JP2017147296A - 加工装置 - Google Patents
加工装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017147296A JP2017147296A JP2016026918A JP2016026918A JP2017147296A JP 2017147296 A JP2017147296 A JP 2017147296A JP 2016026918 A JP2016026918 A JP 2016026918A JP 2016026918 A JP2016026918 A JP 2016026918A JP 2017147296 A JP2017147296 A JP 2017147296A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- etching
- holding
- chamber
- beam irradiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 61
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 32
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/361—Removing material for deburring or mechanical trimming
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
- H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
- H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
- B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Dicing (AREA)
Abstract
【課題】本発明の解決すべき課題は、加工設備を大掛かりにすることなく、また、個々に分割されるデバイスの抗折強度を低下させずに効率よく加工を施すことができる加工装置を提供することにある。【解決手段】本発明によれば、ウエーハを保持する保持面を有する保持手段と、該保持手段を収容し該保持面と対向して透光性遮蔽窓が形成されたチャンバーと、該透光性遮蔽窓を通して該保持手段に保持されたウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該レーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線と該保持手段とを相対的に移動する移動手段と、レーザー光線の照射によって励起された分割予定ラインをエッチングするエッチングガスを該チャンバー内に供給するエッチングガス供給手段と、該チャンバー内からエッチング済みガスを排出する排出手段と、から少なくとも構成される加工装置が提供される。【選択図】図3
Description
本発明は、ウエーハの表面にレーザー光線を照射して分割予定ラインをエッチングする加工装置に関する。
IC、LSI等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、切削ブレードを回転可能に備え、分割予定ラインを切削するダイシング装置、アブレーション加工、または内部加工を分割予定ラインに施し分割予定ラインに沿って分割するレーザー加工装置等によって個々のデバイスに分割され携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
しかし、上記ダイシング装置、レーザー加工装置による加工では、個々に分割されたデバイスの外周に歪が生じ、該加工による歪がデバイスの外周に残留することから、デバイスの抗折強度を低下させるという問題を有しており、上記加工装置により分割された個々のデバイスの外周に対してエッチングを施し該残留歪を除去する等の処理が必要となることが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
また、上記加工装置を使用して加工する際にデバイスの抗折強度が低下することを回避するために、プラズマエッチングによってウエーハを個々のデバイスに分割する技術も提案されているが(例えば、特許文献2を参照。)、プラズマエッチングにより分割予定ラインに沿って分割するためには、ウエーハの表面にレジスト膜を被覆し、分割予定ラインを露光して除去する工程が必要となり、加工設備が大掛かりとなると共に、加工効率が低下するという問題を有している。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、加工設備を大掛かりにすることなく、また、個々に分割されるデバイスの抗折強度を低下させずに効率よく加工を施すことができる加工装置を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、分割予定ラインによって区画され複数のデバイスが表面に形成されたウエーハを個々のデバイスに分割する加工装置であって、ウエーハを保持する保持面を有する保持手段と、該保持手段を収容し該保持面と対向して透光性遮蔽窓が形成されたチャンバーと、該透光性遮蔽窓を通して該保持手段に保持されたウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該レーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線と該保持手段とを相対的に移動する移動手段と、レーザー光線の照射によって励起された分割予定ラインをエッチングするエッチングガスを該チャンバー内に供給するエッチングガス供給手段と、該チャンバー内からエッチング済みガスを排出する排出手段と、から少なくとも構成される加工装置が提供される。
