JP2016092020A - Processing method for wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板の表面に積層された機能層によってデバイスが形成されたウエーハを、デバイスを区画する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に関する。 The present invention relates to a wafer processing method in which a wafer in which a device is formed by a functional layer laminated on a surface of a substrate is divided along a plurality of streets that partition the device.
当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された機能層によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記デバイスがストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画されており、このストリートに沿って分割することによって個々の半導体デバイスを製造している。 As is well known to those skilled in the art, in a semiconductor device manufacturing process, a semiconductor wafer in which a plurality of devices such as ICs and LSIs are formed in a matrix by a functional layer in which an insulating film and a functional film are laminated on the surface of a substrate such as silicon. Is formed. In the semiconductor wafer formed in this way, the above devices are partitioned by dividing lines called streets, and individual semiconductor devices are manufactured by dividing along the streets.
近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップの処理能力を向上するために、シリコン等の基板の表面にＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が積層された機能層によって半導体デバイスを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。 Recently, in order to improve the processing capability of semiconductor chips such as IC and LSI, inorganic films such as SiOF and BSG (SiOB) and polymer films such as polyimide and parylene are formed on the surface of a substrate such as silicon. A semiconductor wafer having a form in which a semiconductor device is formed by a functional layer in which a low dielectric constant insulator film (Low-k film) made of an organic film is laminated has been put into practical use.
このような半導体ウエーハのストリートに沿った分割は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物である半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された半導体ウエーハを切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。切削手段は、高速回転せしめられる回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって固定して形成されている。 Such division of the semiconductor wafer along the street is usually performed by a cutting device called a dicer. This cutting apparatus includes a chuck table for holding a semiconductor wafer as a workpiece, a cutting means for cutting the semiconductor wafer held on the chuck table, and a movement for relatively moving the chuck table and the cutting means. Means. The cutting means includes a rotating spindle that is rotated at a high speed and a cutting blade attached to the spindle. The cutting blade is composed of a disk-shaped base and an annular cutting edge mounted on the outer periphery of the side surface of the base. The cutting edge is formed by fixing diamond abrasive grains having a grain size of about 3 μm, for example, by electroforming. ing.
しかるに、上述したＬｏｗ−ｋ膜はウエーハの素材と異なるため、切削ブレードによって同時に切削することが困難である。即ち、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように非常に脆いことから、切削ブレードによりストリートに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離が回路にまで達しデバイスに致命的な損傷を与えるという問題がある。 However, since the Low-k film described above is different from the material of the wafer, it is difficult to cut simultaneously with a cutting blade. That is, the low-k film is very fragile like mica, so when the cutting blade cuts along the street, the low-k film peels off, and this peeling reaches the circuit, causing fatal damage to the device. There is a problem.
上記問題を解消するために、半導体ウエーハに形成されたストリートの両側にストリーに沿ってレーザー光線を照射し、ストリートに沿って２条のレーザー加工溝を形成して機能層を分断し、この２条のレーザー加工溝の外側間に切削ブレードを位置付けて切削ブレードと半導体ウエーハを相対移動することにより、半導体ウエーハをストリートに沿って切断するウエーハの分割方法が下記特許文献１に開示されている。 In order to solve the above problem, a laser beam is irradiated along the street on both sides of the street formed on the semiconductor wafer, and two laser processing grooves are formed along the street to divide the functional layer. Patent Document 1 discloses a wafer dividing method for cutting a semiconductor wafer along a street by positioning a cutting blade between the outer sides of the laser processing groove and relatively moving the cutting blade and the semiconductor wafer.
而して、上記特許文献１に記載されたように半導体ウエーハに形成されたストリートの両側にストリーに沿ってレーザー光線を照射することによりストリートに沿って２条のレーザー加工溝を形成して機能層を分断し、この２条のレーザー加工溝の外側間に切削ブレードを位置付けて半導体ウエーハをストリートに沿って切断するウエーハの分割方法は、次のような問題がある。
（１）機能層を分断するために少なくとも２条のレーザー加工溝をストリートに沿って形成する必要があり生産性が悪い。
（２）レーザー光線を複数回照射することでウエーハに熱歪が残留し、デバイスの抗折強度が低下する。
（３）レーザー加工溝を形成する際に機能層の分断が不十分であると切削ブレードのズレや倒れが発生したり、切削ブレードに偏摩耗が生ずる。
（４）切削ブレードの幅を超える範囲で２条のレーザー加工溝を形成するために、ストリートの幅を広くする必要があり、ウエーハに形成されるデバイスの数が減少する。
（５）機能層の表面にSiO2、SiO、SiN、SiNOを含むパシベーション膜が形成されているウエーハにおいては、レーザー光線を照射するとパシベーション膜を透過して機能層が加工され逃げ場を失って横方向に加工が広がってしまう所謂アンダーカット現象が発生する。
Thus, as described in Patent Document 1, two laser processing grooves are formed along the street by irradiating the laser beam along the street on both sides of the street formed on the semiconductor wafer. The wafer dividing method for cutting the semiconductor wafer along the street by positioning the cutting blade between the two laser processing grooves outside the two sections has the following problems.
(1) In order to divide the functional layer, it is necessary to form at least two laser-processed grooves along the street, and productivity is poor.
(2) By irradiating a laser beam several times, thermal strain remains on the wafer and the bending strength of the device is lowered.
(3) If the functional layer is not sufficiently divided when forming the laser processed groove, the cutting blade may be displaced or fall down, or the cutting blade may be unevenly worn.
(4) In order to form the two laser processing grooves in a range exceeding the width of the cutting blade, it is necessary to increase the width of the street, and the number of devices formed on the wafer is reduced.
(5) In a wafer in which a passivation film containing SiO2, SiO, SiN, SiNO is formed on the surface of the functional layer, when irradiated with a laser beam, the functional layer is processed through the passivation film and loses the escape field in the lateral direction. A so-called undercut phenomenon occurs in which processing spreads.
