JP2012222113A - Method of processing wafer - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer processing method that is capable of avoiding the occurrence of chipping over a laser processing groove and has no risk of damaging a device.SOLUTION: Provided is a method of processing a wafer in which a laminate including a low dielectric constant insulating film is stacked on the surface, and devices are formed by the laminate in each region partitioned by a plurality of predetermined division lines crossing in a lattice form. The method comprises the steps of: forming a laser processing groove for dividing the laminate by irradiating a laser beam in a wavelength having absorbency to the laminate along the predetermined division line; forming a strain on the bottom surface of the laser processing groove by irradiating the wafer with a laser beam along the laser processing groove formed in the step of forming the laser processing groove; and cutting the wafer along the laser processing groove with a cutting blade after implementing the step of forming the strain.

Description

本発明は、層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜を使用したウエーハの加工方法に関する。   The present invention relates to a wafer processing method using a low dielectric constant insulating film as an interlayer insulating film.

半導体デバイス製造プロセスにおいては、略円板形状であるシリコンウエーハ、ガリウム砒素ウエーハ等の半導体ウエーハの表面に格子状に形成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、区画された各領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。   In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are defined by dividing lines called streets formed in a lattice shape on the surface of a semiconductor wafer such as a silicon wafer or a gallium arsenide wafer having a substantially disk shape. A device such as an IC or LSI is formed in the region.

このような半導体ウエーハは研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置又はレーザ加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。   After such a semiconductor wafer is ground to a predetermined thickness by a grinding device and then processed into a predetermined thickness, it is divided into individual devices by a cutting device or a laser processing device, and the divided devices are various electric devices such as mobile phones and personal computers. Widely used in equipment.

切削装置としては一般にダイシング装置と呼ばれる切削装置が用いられており、この切削装置ではダイアモンドやCBN等の超砥粒をメタルやレジンで固めて厚さ20〜30μmの切刃を有する切削ブレードが約30000rpm等の高速で回転しつつ半導体ウエーハへ切り込むことで切削が遂行される。   As a cutting device, a cutting device generally called a dicing device is used. In this cutting device, a cutting blade having a cutting blade having a thickness of 20 to 30 μm is obtained by hardening superabrasive grains such as diamond and CBN with metal or resin. Cutting is performed by cutting into a semiconductor wafer while rotating at a high speed such as 30000 rpm.

半導体ウエーハの表面に形成された半導体デバイスは、金属配線が何層にも積層されて信号を伝達しており、各金属配線間は主にSiOから形成された層間絶縁膜により絶縁されている。 A semiconductor device formed on the surface of a semiconductor wafer has a plurality of layers of metal wirings that transmit signals, and each metal wiring is insulated by an interlayer insulating film formed mainly of SiO 2 . .

近年、構造の微細化に伴い、配線間距離が近くなり、近接する配線間の電気容量は大きくなってきている。これに起因して信号の遅延が発生し、消費電力が増加するという問題が顕著になってきている。   In recent years, with the miniaturization of the structure, the distance between wirings has become shorter, and the electric capacity between adjacent wirings has increased. Due to this, a problem that signal delay occurs and power consumption increases has become prominent.

各層間の規制容量を軽減すべく、デバイス(回路)形成時に各層間を絶縁する層間絶縁膜として従来は主にSiO絶縁膜を採用していたが、最近になりSiO絶縁膜よりも誘電率の低い低誘電率絶縁膜(Low−k膜)が採用されるようになってきている。 In order to reduce the parasitic capacitances between the layers, the device (circuit) prior to each layer when forming an interlayer insulating film for insulating primarily had adopted the SiO 2 insulating film, than recently become SiO 2 insulating film dielectric A low dielectric constant insulating film (Low-k film) having a low rate has been adopted.

低誘電率絶縁膜としては、SiO膜(誘電率k=4.1)よりも誘電率が低い(例えばk=2.5乃至3.6程度)材料、例えばSiOC,SiLK等の無機物系の膜、ポリイミド系、パリレン系、ポリテトラフルオロエチレン系等のポリマー膜である有機物系の膜、及びメチル含有ポリシロキサン等のポーラスシリカ膜を挙げることができる。 As the low dielectric constant insulating film, a material having a dielectric constant lower than that of the SiO 2 film (dielectric constant k = 4.1) (for example, about k = 2.5 to 3.6), for example, an inorganic material such as SiOC, SiLK, etc. Examples thereof include organic films such as films, polyimide-based, parylene-based, and polytetrafluoroethylene-based polymer films, and porous silica films such as methyl-containing polysiloxane.

