JP4402973B2 - Wafer division method - Google Patents

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本発明は、表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が配設されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するとともに、個々のチップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着し、この分割された個々のチップをピックアップするウエーハの分割方法に関する。   The present invention divides a wafer in which a functional element is arranged in a region partitioned by a predetermined division line formed in a lattice shape on the surface along the predetermined division line, and for die bonding on the back surface of each chip. It is related with the wafer division | segmentation method which mounts this adhesive film and picks up this divided | segmented individual chip | tip.

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配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等の回路(機能素子)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回路が形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面にフォトダイオード等の受光素子(機能素子)やレーザーダイオード等の発光素子(機能素子)等が積層された光デバイスウエーハも分割予定ラインに沿って切断することにより個々のフォトダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。   In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by dividing lines called streets arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially disc-shaped semiconductor wafer, and circuits such as ICs, LSIs, etc. are partitioned in these partitioned regions. (Functional element) is formed. Then, by cutting the semiconductor wafer along the planned dividing line, the region where the circuit is formed is divided to manufacture individual semiconductor chips. In addition, an optical device wafer in which a light receiving element (functional element) such as a photodiode or a light emitting element (functional element) such as a laser diode is laminated on the surface of a sapphire substrate is cut along individual lines by dividing each photo. Divided into optical devices such as diodes and laser diodes, they are widely used in electrical equipment.

上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の分割予定ラインに沿った切断は、通常、ダイサーと称さ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、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の被加工物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被加工物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切削送り手段とを具備している。切削手段は、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および回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を備えたスピンドルユニットを含んでいる。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基台に固定し厚さ20μm程度に形成されている。   The cutting along the division lines such as the semiconductor wafer and the optical device wafer described above is usually performed by a cutting apparatus called a dicer. This cutting apparatus includes a chuck table for holding a workpiece such as a semiconductor wafer or an optical device wafer, a cutting means for cutting the workpiece held on the chuck table, and a chuck table and the cutting means. And a cutting feed means for moving it. The cutting means includes a spindle unit having a rotary spindle, a cutting blade mounted on the spindle, and a drive mechanism for driving the rotary spindle to rotate. 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 fixed to the base by electroforming, for example, diamond abrasive grains having a particle size of about 3 μm. It is formed to a thickness of about 20 μm.

しかるに、切削ブレードは20μm程度の厚さを有するため、チップを区画する分割予定ラインとしては幅が50μm程度必要となり、ウエーハの面積に対する分割予定ラインが占める面積比率が大きく、生産性が悪いという問題がある。また、サファイヤ基板、炭化珪素基板等はモース硬度が高いため、上記切削ブレードによる切断は必ずしも容易ではない。   However, since the cutting blade has a thickness of about 20 μm, the dividing line that divides the chip needs to have a width of about 50 μm, and the area ratio of the dividing line to the area of the wafer is large, resulting in poor productivity. There is. Moreover, since the sapphire substrate, the silicon carbide substrate, and the like have high Mohs hardness, cutting with the cutting blade is not always easy.

一方、近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、その被加工物に対して透過性を有するパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有する赤外光領域のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、被加工物を分割するものである。(例えば、特許文献1参照。)
特許第3408805号公報
On the other hand, in recent years, as a method for dividing a plate-like workpiece such as a semiconductor wafer, a pulse laser beam that uses a pulsed laser beam that is transparent to the workpiece and aligns the condensing point inside the region to be divided is used. A laser processing method for irradiating the film has also been attempted. In the dividing method using this laser processing method, a pulse laser beam in an infrared light region having a light-transmitting property with respect to the work piece is irradiated from the one surface side of the work piece to the inside, and irradiated. The workpiece is divided by continuously forming a deteriorated layer along the planned division line inside the workpiece and applying external force along the planned division line whose strength has been reduced by the formation of this modified layer. To do. (For example, refer to Patent Document 1.)
Japanese Patent No. 3408805

また、個々に分割された半導体チップは、その裏面にエポキシ樹脂等で形成された厚さ20〜40μmのダイアタッチフィルムと称するダイボンディング用の接着フィルムが装着され、この接着フィルムを介して半導体チップを支持するダイボンディングフレームに加熱することによりボンディングされる。半導体チップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する方法としては、半導体ウエーハの裏面に接着フィルムを貼着し、この接着フィルムを介して半導体ウエーハをダイシングテープに貼着した後、半導体ウエーハの表面に形成されたストリートに沿って切削ブレードにより接着フィルムと共に切断することにより、裏面に接着フィルムが装着された半導体チップを形成している。(例えば、特許文献2参照。)
特開2000−182995号公報
Each of the divided semiconductor chips is provided with a die bonding adhesive film called a die attach film having a thickness of 20 to 40 μm formed of epoxy resin or the like on the back surface thereof, and the semiconductor chip is interposed through the adhesive film. Bonding is performed by heating to a die bonding frame that supports the substrate. As a method of attaching the adhesive film for die bonding to the back surface of the semiconductor chip, the adhesive film is attached to the back surface of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is attached to the dicing tape through the adhesive film, and then the semiconductor wafer By cutting along with the adhesive film with a cutting blade along the street formed on the front surface, a semiconductor chip having the adhesive film mounted on the back surface is formed. (For example, see Patent Document 2.)
JP 2000-182959 A

