JP2017092127A - Processing method of wafer - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a processing method of a wafer capable of preventing impairment of a device due to leakage light, by suppressing irradiation of a reformed layer, that has been formed already near an intersection against which a dividing line abuts as a T-junction, when performing laser processing of a wafer in which one dividing line is formed discontinuously.SOLUTION: A processing method of a wafer includes a step of forming a first direction reformed layer along a first dividing line 13a, and a step of forming a second direction reformed layer along a second dividing line 13b. The second direction reformed layer formation step includes a T-junction processing step of forming a second direction reformed layer in the second dividing line intersecting the first dividing line, where the first direction reformed layer is formed, as a T-junction, and performs a light shielding step of shielding light 15a in a region of a device, on the extension of the second dividing line, intersecting one side of the device as a T-junction, before performing the T-junction processing step.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、シリコンウエーハ、サファイアウエーハ等のウエーハの加工方法に関する。   The present invention relates to a method for processing a wafer such as a silicon wafer or a sapphire wafer.

ＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたシリコンウエーハ、サファイアウエーハ等のウエーハは、加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割されたデバイスチップは、携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。   A wafer such as a silicon wafer or a sapphire wafer formed on the surface by dividing a plurality of devices such as IC, LSI, LED, etc. by dividing lines, is divided into individual device chips by a processing apparatus. Widely used in various electronic devices such as mobile phones and personal computers.

ウエーハの分割には、ダイシングソーと呼ばれる切削装置を用いたダイシング方法が広く採用されている。ダイシング方法では、ダイヤモンド等の砥粒を金属や樹脂で固めて厚さ３０μｍ程度とした切削ブレードを、３００００ｒｐｍ程度の高速で回転させつつウエーハへと切り込ませることでウエーハを切削し、ウエーハを個々のデバイスチップへと分割する。   A dicing method using a cutting device called a dicing saw is widely used for dividing the wafer. In the dicing method, a wafer is cut by cutting a wafer into a wafer while rotating a cutting blade having a thickness of about 30 μm by solidifying abrasive grains such as diamond with metal or resin at a high speed of about 30000 rpm. Into device chips.

一方、近年では、レーザービームを用いてウエーハを個々のデバイスチップに分割する方法が開発され、実用化されている。レーザービームを用いてウエーハを個々のデバイスチップに分割する方法として、以下に説明する第１及び第２の加工方法が知られている。   On the other hand, in recent years, a method of dividing a wafer into individual device chips using a laser beam has been developed and put into practical use. As methods for dividing a wafer into individual device chips using a laser beam, first and second processing methods described below are known.

第１の加工方法は、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を分割予定ラインに対応するウエーハの内部に位置付けて、レーザービームを分割予定ラインに沿って照射してウエーハ内部に改質層を形成し、その後分割装置によりウエーハに外力を付与してウエーハを改質層を分割起点として個々のデバイスチップに分割する方法である（例えば、特許第３４０８８０５号参照）。   In the first processing method, a condensing point of a laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer is positioned inside the wafer corresponding to the division line, and the wafer is irradiated with the laser beam along the division line. In this method, a modified layer is formed inside, and then an external force is applied to the wafer by a dividing device to divide the wafer into individual device chips using the modified layer as a dividing starting point (see, for example, Japanese Patent No. 3408805).

第２の加工方法は、ウエーハに対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のレーザービームを分割予定ラインに対応する領域に照射してアブレーション加工により加工溝を形成し、その後外力を付与してウエーハを加工溝を分割起点として個々のデバイスチップに分割する方法である（例えば、特開平１０−３０５４２０号参照）。   In the second processing method, a laser beam having a wavelength (for example, 355 nm) having absorptivity with respect to the wafer is irradiated to a region corresponding to the division planned line to form a processing groove by ablation processing, and then an external force is applied. This is a method of dividing a wafer into individual device chips using a processing groove as a division starting point (see, for example, JP-A-10-305420).

上記第１の加工方法では、加工屑の発生もなく、従来一般的に用いられてきた切削ブレードによるダイシングに比較し、カットラインの極小化や無水加工等のメリットがあり、盛んに用いられている。   In the first processing method, there is no generation of processing waste, and there are merits such as minimization of the cut line and anhydrous processing as compared with dicing with a cutting blade that has been generally used in the past, and it is actively used. Yes.

また、レーザービームの照射によるダイシング方法では、プロジェクションウエーハに代用されるような分割予定ライン（ストリート）が非連続的な構成のウエーハを加工できるというメリットがある（例えば、特開２０１０−１２３７２３号参照）。分割予定ラインが非連続的なウエーハの加工では、分割予定ラインの設定に従ってレーザービームの出力をオン／オフして加工する。   In addition, the dicing method by laser beam irradiation has an advantage that a wafer having a structure in which the division lines (streets) substituted for the projection wafer are discontinuous can be processed (see, for example, JP 2010-123723 A). ). In processing a wafer in which the division lines are discontinuous, the laser beam output is turned on / off according to the setting of the division lines.

特許第３４０８８０５号公報Japanese Patent No. 3408805 特開平１０−３０５４２０号公報JP-A-10-305420 特開２０１０−１２３７２３号公報JP 2010-123723 A

しかし、第１の方向に連続的に伸長する分割予定ラインに第２の方向に伸長する分割予定ラインがＴ字路となって突き当たる交点付近では、次のような問題がある。   However, there are the following problems in the vicinity of the intersection where the planned division line extending in the second direction and the planned division line continuously extending in the first direction hit a T-junction.