このような低誘電率絶縁膜を含む積層体を切削ブレードにより分割予定ラインに沿って切削すると、低誘電率絶縁膜は雲母のように非常に脆いことから積層体が剥離するという問題が生じる。   When a laminated body including such a low dielectric constant insulating film is cut along a line to be divided by a cutting blade, the low dielectric constant insulating film is very brittle like mica, which causes a problem that the laminated body is peeled off.

この問題を解決するために、例えば特開2003−320466号公報又は特開2005−209719号公報では、切削ブレードでの切削に先立って、予め分割予定ライン上の積層体をレーザビームの照射により除去する半導体ウエーハの加工方法が提案されている。   In order to solve this problem, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-320466 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-209719, prior to cutting with a cutting blade, the laminated body on the planned division line is removed in advance by laser beam irradiation. Semiconductor wafer processing methods have been proposed.

特開2003−320466号公報JP 2003-320466 A 特開2005−209719号公報JP 2005-209719 A

ところが、予め分割予定ラインに沿ってレーザビームを照射してレーザ加工溝を形成することで分割予定ライン上の低誘電率絶縁膜を含む積層体を除去した後、レーザ加工溝に沿って切削ブレードで切削するようにしても、レーザ加工溝を越えるチッピングが発生する場合がある。チッピングがレーザ加工溝を越えて発生するとデバイスを損傷することとなり、問題となる。   However, after removing the laminated body including the low dielectric constant insulating film on the planned division line by irradiating a laser beam along the predetermined division line to form a laser processing groove, a cutting blade is formed along the laser processing groove. In some cases, chipping beyond the laser-processed groove may occur even when cutting is performed with the above method. If chipping occurs beyond the laser processed groove, the device will be damaged, which is a problem.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザ加工溝を越えてチッピングが発生することを抑制し、デバイスを損傷させる恐れのない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 points, and an object of the present invention is to provide a wafer processing method that suppresses the occurrence of chipping beyond the laser processing groove and does not damage the device. Is to provide.

本発明によると、表面に低誘電率絶縁膜を含む積層体が積層され、該積層体によって格子状に交差する複数の分割予定ラインと該分割予定ラインで区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハの加工方法であって、該積層体に対して吸収性を有する波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿って照射して、該積層体を分断するレーザ加工溝を形成するレーザ加工溝形成ステップと、該レーザ加工溝形成ステップで形成されたレーザ加工溝に沿ってウエーハにレーザビームを照射して、該レーザ加工溝の底面に歪を形成する歪形成ステップと、該歪形成ステップを実施した後、該レーザ加工溝に沿って切削ブレードでウエーハを切削する切削ステップと、を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。   According to the present invention, a multilayer body including a low dielectric constant insulating film is laminated on the surface, and a device is formed in each of the regions divided by the multilayer body and a plurality of division lines that intersect with the division line. A laser processing groove for forming a laser processing groove for dividing a laminated body by irradiating the laminated body with a laser beam having a wavelength that absorbs the laminated body along the planned division line Forming a strain, forming a strain on the bottom surface of the laser processed groove by irradiating the wafer with a laser beam along the laser processed groove formed in the laser processed groove forming step, and the strain forming step. And a cutting step of cutting the wafer with a cutting blade along the laser processing groove.

好ましくは、歪形成ステップで照射するレーザビームの出力は、レーザ加工溝形成ステップで照射するレーザビームの出力より大きく設定される。代替案として、両ステップでのレーザビームの出力は変更せずに、歪形成ステップでの加工送り速度をレーザ加工溝形成ステップでの加工送り速度より速めるようにしてもよい。   Preferably, the output of the laser beam irradiated in the strain forming step is set larger than the output of the laser beam irradiated in the laser processing groove forming step. As an alternative, the processing feed rate in the strain forming step may be made faster than the processing feed rate in the laser processing groove forming step without changing the output of the laser beam in both steps.

本発明によると、歪形成ステップによりレーザ加工溝の底面に微小な歪(マイクロクラック)を形成して溝底の面状態を荒れた状態にしてから切削ブレードで切削するようにしたので、レーザ加工溝を越える大きな欠けやクラックが発生することを防止できる。   According to the present invention, the strain forming step forms a minute strain (microcrack) on the bottom surface of the laser processing groove to make the surface state of the groove bottom rough, and then the cutting is performed with the cutting blade. It is possible to prevent the occurrence of large chips and cracks exceeding the groove.

これは、切削ブレードによる切削時に発生した欠けやクラックの進行はこの歪(マイクロクラック)で止まり、その結果、レーザ加工溝を越える大きな欠けやクラックが発生しないためと考えられる。   This is presumably because the progress of chips and cracks generated during cutting by the cutting blade stops at this strain (microcrack), and as a result, large chips and cracks exceeding the laser processed groove do not occur.

