JP2014225519A

JP2014225519A - 加工方法

Info

Publication number: JP2014225519A
Application number: JP2013103275A
Authority: JP
Inventors: 聡花島; Satoshi Hanashima
Original assignee: Disco Abrasive Systems KK
Current assignee: Disco Abrasive Systems KK
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2014-12-04

Abstract

【課題】生産性の高い加工方法を提供する。
【解決手段】被加工物（２）の加工方法であって、被加工物の表面（２ａ）に水溶性保護膜（３６）を形成する水溶性保護膜形成ステップと、水溶性保護膜形成ステップを実施した後、被加工物の表面にレーザービーム（４２）を照射してレーザー加工溝（４４）を形成するレーザー加工ステップと、レーザー加工ステップを実施した後、切削ブレード（４８）に切削水を供給しつつ、水溶性保護膜が形成された被加工物のレーザー加工溝に沿って被加工物を切削ブレードで切削する切削ステップと、を備える構成とした。
【選択図】図４

Description

本発明は、ウェーハ等の被加工物にレーザービームを照射してアブレーションによる加工溝を形成した後に、当該加工溝に沿って被加工物を切削する加工方法に関する。

近年、低誘電率の絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）を表面側に積層したウェーハが実用化されている。Ｌｏｗ−ｋ膜によってデバイスの配線間を絶縁することで、プロセスの微細化により配線の間隔が狭くなっても配線間に生じる静電容量を小さく抑えることができる。その結果、配線を伝播する信号の遅延は抑制され、デバイスの処理能力を高く維持できる。

上述したＬｏｗ−ｋ膜の機械的強度は低いので、ウェーハをチップへと分割する際にＬｏｗ−ｋ膜を切削ブレードで切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜は剥離してしまう。そこで、Ｌｏｗ−ｋ膜の一部をレーザービームの照射で除去した後にウェーハを切削する加工方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

この加工方法では、まず、ウェーハの表面側からストリート（分割予定ライン）に沿ってレーザービームを照射し、Ｌｏｗ−ｋ膜の一部をアブレーションにより除去する。その後、Ｌｏｗ−ｋ膜が除去された領域に沿ってウェーハを切削することで、Ｌｏｗ−ｋ膜の剥離の可能性を低く抑えることができる。

上記レーザービームの照射前には、ウェーハの表面側に水溶性の保護膜を形成するのが一般的である（例えば、特許文献３参照）。これにより、アブレーションで生じるデブリ等から表面側のデバイスを保護できる。

特開２００５−６４２３０号公報特開２００５−６４２３１号公報特開２００４−１８８４７５号公報

ところで、上述の加工方法では、例えば、ウェーハの表面側に保護膜を形成してレーザービームを照射した後に、保護膜を除去してウェーハを切削するので、切削のみの加工方法等と比較すると生産性は低くなってしまう。そのため、この加工方法の生産性を高めることが望まれている。

本発明はかかる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、生産性の高い加工方法を提供することである。

本発明によれば、被加工物の加工方法であって、被加工物の表面に水溶性保護膜を形成する水溶性保護膜形成ステップと、該水溶性保護膜形成ステップを実施した後、被加工物の表面にレーザービームを照射してレーザー加工溝を形成するレーザー加工ステップと、該レーザー加工ステップを実施した後、切削ブレードに切削水を供給しつつ、該水溶性保護膜が形成された被加工物の該レーザー加工溝に沿って被加工物を該切削ブレードで切削する切削ステップと、を備えたことを特徴とする加工方法が提供される。

また、前記加工方法においては、前記切削ステップを実施した後、被加工物の表面に洗浄水を供給して被加工物表面を洗浄する洗浄ステップを更に備えることが好ましい。

本発明によれば、被加工物の表面側に水溶性保護膜を形成してレーザービームを照射した後に、水溶性保護膜が形成された状態の被加工物を切削ブレードで切削するので、レーザービームの照射後に被加工物を洗浄するステップは不要になる。

また、切削の際の切削水で被加工物の表面側は洗浄されるので、切削後の洗浄ステップを簡略化、又は省略できる。このように、本発明によれば、被加工物の洗浄に係る処理時間を短縮した生産性の高い加工方法を提供できる。

本実施の形態に係る加工方法で加工されるウェーハの構成例を示す斜視図である。図２（Ａ）は、本実施の形態の水溶性保護膜形成ステップを模式的に示す一部断面側面図であり、図２（Ｂ）は、水溶性保護膜が形成されたウェーハを模式的に示す断面図である。図３（Ａ）は、レーザー加工ステップを模式的に示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、レーザー加工溝が形成されたウェーハを模式的に示す断面図である。切削ステップを模式的に示す一部断面側面図である。洗浄ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、表面側にデバイスが形成されたウェーハを被加工物とする加工方法について説明するが、本発明の被加工物はこれに限定されない。

