JP2013081947A - Semiconductor substrate ablation method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an semiconductor substrate ablation method which can prevent energy diffusion and laser beam reflection.SOLUTION: The semiconductor device ablation method ablates a semiconductor substrate by emitting laser beams thereto and comprises a protective film forming process which applies a liquid resin mixed with fine powder of oxide having absorbability with respect to laser beam wavelength to at least a semiconductor substrate area to be ablated so as to form a protective film containing the fine powder and a laser processing process which emits laser beams to the semiconductor substrate area with the protective film formed therein for ablation after the protective film forming process is practiced.

Description

本発明は、半導体基板にレーザビームを照射してアブレーション加工を施す半導体基板のアブレーション加工方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor substrate ablation processing method for performing ablation processing by irradiating a semiconductor substrate with a laser beam.

IC、LSI、LED等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたシリコンウエーハ、サファイアウエーハ等のウエーハは、切削装置又はレーザ加工装置等の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。   A wafer such as a silicon wafer or a sapphire wafer formed on a surface by dividing a plurality of devices such as IC, LSI, LED, etc. by dividing lines is divided into individual devices by a processing device such as a cutting device or a laser processing device, The divided devices are widely used in various electric devices such as mobile phones and personal computers.

ウエーハの分割には、ダイシングソーと呼ばれる切削装置を用いたダイシング方法が広く採用されている。ダイシング方法では、ダイアモンド等の砥粒を金属や樹脂で固めて厚さ30μm程度とした切削ブレードを、30000rpm程度の高速で回転させつつウエーハへ切り込ませることでウエーハを切削し、ウエーハを個々のデバイスへと分割する。   A dicing method using a cutting device called a dicing saw is widely used for dividing the wafer. In the dicing method, the wafer is cut by cutting a wafer into a wafer while rotating a cutting blade having a thickness of about 30 μm by solidifying abrasive grains such as diamond with a metal or resin at a high speed of about 30000 rpm. Divide into devices.

一方、近年では、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザビームをウエーハに照射してアブレーション加工によりレーザ加工溝を形成し、このレーザ加工溝に沿ってブレーキング装置でウエーハを割断して個々のデバイスへと分割する方法が提案されている(特開平10−305420号公報)。   On the other hand, in recent years, a laser beam is formed by ablation processing by irradiating the wafer with a pulsed laser beam having a wavelength that is absorptive to the wafer, and the wafer is cut along a cutting device along the laser processing groove. A method of dividing into individual devices has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 10-305420).

アブレーション加工によるレーザ加工溝の形成は、ダイシングソーによるダイシング方法に比べて加工速度を早くすることができるとともに、サファイアやSiC等の硬度の高い素材からなるウエーハであっても比較的容易に加工することができる。   The formation of laser-processed grooves by ablation processing can increase the processing speed compared to the dicing method using a dicing saw, and relatively easily process even a wafer made of a material having high hardness such as sapphire or SiC. be able to.

また、加工溝を例えば10μm以下等の狭い幅とすることができるので、ダイシング方法で加工する場合に比較してウエーハ1枚当たりのデバイスの取り量を増やすことができるという特徴を有している。   Further, since the processing groove can be made narrow, for example, 10 μm or less, it has a feature that the amount of devices taken per wafer can be increased as compared with the case of processing by the dicing method. .

ところが、ウエーハ等の半導体基板に対して吸収性を有する波長(例えば355nm)のパルスレーザビームを照射すると、吸収されたレーザビームのエネルギーがバンドギャップエネルギーに達して原子の結合力が破壊されてアブレーション加工が行われるものの、半導体基板の上面でレーザビームのエネルギーの拡散及びレーザビームの反射が起こり、レーザビームのエネルギーがアブレーション加工に十分使用されずエネルギー損失が大きいという問題がある。また、エネルギー拡散によって半導体基板が溶融してデブリが発生し、このデブリが飛散してデバイスの表面を汚染するという問題が生じる。   However, when a semiconductor substrate such as a wafer is irradiated with a pulsed laser beam having an absorptive wavelength (for example, 355 nm), the energy of the absorbed laser beam reaches the band gap energy, destroying the bonding force of atoms and ablation. Although processing is performed, there is a problem that energy diffusion of the laser beam and reflection of the laser beam occur on the upper surface of the semiconductor substrate, and the energy of the laser beam is not sufficiently used for ablation processing, resulting in a large energy loss. In addition, the semiconductor substrate is melted by energy diffusion to generate debris, and the debris is scattered to contaminate the surface of the device.