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、基板の表面に積層された機能層によってデバイスが形成されたウエーハを、上記問題を解消して個々のデバイスに分割することができる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 the above-mentioned facts, and its main technical problem is to divide a wafer in which a device is formed by a functional layer laminated on the surface of a substrate into individual devices by solving the above problems. It is to provide a method for processing a wafer that can be performed.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に積層された機能層によってデバイスが形成されたウエーハを、該デバイスを区画する複数の分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハを構成する基板の裏面側から分割予定ラインと対応する領域に切削ブレードを位置付けて機能層に至らない一部を残して切削溝を形成する切削溝形成工程と、
該切削溝形成工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面に補強シートを装着するとともに該補強シートをダイシングテープに貼着する補強シート装着工程と、
該補強シート装着工程が実施されたウエーハを構成する機能層の表面側から分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、機能層を破断するとともに該補強シートを破断するレーザー加工工程と、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 wafer in which a device is formed by a functional layer laminated on the surface of a substrate is divided along a plurality of division lines that divide the device. A processing method,
A cutting groove forming step of positioning a cutting blade in a region corresponding to the planned division line from the back side of the substrate constituting the wafer and forming a cutting groove leaving a portion not reaching the functional layer;
A reinforcing sheet attaching step of attaching the reinforcing sheet to the back surface of the substrate constituting the wafer on which the cutting groove forming step has been performed and attaching the reinforcing sheet to a dicing tape;
A laser processing step of irradiating a laser beam along a line to be divided from the surface side of the functional layer constituting the wafer on which the reinforcing sheet mounting step has been performed, breaking the functional layer and breaking the reinforcing sheet,
A method for processing a wafer is provided.
上記補強シート装着工程を実施した後に、補強シートを加熱して硬化せしめる補強シート加熱工程を実施する。
また、上記補強シート加熱工程を実施した後に、ダイシングテープ側からダイシングテープに対して透過性を有するとともに補強シートに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を各デバイスに対応して照射し、補強シートのデバイスに対応した領域にデバイス情報をマーキングするマーキング工程を実施する。
After the reinforcing sheet mounting step is performed, a reinforcing sheet heating step is performed in which the reinforcing sheet is heated and cured.
In addition, after performing the reinforcing sheet heating step, the reinforcing sheet is irradiated with a laser beam having a wavelength that has transparency to the dicing tape and absorbs the reinforcing sheet from the dicing tape side, corresponding to each device. A marking process for marking device information in an area corresponding to the device is performed.
本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハを構成する基板の裏面側から分割予定ラインと対応する領域に切削ブレードを位置付けて機能層に至らない一部を残して切削溝を形成する切削溝形成工程と、該切削溝形成工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面に補強シートを装着するとともに該補強シートをダイシングテープに貼着する補強シート装着工程と、該補強シート装着工程が実施されたウエーハを構成する機能層の表面側から分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、機能層を破断するとともに補強シートを破断するレーザー加工工程とを含んでいるので、次の作用効果が得られる。
（１）機能層を分断するために複数のレーザー加工溝をストリートに沿って形成する必要がないため生産性が向上する。
（２）裏面に切削溝が形成された基板の表面に積層された機能層にレーザー光線を照射するので、エネルギーが小さくウエーハに熱歪が残留させることがなく、デバイスの抗折強度を低下させることはない。
（３）機能層にレーザー加工溝を形成しないので、機能層に形成されたレーザー加工溝に沿って基板を切削ブレードによって切削する従来技術のように切削ブレードのズレや倒れ、切削ブレードに偏摩耗が生ずることはない。
（４）基板の裏面側から切削溝を形成するので、幅広いストリートが不要となり、ウエーハに形成することができるデバイスの数を増大することができる。
（５）レーザー加工工程を実施する際には、基板の分割予定ラインに対応する裏面には切削溝が形成されているので、パシベーション膜を透過して機能層を加工した熱は切削溝に逃げるため、一時的に熱の逃げ場を失って横方向に加工が広がってしまうことが抑制される。
In the wafer processing method according to the present invention, a cutting groove is formed by positioning a cutting blade in a region corresponding to the line to be divided from the back surface side of the substrate constituting the wafer and leaving a part not reaching the functional layer. A reinforcing sheet is attached to the back surface of the substrate constituting the wafer on which the cutting groove forming step has been performed, and the reinforcing sheet is attached to a dicing tape, and the reinforcing sheet attaching step is performed. In addition, it includes a laser processing step of irradiating a laser beam from the surface side of the functional layer constituting the wafer along the planned dividing line to break the functional layer and break the reinforcing sheet, so that the following effects can be obtained. .
(1) Since it is not necessary to form a plurality of laser processing grooves along the street in order to divide the functional layer, productivity is improved.
(2) Since the laser beam is applied to the functional layer laminated on the surface of the substrate having the cutting grooves formed on the back surface, the energy is small and thermal strain does not remain on the wafer, thereby reducing the bending strength of the device. There is no.
(3) Since the laser processing groove is not formed in the functional layer, the cutting blade is displaced or tilted as in the conventional technique in which the substrate is cut along the laser processing groove formed in the functional layer by the cutting blade, and the cutting blade is unevenly worn. Will not occur.
(4) Since the cutting grooves are formed from the back surface side of the substrate, a wide street is unnecessary, and the number of devices that can be formed on the wafer can be increased.
(5) When the laser processing step is performed, since the cutting groove is formed on the back surface corresponding to the division line of the substrate, the heat that has passed through the passivation film and processed the functional layer escapes to the cutting groove. For this reason, it is possible to suppress the spread of processing in the lateral direction by temporarily losing the heat escape place.
以下、本発明によるウエーハの加工方法について添付図面を参照して、更に詳細に説明する。 Hereinafter, a wafer processing method according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
図１の（a）および(b)には、本発明によるウエーハの加工方法によって個々のデバイスに分割される半導体ウエーハの斜視図および要部拡大断面図が示されている。図１の（a）および(b)に示す半導体ウエーハ２は、厚みが５００μmのシリコン等の基板２０の表面２０aに絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された機能層２１によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２がマトリックス状に形成されている。そして、各デバイス２２は、格子状に形成された分割予定ライン２３によって区画されている。なお、図示の実施形態においては、機能層２１を形成する絶縁膜は、ＳｉＯ2膜または、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなっており、厚みが１０μmに設定されている。このようにして構成された機能層２１は、表面にSiO2、SiO、SiN、SiNOを含むパシベーション膜が形成されている。 1A and 1B show a perspective view and an enlarged cross-sectional view of a main part of a semiconductor wafer divided into individual devices by the wafer processing method according to the present invention. A semiconductor wafer 2 shown in FIGS. 1A and 1B has a plurality of ICs by a functional layer 21 in which an insulating film and a functional film forming a circuit are laminated on a surface 20a of a substrate 20 such as silicon having a thickness of 500 μm. A device 22 such as an LSI is formed in a matrix. Each device 22 is partitioned by division lines 23 formed in a lattice shape. In the illustrated embodiment, the insulating film forming the functional layer 21 is an SiO 2 film, an inorganic film such as SiOF or BSG (SiOB), or an organic film such as a polymer film such as polyimide or parylene. It consists of a low dielectric constant insulator film (Low-k film) made of a film, and the thickness is set to 10 μm. The functional layer 21 thus configured has a passivation film containing SiO2, SiO, SiN, and SiNO formed on the surface.