該エッチングガス供給手段は、分割予定ラインに積層された素材に対応した種類のエッチングガスを2種以上供給可能に構成されることが好ましい。
本発明に係わる加工装置は、ウエーハを保持する保持面を有する保持手段と、該保持手段を収容し該保持面と対向して透光性遮蔽窓が形成されたチャンバーと、該透光性遮蔽窓を通して該保持手段に保持されたウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該レーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線と該保持手段とを相対的に移動する移動手段と、レーザー光線の照射によって励起された分割予定ラインをエッチングするエッチングガスを該チャンバー内に供給するエッチングガス供給手段と、該チャンバー内からエッチング済みガスを排出する排出手段と、から少なくとも構成されることにより、ウエーハに対するレーザー光線の照射によりエッチングを施す際に、ウエーハ表面にレジスト膜を被覆し露光する等の行程を設ける必要がないことから、加工効率を低下させることなく、個々のデバイスに分割することができると共に、抗折強度に優れたデバイスを得ることができる。
また、該エッチングガス供給手段が、分割予定ラインに積層された素材に対応した種類のエッチングガスを2種以上供給可能に構成されるようにすれば、ウエーハ上の複数の素材に対応したエッチングガスを同時に供給しつつ、レーザー光線を照射することで、さらなる加工効率の向上を図ることができる。
以下、本発明に従い構成された加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
図1には、本発明により提供される加工装置が示されており、説明の都合上、該加工装置1の一部を構成する静止基台2上の保持手段の上方を覆うチャンバー7を分離して示している。
図1に示すレーザー加工装置1は、静止基台2と、該静止基台2に矢印Xで示すX軸方向及び矢印Yで示すY軸方向に移動可能に配設され被加工物を保持する保持手段としての保持テーブル機構3と、静止基台2上に配設されレーザー光線照射手段5を備えたレーザー光線照射ユニット4と、を備えている。
上記保持テーブル機構3は、静止基台2上にX軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール31、31と、該案内レール31、31上にX軸方向に移動可能に配設された第1の滑動ブロック32と、該第1の滑動ブロック32上にX軸方向と直交する矢印Yで示すY軸方向に移動可能に配設された第2の滑動ブロック33と、該第2滑動ブロック33上に円筒形状からなり内部にパルスモータを備える円筒部材34により回転可能に支持された支持テーブル35とを備え、該支持テーブル35上には、チャックテーブル36が備えられ、該チャックテーブル36上に被加工物である表面にデバイスが形成された半導体ウエーハ10が載置される。
該チャックテーブル36は、多孔性材料から形成された吸着チャック361を備えており、吸着チャック361の上面である保持面上に被加工物である円形状の半導体ウエーハ10を図示しない吸引手段の作用により保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル36は、円筒部材34内に配設されたパルスモータによって所望の角度に調整可能に回転させられる。なお、チャックテーブル36には、半導体ウエーハ10を、保護テープTを介して支持する環状のフレームF(図4を参照)を固定するためのクランプ362が配設されている。
上記第1の滑動ブロック32は、下面に上記一対の案内レール31、31と嵌合する一対の被案内溝321、321が設けられているとともに、上面にY軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール322、322が設けられている。このように構成された第1の滑動ブロック32は、被案内溝321、321が一対の案内レール31、31に嵌合することにより、一対の案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動可能に構成される。図示の保持テーブル機構3は、第1の滑動ブロック32を一対の案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動させる手段を構成するX軸方向移動手段37を備えている。X軸方向移動手段37は、上記一対の案内レール31と31との間に平行に配設された雄ネジロッド371と、該雄ネジロッド371を回転駆動させるためのパルスモータ372等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド371は、その一端が上記静止基台2に固定された軸受ブロック373に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ372の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド371は、第1の滑動ブロック32の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ372によって雄ネジロッド371を正転および逆転駆動することにより、第1の滑動ブロック32は案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動させられる。
