JP2013232449A - Wafer dividing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer dividing method capable of dividing a wafer into individual devices without breaking the wafer.SOLUTION: A method for dividing a wafer 2 having a device region and an outer periphery excess region includes: a protective tape adhering step of adhering a protective tape 3 having an annular adhesive layer 30 on its surface to a surface only at an outer periphery corresponding to the outer periphery excess region 24 of the wafer 2; a rear face grinding step of forming thickness of the device region 23 into predetermined finish thickness by grinding a region corresponding to the device region 23, and forming an annular reinforcing section by leaving a region corresponding to the outer periphery excess region 24; a modification layer formation step of forming a modification layer along a street 21 inside by radiating permeable laser light beam to the wafer 2; and a wafer division step of providing an external force to the wafer 2, breaking the wafer 2 along the street 21, and dividing it into individual devices 22.

Description

本発明は、表面に格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に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備えたウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割方法に関する。   The present invention relates to a wafer comprising a device region in which devices are formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of streets formed in a lattice pattern on the surface, and an outer peripheral surplus region surrounding the device region. This invention relates to a method of dividing a wafer along the lines.

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、微小電気機械システム(MEMS)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デバイスを製造している。   In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are defined by dividing lines called streets arranged in a lattice pattern on the surface of a semiconductor wafer having a substantially disk shape, and ICs, LSIs, and microelectronics are defined in the partitioned regions. Form devices such as mechanical systems (MEMS). Then, the semiconductor wafer is cut along the streets to divide the region in which the device is formed to manufacture individual devices.

ウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法が試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を合わせてウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線をストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って改質層を連続的に形成し、この改質層が形成されることによって強度が低下したストリートに沿って外力を加えることにより、ウエーハを個々のデバイスに分割するものである。(例えば、特許文献1参照。)   As a method of dividing the wafer along the street, a laser processing method has been attempted in which a pulsed laser beam having transparency to the wafer is used, and the focused laser beam is aligned within the region to be divided and irradiated with the pulsed laser beam. . The dividing method using this laser processing method is to irradiate the inside of the wafer with a pulsed laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer by aligning the condensing point from one side of the wafer to the inside. A modified layer is continuously formed along the street, and an external force is applied along the street whose strength is reduced by the formation of the modified layer, thereby dividing the wafer into individual devices. (For example, refer to Patent Document 1.)

なお、ウエーハは一般に個々のデバイスに分割する前に裏面を研削して所定の厚みに形成している。ウエーハの裏面を研削する際には、ウエーハの表面に形成されたデバイスを保護するために、ウエーハの表面に保護テープを貼着している。しかるに、研削終了後にウエーハの表面から保護テープを剥離する際に、粘着層の一部がデバイスの表面に残存してデバイスのバンプ、ボンディングパッドなどを汚染して断線を招いたり、CCD等の撮像素子の撮像精度を低下させるという問題がある。特に、デバイスが微小電気機械システム(MEMS)の場合には、保護テープを剥離する際に微小電気機械システム(MEMS)が破壊するという問題がある。   In general, a wafer is formed to have a predetermined thickness by grinding the back surface before dividing into individual devices. When grinding the back surface of the wafer, a protective tape is attached to the surface of the wafer in order to protect the device formed on the surface of the wafer. However, when the protective tape is peeled off from the wafer surface after grinding, a part of the adhesive layer remains on the surface of the device, contaminating the device bumps and bonding pads, leading to disconnection, and imaging such as CCDs. There is a problem that the imaging accuracy of the element is lowered. In particular, when the device is a micro electro mechanical system (MEMS), there is a problem that the micro electro mechanical system (MEMS) is destroyed when the protective tape is peeled off.

このような問題を解消するために、ウエーハの外周余剰領域に対応する領域のみに粘着層を有しデバイス領域に対応する領域には粘着層を有しない保護テープをウエーハの表面に貼着してウエーハの裏面を研削する加工方法が提案されている。
(例えば、特許文献2参照。)
In order to solve such problems, a protective tape that has an adhesive layer only in the region corresponding to the outer peripheral surplus region of the wafer and does not have an adhesive layer in the region corresponding to the device region is attached to the surface of the wafer. A processing method for grinding the back surface of the wafer has been proposed.
(For example, see Patent Document 2.)

特許第3408805号公報Japanese Patent No. 3408805 特許開2001−196404号公報Japanese Patent Publication No. 2001-196404

而して、ウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成した後に、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って改質層を形成すると、レーザー加工装置からウエーハを搬出してウエーハ分割工程に搬送する際に、搬出時または搬送中にウエーハが破損するという問題がある。   Thus, after the back surface of the wafer is ground and formed to a predetermined thickness, a condensing point of a laser beam having a wavelength that is transmissive to the wafer is positioned inside and irradiated along the street to enter the inside of the wafer. When the modified layer is formed along the street, there is a problem that when the wafer is unloaded from the laser processing apparatus and conveyed to the wafer dividing step, the wafer is damaged during unloading or during conveyance.

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、ウエーハの表面に貼着した保護テープを剥離する際やウエーハの内部にストリートに沿って改質層を形成した後に搬送する際に、ウエーハを破損させることなく個々のデバイスに分割することができるウエーハの分割方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and the main technical problem thereof is when the protective tape attached to the surface of the wafer is peeled off or after the modified layer is formed along the street inside the wafer. It is an object of the present invention to provide a wafer dividing method capable of dividing the wafer into individual devices without damaging the wafer.