しかるに、特開2000−182995号公報に開示された方法によると、切削ブレードにより半導体ウエーハとともに接着フィルムを切断して個々の半導体チップに分割する際に、半導体チップの裏面に欠けが生じたり、接着フィルムに髭状のバリが発生してワイヤボンディングの際に断線の原因になるという問題がある。   However, according to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-182959, when the adhesive film is cut together with the semiconductor wafer by a cutting blade and divided into individual semiconductor chips, chipping occurs on the back surface of the semiconductor chip or adhesion occurs. There is a problem in that wrinkle-like burrs are generated in the film and cause breakage during wire bonding.

このような問題を解決するために、ウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを介在させて保護シートを貼着し、ウエーハの表面側からパルスレーザー光線を照射してウエーハの内部に変質層を形成し、その後、保護シートを拡張することにより接着フィルムとともにウエーハを個々のチップに分割する技術が提案されている。(例えば、特許文献3参照。)
特開2003−228467号公報
In order to solve these problems, a protective sheet is attached to the back side of the wafer with an adhesive film for die bonding, and an altered layer is formed inside the wafer by irradiating a pulse laser beam from the front side of the wafer. Thereafter, a technique has been proposed in which the protective sheet is expanded to divide the wafer into individual chips together with the adhesive film. (For example, refer to Patent Document 3.)
JP 2003-228467 A

而して、特開2003−228467号公報に開示された技術においては、ウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを介在させて保護シートを貼着した後に、ウエーハの表面側からパルスレーザー光線を照射するので、ウエーハの内部に変質層を均一に形成することができない。即ち、ウエーハの表面には各種の膜が積層されており、その表面は必ずしも平滑でない。従って、ウエーハの表面側からパルスレーザー光線を照射すると、レーザー光線が乱反射したりレーザー光線の集光点をウエーハ内部の所定位置に均一に位置付けることが困難であり、この結果、ウエーハの内部に変質層を均一に形成することができない。   Thus, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-228467, after a protective sheet is adhered to the back surface of the wafer with a die bonding adhesive film interposed therebetween, a pulse laser beam is irradiated from the front surface side of the wafer. Therefore, the altered layer cannot be uniformly formed inside the wafer. That is, various films are laminated on the surface of the wafer, and the surface is not necessarily smooth. Therefore, when a pulse laser beam is irradiated from the surface side of the wafer, it is difficult to diffusely reflect the laser beam or to uniformly position the condensing point of the laser beam at a predetermined position inside the wafer. As a result, the altered layer is uniformly formed inside the wafer. Can not be formed.

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、パルスレーザー光線を用いてウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を均一に形成し、この変質層に沿って個々のチップに分割するとともに、個々のチップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着し、この分割された個々のチップをピックアップするプロセスを確立することができるウエーハの分割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 a deteriorated layer is uniformly formed along a line to be divided inside a wafer using a pulse laser beam, and along the deteriorated layer. By providing a method for dividing a wafer that can be divided into individual chips, and an adhesive film for die bonding is attached to the back surface of each chip, and a process for picking up the divided chips is established. is there.

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が配設されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハの表面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するフレーム保持工程と、
フレームに装着されたダイシングテープに表面が貼着されたウエーハの裏面を研磨する研磨工程と、
研磨加工されたウエーハの裏面側からウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
分割予定ラインに沿って変質層が形成されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着工程と、
フレームに保持されたウエーハの変質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与し、ウエーハを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する分割工程と、
個々のチップに分割されたウエーハが貼着されたダイシングテープを拡張して各チップ間の間隔を広げることにより該接着フィルムを破断する拡張工程と、
拡張されたダイシングテープから裏面に該接着フィルムが貼着された各チップをピックアップするピックアップ工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法が提供される。
In order to solve the above-described main technical problem, according to the present invention, a wafer in which functional elements are arranged in a region partitioned by a predetermined division line formed in a lattice shape on the surface is divided along the predetermined division line. A method of dividing a wafer,
A frame holding step of attaching the wafer surface to a dicing tape attached to an annular frame;
A polishing step for polishing the back surface of the wafer whose surface is attached to a dicing tape mounted on a frame;
A deteriorated layer forming step of irradiating a pulse laser beam having transparency to the wafer from the back side of the polished wafer along the planned dividing line and forming a modified layer along the planned dividing line inside the wafer;
An adhesive film sticking step of sticking an adhesive film for die bonding to the back surface of the wafer on which the altered layer is formed along the division line;
A dividing step of applying an external force along the planned dividing line on which the altered layer of the wafer held by the frame is formed, and dividing the wafer into individual chips along the planned dividing line;
An expansion step of breaking the adhesive film by expanding a dicing tape to which a wafer divided into individual chips is attached and widening the interval between the chips;
A pickup step of picking up each chip having the adhesive film attached to the back surface from the expanded dicing tape,
A method of dividing a wafer is provided.