本実施の形態の加工方法は、水溶性保護膜形成ステップ（図２参照）と、レーザー加工ステップ（図３参照）と、切削ステップ（図４参照）と、洗浄ステップ（図５参照）とを含む。

水溶性保護膜形成ステップでは、ウェーハ（被加工物）２（図１参照）の表面２ａ側に、水溶性保護膜３６を形成する。レーザー加工ステップでは、ウェーハ２の表面２ａ側にレーザービーム４２を照射して、レーザー加工溝４４を形成する。

切削ステップでは、水溶性保護膜３６が設けられたウェーハ２を、レーザー加工溝４４に沿って切削ブレード４８で切削する。洗浄ステップでは、ウェーハ２の表面２ａ側に洗浄水５８を供給し、切削ステップ後において残存する水溶性保護膜３６を除去する。以下、本実施の形態に係る加工方法の各ステップ等について詳述する。

図１は、本実施の形態の加工方法の対象となるウェーハ２の構成例を示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態の加工方法の対象となるウェーハ２は、円盤状の外形を有し、中央のデバイス領域４と、デバイス領域４を囲む外周余剰領域６とを備えている。

ウェーハ２の表面２ａ側のデバイス領域４は、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）８で複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイス１０が形成されている。ウェーハ２の外周２ｃは面取り加工されており、断面形状は円弧状になっている（図２（Ｂ）等参照）。

本実施の形態の加工方法では、まず、ウェーハ２の表面２ａ側に水溶性保護膜３６を形成する水溶性保護膜形成ステップを実施する。図２（Ａ）は、水溶性保護膜形成ステップを模式的に示す一部断面側面図であり、図２（Ｂ）は、水溶性保護膜３６が形成されたウェーハ２を模式的に示す断面図である。

図２（Ａ）に示すように、水溶性保護膜形成ステップは、保護膜形成装置１２で実施される。保護膜形成装置１２は、ウェーハ２を吸引保持する保持テーブル１４を備えている。なお、この保護膜形成装置１２は、例えば、後のレーザー加工ステップを実施するレーザー加工装置３８内に設けられている。

保持テーブル１４の表面１４ａは、ウェーハ２を吸引保持する保持面となっている。この保持面には、保持テーブル１４の内部に形成された流路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、ウェーハ２を吸引する吸引力が発生する。

保持テーブル１４の下部には、回転軸１６の一端側が接続されており、回転軸１６の他端側には、モータ等を含む回転機構１８が接続されている。すなわち、保持テーブル１４は、回転軸１６を介して回転機構１８と連結されている。この回転機構１８から伝達される回転力で、保持テーブル１４は回転される。

保持テーブル１４の上方には、水溶性保護膜３６の原料となる液状樹脂２０を滴下するノズル２２が配置されている。ノズル２２は、Ｌ字状の支持アーム２４を介して駆動機構２６に連結されており、保持テーブル１４中央付近の滴下位置と、保持テーブル１４外側の退避位置との間で移動される。また、ノズル２２は、配管（不図示）を通じて液状樹脂２０の供給源（不図示）と接続されている。

回転機構１８の上方には、ノズル２２、保持テーブル１４等から飛散する液状樹脂２０等を受ける受け部２８が設けられている。受け部２８は、円筒状の外周壁２８ａと、円形の底壁２８ｂとを備える。円形の底壁２８ｂの中央には開口部が設けられており、この開口部には回転軸１６が挿通されている。また、底壁２８ｂの開口部を囲むように円筒状の内周壁２８ｃが設けられている。

なお、この保護膜形成装置１２には、洗浄水を供給可能なノズル３０が設けられている。ノズル３０は、ノズル２２と同様、Ｌ字状の支持アーム３２を介して駆動機構３４に連結されている。また、ノズル３０は、配管（不図示）を通じて洗浄水の供給源（不図示）と接続されている。ただし、ノズル３０、支持アーム３２、駆動機構３４は省略されても構わない。同様に、エアを供給可能なノズル等が設けられていても良い。

水溶性保護膜形成ステップでは、上述した保持テーブル１４にウェーハ２の裏面２ｂ側を吸引保持させ、回転機構１８で保持テーブル１４を回転させる。ノズル２２を退避位置から滴下位置まで移動させ、ウェーハ２の表面２ａ側に液状樹脂２０を滴下することで、図２（Ｂ）に示すような水溶性保護膜３６が形成される。