レーザ加工装置の斜視図である。It is a perspective view of a laser processing apparatus. ダイシングテープを介して環状フレームにより支持された半導体ウエーハの斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor wafer supported by the annular frame via the dicing tape. レーザビーム発生ユニットのブロック図である。It is a block diagram of a laser beam generation unit. 図4(A)はダイシングテープに貼着された半導体ウエーハの断面図、図4(B)は第1実施形態のレーザ加工溝形成ステップ実施後の断面図、図4(C)は歪形成ステップ実施後の断面図である。4A is a cross-sectional view of the semiconductor wafer adhered to the dicing tape, FIG. 4B is a cross-sectional view after the laser processing groove forming step of the first embodiment, and FIG. 4C is a strain forming step. It is sectional drawing after implementation. 図5(A)は第2実施形態のレーザ加工溝形成ステップ実施後の断面図、図5(B)は歪形成ステップ実施後の断面図である。FIG. 5A is a cross-sectional view after performing the laser processing groove forming step of the second embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view after performing the strain forming step. 切削ステップを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a cutting step. 切削ステップを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a cutting step.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1を参照すると、本発明のウエーハの加工方法を実施するのに適したレーザ加工装置2の斜視図が示されている。レーザ加工装置2は、静止基台4上にX軸方向に移動可能に搭載された第1スライドブロック6を含んでいる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, there is shown a perspective view of a laser processing apparatus 2 suitable for carrying out the wafer processing method of the present invention. The laser processing apparatus 2 includes a first slide block 6 mounted on a stationary base 4 so as to be movable in the X-axis direction.

第1スライドブロック6は、ボールねじ8及びパルスモータ10から構成される加工送り手段12により一対のガイドレール14に沿って加工送り方向、即ちX軸方向に移動される。   The first slide block 6 is moved in the machining feed direction, that is, the X-axis direction along the pair of guide rails 14 by the machining feed means 12 including the ball screw 8 and the pulse motor 10.

第1スライドブロック6上には第2スライドブロック16がY軸方向に移動可能に搭載されている。すなわち、第2スライドブロック16はボールねじ18及びパルスモータ20から構成される割り出し送り手段22により一対のガイドレール24に沿って割り出し方向、すなわちY軸方向に移動される。   A second slide block 16 is mounted on the first slide block 6 so as to be movable in the Y-axis direction. That is, the second slide block 16 is moved in the indexing direction, that is, the Y-axis direction along the pair of guide rails 24 by the indexing feeding means 22 constituted by the ball screw 18 and the pulse motor 20.

第2スライドブロック16上には円筒支持部材26を介してチャックテーブル28が搭載されており、チャックテーブル28は加工送り手段12及び割り出し送り手段22によりX軸方向及びY軸方向に移動可能である。チャックテーブル28には、チャックテーブル28に吸引保持された半導体ウエーハをクランプするクランプ30が設けられている。   A chuck table 28 is mounted on the second slide block 16 via a cylindrical support member 26, and the chuck table 28 can be moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by the processing feed means 12 and the index feed means 22. . The chuck table 28 is provided with a clamp 30 for clamping the semiconductor wafer sucked and held by the chuck table 28.

静止基台4にはコラム32が立設されており、このコラム32にレーザビーム照射ユニット34が取り付けられている。レーザビーム照射ユニット34は、ケーシング33中に収容された図4に示すレーザビーム発生ユニット35と、ケーシング33の先端に取り付けられた集光器37とを含んでいる。   A column 32 is erected on the stationary base 4, and a laser beam irradiation unit 34 is attached to the column 32. The laser beam irradiation unit 34 includes a laser beam generation unit 35 shown in FIG. 4 housed in a casing 33, and a condenser 37 attached to the tip of the casing 33.

レーザビーム発生ユニット35は、図3に示すように、YAGレーザ又はYVO4レーザを発振するレーザ発振器62と、繰り返し周波数設定手段64と、パルス幅調整手段66と、パワー調整手段68とを含んでいる。特に図示しないが、レーザ発振器62はブリュースター窓を有しており、レーザ発振器62から出射するレーザビームは直線偏光のレーザビームである。   As shown in FIG. 3, the laser beam generating unit 35 includes a laser oscillator 62 that oscillates a YAG laser or a YVO4 laser, a repetition frequency setting unit 64, a pulse width adjusting unit 66, and a power adjusting unit 68. . Although not particularly shown, the laser oscillator 62 has a Brewster window, and the laser beam emitted from the laser oscillator 62 is a linearly polarized laser beam.

ケーシング33の先端部には、集光器37とX軸方向に整列してレーザ加工すべき加工領域を検出する撮像手段39が配設されている。撮像手段39は、可視光によって半導体ウエーハの加工領域を撮像する通常のCCD等の撮像素子を含んでいる。   An image pickup means 39 for detecting a processing region to be laser processed in alignment with the condenser 37 and the X-axis direction is disposed at the tip of the casing 33. The image pickup means 39 includes an image pickup device such as a normal CCD that picks up an image of a processing area of a semiconductor wafer with visible light.

