JP2016162769A - Wafer processing method - 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複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ライン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 devices are formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of division lines on a functional layer laminated on a surface of a substrate is divided along the division lines.
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are defined by a plurality of division lines formed in a lattice shape on the surface of a substantially wafer-shaped semiconductor wafer, and ICs, LSIs, etc. are defined in the partitioned regions. Form the device. Then, by cutting the semiconductor wafer along the planned dividing line, the region where the device is formed is divided to manufacture individual devices.
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ＳｉＯ２、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, on the surface of a substrate such as silicon, inorganic films such as SiO 2 , SiOF, BSG (SiOB), polyimide, parylene, etc. 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, which is a polymer film, is laminated has been put into practical use.
このような半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った分割は、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 a division of the semiconductor wafer along the division line 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、切削ブレードによって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分割予定ライン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, the Low-k film described above is difficult to cut with a cutting blade. In other words, the low-k film is very brittle like mica, so when the cutting blade is cut along the planned dividing line, the low-k film is peeled off, and this peeling reaches the circuit, resulting in fatal damage to the device. There is a problem of giving.
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分割予定ラインに沿って機能層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成して機能層を分断し、このレーザー加工溝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、半導体ウエーハを分割予定ライン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, the laser is irradiated along the planned division line by performing ablation processing by irradiating the functional layer with a laser beam having an absorptive wavelength along the planned division line formed on the semiconductor wafer. There is a wafer dividing method for cutting a semiconductor wafer along a planned dividing line by forming a processing groove to divide the functional layer, positioning a cutting blade in the laser processing groove, and moving the cutting blade and the semiconductor wafer relative to each other. It is disclosed in the following Patent Document 1.
而して、アブレーション加工によって半導体ウエーハを構成する機能層に形成された分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成すると、分割予定ラインに配設されたTEG（テスト・エレメント・グループ)と呼ばれる金属膜や低誘電率絶縁体が溶融してレーザー加工溝の両側にバリが轍のように起立して形成され、個々のデバイスに分割した際にデバイスの外周に起立したバリが残存してデバイスの品質を低下させるという問題がある。 Thus, when a laser processing groove is formed along the planned division line formed in the functional layer constituting the semiconductor wafer by ablation processing, a metal called TEG (test element group) arranged in the planned division line When the film or low dielectric constant insulator melts, burrs are formed like ridges on both sides of the laser processing groove, and when divided into individual devices, the burrs standing on the outer periphery of the device remain and remain on the device. There is a problem of reducing the quality.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、アブレーション加工によって形成されたレーザー加工溝の両側に起立して形成されたバリを効果的に除去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 the main technical problem thereof is that of a wafer capable of effectively removing burrs formed upright on both sides of a laser processing groove formed by ablation processing. It is to provide a processing method.
上記主たる技術的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複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射してアブレーション加工を施し、分割予定ラインに沿って機能層にレーザー加工溝を形成することにより機能層を除去するアブレーション加工工程と、
該アブレーション加工工程において形成されたレーザー加工溝の両側に起立するバリを除去するバリ除去工程と、
該アブレーション加工工程が実施されたウエーハの機能層が除去された領域に沿って切削ブレードによって基板を切断することによりウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、を含み、
該バリ除去工程は、スピンナーテーブルにウエーハを保持し、該スピンナーテーブルを回転しつつスピンナーテーブルに保持されたウエーハに加圧流体をノズルから噴射することにより、該アブレーション加工工程において形成されたレーザー加工溝の両側に起立するバリを除去するバリ除去工程を実施する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
In order to solve the above-mentioned main technical problem, according to the present invention, there is provided a wafer processing method in which devices are formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of division lines on a functional layer laminated on a surface of a substrate. And
Ablation processing that removes the functional layer by irradiating the wafer with a laser beam having a wavelength that absorbs the wafer along the planned division line, and forming a laser processing groove in the functional layer along the planned division line. Process,
A burr removing step for removing burrs standing on both sides of the laser processing groove formed in the ablation step;
A wafer dividing step of dividing the wafer into individual devices by cutting the substrate with a cutting blade along a region where the functional layer of the wafer subjected to the ablation processing step has been removed,
The deburring step includes holding the wafer on a spinner table and spraying a pressurized fluid from a nozzle onto the wafer held on the spinner table while rotating the spinner table, thereby forming the laser processing formed in the ablation processing step. Implement a deburring process to remove burrs standing on both sides of the groove,
A method for processing a wafer is provided.
上記バリ除去工程においては、加圧気体によって水を加圧してミストをノズルから噴射する。
また、バリ除去工程においては、加圧水をノズルから噴射する。
上記アブレーション加工工程を実施する前に、ウエーハの表面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施することが望ましい。
In the burr removing step, water is pressurized with a pressurized gas and mist is ejected from the nozzle.
In the burr removing step, pressurized water is sprayed from the nozzle.
Before performing the ablation processing step, it is desirable to perform a protective film forming step of forming a protective film by coating the surface of the wafer with a water-soluble resin.
本発明によるウエーハの加工方法は、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射してアブレーション加工を施し、分割予定ラインに沿って機能層にレーザー加工溝を形成することにより機能層を除去するアブレーション加工工程と、アブレーション加工工程において形成されたレーザー加工溝の両側に起立するバリを除去するバリ除去工程と、アブレーション加工工程が実施されたウエーハの機能層が除去された領域に沿って切削ブレードによって基板を切断することによりウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程とを含み、バリ除去工程は、スピンナーテーブルにウエーハを保持し、スピンナーテーブルを回転しつつスピンナーテーブルに保持されたウエーハに加圧流体をノズルから噴射することにより、アブレーション加工工程において形成されたレーザー加工溝の両側に起立するバリを除去するバリ除去工程を実施するので、デバイスに損傷を与えることなく分割予定ラインに沿って形成されたレーザー加工溝の両側に起立して形成されているバリを効果的に除去することができる。 In the wafer processing method according to the present invention, a laser beam having a wavelength that is absorptive to the wafer is irradiated along the planned division line to perform ablation, and a laser processing groove is formed in the functional layer along the planned division line. The ablation process that removes the functional layer, the burr removal process that removes burrs that stand on both sides of the laser-processed grooves formed in the ablation process, and the functional layer of the wafer that has undergone the ablation process are removed. A wafer dividing step of dividing the wafer into individual devices by cutting the substrate along a region with a cutting blade, and the burr removing step holds the wafer on the spinner table and rotates the spinner table while rotating the spinner table. The pressurized fluid is applied to the wafer held by the nozzle. By performing the burr removal process that removes burrs standing on both sides of the laser processing groove formed in the ablation process by spraying, laser processing formed along the planned division line without damaging the device It is possible to effectively remove burrs formed upright on both sides of the groove.
以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a wafer processing method according to the present invention will be described in 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加工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、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が形成されており、この機能層２１に格子状に形成された複数の分割予定ライン２２によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２３が形成されている。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。また、分割予定ライン２２の表面には、図１の(a)および(b)には記載していないがTEG（テスト・エレメント・グループ)と呼ばれる金属膜が配設されている。 FIGS. 1A and 1B are a perspective view and an enlarged cross-sectional view of a main part of a semiconductor wafer processed by the wafer processing method according to the present invention. In the semiconductor wafer 2 shown in FIGS. 1A and 1B, a functional layer 21 in which a functional film for forming an insulating film and a circuit is laminated is formed on a surface 20a of a substrate 20 such as silicon. Devices 23 such as ICs and LSIs are formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of division lines 22 formed in a lattice shape on the layer 21. 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. Further, although not shown in FIGS. 1A and 1B, a metal film called a TEG (test element group) is disposed on the surface of the division line 22.
