JP2016058431A - Wafer processing method - Google Patents

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Inventor
健次 古田
Kenji Furuta
健次 古田
Original Assignee
株式会社ディスコ
Disco Abrasive Syst Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer processing method capable of suppressing a device on a surface of a silicon wafer from being damaged by transmitted light when forming modified layer inside the wafer by irradiating the silicon wafer with a pulse laser beam of a wavelength set within a range from 1300 nm to 1400 nm.SOLUTION: A wafer processing method comprises the steps of: setting a wavelength of a pulse laser beam having permeability to a wafer 11 within a range from 1300 nm to 1400 nm (wavelength setting step); positioning a condensing point of a pulse laser beam at the inside of the wafer, irradiating the pulse laser beam from a rear surface 11b of the wafer, and forming a modified layer 19 inside the wafer by relatively processing and feeding holding means and laser beam irradiation means (modified layer forming step); and applying external force to the wafer and dividing the wafer along a division schedule line using the modified layer as a division start point (dividing step). In the modified layer forming step, a plurality of condensing points are formed on an optical axis by a condenser lens having relatively large monochromatic aberration.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、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ビームを照射してウエーハ内部に改質層を形成した後、ウエーハに外力を付与して改質層を起点にウエーハを複数のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法に関する。 The present invention, after forming the modified layer a pulsed laser beam having a transmission wavelength to the wafer inside irradiated with wafer, by applying an external force to the wafer starting from the modified layer wafers plurality of devices regarding the wafer processing method for dividing into chips.

IC、LSI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(以下、単にウエーハと称することがある)は、加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割されたデバイスチップは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。 IC, a silicon wafer in which a plurality of devices are formed on the surface is defined by dividing lines such as an LSI (hereinafter, simply referred to as wafer) is divided into individual device chips by the processing device, the divided device chip mobile phones, it is widely used in various electrical equipment such as a personal computer.

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。 The division of the wafer, a dicing method using a cutting apparatus called a dicing saw is widely adopted. 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と切り込ませることでウエーハを切削し、個々のデバイスチップへと分割する。 The dicing method, the abrasive grains such as diamond cutting blade has a thickness of 30μm around it hardens a metal or a resin, cutting the wafer by bringing cut into wafer while rotating at a high speed of about 30000 rpm, each device It is divided into chip.

一方、近年では、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づけて、パルス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、その後外力を付与してウエーハを個々のデバイスチップに分割する方法が提案されている(例えば、特許第4402708号公報参照)。 Meanwhile, in recent years, position the focal point of the pulsed laser beam having a transmission wavelength to the wafer inside the corresponding wafer dividing lines, and irradiated along a pulsed laser beam dividing lines wafer inside to form a modified layer, a method of subsequently dividing the wafer with external force is applied to the individual device chips have been proposed (e.g., see Japanese Patent No. 4402708).

改質層とは密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域のことであり、溶融再硬化領域、屈折率変化領域、絶縁破壊領域の他、クラック領域やこれらが混在した領域も含まれる。 Density The modified layer, the refractive index is that the mechanical strength and other physical properties of the space made state different from the ambient molten re-hardening region, the refractive index change region, other dielectric breakdown region, region crack region and they are mixed is also included.

シリコンの光学吸収端は、シリコンのバンドギャップ(1.1eV)に相当する光の波長1050nm付近にあり、バルクのシリコンでは、これより短い波長の光は吸収されてしまう。 The optical absorption edge of silicon is in the vicinity of the optical wavelength 1050nm corresponding to the band gap of silicon (1.1 eV), the bulk of the silicon, the light of shorter wavelengths than this is absorbed.

従来の改質層形成方法では、光学吸収端に近い波長1064nmのレーザーを発振するネオジム(Nd)をドープしたNd:YAGパルスレーザーが一般的に使用される(例えば、特開2005−95952号公報参照)。 In conventional reforming layer forming method, Nd doped neodymium (Nd) for oscillating a laser of wavelength 1064nm close to the optical absorption edge: YAG pulsed laser is generally used (for example, JP-A-2005-95952 reference).