上記第2の滑動ブロック33は、下面に上記第1の滑動ブロック32の上面に設けられた一対の案内レール322、322と嵌合する一対の被案内溝331、331が設けられており、この被案内溝331、331を一対の案内レール322、322に嵌合することにより、上記X軸と直交するY軸方向に移動可能に構成されている。図示の保持テーブル機構3は、第2の滑動ブロック33を第1に滑動ブロック32に設けられた一対の案内レール322、322に沿って移動させるためのY軸方向へ移動させる手段を構成するY軸方向移動手段38を備えている。Y軸方向移動手段38は、上記一対の案内レール322、322との間に平行に配設された雄ネジロッド381と、該雄ネジロッド381を回転駆動するためのパルスモータ382等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド381は、一端が上記第1の滑動ブロック32の上面に固定された軸受けブロック383に回転自在に支持されており、他端が上記パルスモータ382の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド381は、第2の滑動ブロック33の中央下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合された雄ネジロッド381を正転及び逆転させることにより、第2の滑動ブロック33は案内レール322、322に沿ってY軸方向に移動させられる。
上記第1の滑動ブロック32、第2の滑動ブロック33は、それぞれ図示しないX軸方向位置を検出するX軸方向位置検出手段、Y軸方向位置を検出するY軸方向位置検出手段を備えており、図示しない制御手段により、検出された各第1、第2の滑動ブロックの位置に基づいて、上記各駆動源に対して駆動信号を発信し、所望の位置にチャックテーブル36を制御することが可能となっている。
上記レーザー光線照射ユニット4は、上記静止基台2上に配設された支持部材41と、該支持部材41によって支持された実質上水平に延出するケーシング42と、該ケーシング42内に配設されたレーザー光線照射手段5と、該ケーシング42の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出しアライメントを実施するためのアライメント手段6と、を備えている。
アライメント手段6は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕える光学系と、該光学系によって捕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。
上記レーザー光線照射手段5は、図2に示すように、異なる波長のレーザー光線を出力可能にすべく、第1のレーザー光線照射手段53と、第2のレーザー光線照射手段54を備えている。第1のレーザー光線照射手段53は、赤外光の波長のレーザー光線を発振する第1のレーザー光線発振手段531と、該第1のレーザー光発振手段531から発振されたレーザー光線の出力を調整する第1の出力調整手段532と、第1のレーザー光線発振手段531から発振されたレーザー光線LB1をチャックテーブル36上の被加工物に向けて集光する第1の集光手段51aにより構成される。また、第2のレーザー光線照射手段54は、紫外光の波長のレーザー光線を発振する第2のレーザー光線発振手段541と、該第2のレーザー光発振手段から発振されたレーザー光線の出力を調整する第2の出力調整手段542と、第2のレーザー光線発振手段541から発振されたレーザー光線LB2をチャックテーブル36上の被加工物に向けて集光する第2の集光手段51bにより構成される。そして、該第1の集光手段51a、第2の集光手段51b、及び反射ミラー51cにより集光器51が構成される。該レーザー光線照射手段5により照射される該レーザー光線の集光点位置Paは、保持テーブルの上面である保持面に対して所望の位置に調整可能に制御される。
本実施形態におけるレーザー加工装置1は、図示しない制御手段を備えており、該制御手段は、コンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置(CPU)と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ(ROM)と、演算結果等を随時格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)と、入力インターフェース及び出力インターフェースとを備えている。該制御手段の該入力インターフェースには、上記アライメント手段6からの検出信号の他、図示しない第1の滑動ブロック32のX軸方向位置を検出するX軸方向位置検出手段、第2の滑動ブロック33のY軸方向位置を検出するY軸方向位置検出手段からの位置信号等が入力される。そして、該出力インターフェースからは、円筒部材34に内蔵されたパルスモータ、X軸方向移動手段37、Y軸方向移動手段38、レーザー光線照射手段5、アライメント手段6等に信号を出力する。