水溶性保護膜形成ステップの後には、ウェーハ２の表面２ａ側にレーザー加工溝４４を形成するレーザー加工ステップを実施する。図３（Ａ）は、レーザー加工ステップを模式的に示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、レーザー加工溝４４が形成されたウェーハ２を模式的に示す断面図である。

レーザー加工ステップでは、まず、図３（Ａ）に示すレーザー加工装置３８の保持テーブル（不図示）にウェーハ２の裏面２ｂ側を吸着保持させ、レーザー加工装置３８の加工ヘッド４０をウェーハ２のストリート８に位置合わせする。そして、ウェーハ２と加工ヘッド４０とを相対移動させながら、ウェーハ２の表面２ａ側にレーザービーム４２を照射する。

レーザービーム４２は、ＹＡＧ、ＹＶＯ４等をレーザー媒質として所定の繰り返し周波数で発振され、ウェーハ２をアブレーションさせる程度の出力（光強度）を有する。そのため、レーザービーム４２を照射すると、レーザービーム４２の照射点近傍においてウェーハ２はアブレーションされる。

ウェーハ２と加工ヘッド４０との相対移動により、レーザービーム４２はストリート８に沿って照射される。その結果、ウェーハ２の表面２ａ側には、図３（Ｂ）に示すようなストリート８に沿うレーザー加工溝４４が形成される。

各ストリート８内には、２本の平行なレーザー加工溝４４を形成する。各ストリート８内の２本のレーザー加工溝４４の間隔は、後の切削ステップを実施する切削装置４６の切削ブレード４８の厚みと同等以上に広く設定する。

ウェーハ２の表面２ａ側には、水溶性保護膜形成ステップにおいて水溶性保護膜３６が形成されているので、ウェーハ２のアブレーションで生じるデブリ等から表面２ａ側のデバイス１０を保護できる。全てのストリート８に沿うレーザー加工溝４４が形成されると、レーザー加工ステップは終了する。

レーザー加工ステップの後には、レーザー加工溝４４に沿ってウェーハ２を切削する切削ステップを実施する。この切削ステップは、ウェーハ２の表面２ａ側に水溶性保護膜３６が残存した状態で実施される。すなわち、切削ステップは、レーザー加工ステップの後にウェーハ２を洗浄しないで実施される。図４は、切削ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

切削ステップでは、まず、図４に示す切削装置４６の保持テーブル（不図示）にウェーハ２の裏面２ｂ側を吸着保持させ、切削装置４６の切削ブレード４８をウェーハ２のストリート８に位置合わせする。

そして、ウェーハ２と切削ブレード４８とを相対移動させながら、ウェーハ２の表面２ａ側に高速回転させた切削ブレード４８を切り込ませる。この時、切削ブレード４８には切削水（不図示）が供給される。

切削ブレード４８は、各ストリート８内に形成された２本のレーザー加工溝４４の間に切り込まれ、各ストリート８に沿って相対移動される。その結果、ウェーハ２は、各ストリート８に沿って分断される。全てのストリート８に沿ってウェーハ２が分断されると、切削ステップは終了する。

この切削ステップでは、切削ブレード４８に切削水が供給されるので、切削の進行と共にウェーハ２の表面２ａ側は洗浄されて、水溶性保護膜３６は薄くなる。これにより、後の洗浄ステップを簡略化することができる。切削ステップにおいて水溶性保護膜３６を完全に除去できる場合には、洗浄ステップを省略しても良い。

なお、水溶性保護膜３６を厚く形成すると、切削ステップにおいて水溶性保護膜３６を完全に除去できなくなるが、これを利用すれば、切削ステップ中にデバイス１０を保護することもできる。すなわち、切削ステップにおいて完全に除去されない程度に水溶性保護膜３６を厚く形成しておけば、切削ステップで生じる切削屑等から表面２ａ側のデバイス１０を保護できる。

切削ステップの後には、ウェーハ２の表面２ａ側に残存する水溶性保護膜３６を除去する洗浄ステップを実施する。図５は、洗浄ステップを模式的に示す一部断面側面図である。

図５に示すように、洗浄ステップは、洗浄装置５０で実施される。この洗浄装置５０は、保護膜形成装置１２と類似の構成を有している。具体的には、洗浄装置５０は、ウェーハ２を吸引保持する保持テーブル５２を備えている。なお、この洗浄装置５０は、例えば、切削ステップが実施された切削装置４６内に設けられている。

保持テーブル５２の表面５２ａは、ウェーハ２を吸引保持する保持面となっている。この保持面には、保持テーブル５２の内部に形成された流路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、ウェーハ２を吸引する吸引力が発生する。