上述した半導体ウエーハ２を分割予定ライン２３に沿って分割するウエーハの加工方法について説明する。
先ず、上述した半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａには、デバイス２２を保護するために図２に示すように保護部材としての保護テープ３を貼着する（保護部材貼着工程）。従って、保護テープ３が貼着された半導体ウエーハ２は、基板２０の裏面２０bが露出される。なお、保護テープ３は、図示の実施形態においては厚さが１００μｍのアクリル系樹脂シートの表面にアクリル樹脂系粘着層が厚さ５μｍ程度敷設されている。
A wafer processing method for dividing the above-described semiconductor wafer 2 along the division line 23 will be described.
First, as shown in FIG. 2, a protective tape 3 as a protective member is attached to the surface 21a of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 described above to protect the device 22 (protective member attaching step). . Therefore, the back surface 20b of the substrate 20 is exposed in the semiconductor wafer 2 to which the protective tape 3 is attached. In the illustrated embodiment, the protective tape 3 has an acrylic resin adhesive layer laid on the surface of an acrylic resin sheet having a thickness of 100 μm to a thickness of about 5 μm.
上述した保護部材貼着工程を実施したならば、保護部材側を研削装置の保持手段の保持面に保持し、半導体ウエーハ２の裏面を研削して所定の厚みに形成する研削工程を実施する。この研削工程は、図３に示す研削装置４を用いて実施する。図３に示す研削装置４は、被加工物を保持する被加工物保持手段としてのチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物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、保持面である上面に被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない回転駆動機構によって図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、円環状の基台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の下面に締結ボルト４２７によって取り付けられている。 If the above-described protective member attaching step is performed, the protective member side is held on the holding surface of the holding means of the grinding apparatus, and the grinding step is performed in which the back surface of the semiconductor wafer 2 is ground to a predetermined thickness. This grinding process is performed using a grinding apparatus 4 shown in FIG. A grinding apparatus 4 shown in FIG. 3 includes a chuck table 41 as a workpiece holding means for holding a workpiece, and a grinding means 42 for grinding the workpiece held on the chuck table 41. The chuck table 41 is configured to suck and hold a workpiece on the upper surface, which is a holding surface, and is rotated in a direction indicated by an arrow 41a in FIG. 3 by a rotation driving mechanism (not shown). 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 an annular base 425 and a grinding wheel 426 that is annularly attached to the lower surface of the base 425, and the base 425 is attached to the lower surface of the mounter 423 by fastening bolts 427. ing.
上述した研削装置４を用いて上記研削工程を実施するには、図３に示すようにチャックテーブル４１の上面（保持面）に上記半導体ウエーハ２の保護テープ３側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２は、基板２０の裏面２０bが上側となる。このようにチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して吸引保持したならば、チャックテーブル４１を図３において矢印４１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段４２の研削ホイール４２４を図３において矢印４２４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて、図３に示すように研削砥石４２６を被加工面である半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接触せしめ、研削ホイール４２４を図３および図４において矢印４２４bで示すように例えば１μm／秒の研削送り速度で下方（チャックテーブル４１の保持面に対し垂直な方向）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２bが研削されて半導体ウエーハ２は所定の厚み（例えば２００μm）に形成される。 In order to carry out the grinding step using the grinding device 4 described above, the protective tape 3 side of the semiconductor wafer 2 is placed on the upper surface (holding surface) of the chuck table 41 as shown in FIG. Then, by operating a suction means (not shown), the semiconductor wafer 2 is sucked and held on the chuck table 41 via the protective tape 3 (wafer holding step). Accordingly, in the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 41, the back surface 20b of the substrate 20 is on the upper side. When the semiconductor wafer 2 is sucked and held on the chuck table 41 via the protective tape 3 in this way, the grinding wheel of the grinding means 42 is rotated while the chuck table 41 is rotated in the direction indicated by the arrow 41a in FIG. 3 is rotated in the direction indicated by the arrow 424a in FIG. 3 at, for example, 6000 rpm, and the grinding wheel 426 is brought into contact with the back surface 2b of the semiconductor wafer 2 as the processing surface as shown in FIG. As shown by an arrow 424b in FIG. 4, a predetermined amount is ground and fed downward (in a direction perpendicular to the holding surface of the chuck table 41) at a grinding feed rate of 1 μm / second, for example. As a result, the back surface 2b of the semiconductor wafer 2 is ground to form the semiconductor wafer 2 with a predetermined thickness (for example, 200 μm).
上述した研削工程を実施したならば、基板２０の裏面２０b側から分割予定ライン２３と対応する領域に切削ブレードを位置付けて機能層に至らない一部を残して切削溝を形成する切削溝形成工程を実施する。この切削溝形成工程は、図５に示す切削装置５を用いて実施する。図５に示す切削装置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に保持された被加工物を切削する切削手段５２と、該チャックテーブル５１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５において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。 If the above-described grinding process is performed, a cutting groove forming process of positioning the cutting blade in a region corresponding to the planned dividing line 23 from the back surface 20b side of the substrate 20 and leaving a part that does not reach the functional layer is formed. To implement. This cutting groove forming step is performed using a cutting device 5 shown in FIG. The cutting device 5 shown in FIG. 5 includes a chuck table 51 that holds a workpiece, a cutting means 52 that cuts the workpiece held on the chuck table 51, and a workpiece held on the chuck table 51. The image pickup means 53 for picking up images is provided. The chuck table 51 is configured to suck and hold a workpiece. The chuck table 51 is moved in a processing feed direction indicated by an arrow X in FIG. 5 by a processing feed means (not shown) and is indicated by an arrow Y by an index feed means (not shown). It can be moved in the index feed direction shown.
上記切削手段５２は、実質上水平に配置されたスピンドルハウジング５２１と、該スピンドルハウジング５２１に回転自在に支持された回転スピンドル５２２と、該回転スピンドル５２２の先端部に装着された切削ブレード５２３を含んでおり、回転スピンドル５２２がスピンドルハウジング５２１内に配設された図示しないサーボモータによって矢印５２３aで示す方向に回転せしめられるようになっている。切削ブレード５２３は、アルミニウムによって形成された円盤状の基台５２４と、該基台５２４の側面外周部に装着された環状の切れ刃５２５とからなっている。環状の切れ刃５２５は、基台５２４の側面外周部に粒径が３〜４μｍのダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めた電鋳ブレードからなっており、図示の実施形態においては厚みが４０μｍで外径が５２mmに形成されている。 The cutting means 52 includes a spindle housing 521 arranged substantially horizontally, a rotating spindle 522 rotatably supported on the spindle housing 521, and a cutting blade 523 mounted on the tip of the rotating spindle 522. The rotating spindle 522 is rotated in the direction indicated by the arrow 523a by a servo motor (not shown) disposed in the spindle housing 521. The cutting blade 523 includes a disk-shaped base 524 made of aluminum and an annular cutting edge 525 attached to the outer peripheral portion of the side surface of the base 524. The annular cutting edge 525 is composed of an electroformed blade in which diamond abrasive grains having a particle diameter of 3 to 4 μm are hardened by nickel plating on the outer peripheral portion of the side surface of the base 524. In the illustrated embodiment, the thickness is 40 μm. The diameter is 52 mm.
