JP2014165338A - Laser processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウエーハのレーザー加工方法に関する。 The present invention relates to a wafer laser processing method.
半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハを個々のチップに分割する方法として、特許第3408805号公報に開示されるように、ウエーハに対して透過性を有する波長(例えば1064nm)のレーザービームの集光点を分割予定ラインに対応するウエーハの内部に位置付けて、レーザービームを分割予定ラインに沿って照射してウエーハ内部に改質層を形成し、その後ウエーハに外力を付与してウエーハを改質層を分割起点として個々のチップに分割する方法がある。 As a method of dividing a wafer such as a semiconductor wafer or an optical device wafer into individual chips, as disclosed in Japanese Patent No. 3408805, a laser beam with a wavelength (for example, 1064 nm) that is transparent to the wafer is condensed. A point is positioned inside the wafer corresponding to the division line, and a laser beam is irradiated along the division line to form a modified layer inside the wafer, and then an external force is applied to the wafer to apply the wafer to the modified layer. There is a method of dividing into individual chips by using as a division starting point.
特開2010−034250号公報には、内部に改質層が形成されたウエーハに貼着されたテープを拡張することで、ウエーハに外力を付与してウエーハを改質層を分割起点に個々のチップに分割する方法が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2010-034250 discloses a method in which a tape attached to a wafer having a modified layer formed therein is expanded to apply an external force to the wafer, and the wafer is divided into individual layers starting from the modified layer. A method of dividing into chips is disclosed.
一般にウエーハ表面側には様々な材質の膜が積層されていたり凹凸が形成されているため、ウエーハの内部にレーザービームの集光点を位置付けてウエーハの表面側からレーザービームを照射することができず、ウエーハの裏面側からレーザービームを照射してウエーハ内部に改質層を形成するのが一般的である。 In general, films of various materials are laminated or uneven on the wafer surface side, so it is possible to irradiate the laser beam from the wafer surface side by positioning the condensing point of the laser beam inside the wafer. In general, a modified layer is generally formed inside the wafer by irradiating a laser beam from the back side of the wafer.
この場合、ウエーハの表面側を粘着テープに貼着し、粘着テープの外周部を環状フレームに貼着して、レーザー加工装置のチャックテーブルで粘着テープを介してウエーハを吸引保持し、ウエーハの裏面側からレーザービームを照射する方法がよく使用されている。 In this case, the front side of the wafer is attached to the adhesive tape, the outer periphery of the adhesive tape is attached to the annular frame, and the wafer is sucked and held by the chuck table of the laser processing apparatus via the adhesive tape. A method of irradiating a laser beam from the side is often used.
しかし、この方法では、ウエーハに外力を付与してウエーハを個々のチップに分割した後、チップを裏面側からピックアップするため、後のハンドリングでチップの表裏を反転する必要がある。 However, in this method, since an external force is applied to the wafer to divide the wafer into individual chips and then the chips are picked up from the back side, it is necessary to invert the front and back of the chips in later handling.
この問題を解決するため、特開2010−029927号公報では、ウエーハの裏面側を粘着テープに貼着して、ウエーハの表面側をレーザー加工装置のチャックテーブルで吸引保持しながら粘着テープを介してウエーハの裏面側からレーザービームを照射して、ウエーハの内部に改質層を形成する方法が提案されている。この場合、ハンドリングを容易にするために、粘着テープの外周部は環状フレームに貼着された状態でレーザー加工が実施される。 In order to solve this problem, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-029927, the back side of the wafer is attached to the adhesive tape, and the front side of the wafer is sucked and held by the chuck table of the laser processing apparatus via the adhesive tape. There has been proposed a method of irradiating a laser beam from the back side of a wafer to form a modified layer inside the wafer. In this case, in order to facilitate handling, laser processing is performed with the outer peripheral portion of the adhesive tape attached to the annular frame.
しかし、環状フレームを使用した場合、ウエーハに外力を付与するために粘着テープを拡張しようとしても、拡張量には制限があるために十分に粘着テープを拡張することができず分割が不十分となる恐れがある。 However, when an annular frame is used, even if an attempt is made to expand the adhesive tape to apply external force to the wafer, the amount of expansion is limited, so the adhesive tape cannot be expanded sufficiently and the division is insufficient. There is a fear.
