが考えられる。即ち、チャックテーブルに保持されたウエーハにおけるデバイス領域と外周余剰領域との境界部に回転する切削ブレードを位置付け、切削ブレードに所定の切削送りを与えてチャックテーブルを回転しながら切削する。 By the way, when the wafer described above is divided along the street, the annular reinforcing portion needs to be obstructed and removed. In order to remove the annular reinforcing portion, a cutting device including a chuck table for holding a workpiece and a cutting means having a cutting blade for cutting the workpiece held on the chuck table is used. Can be considered. That is, a rotating cutting blade is positioned at the boundary between the device region and the outer peripheral surplus region of the wafer held on the chuck table, and a predetermined cutting feed is applied to the cutting blade to perform cutting while rotating the chuck table.
而して、上述した切削装置を用いて、ウエーハを保持したチャックテーブルを回転しながら切削すると、切削ブレードは直進性を有するため円弧状に切削すると切削ブレードおよびウエーハに大きな負荷が作用する。このため、切削ブレードが破損するばかりでなく、薄く形成されたウエーハのデバイス領域に損傷を与えるという問題がある。 Thus, when the above-described cutting apparatus is used for cutting while rotating the chuck table holding the wafer, the cutting blade has a straight advance, so that when the cutting blade is cut into an arc, a large load acts on the cutting blade and the wafer. For this reason, there is a problem that not only the cutting blade is broken, but also the device region of the thinly formed wafer is damaged.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、ウエーハのデバイス領域を損傷させることなく、デバイス領域と外周余剰領域との境界部に加工溝を形成することができるウエーハの加工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above facts, and the main technical problem thereof is that a processing groove can be formed at the boundary between the device region and the outer peripheral surplus region without damaging the device region of the wafer. It is to provide a method for processing a wafer.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、ウエーハを保持する保持面を備え回転可能に構成されたチャックテーブルと、該チャックテーブルを加工送り方向(X軸方向)に移動せしめる加工送り手段と、該チャックテーブルを加工送り方向(X軸方向)と直交する割り出し送り方向に(Y軸方向)に移動せしめる割り出し送り手段と、該チャックテーブルにウエーハを搬送する搬送手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハにレーザー光線を照射する集光器を備えたレーザー光線照射手段と、該チャックテーブルに保持されたウエーハを撮像する撮像手段とを具備するレーザー加工装置を用い、表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハの該デバイス領域と該外周余剰領域の境界部に分離溝を形成するウエーハの加工方法であって、
該搬送手段によってウエーハを搬送し該チャックテーブルの保持面に載置するウエーハ載置工程と、
該撮像手段により該チャックテーブルの保持面に載置されたウエーハの外周縁の複数箇所を検出してウエーハの中心の座標を求め、該チャックテーブルの回転中心の座標とのズレを検出する中心ズレ検出工程と、
該中心ズレ検出工程によって検出されたウエーハの中心と該チャックテーブルの回転中心とのズレに対応して該チャックテーブルとウエーハを相対的に移動し、ウエーハの中心と該チャックテーブルの中心とを位置合わせする中心位置合わせ工程と、
該チャックテーブルの保持面に載置され該中心位置合わせ工程が実施されたウエーハの該デバイス領域と該外周余剰領域の境界部に該レーザー光線照射手段からレーザー光線を照射しつつ該チャックテーブルを回転することにより、ウエーハの該デバイス領域と該外周余剰領域の境界部に分離溝を形成するレーザー加工工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハのレーザー加工方法が提供される。
In order to solve the main technical problem, according to the present invention, a chuck table having a holding surface for holding a wafer and configured to be rotatable, and a machining feed for moving the chuck table in a machining feed direction (X-axis direction). Means, index feed means for moving the chuck table in the index feed direction (Y-axis direction) orthogonal to the machining feed direction (X-axis direction), transport means for transporting the wafer to the chuck table, and the chuck table A plurality of devices on the surface using a laser processing apparatus comprising a laser beam irradiation means having a condenser for irradiating a laser beam to a wafer held on the wafer and an imaging means for imaging the wafer held on the chuck table. The device region of the wafer having a formed device region and an outer peripheral surplus region surrounding the device region A wafer processing method of forming isolation trenches in the boundary portion of the outer peripheral marginal region,
A wafer mounting step of transporting the wafer by the transport means and placing the wafer on a holding surface of the chuck table;
A center shift for detecting a plurality of positions on the outer peripheral edge of the wafer placed on the holding surface of the chuck table by the imaging means to obtain the coordinates of the center of the wafer and detecting a shift from the coordinates of the rotation center of the chuck table. A detection process;
The chuck table and the wafer are moved relative to each other in accordance with the deviation between the center of the wafer detected by the center deviation detection step and the center of rotation of the chuck table, and the center of the wafer and the center of the chuck table are positioned. A center alignment step to match,
Rotating the chuck table while irradiating a laser beam from the laser beam irradiating means at the boundary between the device region and the outer peripheral surplus region of the wafer placed on the holding surface of the chuck table and subjected to the center alignment step A laser processing step of forming a separation groove at the boundary between the device region of the wafer and the outer peripheral surplus region,
A wafer laser processing method is provided.