上記撮像手段５３は、スピンドルハウジング５２１の先端部に装着されており、図示の実施形態において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 imaging means 53 is attached to the tip of the spindle housing 521, and in the illustrated embodiment, in addition to a normal imaging device (CCD) that captures an image with visible light, infrared illumination that irradiates the workpiece with infrared rays. And an image pickup device (infrared CCD) that outputs an electrical signal corresponding to the infrared rays captured by the optical system, and the like. A signal is sent to control means (not shown).
上述した切削装置５を用いて切削溝形成工程を実施するには、図５に示すようにチャックテーブル５１上に上記ウエーハ支持工程が実施され半導体ウエーハ２が貼着された粘着テープ３側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保護テープ３を介して半導体ウエーハ２をチャックテーブル５１上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル５１に保持された半導体ウエーハ２は、基板２０の裏面２０bが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ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。 In order to perform the cutting groove forming process using the cutting device 5 described above, the adhesive tape 3 side on which the wafer supporting process is performed and the semiconductor wafer 2 is adhered is mounted on the chuck table 51 as shown in FIG. Put. Then, by operating a suction means (not shown), the semiconductor wafer 2 is held on the chuck table 51 via the protective tape 3 (wafer holding step). Accordingly, in the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 51, the back surface 20b of the substrate 20 is on the upper side. In this manner, the chuck table 51 that sucks and holds the semiconductor wafer 2 is positioned directly below the imaging unit 53 by a processing feed unit (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半導体ウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち、撮像手段５３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２３と対応する領域と、切削ブレード５２３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、切削ブレード５２３による切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン２３と対応する領域に対しても、同様に切削ブレード５２３による切削位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ２の分割予定ライン２３が形成されている機能層２１の表面２１aは下側に位置しているが、撮像手段５３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および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）等で構成された撮像手段を備えているので、ウエーハを構成する基板２０の裏面２０bから透かして分割予定ライン２３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 process for detecting an area to be cut of the semiconductor wafer 2 is executed by the image pickup means 53 and a control means (not shown). That is, the image pickup unit 53 and a control unit (not shown) perform image processing such as pattern matching for aligning the region corresponding to the division line 23 formed in a predetermined direction of the semiconductor wafer 2 and the cutting blade 523. And the cutting region is aligned by the cutting blade 523 (alignment process). Further, the alignment of the cutting position by the cutting blade 523 is similarly performed on a region corresponding to the division line 23 formed on the semiconductor wafer 2 in a direction orthogonal to the predetermined direction. At this time, the surface 21a of the functional layer 21 on which the division line 23 of the semiconductor wafer 2 is formed is positioned on the lower side, but the imaging unit 53 and the optical system for capturing infrared rays as described above and Since the image pickup device is provided with an image pickup device (infrared CCD) or the like that outputs an electrical signal corresponding to infrared light, it is possible to pick up an image of the planned division line 23 through the back surface 20b of the substrate 20 constituting the wafer. .
以上のようにしてチャックテーブル５１上に保持されている半導体ウエーハ２の分割予定ライン２３と対応する領域を検出し、切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル５１を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図６の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は切削すべき分割予定ライン２３と対応する領域の一端（図６の（ａ）において左端）が切削ブレード５２３の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。 If the region corresponding to the division line 23 of the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 51 is detected and the cutting region is aligned as described above, the chuck table 51 holding the semiconductor wafer 2 is detected. Is moved to the cutting start position in the cutting area. At this time, as shown in FIG. 6A, the semiconductor wafer 2 has one end (the left end in FIG. 6A) of a region corresponding to the division line 23 to be cut at a right side by a predetermined amount from just below the cutting blade 523. It is positioned to be located at.
このようにしてチャックテーブル５１即ち半導体ウエーハ２が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード５２３を図６（ａ）において２点鎖線で示す待機位置から矢印Z１で示すように下方に切り込み送りし、図６の（ａ）において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、図６の（ａ）および図６の（ｃ）に示すように切削ブレード５２３の下端が半導体ウエーハ２を構成する機能層２１に至らない位置（例えば、機能層２１が積層されている基板２０の表面２０aから裏面２０b側に５〜１０μｍの位置）に設定されている。 When the chuck table 51, that is, the semiconductor wafer 2 is thus positioned at the cutting start position in the cutting region, the cutting blade 523 is moved from the standby position indicated by the two-dot chain line in FIG. It cuts and feeds downward, and is positioned at a predetermined cutting and feeding position as shown by a solid line in FIG. This cutting feed position is a position where the lower end of the cutting blade 523 does not reach the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 as shown in FIGS. 6A and 6C (for example, the functional layer 21 is laminated). The position is set to 5 to 10 μm from the front surface 20a of the substrate 20 to the back surface 20b side.
次に、切削ブレード５２３を図６の（ａ）において矢印５２３aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめ、チャックテーブル５１を図６の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル５１が図６の（ｂ）で示すように分割予定ライン２３に対応する位置の他端（図６の（ｂ）において右端）が切削ブレード５２３の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル５１の移動を停止する。このようにチャックテーブル５１を切削送りすることにより、図６の（d）で示すように半導体ウエーハ２の基板２０には裏面２０bから表面２０a側に一部２０１を残して切削溝２０２が形成される(切削溝形成工程)。 Next, the cutting blade 523 is rotated at a predetermined rotational speed in the direction indicated by an arrow 523a in FIG. 6A, and the chuck table 51 is rotated at a predetermined cutting feed speed in the direction indicated by an arrow X1 in FIG. Move with. Then, as shown in FIG. 6B, the other end (the right end in FIG. 6B) of the chuck table 51 corresponding to the planned division line 23 is positioned to the left by a predetermined amount from directly below the cutting blade 523. When reaching the above, the movement of the chuck table 51 is stopped. By cutting and feeding the chuck table 51 in this way, as shown in FIG. 6D, the substrate 20 of the semiconductor wafer 2 is formed with a cutting groove 202 leaving a part 201 from the back surface 20b to the front surface 20a side. (Cutting groove forming process).