撮像手段39は更に、半導体ウエーハに赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、この光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する赤外線CCD等の赤外線撮像素子から構成される赤外線撮像手段を含んでおり、撮像した画像信号はコントローラ(制御手段)40に送信される。   The imaging means 39 further includes an infrared irradiation means for irradiating the semiconductor wafer with infrared rays, an optical system for capturing the infrared rays irradiated by the infrared irradiation means, and an infrared CCD for outputting an electrical signal corresponding to the infrared rays captured by the optical system. Infrared imaging means composed of an infrared imaging element such as the above is included, and the captured image signal is transmitted to a controller (control means) 40.

コントローラ40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)42と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ(ROM)44と、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)46と、カウンタ48と、入力インターフェイス50と、出力インターフェイス52とを備えている。   The controller 40 includes a central processing unit (CPU) 42 that performs arithmetic processing according to a control program, a read-only memory (ROM) 44 that stores a control program, and a random read / write that stores arithmetic results. An access memory (RAM) 46, a counter 48, an input interface 50, and an output interface 52 are provided.

56は案内レール14に沿って配設されたリニアスケール54と、第1スライドブロック6に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される加工送り量検出手段であり、加工送り量検出手段56の検出信号はコントローラ40の入力エンターフェイス50に入力される。   Reference numeral 56 denotes a processing feed amount detection means comprising a linear scale 54 disposed along the guide rail 14 and a read head (not shown) disposed on the first slide block 6. Is input to the input interface 50 of the controller 40.

60はガイドレール24に沿って配設されたリニアスケール58と第2スライドブロック16に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される割り出し送り量検出手段であり、割り出し送り量検出手段60の検出信号はコントローラ40の入力インターフェイス50に入力される。   Reference numeral 60 denotes index feed amount detection means comprising a linear scale 58 disposed along the guide rail 24 and a read head (not shown) disposed on the second slide block 16. The detection signal is input to the input interface 50 of the controller 40.

撮像手段39で撮像した画像信号もコントローラ40の入力インターフェイス50に入力される。一方、コントローラ40の出力インターフェイス52からはパルスモータ10、パルスモータ20、レーザビーム照射ユニット34等に制御信号が出力される。   An image signal picked up by the image pickup means 39 is also input to the input interface 50 of the controller 40. On the other hand, a control signal is output from the output interface 52 of the controller 40 to the pulse motor 10, the pulse motor 20, the laser beam irradiation unit 34, and the like.

図2に示すように、レーザ加工装置2の加工対象である半導体ウエーハWの表面においては、第1のストリート(分割予定ライン)S1と第2のストリート(分割予定ライン)S2とが直交して形成されており、第1のストリートS1と第2のストリートS2とによって区画された領域に多数のデバイスDが形成されている。   As shown in FIG. 2, on the surface of the semiconductor wafer W to be processed by the laser processing apparatus 2, the first street (division planned line) S <b> 1 and the second street (division planned line) S <b> 2 are orthogonal to each other. A large number of devices D are formed in a region defined by the first street S1 and the second street S2.

本実施形態の半導体ウエーハWは、図4(A)の断面図に示すように、ウエーハ形状のシリコン基板5上に低誘電率絶縁膜(Low−k膜)を含む積層体11が積層され、積層体11にストリートS1,S2及びデバイスDがパターニングによって形成されている。   In the semiconductor wafer W of this embodiment, as shown in the cross-sectional view of FIG. 4A, a stacked body 11 including a low dielectric constant insulating film (Low-k film) is stacked on a wafer-shaped silicon substrate 5. Streets S1 and S2 and a device D are formed on the laminate 11 by patterning.

ここで、低誘電率絶縁膜(Low−k膜)としては、誘電率k=約4.1のSiO膜よりも誘電率が低い絶縁体を指し、例えばSiOC、SiLK、BSG(SiOB)等の無機物系の膜、ポリイミド系、パリレン系、ポリテトラフルオロエチレン系等のポリマー膜である有機物系の膜、及びメチル含有ポリシロキサン等のポーラスシリカ膜を挙げることができる。 Here, the low dielectric constant insulating film (Low-k film) refers to an insulator having a dielectric constant lower than that of the SiO 2 film having a dielectric constant k = about 4.1. For example, SiOC, SiLK, BSG (SiOB), etc. Inorganic films, polyimide films, parylene films, organic films such as polytetrafluoroethylene films, and porous silica films such as methyl-containing polysiloxane.