上述した半導体ウエーハ２の分割予定ライン２２に沿ってアブレーション加工するためには、先ず、半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面にダイシングテープを貼着し該ダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図２に示すように、環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープTの表面に半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bを貼着する。従って、ダイシングテープTの表面に貼着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。 In order to perform the ablation processing along the division line 22 of the semiconductor wafer 2 described above, first, a dicing tape is attached to the back surface of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2, and the outer peripheral portion of the dicing tape is formed by an annular frame. A wafer support process is performed. That is, as shown in FIG. 2, the back surface 20 b of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 is attached to the surface of the dicing tape T on which the outer peripheral portion is mounted so as to cover the inner opening of the annular frame F. Therefore, in the semiconductor wafer 2 adhered to the surface of the dicing tape T, the surface 21a of the functional layer 21 is on the upper side.
次に、ウエーハの表面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施する。この保護膜形成工程は、図３の(a)に示す保護膜被覆装置３を用いて実施する。即ち、保護膜被覆装置３のスピンナーテーブル３１上に上記半導体ウエーハ２をダイシングテープTを介して載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、スピンナーテーブル３１上にダイシングテープTを介して半導体ウエーハ２を吸引保持する。従って、スピンナーテーブル３１上にダイシングテープTを介して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、環状のフレームFは、スピンナーテーブル３１に配設された図示しないクランプによって固定される。そして、スピンナーテーブル３１の上方に配設された樹脂液供給手段３２の樹脂供給ノズル３２１から半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１a(加工面)における中央部に所定量の水溶性液状樹脂３０を滴下する。水溶性液状樹脂としては、例えばPVA(Poly Vinyl Alcohol)、ＰＥＧ（Poly Ethylene Glycol）、PEO(Poly Ethylene Oxide)を用いることができる。なお、水溶性液状樹脂３０の供給量は、例えば直径が２００mmのウエーハの場合、１０〜２０ミリリットル(ml)程度でよい。 Next, a protective film forming step is performed in which a water-soluble resin is coated on the surface of the wafer to form a protective film. This protective film forming step is performed using a protective film coating apparatus 3 shown in FIG. That is, the semiconductor wafer 2 is placed on the spinner table 31 of the protective film coating apparatus 3 via the dicing tape T. Then, the semiconductor wafer 2 is sucked and held on the spinner table 31 via the dicing tape T by operating a suction means (not shown). Therefore, in the semiconductor wafer 2 held on the spinner table 31 via the dicing tape T, the surface 21a of the functional layer 21 is on the upper side. The annular frame F is fixed by a clamp (not shown) disposed on the spinner table 31. A predetermined amount of water-soluble liquid resin is formed at the center of the surface 21a (processed surface) of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 from the resin supply nozzle 321 of the resin liquid supply means 32 disposed above the spinner table 31. 30 is added dropwise. As the water-soluble liquid resin, for example, PVA (Poly Vinyl Alcohol), PEG (Poly Ethylene Glycol), and PEO (Poly Ethylene Oxide) can be used. The supply amount of the water-soluble liquid resin 30 may be about 10 to 20 ml (ml) in the case of a wafer having a diameter of 200 mm, for example.
このようにして、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１a(加工面)における中央領域へ所定量の水溶性液状樹脂３０を滴下したならば、図３の(b)に示すようにスピンナーテーブル３１を矢印３１aで示す方向に例えば１００rpmで５秒間程度回転する。この結果、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１a(加工面)における中央領域に滴下された水溶性液状樹脂３０は、遠心力の作用で外周に向けて流動し機能層２１の表面２１a(加工面)の全面に拡散せしめられ、機能層２１の表面２１a(加工面)には、図３の(b)および(c)に示すように厚さが０．２〜１０μmの水溶性樹脂からなる保護膜３００が形成される（保護膜形成工程）。この水溶性樹脂からなる保護膜３００の厚みは、水溶性液状樹脂３０の供給量、スピンナーテーブル３１の回転速度および回転時間によって調整することができる。 In this way, when a predetermined amount of the water-soluble liquid resin 30 is dropped on the central region of the surface 21a (processed surface) of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2, the spinner is shown in FIG. The table 31 is rotated in the direction indicated by the arrow 31a, for example, at 100 rpm for about 5 seconds. As a result, the water-soluble liquid resin 30 dropped on the central region of the surface 21a (processed surface) of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 flows toward the outer periphery by the action of centrifugal force and the surface 21a of the functional layer 21. A water-soluble resin having a thickness of 0.2 to 10 μm is spread on the surface 21a (processed surface) of the functional layer 21 as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c). A protective film 300 is formed (protective film forming step). The thickness of the protective film 300 made of the water-soluble resin can be adjusted by the supply amount of the water-soluble liquid resin 30, the rotation speed and the rotation time of the spinner table 31.
上述した保護膜形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ライン２２に沿って照射してアブレーション加工を施し、分割予定ライン２２に沿って機能層にレーザー加工溝を形成することにより機能層を除去するアブレーション加工工程を実施する。このアブレーション加工工程は、図４に示すレーザー加工装置４を用いて実施する。図４に示すレーザー加工装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１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４２と、チャックテーブル４１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段４３を具備している。チャックテーブル４１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４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４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 protective film forming step described above is performed, the semiconductor wafer 2 is ablated by irradiating the semiconductor wafer 2 with a laser beam having an absorptive wavelength along the planned division line 22, and the functional layer along the planned division line 22. An ablation process is performed to remove the functional layer by forming a laser-processed groove. This ablation process is performed using a laser processing apparatus 4 shown in FIG. The laser processing apparatus 4 shown in FIG. 4 has a chuck table 41 that holds a workpiece, laser beam irradiation means 42 that irradiates a workpiece held on the chuck table 41 with a laser beam, and a chuck table 41 that holds the workpiece. An image pickup means 43 for picking up an image of the processed workpiece is provided. The chuck table 41 is configured to suck and hold a workpiece. The chuck table 41 is moved in a processing feed direction indicated by an arrow X in FIG. 4 by a processing feed means (not shown) and is also shown in FIG. 4 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４２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング４２１を含んでいる。ケーシング４２１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４２１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４２２が装着されている。なお、レーザー光線照射手段４２は、集光器４２２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 application means 42 includes a cylindrical casing 421 arranged substantially horizontally. In the casing 421, pulse laser beam oscillation means including a pulse laser beam oscillator and repetition frequency setting means (not shown) are arranged. A condenser 422 for condensing the pulse laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillating means is attached to the tip of the casing 421. The laser beam irradiating unit 42 includes a condensing point position adjusting unit (not shown) for adjusting the condensing point position of the pulsed laser beam condensed by the condenser 422.
上記レーザー光線照射手段４２を構成するケーシング４２１の先端部に装着された撮像手段４３は、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。 In the illustrated embodiment, the imaging means 43 attached to the tip of the casing 421 constituting the laser beam irradiation means 42 emits infrared rays to the workpiece in addition to a normal imaging device (CCD) that captures images with visible light. Infrared illumination means for irradiating, an optical system for capturing infrared light emitted by the infrared illumination means, an image pickup device (infrared CCD) for outputting an electrical signal corresponding to the infrared light captured by the optical system, and the like Then, the captured image signal is sent to a control means (not shown).