次に、切削ブレード５２３を図６の（ｂ）において矢印Z2で示すように上昇させて２点鎖線で示す待機位置に位置付け、チャックテーブル５１を図６の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に移動して、図６の（ａ）に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル５１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に分割予定ライン２３の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべき分割予定ライン２３に対応する領域を切削ブレード５２３と対応する位置に位置付ける。このようにして、次に切削すべき分割予定ライン２３に対応する領域を切削ブレード５２３と対応する位置に位置付けたならば、上述した切削溝形成工程を実施する。 Next, the cutting blade 523 is raised as shown by an arrow Z2 in FIG. 6B and positioned at a standby position shown by a two-dot chain line, and the chuck table 51 is moved in the direction shown by an arrow X2 in FIG. 6B. Move to return to the position shown in FIG. Then, the chuck table 51 is indexed and fed in a direction perpendicular to the paper surface (index feed direction) by an amount corresponding to the interval between the scheduled division lines 23, and an area corresponding to the scheduled division line 23 to be cut next is defined as a cutting blade 523. Position it at the corresponding position. Thus, if the area | region corresponding to the division | segmentation scheduled line 23 which should be cut next is located in the position corresponding to the cutting blade 523, the cutting groove formation process mentioned above will be implemented.
なお、上記切削溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
切削ブレード ：外径５２ｍｍ、厚さ４０μｍ
切削ブレードの回転速度：３００００ｒｐｍ
切削送り速度 ：５０ｍｍ／秒
In addition, the said cutting groove formation process is performed on the following process conditions, for example.
Cutting blade: outer diameter 52mm, thickness 40μm
Cutting blade rotation speed: 30000 rpm
Cutting feed rate: 50 mm / sec
上述した切削溝形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２３に対応する領域に実施する。 The above-described cutting groove forming step is performed on the regions corresponding to all the division lines 23 formed on the semiconductor wafer 2.
次に、上述した切削溝形成工程が実施された半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に補強シートを装着するとともに該補強シートをダイシングテープに貼着する補強シート装着工程を実施する。
補強シート装着工程は、上記切削溝形成工程が実施された切削装置５のチャックテーブル５１上において実施することができる。即ち、図７の(a)および(b)に示すようにウエーハを収容する大きさの開口部６１を備えた環状のフレーム６の裏面に開口部６１を覆うように外周部が装着されたダイシングテープ６０の表面６０a（粘着層が設けられ粘着面が形成されている）が装着されている。そして、ダイシングテープ６０の表面６０aには、半導体ウエーハ２の大きさと対応する大きさのBSPまたはLCと称される補強シート７が貼着されている。なお、補強シート７は、厚みが例えば１００μmの熱硬化性を有する合成樹脂シートによって形成され、表面に糊が塗布されている。このように構成されダイシングテープ６０の表面６０aに貼着された補強シート７を図７の(b)に示すように半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に装着する。そして、図７の(c)に示すように半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面に貼着されている保護テープ３を剥離する。
Next, a reinforcing sheet mounting step is performed in which a reinforcing sheet is mounted on the back surface of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 on which the above-described cutting groove forming step has been performed, and the reinforcing sheet is bonded to a dicing tape.
The reinforcing sheet mounting step can be performed on the chuck table 51 of the cutting apparatus 5 on which the above-described cutting groove forming step has been performed. That is, as shown in FIGS. 7A and 7B, dicing with an outer peripheral portion mounted on the back surface of an annular frame 6 having an opening 61 large enough to accommodate a wafer so as to cover the opening 61. A surface 60a (adhesive layer is provided and an adhesive surface is formed) of the tape 60 is attached. A reinforcing sheet 7 called BSP or LC having a size corresponding to the size of the semiconductor wafer 2 is attached to the surface 60 a of the dicing tape 60. The reinforcing sheet 7 is formed of a thermosetting synthetic resin sheet having a thickness of, for example, 100 μm, and a paste is applied to the surface. The reinforcing sheet 7 thus configured and adhered to the front surface 60a of the dicing tape 60 is mounted on the back surface of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 7C, the protective tape 3 adhered to the surface of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 is peeled off.
上述した補強シート装着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面側から分割予定ライン２３に沿ってレーザー光線を照射し、機能層２１を破断するとともに補強シート７を破断するレーザー加工工程を実施する。このレーザー加工工程は、図８に示すレーザー加工装置８を用いて実施する。図８に示すレーザー加工装置８は、被加工物を保持するチャックテーブル８１と、該チャックテーブル８１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８２と、チャックテーブル８１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段８３を具備している。チャックテーブル８１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８において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図８において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。 When the above-described reinforcing sheet mounting step is performed, a laser beam is irradiated from the surface side of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 along the scheduled division line 23 to break the functional layer 21 and break the reinforcing sheet 7. Implement the laser processing process. This laser processing step is performed using a laser processing apparatus 8 shown in FIG. A laser processing apparatus 8 shown in FIG. 8 has a chuck table 81 for holding a workpiece, a laser beam irradiation means 82 for irradiating a workpiece held on the chuck table 81 with a laser beam, and a chuck table 81. An image pickup means 83 for picking up an image of the processed workpiece is provided. The chuck table 81 is configured to suck and hold the workpiece. The chuck table 81 is moved in a processing feed direction indicated by an arrow X in FIG. 8 by a processing feed means (not shown), and in FIG. 8 by an index feed means (not shown). It can be moved in the index feed direction indicated by the arrow Y.
上記レーザー光線照射手段８２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング８２１を含んでいる。ケーシング８２１内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング８２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器８２２が装着されている。なお、レーザー光線照射手段８２は、集光器８２２によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段（図示せず）を備えている。 The laser beam irradiation means 82 includes a cylindrical casing 821 arranged substantially horizontally. In the casing 821, pulse laser beam oscillation means including a pulse laser beam oscillator and repetition frequency setting means (not shown) are arranged. A condenser 822 for condensing the pulse laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillating means is attached to the tip of the casing 821. The laser beam irradiation unit 82 includes a condensing point position adjusting unit (not shown) for adjusting the condensing point position of the pulse laser beam collected by the condenser 822.
上記レーザー光線照射手段８２を構成するケーシング８２１の先端部に装着された撮像手段８３は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。 The image pickup means 83 attached to the tip of the casing 821 constituting the laser beam irradiation means 82 includes an illumination means for illuminating the workpiece, an optical system for capturing an area illuminated by the illumination means, and the optical system. An image pickup device (CCD) or the like for picking up the captured image is provided, and the picked-up image signal is sent to a control means (not shown).