保持テーブル５２の下部には、回転軸５４の一端側が接続されており、回転軸５４の他端側には、モータ等を含む回転機構５６が接続されている。すなわち、保持テーブル５２は、回転軸５４を介して回転機構５６と連結されている。この回転機構５６から伝達される回転力で、保持テーブル５２は回転される。

保持テーブル５２の上方には、洗浄水５８を噴射するノズル６０が配置されている。ノズル６０は、Ｌ字状の支持アーム６２を介して駆動機構６４に連結されており、保持テーブル５２中央付近の噴射位置と、保持テーブル５２外側の退避位置との間で移動される。また、ノズル６０は、配管（不図示）を通じて洗浄水５８の供給源（不図示）と接続されている。

回転機構５６の上方には、ノズル６０、保持テーブル５２等から飛散する洗浄水５８等を受ける受け部６６が設けられている。受け部６６は、円筒状の外周壁６６ａと、円形の底壁６６ｂとを備える。円形の底壁６６ｂの中央には開口部が設けられており、この開口部には回転軸５４が挿通されている。また、底壁６６ｂの開口部を囲むように円筒状の内周壁６６ｃが設けられている。

また、洗浄装置５０には、洗浄後のウェーハ２にエアを供給するノズル６８が設けられている。ノズル６８は、ノズル６０と同様、Ｌ字状の支持アーム７０を介して駆動機構７２に連結されている。また、ノズル６８は、配管（不図示）を通じてエアの供給源（不図示）と接続されている。

洗浄ステップでは、上述した保持テーブル５２にウェーハ２の裏面２ｂ側を吸引保持させ、回転機構５６で保持テーブル５２を回転させる。ノズル６０を退避位置から噴射位置まで移動させ、ウェーハ２の表面２ａ側に洗浄水を噴射させることで、ウェーハ２の表面２ａ側に残存する水溶性保護膜３６を除去できる。水溶性保護膜３６の除去後には、ノズル６８からエアを供給してウェーハ２を乾燥させる。

このように、本実施の形態の加工方法によれば、ウェーハ（被加工物）２の表面２ａ側に水溶性保護膜３６を形成してレーザービーム４２を照射した後に、水溶性保護膜３６が形成された状態のウェーハ２を切削ブレード４８で切削するので、レーザービーム４２の照射後にウェーハ２を洗浄するステップは不要になる。

また、切削の際の切削水でウェーハ２の表面２ａ側は洗浄されるので、切削後の洗浄ステップを簡略化、又は省略できる。このように、本発明によれば、ウェーハ２の洗浄に係る処理時間を短縮した生産性の高い加工方法を提供できる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、レーザー加工装置３８内に設けられた保護膜形成装置１２で水溶性保護膜形成ステップを実施し、切削装置４６内に設けられた洗浄装置５０で洗浄ステップを実施する態様を示しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、水溶性保護膜形成ステップと洗浄ステップとを共通の装置で実施しても良い。

その他、上記実施の形態に係る構成、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ウェーハ（被加工物）
２ａ表面
２ｂ裏面
２ｃ外周
４デバイス領域
６外周余剰領域
８ストリート（分割予定ライン）
１０デバイス
１２保護膜形成装置
１４保持テーブル
１４ａ表面
１６回転軸
１８回転機構
２０液状樹脂
２２，３０ノズル
２４，３２支持アーム
２６，３４駆動機構
２８受け部
２８ａ外周壁
２８ｂ底壁
２８ｃ内周壁
３６水溶性保護膜
３８レーザー加工装置
４０加工ヘッド
４２レーザービーム
４４レーザー加工溝
４６切削装置
４８切削ブレード
５０洗浄装置
５２保持テーブル
５２ａ表面
５４回転軸
５６回転機構
５８洗浄水
６０，６８ノズル
６２，７０支持アーム
６４，７２駆動機構
６６受け部
６６ａ外周壁
６６ｂ底壁
６６ｃ内周壁

Claims

被加工物の加工方法であって、
被加工物の表面に水溶性保護膜を形成する水溶性保護膜形成ステップと、
該水溶性保護膜形成ステップを実施した後、被加工物の表面にレーザービームを照射してレーザー加工溝を形成するレーザー加工ステップと、
該レーザー加工ステップを実施した後、切削ブレードに切削水を供給しつつ、該水溶性保護膜が形成された被加工物の該レーザー加工溝に沿って被加工物を該切削ブレードで切削する切削ステップと、を備えたことを特徴とする加工方法。
前記切削ステップを実施した後、被加工物の表面に洗浄水を供給して被加工物表面を洗浄する洗浄ステップを更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の加工方法。