本実施形態のレーザー加工装置は、図1に示すように、保持手段としての保持テーブル機構3を含む領域全体を覆うためのチャンバー7を備えている。該チャンバー7は箱型形状をなし、静止基台2上に設置された場合には、レーザー光線を照射してエッチング加工を実施する加工領域位置の上方に、透光性遮蔽窓71が位置するように構成されている。なお、該透光性遮蔽窓71としては、光透過度に優れた石英ガラスが採用されている。また、保持テーブル機構3のチャックテーブル36上に対して半導体ウエーハ10の搬出入を行う搬出入領域の上方には搬出入扉72が配設されている。
図3に、該チャンバー7を本実施形態におけるレーザー加工装置1に載置した状態を示す。該チャンバー7は、上記した保持テーブル機構3、および該保持テーブル機構3のチャックテーブル36を移動させるためのX軸方向移動手段37、Y軸方向移動手段38、および案内レール31、31等、加工の際に保持テーブル機構3が移動する全体領域を、外部から完全に遮蔽するように構成されており、図示しない留め金(たとえば、いわゆるパッチン錠等)により静止基台2に対して固定する。また、チャンバー7の加工領域側の側壁には、エッチングガスを導入するための供給口73が配設され、該供給口73が設けられた該側壁と対向する搬出入領域側の側壁には、エッチング済みガスを排出するための排出口74が配設されている。
図3に示すように、該チャンバー7の供給口73には、塩素(Cl2)ガスボンベ81、塩酸(HCl)ガスボンベ82が配管を介して接続されており、該配管上には、図示しない制御手段によりその開度が調整される調量バルブ91、92が配設されている。また、該調量バルブ91、92と、供給口73との間には、大気導入用の配管が接続され、該大気導入用の配管上には、該制御手段による開度が調整可能な調量バルブ93、及びチャンバー7から大気開放口に向かう方向にガスが流れないように機能する逆止弁94が配設されている。また、排出口74には、廃棄タンク83が配管を介して接続されており、該配管上には、チャンバー7内のエッチング済みガスを吸引し該廃棄タンクに加圧して貯留するための吸引ポンプ84、及び廃棄タンク83と該配管との流通を遮断する開閉バルブ95が配設されている。なお、該吸引ポンプ84の下流側には吸引したガスが逆流しないように逆止弁が設けられていてもよい。
本実施形態のレーザー加工装置は、概略以上のように構成されており、以下にその作用について説明する。
図4には、レーザー光線によるエッチングが施される状態の半導体ウエーハ10が示されている。本実施形態にて被加工物となる該半導体ウエーハ10は、シリコン(Si)からなる基板の表面に複数の分割予定ライン11が格子状に形成されていると共に、該複数の分割予定ライン11によって区画された複数の領域にデバイス12が形成され、一部拡大図にて示すように、分割予定ライン11に沿って、デバイスの特性をテストするための銅(Cu)からなるテストエレメントグループ(TEG)13が複数配設されると共に、該半導体ウエーハ10の表面全体に、各デバイスを保護するための保護膜としての二酸化ケイ素(SiO2)膜が被覆されている。なお、図4では省略されているが、レーザー光線照射手段5の集光器51と、半導体ウエーハ10との間には、上記したチャンバー7の透光性遮蔽窓71が配設される。
本実施形態において上記半導体ウエーハ10の分割予定ライン11に沿ってレーザー光線を照射してエッチングを施す方法について説明する。
先ず、加工を開始する前に、搬出入扉72を開けて、チャックテーブル36の保持面上に、保護テープTを介してフレームFに保持された半導体ウエーハ10を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動させ、保護テープTを介して半導体ウエーハ10をチャックテーブル36に吸引保持する。そして、半導体ウエーハ10が貼着された保護テープTが装着された環状のフレームFがクランプ362によって固定される。半導体ウエーハ10がチャックテーブル36上に固定されたならば、搬出入扉72を閉じ、図示しないロック手段によりロックされてチャンバー7内の空間と外界とが完全に遮断される。
半導体ウエーハ10を吸引保持したチャックテーブル36は、X軸方向移動手段37によってアライメント手段6の下方に向けて移動させられ、チャックテーブル36がアライメント手段6の直下に位置付けられると、アライメント手段6および制御手段によって半導体ウエーハ10のエッチングを施すべき加工領域と、レーザー光線照射手段5の集光器51との位置合わせを行うアライメント工程が実行される。アライメント工程が実施されたならば、レーザー光線の照射によるエッチングを実施する。
上述したように、半導体ウエーハ10は、シリコン(Si)基板の表面に形成された分割予定ライン11に銅(Cu)からなるTEG13が設けられ、該基板の表面を二酸化ケイ素(SiO2)膜により被覆されている。よって、該半導体ウエーハ10を、分割予定ライン11に沿ってレーザー光線を照射してエッチングする場合は、シリコン(Si)、銅(Cu)、二酸化ケイ素(SiO2)それぞれがエッチングされる必要がある。なお、レーザー光線の照射によってエッチングするとは、レーザー光線が照射される集光点Paの位置に、反応ガスとしてのエッチングガスを供給し、照射されたレーザー光線の集光点PaにおいてSi、Cu、SiO2が励起されて、半導体ウエーハ10上の該集光点位置がエッチングされることをいう。ここで、レーザー光線を照射してエッチングする場合、エッチングする対象の素材に応じた、適切なエッチングガスを供給する必要があり、エッチング対象の素材とエッチングガスとの組み合わせに応じて、良好に励起を生じさせるレーザー光線(以下、「励起レーザー光線」ともいう。)の波長域が存在する。