上記中心位置合わせ工程は、上記中心ズレ検出工程が実施されたウエーハの直上においてウエーハを保持するウエーハ保持工程と、上記加工送り手段および割り出し送り手段を作動して中心ズレ検出工程によって検出されたウエーハの中心とチャックテーブルの回転中心とのX軸方向およびY軸方向のズレを補正する中心ズレ補正工程と、該中心ズレ補正工程が実施されたチャックテーブルの保持面にウエーハ保持工程において保持されたウエーハを再度載置するウエーハ再載置工程とを含む。
次に加工すべきウエーハをチャックテーブルの保持面に載置するウエーハ載置工程を実施する前に、上記中心ズレ検出工程によって検出されたウエーハの中心とチャックテーブルの回転中心とのズレに基づいて上記中心ズレ補正工程を実施することが望ましい。
ウエーハは、デバイス領域に対応する裏面が研削され、外周余剰領域に対応する裏面に環状の補強部が形成されている。
The center alignment step includes a wafer holding step for holding a wafer immediately above the wafer on which the center shift detection step has been performed, and a wafer detected by the center shift detection step by operating the processing feed means and the index feed means. The center deviation correction step for correcting the deviation in the X axis direction and the Y axis direction between the center of the chuck table and the center of rotation of the chuck table, and the wafer holding step held on the holding surface of the chuck table on which the center deviation correction step was performed. A wafer re-placement step of placing the wafer again.
Based on the deviation between the center of the wafer detected by the center deviation detection step and the center of rotation of the chuck table before the wafer placement step of placing the wafer to be processed next on the holding surface of the chuck table. It is desirable to perform the center misalignment correction step.
In the wafer, the back surface corresponding to the device region is ground, and an annular reinforcing portion is formed on the back surface corresponding to the outer peripheral surplus region.
本発明によれば、ウエーハのデバイス領域と外周余剰領域との境界部にレーザー光線を照射して分離溝を形成するので、切削ブレードにより境界部に沿って切断するようにウエーハに負荷が作用しないため、デバイス領域を損傷させることなく切断することができる。また、本発明によれば、上記中心ズレ検出工程および中心位置合わせ工程を実施することによりチャックテーブルの保持面に保持されたウエーハの中心とチャックテーブルの回転中心が一致しているので、デバイス領域と外周余剰領域との境界部に沿って正確に分離溝を形成することができる。 According to the present invention, since the separation groove is formed by irradiating the boundary between the device region of the wafer and the outer peripheral surplus region, the load is not applied to the wafer so as to be cut along the boundary by the cutting blade. It can be cut without damaging the device area. Further, according to the present invention, the center of the wafer held on the holding surface of the chuck table and the center of rotation of the chuck table coincide with each other by performing the center misalignment detection step and the center alignment step. And the separation groove can be formed accurately along the boundary between the outer peripheral area and the outer peripheral surplus area.