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に格子状に形成された複数のストリートによって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域に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備えたウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの直径に対応した直径を有しウエーハの外周余剰領域に対応する外周部にのみ環状の粘着層を表面に備えた保護テープをウエーハの表面に貼着する保護テープ貼着工程と、
保護テープ貼着工程が実施された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の仕上がり厚さに形成するとともに、ウエーハの裏面における外周余剰領域に対応する領域を残存させて環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
裏面研削工程が実施されたウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、
改質層形成工程が実施されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着され表面に粘着層を有するダイシングテープの表面に貼着するフレーム支持工程と、
フレーム支持工程が実施されたウエーハの表面から保護テープを剥離する保護テープ剥離工程と、
保護テープ剥離工程が実施されたウエーハに外力を付与し改質層が形成されることにより強度が低下せしめられたストリートに沿ってウエーハを破断して個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
In order to solve the above main technical problem, according to the present invention, a plurality of regions are partitioned by a plurality of streets formed in a lattice shape on the surface, and a device region in which a device is formed in the partitioned region, and the device region A wafer processing method for dividing a wafer having a peripheral area surrounding a device area along a plurality of streets,
A protective tape attaching step of attaching a protective tape having a diameter corresponding to the diameter of the wafer and having an annular adhesive layer on the surface only on the outer peripheral portion corresponding to the outer peripheral surplus area of the wafer;
The area corresponding to the device area on the back surface of the wafer on which the protective tape attaching process has been performed is ground to form the thickness of the device area to a predetermined finished thickness, and the area corresponding to the outer peripheral surplus area on the back surface of the wafer A back surface grinding step for forming an annular reinforcing portion by leaving
Modification that forms a modified layer along the street inside the wafer by irradiating along the street with a condensing point of a laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer subjected to the back grinding process A layer forming step;
A frame support step of attaching the back surface of the wafer on which the modified layer forming step has been performed to the surface of a dicing tape that is attached to an annular frame and has an adhesive layer on the surface;
A protective tape peeling step for peeling the protective tape from the surface of the wafer on which the frame supporting step has been performed;
A wafer dividing step of breaking the wafer along the streets whose strength has been reduced by applying an external force to the wafer subjected to the protective tape peeling step and forming a modified layer to divide the wafer into individual devices. Including,
A method for processing a wafer is provided.

上記改質層形成工程は、ストリートの延長線上の外周余剰領域にもウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射して、環状の補強部の内部にも改質層を形成する補助改質層形成工程を含んでいることが望ましい。   In the modified layer forming step, a pulse laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer is also applied to the outer peripheral area on the street extension line to assist in forming a modified layer in the annular reinforcing portion. It is desirable to include a modified layer forming step.

本発明によるウエーハの分割方法においては、ウエーハの直径に対応した直径を有しウエーハの外周余剰領域に対応する外周部にのみ環状の粘着層を表面に備えた保護テープをウエーハの表面に貼着して裏面研削工程を実施するので、裏面研削工程を実施した後に保護テープを剥離する際に、保護テープは環状の粘着層のみがウエーハの外周余剰領域に貼着されているため、デバイスが微小電気機械システム(MEMS)であっても破損することがない。また、デバイスがIC、LSIまたはCCD等の撮像素子の場合には、粘着層の一部がデバイスの表面に残存してデバイスのバンプ、ボンディングパッドなどを汚染して断線を招いたり、撮像素子の撮像精度を低下させるという問題を未然に防止することができる。
また、裏面研削工程においては外周余剰領域に対応する領域を残存させて環状の補強部を形成するので、改質層形成工程が実施されたウエーハをレーザー加工装置から搬出して次工程に搬出する際に、ウエーハは上記環状の補強部によって補強されているため、搬出の際または搬送中にウエーハが割れるという問題が解消される。
In the wafer dividing method according to the present invention, a protective tape having a diameter corresponding to the diameter of the wafer and having an annular adhesive layer on the surface only on the outer peripheral portion corresponding to the outer peripheral surplus region of the wafer is attached to the surface of the wafer. Since the backside grinding process is performed, when the protective tape is peeled after the backside grinding process is performed, the protective tape has only a ring-shaped adhesive layer attached to the outer peripheral area of the wafer. Even an electromechanical system (MEMS) is not damaged. If the device is an image sensor such as an IC, LSI, or CCD, a part of the adhesive layer remains on the surface of the device, contaminating the device bumps, bonding pads, etc. The problem of lowering the imaging accuracy can be prevented beforehand.
Further, in the back grinding process, the region corresponding to the outer peripheral surplus region is left to form the annular reinforcing portion, so that the wafer on which the modified layer forming step has been carried out is carried out from the laser processing apparatus and carried out to the next step. At this time, since the wafer is reinforced by the annular reinforcing portion, the problem that the wafer breaks during unloading or during transfer is solved.