上記変質層形成工程においてウエーハの内部に形成される変質層は、少なくともウエーハの表面に露出して形成されることが望ましい。
また、上記分割工程は、上記張工程においてダイシングテープを拡張することにより遂行されることが望ましい。
It is desirable that the deteriorated layer formed inside the wafer in the deteriorated layer forming step is formed to be exposed at least on the surface of the wafer.
The dividing step is preferably performed by expanding a dicing tape in the tensioning step.

本発明におけるウエーハの分割方法は上記工程からなっているので、表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が配設されたウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射することによりウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を均一に形成し、この変質層に沿って個々のチップに分割するとともに、個々のチップの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着し、分割されたチップをピックアップするプロセスを確立することができる。   Since the wafer dividing method according to the present invention comprises the above steps, a pulsed laser beam having transparency to a wafer in which functional elements are disposed in regions partitioned by scheduled dividing lines formed in a lattice pattern on the surface. Is irradiated along the planned dividing line to uniformly form an altered layer along the planned dividing line, and is divided into individual chips along the altered layer, and a die is formed on the back surface of each chip. A process for mounting an adhesive film for bonding and picking up the divided chips can be established.

以下、本発明によるウエーハの分割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。   Preferred embodiments of a wafer dividing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1には、本発明に従って加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図1に示す半導体ウエーハ2は、シリコンウエーハからなっており、表面2aに複数の分割予定ライン21が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン21によって区画された複数の領域に機能素子としての回路22が形成されている。   FIG. 1 shows a perspective view of a semiconductor wafer as a wafer to be processed according to the present invention. A semiconductor wafer 2 shown in FIG. 1 is made of a silicon wafer, and a plurality of division lines 21 are formed in a lattice shape on the surface 2a, and in a plurality of regions partitioned by the plurality of division lines 21. A circuit 22 as a functional element is formed.

このように構成された半導体ウエーハ2は、その表面2aを環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するフレーム保持工程を実施する。フレーム保持工程は、図2に示すように環状のフレーム3に装着された伸長可能なダイシングテープ30の表面に半導体ウエーハ2の表面2aを貼着する。なお、上記ダイシングテープ30は、図示の実施形態においては厚さが100μmのポリ塩化ビニル(PVC)からなるシート基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さが5μm程度塗布されている。この糊は紫外線等の外的刺激によって粘着力が低下する性質を有するものが用いられている。   The semiconductor wafer 2 configured in this manner performs a frame holding process in which the surface 2a is adhered to a dicing tape mounted on an annular frame. In the frame holding step, the surface 2a of the semiconductor wafer 2 is adhered to the surface of the expandable dicing tape 30 mounted on the annular frame 3 as shown in FIG. In the illustrated embodiment, the dicing tape 30 has an acrylic resin paste applied to the surface of a sheet base material made of polyvinyl chloride (PVC) having a thickness of 100 μm to a thickness of about 5 μm. This paste has a property that the adhesive strength is reduced by an external stimulus such as ultraviolet rays.