上述したレーザー加工装置４を用いて、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射してアブレーション加工を施すことによりレーザー加工溝を形成するアブレーション加工工程を実施するには、先ず、図４に示すようにレーザー加工装置４のチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に貼着されたダイシングテープT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、チャックテーブル４１上にダイシングテープTを介して半導体ウエーハ２を吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上にダイシングテープTを介して保持された半導体ウエーハ２は、機能層２１の表面２１aに被覆されている保護膜３００が上側となる。なお、図４においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル４１に配設された図示しないクランプによって固定される。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４１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段４３の直下に位置付けられる。 Using the laser processing apparatus 4 described above, an ablation process is performed in which a laser processing groove is formed by irradiating a wafer with a laser beam having an absorptive wavelength along the line to be divided to perform ablation processing. First, as shown in FIG. 4, the dicing tape T side attached to the back surface of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 is placed on the chuck table 41 of the laser processing apparatus 4. Then, the semiconductor wafer 2 is sucked and held on the chuck table 41 via the dicing tape T by operating a suction means (not shown) (wafer holding step). Therefore, in the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 41 via the dicing tape T, the protective film 300 covered with the surface 21a of the functional layer 21 is on the upper side. In FIG. 4, the annular frame F on which the dicing tape T is mounted is omitted, but the annular frame F is fixed by a clamp (not shown) disposed on the chuck table 41. In this way, the chuck table 41 that sucks and holds the semiconductor wafer 2 is positioned directly below the imaging unit 43 by a processing feed unit (not shown).
チャックテーブル４１が撮像手段４３の直下に位置付けられると、撮像手段４３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４３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２２と、該分割予定ライン２２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４２の集光器４２２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２２に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ２の分割予定ライン２２が形成されている機能層２１の表面２１aには水溶性樹脂からなる保護膜３００が形成されているが、保護膜３００が透明でない場合は赤外線で撮像して表面からアライメントすることができる。 When the chuck table 41 is positioned immediately below the image pickup means 43, an alignment operation for detecting a processing region to be laser processed of the semiconductor wafer 2 is executed by the image pickup means 43 and a control means (not shown). That is, the imaging unit 43 and a control unit (not shown) include the planned division line 22 formed on the surface 21 a of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2, and the laser beam irradiation unit 42 that irradiates the laser beam along the planned division line 22. Image processing such as pattern matching for alignment with the condenser 422 is performed, and alignment of the laser beam irradiation position is performed (alignment process). Similarly, the alignment of the laser beam irradiation position is also performed on the division lines 22 formed on the semiconductor wafer 2 in the direction orthogonal to the predetermined direction. At this time, a protective film 300 made of a water-soluble resin is formed on the surface 21a of the functional layer 21 on which the division lines 22 of the semiconductor wafer 2 are formed. If the protective film 300 is not transparent, imaging is performed with infrared rays. And can be aligned from the surface.
上述したアライメント工程を実施したならば、図４で示すようにチャックテーブル４１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２の集光器４２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、図５の(a)で示すように半導体ウエーハ２に形成された所定の分割予定ライン２２の一端(図５の(a)において左端)が集光器４２２の直下に位置するように位置付ける。このとき、分割予定ライン２２の幅方向中央から一方の側に例えば２０μｍの位置が集光器４２２の直下に位置するように位置付ける。そして、集光器４２２から照射されるパルスレーザー光線LBの集光点Ｐを分割予定ライン２２における機能層２１の表面（上面）付近に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段４２の集光器４２２から半導体ウエーハ２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４１を図５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５の(b)で示すように分割予定ライン２２の他端（図５の(b)において右端）が集光器４２２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４１の移動を停止する。 When the alignment step described above is performed, the chuck table 41 is moved to the laser beam irradiation region where the condenser 422 of the laser beam irradiation means 42 for irradiating the laser beam as shown in FIG. As shown, one end (the left end in FIG. 5A) of a predetermined division line 22 formed on the semiconductor wafer 2 is positioned so as to be directly below the condenser 422. At this time, the divisional line 22 is positioned so that a position of, for example, 20 μm is located immediately below the condenser 422 on one side from the center in the width direction. Then, the condensing point P of the pulsed laser beam LB irradiated from the concentrator 422 is positioned near the surface (upper surface) of the functional layer 21 in the planned division line 22. Next, while irradiating the semiconductor wafer 2 with a pulsed laser beam having an absorptive wavelength from the condenser 422 of the laser beam application means 42, the chuck table 41 is moved in a direction indicated by an arrow X1 in FIG. Move at machining feed rate. Then, as shown in FIG. 5B, when the other end of the planned dividing line 22 (the right end in FIG. 5B) reaches a position directly below the condenser 422, the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the chuck is performed. The movement of the table 41 is stopped.
次に、チャックテーブル４１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に例えば４０μｍ移動する。この結果、分割予定ライン２２の幅方向中央から他方の側に２０μｍの位置が集光器４２２の直下に位置付けられることになる。そして、図５の(c)に示すようにレーザー光線照射手段４２の集光器４２２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４１を矢印Ｘ２で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめ、図５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４１の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ２には図５の(d)に示すように分割予定ライン２２に沿って機能層２１の厚さより深い、即ち基板２０に至る２条のレーザー加工溝２４、２４が形成され、機能層２１はレーザー加工溝２４によって分断され除去される（アブレーション加工工程）。なお、分割予定ライン２２に沿って形成されたレーザー加工溝２４、２４の両側には、図５の(d)に示すように機能層２１を形成する低誘電率絶縁体や分割予定ラインに形成されたTEG（テスト・エレメント・グループ)と呼ばれる金属層が溶融し再固化したバリ２５が起立して形成される。このバリ２５の高さは、５〜１０μｍである。また、アブレーション加工工程を実施することにより飛散するデブリも発生するが、図示の実施形態においては機能層２１の表面に保護膜３００が被覆されているので、飛散するデブリは保護膜３００によって遮断され、デバイスに付着することはない。 Next, the chuck table 41 is moved by 40 μm, for example, in a direction perpendicular to the paper surface (index feed direction). As a result, a position of 20 μm is positioned directly below the light collector 422 from the center in the width direction of the planned division line 22 to the other side. Then, as shown in FIG. 5 (c), the chuck table 41 is moved in the direction indicated by the arrow X2 at a predetermined processing feed speed while irradiating the pulse laser beam from the condenser 422 of the laser beam application means 42, as shown in FIG. When reaching the position shown in (a), the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the movement of the chuck table 41 is stopped. As a result, as shown in FIG. 5D, the semiconductor wafer 2 is formed with two laser processing grooves 24 and 24 that are deeper than the thickness of the functional layer 21, that is, to the substrate 20 along the division line 22. The functional layer 21 is divided and removed by the laser processing groove 24 (ablation processing step). Note that, on both sides of the laser processing grooves 24 and 24 formed along the planned division line 22, as shown in FIG. 5D, a low dielectric constant insulator for forming the functional layer 21 or a planned division line is formed. The burrs 25 are formed upright by melting and resolidifying a metal layer called a TEG (test element group). The height of the burr 25 is 5 to 10 μm. In addition, debris that is scattered by performing the ablation process is also generated, but in the illustrated embodiment, the surface of the functional layer 21 is covered with the protective film 300, so the scattered debris is blocked by the protective film 300. , Will not stick to the device.