そこで、特開2004−188475号公報には、このようなデブリによる問題を解消するために、ウエーハの加工面にPVA(ポリビニルアルコール)、PEG(ポリエチレングリコール)等の水溶性樹脂を塗布して保護膜を形成し、この保護膜を通してウエーハにパルスレーザビームを照射するようにしたレーザ加工装置が提案されている。   Therefore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-188475, a water-soluble resin such as PVA (polyvinyl alcohol) or PEG (polyethylene glycol) is applied and protected on the processed surface of the wafer in order to solve such problems caused by debris. There has been proposed a laser processing apparatus in which a film is formed and a wafer is irradiated with a pulsed laser beam through the protective film.

特開平10−305420号公報JP-A-10-305420 特開2004−188475号公報JP 2004-188475 A

ウエーハの加工面に保護膜を塗布することによりデブリがデバイス表面に付着する問題を解決できるが、保護膜によってレーザビームのエネルギーが拡散して加工効率が悪化するという問題がある。   By applying a protective film to the processing surface of the wafer, the problem of debris adhering to the device surface can be solved. However, there is a problem that the processing efficiency deteriorates due to diffusion of laser beam energy by the protective film.

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、エネルギーの拡散及びレーザビームの反射を抑制可能な半導体基板のアブレーション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 semiconductor substrate ablation processing method capable of suppressing energy diffusion and laser beam reflection.

本発明によると、半導体基板にレーザビームを照射してアブレーション加工を施す半導体基板のアブレーション加工方法であって、少なくともアブレーション加工すべき半導体基板の領域にレーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末を混入した液状樹脂を塗布して該微粉末入り保護膜を形成する保護膜形成工程と、該保護膜形成工程を実施した後、該保護膜が形成された半導体基板の領域にレーザビームを照射してアブレーション加工を施すレーザ加工工程と、を具備したことを特徴とする半導体基板のアブレーション加工方法が提供される。   According to the present invention, there is provided an ablation processing method for a semiconductor substrate in which a semiconductor substrate is irradiated with a laser beam to perform ablation processing, and at least a region of the semiconductor substrate to be ablated has an absorption property with respect to the wavelength of the laser beam. A protective film forming step of forming a protective film containing fine powder by applying a liquid resin mixed with a fine powder of the product, and after performing the protective film forming step, in the region of the semiconductor substrate on which the protective film is formed And a laser processing step of performing ablation processing by irradiating a laser beam.

好ましくは、酸化物の微粉末の平均粒径はレーザビームのスポット径より小さい。好ましくは、レーザビームの波長は355nm以下であり、酸化物の微粉末は、Fe3、ZnO、TiO、CeO、CuO、CuO及びMgOからなる群から選択された金属酸化物を含み、液状樹脂はポリビニルアルコールを含む。 Preferably, the average particle diameter of the fine oxide powder is smaller than the spot diameter of the laser beam. Preferably, the wavelength of the laser beam is 355 nm or less, and the fine oxide powder is a metal oxide selected from the group consisting of Fe 2 O 3 , ZnO, TiO 2 , CeO 2 , CuO, Cu 2 O and MgO. The liquid resin contains polyvinyl alcohol.

本発明の半導体基板のアブレーション加工方法は、少なくともアブレーション加工をすべき半導体基板の領域にレーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末を混入した液状樹脂を塗布して保護膜を形成するので、レーザビームが酸化物の微粉末に吸収されてバンドギャップエネルギーに達して原子の結合力が破壊されることによって連鎖的に半導体基板のバンドギャップエネルギーに達してアブレーション加工が施され、エネルギーの拡散及びレーザビームの反射が抑制されて半導体基板のアブレーション加工が効率的に円滑に遂行される。   According to the semiconductor substrate ablation processing method of the present invention, at least a region of the semiconductor substrate to be ablated is coated with a liquid resin mixed with an oxide fine powder having an absorptivity with respect to the wavelength of the laser beam to form a protective film. As it forms, the laser beam is absorbed by the fine oxide powder, reaches the band gap energy, and the bond strength of the atoms is broken, so that it reaches the band gap energy of the semiconductor substrate in a chain, and ablation is performed. The diffusion of energy and the reflection of the laser beam are suppressed, and the ablation processing of the semiconductor substrate is efficiently and smoothly performed.