上述したレーザー加工装置８を用いて、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面側から分割予定ライン２３に沿ってレーザー光線を照射し、機能層２１を破断するとともに補強シート７を破断するレーザー加工工程を実施するには、先ず、上述した図８に示すレーザー加工装置８のチャックテーブル８１上に上述した補強シート装着工程が実施された半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に装着された補強シート７が貼着されているダイシングテープ６０側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープ６０および補強シート７を介して半導体ウエーハ２をチャックテーブル８１上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル８１に保持された半導体ウエーハ２は、機能層２１の表面２１aが上側となる。なお、図８においてはダイシングテープ６０が装着された環状のフレーム６を省いて示しているが、環状のフレーム６はチャックテーブル８１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル８１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段８３の直下に位置付けられる。 Laser processing that uses the laser processing apparatus 8 described above to irradiate a laser beam along the division line 23 from the surface side of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 to break the functional layer 21 and break the reinforcing sheet 7. In order to perform the process, first, the reinforcement mounted on the back surface of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 on which the above-described reinforcing sheet mounting process has been performed on the chuck table 81 of the laser processing apparatus 8 shown in FIG. 8 described above. The dicing tape 60 side on which the sheet 7 is adhered is placed. Then, by operating a suction means (not shown), the semiconductor wafer 2 is held on the chuck table 81 via the dicing tape 60 and the reinforcing sheet 7 (wafer holding step). Therefore, in the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 81, the surface 21a of the functional layer 21 is on the upper side. In FIG. 8, the annular frame 6 to which the dicing tape 60 is mounted is omitted, but the annular frame 6 is held by an appropriate frame holding means provided on the chuck table 81. In this way, the chuck table 81 that sucks and holds the semiconductor wafer 2 is positioned directly below the imaging unit 83 by a processing feed unit (not shown).
チャックテーブル８１が撮像手段８３の直下に位置付けられると、撮像手段８３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の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８３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに形成された分割予定ライン２３と、該分割予定ライン２３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８２の集光器８２２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（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン２３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。 When the chuck table 81 is positioned immediately below the image pickup means 83, an alignment operation for detecting a processing region to be laser processed of the semiconductor wafer 2 is executed by the image pickup means 83 and a control means (not shown). That is, the imaging unit 83 and a control unit (not shown) include the division line 23 formed on the surface 21 a of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 and the laser beam irradiation unit 82 that irradiates the laser beam along the division line 23. Image processing such as pattern matching for alignment with the condenser 822 is performed to align the laser beam irradiation position (alignment process). Similarly, the alignment of the laser beam irradiation position is also performed on the division line 23 formed on the semiconductor wafer 2 in a direction orthogonal to the predetermined direction.
上述したアライメント工程を実施したならば、図８で示すようにチャックテーブル８１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段８２の集光器８２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、分割予定ライン２３を集光器８２２の直下に位置付ける。このとき、図９の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は、分割予定ライン２３の一端(図９の（ａ）において左端)が集光器８２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、図９の（c）に示すように集光器８２２から照射されるパルスレーザー光線LBの集光点Ｐを半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に装着された補強シート７の上面付近に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段８２の集光器８２２から機能層２１、基板２０および補強シート７に対して吸収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８１を図９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９の（ｂ）で示すように分割予定ライン２３の他端（図９の（ｂ）において右端）が集光器８２２の直下位置に達したら、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８１の移動を停止する（レーザー加工工程）。 When the alignment step described above is performed, the chuck table 81 is moved to the laser beam irradiation region where the condenser 822 of the laser beam irradiation means 82 for irradiating the laser beam is positioned as shown in FIG. Positioned directly below the vessel 822. At this time, as shown in FIG. 9A, the semiconductor wafer 2 is positioned so that one end of the scheduled division line 23 (the left end in FIG. 9A) is located directly below the condenser 822. Then, as shown in FIG. 9 (c), the condensing point P of the pulse laser beam LB emitted from the condenser 822 is located near the upper surface of the reinforcing sheet 7 mounted on the back surface of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2. Position. Next, the chuck table 81 is irradiated with a pulsed laser beam having a wavelength having absorptivity to the functional layer 21, the substrate 20 and the reinforcing sheet 7 from the condenser 822 of the laser beam irradiation means 82 as shown by an arrow in FIG. It is moved at a predetermined machining feed rate in the direction indicated by X1. Then, as shown in FIG. 9B, when the other end of the planned dividing line 23 (the right end in FIG. 9B) reaches a position directly below the condenser 822, the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the chuck is performed. The movement of the table 81 is stopped (laser processing step).
次に、チャックテーブル８１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に分割予定ライン２３の間隔だけ（分割予定ライン２３の間隔に相当する）移動する。そして、レーザー光線照射手段８２の集光器８２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル８１を図９の（ｂ）において矢印Ｘ２で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめ、図９の（ａ）に示す位置に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８１の移動を停止する。 Next, the chuck table 81 is moved in the direction perpendicular to the paper surface (index feed direction) by the interval between the scheduled division lines 23 (corresponding to the interval between the scheduled division lines 23). Then, while irradiating a pulsed laser beam from the condenser 822 of the laser beam irradiation means 82, the chuck table 81 is moved at a predetermined processing feed speed in the direction indicated by the arrow X2 in FIG. 9B, and FIG. When the position shown in FIG. 2 is reached, the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the movement of the chuck table 81 is stopped.
上述したレーザー加工工程を実施することにより、図９の（d）に示すように半導体ウエーハ２には機能層２１および上記切削溝形成工程において残存されている基板２０の一部２０１にレーザー加工溝２１１が形成され、半導体ウエーハ２は分割予定ライン２３に沿って破断される。また、レーザー加工溝２１１を形成したパルスレーザー光線LBは補強シート７に照射し、補強シート７にレーザー加工溝７１を形成して、補強シート７を分割予定ライン２３に沿って破断する。そして、上述したレーザー加工工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２３に沿って実施する。なお、レーザー加工工程を実施する際には、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面にデバイス２２を保護するためにポリビニルアルコール（PVA）等の液状樹脂によって保護膜を被覆することが望ましい。 By performing the laser processing step described above, the laser processing groove is formed on the functional layer 21 and the part 201 of the substrate 20 remaining in the cutting groove forming step on the semiconductor wafer 2 as shown in FIG. 211 is formed, and the semiconductor wafer 2 is broken along the division line 23. Further, the pulse laser beam LB formed with the laser processing groove 211 is applied to the reinforcing sheet 7 to form the laser processing groove 71 in the reinforcing sheet 7, and the reinforcing sheet 7 is broken along the scheduled division line 23. Then, the laser processing step described above is performed along all the planned division lines 23 formed on the semiconductor wafer 2. When performing the laser processing step, it is desirable to cover the surface of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 with a protective film with a liquid resin such as polyvinyl alcohol (PVA) in order to protect the device 22.