しかし、Nd:YAGパルスレーザーの波長1064nmがシリコンの光学吸収端に近いことから、集光点を挟む領域においてレーザービームの一部が吸収されて十分な改質層が形成されず、ウエーハを個々のデバイスチップに分割できない場合がある。 However, Nd: since the wavelength 1064nm of YAG pulsed laser is close to the optical absorption edge of silicon is not formed enough modified layer is absorbed part of the laser beam in the areas which sandwich the focusing point, the individual wafers in some cases that can not be split into device chips.

そこで、本出願人は、波長1300〜1400nmの範囲に設定された、例えば波長1342nmのYAGパルスレーザーを用いてウエーハの内部に改質層を形成すると、集光点を挟む領域においてレーザービームの吸収が低減されて良好な改質層を形成できるとともに、円滑にウエーハを個々のデバイスチップに分割できることを見出した(特開2006−108459号公報参照)。 Therefore, the Applicant has been set to a range of wavelengths 1300~1400Nm, for example, by using a YAG pulsed laser with a wavelength of 1342nm is formed inside the modified layer of the wafer, the absorption of the laser beam in the areas which sandwich the focusing point There was found to be able to split it is possible form a good modified layer is reduced, smooth the wafer into individual device chips (see JP 2006-108459).

特許第4402708号公報 Patent No. 4402708 Publication 特開2005−95952号公報 JP 2005-95952 JP 特開2006−108459号公報 JP 2006-108459 JP

ところが、分割予定ラインに沿って直前に形成された改質層に隣接してパルスレーザービームの集光点をウエーハの内部に位置づけて照射し、ウエーハ内部に改質層を形成すると、パルスレーザービームを照射した面と反対側の面、即ちウエーハの表面にレーザービームが散乱して表面に形成されたデバイスをアタックし損傷させるという新たな問題を生じることが判明した。 However, adjacent to the modified layer formed just before along the dividing lines by irradiating position the focal point of the pulsed laser beam inside the wafer when forming the modified layer inside the wafer, the pulsed laser beam surface of the irradiated surface opposite, i.e. attack the device where the laser beam is formed on the surface by scattering on the surface of the wafer and can cause a new problem of damage was found to.

この問題を検証したところ、直前に形成された改質層から微細なクラックがウエーハの表面側に伝播し、そのクラックが次に照射されるパルスレーザービームの透過光を屈折又は反射させてデバイスをアタックするのではないかと推察される。 To verify this problem, propagating from the modified layer formed just before the surface side of the fine cracks wafer, the refraction or reflection is caused by the device the transmitted light of the pulsed laser beam in which the crack is then irradiated it is presumed that it would be to attack.

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、シリコンウエーハに対して1300〜1400nmの範囲に設定された波長のパルス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際に、透過光がウエーハ表面のデバイスを損傷させることを抑制可能なウエーハの加工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of these points, it is an object breaks the wafer inside by irradiating a pulsed laser beam having a wavelength which is set in a range of 1300~1400nm the silicon wafer in forming a quality layer, the transmitted light is to provide a processing method of possible wafer suppress damaging the device wafer surface.

本発明によると、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザービームを照射して被加工物の内部に改質層を形成するレーザービーム照射手段と、該保持手段と該レーザービーム照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を備えたレーザー加工装置によって表面に複数のデバイスが複数の分割予定ラインによって区画されて形成されたシリコンからなるウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザービームの波長を1300nm〜1400nmの範囲に設定する波長設定ステップと、該波長設定ステップ実施後、ウエーハの内部にパルスレーザービームの集光点を位置づけてウエーハの裏面から該分割予定ライ According to the present invention, a holding means for holding a workpiece, the internal reforming layer of the workpiece by irradiating a pulsed laser beam having a transmission wavelength to the workpiece held by the holding means and the laser beam irradiation means for forming a plurality of devices on the surface by laser machining apparatus and a feeding means for relatively machining feed and the holding means and the laser beam irradiation means by a plurality of dividing lines a wafer processing method of processing a wafer made of silicon formed is partitioned, and wavelength setting step of setting the wavelength of the pulsed laser beam having a permeability in the range of 1300nm~1400nm respect wafer, wavelength after performing setting step, the dividing line position the focal point of the pulsed laser beam inside the wafer from the back surface of the wafer に対応する領域にパルスレーザービームを照射するとともに該保持手段と該レーザービーム照射手段とを相対的に加工送りして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、該改質層形成ステップ実施後、ウエーハに外力を付与して該改質層を分割起点にウエーハを該分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、を備え、該改質層形成ステップにおいて、単色収差が比較的大きい集光レンズによって光軸上に複数の集光点を形成することを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。 A modified layer forming step of forming a modified layer on the inside of the wafer by feeding relatively processed and the holding means and the laser beam irradiating means irradiates a pulsed laser beam in a region corresponding to, reforming after layer formation step performed, comprising: a division step a wafer is divided starting point reforming layer splits along the dividing lines by applying an external force to the wafer, and the reforming layer forming step, monochromatic aberrations the wafer processing method, which comprises forming a plurality of focal point on the optical axis is provided by a relatively large converging lens.