上述したアブレーション加工工程を半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに所定方向に形成された全ての分割予定ライン２２に沿って実施する。そして、所定方向に形成された全ての分割予定ライン２２に沿ってアブレーション加工工程を実施したならば、チャックテーブル４１を９０度回動して、所定方向と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン２２に沿って上記アブレーション加工工程を実施する。 The ablation process described above is performed along all the division lines 22 formed in the predetermined direction on the surface 21a of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2. Then, if the ablation process is performed along all the division lines 22 formed in the predetermined direction, the chuck table 41 is rotated 90 degrees, and all the divisions formed in the direction orthogonal to the predetermined direction are performed. The ablation process is performed along the scheduled line 22.
なお、上記アブレーション加工工程は、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
平均出力 ：１〜１０Ｗ
繰り返し周波数 ：１０〜２００ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ５〜５０μｍ
加工送り速度 ：５０〜６００ｍｍ／秒
The ablation process is performed under the following processing conditions, for example.
Laser beam wavelength: 355 nm
Average output: 1-10W
Repetition frequency: 10 to 200 kHz
Condensing spot diameter: φ5-50μm
Processing feed rate: 50 to 600 mm / sec
上述したアブレーション加工工程において、他の実施形態としてレーザー光線を照射する集光器による集光スポット径を例えばφ５０μｍとすることにより、分割予定ライン２２の中心に沿って照射することで、図６に示すように半導体ウエーハ２には図６に示すように分割予定ライン２２に沿って機能層２１の厚さより深い、即ち基板２０に至る幅が５０μｍのレーザー加工溝２４aが形成され、機能層２１はレーザー加工溝２４aによって分断され除去される。この場合においても分割予定ライン２２に沿って形成されたレーザー加工溝２４aの両側には、図６に示すように機能層２１を形成する低誘電率絶縁体や分割予定ラインに配設されたTEG（テスト・エレメント・グループ)と呼ばれる金属膜が溶融し再固化したバリ２５が起立して形成される。 In the above-described ablation processing step, as another embodiment, the diameter of the condensing spot by the concentrator that irradiates the laser beam is set to, for example, φ50 μm, and the irradiation is performed along the center of the planned division line 22, as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the semiconductor wafer 2 is formed with a laser processing groove 24a having a width of 50 μm deeper than the thickness of the functional layer 21 along the planned dividing line 22, that is, the width reaching the substrate 20. It is divided and removed by the machining groove 24a. Also in this case, on both sides of the laser processed groove 24a formed along the planned division line 22, as shown in FIG. 6, a low dielectric constant insulator for forming the functional layer 21 and a TEG disposed in the planned division line. A burr 25 is formed upright by melting and re-solidifying a metal film called (test element group).
上述したアブレーション加工工程を実施したならば、アブレーション加工工程において形成されたレーザー加工溝の両側に起立するバリを除去するバリ除去工程を実施する。このバリ除去工程は、図７乃至図９に示すバリ除去装置５を用いて実施する。図７乃至図９に示すバリ除去装置５は、スピンナーテーブルユニット５１と、該スピンナーテーブルユニット５１を包囲して配設された水受け手段５２を具備している。スピンナーテーブルユニット５１は、スピンナーテーブル５１１と、該スピンナーテーブル５１１を回転駆動する電動モータ５１２と、該電動モータ５１２を上下方向に移動可能に支持する支持手段５１３を具備している。スピンナーテーブル５１１は多孔性材料から形成された吸着チャック５１１ａを具備しており、この吸着チャック５１１ａが図示しない吸引手段に連通されている。従って、スピンナーテーブル５１１は、吸着チャック５１１ａに被加工物であるウエーハを載置し図示しない吸引手段により負圧を作用せしめることにより吸着チャック５１１ａ上にウエーハを保持する。電動モータ５１２は、その駆動軸５１２ａの上端に上記スピンナーテーブル５１１を連結する。上記支持手段７１３は、複数本（図示の実施形態においては３本）の支持脚５１３ａと、該支持脚５１３ａをそれぞれ連結し電動モータ５１２に取り付けられた複数本（図示の実施形態においては３本）のエアシリンダ５１３ｂとからなっている。このように構成された支持機構５１３は、エアシリンダ５１３ｂを作動することにより、電動モータ５１２およびスピンナーテーブル５１１を図８の(a)に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図８の(b)に示す下方位置である作業位置に位置付ける。 If the ablation process described above is performed, a burr removal process for removing burrs standing on both sides of the laser processed grooves formed in the ablation process is performed. This deburring process is performed using the deburring apparatus 5 shown in FIGS. The burr removing device 5 shown in FIGS. 7 to 9 includes a spinner table unit 51 and water receiving means 52 disposed so as to surround the spinner table unit 51. The spinner table unit 51 includes a spinner table 511, an electric motor 512 that rotationally drives the spinner table 511, and support means 513 that supports the electric motor 512 so as to be movable in the vertical direction. The spinner table 511 includes a suction chuck 511a formed of a porous material, and the suction chuck 511a communicates with suction means (not shown). Accordingly, the spinner table 511 holds the wafer on the suction chuck 511a by placing a wafer as a workpiece on the suction chuck 511a and applying a negative pressure by suction means (not shown). The electric motor 512 connects the spinner table 511 to the upper end of the drive shaft 512a. The support means 713 includes a plurality of (three in the illustrated embodiment) support legs 513a, and a plurality of (three in the illustrated embodiment) attached to the electric motor 512 by connecting the support legs 513a. ) Air cylinder 513b. The support mechanism 513 configured as described above operates the air cylinder 513b to move the electric motor 512 and the spinner table 511 to the workpiece loading / unloading position, which is the upper position shown in FIG. It is positioned at the work position which is the lower position shown in FIG.
上記水受け手段５２は、水受け容器５２１と、該水受け容器５２１を支持する３本（図２には２本が示されている）の支持脚５２２と、上記電動モータ５１２の駆動軸５１２ａに装着されたカバー部材５２３とを具備している。水受け容器５２１は、図８の(a)および図８の(b)に示すように円筒状の外側壁５２１ａと底壁５２１ｂと内側壁５２１ｃとからなっている。底壁５２１ｂの中央部には上記電動モータ５１２の駆動軸５１２ａが挿通する穴５２１ｄが設けられおり、この穴５２１ｄの周縁から上方に突出する内側壁５２１ｃが形成されている。また、図７に示すように底壁５２１ｂには排水口５２１ｅが設けられており、この排水口５２１ｅにドレンホース５２４が接続されている。上記カバー部材５２３は、円盤状に形成されており、その外周縁から下方に突出するカバー部５２３ａを備えておる。このように構成されたカバー部材５２３は、電動モータ５１２およびスピンナーテーブル５１１が図８の(b)に示す作業位置に位置付けられると、カバー部５２３ａが上記水受け容器５２１を構成する内側壁５２１ｃの外側に隙間をもって重合するように位置付けられる。 The water receiving means 52 includes a water receiving container 521, three supporting legs 522 (two are shown in FIG. 2) that support the water receiving container 521, and a drive shaft 512a of the electric motor 512. And a cover member 523 attached to the. As shown in FIGS. 8A and 8B, the water receiving container 521 includes a cylindrical outer wall 521a, a bottom wall 521b, and an inner wall 521c. A hole 521d through which the drive shaft 512a of the electric motor 512 is inserted is provided at the center of the bottom wall 521b, and an inner wall 521c protruding upward from the periphery of the hole 521d is formed. Moreover, as shown in FIG. 7, the bottom wall 521b is provided with a drain port 521e, and a drain hose 524 is connected to the drain port 521e. The cover member 523 is formed in a disc shape and includes a cover portion 523a that protrudes downward from the outer peripheral edge thereof. When the electric motor 512 and the spinner table 511 are positioned at the work position shown in FIG. 8B, the cover member 523 configured as described above is arranged so that the cover portion 523a is formed on the inner wall 521c constituting the water receiving container 521. Positioned to polymerize with a gap on the outside.