また、拡張して伸びた粘着テープが弛み、ウエーハを分割して形成されたチップ同士が接触してチップの外周が損傷するという問題も生じる。 In addition, there is a problem that the adhesive tape extended and loosened loosens, and chips formed by dividing the wafer come into contact with each other to damage the outer periphery of the chip.
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、環状フレームを使用することなくウエーハの裏面側からレーザービームを照射してウエーハの内部に改質層を形成するレーザー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 its object is to form a modified layer inside the wafer by irradiating a laser beam from the back side of the wafer without using an annular frame. It is to provide a laser processing method.
本発明によると、表面に形成された交差する複数の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に対して透過性を有する波長のレーザービームを照射してレーザー加工を施すレーザー加工方法であって、ウエーハと同等以上のサイズを有する粘着テープにウエーハの裏面側を貼着する貼着ステップと、該貼着ステップを実施した後、該ウエーハに照射するレーザービームに対して透明性を有するプレートの保持面上に液体を介して該ウエーハが貼着された該粘着テープを密着させ、該プレートで該粘着テープを介して該ウエーハを保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該プレートの該保持面の背面側から該プレートに保持された該ウエーハの内部に集光点を位置付けた状態で、該ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを該プレートを介して該ウエーハの裏面側から該分割予定ラインに沿って照射して、該ウエーハの内部に改質層を形成する改質層形成ステップと、を備えたことを特徴とするレーザー加工方法が提供される。 According to the present invention, a laser that performs laser processing by irradiating a wafer having a device with a wavelength having transparency to each region formed by a plurality of intersecting scheduled lines formed on the surface. A processing method, an adhesion step of adhering the back side of a wafer to an adhesive tape having a size equal to or larger than that of the wafer, and transparent to a laser beam irradiated to the wafer after the adhesion step is performed. Holding the adhesive tape having the wafer attached thereto on a holding surface of a plate having a property via a liquid, and holding the wafer via the adhesive tape on the plate, and carrying out the holding step After that, with the focusing point positioned inside the wafer held on the plate from the back side of the holding surface of the plate, A modified layer forming step of forming a modified layer inside the wafer by irradiating a laser beam of a wavelength having a transient wavelength from the back side of the wafer along the division line through the plate; There is provided a laser processing method comprising the above.
好ましくは、本発明のレーザー加工方法は、改質層形成ステップを実施した後、粘着テープの外周縁を挟持手段で挟持して粘着テープを拡張し、改質層を起点にウエーハを個々のチップに分割する分割ステップを更に備えている。 Preferably, in the laser processing method of the present invention, after the modified layer forming step is performed, the outer peripheral edge of the adhesive tape is sandwiched by the sandwiching means to expand the adhesive tape, and the wafer is separated into individual chips from the modified layer as a starting point. And a dividing step of dividing the image into two.
好ましくは、本発明のレーザー加工方法は、分割ステップを実施した後、粘着テープの外周部を環状フレームに貼着して粘着テープを介して環状フレームでウエーハを支持した形態とする環状フレーム貼着工程を更に備えている。 Preferably, in the laser processing method of the present invention, after performing the dividing step, the outer peripheral portion of the adhesive tape is attached to the annular frame, and the wafer is supported by the annular frame via the adhesive tape. The method further includes a process.
好ましくは、プレートは、保持面に開口する吸引部と、一端が吸引部と連通し他端が吸引源に連通する吸引路とを有し、保持ステップは、プレートの保持面上に液体を介してウエーハを載置する載置ステップと、載置ステップを実施した後、吸引源を作動させてプレート上のウエーハを粘着テープを介して吸引してウエーハが貼着された粘着テープをプレートに密着させる密着ステップと、密着ステップを実施した後、吸引源の作動を停止させる吸引停止ステップとを含んでいる。 Preferably, the plate has a suction portion that opens to the holding surface, and a suction path having one end communicating with the suction portion and the other end communicating with the suction source, and the holding step is performed via a liquid on the holding surface of the plate. After placing the wafer and placing the wafer, the suction source is activated and the wafer on the plate is sucked through the adhesive tape so that the adhesive tape to which the wafer is attached is adhered to the plate. And a suction stop step of stopping the operation of the suction source after performing the contact step.