（１）デバイスの一辺に平行な第１分割予定ラインの内部に先に第１改質層が形成された第１分割予定ラインにＴ字路となって交わる第２分割予定ラインの内部に第２改質層を形成すると、レーザービームの集光点がＴ字路の交点に近付くにつれて既に形成された第１改質層に第２分割予定ラインを加工するレーザービームの一部が照射されて、レーザービームの反射又は散乱が発生し、デバイス領域に光が漏れ、この漏れ光によりデバイスに損傷を与えデバイスの品質を低下させるという問題がある。   (1) The second division planned line intersects with the first division planned line in which the first modified layer is first formed inside the first division planned line parallel to one side of the device as a T-junction. When the two modified layers are formed, as the laser beam condensing point approaches the intersection of the T-junction, the already formed first modified layer is irradiated with a part of the laser beam for processing the second divided line. There is a problem that reflection or scattering of the laser beam occurs, light leaks into the device region, and this leaked light damages the device and degrades the device quality.

（２）反対に、デバイスの一辺に平行な第１分割予定ラインに改質層を形成する前に、第１分割予定ラインにＴ字路となって突き当たる第２分割予定ラインに沿ってウエーハの内部に先に改質層を形成すると、Ｔ字路の交点近傍に形成された改質層から発生するクラックの進行を遮断する改質層がＴ字路の交点に存在しないことに起因して、Ｔ字路の交点からクラックが１〜２ｍｍ程度伸長してデバイスに至り、デバイスの品質を低下させるという問題がある。   (2) On the other hand, before forming the modified layer on the first division line parallel to one side of the device, the wafer is moved along the second division line that hits the first division line as a T-junction. When the reforming layer is formed inside, the reforming layer that blocks the progress of cracks generated from the reforming layer formed in the vicinity of the intersection of the T-junction does not exist at the intersection of the T-junction. The crack extends from the intersection of the T-junction by about 1 to 2 mm to reach the device, and there is a problem that the quality of the device is lowered.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、少なくとも一方の分割予定ラインが非連続に形成されたウエーハをレーザー加工する際に、一方の分割予定ラインの端部が他方の分割予定ラインにＴ字路となって突き当たる交点付近で既に形成された改質層にレーザービームが照射されることを抑制し、改質層でのレーザービームの反射又は散乱を防止し、漏れ光によるデバイスの損傷を防止可能なウエーハの加工方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to perform the laser processing of a wafer in which at least one of the planned dividing lines is discontinuously formed. The laser beam is suppressed from being irradiated to the modified layer that has already been formed near the intersection where the end hits the other splitting line as a T-junction, and reflection or scattering of the laser beam at the modified layer is prevented. It is an object of the present invention to provide a wafer processing method capable of preventing and preventing damage to a device due to light leakage.

本発明によると、第１の方向に形成された複数の第１分割予定ラインと該第１の方向と交差する第２の方向に形成された複数の第２分割予定ラインとで区画された各領域にデバイスが形成され、該第１分割予定ラインと該第２分割予定ラインのうち少なくとも該第２分割予定ラインが非連続に形成されているウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法であって、該第１分割予定ラインに沿って、ウエーハに対し透過性を有する波長のレーザービームをウエーハの裏面側からウエーハの内部に集光して照射し、ウエーハの内部に該第１分割予定ラインに沿った複数層の第１方向改質層を形成する第１方向改質層形成ステップと、該第１方向改質層形成ステップを実施した後、該第２分割予定ラインに沿って、ウエーハに対し透過性を有する波長のレーザービームをウエーハの裏面側からウエーハの内部に集光して照射し、ウエーハの内部に該第２分割予定ラインに沿った複数層の第２方向改質層を形成する第２方向改質層形成ステップと、該第１方向改質層形成ステップ及び該第２方向改質層形成ステップを実施した後、ウエーハに外力を付与し、該第１方向改質層及び該第２方向改質層を破断起点にウエーハを該第１分割予定ライン及び該第２分割予定ラインに沿って破断して個々のデバイスチップに分割する分割ステップと、を備え、該第２方向改質層形成ステップは、該第１方向改質層が形成された該第１分割予定ラインにＴ字路となって交わる該第２分割予定ラインの内部に第２方向改質層を形成するＴ字路加工ステップを含み、ウエーハの加工方法は、Ｔ字路加工ステップを実施する前に、該第２分割予定ラインの延長線上のデバイスの領域にレーザービームの透過を遮光する遮光処理を施す遮光処理ステップを更に備えたことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。   According to the present invention, each divided by a plurality of first division planned lines formed in the first direction and a plurality of second division planned lines formed in the second direction intersecting the first direction. A wafer processing method in which a device is formed in a region, and a wafer in which at least the second scheduled division line is formed discontinuously among the first scheduled division line and the second scheduled division line is divided into individual device chips. A laser beam having a wavelength that is transmissive to the wafer is condensed and irradiated on the inside of the wafer from the back side of the wafer along the first division line, and the first division is performed on the inside of the wafer. After performing the first direction modified layer forming step of forming a plurality of first direction modified layers along the planned line, and the first direction modified layer forming step, along the second divided planned line Vs the wafer A laser beam having a wavelength having transparency is condensed and irradiated from the back side of the wafer to the inside of the wafer, thereby forming a plurality of second direction modified layers along the second division line inside the wafer. After performing the second direction modified layer forming step, the first direction modified layer forming step, and the second direction modified layer forming step, an external force is applied to the wafer, and the first direction modified layer and the second direction modified layer are formed. And a dividing step of breaking the wafer along the first scheduled dividing line and the second scheduled dividing line to divide the wafer into individual device chips, with the second direction modified layer as a starting point of breaking. In the layer forming step, the second direction reforming layer is formed inside the second division planned line that intersects the first division planned line on which the first direction reforming layer is formed as a T-junction. Including the step of processing the wafer, the wafer processing method is Before performing the T-junction processing step, the wafer further comprises a light shielding process step of performing a light shielding process for shielding the transmission of the laser beam to the device region on the extension line of the second division planned line A processing method is provided.