図示のバリ除去装置５は、上記スピンナーテーブル５１１に保持されたウエーハの上面に加圧流体を噴射する加圧流体噴射機構５４を具備している。加圧流体噴射機構５４は、図８の(a)および図８の(b)に示すようにスピンナーテーブル５１１に保持されたウエーハの上面に向けて加圧流体を噴射するノズル５４１と、該５ノズル５４１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ５４２と、該ノズル５４１に圧力気体を供給する圧力気体供給手段５４３と、ノズル５４１に水を供給する水供給手段５４４とからなっている。ノズル５４１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部５４１ａと、該ノズル部５４１ａの基端から下方に延びる支持部５４１ｂとからなっており、支持部５４１ｂが上記水受け容器５２１を構成する底壁５２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され圧力気体供給手段５４３に接続されている。なお、ノズル５４１におけるノズル部５４１ａには、図９に示すように下端部に形成された噴口５４１cと、該噴口５４１cに連通する気体通路５４１ｄと、噴口５４１ｃに連通する水通路５４１eが設けられている。このように構成されたノズル５４１は、気体通路５４１ｄが圧力気体供給手段５４３に接続され、水通路５４１eが水供給手段５４４にそれぞれ接続される。なお、圧力気体供給手段５４３は０．３MPaのエアーを供給し、水供給手段５４４は０．２MPaの純水を供給する。 The illustrated deburring device 5 includes a pressurized fluid ejecting mechanism 54 that ejects pressurized fluid onto the upper surface of the wafer held by the spinner table 511. The pressurized fluid ejecting mechanism 54 includes a nozzle 541 that ejects pressurized fluid toward the upper surface of the wafer held by the spinner table 511, as shown in FIGS. An electric motor 542 capable of normal / reverse rotation that swings the nozzle 541, a pressure gas supply unit 543 that supplies a pressure gas to the nozzle 541, and a water supply unit 544 that supplies water to the nozzle 541. The nozzle 541 includes a nozzle portion 541a that extends horizontally and has a distal end bent downward, and a support portion 541b that extends downward from the base end of the nozzle portion 541a. The support portion 541b serves as the water receiving container 521. An insertion hole (not shown) provided in the bottom wall 521b is provided and connected to the pressure gas supply means 543. As shown in FIG. 9, the nozzle portion 541a of the nozzle 541 is provided with a nozzle 541c formed in the lower end, a gas passage 541d communicating with the nozzle 541c, and a water passage 541e communicating with the nozzle 541c. Yes. In the nozzle 541 configured in this way, the gas passage 541d is connected to the pressure gas supply means 543, and the water passage 541e is connected to the water supply means 544, respectively. The pressure gas supply means 543 supplies 0.3 MPa air, and the water supply means 544 supplies 0.2 MPa pure water.
図示のバリ除去装置５は、スピンナーテーブル５１１に保持されたウエーハの上面に乾燥エアーを吹き付ける乾燥エアー噴射機構５５を具備している。乾燥エアー噴射機構５５は、スピンナーテーブル５１１に保持されたウエーハの上面に向けて乾燥エアーを噴射するエアー噴射ノズル５５１と、該エアー噴射ノズル５５１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ５５２を備えており、該エアー噴射ノズル５５１がエアー供給手段５５３（図図８の(a)および図８の(b)参照）に接続されている。エアー噴射ノズル５５１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部５５１ａと、該ノズル部５５１ａの基端から下方に延びる支持部５５１ｂとからなっており、支持部５５１ｂが上記水受け容器５２１を構成する底壁５２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設されエアー供給手段５５３に接続されている。なお、エアー供給手段５５３は、０．３MPaのエアーを供給する。 The illustrated deburring device 5 includes a dry air injection mechanism 55 that blows dry air onto the upper surface of a wafer held by a spinner table 511. The dry air injection mechanism 55 includes an air injection nozzle 551 that injects dry air toward the upper surface of the wafer held by the spinner table 511, and an electric motor 552 that can rotate forward and reverse to swing the air injection nozzle 551. The air injection nozzle 551 is connected to the air supply means 553 (see FIG. 8A and FIG. 8B). The air injection nozzle 551 includes a nozzle portion 551a that extends horizontally and has a tip bent downward, and a support portion 551b that extends downward from the base end of the nozzle portion 551a, and the support portion 551b is the water receiving container. An insertion hole (not shown) provided in the bottom wall 521 b constituting the 521 is inserted and arranged and connected to the air supply means 553. The air supply means 553 supplies 0.3 MPa air.
上述したバリ除去装置５を用いて上記バリ除去工程を実施するには、スピンナーテーブル５１１の吸着チャック５１１ａ上に上記アブレーション加工工程が実施された半導体ウエーハ２が貼着されたダイシングテープT側を載置する。なお、以下の実施形態においては、分割予定ライン２１１に沿って形成されたレーザー加工溝として図５の(c)に示す２条のレーザー加工溝２４、２４が設けられた半導体ウエーハ２によって説明する。上述したようにスピンナーテーブル５１１上に半導体ウエーハ２が貼着されたダイシングテープT側を載置したならば、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Tを介して半導体ウエーハ２をスピンナーテーブル５１１上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、スピンナーテーブル５１１に保持された半導体ウエーハ２は、分割予定ライン２２に沿って形成された２条のレーザー加工溝２４、２４が上側となる。このとき加圧流体噴射機構５４のノズル５４１および乾燥エアー噴射機構５５のエアー噴射ノズル５５１は、図7および図８の(a)に示すように保持テーブル７１１の上方から離隔した待機位置に位置付けられている。なお、ダイシングテープTが装着された環状のフレームFは、スピンナーテーブル５１１に配設された図示しないフレーム保持手段に保持される。 In order to perform the deburring process using the deburring apparatus 5 described above, the dicing tape T side on which the semiconductor wafer 2 subjected to the ablation processing process is bonded onto the suction chuck 511a of the spinner table 511 is mounted. Put. In the following embodiment, the description will be given by using the semiconductor wafer 2 provided with the two laser processing grooves 24 and 24 shown in FIG. 5C as the laser processing grooves formed along the planned division line 211. . As described above, when the dicing tape T side on which the semiconductor wafer 2 is adhered is placed on the spinner table 511, the semiconductor wafer 2 is moved via the dicing tape T by operating a suction means (not shown). Suction and hold on 511 (wafer holding step). Accordingly, in the semiconductor wafer 2 held on the spinner table 511, the two laser processing grooves 24 and 24 formed along the planned dividing line 22 are on the upper side. At this time, the nozzle 541 of the pressurized fluid injection mechanism 54 and the air injection nozzle 551 of the dry air injection mechanism 55 are positioned at a standby position separated from the upper side of the holding table 711 as shown in FIGS. ing. The annular frame F on which the dicing tape T is mounted is held by a frame holding unit (not shown) provided on the spinner table 511.