本発明によるウエーハの分割方法によって分割されるウエーハの斜視図。The perspective view of the wafer divided | segmented by the division | segmentation method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの分割方法における保護テープ貼着工程の説明図。Explanatory drawing of the masking tape sticking process in the division | segmentation method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの分割方法における裏面研削工程を実施するための研削装置の要部斜視図。The principal part perspective view of the grinding device for implementing the back surface grinding process in the division | segmentation method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの分割方法における裏面研削工程の説明図。Explanatory drawing of the back surface grinding process in the division | segmentation method of the wafer by this invention. 図4に示す裏面研削工程が実施されたウエーハの拡大断面図。The expanded sectional view of the wafer in which the back surface grinding process shown in FIG. 4 was implemented. 本発明によるウエーハの分割方法における改質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。The principal part perspective view of the laser processing apparatus for implementing the modified layer formation process in the division | segmentation method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの分割方法における改質層形成工程の説明図。Explanatory drawing of the modified layer formation process in the division | segmentation method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの分割方法におけるフレーム支持工程の説明図。Explanatory drawing of the frame support process in the division | segmentation method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの分割方法における保護テープ剥離工程の説明図。Explanatory drawing of the masking tape peeling process in the division | segmentation method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ分割工程を実施するためのテープ拡張装置の斜視図。The perspective view of the tape expansion apparatus for implementing the wafer division | segmentation process in the division | segmentation method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの分割方法におけるウエーハ分割工程の説明図。Explanatory drawing of the wafer division | segmentation process in the division | segmentation method of the wafer by this invention.

以下、本発明によるウエーハの分割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。   Preferred embodiments of a wafer dividing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1には、本発明によるウエーハの分割によって加工されるウエーハの斜視図が示されている。図1に示すウエーハ2は、厚みが例えば600μmのシリコンウエーハからなっており、表面2aに格子状に形成された複数のストリート21によって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域にデバイス22としての微小電気機械システム(MEMS)が形成されている。このように構成されたウエーハ2は、デバイス22が形成されているデバイス領域23と、該デバイス領域23を囲繞する外周余剰領域24を備えている。   FIG. 1 shows a perspective view of a wafer processed by dividing the wafer according to the present invention. The wafer 2 shown in FIG. 1 is made of a silicon wafer having a thickness of, for example, 600 μm, and a plurality of regions are defined by a plurality of streets 21 formed in a lattice shape on the surface 2a. As a result, a micro electro mechanical system (MEMS) is formed. The wafer 2 configured as described above includes a device region 23 in which the device 22 is formed, and an outer peripheral surplus region 24 surrounding the device region 23.

上記ウエーハ2をストリート21に沿って個々のデバイスに分割するには、先ずウエーハの直径に対応した直径を有しウエーハの外周余剰領域に対応する外周部にのみ環状の粘着層を表面に備えた保護テープをウエーハの表面に貼着する保護テープ貼着工程を実施する。即ち、図2の(a)および(b)に示すようにウエーハ2の直径に対応した直径を有しウエーハ2の外周余剰領域24に対応する外周部にのみ環状の粘着層30を表面3aに備えた保護テープ3をウエーハ2の表面2aに貼着する。従って、保護テープ3は、環状の粘着層30がウエーハ2の外周余剰領域24に貼着されることになる。   In order to divide the wafer 2 into individual devices along the street 21, first, the surface has a diameter corresponding to the diameter of the wafer and an annular adhesive layer only on the outer peripheral portion corresponding to the outer peripheral surplus region of the wafer. A protective tape attaching process for attaching the protective tape to the surface of the wafer is performed. That is, as shown in FIGS. 2A and 2B, an annular adhesive layer 30 having a diameter corresponding to the diameter of the wafer 2 and only on the outer peripheral portion corresponding to the outer peripheral surplus region 24 of the wafer 2 is formed on the surface 3a. The provided protective tape 3 is attached to the surface 2 a of the wafer 2. Therefore, the protective tape 3 has the annular adhesive layer 30 attached to the outer peripheral surplus region 24 of the wafer 2.

上述した保護テープ貼着工程を実施したならば、ウエーハ2の裏面におけるデバイス領域23に対応する領域を研削してデバイス領域23の厚さを所定の仕上がり厚さに形成するとともに、ウエーハ2の裏面における外周余剰領域24に対応する領域を残存させて環状の補強部を形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図3に示す研削装置によって実施する。   If the above-described protective tape attaching step is performed, the region corresponding to the device region 23 on the back surface of the wafer 2 is ground to form the thickness of the device region 23 to a predetermined finished thickness, and the back surface of the wafer 2 is also formed. A back grinding process is performed in which a region corresponding to the outer peripheral surplus region 24 is left to form an annular reinforcing portion. This back grinding process is performed by a grinding apparatus shown in FIG.

図3に示す研削装置4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41と、該チャックテーブル41に保持されたウエーハの加工面を研削する研削手段42を具備している。チャックテーブル41は、上面にウエーハを吸引保持し図3において矢印41aで示す方向に回転せしめられる。研削手段42は、スピンドルハウジング421と、該スピンドルハウジング421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422と、該回転スピンドル422の下端に装着されたマウンター423と、該マウンター423の下面に取り付けられた研削ホイール424とを具備している。この研削ホイール424は、円板状の基台425と、該基台425の下面に環状に装着された研削砥石426とからなっており、基台425がマウンター423の下面に取り付けられている。   The grinding apparatus 4 shown in FIG. 3 includes a chuck table 41 that holds a wafer as a workpiece, and a grinding means 42 that grinds the processed surface of the wafer held on the chuck table 41. The chuck table 41 sucks and holds the wafer on its upper surface and is rotated in the direction indicated by the arrow 41a in FIG. The grinding means 42 includes a spindle housing 421, a rotating spindle 422 that is rotatably supported by the spindle housing 421 and rotated by a rotation driving mechanism (not shown), a mounter 423 attached to the lower end of the rotating spindle 422, and the mounter And a grinding wheel 424 attached to the lower surface of 423. The grinding wheel 424 includes a disk-shaped base 425 and a grinding wheel 426 that is annularly mounted on the lower surface of the base 425, and the base 425 is attached to the lower surface of the mounter 423.