好ましくは、遮光処理ステップは、吸収性を有する波長のレーザービームを前記領域に照射して粗面に加工し、透過性を有する波長のレーザービームを該粗面により散乱させて遮光する。   Preferably, the light shielding process step irradiates the region with a laser beam having an absorptive wavelength to process it into a rough surface, and scatters the laser beam with a wavelength having transparency through the rough surface to block the light.

又は、サンドブラスト等の砥粒によって前記領域を粗面に加工し、透過性を有する波長のレーザービームを該粗面により散乱させて遮光する。或いは、前記領域にマスクを積層し、透過性を有する波長のレーザービームを該マスクにより遮光する。   Alternatively, the region is processed into a rough surface by abrasive grains such as sandblast, and a laser beam having a wavelength having transparency is scattered by the rough surface to block light. Alternatively, a mask is stacked on the region, and a laser beam having a wavelength having transparency is blocked by the mask.

本発明のウエーハの加工方法によると、Ｔ字路加工ステップを実施する前に、第２分割予定ラインの延長線上のデバイスの領域に遮光処理を施す遮光処理ステップを実施するので、この遮光処理が施された領域により漏れ光の透過が遮断されるため、漏れ光がデバイスをアタックしてデバイスに損傷を与えるという問題を解消できる。従って、デバイスの品質を低下させることがなく、分割予定ラインに沿ってウエーハの内部に適正な改質層を形成することができる。   According to the wafer processing method of the present invention, before the T-junction processing step is performed, the light-shielding processing step for performing the light-shielding processing on the device region on the extension line of the second division planned line is performed. Since the transmission of the leakage light is blocked by the applied region, it is possible to solve the problem that the leakage light attacks the device and damages the device. Therefore, an appropriate modified layer can be formed inside the wafer along the planned dividing line without deteriorating the quality of the device.

本発明のウエーハの加工方法を実施するのに適したレーザー加工装置の斜視図である。It is a perspective view of the laser processing apparatus suitable for implementing the processing method of the wafer of this invention. レーザービーム発生ユニットのブロック図である。It is a block diagram of a laser beam generation unit. 本発明のウエーハの加工方法で加工されるのに適した半導体ウエーハの斜視図である。1 is a perspective view of a semiconductor wafer suitable for being processed by the wafer processing method of the present invention. 第１方向改質層形成ステップを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a 1st direction modified layer formation step. 第１方向改質層形成ステップを示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows a 1st direction modified layer formation step. Ｔ字路加工ステップを示す模式的平面図である。It is a schematic plan view which shows a T-junction processing step. 遮光処理ステップを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a light-shielding process step. 分割装置の斜視図である。It is a perspective view of a dividing device. 分割ステップを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a division | segmentation step.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態のウエーハの加工方法を実施するのに適したレーザー加工装置２の斜視図が示されている。レーザー加工装置２は、静止基台４上に搭載されたＹ軸方向に伸長する一対のガイドレール６を含んでいる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, there is shown a perspective view of a laser processing apparatus 2 suitable for carrying out the wafer processing method of the embodiment of the present invention. The laser processing apparatus 2 includes a pair of guide rails 6 that are mounted on a stationary base 4 and extend in the Y-axis direction.

Ｙ軸移動ブロック８は、ボールねじ１０及びパルスモータ１２とから構成されるＹ軸送り機構（Ｙ軸送り手段）１４により割り出し送り方向、即ちＹ軸方向に移動される。Ｙ軸移動ブロック８上には、Ｘ軸方向に伸長する一対のガイドレール１６が固定されている。   The Y-axis moving block 8 is moved in the indexing feed direction, that is, the Y-axis direction by a Y-axis feed mechanism (Y-axis feed means) 14 composed of a ball screw 10 and a pulse motor 12. A pair of guide rails 16 extending in the X-axis direction are fixed on the Y-axis moving block 8.

Ｘ軸移動ブロック１８は、ボールねじ２０及びパルスモータ２２とから構成されるＸ軸送り機構（Ｘ軸送り手段）２８により、ガイドレール１６に案内されて加工送り方向、即ちＸ軸方向に移動される。   The X-axis moving block 18 is guided by the guide rail 16 and moved in the machining feed direction, that is, the X-axis direction, by an X-axis feed mechanism (X-axis feed means) 28 including a ball screw 20 and a pulse motor 22. The

Ｘ軸移動ブロック１８上には円筒状支持部材３０を介してチャックテーブル２４が搭載されている。チャックテーブル２４には、図４に示す環状フレームＦをクランプする複数（本実施形態では４個）のクランプ２６が配設されている。   A chuck table 24 is mounted on the X-axis moving block 18 via a cylindrical support member 30. The chuck table 24 is provided with a plurality (four in this embodiment) of clamps 26 for clamping the annular frame F shown in FIG.