以下に、本実施形態においてエッチング対象となる素材と、それに対応したエッチングガス、励起レーザー光線、エッチングプロセスによって発生するエッチング済みガスについて示す。
素材 : エッチングガス+励起レーザー波長域 : エッチング済みガス
SiO2 : HCl+赤外光 : SiCl4+H2O
Cu : Cl2+紫外光 : CuCl2
Si : Cl2+紫外光 : SiCl4
素材 : エッチングガス+励起レーザー波長域 : エッチング済みガス
SiO2 : HCl+赤外光 : SiCl4+H2O
Cu : Cl2+紫外光 : CuCl2
Si : Cl2+紫外光 : SiCl4
以上から理解されるように、本実施形態の半導体ウエーハ10をレーザー光線によるエッチングによって分割する場合は、2種(HCl、Cl2)のエッチングガスを供給し、それに対応した赤外光波長域のレーザー光線と、紫外光波長域のレーザー光線を照射すればよい。
本実施形態において、上記説明したエッチングを実施するには、先ず、制御手段により、調量バルブ91、92が開弁され、チャンバー7内にエッチングガスとしての塩素ガス、および塩酸ガスが導入される。該塩素ガス、塩酸ガスがチャンバー7内に所定量導入されたならば、半導体ウエーハ10が保持されたチャックテーブル36をレーザー光線照射手段5の集光器51下方の加工領域に移動させ、集光点Paを半導体ウエーハ10の分割予定ライン11の端部に位置付ける。
そして、半導体ウエーハ10を加工送りしつつ、レーザー光線照射手段5を作動させて、透光遮蔽窓71を介して半導体ウエーハ10に対するレーザー光線の照射を行う。ここで、上記したように、本実施形態のレーザー光線照射手段5は、赤外光の波長のレーザー光線を照射する第1のレーザー光線照射手段53、紫外光のレーザー光を照射する第2のレーザー光線照射手段54を備えており、また、図2に示すような第1、第2の集光手段51a、51bを備えていることから、半導体ウエーハ10を加工送りしながら同時に二つのレーザー光線を照射することができ、分割予定ライン11に対する一度の照射により、半導体ウエーハ10の基板を構成するSi、TEG13を構成するCu、保護膜として形成されているSiO2のすべてを同時にエッチングすることが可能であり、半導体ウエーハ10を分割予定ライン11に沿って分割することができる。
なお、上記レーザー光線の照射条件は、例えば、以下のように設定される。
<第1のレーザー光線(赤外光)>
レーザー光線 :CO2レーザー(CW、またはパルスレーザー)
波長 :10000nm
平均出力 :0.5W
送り速度 :100mm/秒
<第2のレーザー光線(紫外光)>
レーザー光線 :YAGレーザー(CW、またはパルスレーザー)
波長 :355nm
平均出力 :0.5W
送り速度 :100mm/秒
<第1のレーザー光線(赤外光)>
レーザー光線 :CO2レーザー(CW、またはパルスレーザー)
波長 :10000nm
平均出力 :0.5W
送り速度 :100mm/秒
<第2のレーザー光線(紫外光)>
レーザー光線 :YAGレーザー(CW、またはパルスレーザー)
波長 :355nm
平均出力 :0.5W
送り速度 :100mm/秒
また、上記したように、レーザー光線を照射することによるエッチングを実行する場合、エッチング済みガスが発生するため、エッチングが開始されたならば、排出口74からチャンバー7内のエッチング済みガスを吸引ポンプ84により吸引し、廃棄タンク83に貯留する。また、該エッチングが実行されることによりチャンバー7内のエッチングガスが減少するため、減少分を補うべく、調量バルブ91、92を調整して、新しいエッチングガスを供給するように制御される。
X軸方向移動手段37、Y軸方向移動手段38を作動させて、上記レーザー光線LB1、LB2をすべての分割予定ライン11に照射することにより、エッチングが完了して、保護テープT上において、半導体ウエーハ10が個々のデバイスに分割される。当該分割工程が完了したならば、吸引ポンプ84の作動を継続したまま、調量バルブ91、92を閉弁し、エッチングガスの供給を停止すると共に、大気導入用の調量バルブ93を徐々に開弁する。これにより、エッチングガス、およびエッチング済みガスがチャンバー7の外部に漏れることなく廃棄タンク83に貯留され、チャンバー7内の空間がエッチングガスから大気に入れ替えられて、エッチング工程が完了する。
エッチング工程が完了したならば、大気導入用の調量バルブ93を閉弁し、吸引ポンプ84を停止すると共に開閉弁95を閉弁する。その後、チャンバー7内の空間が大気に入れ替えられたことが確認されたならば、搬出入扉72を開放し、チャックテーブル36に保持された個々のデバイスに分割された半導体ウエーハ10を取り出し、保護テープTから個々に分割されたデバイスを取り出すピックアップ工程に搬送する。
なお、本実施形態では、2種のエッチングガスを同時に供給し、2種の波長のレーザー光線を同時に照射することにより、一度の走査により、半導体ウエーハ10をエッチングして個々のデバイスに分割したが、本発明はこれに限定されない。例えば、分割予定ライン11上の素材に対応したエッチングガスを1種ずつ供給して、該Si、Cu、SiO2等を励起させる波長のレーザー光線を1種ずつ照射して、分割予定ライン11に対するエッチングを複数回に分けて行ってもよい。