半導体ウエーハWは粘着テープであるダイシングテープTに貼着され、ダイシングテープTの外周部は環状フレームFに貼着されている。これにより、半導体ウエーハWはダイシングテープTを介して環状フレームFに支持された状態となり、図1に示すチャックテーブル28上にウエーハWをダイシングテープTを介して吸引保持し、環状フレームFをクランプ30によりクランプすることにより、チャックテーブル28上に支持固定される。   The semiconductor wafer W is attached to a dicing tape T that is an adhesive tape, and the outer peripheral portion of the dicing tape T is attached to an annular frame F. As a result, the semiconductor wafer W is supported by the annular frame F via the dicing tape T, and the wafer W is sucked and held on the chuck table 28 shown in FIG. By clamping with 30, it is supported and fixed on the chuck table 28.

本実施形態のウエーハの加工方法では、まずレーザビーム発生ユニット35により積層体11に対して吸収性を有する波長のレーザビームを発生し、このレーザビームを集光器37によりウエーハ11の第1のストリートS1に対応する積層体11に集光して、積層体11を分断するレーザ加工溝を形成するレーザ加工溝形成ステップを実施する。   In the wafer processing method of the present embodiment, first, a laser beam having a wavelength that is absorptive with respect to the laminate 11 is generated by the laser beam generating unit 35, and this laser beam is first condensed on the wafer 11 by the condenser 37. A laser processing groove forming step for forming a laser processing groove for concentrating on the stacked body 11 corresponding to the street S1 and dividing the stacked body 11 is performed.

このレーザ加工溝形成ステップを実施する前に、撮像手段39で半導体ウエーハWを撮像して、パターンマッチング等の画像処理を実施することによりレーザ加工すべき第1のストリートS1を検出するアライメントを実施する。第1のストリートS1のアライメントに続いて、チャックテーブル28を90度回転してから、第2のストリートS2についても同様なアライメントを実施する。   Before performing this laser processing groove forming step, the semiconductor wafer W is imaged by the imaging means 39, and image processing such as pattern matching is performed to detect the first street S1 to be laser processed. To do. Following the alignment of the first street S1, the chuck table 28 is rotated 90 degrees, and then the same alignment is performed for the second street S2.

アライメント実施後、積層体11に対して吸収性を有する波長(例えば355nm)のレーザビームを集光器37で集光して第1のストリートS1に沿って照射しつつ、チャックテーブル28を図1でX軸方向に所定の加工送り速度で移動させる。   After the alignment, the chuck table 28 is shown in FIG. 1 while condensing a laser beam having a wavelength (for example, 355 nm) having an absorptivity with respect to the stacked body 11 by the condenser 37 and irradiating it along the first street S1. To move in the X-axis direction at a predetermined machining feed rate.

その結果、図4(B)に示すように、半導体ウエーハWの積層体11が分断されてレーザ加工溝13が形成される。このレーザ加工溝13の幅は、第1のストリートS1の幅より狭く且つ後で説明する切削ブレードの切刃の幅(例えば30μm)より広い幅を有している。   As a result, as shown in FIG. 4B, the stacked body 11 of the semiconductor wafer W is divided to form the laser processed grooves 13. The width of the laser processing groove 13 is narrower than the width of the first street S1 and wider than the width (for example, 30 μm) of the cutting blade of the cutting blade described later.

このレーザ加工溝13の形成は、チャックテーブル28をY軸方向に微小に移動させながら、一本の第1のストリートS1について複数パスレーザビームを照射することにより実施する。   The laser processing groove 13 is formed by irradiating the first street S1 with a plurality of laser beams while moving the chuck table 28 in the Y-axis direction.

チャックテーブル28をストリートピッチずつY軸方向に割り出し送りしながら、全ての第1のストリートS1に沿って同様なレーザ加工溝13を形成する。次いで、チャックテーブル28を90度回転してから、第1のストリートS1と直交する全ての第2のストリートS2に沿って同様なレーザ加工溝13を形成する。   While indexing and feeding the chuck table 28 in the Y-axis direction by street pitch, similar laser processing grooves 13 are formed along all the first streets S1. Next, after the chuck table 28 is rotated 90 degrees, similar laser processing grooves 13 are formed along all the second streets S2 orthogonal to the first streets S1.

尚、レーザ加工溝形成ステップでのレーザ加工条件は例えば以下のように設定される。   The laser processing conditions in the laser processing groove forming step are set as follows, for example.