本発明のレーザー加工方法では、液体を介してウエーハが貼着された粘着テープを透明プレートに密着させるため、ウエーハは粘着テープを介して透明プレートに保持される。更に、透明プレートを介してウエーハの裏面側からレーザービームを照射してウエーハ内部に改質層を形成するため、環状フレームを使用する必要がなく、後の分割ステップにおいて粘着テープの拡張量に制限がなく、粘着テープを十分拡張してウエーハを確実にチップに分割できる。 In the laser processing method of the present invention, the wafer is held on the transparent plate via the adhesive tape in order to bring the adhesive tape to which the wafer is attached via the liquid into close contact with the transparent plate. Furthermore, a modified layer is formed inside the wafer by irradiating a laser beam from the back side of the wafer through a transparent plate, so there is no need to use an annular frame and the amount of expansion of the adhesive tape is limited in the subsequent dividing step. The wafer can be reliably divided into chips by sufficiently expanding the adhesive tape.
更に、粘着テープ拡張後に環状フレームを貼着することができるため、拡張された粘着テープによるチップ同士の接触に起因したチップ損傷が生じる恐れがない。 Furthermore, since the annular frame can be attached after the expansion of the adhesive tape, there is no possibility of chip damage resulting from contact between the chips due to the expanded adhesive tape.
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、本発明実施形態に係る貼着ステップを示す分解斜視図が示されている。半導体ウエーハ(以下、単にウエーハと略称することがある)11の表面11aには、格子状に形成された複数の分割予定ライン13によって区画された各領域にIC、LSI等のデバイス15が形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, an exploded perspective view showing a sticking step according to an embodiment of the present invention is shown. On a
本実施形態の貼着ステップでは、ウエーハ11と同等以上のサイズを有する粘着テープ12にウエーハ11の裏面11b側が貼着され、ウエーハ11の表面11aが露出する形態となる。
In the attaching step of this embodiment, the
貼着ステップを実施した後、図2(A)に示すように、ウエーハに照射するレーザービームに対して透明性を有するガラス等のプレート14上にノズル16から、プレート14の保持面14a上を液体17を滴下して保持面14aを液体でカバーする。本実施形態では、液体として純水を使用した。
After performing the sticking step, as shown in FIG. 2A, from the
次いで、図2(B)に示すように、プレート14の保持面14a上に液体17を介して、ウエーハ11が貼着された粘着テープ12を密着させ、プレート14で粘着テープ12を介してウエーハ11を保持する保持ステップを実施する。
Next, as shown in FIG. 2 (B), the
この保持ステップでは、プレート14の保持面14aとウエーハ11の裏面11bとの間に介在した液体17によりウエーハ11をプレート14で保持しているため、強力ではないがある程度の保持力を発揮することができ、ウエーハ11を定位置に保持することができる。
In this holding step, since the
保持ステップを実施した後、図3に示す集光器(レーザーヘッド)18と図4に示すレーザービーム発生ユニット20とを含むレーザービーム照射ユニットを使用して、ウエーハ11の内部に改質層19を形成する改質層形成ステップを実施する。
After carrying out the holding step, a modified
レーザービーム発生ユニット20は、図4のブロック図に示すように、ウエーハ11に対して透過性を有する波長のYAGレーザー又はYVO4レーザーを発振するレーザー発振器22と、繰り返し周波数設定手段24と、パルス幅調整手段26と、パワー調整手段28とを含んでいる。
As shown in the block diagram of FIG. 4, the laser
改質層形成ステップでは、レーザービーム発生ユニット20のパワー調整手段28により所定パワーに調整されたウエーハ11に対して透過性を有する波長(例えば1064nm)のパルスレーザービームを、図3に示すように、プレート14の下側に配置された集光器18からウエーハ11の内部に集光点Pを位置付けた状態で、プレート14を介してウエーハ11の裏面11b側から照射し、プレート14を矢印X1方向に加工送りすることにより、分割予定ライン13に沿ってウエーハ11の内部に改質層19を形成する。
In the modified layer forming step, a pulsed laser beam having a wavelength (for example, 1064 nm) having transparency to the
この改質層形成ステップを、第1の方向に伸長する全ての分割予定ライン13に沿って実施した後、プレート14を90度回転してから、第1の方向と直交する第2の方向に伸長する全ての分割予定ライン13に沿って同様な改質層形成ステップを実施する。
After carrying out this modified layer forming step along all the planned dividing