上述したようにアブレーション加工工程が実施された半導体ウエーハ２がバリ除去装置５のスピンナーテーブル５１１上に保持されたならば、半導体ウエーハ２の分割予定ライン２２に沿って形成されたレーザー加工溝２４、２４の両側に起立するバリ２５を除去するバリ除去工程を実施する。即ち、スピンナーテーブル５１１を図８の(b)に示す作業位置に位置付けるとともに、加圧流体噴射機構５４の電動モータ５４２を駆動してノズル５４１のノズル部５４１ａの噴射口５４１cをスピンナーテーブル５１１上に保持された半導体ウエーハWの中心部上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル５１１を例えば１００〜１０００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ加圧流体噴射手段５４の圧力気体供給手段５４３および水供給手段５４４を作動してノズル５４１のノズル部５４１ａの噴射口５４１cから加圧気体によって水を加圧したミストを噴射する。このとき、電動モータ５４２が駆動してノズル５４１の噴射口５４１cから噴射された加圧気体によって水を加圧したミストがスピンナーテーブル５１１に保持された半導体ウエーハWの中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめられる。この結果、デバイス２３に損傷を与えることなく分割予定ライン２２に沿って形成された２条のレーザー加工溝２４、２４の両側に起立して形成されている低誘電率絶縁体や分割予定ラインに形成されたTEG（テスト・エレメント・グループ)と呼ばれる金属膜が溶融再固化した比較的脆いバリ２５（図５の(d)参照）が効果的に除去される（バリ除去工程）。なお、図示の実施形態においては、上記アブレーション加工工程を実施する前に半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに水溶性樹脂からなる保護膜３００が被覆されているので、ノズル５４１から加圧気体によって水を加圧したミストを噴射することにより図１０に示すように保護膜３００も容易に除去することができる。 If the semiconductor wafer 2 that has been subjected to the ablation process as described above is held on the spinner table 511 of the deburring device 5, the laser processed groove 24 formed along the planned division line 22 of the semiconductor wafer 2, A burr removing step for removing the burr 25 standing on both sides of the 24 is performed. That is, the spinner table 511 is positioned at the work position shown in FIG. 8B, and the electric motor 542 of the pressurized fluid ejecting mechanism 54 is driven so that the ejection port 541c of the nozzle portion 541a of the nozzle 541 is placed on the spinner table 511. Positioned above the center of the held semiconductor wafer W. Then, while rotating the spinner table 511 at a rotational speed of, for example, 100 to 1000 rpm, the pressurized gas supply means 543 and the water supply means 544 of the pressurized fluid injection means 54 are operated to add from the injection port 541c of the nozzle portion 541a of the nozzle 541. The mist which pressurized water with pressurized gas is injected. At this time, the position where the mist, which is driven by the electric motor 542 and pressurizes water with the pressurized gas injected from the injection port 541c of the nozzle 541, hits the outer peripheral portion from the position where it hits the center of the semiconductor wafer W held by the spinner table 511 Can be swung within the required angle range. As a result, the low dielectric constant insulator and the planned dividing line formed upright on both sides of the two laser-processed grooves 24 and 24 formed along the planned dividing line 22 without damaging the device 23. The relatively brittle burrs 25 (see FIG. 5D) in which the formed metal film called TEG (test element group) is melted and re-solidified are effectively removed (burr removal step). In the illustrated embodiment, the protective film 300 made of a water-soluble resin is coated on the surface 21a of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 before the ablation process is performed. The protective film 300 can be easily removed as shown in FIG. 10 by injecting mist in which water is pressurized with a pressurized gas.
上述したバリ除去工程を実施したならば、乾燥工程を実行する。即ち、加圧流体噴射機構５４のノズル５４１を図８の(b)に示すスピンナーテーブル５１１の上方から離隔した待機位置に位置付けるとともに、乾燥エアー噴射機構７５のエアー噴射ノズル５５１を構成するノズル部７５１ａの噴射口をスピンナーテーブル５１１上に保持された半導体ウエーハWの中心部上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル５１１を例えば３０００ｒｐｍの回転速度で回転しつつエアー供給手段５５３を作動してエアー噴射ノズル５５１のノズル部５５１ａの噴射口からエアーを噴射する。ノズル部５５１ａの噴射口からエアーを例えば１５秒程度噴射する。このとき、エアー噴射ノズル５５１をノズル部５５１ａの噴射口から噴射されたエアーがスピンナーテーブル５１１に保持された半導体ウエーハWの中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめられる。この結果、半導体ウエーハWの上面がスピン乾燥される。 If the above-described deburring process is performed, a drying process is performed. That is, the nozzle 541 of the pressurized fluid ejection mechanism 54 is positioned at a standby position separated from the upper side of the spinner table 511 shown in FIG. 8B, and the nozzle portion 751a constituting the air ejection nozzle 551 of the dry air ejection mechanism 75. Is positioned above the central portion of the semiconductor wafer W held on the spinner table 511. Then, the air supply unit 553 is operated while rotating the spinner table 511 at, for example, a rotation speed of 3000 rpm, and air is injected from the injection port of the nozzle portion 551a of the air injection nozzle 551. Air is jetted from the nozzle of the nozzle portion 551a for about 15 seconds, for example. At this time, the air injection nozzle 551 is swung in a required angle range from a position where the air injected from the injection port of the nozzle portion 551a hits the center of the semiconductor wafer W held by the spinner table 511 to a position where it hits the outer peripheral portion. As a result, the upper surface of the semiconductor wafer W is spin-dried.
上述した乾燥工程が終了したら、スピンナーテーブル５１１の回転を停止するとともに、乾燥エアー噴射機構５５のエアー噴射ノズル５５１を図８の(b)に示すスピンナーテーブル５１１の上方から離隔した待機位置に位置付ける。そして、スピンナーテーブル５１１を図８の(a)に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けるとともに、スピンナーテーブル５１１に保持されている半導体ウエーハWの吸引保持を解除する。次に、上述したように洗浄およびスピン乾燥された半導体ウエーハWは、図示しない被加工物搬送手段によって次工程に搬送される。 When the drying process is completed, the rotation of the spinner table 511 is stopped, and the air injection nozzle 551 of the dry air injection mechanism 55 is positioned at a standby position separated from the upper side of the spinner table 511 shown in FIG. Then, the spinner table 511 is positioned at the workpiece loading / unloading position shown in FIG. 8A, and the suction and holding of the semiconductor wafer W held on the spinner table 511 is released. Next, the semiconductor wafer W that has been cleaned and spin-dried as described above is transferred to the next step by a workpiece transfer means (not shown).
上述したようにバリ除去工程および乾燥工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の機能層２１が除去された領域に沿って切削ブレードによって基板２０を切断することにより半導体ウエーハ２を個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程を実施する。このウエーハ分割工程は、図示の実施形態においては図１１に示す切削装置６を用いて実施する。図１１に示す切削装置６は、被加工物を保持するチャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１に保持された被加工物を切削する切削手段６２と、該チャックテーブル６１に保持された被加工物を撮像する撮像手段６３を具備している。チャックテーブル６１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１１において矢印Ｘで示す加工送り方向(X軸方向)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(Y軸方向)に移動せしめられるようになっている。 If the deburring process and the drying process are performed as described above, the semiconductor wafer 2 is divided into individual devices by cutting the substrate 20 with a cutting blade along the region where the functional layer 21 of the semiconductor wafer 2 is removed. The wafer dividing process is performed. In the illustrated embodiment, this wafer dividing step is performed using a cutting device 6 shown in FIG. A cutting apparatus 6 shown in FIG. 11 includes a chuck table 61 that holds a workpiece, a cutting unit 62 that cuts the workpiece held on the chuck table 61, and a workpiece held on the chuck table 61. An image pickup means 63 for picking up images is provided. The chuck table 61 is configured to suck and hold a workpiece. The chuck table 61 is moved in a processing feed direction (X-axis direction) indicated by an arrow X in FIG. It can be moved in the indexing feed direction (Y-axis direction) indicated by the arrow Y by means.