本発明のアブレーション加工方法を実施するのに適したレーザ加工装置の斜視図である。It is a perspective view of the laser processing apparatus suitable for implementing the ablation processing method of this invention. レーザビーム照射ユニットのブロック図である。It is a block diagram of a laser beam irradiation unit. 粘着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 adhesive tape. 液状樹脂塗布工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a liquid resin application | coating process. 各種金属酸化物の分光透過率を示すグラフである。It is a graph which shows the spectral transmittance of various metal oxides. アブレーション加工工程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an ablation process process. アブレーション加工が終了した状態の粘着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 cyclic | annular flame | frame via the adhesive tape of the state which ablation processing was complete | finished.

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は、本発明の半導体基板のアブレーション加工方法を実施するのに適したレーザ加工装置の概略構成図を示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a laser processing apparatus suitable for carrying out the semiconductor substrate ablation processing method of the present invention.

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。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、すなわちX軸方向に移動される。   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. The first slide block 6 is moved along the pair of guide rails 14 in the machining feed direction, that is, the X-axis direction, 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にはレーザビーム照射ユニット34を収容するケーシング35が取り付けられている。レーザビーム照射ユニット34は、図2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。   A column 32 is erected on the stationary base 4, and a casing 35 for accommodating the laser beam irradiation unit 34 is attached to the column 32. As shown in FIG. 2, the laser beam irradiation unit 34 includes a laser oscillator 62 that oscillates a YAG laser or a YVO4 laser, a repetition frequency setting unit 64, a pulse width adjustment unit 66, and a power adjustment unit 68. .

レーザビーム照射ユニット34のパワー調整手段68により所定パワーに調整されたパルスレーザビームは、ケーシング35の先端に取り付けられた集光器36のミラー70で反射され、更に集光用対物レンズ72によって集光されてチャックテーブル28に保持されている半導体ウエーハWに照射される。   The pulse laser beam adjusted to a predetermined power by the power adjusting means 68 of the laser beam irradiation unit 34 is reflected by the mirror 70 of the condenser 36 attached to the tip of the casing 35 and further collected by the condenser objective lens 72. The semiconductor wafer W is irradiated with light and irradiated onto the chuck table 28.

ケーシング35の先端部には、集光器36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ユニット38が配設されている。撮像ユニット38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。   At the tip of the casing 35, an image pickup unit 38 that detects the processing region to be laser processed in alignment with the condenser 36 in the X-axis direction is disposed. The image pickup unit 38 includes an image pickup device such as a normal CCD that picks up an image of a processing region of a semiconductor wafer with visible light.

撮像ユニット38は更に、半導体ウエーハに赤外線を照射する赤外線照射器と、赤外線照射器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ユニットを含んでおり、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 unit 38 further includes an infrared irradiator that irradiates the semiconductor wafer with infrared rays, an optical system that captures infrared rays irradiated by the infrared irradiator, and an infrared CCD that outputs an electrical signal corresponding to the infrared rays captured by the optical system. An infrared imaging unit composed of an infrared imaging element such as an image sensor 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.

撮像ユニット38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 captured by the imaging unit 38 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3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S1と第2のストリート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. 3, on the surface of the semiconductor wafer W to be processed by the laser processing apparatus 2, the first street S1 and the second street S2 are formed orthogonally, and the first street S1. A number of devices D are formed in a region partitioned by the second street S2.

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、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に示すクランプ30により環状フレームFを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 wafer W is attached to a dicing tape T that is an adhesive tape, and the outer periphery of the dicing tape T is attached to an annular frame F. Thus, the wafer W is supported by the annular frame F via the dicing tape T, and is supported and fixed on the chuck table 28 by clamping the annular frame F by the clamp 30 shown in FIG.

本発明の半導体基板のアブレーション加工方法では、まず、半導体ウエーハ(半導体基板)Wのアブレーション加工すべき領域にレーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末を混入した液状樹脂を塗布する液状樹脂塗布工程を実施する。   In the semiconductor substrate ablation processing method of the present invention, first, a liquid resin in which fine powder of an oxide having an absorptivity with respect to the wavelength of the laser beam is applied to a region to be ablated on a semiconductor wafer (semiconductor substrate) W is applied. A liquid resin coating process is performed.