ベース４の後方にはコラム３２が立設されている。コラム３２には、レーザービーム照射ユニット３４のケーシング３６が固定されている。レーザービーム照射ユニット３４は、ケーシング３６中に収容されたレーザービーム発生ユニット３５と、ケーシング３６の先端に取り付けられた集光器（レーザーヘッド）３８を含んでいる。集光器３８は上下方向（Ｚ軸方向）に微動可能にケーシング３６に取り付けられている。   A column 32 is erected on the rear side of the base 4. A casing 36 of a laser beam irradiation unit 34 is fixed to the column 32. The laser beam irradiation unit 34 includes a laser beam generation unit 35 housed in a casing 36 and a condenser (laser head) 38 attached to the tip of the casing 36. The condenser 38 is attached to the casing 36 so as to be finely movable in the vertical direction (Z-axis direction).

レーザービーム発生ユニット３５は、図２に示すように、波長１３４２ｎｍのパルスレーザーを発振するＹＡＧレーザー発振器又はＹＶＯ４レーザー発振器等のレーザー発振器４２と、繰り返し周波数設定手段４４と、パルス幅調整手段４６と、レーザー発振器４２から発振されたパルスレーザービームのパワーを調整するパワー調整手段４８とを含んでいる。   As shown in FIG. 2, the laser beam generating unit 35 includes a laser oscillator 42 such as a YAG laser oscillator or a YVO4 laser oscillator that oscillates a pulse laser having a wavelength of 1342 nm, a repetition frequency setting means 44, a pulse width adjusting means 46, Power adjusting means 48 for adjusting the power of the pulsed laser beam oscillated from the laser oscillator 42.

レーザービーム照射ユニット３４のケーシング３６の先端には、チャックテーブル２４に保持されたウエーハ１１を撮像する顕微鏡及びカメラを備えた撮像ユニット４０が装着されている。集光器３８と撮像ユニット４０はＸ軸方向に整列して配設されている。   At the tip of the casing 36 of the laser beam irradiation unit 34, an imaging unit 40 equipped with a microscope and a camera for imaging the wafer 11 held on the chuck table 24 is mounted. The condenser 38 and the imaging unit 40 are arranged in alignment in the X-axis direction.

図３を参照すると、本発明のウエーハの加工方法により加工されるのに適した半導体ウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）１１の表面側斜視図が示されている。ウエーハ１１の表面１１ａには、第１の方向に連続的に形成された複数の第１分割予定ライン１３ａと、第１分割予定ライン１３ａと直交する方向に非連続的に形成された複数の第２分割予定ライン１３ｂが形成されており、第１分割予定ライン１３ａと第２分割予定ライン１３ｂとで区画された領域にＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。   Referring to FIG. 3, there is shown a front side perspective view of a semiconductor wafer (hereinafter sometimes simply referred to as a wafer) 11 suitable for processing by the wafer processing method of the present invention. On the surface 11a of the wafer 11, a plurality of first division planned lines 13a formed continuously in the first direction and a plurality of first division lines formed discontinuously in the direction perpendicular to the first division planned lines 13a. A two-division line 13b is formed, and a device 15 such as an LSI is formed in an area partitioned by the first division line 13a and the second division line 13b.

本発明実施形態のウエーハの加工方法を実施するのに当たり、ウエーハ１１はその表面が外周部が環状フレームＦに貼着された粘着テープであるダイシングテープＴに貼着されたフレームユニットの形態とされ、このフレームユニットの形態でウエーハ１１はチャックテーブル２４上に載置されてダイシングテープＴを介して吸引保持され、環状フレームＦはクランプ２６によりクランプされて固定される。   In carrying out the wafer processing method according to the embodiment of the present invention, the wafer 11 is in the form of a frame unit whose surface is attached to a dicing tape T which is an adhesive tape whose outer peripheral portion is attached to an annular frame F. In this frame unit form, the wafer 11 is placed on the chuck table 24 and sucked and held via the dicing tape T, and the annular frame F is clamped and fixed by a clamp 26.

特に図示しないが、本発明のウエーハの加工方法では、まずチャックテーブル２４に吸引保持されたウエーハ１１をレーザー加工装置２の撮像ユニット４０の直下に位置付けて、撮像ユニット４０によりウエーハ１１を撮像して、第１分割予定ライン１３ａを集光器３８とＸ軸方向に整列させるアライメントを実施する。   Although not specifically shown, in the wafer processing method of the present invention, the wafer 11 sucked and held by the chuck table 24 is first positioned directly below the imaging unit 40 of the laser processing apparatus 2, and the wafer 11 is imaged by the imaging unit 40. Alignment is performed by aligning the first scheduled dividing line 13a with the condenser 38 in the X-axis direction.

次いで、チャックテーブル２４を９０°回転してから、第１分割予定ライン１３ａと直交する方向に伸長する第２分割予定ライン１３ｂについても同様なアライメントを実施し、アライメントのデータをレーザー加工装置２のコントローラのＲＡＭに格納する。   Next, after the chuck table 24 is rotated by 90 °, the same alignment is performed on the second division planned line 13b extending in the direction orthogonal to the first division planned line 13a, and the alignment data is obtained from the laser processing apparatus 2. Store in the RAM of the controller.