なお、上記レーザー加工工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：２００ｋＨｚ
出力 ：１．５W
集光スポット径 ：φ１０μｍ
加工送り速度 ：３００ｍｍ／秒
In addition, the said laser processing process is performed on the following processing conditions, for example.
Laser beam wavelength: 355 nm
Repetition frequency: 200 kHz
Output: 1.5W
Condensing spot diameter: φ10μm
Processing feed rate: 300 mm / sec
上述したレーザー加工工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に装着されている補強シート７（分割予定ライン２３に沿って破断されている）を加熱して硬化せしめる補強シート加熱工程を実施する。即ち、図１０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６０の裏面側からヒータ９によって加熱し、熱硬化性を有する合成樹脂シートからなる補強シート７を硬化せしめる。なお、補強シート加熱工程は、上記図7に示す補強シート装着工程を実施した直後に実施して補強シート７を硬化させてもよい。 If the laser processing step described above is carried out, the reinforcing sheet 7 attached to the back surface of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 (broken along the planned dividing line 23) is heated and cured. A heating step is performed. That is, as shown in FIG. 10, the heater 9 is heated from the back side of the dicing tape 60 mounted on the annular frame 6 to cure the reinforcing sheet 7 made of a synthetic resin sheet having thermosetting properties. The reinforcing sheet heating step may be performed immediately after the reinforcing sheet mounting step shown in FIG. 7 is performed to cure the reinforcing sheet 7.
次に、ダイシングテープ６０側からダイシングテープ６０に対して透過性を有するとともに補強シート７に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を各デバイスに対応して照射し、補強シート７のデバイスに対応した領域にデバイス情報をマーキングするマーキング工程を実施する。このマーキング工程は、上記図８に示すレーザー加工装置８を用いて実施することができる。図８に示すレーザー加工装置８を用いてマーキング工程を実施するには、図１１に示すようにレーザー加工装置８のチャックテーブル８１上に半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ２をチャックテーブル８１上に保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル８１に保持された半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に装着された補強シート７が貼着されているダイシングテープ６０が上側となる。なお、図１１においてはダイシングテープ６０が装着された環状のフレーム６を省いて示しているが、環状のフレーム６はチャックテーブル８１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。このようにしてウエーハ保持工程を実施したならば、上記アライメント工程を実施する。そして、半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に装着されている補強シート７における分割予定ライン２３によって区画された領域に形成されたデバイス２２に対応する領域に、レーザー光線照射手段８２の集光器８２２からダイシングテープ６０に対して透過性を有するとともに補強シート７に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線をダイシングテープ６０側から各デバイスに対応して照射し、補強シート７のデバイスに対応した領域にデバイス情報７２をマーキングする。 Next, a laser beam having a wavelength that has transparency to the dicing tape 60 and absorbs the reinforcing sheet 7 from the dicing tape 60 side is irradiated corresponding to each device, and corresponds to the device of the reinforcing sheet 7. A marking process for marking the device information in the area is performed. This marking step can be performed using the laser processing apparatus 8 shown in FIG. In order to perform the marking process using the laser processing apparatus 8 shown in FIG. 8, the surface side of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 is placed on the chuck table 81 of the laser processing apparatus 8 as shown in FIG. To do. Then, by operating a suction means (not shown), the semiconductor wafer 2 is held on the chuck table 81 (wafer holding step). Therefore, the dicing tape 60 to which the reinforcing sheet 7 attached to the back surface of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 81 is attached is on the upper side. In FIG. 11, the annular frame 6 to which the dicing tape 60 is mounted is omitted, but the annular frame 6 is held by an appropriate frame holding means provided on the chuck table 81. If the wafer holding process is performed in this way, the alignment process is performed. Then, a concentrator of the laser beam irradiation means 82 is formed in an area corresponding to the device 22 formed in the area partitioned by the division line 23 in the reinforcing sheet 7 mounted on the back surface of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2. A pulse laser beam having a wavelength that is transparent to the dicing tape 60 from 822 and absorbs the reinforcing sheet 7 is irradiated from the dicing tape 60 side corresponding to each device, and corresponds to the device of the reinforcing sheet 7. The device information 72 is marked in the area.
なお、上記マーキング工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：８０ｋＨｚ
出力 ：０．２W
集光スポット径 ：φ１０μｍ
In addition, the said marking process is performed on the following process conditions, for example.
Laser beam wavelength: 355 nm
Repetition frequency: 80 kHz
Output: 0.2W
Condensing spot diameter: φ10μm
上述したレーザー加工工程、補強シート加熱工程およびマーキング工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に装着された補強シート７が貼着されているダイシングテープ６０を拡張して半導体ウエーハ２を分割予定ライン２３に沿って個々のデバイスに分離するデバイス分離工程を実施する。このデバイス分離工程は、図１２に示すデバイス分離装置１０を用いて実施する。図１２に示すデバイス分離装置１０は、上記環状のフレーム６を保持するフレーム保持手段１１と、該フレーム保持手段１１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６０を拡張するテープ拡張手段１２と、ピックアップコレット１３を具備している。フレーム保持手段１１は、環状のフレーム保持部材１１１と、該フレーム保持部材１１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ１１２とからなっている。フレーム保持部材１１１の上面は環状のフレーム６を載置する載置面１１１ａを形成しており、この載置面１１１ａ上に環状のフレーム６が載置される。そして、載置面１１１ａ上に載置された環状のフレーム６は、クランプ１１２によってフレーム保持部材１１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段１１は、テープ拡張手段１２によって上下方向に進退可能に支持されている。 If the laser processing step, the reinforcing sheet heating step, and the marking step described above are performed, the dicing tape 60 to which the reinforcing sheet 7 attached to the back surface of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 is attached is extended to the semiconductor. A device separation step for separating the wafer 2 into individual devices along the planned division line 23 is performed. This device separation step is performed using a device separation apparatus 10 shown in FIG. The device separating apparatus 10 shown in FIG. 12 includes a frame holding means 11 for holding the annular frame 6 and a tape expanding means for expanding the dicing tape 60 attached to the annular frame 6 held by the frame holding means 11. 12 and a pickup collet 13. The frame holding means 11 includes an annular frame holding member 111 and a plurality of clamps 112 as fixing means arranged on the outer periphery of the frame holding member 111. An upper surface of the frame holding member 111 forms a placement surface 111a on which the annular frame 6 is placed, and the annular frame 6 is placed on the placement surface 111a. The annular frame 6 placed on the placement surface 111 a is fixed to the frame holding member 111 by the clamp 112. The frame holding means 11 configured in this way is supported by the tape expanding means 12 so as to be able to advance and retreat in the vertical direction.