例えば、図4に示すように、液状樹脂供給源76にはレーザビームの波長(例えば355nm)に対して吸収性を有する酸化物の微粉末(例えばTiO)を混入したPVA(ポリビニルアルコール)等の液状樹脂80が貯蔵されている。 For example, as shown in FIG. 4, the liquid resin supply source 76 includes PVA (polyvinyl alcohol) mixed with oxide fine powder (for example, TiO 2 ) having an absorptivity with respect to the wavelength of the laser beam (for example, 355 nm). The liquid resin 80 is stored.

ポンプ78を駆動することにより、液状樹脂供給源76に貯蔵されている液状樹脂80を供給ノズル74からウエーハWの表面に供給し、液状樹脂80をウエーハWの表面に塗布する。そして、この液状樹脂80を硬化させてレーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末が混入された保護膜82を形成する。   By driving the pump 78, the liquid resin 80 stored in the liquid resin supply source 76 is supplied from the supply nozzle 74 to the surface of the wafer W, and the liquid resin 80 is applied to the surface of the wafer W. Then, the liquid resin 80 is cured to form a protective film 82 in which fine powder of oxide having an absorptivity with respect to the wavelength of the laser beam is mixed.

ウエーハWの表面上への液状樹脂80の塗布方法は、例えばウエーハWを回転させながら塗布するスピンコート法を採用可能である。PVA(ポリビニルアルコール)、PEG(ポリエチレングリコール)等の液状樹脂中に混入される酸化物の微粉末として、本実施形態ではTiOを採用した。 As a method for applying the liquid resin 80 onto the surface of the wafer W, for example, a spin coating method in which the wafer W is applied while rotating can be employed. In this embodiment, TiO 2 is used as a fine powder of oxide mixed in a liquid resin such as PVA (polyvinyl alcohol) or PEG (polyethylene glycol).

図4に示す実施形態では酸化物の微粉末を含有する液状樹脂80をウエーハWの全面に塗布して保護膜82を形成しているが、液状樹脂80をアブレーション加工すべき領域、即ち第1のストリートS1及び第2のストリートS2のみに塗布して保護膜を形成するようにしてもよい。   In the embodiment shown in FIG. 4, the liquid resin 80 containing fine oxide powder is applied to the entire surface of the wafer W to form the protective film 82. However, the liquid resin 80 is a region to be ablated, that is, a first film. The protective film may be formed only on the street S1 and the second street S2.

本実施形態では、半導体ウエーハWはシリコンウエーハから形成されている。シリコンの吸収端波長は1100nmであるため、波長が355nm以下のレーザビームを用いるとアブレーション加工を円滑に遂行することができる。液状樹脂に混入する酸化物の微粉末の平均粒径はレーザビームのスポット径より小さいのが好ましく、例えば10μmより小さいのが好ましい。   In the present embodiment, the semiconductor wafer W is formed from a silicon wafer. Since the absorption edge wavelength of silicon is 1100 nm, ablation processing can be smoothly performed by using a laser beam having a wavelength of 355 nm or less. The average particle diameter of the fine oxide powder mixed in the liquid resin is preferably smaller than the spot diameter of the laser beam, for example, preferably smaller than 10 μm.

図5を参照すると、ZnO、TiO、CeO、Fe3の分光透過率が示されている。このグラフから、アブレーション加工に使用するレーザビームの波長を、355nm以下に設定すると、レーザビームがこれらの金属酸化物の微粉末に殆ど吸収されることが理解される。 Referring to FIG. 5, the spectral transmittances of ZnO, TiO 2 , CeO 2 , and Fe 2 O 3 are shown. From this graph, it is understood that when the wavelength of the laser beam used for ablation processing is set to 355 nm or less, the laser beam is almost absorbed by the fine powder of these metal oxides.