フレーム保持工程を実施することにより半導体ウエーハ2の表面2aを環状のフレーム3に装着されたダイシングテープ30に貼着したならば、半導体ウエーハ2の裏面2bを研削して所定の厚さに形成する研削工程を実施する。半導体ウエーハ2の裏面2bを研磨して鏡面に加工する研磨工程を実施する。この研磨工程は、半導体ウエーハ2の裏面2b側から照射される赤外光レーザー光線が乱反射することを防ぐために実施する。即ち、シリコン等で形成されたウエーハにおいては、内部に集光点を合わせて赤外光レーザー光線を照射した場合、赤外光レーザー光線を照射する面の表面粗さが粗いと表面で乱反射して所定の集光点にレーザー光線が達せず、内部に所定の変質層を形成することが困難となるからである。この研磨工程は、図3に示す実施形態においては研磨装置によって実施する。即ち、研磨工程は、先ず図3に示すように研磨装置4のチャックテーブル41上に半導体ウエーハ2のダイシングテープ30側を載置し(従って、半導体ウエーハ2は裏面2bが上側となる)、図示しない吸引手段によってチャックテーブル41上に半導体ウエーハ2を吸着保持する。なお、図3においては、ダイシングテープ30が装着された環状のフレーム3を省いて示しているが、環状のフレーム3はチャックテーブル41に配設された適宜のクランプ機構に保持されている。このようにして、チャックテーブル41上に半導体ウエーハ2を保持したならば、チャックテーブル41を例えば300rpmで回転しつつ、フエルト等の柔軟部材に酸化ジルコニア等の砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定した研磨砥石52を備えた研磨工具53を例えば6000rpmで回転せしめて半導体ウエーハ2の裏面2bに接触することにより、半導体ウエーハ2の裏面2bを鏡面加工する。この鏡面加工工程において、加工面である半導体ウエーハ2の裏面2bは、JIS B0601 で規定する表面粗さ(Ra)を0.05μm以下(Ra≦0.05μm)、好ましくは0.02μm以下(Ra≦0.02μm)に鏡面加工される。   If the surface 2a of the semiconductor wafer 2 is attached to the dicing tape 30 mounted on the annular frame 3 by performing the frame holding step, the back surface 2b of the semiconductor wafer 2 is ground to a predetermined thickness. Carry out the grinding process. A polishing step is performed in which the back surface 2b of the semiconductor wafer 2 is polished into a mirror surface. This polishing step is performed in order to prevent the infrared laser beam irradiated from the back surface 2b side of the semiconductor wafer 2 from being irregularly reflected. That is, in a wafer formed of silicon or the like, when an infrared laser beam is irradiated with a condensing point inside, if the surface roughness of the surface on which the infrared laser beam is irradiated is rough, it is irregularly reflected on the surface and is predetermined. This is because the laser beam does not reach the condensing point, and it is difficult to form a predetermined deteriorated layer inside. This polishing step is performed by a polishing apparatus in the embodiment shown in FIG. That is, in the polishing process, first, the dicing tape 30 side of the semiconductor wafer 2 is placed on the chuck table 41 of the polishing apparatus 4 as shown in FIG. 3 (therefore, the back surface 2b of the semiconductor wafer 2 is on the upper side). The semiconductor wafer 2 is sucked and held on the chuck table 41 by the suction means that does not. In FIG. 3, the annular frame 3 on which the dicing tape 30 is mounted is omitted, but the annular frame 3 is held by an appropriate clamping mechanism disposed on the chuck table 41. If the semiconductor wafer 2 is held on the chuck table 41 in this way, abrasive grains such as zirconia oxide are dispersed in a flexible member such as felt while rotating the chuck table 41 at, for example, 300 rpm, with an appropriate bond agent. The back surface 2b of the semiconductor wafer 2 is mirror-finished by rotating the polishing tool 53 including the fixed polishing grindstone 52 at, for example, 6000 rpm and contacting the back surface 2b of the semiconductor wafer 2. In this mirror surface processing step, the back surface 2b of the semiconductor wafer 2, which is a processed surface, has a surface roughness (Ra) specified by JIS B0601 of 0.05 μm or less (Ra ≦ 0.05 μm), preferably 0.02 μm or less (Ra ≦ 0.02 μm).

次に、鏡面加工された半導体ウエーハ2の裏面2b側からウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程は、図4乃至6に示すレーザー加工装置5を用いて実施する。図4乃至図6に示すレーザー加工装置5は、被加工物を保持するチャックテーブル51と、該チャックテーブル51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52と、チャックテーブル51上に保持された被加工物を撮像する撮像手段53を具備している。チャックテーブル51は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない移動機構によって図4において矢印Xで示す加工送り方向および矢印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。   Next, a pulsed laser beam having transparency to the wafer is irradiated along the planned dividing line from the back surface 2b side of the mirror-finished semiconductor wafer 2 to form a deteriorated layer along the planned dividing line inside the wafer. An altered layer forming step is performed. This deteriorated layer forming step is performed using a laser processing apparatus 5 shown in FIGS. A laser processing apparatus 5 shown in FIGS. 4 to 6 includes a chuck table 51 that holds a workpiece, laser beam irradiation means 52 that irradiates the workpiece held on the chuck table 51 with a laser beam, and a chuck table 51. An image pickup means 53 for picking up an image of the workpiece held thereon is provided. The chuck table 51 is configured to suck and hold a workpiece, and can be moved in a machining feed direction indicated by an arrow X and an index feed direction indicated by an arrow Y in FIG. Yes.