上記切削手段６２は、実質上水平に配置されたスピンドルハウジング６２１と、該スピンドルハウジング６２１に回転自在に支持された回転スピンドル６２２と、該回転スピンドル６２２の先端部に装着された切削ブレード６２３を含んでおり、回転スピンドル６２２がスピンドルハウジング６２１内に配設された図示しないサーボモータによって矢印６２３a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６２３は、アルミニウム等の金属材によって形成された円盤状の基台６２４と、該基台６２４の側面外周部に装着された環状の切れ刃６２５とからなっている。環状の切れ刃６２５は、基台６２４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 62 includes a spindle housing 621 arranged substantially horizontally, a rotating spindle 622 rotatably supported by the spindle housing 621, and a cutting blade 623 attached to the tip of the rotating spindle 622. The rotary spindle 622 is rotated in the direction indicated by the arrow 623a by a servo motor (not shown) disposed in the spindle housing 621. The cutting blade 623 includes a disk-shaped base 624 formed of a metal material such as aluminum, and an annular cutting edge 625 attached to the outer peripheral portion of the side surface of the base 624. The annular cutting edge 625 is composed of an electroformed blade in which diamond abrasive grains having a particle diameter of 3 to 4 μm are solidified by nickel plating on the outer peripheral portion of the side surface of the base 624. In the illustrated embodiment, the outer edge 625 has an outer thickness of 40 μm. The diameter is 52 mm.
上記撮像手段６３は、スピンドルハウジング６２１の先端部に装着されており、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 imaging means 63 is mounted at the tip of the spindle housing 621, and illuminates the work piece, an optical system that captures the area illuminated by the illumination means, and an image captured by the optical system. An image pickup device (CCD) or the like for picking up images is provided, and the picked up image signal is sent to a control means (not shown).
上述した切削装置６を用いてウエーハ分割工程を実施するには、図１１に示すようにチャックテーブル６１上に上記アブレーション加工工程が実施された半導体ウエーハ２が貼着されたダイシングテープT側を載置する。このようにチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２が貼着されたダイシングテープT側を載置したならば、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Tを介して半導体ウエーハ２をチャックテーブル６１上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル６１に保持された半導体ウエーハ２は、分割予定ライン２２に沿って形成された２条のレーザー加工溝２４、２４が上側となる。なお、図１１においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル６１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６１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段６３の直下に位置付けられる。 In order to perform the wafer dividing process using the cutting device 6 described above, the dicing tape T side on which the semiconductor wafer 2 having been subjected to the ablation process is attached on the chuck table 61 as shown in FIG. Put. When the dicing tape T side having the semiconductor wafer 2 adhered thereto is placed on the chuck table 61 in this way, the semiconductor wafer 2 is moved to the chuck table 61 via the dicing tape T by operating a suction means (not shown). Suction and hold on top (wafer holding step). Accordingly, in the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 61, the two laser processing grooves 24 and 24 formed along the planned dividing line 22 are on the upper side. In FIG. 11, the annular frame F to which the dicing tape T is attached is omitted, but the annular frame F is held by an appropriate frame holding means provided on the chuck table 61. In this manner, the chuck table 61 that sucks and holds the semiconductor wafer 2 is positioned directly below the imaging unit 63 by a processing feed unit (not shown).
チャックテーブル６１が撮像手段６３の直下に位置付けられると、撮像手段６３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施する。このアライメント工程においては、上記アブレーション加工工程によって半導体ウエーハ２の分割予定ライン２２に沿って形成された２条のレーザー加工溝２４、２４を撮像手段６３によって撮像して実行する。即ち、撮像手段６３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２２に沿って形成された２条のレーザー加工溝２４、２４が加工送り方向(X軸方向)と平行か否かのアライメントを遂行する（アライメント工程）。もし、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２２に沿って形成された２条のレーザー加工溝２４、２４が加工送り方向(X軸方向)と平行でない場合には、チャックテーブル６１を回動して２条のレーザー加工溝２４、２４が加工送り方向(X軸方向)と平行になるように調整する。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２条のレーザー加工溝２４、２４に対しても、同様に切削ブレード６２３によって切削する切削領域のアライメントが遂行される。 When the chuck table 61 is positioned immediately below the image pickup means 63, an alignment process for detecting an area to be cut of the semiconductor wafer 2 is performed by the image pickup means 63 and a control means (not shown). In this alignment process, the two laser processing grooves 24 and 24 formed along the planned division line 22 of the semiconductor wafer 2 in the ablation process are imaged and executed by the imaging means 63. That is, the imaging means 63 and the control means (not shown) are configured so that the two laser processing grooves 24 and 24 formed along the predetermined division line 22 formed in the predetermined direction of the semiconductor wafer 2 are processed in the processing feed direction (X-axis direction). ) And alignment of whether or not parallel (alignment process). If the two laser processing grooves 24 and 24 formed along the predetermined division line 22 formed in the predetermined direction of the semiconductor wafer 2 are not parallel to the processing feed direction (X-axis direction), the chuck table 61 is rotated so that the two laser processing grooves 24 and 24 are adjusted to be parallel to the processing feed direction (X-axis direction). In addition, alignment of a cutting region to be cut by the cutting blade 623 is similarly performed on the two laser processing grooves 24 and 24 formed on the semiconductor wafer 2 in a direction orthogonal to the predetermined direction.
以上のようにしてチャックテーブル６１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２２に沿って形成された２条のレーザー加工溝２４、２４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６１を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図１２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２２に沿って形成された２条のレーザー加工溝２４、２４の中間部の一端（図１２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 two laser processing grooves 24 and 24 formed along the scheduled division line 22 of the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 61 are detected as described above, and the cutting area is aligned. For example, the chuck table 61 holding the semiconductor wafer 2 is moved to the cutting start position in the cutting area. At this time, as shown in FIG. 12 (a), the semiconductor wafer 2 has one end of an intermediate portion of the two laser processing grooves 24, 24 formed along the division line 22 to be cut (FIG. 12 (a). ) Is positioned so that the left end) is positioned to the right by a predetermined amount from just below the cutting blade 523.
このようにして切削装置６のチャックテーブル６１上に保持された半導体ウエーハ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６２３を図１２の(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１２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１２の(a)および図１２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の裏面に貼着されたダイシングテープTに達する位置に設定されている。 When the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 61 of the cutting device 6 is positioned at the cutting start position in the cutting region in this way, the cutting blade 623 is indicated by a two-dot chain line in FIG. From the standby position, the feed is cut downward as indicated by an arrow Z1, and is positioned at a predetermined cut feed position as indicated by a solid line in FIG. This cutting feed position is set to a position where the lower end of the cutting blade 523 reaches the dicing tape T attached to the back surface of the semiconductor wafer 2 as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (c). .