以下、本発明によるウエーハのレーザー加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1には本発明によるウエーハのレーザー加工方法によって加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図1に示す半導体ウエーハ100は、例えば厚さが350μmのシリコンウエーハからなっており、表面100aに複数のストリート101が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート101によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス102が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ100は、デバイス102が形成されているデバイス領域104と、該デバイス領域104を囲繞する外周余剰領域105を備えている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a wafer laser processing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor wafer as a wafer to be processed by the wafer laser processing method according to the present invention. A
上記半導体ウエーハ100をストリート101に沿って切断し個々の半導体チップに分割するに際し、半導体ウエーハ100の裏面におけるデバイス領域104に対応する領域を研削してデバイス領域104の厚さを所定厚さに形成するとともに、半導体ウエーハ100の裏面における外周余剰領域105に対応する領域に環状の補強部を形成する。このような加工を施すには、先ず図2に示すように半導体ウエーハ100の表面100aに保護部材110を貼着する(保護部材貼着工程)。従って、半導体ウエーハ100の裏面100bが露出する形態となる。
When the
保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ100の裏面100bにおけるデバイス領域104に対応する領域を研削してデバイス領域104の厚さを所定厚さに形成するとともに、半導体ウエーハ100の裏面100bにおける外周余剰領域105に対応する領域を残存させて環状の補強部を形成する補強部形成工程を実施する。この補強部形成工程は、図3に示す研削装置によって実施する。
When the protective member attaching step is performed, a region corresponding to the
図3に示す研削装置1は、被加工物としてのウエーハを保持するチャックテーブル11と、該チャックテーブル11に保持されたウエーハの加工面を研削する研削手段12を具備している。チャックテーブル11は、上面にウエーハを吸引保持し図3において矢印11aで示す方向に回転せしめられる。研削手段12は、スピンドルハウジング121と、該スピンドルハウジング121に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル122と、該回転スピンドル122の下端に装着されたマウンター123と、該マウンター123の下面に取り付けられた研削ホイール124とを具備している。この研削ホイール124は、円板状の基台125と、該基台125の下面に環状に装着された研削砥石126とからなっており、基台125がマウンター123の下面に取り付けられている。
A
上述した研削装置1を用いて補強部形成工程を実施するには、チャックテーブル11の上面(保持面)に図示しないウエーハ搬入手段によって搬送された上記半導体ウエーハ100の保護部材110側を載置し、半導体ウエーハ100をチャックテーブ11上に吸引保持する。ここで、チャックテーブル11に保持された半導体ウエーハ100と研削ホイール124を構成する環状の研削砥石126の関係について、図4を参照して説明する。チャックテーブル11の回転中心P1と環状の研削砥石126の回転中心P2は偏芯しており、環状の研削砥石126の外径は、半導体ウエーハ100のデバイス領域104と外周余剰領域105との境界線106の直径より小さく境界線106の半径より大きい寸法に設定され、環状の研削砥石126がチャックテーブル11の回転中心P1(半導体ウエーハ100の中心)を通過するようになっている。
In order to perform the reinforcing portion forming step using the
次に、図3および図4に示すようにチャックテーブル11を矢印11aで示す方向に300rpmで回転しつつ、研削ホイール124を矢印124aで示す方向に6000rpmで回転せしめるとともに、研削ホイール124を下方に移動して研削砥石126を半導体ウエーハ100の裏面に接触させる。そして、研削ホイール124を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ100の裏面には、図5に示すようにデバイス領域104に対応する領域が研削除去されて所定厚さ(例え60μm)の円形状の凹部104bに形成されるとともに、外周余剰領域105に対応する領域が図示の実施形態においては厚さ350μm残存されて環状の補強部105bに形成される(環状の補強部形成工程)。
Next, as shown in FIGS. 3 and 4, while rotating the chuck table 11 in the direction indicated by the
上述したように、半導体ウエーハ100の裏面にデバイス領域104に対応する領域を研削除去して所定厚さ(例えば60μm)の凹部104bに形成し、外周余剰領域105に対応する領域を残存させて環状の補強部105bを形成したならば、デバイス領域104に対応する裏面をエッチングしたり、該裏面に金属膜を被覆したり、ビアホールを形成したり等の加工を施した後、デバイス領域104をストリート101に沿って切断し個々の半導体チップに分割するが、環状の補強部105bが邪魔となる。従って、半導体ウエーハ100におけるデバイス領域104と外周余剰領域105との境界部を切断して、環状の補強部105bを除去する必要がある。しかるに、半導体ウエーハ100におけるデバイス領域104と外周余剰領域105との境界部を切削装置の切削ブレードによって切断すると、上述したように切削ブレードは直進性を有するため円弧状に切削すると切削ブレードおよび半導体ウエーハ100に大きな負荷が作用し、切削ブレードが破損するばかりでなく、薄く形成された半導体ウエーハ100のデバイス領域104に損傷を与えるという問題がある。
As described above, the region corresponding to the
そこで、本発明においては、半導体ウエーハ100におけるデバイス領域104と外周余剰領域105との境界部をレーザー加工によって切断する。
ここで、上記レーザー加工を実施するレーザー加工装置について、図6乃至図8を参照して説明する。
図6に示されたレーザー加工装置2は、略直方体状の装置ハウジング20を具備している。この装置ハウジング20内には、図7に示す静止基台21と、該静止基台21に矢印Xで示す加工送り方向(X軸方向)に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構3と、静止基台21に上記矢印Xで示す方向(X軸方向)と直角な矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構4と、該レーザー光線ユニット支持機構4に矢印Zで示す方向(Z軸方向)に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット5が配置されている。
Therefore, in the present invention, the boundary between the
Here, a laser processing apparatus for performing the laser processing will be described with reference to FIGS.