本発明のウエーハの加工方法によると、改質層形成ステップにおいて、単色収差が比較的大きい集光レンズによってその光軸上に複数の集光点を形成するように構成したので、パルスレーザービームのパワーは光軸に沿って分散されることから前に形成された改質層から伝播した微細なクラックによってパルスレーザービームが飛散してもそのパワーが小さく、ウエーハの表面に形成されたデバイスを損傷させることがない。 According to the wafer processing method of the present invention, the modified layer forming step, since it is configured to form a plurality of focal point on the optical axis by the monochromatic aberration is relatively large converging lens, of the pulsed laser beam power smaller its power even pulsed laser beam is scattered by fine cracks propagated from the formed modified layer before from being distributed along the optical axis, damage the devices formed on the surface of the wafer there is no be.

本発明のウエーハの加工方法を実施するのに適したレーザー加工装置の斜視図である。 It is a perspective view of a laser processing apparatus suitable for carrying out the wafer processing method of the present invention. レーザービーム発生ユニットのブロック図である。 It is a block diagram of a laser beam generating unit. シリコンウエーハの表面側斜視図である。 A surface side perspective view of a silicon wafer. シリコンウエーハの表面側を外周部が環状フレームに貼着されたダイシングテープに貼着する様子を示す斜視図である。 The outer peripheral portion of the surface of the silicon wafer is a perspective view showing a state of attaching the dicing tape adhered to the annular frame. ダイシングテープを介して環状フレームに支持されたシリコンウエーハの裏面側斜視図である。 Is a back side perspective view of the silicon wafer is supported on the annular frame via the dicing tape. 改質層形成ステップを説明する斜視図である。 Is a perspective view illustrating the formation step reforming layer. 単色収差が大きい集光レンズによって光軸上に複数の集光点を形成してウエーハ内部に改質層を形成する様子を示す断面図である。 The wafer interior to form a plurality of focal point on the optical axis by the monochromatic aberration is large condenser lens is a sectional view showing a state of forming a modified layer. 分割装置の斜視図である。 It is a perspective view of a dividing device. 分割ステップを示す断面図である。 It is a sectional view showing a dividing step.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, detailed description of the embodiments of the present invention with reference to the drawings. 図1を参照すると、本発明のウエーハの加工方法を実施するのに適したレーザー加工装置2の概略斜視図が示されている。 Referring to FIG. 1, a schematic perspective view of a laser processing apparatus 2 suitable for practicing the wafer processing method of the present invention is shown.

レーザー加工装置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。 The laser processing apparatus 2 includes a first slide block 6 which is movably mounted on the X-axis direction on the stationary base 4. 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 first slide block 6 is moved from the ball screw 8 and the pulse motor 10 the processing-feed direction along a pair of guide rails 14 by feed means 12 composed, namely in the X-axis direction.

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。 The on the first slide block 6 is mounted movably second slide block 16 in the Y-axis direction. 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に沿って割り出し送り方向、すなわちY軸方向に移動される。 That is, the second slide block 16 is feed direction indexing along a pair of guide rails 24 by indexing means 22 comprised of a ball screw 18 and the pulse motor 20, that is, it moved in the Y-axis direction.