上記レーザー光線照射手段52は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング521を含んでいる。ケーシング521内には図5に示すようにパルスレーザー光線発振手段522と伝送光学系523とが配設されている。パルスレーザー光線発振手段522は、YAGレーザー発振器或いはYVO4レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器522aと、これに付設された繰り返し周波数設定手段522bとから構成されている。伝送光学系523は、ビームスプリッタの如き適宜の光学要素を含んでいる。上記ケーシング521の先端部には、それ自体は周知の形態でよい組レンズから構成される集光レンズ(図示せず)を収容した集光器524が装着されている。上記パルスレーザー光線発振手段522から発振されたレーザー光線は、伝送光学系523を介して集光器524に至り、集光器524から上記チャックテーブル51に保持される被加工物に所定の集光スポット径Dで照射される。この集光スポット径Dは、図6に示すようにガウス分布を示すパルスレーザー光線が集光器524の対物集光レンズ524aを通して照射される場合、D(μm)=4×λ×f/(π×W)、ここでλはパルスレーザー光線の波長(μm)、Wは対物レンズ524aに入射されるパルスレーザー光線の直径(mm)、fは対物レンズ524aの焦点距離(mm)、で規定される。   The laser beam irradiation means 52 includes a cylindrical casing 521 disposed substantially horizontally. In the casing 521, as shown in FIG. 5, a pulse laser beam oscillation means 522 and a transmission optical system 523 are arranged. The pulse laser beam oscillation means 522 is composed of a pulse laser beam oscillator 522a composed of a YAG laser oscillator or a YVO4 laser oscillator, and a repetition frequency setting means 522b attached thereto. The transmission optical system 523 includes an appropriate optical element such as a beam splitter. A condenser 524 containing a condenser lens (not shown) composed of a combination lens that may be in a known form is attached to the tip of the casing 521. The laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillating means 522 reaches the condenser 524 through the transmission optical system 523, and a predetermined focused spot diameter is applied to the workpiece held on the chuck table 51 from the condenser 524. Irradiated with D. As shown in FIG. 6, the focused spot diameter D is D (μm) = 4 × λ × f / (π when a pulse laser beam having a Gaussian distribution is irradiated through the objective condenser lens 524 a of the condenser 524. × W), where λ is defined by the wavelength (μm) of the pulsed laser beam, W is the diameter (mm) of the pulsed laser beam incident on the objective lens 524a, and f is the focal length (mm) of the objective lens 524a.

上記レーザー光線照射手段52を構成するケーシング521の先端部に装着された撮像手段53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後述する制御手段に送る。   In the illustrated embodiment, the image pickup means 53 mounted on the tip of the casing 521 constituting the laser beam irradiation means 52 emits infrared rays to the workpiece in addition to a normal image pickup device (CCD) that picks up an image 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 the control means described later.

上述したレーザー加工装置5を用いて実施する変質層形成工程について、図4、図7および図8を参照して説明する。
この変質層形成行程は、先ず上述した図4に示すレーザー加工装置5のチャックテーブル51上に裏面2bが研磨加工された半導体ウエーハ2のダイシングテープ30側を載置し(従って、半導体ウエーハ2は研磨加工された裏面2bが上側となる)、図示しない吸引手段によってチャックテーブル51上に半導体ウエーハ2を吸着保持する。なお、図4、図7および図8においては、ダイシングテープ30が装着された環状のフレーム3を省いて示しているが、環状のフレーム3はチャックテーブル51に配設された適宜のクランプ機構に保持されている。このようにして半導体ウエーハ2を吸引保持したチャックテーブル51は、図示しない移動機構によって撮像手段53の直下に位置付けられる。
The deteriorated layer forming step performed using the laser processing apparatus 5 described above will be described with reference to FIGS. 4, 7, and 8.
In this deteriorated layer forming process, first, the dicing tape 30 side of the semiconductor wafer 2 whose back surface 2b is polished is placed on the chuck table 51 of the laser processing apparatus 5 shown in FIG. The semiconductor wafer 2 is sucked and held on the chuck table 51 by suction means (not shown). 4, 7, and 8, the annular frame 3 to which the dicing tape 30 is attached is omitted, but the annular frame 3 is attached to an appropriate clamping mechanism disposed on the chuck table 51. Is retained. The chuck table 51 that sucks and holds the semiconductor wafer 2 in this way is positioned directly below the imaging means 53 by a moving mechanism (not shown).