The
上記チャックテーブル機構3は、静止基台21上に矢印Xで示す加工送り方向(X軸方向)に沿って平行に配設された一対の案内レール31、31と、該案内レール31、31上に矢印Xで示す加工送り方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック32と、該第1の滑動ブロック32上に矢印Xで示す加工送り方向(X軸方向)と直交する矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動可能に配設された第2の滑動ブロック33と、該第2の滑動ブロック33上に円筒部材34によって支持されたカバーテーブル35と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル36を具備している。このチャックテーブル36は多孔性材料から形成された被加工物の保持面となる吸着チャック361を具備しており、吸着チャック361上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル36は、円筒部材34内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル36には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ362が配設されている。
The
上記第1の滑動ブロック32は、その下面に上記一対の案内レール31、31と嵌合する一対の被案内溝321、321が設けられているとともに、その上面に矢印Yで示す割り出し送り方向に沿って平行に形成された一対の案内レール322、322が設けられている。このように構成された第1の滑動ブロック32は、被案内溝321、321が一対の案内レール31、31に嵌合することにより、一対の案内レール31、31に沿って矢印Xで示す加工送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構3は、第1の滑動ブロック32を一対の案内レール31、31に沿って矢印Xで示す加工送り方向に移動させるための加工送り手段37を具備している。加工送り手段37は、上記一対の案内レール31と31の間に平行に配設された雄ネジロッド371と、該雄ネジロッド371を回転駆動するためのパルスモータ372等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド371は、その一端が上記静止基台21に固定された軸受ブロック373に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ372の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド371は、第1の滑動ブロック32の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ372によって雄ネジロッド371を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック32は案内レール31、31に沿って矢印Xで示す加工送り方向に移動せしめられる。
The first sliding
図示の実施形態におけるレーザー加工装置2は、上記チャックテーブル36の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段374を備えている。加工送り量検出手段374は、案内レール31に沿って配設されたリニアスケール374aと、第1の滑動ブロック32に配設され第1の滑動ブロック32とともにリニアスケール374aに沿って移動する読み取りヘッド374bとからなっている。この送り量検出手段374の読み取りヘッド374bは、図示に実施形態においては1μm毎に1パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル36の加工送り量を検出する。なお、上記加工送り手段37の駆動源としてパルスモータ372を用いた場合には、パルスモータ372に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル36の加工送り量を検出することもできる。また、上記加工送り手段37の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル36の加工送り量を検出することもできる。
The
上記第2の滑動ブロック33は、その下面に上記第1の滑動ブロック32の上面に設けられた一対の案内レール322、322と嵌合する一対の被案内溝331、331が設けられており、この被案内溝331、331を一対の案内レール322、322に嵌合することにより、矢印Yで示す割り出し送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構3は、第2の滑動ブロック33を第1の滑動ブロック32に設けられた一対の案内レール322、322に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向に移動させるための第1の割り出し送り手段38を具備している。第1の割り出し送り手段38は、上記一対の案内レール322と322の間に平行に配設された雄ネジロッド381と、該雄ネジロッド381を回転駆動するためのパルスモータ382等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド381は、その一端が上記第1の滑動ブロック32の上面に固定された軸受ブロック383に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ382の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド381は、第2の滑動ブロック33の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ382によって雄ネジロッド381を正転および逆転駆動することにより、第2の滑動ブロック33は案内レール322、322に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
The second sliding
図示の実施形態におけるレーザー加工装置2は、上記第2の滑動ブロック33の割り出し加工送り量を検出するための割り出し送り量検出手段384を備えている。割り出し送り量検出手段384は、案内レール322に沿って配設されたリニアスケール384aと、第2の滑動ブロック33に配設され第2の滑動ブロック33とともにリニアスケール384aに沿って移動する読み取りヘッド384bとからなっている。この送り量検出手段384の読み取りヘッド384bは、図示に実施形態においては1μm毎に1パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル36の割り出し送り量を検出する。なお、上記第1の割り出し送り手段38の駆動源としてパルスモータ382を用いた場合には、パルスモータ382に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル36の割り出し送り量を検出することもできる。また、上記加工送り手段37の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル36の割り出し送り量を検出することもできる。
The