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は回転可能であるとともに加工送り手段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。 The on the second slide block 16 is mounted a chuck table 28 via a cylindrical support member 26, X-axis direction and the Y-axis direction by the feeding means 12 and the indexing means 22 together with the chuck table 28 is rotatable it is possible to move to. チャックテーブル28には、チャックテーブル28に吸引保持されたウエーハを支持する環状フレームをクランプするクランプ30が設けられている。 The chuck table 28, the clamp 30 is provided for clamping the annular frame supporting the wafer is sucked and held on 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にはレーザービーム照射ユニット34が取り付けられている。 The stationary base 4 and the column 32 is erected, the laser beam irradiation unit 34 is attached to the column 32. レーザービーム照射ユニット34は、ケーシング33内に収容された図2に示すレーザービーム発生ユニット35と、ケーシング33の先端に取り付けられた集光器37とから構成される。 The laser beam irradiation unit 34 includes a laser beam generating unit 35 shown in FIG. 2 accommodated in the casing 33, and a condenser 37. which is attached to the distal end of the casing 33.

レーザービーム発生ユニット35は、図2に示すように、YAGパルスレーザーを発振するレーザー発振器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。 Laser beam generating unit 35, as shown in FIG. 2, the laser oscillator 62 for oscillating a YAG pulsed laser, the repetition frequency setting means 64, a pulse width adjusting unit 66, and a power adjusting unit 68. 本実施形態では、レーザー発振器62として、波長1342nmのパルスレーザーを発振するYAGパルスレーザー発振器を採用した。 In the present embodiment, as the laser oscillator 62 employs the YAG pulse laser oscillator that oscillates a pulse laser with a wavelength of 1342 nm.

ケーシング35の先端部には、集光器37とX軸方向に整列してレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像ユニット39が配設されている。 The distal end portion of the casing 35, the imaging unit 39 for detecting the area to be processed in alignment with the condenser 37 and the X-axis direction is disposed. 撮像ユニット39は、可視光によって半導体ウエーハ11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。 The imaging unit 39 includes an imaging element of a conventional CCD or the like for imaging the processing region of the semiconductor wafer 11 by using visible light.

撮像ユニット39は更に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、この光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する赤外線CCD等の赤外線撮像素子から構成される赤外線撮像手段を含んでおり、撮像した画像信号はコントローラ(制御手段)40に送信される。 The imaging unit 39 further includes an infrared outputs an infrared irradiation means for irradiating infrared rays to the workpiece, an optical system for capturing infrared radiation applied by the infrared irradiation means, an electric signal corresponding to infrared radiation captured by the optical system includes an infrared imaging device composed of an infrared imaging device such as CCD, an image signal obtained by imaging is transmitted to the 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 is composed of a computer, a central processing unit (CPU) 42 for executing the operation according to a control program, a read only memory (ROM) 44 for storing a control program, a read-write random for storing the control program, etc. and access memory (RAM) 46, a counter 48, and a input interface 50, and an output interface 52.

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ユニットであり、加工送り量検出ユニット56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。 56 The linear scale 54 provided along the guide rails 14, a machining feed amount detection unit consists of a reading head (not shown) disposed in the first slide block 6, the processing-feed amount detection unit 56 detection signals are 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ユニットであり、割り出し送り量検出ユニット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。 60 is indexing-feed amount detection unit consists of a reading head (not shown) disposed in the linear scale 58 and the second slide block 16 which is disposed along the guide rail 24, the indexing-feed amount detection unit 60 detection signals are input to the input interface 50 of the controller 40.

撮像ユニット39で撮像した画像信号もコントローラ40の入力インターフェイス50に入力される。 Image signal picked up by the image pickup unit 39 is also input to the input interface 50 of the controller 40. 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、レーザービーム発生ユニット35等に制御信号が出力される。 On the other hand, the pulse motor 10 from the output interface 52 of the controller 40, the pulse motor 20, control signals are output to the laser beam generating unit 35 and the like.

図3を参照すると、本発明の加工方法の加工対象となる半導体ウエーハ11の表面側斜視図が示されている。 Referring to Figure 3, a front side perspective view of a semiconductor wafer 11 to be processed in the processing method of the present invention is shown. 図3に示す半導体ウエーハ11は、例えば厚さが100μmのシリコンウエーハから構成されている。 The semiconductor wafer 11 shown in FIG. 3, for example thickness and a silicon wafer 100 [mu] m.