テープ拡張手段１２は、上記環状のフレーム保持部材１１１の内側に配設される拡張ドラム１２１を具備している。この拡張ドラム１２１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６０に貼着される半導体ウエーハ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１２１は、下端に支持フランジ１２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段１２は、上記環状のフレーム保持部材１１１を上下方向に進退可能な支持手段１２３を具備している。この支持手段１２３は、上記支持フランジ１２２上に配設された複数のエアシリンダ１２３aからなっており、そのピストンロッド１２３bが上記環状のフレーム保持部材１１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ１２３aからなる支持手段１２３は、図１３の（ａ）に示すように環状のフレーム保持部材１１１を載置面１１１ａが拡張ドラム１２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、図１３の（ｂ）に示すように拡張ドラム１２１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 12 includes an expansion drum 121 disposed inside the annular frame holding member 111. The expansion drum 121 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 semiconductor wafer 2 attached to the dicing tape 60 attached to the annular frame 6. The expansion drum 121 includes a support flange 122 at the lower end. The tape expansion means 12 in the illustrated embodiment includes support means 123 that can advance and retract the annular frame holding member 111 in the vertical direction. The support means 123 includes a plurality of air cylinders 123 a disposed on the support flange 122, and the piston rod 123 b is connected to the lower surface of the annular frame holding member 111. In this way, the support means 123 composed of a plurality of air cylinders 123a has a reference position where the mounting surface 111a is substantially flush with the upper end of the expansion drum 121, as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 13 (b), it is moved in the vertical direction between the extended positions below the upper end of the expansion drum 121 by a predetermined amount.
以上のように構成されたデバイス分離装置１０を用いて実施するデバイス分離工程について図１３を参照して説明する。即ち、半導体ウエーハ２が貼着されているダイシングテープ６０が装着された環状のフレーム６を、図１３の（ａ）に示すようにフレーム保持手段１１を構成するフレーム保持部材１１１の載置面１１１ａ上に載置し、クランプ１１２によってフレーム保持部材１１１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１１１は図１３の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段１２を構成する支持手段１２３としての複数のエアシリンダ１２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材１１１を図１３の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材１１１の載置面１１１ａ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１３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６０は拡張ドラム１２１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６０に貼着されている半導体ウエーハ２には放射状に引張力が作用するため、個々のデバイス２２に分離されるとともにデバイス間に間隔Sが形成される。 A device separation process performed using the device separation apparatus 10 configured as described above will be described with reference to FIG. That is, the annular frame 6 to which the dicing tape 60 to which the semiconductor wafer 2 is attached is attached to the mounting surface 111a of the frame holding member 111 constituting the frame holding means 11 as shown in FIG. It is placed on and fixed to the frame holding member 111 by the clamp 112 (frame holding step). At this time, the frame holding member 111 is positioned at the reference position shown in FIG. Next, the plurality of air cylinders 123a as the support means 123 constituting the tape expansion means 12 are operated to lower the annular frame holding member 111 to the expansion position shown in FIG. Accordingly, since the annular frame 6 fixed on the mounting surface 111a of the frame holding member 111 is also lowered, the dicing tape 60 attached to the annular frame 6 is an expansion drum as shown in FIG. It is expanded in contact with the upper edge of 121 (tape expansion process). As a result, since a tensile force acts radially on the semiconductor wafer 2 adhered to the dicing tape 60, the semiconductor wafer 2 is separated into individual devices 22 and a space S is formed between the devices.
次に、図１３の（c）に示すようにピックアップコレット１３を作動してデバイス２２を吸着し、デバイス情報がマーキングされた補強シート７とともにダイシングテープ６０から剥離してピックアップし、図示しないトレーまたはダイボンディング工程に搬送する。なお、ピックアップ工程においては、上述したようにダイシングテープ６０に貼着されている個々のデバイス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。 Next, as shown in FIG. 13 (c), the pickup collet 13 is actuated to adsorb the device 22, peeled off the dicing tape 60 together with the reinforcing sheet 7 on which the device information is marked, and picked up. Transport to die bonding process. In the pickup process, since the gap S between the individual devices 22 adhered to the dicing tape 60 is widened as described above, the pickup can be easily performed without contacting the adjacent devices 22. it can.
２：半導体ウエーハ
２０：基板
２１：機能層
２２：デバイス
２３：分割予定ライン
３：保護テープ
４：研削装置
４１：研削装置のチャックテーブル
４２：研削手段
４２４：研削ホイール
５：切削装置
５１：切削装置のチャックテーブル
５２：切削手段
５２３：切削ブレード
６：環状のフレーム
６０：ダイシングテープ
７：補強シート
８：レーザー加工装置
８１：レーザー加工装置のチャックテーブル
８２：レーザー光線照射手段
８２２：集光器
９：ヒータ
１０：デバイス分離装置
１１：フレーム保持手段
１２：テープ拡張手段
１３：ピックアップコレット
2: Semiconductor wafer 20: Substrate 21: Functional layer 22: Device 23: Planned division line 3: Protection tape 4: Grinding device 41: Grinding device chuck table 42: Grinding means 424: Grinding wheel 5: Cutting device 51: Cutting device Chuck table 52: cutting means 523: cutting blade 6: annular frame 60: dicing tape 7: reinforcing sheet 8: laser processing apparatus 81: chuck table 82 of laser processing apparatus: laser beam irradiation means 822: light collector 9: heater 10: Device separation device 11: Frame holding means 12: Tape expansion means 13: Pickup collet
Claims (3)
ウエーハを構成する基板の裏面側から分割予定ラインと対応する領域に切削ブレードを位置付けて機能層に至らない一部を残して切削溝を形成する切削溝形成工程と、
該切削溝形成工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面に補強シートを装着するとともに該補強シートをダイシングテープに貼着する補強シート装着工程と、
該補強シート装着工程が実施されたウエーハを構成する機能層の表面側から分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、機能層を破断するとともに該補強シートを破断するレーザー加工工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。 A wafer processing method for dividing a wafer in which a device is formed by a functional layer laminated on a surface of a substrate along a plurality of division lines dividing the device,
A cutting groove forming step of positioning a cutting blade in a region corresponding to the planned division line from the back side of the substrate constituting the wafer and forming a cutting groove leaving a portion not reaching the functional layer;
A reinforcing sheet attaching step of attaching the reinforcing sheet to the back surface of the substrate constituting the wafer on which the cutting groove forming step has been performed and attaching the reinforcing sheet to a dicing tape;
A laser processing step of irradiating a laser beam along a line to be divided from the surface side of the functional layer constituting the wafer on which the reinforcing sheet mounting step has been performed, breaking the functional layer and breaking the reinforcing sheet,
A method for processing a wafer.
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