上記レーザー光線照射ユニット支持機構4は、静止基台21上に矢印Yで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール41、41と、該案内レール41、41上に矢印Yで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台42を具備している。この可動支持基台42は、案内レール41、41上に移動可能に配設された移動支持部421と、該移動支持部421に取り付けられた装着部422とからなっている。装着部422は、一側面に矢印Zで示す方向に延びる一対の案内レール423、423が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構4は、可動支持基台42を一対の案内レール41、41に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向に移動させるための第2の割り出し送り手段43を具備している。第2の割り出し送り手段43は、上記一対の案内レール41、41の間に平行に配設された雄ネジロッド431と、該雄ねじロッド431を回転駆動するためのパルスモータ432等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド431は、その一端が上記静止基台21に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ432の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド431は、可動支持基台42を構成する移動支持部421の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ432によって雄ネジロッド431を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台42は案内レール41、41に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
The laser beam irradiation
図示の実施形態のおけるレーザー光線照射ユニット5は、ユニットホルダ51と、該ユニットホルダ51に取り付けられたレーザー光線照射手段52を具備している。ユニットホルダ51は、上記装着部422に設けられた一対の案内レール423、423に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝511、511が設けられており、この被案内溝511、511を上記案内レール423、423に嵌合することにより、矢印Zで示す方向に移動可能に支持される。
The laser
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット5は、ユニットホルダ51を一対の案内レール423、423に沿って矢印Zで示す方向(Z軸方向)に移動させるための移動手段53を具備している。移動手段53は、一対の案内レール423、423の間に配設された雄ネジロッド(図示せず)と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ532等の駆動源を含んでおり、パルスモータ532によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ51およびレーザビーム照射手段52を案内レール423、423に沿って矢印Zで示す方向(Z軸方向)に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ532を正転駆動することによりレーザー光線照射手段52を上方に移動し、パルスモータ532を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段52を下方に移動するようになっている。
The laser
図示のレーザー光線照射手段52は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング521を含んでいる。また、レーザー光線照射手段52は、図8に示すようにケーシング521内に配設されたパルスレーザー光線発振手段522および伝送光学系523と、ケーシング521の先端に配設されパルスレーザー光線発振手段522によって発振されたパルスレーザー光線を上記チャックテーブル36に保持された被加工物に照射する集光器524を具備している。上記パルスレーザー光線発振手段522は、YAGレーザー発振器或いはYVO4レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器522aと、これに付設された繰り返し周波数設定手段522bとから構成されている。この繰り返し周波数設定手段522bは、後述する制御手段によって制御される。上記伝送光学系523は、ビームスプリッタの如き適宜の光学要素を含んでいる。
The illustrated laser beam application means 52 includes a
図7に戻って説明を続けると、上記レーザー光線照射手段52を構成するケーシング521の先端部には、レーザー光線照射手段52によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段6が配設されている。この撮像手段6は、撮像素子(CCD)等で構成されており、撮像した画像信号を制御手段7に送る。
Returning to FIG. 7 and continuing the description, an imaging means 6 for detecting a processing region to be laser processed by the laser beam irradiation means 52 is disposed at the tip of the
制御手段7はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置(CPU)81と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ(ROM)72と、後述する被加工物の設計値のデータや演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)73と、カウンター74と、入力インターフェース75および出力インターフェース76とを備えている。制御手段7の入力インターフェース75には、上記加工送り量検出手段374、割り出し送り量検出手段384および撮像手段6等からの検出信号が入力される。そして、制御手段8の出力インターフェース76からは、上記パルスモータ372、パルスモータ382、パルスモータ432、パルスモータ532、レーザー光線照射手段52および表示手段8等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ(RAM)83は、上記チャックテーブル36の中心の座標を記憶する第1の記憶領域73aや他の記憶領域を備えている。
The control means 7 is constituted by a computer, and a central processing unit (CPU) 81 that performs arithmetic processing according to a control program, a read only memory (ROM) 72 that stores a control program and the like, and a design value of a workpiece to be described later. A readable / writable random access memory (RAM) 73 that stores data, calculation results, and the like, a