チャックテーブル51が撮像手段53の直下に位置付けられると、撮像手段53および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ2の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53および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ2の所定方向に形成されている分割予定ライン21と、分割予定ライン21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52の集光器524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。また、半導体ウエーハ2に形成されている上記所定方向に対して直角に延びる分割予定ライン21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21が形成されている表面2aは下側に位置しているが、撮像手段53が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子(赤外線CCD)等で構成された撮像手段を備えているので、裏面2bから透かして分割予定ライン21を撮像することができる。   When the chuck table 51 is positioned immediately below the image pickup means 53, an alignment operation for detecting a processing region to be laser processed of the semiconductor wafer 2 is executed by the image pickup means 53 and a control means (not shown). That is, the image pickup means 53 and the control means (not shown) include the division line 21 formed in a predetermined direction of the semiconductor wafer 2, and the condenser 524 of the laser beam irradiation means 52 that irradiates the laser beam along the division line 21. Image processing such as pattern matching is performed to align the laser beam, and alignment of the laser beam irradiation position is performed. In addition, alignment of the laser beam irradiation position is similarly performed on the division line 21 formed on the semiconductor wafer 2 and extending at right angles to the predetermined direction. At this time, the surface 2a on which the division line 21 of the semiconductor wafer 2 is formed is positioned on the lower side. Since an image pickup unit configured with an image pickup device (infrared CCD) or the like that outputs an electric signal is provided, the division line 21 can be picked up through the back surface 2b.

以上のようにしてチャックテーブル51上に保持されている半導体ウエーハ2に形成されている分割予定ライン21を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図7の(a)で示すようにチャックテーブル51をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段52の集光器524が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン21の一端(図7の(a)において左端)をレーザー光線照射手段52の集光器524の直下に位置付ける。そして、集光器524から透過性を有するパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル51即ち半導体ウエーハ2を図7の(a)において矢印X1で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図7の(b)で示すようにレーザー光線照射手段52の集光器524の照射位置が分割予定ライン21の他端の位置に達したら、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51即ち半導体ウエーハ2の移動を停止する。この変質層形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Pを半導体ウエーハ2の表面2a(下面)付近に合わせることにより、表面2a(下面)に露出するとともに表面2aから内部に向けて変質層210が形成される。この変質層210は、溶融再固化層として形成される。このように変質層210を半導体ウエーハ2の表面2aに露出して形成することにより、変質層210に沿って外力を付与することによる分割が容易となる。   If the division line 21 formed on the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 51 is detected as described above and alignment of the laser beam irradiation position is performed, it is shown in FIG. In this way, the chuck table 51 is moved to the laser beam irradiation region where the condenser 524 of the laser beam irradiation means 52 for irradiating the laser beam is located, and one end (the left end in FIG. 7A) of the predetermined division line 21 is irradiated with the laser beam. Positioned just below the light collector 524 of the means 52. The chuck table 51, that is, the semiconductor wafer 2, is moved at a predetermined feed speed in the direction indicated by the arrow X1 in FIG. Then, as shown in FIG. 7B, when the irradiation position of the condenser 524 of the laser beam irradiation means 52 reaches the position of the other end of the division planned line 21, the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the chuck table 51, The movement of the semiconductor wafer 2 is stopped. In this deteriorated layer forming step, the condensing point P of the pulse laser beam is matched with the vicinity of the surface 2a (lower surface) of the semiconductor wafer 2, so that the deteriorated layer 210 is exposed to the surface 2a (lower surface) and from the surface 2a toward the inside. Is formed. This altered layer 210 is formed as a melt-resolidified layer. By forming the altered layer 210 so as to be exposed on the surface 2 a of the semiconductor wafer 2, division by applying an external force along the altered layer 210 is facilitated.

なお、上記変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 ;LD励起QスイッチNd:YVO4スレーザー
波長 ;1064nmのパルスレーザー
パルス出力 :10μJ
集光スポット径 ;φ1μm
パルス幅 ;40ns
集光点のピークパワー密度;3.2×1010W/cm
繰り返し周波数 :100kHz
加工送り速度 ;100mm/秒
Note that the processing conditions in the deteriorated layer forming step are set as follows, for example.
Light source: LD excitation Q switch Nd: YVO4 laser wavelength: 1064 nm pulse laser Pulse output: 10 μJ
Condensing spot diameter: φ1μm
Pulse width; 40 ns
Peak power density at condensing point; 3.2 × 10 10 W / cm 2
Repetition frequency: 100 kHz
Processing feed rate: 100 mm / sec