レーザー加工装置２の撮像ユニット４０は通常赤外線カメラを備えているため、この赤外線カメラによりウエーハ１１の裏面１１ｂ側からウエーハ１１を透かして表面１１ａに形成された第１及び第２分割予定ライン１３ａ，１３ｂを検出することができる。   Since the image pickup unit 40 of the laser processing apparatus 2 is usually provided with an infrared camera, the first and second scheduled division lines 13a formed on the front surface 11a through the wafer 11 from the back surface 11b side of the wafer 11 by this infrared camera. 13b can be detected.

アライメント実施後、第１分割予定ライン１３ａに沿ってウエーハ１１の内部に第１方向改質層１７を形成する第１方向改質層形成ステップを実施する。この第１方向改質層形成ステップでは、図４及び図５に示すように、ウエーハに対して透過性を有する波長（例えば１３４２ｎｍ）のレーザービームの集光点を集光器３８によりウエーハ１１の内部に位置付けて、ウエーハ１１の裏面１１ｂ側から第１分割予定ライン１３ａに照射し、チャックテーブル２４を図５で矢印Ｘ１方向に加工送りすることにより、ウエーハ１１の内部に第１分割予定ライン１３ａに沿った第１方向改質層１７を形成する。   After the alignment, a first direction modified layer forming step is performed in which the first direction modified layer 17 is formed in the wafer 11 along the first division planned line 13a. In this first direction modified layer forming step, as shown in FIGS. 4 and 5, a condensing point of a laser beam having a wavelength (for example, 1342 nm) having transparency with respect to the wafer is focused on the wafer 11 by the condenser 38. Positioned inside, the first division line 13a is irradiated from the back surface 11b side of the wafer 11, and the chuck table 24 is processed and fed in the direction of the arrow X1 in FIG. A first direction modification layer 17 is formed along the line.

好ましくは、集光器３８を上方に段階的に移動して、ウエーハ１１の内部に第１分割予定ライン１３ａに沿った複数層の第１方向改質層１７、例えば５層の第１方向改質層１７を形成する。   Preferably, the concentrator 38 is moved upward in a stepwise manner so that a plurality of first direction reforming layers 17 along the first division planned line 13a, for example, five layers in the first direction reforming are arranged inside the wafer 11. A quality layer 17 is formed.

改質層１７は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域を言い、溶融再固化層として形成される。この第１方向改質層形成ステップにおける加工条件は、例えば次のように設定されている。   The modified layer 17 is a region in which density, refractive index, mechanical strength, and other physical characteristics are different from the surroundings, and is formed as a melt-resolidified layer. The processing conditions in the first direction modified layer forming step are set as follows, for example.

光源 ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４パルスレーザー
波長 ：１３４２ｎｍ
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
平均出力 ：０．５Ｗ
集光スポット径 ：φ３μｍ
加工送り速度 ：２００ｍｍ／ｓ Light source: LD excitation Q switch Nd: YVO 4 pulse laser Wavelength: 1342 nm
Repetition frequency: 50 kHz
Average output: 0.5W
Condensing spot diameter: φ3μm
Processing feed rate: 200 mm / s

第１方向改質層形成ステップを実施した後、延在方向（伸長方向）の端部が第１分割予定ライン１３ａにＴ字路となって突き当たる第２分割予定ライン１３ｂに沿って、ウエーハ１１に対して透過性を有する波長（例えば１３４２ｎｍ）のレーザービームをウエーハ１１の内部に集光して照射し、ウエーハ１１の内部に第２分割予定ライン１３ｂに沿った第２方向改質層１９を形成する第２方向改質層形成ステップを実施する。   After performing the first direction modified layer forming step, the wafer 11 extends along the second division planned line 13b where the end in the extending direction (extension direction) hits the first division planned line 13a as a T-junction. A laser beam having a wavelength that is transparent (eg, 1342 nm) is condensed and irradiated on the inside of the wafer 11, and the second direction modification layer 19 along the second division planned line 13 b is formed inside the wafer 11. A second direction modified layer forming step is performed.

この第２方向改質層形成ステップでは、チャックテーブル２４を９０°回転した後、ウエーハ１１の内部に第２分割予定ライン１３ｂに沿った複数層の第２方向改質層１９を形成する。   In this second direction reformed layer forming step, after the chuck table 24 is rotated by 90 °, a plurality of second direction reformed layers 19 are formed in the wafer 11 along the second scheduled division line 13b.

第２方向改質層形成ステップは、第１方向改質層１７が形成された第１分割予定ライン１３ａにＴ字路となって交わる第２分割予定ライン１３ｂの内部に第２方向改質層１９を形成するＴ字路加工ステップを含んでいる。   In the second direction modified layer forming step, the second direction modified layer is formed in the second divided planned line 13b intersecting with the first divided planned line 13a on which the first direction modified layer 17 is formed as a T-junction. 19 includes a T-junction machining step.