図6に戻って説明を続けると、上記装置ハウジング20におけるカセット載置領域13aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル13が配設されている。このカセット載置テーブル13は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル13上には、被加工物としての上記半導体ウエーハ100を収容するカセット14が載置される。ここで、カセット14に収容される半導体ウエーハ100について、図9を参照して説明する。上述したように環状の補強部形成工程が実施された半導体ウエーハ100は、裏面100bが環状のフレームFに装着された保護テープTの表面に貼着される。そして、半導体ウエーハ100の表面100aに貼着されている上記保護部材110を剥離する(フレーム支持工程)。このように半導体ウエーハ100は、裏面100bが環状のフレームFに装着された保護テープTの表面に貼着された状態でカセット13に収容される。
Returning to FIG. 6, the description will be continued. In the
図6に戻って説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置2は、カセット載置テーブル13上に載置されたカセット14に収容されている半導体ウエーハ100(環状のフレームFに保護テープTを介して支持されている状態)を仮置きテーブル15に搬出する搬出手段16と、仮置きテーブル15に搬出された半導体ウエーハ10を上記チャックテーブル33上に搬送する搬送手段17と、チャックテーブル36上でレーザー加工された半導体ウエーハ100を洗浄する洗浄手段18と、チャックテーブル36上でレーザー加工された半導体ウエーハ100を洗浄手段18へ搬送する洗浄搬送手段19を具備している。
Returning to FIG. 6, the description will be continued. The
図示の実施形態におけるレーザー加工装置2は以上のように構成されており、以下レーザー加工装置2を用いて上記半導体ウエーハ100におけるデバイス領域104と外周余剰領域105との境界部に分離溝を形成するウエーハの加工方法について、図6、図7、図10乃至図12を参照して説明する。
カセット載置テーブル13上に載置されたカセット14の所定位置に収容されている半導体ウエーハ100(環状のフレームFに保護テープTを介して支持されている状態)は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル13が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出手段16が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ100を仮置きテーブル15上に搬出する。仮置きテーブル15に搬出された半導体ウエーハ100は、搬送手段17の旋回動作によって図6および図7に示す被加工物保持位置に位置付けられているチャックテーブル36の吸着チャック361(保持面)に搬送され載置される(ウエーハ載置工程)。チャックテーブル36の保持面に半導体ウエーハ100が載置されたならば、図10に示すように図示しない吸引手段が作動して半導体ウエーハ100をチャックテーブル36上に吸引保持する。また、半導体ウエーハ100を保護テープTを介して支持する支持フレームFは、上記クランプ362によって固定される。なお、チャックテーブル36の外径は、半導体ウエーハ100の裏面100bに形成された環状の補強部105bの内径より4〜6mm小さく形成されている。従って、環状の補強部105bの内周面とチャックテーブル36の外周面との間には2〜3mmの隙間が形成される。
The
A semiconductor wafer 100 (supported by an annular frame F via a protective tape T) accommodated in a predetermined position of the
上述したようにチャックテーブル36に保持された半導体ウエーハ100は、その中心がチャックテーブル36の中心と一致している必要がある。環状のフレームFに装着された保護テープTに貼着されている半導体ウエーハ100の中心が環状のフレームFの中心と一致していれば、チャックテーブル36に保持された半導体ウエーハ100の中心は、上記搬送手段16によってチャックテーブル36に搬送されることによりチャックテーブル36の回転中心と一致するように構成されている。しかるに、環状のフレームFに装着された保護テープTに半導体ウエーハ100をテープ貼り機によって貼着する際に、環状のフレームFの中心と半導体ウエーハ100の中心とが僅かにズレる場合がある。従って、チャックテーブル36に半導体ウエーハ100が保持された状態で、半導体ウエーハ100の中心がチャックテーブル36の回転中心と一致しているが否かを確認し、もし半導体ウエーハ100の中心がチャックテーブル36の回転中心と一致していなければ両者の中心を一致される中心位置合わせ作業を実施する必要がある。
As described above, the center of the
次に、チャックテーブル36上に保持された、半導体ウエーハ100の中心とチャックテーブル36の回転中心とを位置合わせする中心位置合わせ工程について説明する。
上述したように被加工物保持位置に位置付けられているチャックテーブル36に半導体ウエーハ100を保持したならば、チャックテーブル36を撮像手段6の直下のアライメント位置まで移動せしめる。チャックテーブル36に保持された半導体ウエーハ100は、図11に示す座標位置となる。そして、撮像手段6によって図11に示すように半導体ウエーハ100の外周縁の3箇所(A,B,C)を撮像し、画像情報を制御手段7に送る。制御手段7は、撮像手段6からの画像情報に基づいて3箇所(A,B,C)の座標をランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納する。次に、制御手段7は、3箇所(A,B,C)の座標から直線A―BとB―Cのそれぞれ中点からの垂線が互いに交わる点Pwを求め、この座標を半導体ウエーハ100の中心としてランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納する。そして、制御手段7は、ランダムアクセスメモリ(RAM)83の第1の記憶領域73aに格納されているチャックテーブル36の回転中心の座標Pcと上記半導体ウエーハ100の中心座標PwのX軸方向のズレ(x)とY軸方向のズレ(y)を求め(中心ズレ検出工程)、ランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納する。
Next, a center alignment process for aligning the center of the
As described above, when the
上述したようにチャックテーブル36の回転中心の座標Pcと半導体ウエーハ100の中心座標PwのX軸方向のズレ(x)とY軸方向のズレ(y)を検出したならば、チャックテーブル36を上記被加工物保持位置に移動する。そして、半導体ウエーハ100の吸引保持を解除するとともに、クランプ362による支持フレームFの固定を解除する。次に、搬送手段17を被加工物保持位置に位置付けられているチャックテーブル36の直上に移動し、半導体ウエーハ100を保持する(ウエーハ保持工程)。次に、上記加工送り手段37を作動して、チャックテーブル36を上記X軸方向のズレ(x)分移動するとともに、上記第1の割り出し送り手段38を作動してチャックテーブル36を上記Y軸方向のズレ(y)分移動する(中心ズレ補正工程)。このように中心ズレ補正工程を実施してチャックテーブル36の回転中心Pcと半導体ウエーハ100の中心PwのX軸方向のズレ(x)とY軸方向のズレ(y)を補正したならば、洗浄搬送手段19に保持されている半導体ウエーハ100を再度チャックテーブル36の保持面に載置する(ウエーハ再載置工程)ことにより、半導体ウエーハ100の中心がチャックテーブル36の回転中心に位置付けられる。このようにして、半導体ウエーハ100の中心がチャックテーブル36の回転中心に位置付けられたならば、図示しない吸引手段を作動して半導体ウエーハ100をチャックテーブル36上に吸引保持するとともに、半導体ウエーハ100を保護テープTを介して支持する支持フレームFをクランプ362によって固定する。