次に、切削ブレード６２３を図１２の(a)において矢印６２３a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６１を図１２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６１が図１２の(b)で示すように２条のレーザー加工溝２４、２４の中間部の他端（図１２の(b)において右端）が切削ブレード６２３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６１の移動を停止する。この結果、図１２の(d)で示すように半導体ウエーハ２の基板２０は分割予定ライン２２に形成された２条のレーザー加工溝２４、２４に挟まれた領域の裏面に達する切削溝２６が形成され切断される(ウエーハ分割工程)。 Next, the cutting blade 623 is rotated at a predetermined rotational speed in the direction indicated by an arrow 623a in FIG. 12A, and the chuck table 61 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. 12 (b), the chuck table 61 has a predetermined amount of the other end (the right end in FIG. 12 (b)) of the intermediate portion of the two laser processing grooves 24, 24 from directly below the cutting blade 623. When reaching the left side, the movement of the chuck table 61 is stopped. As a result, as shown in FIG. 12 (d), the substrate 20 of the semiconductor wafer 2 has a cutting groove 26 reaching the back surface of the region sandwiched between the two laser processing grooves 24 and 24 formed on the division line 22. Formed and cut (wafer dividing step).
次に、切削ブレード６２３を図１２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６１を図１２の(b)において矢印Ｘ２で示す方向に移動して、図１２の(a)に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル６１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２２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２２に沿って形成された２条のレーザー加工溝２４、２４の中間部を切削ブレード６２３と対応する位置に位置付ける。このようにして、次の分割予定ライン２２に沿って形成された２条のレーザー加工溝２４、２４の中間部を切削ブレード６２３と対応する位置に位置付けたならば、上述したウエーハ分割工程を実施する。 Next, the cutting blade 623 is raised as shown by an arrow Z2 in FIG. 12B and positioned at a standby position shown by a two-dot chain line, and the chuck table 61 is moved in the direction shown by an arrow X2 in FIG. Move to return to the position shown in FIG. Then, the chuck table 61 is indexed and fed in the direction perpendicular to the paper surface (index feed direction) by an amount corresponding to the interval between the scheduled division lines 22, and then the two strips formed along the scheduled division line 22 to be cut next. The intermediate part of the laser processing grooves 24 and 24 is positioned at a position corresponding to the cutting blade 623. In this way, if the intermediate portion of the two laser processing grooves 24 and 24 formed along the next division line 22 is positioned at a position corresponding to the cutting blade 623, the above-described wafer division step is performed. To do.
なお、上記ウエーハ分割工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
切削ブレード ：外径５２ｍｍ、厚み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 wafer division | segmentation process is performed on the following process conditions, for example.
Cutting blade: outer diameter 52 mm, thickness 40 μm
Cutting blade rotation speed: 30000 rpm
Cutting feed rate: 50 mm / sec
上述したウエーハ分割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２２に沿って形成された２条のレーザー加工溝２４、２４の中間部に実施する。この結果、半導体ウエーハ２の基板２０は２条のレーザー加工溝２４、２４が形成された分割予定ライン２２に沿って切断され、個々のデバイス２３に分割される。このようにウエーハ分割工程を実施する際には、上記アブレーション加工工程を実施することにより半導体ウエーハ２を構成する機能層２１は、分割予定ライン２２に沿って形成された２条のレーザー加工溝２４、２４によって分断され除去されているので、切削ブレード６２３によって切削しても剥離することがなく、デバイスの品質を低下させることはない。 The above-described wafer dividing step is performed in the middle of the two laser processed grooves 24 and 24 formed along all the planned dividing lines 22 formed in the semiconductor wafer 2. As a result, the substrate 20 of the semiconductor wafer 2 is cut along the planned dividing line 22 in which the two laser processing grooves 24 and 24 are formed, and is divided into individual devices 23. As described above, when the wafer dividing step is performed, the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 by performing the ablation processing step has two laser-processed grooves 24 formed along the planned dividing line 22. , 24 is divided and removed, so that even if it is cut by the cutting blade 623, it is not peeled off, and the quality of the device is not deteriorated.
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。上述した実施形態においては、バリ除去工程をウエーハ分割工程を実施する前に実施する例を示したが、バリ除去工程はウエーハ分割工程を実施した後に実施してもよい。
また、上述した実施形態においてバリ除去工程は、加圧流体噴射手段５４が加圧気体によって水を加圧したミストを噴射する例を示したが、加圧水を噴射してもよい。この場合、０．５〜１．０MPaの加圧水を用いることが望ましい。
Although the present invention has been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention. In the above-described embodiment, an example in which the burr removal process is performed before the wafer division process is shown, but the burr removal process may be performed after the wafer division process.
Further, in the above-described embodiment, the burr removing process has shown an example in which the pressurized fluid ejecting unit 54 ejects mist obtained by pressurizing water with pressurized gas, but pressurized water may be ejected. In this case, it is desirable to use pressurized water of 0.5 to 1.0 MPa.
２：半導体ウエーハ
３：保護膜被覆装置
３０：水溶性液状樹脂
３００：保護膜
３１：保護膜被覆装置のスピンナーテーブル
３２：樹脂液供給手段
４：レーザー加工装置
４１：レーザー加工装置のチャックテーブル
４２：レーザー光線照射手段
４２２：集光器
５：バリ除去装置
５１：スピンナーテーブルユニット
５１１：スピンナーテーブル
５４：加圧流体噴射機構
５５：乾燥エアー噴射機構
６：切削装置
６１：切削装置のチャックテーブル
６２：切削手段
６２３：切削ブレード
６３：撮像手段
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
2: Semiconductor wafer 3: Protective film coating apparatus 30: Water-soluble liquid resin 300: Protective film 31: Spinner table 32 of protective film coating apparatus 32: Resin liquid supply means 4: Laser processing apparatus 41: Chuck table 42 of laser processing apparatus: Laser beam irradiation means 422: Condenser 5: Deburring device 51: Spinner table unit 511: Spinner table 54: Pressurized fluid injection mechanism 55: Dry air injection mechanism 6: Cutting device 61: Chuck table 62 of cutting device: Cutting means 623: Cutting blade 63: Imaging means
F: Ring frame
T: Dicing tape
Claims (4)
ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射してアブレーション加工を施し、分割予定ラインに沿って機能層にレーザー加工溝を形成することにより機能層を除去するアブレーション加工工程と、
該アブレーション加工工程において形成されたレーザー加工溝の両側に起立するバリを除去するバリ除去工程と、
該アブレーション加工工程が実施されたウエーハの機能層が除去された領域に沿って切削ブレードによって基板を切断することによりウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程と、を含み、
該バリ除去工程は、スピンナーテーブルにウエーハを保持し、該スピンナーテーブルを回転しつつスピンナーテーブルに保持されたウエーハに加圧流体をノズルから噴射することにより、該アブレーション加工工程において形成されたレーザー加工溝の両側に起立するバリを除去するバリ除去工程を実施する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。 A wafer processing method in which a device is formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of division lines on a functional layer laminated on a surface of a substrate,
Ablation processing that removes the functional layer by irradiating the wafer with a laser beam having a wavelength that absorbs the wafer along the planned division line, and forming a laser processing groove in the functional layer along the planned division line. Process,
A burr removing step for removing burrs standing on both sides of the laser processing groove formed in the ablation step;
A wafer dividing step of dividing the wafer into individual devices by cutting the substrate with a cutting blade along a region where the functional layer of the wafer subjected to the ablation processing step has been removed,
The deburring step includes holding the wafer on a spinner table and spraying a pressurized fluid from a nozzle onto the wafer held on the spinner table while rotating the spinner table, thereby forming the laser processing formed in the ablation processing step. Implement a deburring process to remove burrs standing on both sides of the groove,
A method for processing a wafer.
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