このように、全ての分割予定ライン13に沿ってウエーハ11の内部に改質層19を形成した後、図5に示すように、粘着テープ12の外周縁の概略直交する方向の4か所(図5では2か所のみ図示)を挟持手段30で挟持して、挟持手段30を矢印A方向に移動することにより、粘着テープ12を半径方向に拡張する。粘着テープ12が十分に拡張されると、改質層19を分割起点にウエーハ11が個々のデバイスチップ15に分割される(分割ステップ)。
Thus, after forming the reforming
分割ステップを実施する前に、例えば加熱によって液体17を蒸発させてプレート14からウエーハ11を剥離し、その後粘着テープ12を拡張する分割ステップを実施する。
Before performing the dividing step, the dividing step of evaporating the liquid 17 by heating, for example, peeling the
本実施形態の分割ステップでは、挟持手段30により実施する粘着テープ12の拡張量に制限がなく、粘着テープ12を十分拡張できるため、ウエーハ11の分割が不十分になることはなく、ウエーハ11は個々のデバイスチップ15に確実に分割される。
In the dividing step of the present embodiment, the amount of expansion of the
分割ステップを実施した後、図6に示すように、粘着テープ12の外周部に環状フレームFを貼着して、粘着テープ12を介して環状フレームFでウエーハ11を支持した形態とする環状フレーム貼着ステップを実施する。
After carrying out the dividing step, as shown in FIG. 6, the annular frame F is attached to the outer periphery of the
本実施形態では、粘着テープ12を十分拡張後に環状フレームFを粘着テープ12に貼着することができるため、拡張された粘着テープ12によるデバイスチップ15同士の接触に起因したデバイスチップ15の損傷が生じる恐れがない。
In the present embodiment, since the annular frame F can be adhered to the
環状フレーム貼着ステップを実施した後、ウエーハ11から分割されたデバイスチップ15を粘着テープ12からピックアップするピックアップステップを実施する。このピックアップステップ実施時に、隣接するデバイスチップ15の間隔が十分あいているため、デバイスチップ15同士の接触に起因したデバイスチップ15の損傷を防止することができる。
After performing the annular frame sticking step, a pickup step for picking up the
次に、図7乃至図9を参照して、保持ステップの第2実施形態について説明する。本実施形態の保持ステップでは、保持面14aに開口した吸引部として作用する環状吸引溝32を有するプレート14Aを使用する。環状吸引溝(吸引部)32は、吸引路33及び電磁切替弁34を介して真空吸引源36又は噴出エア源38に選択的に接続される。
Next, a second embodiment of the holding step will be described with reference to FIGS. In the holding step of the present embodiment, a
本実施形態の保持ステップでは、まず図7に示すように、プレート14Aの保持面14a上に純水等の液体17を介してウエーハ11の裏面11b側を載置する載置ステップを実施する。このとき、電磁切替弁34は遮断位置となっている。
In the holding step of this embodiment, first, as shown in FIG. 7, a mounting step of mounting the
次いで、図8に示すように、電磁切替弁34を切り替えて真空吸引源36を吸引路33を介して環状吸引溝32に連通し、真空吸引源36の作動によりプレート14A上のウエーハ11を粘着テープ12を介して吸引して、ウエーハ11が貼着された粘着テープ12をプレート14A上に密着させる密着ステップを実施する。
Next, as shown in FIG. 8, the
密着ステップを実施した後、図9に示すように、電磁切替弁34を遮断位置に切り替えて、吸引源36による吸引を停止させる吸引停止ステップを実施する。ウエーハ11は粘着テープ12を介してプレート14Aの保持面14a上に密着しているため、吸引源36による吸引を停止してもこの密着状態が阻害されることはない。
After performing the contact step, as shown in FIG. 9, the suction switching step for switching the
よって、本実施形態の保持ステップを実施した後は、粘着テープ12に貼着されたウエーハ11は、粘着テープ12を介してプレート14Aの保持面14a上に十分密着しているため、図10に示すように上下を判定してプレート14Aを上側にしてウエーハ11の表面11aを下向きの状態にしても、ウエーハ11はプレート14Aから落ちることはない。
Therefore, after carrying out the holding step of the present embodiment, the
従って、集光器18がウエーハ11の上側に配設されている従来のレーザー加工装置を利用できるため、ウエーハ11の表面側をレーザー加工装置のチャックテーブルで保持して、プレート14Aの保持面14aの背面側から集光器18でウエーハ11の内部に集光点を位置付けた状態でウエーハ11にレーザービームを照射し、チャックテーブルを矢印X1方向に加工送りすることにより、ウエーハ11の分割予定ライン13に沿ってウエーハ11の内部に改質層19を形成することができる。
Therefore, since the conventional laser processing apparatus in which the
本実施形態で、粘着テープ12をプレート14Aから剥離する必要がある場合には、電磁切替弁34を切り替えて環状吸引溝32を吸引路33を介して噴出エア源38に接続し、環状吸引溝32からエアを噴出することにより粘着テープ12をプレート14Aから剥離する。
In the present embodiment, when it is necessary to peel the
11 ウエーハ
12 粘着テープ
13 分割予定ライン
15 デバイス
17 液体
18 集光器
19 改質層
20 レーザービーム発生ユニット
30 挟持手段
32 環状吸引溝
33 吸引路