As described above, if the deviation (x) in the X-axis direction and the deviation (y) in the Y-axis direction between the coordinate Pc of the rotation center of the chuck table 36 and the center coordinate Pw of the
上述したように、チャックテーブル36上に保持された半導体ウエーハ100の中心とチャックテーブル36の回転中心とを位置合わせする中心位置合わせ工程を実施したならば、半導体ウエーハ100のデバイス領域104と外周余剰領域105との境界部に分離溝を形成するレーザー加工工程を実施する。即ち、半導体ウエーハ100を保持したチャックテーブル36を集光器524の直下の加工領域に移動する。そして、図12の(a)に示すように半導体ウエーハ100のデバイス領域104と外周余剰領域105との境界線106を集光器524に直下に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段52を作動して集光器524からシリコンウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつ、チャックテーブル36を矢印36aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめる。この結果、図12の(b)に示すように半導体ウエーハ100にはデバイス領域104と外周余剰領域105との境界線106に沿って分離溝107が形成され、外周余剰領域105(環状の補強部105b)が除去される。このレーザー加工工程においては、切削ブレードにより境界線106に沿って切断するようにデバイス領域104を損傷させることなく切断することはできるとともに、チャックテーブル36上に保持された半導体ウエーハ100の中心とチャックテーブル36の回転中心が上述したように一致しているので、デバイス領域104と外周余剰領域105との境界線106に沿って正確に分離溝107を形成することができる。
As described above, if the center alignment process for aligning the center of the
なお、上記レーザー加工工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の光源 :YVO4レーザーまたはYAGレーザー
波長 :355nm
繰り返し周波数 :10kHz
平均出力 :6.5W
集光スポット :φ20μm
チャックテーブルの回転速度:120度/秒
In addition, the said laser processing process is performed on the following processing conditions, for example.
Laser light source: YVO4 laser or YAG laser Wavelength: 355 nm
Repetition frequency: 10 kHz
Average output: 6.5W
Condensing spot: φ20μm
Rotation speed of chuck table: 120 degrees / second
上記レーザー加工工程を実施して半導体ウエーハ100のデバイス領域104と外周余剰領域105との境界線106に沿って分離溝107を形成することにより、外周余剰領域105(環状の補強部105b)を除去したならば、半導体ウエーハ100をストリート101に沿って切断することにより個々の半導体チップに分割する切断工程に移行する。この切断工程は、上記レーザー加工装置2によって実施してもよく、また、切削装置等のダイシング装置によって実施してもよい。
The laser processing step is performed to form the
上述したようにレーザー加工工程(および切断工程)を実施したならば、チャックテーブル36を上記被加工物保持位置に移動する。そして、半導体ウエーハ100の吸引保持を解除するとともに、クランプ362による支持フレームFの固定を解除する。次に、洗浄搬送手段19を作動して外周余剰領域105(環状の補強部105b)が除去された半導体ウエーハ100を洗浄手段18に搬送する。洗浄手段18に搬送された半導体ウエーハ100は、ここで洗浄される。洗浄手段18によって洗浄された半導体ウエーハ100は、乾燥後に搬送手段17によって仮置きテーブル15に搬送される。そして、半導体ウエーハ100は、搬出手段16によってカセット14の所定位置に収納される。
If the laser processing step (and the cutting step) is performed as described above, the chuck table 36 is moved to the workpiece holding position. Then, the suction holding of the
なお、上述したように被加工物保持位置に戻されたチャックテーブル36は、次に加工する半導体ウエーハが搬送されてくるまでの間に、ランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納されているチャックテーブル36の回転中心の座標Pcと半導体ウエーハ100の中心の座標PwのX軸方向のズレ(x)とY軸方向のズレ(y)に基づいて、上記中心ズレ補正工程を実施することが望ましい。このように、中心ズレ補正工程を実施しておくことにより、次に加工する半導体ウエーハ100の中心がチャックテーブル36の回転中心に位置付けられる確立が高くなる。即ち、テープ貼り機によって環状のフレームFに装着された保護テープTに貼着された半導体ウエーハ100は、同一ロットの場合には同様のズレ傾向があるので、中心ズレ補正工程を実施しておくことにより、半導体ウエーハ100の中心がチャックテーブル36の回転中心に位置付けられる確立が高くなる。
Note that the chuck table 36 returned to the workpiece holding position as described above is stored in the random access memory (RAM) 83 until the semiconductor wafer to be processed next is conveyed. It is desirable to carry out the above-described center misalignment correction step based on the X-axis direction misalignment (x) and the Y-axis direction misalignment (y) between the rotation center coordinate Pc of 36 and the center coordinate Pw of the
1:研削装置
11:研削装置のチャックテーブル
12:研削手段
2:レーザー加工装置
21:静止基台
3:チャックテーブル機構
36:チャックテーブル
37:加工送り手段
38:第1の割り出し送り手段
4:レーザー光線照射ユニット支持機構
43:第2の割り出し送り手段
5:レーザー光線照射ユニット
52:レーザー光線照射手段
524:集光器
6:撮像手段
7:制御手段
8:表示手段
14:カセット
15:搬出手段
17:搬送手段
18:洗浄手段