光源 :YAGパルスレーザ又はYVO4パルスレーザ
波長 :355nm
平均出力 :7〜10W
繰り返し周波数 :100〜130kHz
加工送り速度 :70〜100mm/s
Light source: YAG pulse laser or YVO4 pulse laser Wavelength: 355 nm
Average output: 7-10W
Repetition frequency: 100 to 130 kHz
Processing feed rate: 70 to 100 mm / s

レーザ加工溝形成ステップ実施後の半導体ウエーハWの断面図が図4(B)に示されている。レーザ加工溝形成ステップで形成するレーザ加工溝13は、積層体11を完全に分断せずに積層体が基板5上に薄く残っていても良い。   A cross-sectional view of the semiconductor wafer W after the laser processing groove forming step is shown in FIG. The laser processed grooves 13 formed in the laser processed groove forming step may be thinly left on the substrate 5 without completely dividing the stacked body 11.

本実施形態のウエーハの加工方法では、レーザ加工溝形成ステップ実施後、レーザ加工溝形成ステップで形成したレーザ加工溝13に沿って基板5に対して吸収性を有する波長(例えば355nm)のレーザビームをレーザ加工溝13に沿って照射して、レーザ加工溝13の底面に歪を形成する歪形成ステップを実施する。   In the wafer processing method of the present embodiment, after performing the laser processing groove forming step, a laser beam having a wavelength (for example, 355 nm) having an absorptivity with respect to the substrate 5 along the laser processing groove 13 formed in the laser processing groove forming step. Is applied along the laser processing groove 13 to perform a strain forming step for forming a strain on the bottom surface of the laser processing groove 13.

好ましくは、この歪形成ステップで照射するレーザビームの波長はレーザ加工溝形成ステップで照射するレーザビームの波長と同一である。また、歪形成ステップで照射するレーザビームの出力、レーザ加工溝形成ステップで照射するレーザビームの出力より大きく設定する。   Preferably, the wavelength of the laser beam irradiated in this strain forming step is the same as the wavelength of the laser beam irradiated in the laser processing groove forming step. Also, it is set to be larger than the output of the laser beam irradiated in the strain forming step and the output of the laser beam irradiated in the laser processing groove forming step.

代替案として、歪形成ステップで照射するレーザビームの出力をレーザ加工溝形成ステップで照射するレーザビームの出力と同等か或いはより小さく設定し、歪形成ステップでの加工送り速度をレーザ加工溝形成ステップでの加工送り速度より速めるようにしてもよい。歪形成ステップを実施すると、図4(C)の部分拡大図に最もよく示されるように、レーザ加工溝13の底面に微小な歪(マイクロクラック)15が形成される。   As an alternative, the output of the laser beam irradiated in the strain forming step is set to be equal to or smaller than the output of the laser beam irradiated in the laser processing groove forming step, and the processing feed rate in the strain forming step is set to the laser processing groove forming step. It may be made faster than the machining feed rate at. When the strain forming step is performed, a minute strain (micro crack) 15 is formed on the bottom surface of the laser processing groove 13 as best shown in the partial enlarged view of FIG.

歪形成ステップの第1のレーザ加工条件は以下のように設定される。   The first laser processing conditions for the strain forming step are set as follows.

光源 :YAGパルスレーザ又はYVO4パルスレーザ
波長 :355nm
平均出力 :11〜13W
繰り返し周波数 :100〜130kHz
加工送り速度 :70〜100mm/s
Light source: YAG pulse laser or YVO4 pulse laser Wavelength: 355 nm
Average output: 11-13W
Repetition frequency: 100 to 130 kHz
Processing feed rate: 70 to 100 mm / s

歪形成ステップの第2のレーザ加工条件は以下のように設定される。   The second laser processing conditions in the strain forming step are set as follows.

光源 :YAGパルスレーザ又はYVO4パルスレーザ
波長 :355nm
平均出力 :7〜10W
繰り返し周波数 :100〜130kHz
加工送り速度 :600〜800mm/s
Light source: YAG pulse laser or YVO4 pulse laser Wavelength: 355 nm
Average output: 7-10W
Repetition frequency: 100 to 130 kHz
Processing feed rate: 600 to 800 mm / s

次に、図5を参照して、本発明第2実施形態のレーザ加工溝形成ステップ及び歪形成ステップについて説明する。本実施形態のレーザ加工溝形成ステップでは、図5(A)に示すように、第1のストリートS1の両側に切削ブレードの切刃の幅より広い間隔の一対のレーザ加工溝13を形成する。一対のレーザ加工溝13で挟まれた部分の第1のストリートS1には積層体11が残存する。   Next, the laser processing groove forming step and the strain forming step of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the laser processing groove forming step of this embodiment, as shown in FIG. 5 (A), a pair of laser processing grooves 13 having a width wider than the width of the cutting blade of the cutting blade is formed on both sides of the first street S1. The laminated body 11 remains on the first street S1 at the portion sandwiched between the pair of laser processing grooves 13.