上述した研削装置4を用いて裏面研削工程を実施するには、チャックテーブル41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2の保護部材3側を載置し、半導体ウエーハ2をチャックテーブル41上に吸引保持する。ここで、チャックテーブル41に保持された半導体ウエーハ2と研削ホイール424を構成する環状の研削砥石426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41の回転中心P1と環状の研削砥石426の回転中心P2は偏芯しており、環状の研削砥石426の外径は、半導体ウエーハ2のデバイス領域23と外周余剰領域24との境界線25の直径より小さく境界線25の半径より大きい寸法に設定され、環状の研削砥石426がチャックテーブル41の回転中心P1(半導体ウエーハ2の中心)を通過するようになっている。   In order to perform the back surface grinding process using the grinding apparatus 4 described above, the protective member 3 side of the semiconductor wafer 2 conveyed by the wafer carry-in means (not shown) is placed on the upper surface (holding surface) of the chuck table 41, The semiconductor wafer 2 is sucked and held on the chuck table 41. Here, the relationship between the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 41 and the annular grinding wheel 426 constituting the grinding wheel 424 will be described with reference to FIG. The rotation center P 1 of the chuck table 41 and the rotation center P 2 of the annular grinding wheel 426 are eccentric, and the outer diameter of the annular grinding wheel 426 is the boundary line between the device region 23 and the outer peripheral surplus region 24 of the semiconductor wafer 2. The diameter is set to be smaller than the diameter of 25 and larger than the radius of the boundary line 25, and the annular grinding wheel 426 passes through the rotation center P 1 (the center of the semiconductor wafer 2) of the chuck table 41.

次に、図3および図4に示すようにチャックテーブル41を矢印41aで示す方向に300rpmで回転しつつ、研削ホイール424を矢印424aで示す方向に6000rpmで回転せしめるとともに、研削ホイール424を下方に移動して研削砥石426を半導体ウエーハ2の裏面に接触させる。そして、研削ホイール424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2の裏面には、図5に示すようにデバイス領域23に対応する領域が研削除去されて所定厚さ(例えば60μm)の円形状の凹部23bに形成されるとともに、外周余剰領域24に対応する領域が図示の実施形態においては厚さ540μm残存されて環状の補強部24bに形成される(裏面研削工程)。   Next, as shown in FIGS. 3 and 4, while rotating the chuck table 41 in the direction indicated by arrow 41a at 300 rpm, the grinding wheel 424 is rotated in the direction indicated by arrow 424a at 6000 rpm, and the grinding wheel 424 is moved downward. The grinding wheel 426 is moved to contact the back surface of the semiconductor wafer 2. Then, the grinding wheel 424 is ground and fed downward by a predetermined amount at a predetermined grinding feed speed. As a result, on the back surface of the semiconductor wafer 2, a region corresponding to the device region 23 is ground and removed to form a circular recess 23b having a predetermined thickness (for example, 60 μm) as shown in FIG. In the illustrated embodiment, a region corresponding to the region 24 remains in a thickness of 540 μm and is formed in the annular reinforcing portion 24b (back surface grinding step).

上述した裏面研削工程を実施したならば、ウエーハ2に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハ2の内部にストリートに沿って改質層を形成する改質層形成工程を実施する。この改質層形成工程は、図6に示すレーザー加工装置5を用いて実施する。図6に示すレーザー加工装置5は、被加工物を保持するチャックテーブル51と、該チャックテーブル51上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段52と、チャックテーブル51上に保持された被加工物を撮像する撮像手段53を具備している。チャックテーブル51は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図6において矢印Xで示す方向に加工送りされるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図6において矢印Yで示す方向に割り出し送りされるようになっている。   If the above-described back grinding process is performed, a condensing point of a laser beam having a wavelength that is transmissive to the wafer 2 is positioned inside and irradiated along the street, and the inside of the wafer 2 is modified along the street. A modified layer forming step of forming a layer is performed. This modified layer forming step is performed using a laser processing apparatus 5 shown in FIG. A laser processing apparatus 5 shown in FIG. 6 has a chuck table 51 that holds a workpiece, a laser beam irradiation means 52 that irradiates a workpiece held on the chuck table 51 with a laser beam, and a chuck table 51 that holds the workpiece. An image pickup means 53 for picking up an image of the processed workpiece is provided. The chuck table 51 is configured to suck and hold a workpiece. The chuck table 51 is processed and fed in a direction indicated by an arrow X in FIG. 6 by a processing feed unit (not shown) and is also shown in FIG. 6 by an index feed unit (not shown). Indexing and feeding are performed in the direction indicated by Y.

上記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の先端に装着された集光器522からパルスレーザー光線を照射する。また、上記レーザー光線照射手段52を構成するケーシング521の先端部に装着された撮像手段53は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子(CCD)の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該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撮像素子(赤外線CCD)等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。   The laser beam irradiation means 52 irradiates a pulsed laser beam from a condenser 522 attached to the tip of a cylindrical casing 521 arranged substantially horizontally. The imaging means 53 attached to the tip of the casing 521 constituting the laser beam irradiation means 52 is an infrared illumination that irradiates the workpiece with infrared rays in addition to a normal imaging device (CCD) that captures an image with visible light. And an image pickup device (infrared CCD) that outputs an electric signal corresponding to the infrared rays captured by the optical system, and the like. A signal is sent to control means (not shown).