図5に示した金属酸化物以外にも、CuO、CuO及びMgOも同様な傾向の分光透過率を有しているため、液状樹脂に混入する微粉末として採用することができる。よって、液状樹脂に混入する酸化物の微粉末としては、TiO、Fe3、ZnO、CeO、CuO、CuO、MgOの何れかを採用することができる。 In addition to the metal oxide shown in FIG. 5, CuO, Cu 2 O, and MgO also have the same tendency of spectral transmittance, and thus can be employed as fine powder mixed in the liquid resin. Therefore, any one of TiO 2 , Fe 2 O 3 , ZnO, CeO 2 , CuO, Cu 2 O, and MgO can be used as the fine oxide powder mixed in the liquid resin.

表1にこれらの金属酸化物の消光係数(消衰係数)k及び融点を示す。ちなみに、消光係数kと吸収係数αとの間にはα=4πk/λの関係がある。ここで、λは使用する光の波長である。   Table 1 shows the extinction coefficient (extinction coefficient) k and melting point of these metal oxides. Incidentally, there is a relationship of α = 4πk / λ between the extinction coefficient k and the absorption coefficient α. Here, λ is the wavelength of light to be used.

Figure 2013081947
Figure 2013081947

液状樹脂塗布工程を実施してウエーハWの表面に保護膜82を形成後、アブレーション加工によるレーザ加工工程を実施する。このレーザ加工工程では、図6に示すように、半導体ウエーハW及び保護膜82中の酸化物の微粉末に対して吸収性を有する波長(例えば355nm)のパルスレーザビーム37を集光器36で集光して半導体ウエーハWの表面に照射しつつ、チャックテーブル28を図6で矢印X1方向に所定の加工送り速度で移動して、第1のストリートS1に沿ってアブレーション加工によりレーザ加工溝84を形成する。   After performing the liquid resin coating process to form the protective film 82 on the surface of the wafer W, a laser processing process by ablation processing is performed. In this laser processing step, as shown in FIG. 6, a pulse laser beam 37 having a wavelength (for example, 355 nm) having an absorptivity with respect to the fine powder of oxide in the semiconductor wafer W and the protective film 82 is collected by a condenser 36. While condensing and irradiating the surface of the semiconductor wafer W, the chuck table 28 is moved in the direction of the arrow X1 in FIG. 6 at a predetermined processing feed speed, and laser processing grooves 84 are ablated along the first street S1. Form.

ウエーハWを保持したチャックテーブル28をY軸方向に割り出し送りしながら、全ての第1のストリートに沿ってアブレーション加工により同様なレーザ加工溝84を形成する。   While indexing and feeding the chuck table 28 holding the wafer W in the Y-axis direction, similar laser machining grooves 84 are formed by ablation along all the first streets.

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と直交する方向に伸長する全ての第2のストリートS2に沿ってアブレーション加工により同様なレーザ加工溝84を形成する。全てのストリートS1,S2に沿ってレーザ加工溝84を形成した状態の斜視図が図7に示されている。   Next, after the chuck table 28 is rotated 90 degrees, similar laser processing grooves 84 are formed by ablation along all the second streets S2 extending in the direction orthogonal to the first streets S1. FIG. 7 shows a perspective view of the state in which the laser processing grooves 84 are formed along all the streets S1 and S2.

本実施形態のレーザ加工条件は、例えば以下のように設定されている。   The laser processing conditions of this embodiment are set as follows, for example.

光源 :YAGパルスレーザ
波長 :355nm(YAGレーザの第3高調波)
平均出力 :0.5〜10W
繰り返し周波数 :10〜200kHz
スポット径 :φ1〜10μm
送り速度 :10〜100mm/秒
Light source: YAG pulse laser Wavelength: 355 nm (third harmonic of YAG laser)
Average output: 0.5-10W
Repetition frequency: 10 to 200 kHz
Spot diameter: φ1-10μm
Feeding speed: 10 to 100 mm / sec

尚、本発明の加工対象となる半導体基板は、Si、SiGe、Ge、AlN、InAlN、InN、GaN、InGaN、SiC、GaAs基板を含む。更に、表面に半導体が積層されたAl3を含む。 The semiconductor substrate to be processed of the present invention includes Si, SiGe, Ge, AlN, InAlN, InN, GaN, InGaN, SiC, and GaAs substrates. Further, Al 2 O 3 having a semiconductor laminated on the surface is included.