なお、半導体ウエーハ2の厚さが厚い場合には、図8に示すように集光点Pを段階的に変えて上述した変質層形成工程を複数回実行することにより、複数の変質層210を形成する。なお、上述した加工条件においては1回に形成される変質層の厚さは約50μmであるため、図示の実施形態においては厚さが300μmのウエーハ2に対して6層の変質層を形成する。この結果、半導体ウエーハ2の内部に形成される変質層210は、分割予定ライン21に沿って表面2aから裏面2bに渡って形成される。   When the thickness of the semiconductor wafer 2 is thick, the plurality of deteriorated layers 210 are formed by changing the condensing point P stepwise as shown in FIG. Form. Note that, since the thickness of the deteriorated layer formed at one time is about 50 μm under the above-described processing conditions, in the illustrated embodiment, six deteriorated layers are formed on the wafer 2 having a thickness of 300 μm. . As a result, the altered layer 210 formed inside the semiconductor wafer 2 is formed from the front surface 2a to the back surface 2b along the planned dividing line 21.

上述した変質層形成工程によって半導体ウエーハ2の内部に分割予定ライン21に沿って変質層210を形成したならば、図9に示すように半導体ウエーハ2の裏面にダイボンディング用の接着フィルム6を貼着する接着フィルム貼着工程を実施する。なお、接着フィルム6は、実施形態においては厚さが25μmのエポキシ樹脂によって形成されている。   When the deteriorated layer 210 is formed along the planned dividing line 21 inside the semiconductor wafer 2 by the above-described deteriorated layer forming step, an adhesive film 6 for die bonding is attached to the back surface of the semiconductor wafer 2 as shown in FIG. The adhesive film sticking process to wear is implemented. In the embodiment, the adhesive film 6 is formed of an epoxy resin having a thickness of 25 μm.