上述したレーザー加工装置5を用いて実施する改質層形成工程について、図6および図7を参照して説明する。
この改質層形成工程を実施するには、図6に示すレーザー加工装置5のチャックテーブル51上に上述した裏面研削工程が実施されたウエーハ2の表面2aに貼着された保護テープ3側を載置し、図示しない吸引手段を作動してチャックテーブル51上にウエーハ2を吸引保持する。従って、チャックテーブル51上に保持されたウエーハ2は、裏面が上側となる。このようにしてウエーハ2を吸引保持したチャックテーブル51は、図示しない加工送り手段によって撮像手段53の直下に位置付けられる。
The modified layer forming process performed using the laser processing apparatus 5 described above will be described with reference to FIGS.
In order to carry out this modified layer forming step, the protective tape 3 side adhered to the surface 2a of the wafer 2 on which the above-described back grinding step has been performed on the chuck table 51 of the laser processing apparatus 5 shown in FIG. The wafer 2 is placed and operated by suction means (not shown) to hold the wafer 2 on the chuck table 51 by suction. Therefore, the back surface of the wafer 2 held on the chuck table 51 is the upper side. The chuck table 51 that sucks and holds the wafer 2 in this way is positioned directly below the image pickup means 53 by a processing feed means (not shown).

チャックテーブル51が撮像手段53の直下に位置付けられると、撮像手段53および図示しない制御手段によってウエーハ2の表面2aに形成されたストリート21に沿ってレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段53および図示しない制御手段は、ウエーハ2の所定方向に形成されているストリート21と、該ストリート21に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段52の集光器522との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、ウエーハ2に所定方向に形成されているストリート21と直交する方向に形成されている複数のストリート21に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、ウエーハ2におけるストリート21が形成されている表面は下側に位置しているが、撮像手段53は赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該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撮像素子(赤外線CCD)等で構成されているので、ウエーハ2の裏面(上面)側から透かしてストリート21を撮像することができる。   When the chuck table 51 is positioned immediately below the image pickup means 53, an alignment operation for detecting a processing region to be laser processed along the street 21 formed on the surface 2a of the wafer 2 is executed by the image pickup means 53 and a control means (not shown). To do. That is, the imaging unit 53 and the control unit (not shown) align the street 21 formed in a predetermined direction of the wafer 2 with the condenser 522 of the laser beam irradiation unit 52 that irradiates the laser beam along the street 21. Image processing such as pattern matching is performed to perform alignment of the laser beam irradiation position. In addition, the alignment of the laser beam irradiation position is similarly performed on a plurality of streets 21 formed in a direction orthogonal to the streets 21 formed in a predetermined direction on the wafer 2. At this time, the surface of the wafer 2 on which the streets 21 are formed is located on the lower side, but the imaging means 53 is an infrared illumination means for irradiating infrared rays and an optical system for capturing the infrared rays emitted by the infrared illumination means. And an image pickup device (infrared CCD) that outputs an electrical signal corresponding to the infrared rays captured by the optical system, etc., so that the street 21 can be imaged through the back surface (upper surface) side of the wafer 2. it can.

以上のようにしてチャックテーブル51上に保持されたウエーハ2の表面2aに形成されたストリート21を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図7の(a)で示すようにチャックテーブル51をレーザー光線照射手段52の集光器522が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート21の延長線上の外周余剰領域24の一端(図7の(a)において左端)をレーザー光線照射手段52の集光器522の直下に位置付ける。そして、集光器522から照射されるパルスレーザー光線の集光点Pをウエーハ2の表面2a(下面)から例えば30μmの位置に合わせる。次に、集光器522からウエーハ2に対して透過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51を図7の(a)において矢印X1で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図7の(b)で示すようにレーザー光線照射手段52の集光器522の照射位置にストリート21の延長線上の外周余剰領域24の他端(図7の(b)において右端)が達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル51の移動を停止する。この結果、ウエーハ2には、デバイス領域23および外周余剰領域24(環状の補強部24b)における厚み方向中間部にストリート21に沿って改質層200が形成される。なお、改質層形成工程においては、外周余剰領域24(環状の補強部24b)にはパルスレーザー光線を照射しないでデバイス領域23だけに改質層を形成してもよい。   If the street 21 formed on the surface 2a of the wafer 2 held on the chuck table 51 is detected as described above and the laser beam irradiation position is aligned, as shown in FIG. The chuck table 51 is moved to the laser beam irradiation area where the condenser 522 of the laser beam irradiation means 52 is located, and one end (the left end in FIG. 7A) of the outer peripheral surplus area 24 on the extension line of the predetermined street 21 is irradiated with the laser beam. Positioned just below the light collector 522 of the means 52. Then, the condensing point P of the pulse laser beam irradiated from the condenser 522 is adjusted to a position of, for example, 30 μm from the front surface 2a (lower surface) of the wafer 2. Next, the chuck table 51 is moved at a predetermined processing feed rate in the direction indicated by the arrow X1 in FIG. 7A while irradiating a pulsed laser beam having a wavelength that is transmissive to the wafer 2 from the condenser 522. . Then, as shown in FIG. 7B, the other end (the right end in FIG. 7B) of the outer peripheral surplus region 24 on the extension line of the street 21 reaches the irradiation position of the condenser 522 of the laser beam irradiation means 52. Then, the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the movement of the chuck table 51 is stopped. As a result, on the wafer 2, the modified layer 200 is formed along the street 21 in the middle portion in the thickness direction of the device region 23 and the outer peripheral surplus region 24 (annular reinforcing portion 24 b). In the modified layer forming step, the modified layer may be formed only in the device region 23 without irradiating the outer peripheral surplus region 24 (annular reinforcing portion 24b) with the pulse laser beam.