本発明のウエーハの加工方法では、第１方向改質層１７が形成された第１分割予定ライン１３ａにＴ字路となって交わる第２分割予定ライン１３ｂの内部に第２方向改質層１９を形成するＴ字路加工ステップを実施する前に、図７に示すように、第２分割予定ライン１３ｂの延長線上のデバイス１５の裏面側の領域１５ａにレーザービームの透過を遮光する遮光処理を施す遮光処理ステップを実施する。   In the wafer processing method of the present invention, the second direction modification layer 19 is placed inside the second division planned line 13b intersecting with the first division planned line 13a on which the first direction modified layer 17 is formed as a T-junction. Before performing the T-junction machining step for forming the laser beam, as shown in FIG. 7, a light-shielding process for blocking the transmission of the laser beam to the region 15a on the back surface side of the device 15 on the extension line of the second division planned line 13b is performed. The shading process step to be performed is implemented.

この遮光処理ステップの第１実施形態は、ウエーハ１１に対して吸収性を有する波長（例えば３５５ｎｍ）のレーザービームをデバイス１５の領域１５ａに照射して該領域１５ａを粗面に加工し、この粗面により透過性を有する波長のレーザービームを散乱させて遮光する。   In the first embodiment of the light shielding step, the region 15a of the device 15 is irradiated with a laser beam having a wavelength (for example, 355 nm) having an absorptivity with respect to the wafer 11 to process the region 15a into a rough surface. A laser beam having a wavelength having transparency is scattered by the surface to block light.

遮光処理ステップの他の実施形態では、サンドブラスト等により砥粒をデバイス１５の領域１５ａに衝突させて該領域１５ａを粗面に加工し、透過性を有する波長のレーザービームを粗面により散乱させて遮光する。或いは、デバイス１５の領域１５ａに透過性を有する波長のレーザービームの透過を遮断するマスクを積層するようにしても良い。   In another embodiment of the shading process step, abrasive grains are collided with the region 15a of the device 15 by sandblasting or the like to process the region 15a into a rough surface, and a laser beam having a wavelength having transparency is scattered by the rough surface. Shield from light. Alternatively, a mask that blocks transmission of a laser beam having a wavelength having transparency may be stacked on the region 15 a of the device 15.

上述した遮光処理ステップを実施した後、図６の模式的平面図に示すように、第１方向改質層１７が形成された第１分割予定ライン１３ａにＴ字路となって交わる第２分割予定ライン１３ｂの内部に第２方向改質層１９を形成するＴ字路加工ステップを実施する。   After performing the above-described light shielding step, as shown in the schematic plan view of FIG. 6, the second division intersects with the first division planned line 13 a on which the first direction reforming layer 17 is formed as a T-junction. A T-junction machining step for forming the second direction reforming layer 19 inside the planned line 13b is performed.

好ましくは、第１方向改質層１７及び第２方向改質層１９はそれぞれ複数層を形成する。第２方向改質層形成ステップに含まれるＴ字路加工ステップでは、図７に示すように、デバイス１５の一辺にＴ字路となって交わる第２分割予定ライン１３ｂの延長線上のデバイス１５の領域１５ａに遮光処理が施されているため、Ｔ字路形成ステップでの漏れ光がこの遮光処理部分により遮断され、実質的にデバイス１５に損傷を与えることがない。従って、デバイス１５の品質を低下させることがなく、分割予定ラインに沿ってウエーハ１１の内部に適正な改質層１７，１９を形成することができる。   Preferably, each of the first direction modified layer 17 and the second direction modified layer 19 forms a plurality of layers. In the T-junction processing step included in the second direction modified layer forming step, as shown in FIG. 7, the device 15 on the extension line of the second division planned line 13b intersecting with one side of the device 15 as a T-junction is formed. Since the light shielding process is performed on the region 15a, the light leaked in the T-junction forming step is blocked by the light shielding process part, and the device 15 is not substantially damaged. Therefore, appropriate modified layers 17 and 19 can be formed inside the wafer 11 along the planned division line without deteriorating the quality of the device 15.

第１方向改質層形成ステップ及び第２方向改質層形成ステップを実施した後、ウエーハ１１に外力を付与し、第１方向改質層１７及び第２方向改質層１９を破断起点にウエーハ１１を第１分割予定ライン１３ａ及び第２分割予定ライン１３ｂに沿って破断して、個々のデバイスチップに分割する分割ステップを実施する。   After performing the first direction modified layer forming step and the second direction modified layer forming step, an external force is applied to the wafer 11, and the wafer is started with the first direction modified layer 17 and the second direction modified layer 19 as the starting point of breakage. 11 is broken along the first division planned line 13a and the second division planned line 13b, and a division step is performed for dividing the device into individual device chips.

この分割ステップは、例えば図８に示すような分割装置（エキスパンド装置）５０を使用して実施する。図８に示す分割装置５０は、環状フレームＦを保持するフレーム保持手段５２と、フレーム保持手段５２に保持された環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴを拡張するテープ拡張手段５４を具備している。   This dividing step is performed using, for example, a dividing device (expanding device) 50 as shown in FIG. 8 includes a frame holding unit 52 that holds the annular frame F, and a tape expansion unit 54 that extends the dicing tape T attached to the annular frame F held by the frame holding unit 52. Yes.

フレーム保持手段５２は、環状のフレーム保持部材５６と、フレーム保持部材５６の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ５８から構成される。フレーム保持部材５６の上面は環状フレームＦを載置する載置面５６ａを形成しており、この載置面５６ａ上に環状フレームＦが載置される。   The frame holding means 52 includes an annular frame holding member 56 and a plurality of clamps 58 as fixing means arranged on the outer periphery of the frame holding member 56. An upper surface of the frame holding member 56 forms a mounting surface 56a on which the annular frame F is mounted, and the annular frame F is mounted on the mounting surface 56a.