本実施形態の半導体基板のアブレーション加工方法によると、レーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末を混入した液状樹脂80をウエーハWの表面に塗布して保護膜82を形成してから、アブレーション加工を実施するので、レーザビームのエネルギーが酸化物の微粉末に吸収されてバンドギャップエネルギーに達し原子の結合力が破壊されることによって連鎖的にウエーハWのバンドギャップエネルギーに達してアブレーション加工が施される。   According to the semiconductor substrate ablation processing method of the present embodiment, the protective film 82 is formed by applying the liquid resin 80 mixed with the fine powder of the oxide having the absorptivity with respect to the wavelength of the laser beam to the surface of the wafer W. After that, the ablation process is performed, so that the energy of the laser beam is absorbed by the fine oxide powder, reaches the band gap energy, and the bonding force of the atoms is broken, so that the band gap energy of the wafer W is reached. Ablation processing is performed.

よって、エネルギーの拡散及びレーザビームの反射が抑制されてアブレーション加工が効率的に円滑に遂行される。液状樹脂中に混入される酸化物の微粉末は、加工促進剤としての作用を成すことになる。   Therefore, the diffusion of energy and the reflection of the laser beam are suppressed, and the ablation process is efficiently and smoothly performed. The fine oxide powder mixed in the liquid resin serves as a processing accelerator.

全てのストリートS1,S2に沿ってレーザ加工溝84を形成後、良く知られたブレーキング装置を使用して、ダイシングテープTを半径方向に拡張してウエーハWに外力を付与し、この外力によりウエーハWをレーザ加工溝84に沿って個々のデバイスDに分割する。   After forming the laser processing grooves 84 along all the streets S1 and S2, the dicing tape T is radially expanded by using a well-known braking device, and an external force is applied to the wafer W. The wafer W is divided into individual devices D along the laser processing grooves 84.

W 半導体ウエーハ
T 粘着テープ(ダイシングテープ)
F 環状フレーム
D デバイス
2 レーザ加工装置
28 チャックテーブル
34 レーザビーム照射ユニット
36 集光器
80 微粉末含有液状樹脂
82 保護膜
84 レーザ加工溝
W Semiconductor wafer T Adhesive tape (dicing tape)
F annular frame D device 2 laser processing device 28 chuck table 34 laser beam irradiation unit 36 condenser 80 fine powder-containing liquid resin 82 protective film 84 laser processing groove

Claims (3)

半導体基板にレーザビームを照射してアブレーション加工を施す半導体基板のアブレーション加工方法であって、
少なくともアブレーション加工すべき半導体基板の領域にレーザビームの波長に対して吸収性を有する酸化物の微粉末を混入した液状樹脂を塗布して該微粉末入り保護膜を形成する保護膜形成工程と、
該保護膜形成工程を実施した後、該保護膜が形成された半導体基板の領域にレーザビームを照射してアブレーション加工を施すレーザ加工工程と、
を具備したことを特徴とする半導体基板のアブレーション加工方法。
A semiconductor substrate ablation processing method for performing ablation processing by irradiating a semiconductor substrate with a laser beam,
A protective film forming step of forming a protective film containing fine powder by applying a liquid resin mixed with fine powder of an oxide having an absorptivity with respect to the wavelength of the laser beam at least in a region of the semiconductor substrate to be ablated;
A laser processing step of performing ablation processing by irradiating a region of the semiconductor substrate on which the protective film is formed with a laser beam after performing the protective film forming step;
A method of ablating a semiconductor substrate, comprising:
前記酸化物の微粉末の平均粒径はレーザビームのスポット径より小さいことを特徴とする請求項1記載の半導体基板のアブレーション加工方法。   2. The semiconductor substrate ablation method according to claim 1, wherein an average particle diameter of the fine oxide powder is smaller than a spot diameter of the laser beam. 前記レーザビームの波長は355nm以下であり、前記酸化物の微粉末は、Fe3、ZnO、TiO、CeO、CuO、CuO及びMgOからなる群から選択された金属酸化物を含み、前記液状樹脂はポリビニルアルコールを含むことを特徴とする請求項1又は2の何れかに記載のアブレーション加工方法。 The wavelength of the laser beam is 355 nm or less, and the fine oxide powder is a metal oxide selected from the group consisting of Fe 2 O 3 , ZnO, TiO 2 , CeO 2 , CuO, Cu 2 O and MgO. The ablation processing method according to claim 1, wherein the liquid resin contains polyvinyl alcohol.
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