上記改質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 :Ybレーザー:イッテリビウムドープドファイバーレーザー
波長 :1045nmのパルスレーザー
繰り返し周波数 :100kHz
平均出力 :0.3W
集光スポット径 :φ1〜1.5μm
加工送り速度 :100mm/秒
The processing conditions in the modified layer forming step are set as follows, for example.
Light source: Yb laser: Ytterbium-doped fiber laser Wavelength: 1045 nm pulse laser Repetition frequency: 100 kHz
Average output: 0.3W
Condensing spot diameter: φ1 ~ 1.5μm
Processing feed rate: 100 mm / sec

上記加工条件においては、ウエーハ2に形成される改質層200の厚みは、40μm程度である。
上述したように、ウエーハ2の所定方向に形成された全てのストリート21に沿って上記改質層形成工程を実施したならば、ウエーハ2を保持したチャックテーブル51を90度回動した位置に位置付ける。そして、ウエーハ2の上記所定方向と直交する方向に形成された全てのストリート21に沿って上記改質層形成工程を実施する。
Under the above processing conditions, the thickness of the modified layer 200 formed on the wafer 2 is about 40 μm.
As described above, if the modified layer forming step is performed along all the streets 21 formed in a predetermined direction of the wafer 2, the chuck table 51 holding the wafer 2 is positioned at a position rotated 90 degrees. . Then, the modified layer forming step is performed along all the streets 21 formed in the direction orthogonal to the predetermined direction of the wafer 2.

上述した改質層形成工程においては、ストリート21の延長線上の外周余剰領域24にもウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射して、環状の補強部24bの内部にも改質層を形成する(補助改質層形成工程)ので、後述する分割工程においてウエーハのストリートに沿った破断を補助することができる。   In the modified layer forming step described above, the outer peripheral surplus region 24 on the extended line of the street 21 is also irradiated with a pulse laser beam having a wavelength that is transmissive to the wafer, and the modified portion 24b is also modified inside. Since the layer is formed (auxiliary modified layer forming step), breakage along the wafer street can be assisted in the dividing step described later.

上述した改質層形成工程を実施したならば、ウエーハ2の裏面を環状のフレームに装着され表面に粘着層を有するダイシングテープの表面に貼着するフレーム支持工程を実施する。即ち、図8の(a)および(b)に示すように、改質層形成工程が実施されたウエーハ2の裏面2bを環状のフレーム6に装着され表面に粘着層を有するダイシングテープ7の表面に貼着する(フレーム支持工程)。なお、改質層形成工程が実施されたウエーハ2をレーザー加工装置5のチャックテーブル51から搬出して次工程であるフレーム支持工程に搬出する際に、ウエーハ2は外周余剰領域24に対応する領域に形成された環状の補強部24bによって補強されているので、搬出の際または搬送中にウエーハ2が割れるという問題が解消される。   When the modified layer forming step described above is performed, a frame supporting step is performed in which the back surface of the wafer 2 is attached to the surface of a dicing tape that is attached to an annular frame and has an adhesive layer on the surface. That is, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the surface of the dicing tape 7 in which the rear surface 2b of the wafer 2 subjected to the modified layer forming step is mounted on the annular frame 6 and has an adhesive layer on the surface. Adhere to (frame support process). When the wafer 2 on which the modified layer forming process has been performed is carried out from the chuck table 51 of the laser processing apparatus 5 and carried out to the frame support process which is the next process, the wafer 2 is an area corresponding to the outer peripheral surplus area 24. Since it is reinforced by the annular reinforcing portion 24b formed in the above, the problem that the wafer 2 breaks during unloading or during transfer is solved.

上述したフレーム支持工程を実施したならば、図9に示すようにウエーハ2の表面2aから保護テープ3を剥離する(保護テープ剥離工程).このとき、保護テープ3は環状の粘着層30のみがウエーハ2の外周余剰領域24に貼着されているので、剥離する際に微小電気機械システム(MEMS)からなるデバイス22を破損することがない。また、デバイスがIC、LSIまたはCCD等の撮像素子の場合には、粘着層の一部がデバイスの表面に残存してデバイスのバンプ、ボンディングパッドなどを汚染して断線を招いたり、撮像素子の撮像精度を低下させるという問題を未然に防止することができる。   When the frame supporting process described above is performed, the protective tape 3 is peeled off from the surface 2a of the wafer 2 as shown in FIG. 9 (protective tape peeling process). At this time, since only the annular adhesive layer 30 of the protective tape 3 is attached to the outer peripheral surplus region 24 of the wafer 2, the device 22 made of a micro electro mechanical system (MEMS) is not damaged when it is peeled off. . If the device is an image sensor such as an IC, LSI, or CCD, a part of the adhesive layer remains on the surface of the device, contaminating the device bumps, bonding pads, etc. The problem of lowering the imaging accuracy can be prevented beforehand.