半導体ウエーハ11は、表面11aに第1の方向に伸長する複数の第1の分割予定ライン(ストリート)13aと、第1の方向と直交する第2の方向に伸長する複数の第2の分割予定ライン13bが形成されているとともに、第1の分割予定ライン13aと第2の分割予定ライン13bと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。 The semiconductor wafer 11 includes a plurality of first division lines (streets) 13a extending in a first direction to the surface 11a, a plurality of second dividing extending in a second direction perpendicular to the first direction with line 13b is formed, the first division lines 13a and IC to each region partitioned by a second dividing line 13b, the device 15 of the LSI or the like is formed. また、半導体ウエーハ11の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ17が形成されている。 Further, the outer periphery of the semiconductor wafer 11, a notch 17 as a mark indicating the crystal orientation of the silicon wafer is formed.

本発明実施形態のウエーハの加工方法では、半導体ウエーハ(以下ウエーハと略称する)11は、図4に示すように、外周が環状フレームFに貼着されたダイシングテープTにその表面11a側が貼着され、図5に示すように、ウエーハ11の裏面11bが露出した形態として加工が遂行される。 In the wafer processing method of the present invention embodiment, (hereinafter abbreviated as wafer) semiconductor wafer 11, as shown in FIG. 4, the surface 11a side stuck to the dicing tape T periphery is attached to the annular frame F is, as shown in FIG. 5, the processing is performed in the form in which the back surface 11b is exposed in the wafer 11.

本発明のウエーハの加工方法では、まず、シリコンウエーハ11に対して透過性を有するパルスレーザービームの波長を1300nm〜1400nmの範囲に設定する(波長設定ステップ)。 In the wafer processing method of the present invention first sets the wavelength of the pulsed laser beam capable of passing through the silicon wafer 11 in a range of 1300Nm~1400nm (wavelength setting step). 本実施形態では、図2に示すレーザービーム発生ユニット35のレーザー発振器62として、波長1342nmのパルスレーザーを発振するYAGレーザー発振器を採用した。 In the present embodiment, as the laser oscillator 62 for the laser beam generating unit 35 shown in FIG. 2, was employed YAG laser oscillator that oscillates a pulse laser with a wavelength of 1342 nm.

次いで、レーザー加工装置2のチャックテーブル28でウエーハ11をダイシングテープTを介して吸引保持し、ウエーハ11の裏面11bを露出させる。 Then, the wafer 11 is sucked and held via the dicing tape T in a chuck table 28 of the laser processing apparatus 2, to expose the rear surface 11b of the wafer 11. そして、撮像ユニット39の赤外線撮像素子でウエーハ11をその裏面11b側から撮像し、第1の分割予定ライン13aに対応する領域を集光器37とX軸方向に整列させるアライメントを実施する。 Then, by imaging the wafer 11 in the infrared imaging element of the imaging unit 39 from the rear surface 11b side, an area corresponding to the first division line 13a carrying out the alignment for aligning the condenser 37 and the X-axis direction. このアライメントには、よく知られたパターンマッチング等の画像処理を利用する。 The alignment using the image processing well known pattern matching or the like.

第1の分割予定ライン13aのアライメントを実施後、チャックテーブル28を90度回転してから、第1の分割予定ライン13aに直交する方向に伸長する第2の分割予定ライン13bについても同様なアライメントを実施する。 After performing the alignment of the first dividing lines 13a, the chuck table 28 after rotating 90 °, the same alignment for the second division lines 13b extending in a direction perpendicular to the first division line 13a to implement.

アライメントステップ実施後、ウエーハ内部に改質層を形成する改質層形成ステップを実施する。 After the alignment step performed, performing the modified layer forming step of forming a modified layer inside the wafer. 改質層形成ステップでは、図2に示すように、レーザービーム発生ユニット35のレーザー発振器62から発振された波長1342nmのパルスレーザービームをパワー調整手段68で所定のパワー(例えば、0.5W)に調整し、この所定パワーのパルスレーザービームを集光器37のミラー70で反射した後、集光レンズ72でウエーハ11の内部に集光する。 The modified layer forming step, as shown in FIG. 2, the laser beam generating unit 35 a predetermined power pulse laser beam oscillation wavelength 1342nm from the laser oscillator 62 by the power adjusting means 68 (e.g., 0.5 W) adjusted to focus the pulsed laser beam of the predetermined power was reflected by the mirror 70 of the collector 37, the inside of the wafer 11 by the condenser lens 72.