19:洗浄搬送手段
100:半導体ウエーハ
101:ストリート
102:デバイス
104:デバイス領域
105:外周余剰領域
110:保護部材
F:環状のフレーム
T:保護テープ
1: Grinding device 11: Chuck table of grinding device 12: Grinding means 2: Laser processing device 21: Stationary base 3: Chuck table mechanism 36: Chuck table 37: Processing feed means 38: First indexing feed means 4: Laser beam Irradiation unit support mechanism 43: Second index feeding means 5: Laser beam irradiation unit 52: Laser beam irradiation means 524: Condenser 6: Imaging means 7: Control means 8: Display means 14: Cassette 15: Unloading means 17: Conveyance means 18: Cleaning means 19: Cleaning conveyance means 100: Semiconductor wafer 101: Street 102: Device 104: Device area 105: Peripheral surplus area 110: Protection member F: Ring frame T: Protection tape
Claims (4)
該搬送手段によってウエーハを搬送し該チャックテーブル保持面に載置するウエーハ載置工程と、
該撮像手段により該チャックテーブル保持面に載置されたウエーハの外周縁の複数箇所を検出してウエーハの中心の座標を求め、該チャックテーブルの回転中心の座標とのズレを検出する中心ズレ検出工程と、
該中心ズレ検出工程によって検出されたウエーハの中心と該チャックテーブルの回転中心とのズレに対応して該チャックテーブルとウエーハを相対的に移動し、ウエーハの中心と該チャックテーブルの中心とを位置合わせする中心位置合わせ工程と、
該チャックテーブルの保持面に載置され該中心位置合わせ工程が実施されたウエーハの該デバイス領域と該外周余剰領域の境界部に該レーザー光線照射手段からレーザー光線を照射しつつ該チャックテーブルを回転することにより、ウエーハの該デバイス領域と該外周余剰領域の境界部に分離溝を形成するレーザー加工工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハのレーザー加工方法。 A chuck table having a holding surface for holding a wafer and configured to be rotatable, a machining feed means for moving the chuck table in the machining feed direction (X-axis direction), and the chuck table in the machining feed direction (X-axis direction) Indexing feeding means for moving in the indexing feeding direction (Y-axis direction) orthogonal to the wafer, transport means for transporting the wafer to the chuck table, and a condenser for irradiating the wafer held by the chuck table with a laser beam A laser processing apparatus including a laser beam irradiation means and an imaging means for imaging a wafer held on the chuck table, and a device area having a plurality of devices formed on a surface thereof and a peripheral excess area surrounding the device area And forming a separation groove at the boundary between the device region of the wafer and the outer peripheral surplus region A processing method,
A wafer mounting step of transporting the wafer by the transport means and placing the wafer on the chuck table holding surface;
Center deviation detection for detecting a plurality of positions on the outer peripheral edge of the wafer placed on the chuck table holding surface by the imaging means to obtain the coordinates of the center of the wafer and detecting a deviation from the coordinates of the rotation center of the chuck table Process,
The chuck table and the wafer are moved relative to each other in accordance with the deviation between the center of the wafer detected by the center deviation detection step and the center of rotation of the chuck table, and the center of the wafer and the center of the chuck table are positioned. A center alignment step to match,
Rotating the chuck table while irradiating a laser beam from the laser beam irradiating means at the boundary between the device region and the outer peripheral surplus region of the wafer placed on the holding surface of the chuck table and subjected to the center alignment step A laser processing step of forming a separation groove at the boundary between the device region of the wafer and the outer peripheral surplus region,
A wafer laser processing method characterized by the above.
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