上述した保護テープ剥離工程を実施したならば、ウエーハ2に外力を付与し改質層が形成されることにより強度が低下せしめられたストリート21に沿ってウエーハ2を破断して個々のデバイス22に分割するウエーハ分割工程を実施する。このウエーハ分割工程は、図10に示すテープ拡張装置8を用いて実施する。図10に示すテープ拡張装置8は、上記環状のフレーム6を保持するフレーム保持手段81と、該フレーム保持手段81に保持された環状のフレーム6に装着されたダイシングテープ7を拡張するテープ拡張手段82と、ピックアップコレット83を具備している。フレーム保持手段81は、環状のフレーム保持部材811と、該フレーム保持部材811の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ812とからなっている。フレーム保持部材811の上面は環状のフレーム6を載置する載置面811aを形成しており、この載置面811a上に環状のフレーム6が載置される。そして、載置面811a上に載置された環状のフレーム6は、クランプ812によってフレーム保持部材811に固定される。このように構成されたフレーム保持手段81は、テープ拡張手段82によって上下方向に進退可能に支持されている。   If the above-described protective tape peeling step is performed, the wafer 2 is broken along the streets 21 whose strength has been reduced by applying an external force to the wafer 2 and forming a modified layer, thereby forming individual devices 22. A wafer dividing step for dividing is performed. This wafer dividing step is performed using a tape expansion device 8 shown in FIG. 10 includes a frame holding means 81 for holding the annular frame 6 and a tape extending means for expanding the dicing tape 7 attached to the annular frame 6 held by the frame holding means 81. 82 and a pickup collet 83. The frame holding means 81 includes an annular frame holding member 811 and a plurality of clamps 812 as fixing means disposed on the outer periphery of the frame holding member 811. An upper surface of the frame holding member 811 forms a mounting surface 811a on which the annular frame 6 is mounted, and the annular frame 6 is mounted on the mounting surface 811a. The annular frame 6 placed on the placement surface 811 a is fixed to the frame holding member 811 by a clamp 812. The frame holding means 81 configured as described above is supported by the tape expanding means 82 so as to be able to advance and retreat in the vertical direction.

テープ拡張手段82は、上記環状のフレーム保持部材811の内側に配設される拡張ドラム821を具備している。この拡張ドラム821は、環状のフレーム6の内径より小さく該環状のフレーム6に装着されたダイシングテープ7に貼着されるウエーハ2の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム821は、下端に支持フランジ822を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段82は、上記環状のフレーム保持部材811を上下方向に進退可能な支持手段823を具備している。この支持手段823は、上記支持フランジ822上に配設された複数のエアシリンダ823aからなっており、そのピストンロッド823bが上記環状のフレーム保持部材811の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ823aからなる支持手段823は、図11の(a)に示すように環状のフレーム保持部材811を載置面811aが拡張ドラム821の上端と略同一高さとなる基準位置と、図11の(b)に示すように拡張ドラム821の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。   The tape expansion means 82 includes an expansion drum 821 disposed inside the annular frame holding member 811. The expansion drum 821 has an inner diameter and an outer diameter that are smaller than the inner diameter of the annular frame 6 and larger than the outer diameter of the wafer 2 attached to the dicing tape 7 attached to the annular frame 6. The expansion drum 821 includes a support flange 822 at the lower end. The tape expansion means 82 in the illustrated embodiment includes support means 823 that can advance and retract the annular frame holding member 811 in the vertical direction. The support means 823 includes a plurality of air cylinders 823 a arranged on the support flange 822, and the piston rod 823 b is connected to the lower surface of the annular frame holding member 811. In this way, the support means 823 including the plurality of air cylinders 823a is configured such that the annular frame holding member 811 and the mounting surface 811a are substantially at the same height as the upper end of the expansion drum 821, as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 11 (b), it is moved in the vertical direction between the extended positions below the upper end of the expansion drum 821 by a predetermined amount.

以上のように構成されたテープ拡張装置8を用いて実施するウエーハ分割工程について図11を参照して説明する。即ち、ウエーハ2が貼着されているダイシングテープ7が装着された環状のフレーム6を、図11の(a)に示すようにフレーム保持手段81を構成するフレーム保持部材811の載置面811a上に載置し、クランプ812によってフレーム保持部材811に固定する(フレーム保持工程)。このとき、フレーム保持部材811は図11の(a)に示す基準位置に位置付けられている。   A wafer dividing process performed using the tape expansion device 8 configured as described above will be described with reference to FIG. That is, the annular frame 6 on which the dicing tape 7 to which the wafer 2 is attached is attached to the mounting surface 811a of the frame holding member 811 constituting the frame holding means 81 as shown in FIG. And fixed to the frame holding member 811 by the clamp 812 (frame holding step). At this time, the frame holding member 811 is positioned at the reference position shown in FIG.

上述したフレーム保持工程を実施したならば、図11の(b)に示すようにテープ拡張手段82を構成する支持手段823としての複数のエアシリンダ823aを作動して、環状のフレーム保持部材811を拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材811の載置面811a上に固定されている環状のフレーム6も下降するため、図11の(b)に示すように環状のフレーム6に装着されたダイシングテープ7は拡張ドラム821の上端縁に接して拡張せしめられる(テープ拡張工程)。この結果、ダイシングテープ7に貼着されているウエーハ2には放射状に引張力が作用する。このようにウエーハ2に放射状に引張力が作用すると、ストリート21に沿って形成された改質層200は強度が低下せしめられているので、ウエーハ2は強度が低下せしめられている改質層200が破断起点となってストリート21に沿って破断され個々のデバイス22に分割される。このとき、上述した改質層形成工程においては、ストリート21の延長線上の外周余剰領域24にもウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射して、環状の補強部24bの内部にも改質層を形成する(補助改質層形成工程)ことで、ウエーハ2のストリート21に沿った破断が容易となる。   When the above-described frame holding step is performed, the plurality of air cylinders 823a as the supporting means 823 constituting the tape expanding means 82 are operated as shown in FIG. Lower to the extended position. Accordingly, the annular frame 6 fixed on the mounting surface 811a of the frame holding member 811 is also lowered, so that the dicing tape 7 mounted on the annular frame 6 is an expansion drum as shown in FIG. Expansion is performed in contact with the upper edge of 821 (tape expansion process). As a result, a tensile force acts radially on the wafer 2 adhered to the dicing tape 7. When a tensile force acts radially on the wafer 2 in this manner, the strength of the modified layer 200 formed along the street 21 is reduced, and thus the modified layer 200 in which the strength of the wafer 2 is reduced. Is broken along the street 21 as a starting point of breakage and divided into individual devices 22. At this time, in the above-described modified layer forming step, the outer peripheral surplus region 24 on the extension line of the street 21 is also irradiated with a pulse laser beam having a wavelength that is transmissive to the wafer, so that the inside of the annular reinforcing portion 24b. In addition, by forming the modified layer (auxiliary modified layer forming step), breakage along the street 21 of the wafer 2 is facilitated.