34 電磁切替弁
36 真空吸引源
38 噴出エア源
11
Claims (4)
ウエーハと同等以上のサイズを有する粘着テープにウエーハの裏面側を貼着する貼着ステップと、
該貼着ステップを実施した後、該ウエーハに照射するレーザービームに対して透明性を有するプレートの保持面上に液体を介して該ウエーハが貼着された該粘着テープを密着させ、該プレートで該粘着テープを介して該ウエーハを保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、該プレートの該保持面の背面側から該プレートに保持された該ウエーハの内部に集光点を位置付けた状態で、該ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを該プレートを介して該ウエーハの裏面側から該分割予定ラインに沿って照射して、該ウエーハの内部に改質層を形成する改質層形成ステップと、
を備えたことを特徴とするレーザー加工方法。 A laser processing method in which laser processing is performed by irradiating a wafer having a device with a wavelength having transparency to each region defined by a plurality of intersecting scheduled lines formed on a surface. ,
An adhering step of adhering the back side of the wafer to an adhesive tape having a size equal to or larger than the wafer;
After carrying out the adhering step, the adhesive tape having the wafer attached thereto is brought into intimate contact with the holding surface of the plate having transparency with respect to the laser beam applied to the wafer through the liquid. A holding step for holding the wafer via the adhesive tape;
After carrying out the holding step, a laser having a wavelength that is transparent to the wafer in a state where a condensing point is positioned inside the wafer held on the plate from the back side of the holding surface of the plate A modified layer forming step of forming a modified layer inside the wafer by irradiating a beam along the planned dividing line from the back side of the wafer through the plate;
A laser processing method comprising:
前記改質層形成ステップを実施した後、該粘着テープの外周縁を挟持手段で挟持して該粘着テープを拡張し、該改質層を起点に該ウエーハを個々のチップに分割する分割ステップを、更に備えた請求項1記載のレーザー加工方法。 In the attaching step, the wafer is attached to an adhesive tape having a size larger than the wafer,
After performing the modified layer forming step, the dividing step of expanding the adhesive tape by sandwiching the outer peripheral edge of the adhesive tape with a clamping means, and dividing the wafer into individual chips starting from the modified layer. The laser processing method according to claim 1, further provided.
前記保持ステップは、該プレートの該保持面上に該液体を介してウエーハを載置する載置ステップと、
該載置ステップを実施した後、該吸引源を作動させて該プレート上の該ウエーハを該粘着テープを介して吸引して該ウエーハが貼着された該粘着テープを該プレートに密着させる密着ステップと、
該密着ステップを実施した後、該吸引源の作動を停止させる吸引停止ステップと、
を含む請求項1〜3の何れかに記載のレーザー加工方法。 The plate has a suction part that opens to the holding surface, and a suction path having one end communicating with the suction part and the other end communicating with a suction source,
The holding step includes placing a wafer on the holding surface of the plate via the liquid; and
After carrying out the placing step, the suction source is operated to suck the wafer on the plate through the adhesive tape so that the adhesive tape to which the wafer is adhered adheres to the plate. When,
A suction stop step of stopping the operation of the suction source after performing the contact step;
The laser processing method in any one of Claims 1-3 containing.
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