本発明では、集光レンズ72として単色収差が比較的大きい集光レンズ72を採用しているため、図7に示すように、集光レンズ72の光軸上に複数の集光点が形成され、これらの集光点に集光されたパルスレーザービームによりウエーハ11の内部に改質層19が形成される。 In the present invention, because it uses the monochromatic aberration is relatively large converging lens 72 as a condenser lens 72, as shown in FIG. 7, a plurality of focal point is formed on the optical axis of the condenser lens 72 , modified layer 19 on the inside of the wafer 11 is formed by a pulsed laser beam focused on these focal point.

このように単色収差が比較的大きい集光レンズ72を使用して、図6に示すように、集光器37で波長1342nmのパルスレーザービームの集光点を第1の分割予定ライン13aに対応するウエーハ内部に位置づけて、パルスレーザービームをウエーハ11の裏面11b側から照射して、チャックテーブル28を矢印X1方向に加工送りすることにより、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)。 Thus monochromatic aberrations using a relatively large converging lens 72, as shown in FIG. 6, corresponding to the focal point of the pulsed laser beam having a wavelength of 1342nm to the first division line 13a in collector 37 positioned wafer interior to, by irradiating a pulsed laser beam from the rear surface 11b side of the wafer 11, by machining feed the chuck table 28 in the arrow X1 direction to form a modified layer 19 on the inside of the wafer 11 (revised quality layer forming step).

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の分割予定ライン13aに対応するウエーハ11の内部に改質層19を形成する。 While feeding indexing the chuck table 28 in the Y-axis direction to form a modified layer 19 on the inside of the wafer 11 corresponding to all of the first division line 13a. 次いで、チャックテーブル28を90°回転してから、第1の分割予定ライン13aに直交する全ての第2の分割予定ライン13bに沿って同様な改質層19を形成する。 Then, the chuck table 28 after rotating 90 °, to form a similar modified layer 19 along all of the second division line 13b orthogonal to the first division line 13a.

改質層19は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域を言う。 Modified layer 19, the density, refractive index, mechanical strength and other physical properties refers to the space made state different from the ambient. 例えば、溶融再硬化領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等を含み、これらの領域が混在した領域も含むものである。 For example, the molten re-hardening region, crack region, dielectric breakdown region, includes a refractive index changed regions, one in which these regions also include mixed area.

改質層形成ステップの加工条件は、例えば次のように設定されている。 Processing conditions of the modified layer forming step is set as follows, for example.

光源 :YAGパルスレーザー 波長 :1342nm Light source: YAG pulsed laser Wavelength: 1342 nm
平均出力 :0.5W Average output: 0.5W
繰り返し周波数 :100kHz Repetition frequency: 100kHz
スポット径 :φ2.5μm(50〜200μmの単色収差) Spot diameter: φ2.5μm (single chromatic aberration of 50~200μm)
送り速度 :300mm/s Feed speed: 300mm / s

改質層形成ステップ実施後、図8に示す分割装置80を使用してウエーハ11に外力を付与し、ウエーハ11を個々のデバイスチップ21へと分割する分割ステップを実施する。 Modified layer forming step after implementation, the external force applied to the wafer 11 using a split device 80 shown in FIG. 8, to implement the dividing step of dividing the wafer 11 into individual device chips 21. 図8に示す分割装置80は、環状フレームFを保持するフレーム保持手段82と、フレーム保持手段82に保持された環状フレームFに装着されたダイシングテープTを拡張するテープ拡張手段84を具備している。 Dividing apparatus shown in FIG. 8 80, the frame holding means 82 for holding the annular frame F, comprises a tape expanding means 84 for expanding the dicing tape T attached to the annular frame F held by the frame holding means 82 there.

フレーム保持手段82は、環状のフレーム保持部材86と、フレーム保持部材86の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ88から構成される。 Frame holding means 82, the frame holding member 86 includes a plurality of clamps 88 as a fixing means provided on the outer periphery of the frame holding member 86. フレーム保持部材86の上面は環状フレームFを載置する載置面86aを形成しており、この載置面86a上に環状フレームFが載置される。 Upper surface of the frame holding member 86 forms a mounting surface 86a for placing the annular frame F, the annular frame F is placed on the placement surface 86a.