上述したウエーハ分割工程を実施することにより、ウエーハ2を改質層200が形成されたストリート21に沿って破断し個々のデバイス22に分割したならば、図11の(c)に示すようにピックアップコレット83を作動してデバイス22を吸着し、ダイシングテープ7から剥離してピックアップする。なお、ピックアップ工程においては、個々のデバイス22間の隙間Sが広げられているので、隣接するデバイス22と接触することなく容易にピックアップすることができる。   If the wafer 2 is broken along the street 21 on which the modified layer 200 is formed and divided into individual devices 22 by performing the above-described wafer dividing step, a pickup as shown in FIG. The collet 83 is operated to adsorb the device 22, peeled off from the dicing tape 7 and picked up. In the pickup process, since the gap S between the individual devices 22 is widened, the pickup can be easily performed without contact with the adjacent devices 22.

2:ウエーハ
21:ストリート
22:デバイス
23:デバイス領域
24:外周余剰領域
3:保護テープ
30:環状の粘着層
4:研削装置
41:チャックテーブル
42:研削手段
424:研削ホイール
5:レーザー加工装置
51:チャックテーブル
52:レーザー光線照射手段
522:集光器
6:環状のフレーム
7:ダイシングテープ
8:テープ拡張装置
81:フレーム保持手段
82:テープ拡張手段
2: Wafer 21: Street 22: Device 23: Device region 24: Peripheral surplus region 3: Protection tape 30: Annular adhesive layer 4: Grinding device 41: Chuck table 42: Grinding means 424: Grinding wheel 5: Laser processing device 51 : Chuck table 52: laser beam irradiation means 522: light collector 6: annular frame 7: dicing tape 8: tape expansion device 81: frame holding means 82: tape expansion means

Claims (2)

表面に格子状に形成された複数のストリートによって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域に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備えたウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハの直径に対応した直径を有しウエーハの外周余剰領域に対応する外周部にのみ環状の粘着層を表面に備えた保護テープをウエーハの表面に貼着する保護テープ貼着工程と、
保護テープ貼着工程が実施された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の仕上がり厚さに形成するとともに、ウエーハの裏面における外周余剰領域に対応する領域を残存させて環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
裏面研削工程が実施されたウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置付けてストリートに沿って照射し、ウエーハの内部にストリートに沿って改質層を形成する改質層形成工程と、
改質層形成工程が実施されたウエーハの裏面を環状のフレームに装着され表面に粘着層を有するダイシングテープの表面に貼着するフレーム支持工程と、
フレーム支持工程が実施されたウエーハの表面から保護テープを剥離する保護テープ剥離工程と、
保護テープ剥離工程が実施されたウエーハに外力を付与し改質層が形成されることにより強度が低下せしめられたストリートに沿ってウエーハを破断して個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法。
A wafer having a plurality of regions partitioned by a plurality of streets formed in a lattice pattern on the surface and a device region in which a device is formed in the partitioned region and an outer peripheral surplus region surrounding the device region, A method of dividing a wafer along multiple streets,
A protective tape attaching step of attaching a protective tape having a diameter corresponding to the diameter of the wafer and having an annular adhesive layer on the surface only on the outer peripheral portion corresponding to the outer peripheral surplus area of the wafer;
The area corresponding to the device area on the back surface of the wafer on which the protective tape attaching process has been performed is ground to form the thickness of the device area to a predetermined finished thickness, and the area corresponding to the outer peripheral surplus area on the back surface of the wafer A back surface grinding step for forming an annular reinforcing portion by leaving
Modification that forms a modified layer along the street inside the wafer by irradiating along the street with a condensing point of a laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer subjected to the back grinding process A layer forming step;
A frame support step of attaching the back surface of the wafer on which the modified layer forming step has been performed to the surface of a dicing tape that is attached to an annular frame and has an adhesive layer on the surface;
A protective tape peeling step for peeling the protective tape from the surface of the wafer on which the frame supporting step has been performed;
A wafer dividing step of breaking the wafer along the streets whose strength has been reduced by applying an external force to the wafer subjected to the protective tape peeling step and forming a modified layer to divide the wafer into individual devices. Including,
A wafer dividing method characterized by the above.
該改質層形成工程は、ストリートの延長線上の外周余剰領域にもウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射して、環状の補強部の内部にも改質層を形成する補助改質層形成工程を含んでいる、請求項1記載のウエーハの分割方法。   The modified layer forming step irradiates a pulse laser beam having a wavelength that is permeable to the wafer to the outer peripheral surplus area on the extended line of the street to assist the formation of the modified layer in the annular reinforcing portion. 2. The wafer dividing method according to claim 1, further comprising a modified layer forming step.
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