そして、載置面５６ａ上に載置された環状フレームＦは、クランプ５８によってフレーム保持手段５２に固定される。このように構成されたフレーム保持手段５２はテープ拡張手段５４によって上下方向に移動可能に支持されている。   The annular frame F placed on the placement surface 56 a is fixed to the frame holding means 52 by a clamp 58. The frame holding means 52 configured as described above is supported by the tape extending means 54 so as to be movable in the vertical direction.

テープ拡張手段５４は、環状のフレーム保持部材５６の内側に配設された拡張ドラム６０を具備している。拡張ドラム６０の上端は蓋６２で閉鎖されている。この拡張ドラム６０は、環状フレームＦの内径より小さく、環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴに貼着されるウエーハ１１の外径より大きい内径を有している。   The tape expansion means 54 includes an expansion drum 60 disposed inside an annular frame holding member 56. The upper end of the expansion drum 60 is closed with a lid 62. The expansion drum 60 has an inner diameter that is smaller than the inner diameter of the annular frame F and larger than the outer diameter of the wafer 11 attached to the dicing tape T attached to the annular frame F.

拡張ドラム６０はその下端に一体的に形成された支持フランジ６４を有している。テープ拡張手段５４は更に、環状のフレーム保持部材５６を上下方向に移動する駆動手段６６を具備している。この駆動手段６６は支持フランジ６４上に配設された複数のエアシリンダ６８から構成されており、そのピストンロッド７０はフレーム保持部材５６の下面に連結されている。   The expansion drum 60 has a support flange 64 integrally formed at the lower end thereof. The tape expanding means 54 further includes driving means 66 for moving the annular frame holding member 56 in the vertical direction. The driving means 66 includes a plurality of air cylinders 68 disposed on the support flange 64, and the piston rod 70 is connected to the lower surface of the frame holding member 56.

複数のエアシリンダ６８から構成される駆動手段６６は、環状のフレーム保持部材５６を、その載置面５６ａが拡張ドラム６０の上端である蓋６２の表面と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム６０の上端より所定量下方の拡張位置との間で上下方向に移動する。   The driving means 66 composed of a plurality of air cylinders 68 includes an annular frame holding member 56, a reference position where the mounting surface 56a is substantially the same height as the surface of the lid 62 which is the upper end of the expansion drum 60, and an expansion. It moves in the vertical direction between the extended position below the upper end of the drum 60 by a predetermined amount.

以上のように構成された分割装置５０を用いて実施するウエーハ１１の分割ステップについて図９を参照して説明する。図９（Ａ）に示すように、ウエーハ１１をダイシングテープＴを介して支持した環状フレームＦを、フレーム保持部材５６の載置面５６ａ上に載置し、クランプ５８によってフレーム保持部材５６に固定する。この時、フレーム保持部材５６はその載置面５６ａが拡張ドラム６０の上端と略同一高さとなる基準位置に位置付けられる。   A dividing step of the wafer 11 performed using the dividing apparatus 50 configured as described above will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9A, the annular frame F that supports the wafer 11 via the dicing tape T is placed on the placement surface 56 a of the frame holding member 56, and is fixed to the frame holding member 56 by the clamp 58. To do. At this time, the frame holding member 56 is positioned at a reference position where the placement surface 56 a is substantially the same height as the upper end of the expansion drum 60.

次いで、エアシリンダ６８を駆動してフレーム保持部材５６を図９（Ｂ）に示す拡張位置に下降する。これにより、フレーム保持部材５６の載置面５６ａ上に固定されている環状フレームＦを下降するため、環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴは拡張ドラム６０の上端縁に当接して主に半径方向に拡張される。   Next, the air cylinder 68 is driven to lower the frame holding member 56 to the extended position shown in FIG. As a result, the annular frame F fixed on the mounting surface 56a of the frame holding member 56 is lowered, so that the dicing tape T attached to the annular frame F abuts on the upper end edge of the expansion drum 60 and mainly has a radius. Expanded in the direction.

その結果、ダイシングテープＴに貼着されているウエーハ１１には放射状に引っ張り力が作用する。このようにウエーハ１１に放射状に引っ張り力が作用すると、第１分割予定ライン１３ａに沿って形成された第１方向改質層１７及び第２分割予定ライン１３ｂに沿って形成された第２方向改質層１９が分割起点となって、ウエーハ１１が第１分割予定ライン１３ａ及び第２分割予定ライン１３ｂに沿って破断され、個々のデバイスチップ２１に分割される。   As a result, a tensile force acts radially on the wafer 11 adhered to the dicing tape T. When a pulling force is applied to the wafer 11 in a radial manner in this way, the first direction reforming layer 17 formed along the first division planned line 13a and the second direction modification formed along the second division planned line 13b. The material layer 19 serves as a division starting point, and the wafer 11 is broken along the first division planned line 13 a and the second division planned line 13 b to be divided into individual device chips 21.

上述した実施形態では、本発明の加工方法の加工対象となるウエーハとして半導体ウエーハ１１について説明したが、本発明の加工対象となるウエーハはこれに限定されるものではなく、サファイアを基板とする光デバイスウエーハ等の他のウエーハにも、本発明の加工方法は同様に適用することができる。   In the above-described embodiment, the semiconductor wafer 11 has been described as the wafer to be processed by the processing method of the present invention. However, the wafer to be processed of the present invention is not limited to this, and light using sapphire as a substrate. The processing method of the present invention can be similarly applied to other wafers such as device wafers.