そして、載置面86a上に載置された環状フレームFは、クランプ88によってフレーム保持手段86に固定される。 Then, the annular frame F placed on the placement surface 86a is fixed to the frame holding means 86 by a clamp 88. このように構成されたフレーム保持手段82はテープ拡張手段84によって上下方向に移動可能に支持されている。 The frame holding means 82 configured as described above is movably supported in the vertical direction by the tape expanding means 84.

テープ拡張手段84は、環状のフレーム保持手段86の内側に配設された拡張ドラム90を具備している。 Tape expanding means 84 is provided with an extended drum 90 disposed inside the annular frame holding means 86. 拡張ドラム90の上端は蓋92で閉鎖されている。 The upper end of the expansion drum 90 is closed by a lid 92. この拡張ドラム90は、環状フレームFの内径より小さく、環状フレームFに装着されたダイシングテープTに貼着されたウエーハ11の外径より大きい内径を有している。 The expansion drum 90 is smaller than the inner diameter of the annular frame F, and has an inner diameter larger than the outer diameter of the wafer 11 is adhered to the dicing tape T attached to the annular frame F.

拡張ドラム90はその下端に一体的に形成された支持フランジ94を有している。 Expansion drum 90 has a support flange 94 which is integrally formed at its lower end. テープ拡張手段84は更に、環状のフレーム保持部材86を上下方向に移動する駆動手段96を具備している。 Tape expanding means 84 further is provided with a driving means 96 for moving the frame holding member 86 in the vertical direction. この駆動手段96は支持フランジ94上に配設された複数のエアシリンダ98から構成されており、そのピストンロッド100はフレーム保持部材86の下面に連結されている。 The driving means 96 is composed of a plurality of air cylinders 98 disposed on the support flange 94, its piston rod 100 is connected to the lower surface of the frame holding member 86.

複数のエアシリンダ98から構成される駆動手段96は、環状のフレーム保持部材86を、その載置面86aが拡張ドラム90の上端である蓋92の表面と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム90の上端より所定量下方の拡張位置との間で上下方向に移動する。 Driving means 96 composed of a plurality of air cylinders 98, the annular frame holding member 86, and the reference position of the mounting surface 86a is a surface substantially the same height of the cover 92 which is the upper end of the expansion drum 90, extend vertically moves between the extended position a predetermined amount lower than the upper end of the drum 90.

以上のように構成された分割装置80を用いて実施するウエーハ11の分割ステップについて図9を参照して説明する。 Referring to FIG. 9 will be described dividing step of the wafer 11 to be carried out using been dividing apparatus 80 configured as described above. 図9(A)に示すように、ウエーハ11をダイシングテープTを介して支持された環状フレームFを、フレーム保持部材86の載置面86a上に載置し、クランプ88によってフレーム保持部材86を固定する。 As shown in FIG. 9 (A), a supported annular frame F via a dicing tape T to the wafer 11, is placed on the mounting surface 86a of the frame holding member 86, the frame holding member 86 by the clamps 88 fixed. この時、フレーム保持部材86はその載置面86aが拡張ドラム90の上端と略同一高さとなる基準位置に位置づけられる。 At this time, the frame holding member 86 is positioned in the reference position where the mounting surface 86a becomes substantially the same height as the upper end of the expansion drum 90.

次いで、エアシリンダ98を駆動してフレーム保持部材86を図9(B)に示す拡張位置に下降する。 Next, lower the frame holding member 86 by driving the air cylinder 98 to the extended position shown in FIG. 9 (B). これにより、フレーム保持部材86の載置面86a上に固定されている環状フレームFも下降するため、環状フレームFに装着されたダイシングテープTは拡張ドラム90の上端縁に当接して主に半径方向に拡張される。 Accordingly, since the annular frame F fixed to the mounting surface 86a of the frame holding member 86 descends, the dicing tape T attached to the annular frame F mainly radially in contact with the upper edge of the expansion drum 90 It is extended in the direction.