本実施形態では、半導体基板の表面を保護する酸化膜として形成されたSiO2膜をエッチングすべく、HClをエッチングガスとして供給し、赤外光のレーザー光線を照射してエッチングしたが、これに限定されない。レーザー光線を照射することによりエッチングする場合、素材の温度条件によりエッチングを施すことが可能なエッチングガスが変化する。例えば、分割予定ライン11上のSiO2膜を他のレーザー光線の照射等により加熱すれば、エッチングガスとしてCl2を供給しても、SiO2を励起させることができるため、その場合は、エッチングガスをCl2の1種供給するのみで、半導体ウエーハ10を構成するSiO2、Cu、Siのすべてを、該レーザー光線の照射によるエッチングで除去することができる。
なお、本実施形態では、半導体ウエーハ10の分割予定ラインが、Si、Cu、SiO2により構成されていることを前提にエッチング条件を設定したが、本発明はこれに限定されず、エッチングされる箇所のウエーハの素材に応じて、チャンバー内に導入するエッチングガス、照射するレーザー光線の照射条件適宜選択することができる。また、レーザー光線照射手段の具体的構成も本実施形態に限定されず、周知のレーザー光線照射手段を適用することが可能である。
1:加工装置。
2:静止基台
3:保持テーブル機構
4:レーザー光線照射ユニット
5:レーザー光線照射手段
6:アライメント手段
7:チャンバー
10:半導体ウエーハ
11:分割予定ライン
12:デバイス
13:テストエレメントグループ(TEG)
71:透光性遮蔽窓
72:搬出入扉
73:供給口
74:排出口
2:静止基台
3:保持テーブル機構
4:レーザー光線照射ユニット
5:レーザー光線照射手段
6:アライメント手段
7:チャンバー
10:半導体ウエーハ
11:分割予定ライン
12:デバイス
13:テストエレメントグループ(TEG)
71:透光性遮蔽窓
72:搬出入扉
73:供給口
74:排出口
Claims (2)
- 分割予定ラインによって区画され複数のデバイスが表面に形成されたウエーハを個々のデバイスに分割する加工装置であって、
ウエーハを保持する保持面を有する保持手段と、該保持手段を収容し該保持面と対向して透光性遮蔽窓が形成されたチャンバーと、該透光性遮蔽窓を通して該保持手段に保持されたウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該レーザー光線照射手段から照射されるレーザー光線と該保持手段とを相対的に移動する移動手段と、レーザー光線の照射によって励起された分割予定ラインをエッチングするエッチングガスを該チャンバー内に供給するエッチングガス供給手段と、該チャンバー内からエッチング済みガスを排出する排出手段と、
から少なくとも構成される加工装置。 - 該エッチングガス供給手段は、分割予定ラインに積層された素材に対応した種類のエッチングガスを2種以上供給可能に構成される請求項1に記載の加工装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016026918A JP2017147296A (ja) | 2016-02-16 | 2016-02-16 | 加工装置 |
TW105144206A TW201742129A (zh) | 2016-02-16 | 2016-12-30 | 加工裝置 |
KR1020170012431A KR20170096581A (ko) | 2016-02-16 | 2017-01-26 | 가공 장치 |
CN201710077739.6A CN107081531A (zh) | 2016-02-16 | 2017-02-14 | 加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016026918A JP2017147296A (ja) | 2016-02-16 | 2016-02-16 | 加工装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017147296A true JP2017147296A (ja) | 2017-08-24 |
Family
ID=59615277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016026918A Pending JP2017147296A (ja) | 2016-02-16 | 2016-02-16 | 加工装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017147296A (ja) |
KR (1) | KR20170096581A (ja) |
CN (1) | CN107081531A (ja) |
TW (1) | TW201742129A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09148306A (ja) * | 1995-11-21 | 1997-06-06 | Daido Hoxan Inc | ウエハの微細加工法およびそれに用いる装置 |
JP2004090534A (ja) * | 2002-09-02 | 2004-03-25 | Tokyo Electron Ltd | 基板の加工装置および加工方法 |
JP2006520534A (ja) * | 2003-03-04 | 2006-09-07 | エグシル テクノロジー リミテッド | 活性支援ガスを用いたレーザ加工 |