全てのストリートS1,S2に沿ってそれぞれ一対のレーザ加工溝13を形成後、レーザ加工溝形成ステップで形成したレーザ加工溝13に沿って基板5に対して吸収性を有する波長のレーザビームを照射して、図5(B)に示すように、レーザ加工溝13の底面に歪15を形成する歪形成ステップを実施する。この歪形成ステップのレーザ加工条件は、上述した第1実施形態の歪形成ステップと同様である。   After forming a pair of laser processing grooves 13 along all the streets S1 and S2, respectively, the substrate 5 is irradiated with a laser beam having an absorptive wavelength along the laser processing grooves 13 formed in the laser processing groove forming step. Then, as shown in FIG. 5B, a strain forming step for forming the strain 15 on the bottom surface of the laser processing groove 13 is performed. The laser processing conditions for this strain forming step are the same as the strain forming step of the first embodiment described above.

レーザ加工溝13の底面に歪15を形成する歪形成ステップを実施した後、レーザ加工溝13に沿って半導体ウエーハWを切削する切削ステップを実施する。図6を参照すると、切削ステップを実施するのに適した切削装置2の要部斜視図が示されている。   After performing the strain forming step for forming the strain 15 on the bottom surface of the laser processed groove 13, the cutting step for cutting the semiconductor wafer W along the laser processed groove 13 is performed. Referring to FIG. 6, there is shown a perspective view of a main part of a cutting apparatus 2 suitable for performing a cutting step.

半導体ウエーハWの切削に際して、切削装置70のチャックテーブル72によりダイシングテープTを介して半導体ウエーハWに吸引保持する。74は切削装置70の切削ユニットであり、スピンドルハウジング76中に収容された図示しないモータにより駆動されるスピンドルと、スピンドルの先端に着脱可能に装着された切削ブレード78とを含んでいる。   When cutting the semiconductor wafer W, the chuck table 72 of the cutting apparatus 70 sucks and holds the semiconductor wafer W via the dicing tape T. Reference numeral 74 denotes a cutting unit of the cutting apparatus 70, which includes a spindle driven by a motor (not shown) housed in a spindle housing 76, and a cutting blade 78 detachably attached to the tip of the spindle.

切削ブレード78は、ホイールカバー80で覆われており、ホイールカバー80のパイプ82が純水等を供給する切削液供給源に接続されている。切削ブレード78は円形基台の外周にニッケル母材又はニッケル合金母材中にダイアモンド砥粒が分散された切刃(砥石部)82aが電着されて構成されている。   The cutting blade 78 is covered with a wheel cover 80, and a pipe 82 of the wheel cover 80 is connected to a cutting fluid supply source that supplies pure water or the like. The cutting blade 78 is configured by electrodepositing a cutting edge (grinding stone portion) 82a in which diamond abrasive grains are dispersed in a nickel base material or a nickel alloy base material on the outer periphery of a circular base.

半導体ウエーハWの切削時には、切削水ノズル84から切削水を噴出しながら、切削ブレード78を矢印A方向に高速(例えば30000rpm)で回転させて、チャックテーブル72をX軸方向に加工送りすることにより、半導体ウエーハWがストリートS1又はS2に形成されたレーザ加工溝13に沿って切削されて切削溝17が形成される。   When cutting the semiconductor wafer W, the cutting blade 78 is rotated at high speed (for example, 30000 rpm) in the direction of arrow A while jetting cutting water from the cutting water nozzle 84, and the chuck table 72 is processed and fed in the X-axis direction. Then, the semiconductor wafer W is cut along the laser processing groove 13 formed in the street S1 or S2, and the cutting groove 17 is formed.

チャックテーブル72をY軸方向に割り出し送りしながら、第1の方向に伸長する全ての第1のストリートS1に形成されたレーザ加工溝13に沿って切削溝17を形成する。次いで、チャックテーブル72を90度回転した後、第2の方向に伸長する全ての第2のストリートS2に形成されたレーザ加工溝13に沿って同様な切削溝17を形成することにより、半導体ウエーハWは個々の半導体デバイスDに分割される。   While indexing and feeding the chuck table 72 in the Y-axis direction, the cutting grooves 17 are formed along the laser processing grooves 13 formed in all the first streets S1 extending in the first direction. Next, after the chuck table 72 is rotated by 90 degrees, the similar cutting grooves 17 are formed along the laser processing grooves 13 formed in all the second streets S2 extending in the second direction, thereby forming the semiconductor wafer. W is divided into individual semiconductor devices D.