１１ 半導体ウエーハ
１３ａ 第１分割予定ライン
１３ｂ 第２分割予定ライン
１５ デバイス
１５ａ 遮光処理部
１７ 第１方向改質層
１９ 第２方向改質層
２４ チャックテーブル
３４ レーザービーム照射ユニット
３５ レーザービーム発生ユニット
３８ 集光器（レーザーヘッド）
４０ 撮像ユニット
５０ 分割装置 11 Semiconductor wafer 13a First scheduled division line 13b Second scheduled division line 15 Device 15a Light-shielding processing unit 17 First direction modified layer 19 Second direction modified layer 24 Chuck table 34 Laser beam irradiation unit 35 Laser beam generation unit 38 Optical device (laser head)
40 Imaging unit 50 Dividing device

Claims (4)

第１の方向に形成された複数の第１分割予定ラインと該第１の方向と交差する第２の方向に形成された複数の第２分割予定ラインとで区画された各領域にデバイスが形成され、該第１分割予定ラインと該第２分割予定ラインのうち少なくとも該第２分割予定ラインが非連続に形成されているウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法であって、
該第１分割予定ラインに沿って、ウエーハに対し透過性を有する波長のレーザービームをウエーハの裏面側からウエーハの内部に集光して照射し、ウエーハの内部に該第１分割予定ラインに沿った複数層の第１方向改質層を形成する第１方向改質層形成ステップと、
該第１方向改質層形成ステップを実施した後、該第２分割予定ラインに沿って、ウエーハに対し透過性を有する波長のレーザービームをウエーハの裏面側からウエーハの内部に集光して照射し、ウエーハの内部に該第２分割予定ラインに沿った複数層の第２方向改質層を形成する第２方向改質層形成ステップと、
該第１方向改質層形成ステップ及び該第２方向改質層形成ステップを実施した後、ウエーハに外力を付与し、該第１方向改質層及び該第２方向改質層を破断起点にウエーハを該第１分割予定ライン及び該第２分割予定ラインに沿って破断して個々のデバイスチップに分割する分割ステップと、を備え、
該第２方向改質層形成ステップは、該第１方向改質層が形成された該第１分割予定ラインにＴ字路となって交わる該第２分割予定ラインの内部に第２方向改質層を形成するＴ字路加工ステップを含み、
ウエーハの加工方法は、Ｔ字路加工ステップを実施する前に、該第２分割予定ラインの延長線上のデバイスの領域にレーザービームの透過を遮光する遮光処理を施す遮光処理ステップを更に備えたことを特徴とするウエーハの加工方法。 A device is formed in each region defined by a plurality of first division lines formed in the first direction and a plurality of second division lines formed in the second direction intersecting the first direction. A wafer processing method for dividing a wafer in which at least the second division planned line of the first division planned line and the second division planned line is formed discontinuously into individual device chips,
Along the first division line, a laser beam having a wavelength that is transmissive to the wafer is condensed and irradiated from the back side of the wafer to the inside of the wafer, and the wafer is along the first division line. A first direction modified layer forming step of forming a plurality of first direction modified layers;
After carrying out the first direction modified layer forming step, a laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer is condensed and irradiated from the back side of the wafer to the inside of the wafer along the second division line. A second direction modified layer forming step of forming a plurality of layers of second direction modified layers along the second division planned line inside the wafer;
After performing the first direction modified layer forming step and the second direction modified layer forming step, an external force is applied to the wafer, and the first direction modified layer and the second direction modified layer are used as starting points of breakage. A dividing step of breaking the wafer along the first scheduled dividing line and the second scheduled dividing line to divide the wafer into individual device chips,
In the second direction reformed layer forming step, a second direction reformed layer is formed inside the second planned division line that intersects the first planned division line on which the first direction modified layer is formed as a T-junction. Including a T-junction machining step to form a layer;
The wafer processing method further includes a light shielding process step for performing a light shielding process for shielding the transmission of the laser beam to the device region on the extension line of the second division planned line before performing the T-junction machining step. A wafer processing method characterized by the above. 該遮光処理ステップは、吸収性を有する波長のレーザービームをデバイスの前記領域に照射して該領域を粗面に加工し、透過性を有する波長のレーザービームを該粗面で散乱させて遮光する請求項１記載のウエーハの加工方法。   In the light shielding treatment step, the region of the device is irradiated with a laser beam having an absorptive wavelength to process the region into a rough surface, and the laser beam with a wavelength having transparency is scattered by the rough surface to block the light. The wafer processing method according to claim 1. 該遮光処理ステップは、砥粒によって前記領域を粗面に加工し、透過性を有する波長のレーザービームを該粗面で散乱させて遮光する請求項１記載のウエーハの加工方法。   2. The wafer processing method according to claim 1, wherein in the light shielding step, the region is processed into a rough surface with abrasive grains, and a laser beam having a wavelength having transparency is scattered by the rough surface to block light. 該遮光処理ステップは、前記領域にマスクを積層して透過性を有する波長のレーザービームを遮光する請求項１記載のウエーハの加工方法。   2. The wafer processing method according to claim 1, wherein said light shielding step comprises shielding a laser beam having a wavelength having transparency by laminating a mask in said region.
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