その結果、ダイシングテープTに貼着されているウエーハ11には、放射状に引っ張り力が作用する。 As a result, the wafer 11 is stuck to the dicing tape T is radially tensile force acts. このようにウエーハ11に放射状に引っ張り力が作用すると、第1、第2の分割予定ライン13a,13bに沿って形成された改質層19が分割起点となってウエーハ11が第1、第2の分割予定ライン13a,13bに沿って割断され、個々のデバイスチップ21に分割される。 With such radially tensile force to the wafer 11 acts, first, second dividing lines 13a, wafer 11 modified layer 19 formed along the 13b becomes the division originating points are first, second dividing lines 13a, is fractured along 13b, it is divided into individual device chips 21.

上述した実施形態によると、改質層形成ステップにおいて、単色収差が比較的大きい集光レンズ72によって光軸上に複数の集光点を形成しながらウエーハ11の内部に改質層19を形成するので、パルスレーザービームのパワーが光軸に沿って分散されることから前に形成された改質層19から伝播した微細なクラックによってパルスレーザービームが飛散してもそのパワーが小さいため、ウエーハ11の表面11aに形成されたデバイス15を損傷することが防止される。 According to the embodiment described above, in the modified layer forming step, monochromatic aberrations to form a modified layer 19 on the inside of the wafer 11 while forming a plurality of focal point on the optical axis by a relatively large converging lens 72 because, since the power of the pulsed laser beam whose power is small even if pulsed laser beam is scattered by fine cracks propagated from the reforming layer 19 formed before from being distributed along the optical axis, the wafer 11 It is prevented from damaging the devices 15 formed on the surface 11a of the.

2 レーザー加工装置11 シリコンウエーハ13a 第1の分割予定ライン13b 第2の分割予定ライン15 デバイス19 改質層21 デバイスチップ28 チャックテーブル34 レーザービーム照射ユニット35 レーザービーム発生ユニット37 集光器39 撮像ユニット62 レーザー発振器66 パルス幅調整手段72 集光レンズ80 分割装置T ダイシングテープF 環状フレーム 2 laser processing apparatus 11 silicon wafer 13a first division lines 13b second division lines 15 device 19 modifying layer 21 the device chip 28 chuck table 34 the laser beam irradiation unit 35 the laser beam generating unit 37 concentrator 39 imaging unit 62 laser oscillator 66 a pulse width adjusting unit 72 condenser lens 80 dividing device T dicing tape F annular frame

Claims (1)

  1. 被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザービームを照射して被加工物の内部に改質層を形成するレーザービーム照射手段と、該保持手段と該レーザービーム照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を備えたレーザー加工装置によって表面に複数のデバイスが複数の分割予定ラインによって区画されて形成されたシリコンからなるウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、 Laser beam to form a holding means for holding a workpiece, the internal reforming layer of the workpiece by irradiating a pulsed laser beam having a transmission wavelength to the workpiece held by the holding means and irradiation means, a plurality of devices on the surface by laser machining apparatus and a feeding means for relatively machining feed and the holding means and the laser beam irradiation means is formed are partitioned by a plurality of dividing lines the wafer made of silicon in a wafer processing method of processing,
    ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザービームの波長を1300nm〜1400nmの範囲に設定する波長設定ステップと、 And wavelength setting step of setting the wavelength of the pulsed laser beam having a permeability in the range of 1300nm~1400nm respect wafer,
    該波長設定ステップ実施後、ウエーハの内部にパルスレーザービームの集光点を位置づけてウエーハの裏面から該分割予定ラインに対応する領域にパルスレーザービームを照射するとともに該保持手段と該レーザービーム照射手段とを相対的に加工送りして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、 After performing wavelength setting step, the holding means together with position the focal point of the pulsed laser beam inside the wafer from the back surface of the wafer is irradiated with pulsed laser beams in a region corresponding to the dividing line and the laser beam irradiation means and forming step modified layer to be formed on the interior of the relatively processing feed to wafer a modified layer bets,
    該改質層形成ステップ実施後、ウエーハに外力を付与して該改質層を分割起点にウエーハを該分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、を備え、 It said modified layer forming step after implementation, includes a division step the wafer is divided starting point reforming layer splits along the dividing lines by applying an external force to the wafer, and
    該改質層形成ステップにおいて、単色収差が比較的大きい集光レンズによって光軸上に複数の集光点を形成することを特徴とするウエーハの加工方法。 In reforming layer forming step, the wafer processing method, wherein a monochromatic aberrations to form a plurality of focal point on the optical axis by a relatively large converging lens.
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