切削加工時の断面図が図7に示されている。第1の実施形態のレーザ加工溝13は切削ブレード78の切刃78aの幅よりも広い幅を有しているため、切削ブレード78による切削時に発生した欠けやクラックの進行がこの歪(マイクロクラック)15で止まり、その結果、半導体デバイスDを形成する積層体11の層間絶縁膜にlow−k膜を含んでいても、レーザ加工溝13を越える大きな欠けやクラックを発生することなくデバイスDを損傷せずに、半導体ウエーハWを個々の半導体デバイスDに分割することができる。   A cross-sectional view at the time of cutting is shown in FIG. Since the laser processing groove 13 of the first embodiment has a width wider than the width of the cutting blade 78a of the cutting blade 78, the progress of chips and cracks generated during cutting by the cutting blade 78 is caused by this distortion (microcracking). ), And as a result, even if the interlayer insulating film of the stacked body 11 forming the semiconductor device D includes a low-k film, the device D can be formed without generating a large chip or crack exceeding the laser processed groove 13. The semiconductor wafer W can be divided into individual semiconductor devices D without being damaged.

図5に示した第2の実施形態では、第1のストリートS1の両側に一対のレーザ加工溝13を形成し、積層体11は第1のストリートS1に対応する部分で残存しているが、一対のレーザ加工溝13の間隔が切削ブレード78の切刃78aの幅よりも広いため、切削時に発生した欠けやクラックの進行が一対のレーザ加工溝13の底面に形成した歪(マイクロクラック)15で止まり、その結果、レーザ加工溝13を超える大きな欠けやクラックが発生することを防止できる。   In the second embodiment shown in FIG. 5, a pair of laser processing grooves 13 are formed on both sides of the first street S1, and the stacked body 11 remains in a portion corresponding to the first street S1, Since the distance between the pair of laser processing grooves 13 is wider than the width of the cutting edge 78 a of the cutting blade 78, the progress of chipping and cracks generated during cutting is a strain (microcrack) 15 formed on the bottom surface of the pair of laser processing grooves 13. As a result, it is possible to prevent the occurrence of large chips or cracks exceeding the laser processed groove 13.

2 レーザ加工装置
5 半導体基板
11 積層体
13 レーザ加工溝
15 歪(マイクロクラック)
17 切削溝
28 チャックテーブル
35 レーザビーム発生ユニット
37 集光器
78 切削ブレード
78a 切刃
W 半導体ウエーハ
D デバイス
2 Laser processing device 5 Semiconductor substrate 11 Laminated body 13 Laser processing groove 15 Strain (micro crack)
17 Cutting groove 28 Chuck table 35 Laser beam generating unit 37 Condenser 78 Cutting blade 78a Cutting edge W Semiconductor wafer D Device

Claims (4)

表面に低誘電率絶縁膜を含む積層体が積層され、該積層体によって格子状に交差する複数の分割予定ラインと該分割予定ラインで区画された各領域にデバイスが形成されたウエーハの加工方法であって、
該積層体に対して吸収性を有する波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿って照射して、該積層体を分断するレーザ加工溝を形成するレーザ加工溝形成ステップと、
該レーザ加工溝形成ステップで形成されたレーザ加工溝に沿ってウエーハにレーザビームを照射して、該レーザ加工溝の底面に歪を形成する歪形成ステップと、
該歪形成ステップを実施した後、該レーザ加工溝に沿って切削ブレードでウエーハを切削する切削ステップと、
を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。
A wafer processing method in which a laminate including a low dielectric constant insulating film is laminated on a surface, a plurality of division lines intersecting in a lattice shape by the laminate, and a device formed in each region partitioned by the division lines Because
A laser processing groove forming step of forming a laser processing groove for dividing the stacked body by irradiating the stacked body with a laser beam having a wavelength having an absorptivity to the stacked body, and dividing the stacked body;
A strain forming step of irradiating a wafer with a laser beam along the laser processed groove formed in the laser processed groove forming step to form a strain on a bottom surface of the laser processed groove;
A cutting step of cutting the wafer with a cutting blade along the laser processing groove after performing the strain forming step;
A wafer processing method characterized by comprising:
前記歪形成ステップで照射するレーザビームの波長は前記レーザ加工溝形成ステップで照射するレーザビームの波長と同一である請求項1記載のウエーハの加工方法。   2. The wafer processing method according to claim 1, wherein the wavelength of the laser beam irradiated in the strain forming step is the same as the wavelength of the laser beam irradiated in the laser processing groove forming step. 前記歪形成ステップで照射するレーザビームの出力は前記レーザ加工溝形成ステップで照射するレーザビームの出力より大きい請求項1又は2記載のウエーハの加工方法。   3. The wafer processing method according to claim 1, wherein an output of the laser beam irradiated in the strain forming step is larger than an output of the laser beam irradiated in the laser processing groove forming step. 前記歪形成ステップでの加工送り速度は、前記レーザ加工溝形成ステップでの加工送り速度より速い請求項1〜3の何れかに記載のウエーハの加工方法。   The wafer processing method according to claim 1, wherein a processing feed rate at the strain forming step is faster than a processing feed rate at the laser processing groove forming step.
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