JP2008078581A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Disco Abrasive Syst Ltd | ウエーハのレーザー加工方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60210770T2 (de) * | 2001-03-22 | 2006-08-31 | Xsil Technology Ltd. | Ein laserbearbeitungssystem und -verfahren |
JP2011224931A (ja) * | 2010-04-22 | 2011-11-10 | Disco Corp | 光デバイスウエーハの加工方法およびレーザー加工装置 |
-
2016
- 2016-02-16 JP JP2016026918A patent/JP2017147296A/ja active Pending
- 2016-12-30 TW TW105144206A patent/TW201742129A/zh unknown
-
2017
- 2017-01-26 KR KR1020170012431A patent/KR20170096581A/ko unknown
- 2017-02-14 CN CN201710077739.6A patent/CN107081531A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09148306A (ja) * | 1995-11-21 | 1997-06-06 | Daido Hoxan Inc | ウエハの微細加工法およびそれに用いる装置 |
JP2004090534A (ja) * | 2002-09-02 | 2004-03-25 | Tokyo Electron Ltd | 基板の加工装置および加工方法 |
JP2006520534A (ja) * | 2003-03-04 | 2006-09-07 | エグシル テクノロジー リミテッド | 活性支援ガスを用いたレーザ加工 |
JP2008078581A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Disco Abrasive Syst Ltd | ウエーハのレーザー加工方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170096581A (ko) | 2017-08-24 |
CN107081531A (zh) | 2017-08-22 |
TW201742129A (zh) | 2017-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6635844B2 (en) | Apparatus for on-line cleaning a wafer chuck with laser | |
CN107030391B (zh) | 激光加工装置 | |
JP2009088535A (ja) | 基板洗浄方法及び装置 | |
JP5389580B2 (ja) | 切削装置 | |
JP2006122982A (ja) | レーザー処理装置及びレーザー処理方法 | |
US20080149827A1 (en) | Apparatus and method for analyzing contaminants on wafer | |
TW201635358A (zh) | 晶圓的加工方法 | |
US20080296258A1 (en) | Plenum reactor system | |
JP2008516417A (ja) | レーザーを利用した半導体基板の処理システム及び方法 | |
WO2018168270A1 (ja) | レーザ加工機 | |
JP6068074B2 (ja) | ゲッタリング層形成方法 | |
JP2017147296A (ja) | 加工装置 | |
CN107363422B (zh) | 激光加工装置 | |
CN109411412B (zh) | 晶片的加工方法 | |
TWI584900B (zh) | Laser processing method | |
CN107039260B (zh) | 晶片的加工方法 | |
TW201926455A (zh) | 晶圓的加工方法 | |
KR100514396B1 (ko) | 레이저를 이용한 반도체 기판 처리 시스템 및 방법 | |
CN117747457A (zh) | 被加工物的检查方法和检查装置 | |
JP6271161B2 (ja) | レーザー加工装置 | |
TW511139B (en) | Apparatus for on-line cleaning a wafer chuck with laser | |
JP2022183748A (ja) | レーザー加工装置 | |
CN116805610A (zh) | 被加工物的加工方法 | |
JP2009290177A (ja) | 半導体処理装置 | |
JP2004514297A (ja) | 固体表面から粒子を除去するための現場モジュール |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181219 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190716 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190723 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200204 |