上述した接着フィルム貼着工程を実施したならば、フレーム3に保持されたウエーハ2の変質層210が形成された分割予定ライン21に沿って外力を付与し、ウエーハ2を分割予定ライン21に沿って個々のチップに分割する分割工程を実施する。
分割工程の第1の実施形態について、図10を参照して説明する。図10に示す分割工程の第1の実施形態は、超音波分割装置7を用いて実施する。超音波分割装置7は、円筒状のベース71と第1の超音波発振器72および第2の超音波発振器73とからなっている。超音波分割装置7を構成する円筒状のベース71は、上面に上記フレーム7を載置する載置面71aを備えており、この載置面71a上にフレーム3を載置しクランプ74によって固定する。このベース71は、図示しない移動手段によって図10において左右方向および紙面に垂直な方向に移動可能に構成されているとともに回動可能に構成されている。超音波分割装置7を構成する第1の超音波発振器72および第2の超音波発振器73は、円筒状のベース71の載置面71a上に載置されるフレーム3にダイシングテープ30を介して支持された半導体ウエーハ2(裏面2bに接着フィルム6が貼着されている)の上側と下側に対向して配設されており、所定周波数の縦波(疎密波)を発生させる。このように構成された超音波分割装置7を用いて上記分割工程を実施するには、半導体ウエーハ2(分割予定ライン21に沿って変質層210が形成されている)をダイシングテープ30を介して支持したフレーム3を円筒状のベース71の載置面71a上にダイシングテープ30が装着されている側を載置し(従って、半導体ウエーハ2は裏面2bに貼着された接着フィルム6側が上側となる)、クランプ74によって固定する。次に、図示しない移動手段によってベース71を作動し、半導体ウエーハ2に形成された所定の分割予定ライン21の一端(図10において左端)を第1の超音波発振器72および第2の超音波発振器73からの超音波が作用する位置に位置付ける。そして、第1の超音波発振器72および第2の超音波発振器73を作動しそれぞれ周波数が例えば28kHzの縦波(疎密波)を発生させるとともに、ベース71を矢印で示す方向に例えば50〜100mm/秒の送り速度せしめる。この結果、第1の超音波発振器82および第2の超音波発振器73から発生された超音波が半導体ウエーハ2の分割予定ライン21に沿って表面および裏面に作用するため、半導体ウエーハ2は変質層210が形成されて強度が低下せしめられた分割予定ライン21に沿って分割される。このようにして所定の分割予定ライン21に沿って分割工程を実施したならば、ベース71を紙面に垂直な方向に分割予定ライン21の間隔に相当する分だけ割り出し送りし、上記分割工程を実施する。このようにして所定方向に延びる全ての分割予定ライン21に沿って分割工程を実施したならば、ベース71を90度回動し、半導体ウエーハ2に所定方向と直角な方向に形成された分割予定ライン21に対して上記分割工程を実施することにより、半導体ウエーハ2は個々のチップに分割される。なお、半導体ウエーハ2の裏面に貼着された接着フィルム6は、破断されない。
If the adhesive film sticking step described above is performed, an external force is applied along the planned dividing line 21 on which the altered layer 210 of the wafer 2 held by the frame 3 is formed, and the wafer 2 is applied along the planned dividing line 21. Then, a dividing process for dividing into individual chips is performed.
A first embodiment of the dividing step will be described with reference to FIG. The first embodiment of the dividing step shown in FIG. 10 is performed using the ultrasonic dividing device 7. The ultrasonic dividing device 7 includes a cylindrical base 71, a first ultrasonic oscillator 72, and a second ultrasonic oscillator 73. A cylindrical base 71 constituting the ultrasonic splitting device 7 includes a mounting surface 71 a on which the frame 7 is mounted on an upper surface, and the frame 3 is mounted on the mounting surface 71 a and fixed by a clamp 74. To do. The base 71 is configured to be movable in a horizontal direction and a direction perpendicular to the paper surface in FIG. The first ultrasonic oscillator 72 and the second ultrasonic oscillator 73 constituting the ultrasonic dividing device 7 are disposed on the frame 3 placed on the placement surface 71 a of the cylindrical base 71 via the dicing tape 30. The semiconductor wafer 2 is supported so as to be opposed to the upper and lower sides of the semiconductor wafer 2 (the adhesive film 6 is adhered to the back surface 2b), and generates a longitudinal wave (dense wave) having a predetermined frequency. In order to carry out the above dividing step using the ultrasonic dividing apparatus 7 configured as described above, the semiconductor wafer 2 (the altered layer 210 is formed along the planned dividing line 21) is passed through the dicing tape 30. Place the supported frame 3 on the mounting surface 71a of the cylindrical base 71 on the side on which the dicing tape 30 is mounted (therefore, the semiconductor wafer 2 has the adhesive film 6 side adhered to the back surface 2b on the upper side. It is fixed by the clamp 74. Next, the base 71 is operated by a moving means (not shown), and one end (left end in FIG. 10) of a predetermined division line 21 formed on the semiconductor wafer 2 is connected to the first ultrasonic oscillator 72 and the second ultrasonic oscillator. 73 is positioned at the position where the ultrasonic wave from 73 acts. Then, the first ultrasonic oscillator 72 and the second ultrasonic oscillator 73 are operated to generate a longitudinal wave (dense wave) having a frequency of, for example, 28 kHz, and the base 71 is set in the direction indicated by the arrow, for example, 50 to 100 mm / Slow feed speed in seconds. As a result, since the ultrasonic waves generated from the first ultrasonic oscillator 82 and the second ultrasonic oscillator 73 act on the front and back surfaces along the division line 21 of the semiconductor wafer 2, the semiconductor wafer 2 is deteriorated. 210 is formed and divided along the planned dividing line 21 whose strength is lowered. When the dividing process is performed along the predetermined division line 21 in this way, the base 71 is indexed and fed in the direction perpendicular to the paper surface by an amount corresponding to the interval between the dividing lines 21 and the above dividing process is performed. To do. When the dividing process is performed along all the dividing lines 21 extending in the predetermined direction in this way, the base 71 is rotated by 90 degrees, and the dividing schedule formed in the direction perpendicular to the predetermined direction on the semiconductor wafer 2 is performed. By performing the above dividing step on the line 21, the semiconductor wafer 2 is divided into individual chips. The adhesive film 6 attached to the back surface of the semiconductor wafer 2 is not broken.

次に、分割工程の第2の実施形態について、図11を参照して説明する。図11に示す分割工程の第3の実施形態は、円筒状のベース81と曲げ荷重付与手段83とからな曲げ分割装置8を用いて実施する。即ち、半導体ウエーハ2(分割予定ライン21に沿って変質層210が形成されている)をダイシングテープ30を介して支持したフレーム3を円筒状のベース81の載置面81a上にダイシングテープ30が装着されている側を上にして載置し(従って、半導体ウエーハ2の裏面2bに貼着された接着フィルム6側が下側となる)、クランプ82によって固定する。そして、半導体ウエーハ2の裏面2bに貼着された接着フィルム6側を曲げ荷重付与手段83を構成する互いに並行に配列された円柱状の複数の支持部材84上に載置する。このとき、支持部材84と84の間に半導体ウエーハ2の所定方向に形成された分割予定ライン21が位置付けられるように載置する。そして、半導体ウエーハ2の表面2aに貼着されたダイシングテープ30側から押圧部材85により分割予定ライン21に沿って押圧する。この結果、半導体ウエーハ2には分割予定ライン21に沿って曲げ荷重が作用して裏面2bに引っ張り応力が発生し、半導体ウエーハ2は変質層210が形成され強度が低下した分割予定ライン21に沿って割断され分割される。そして、所定方向に形成された変質層210即ち分割予定ライン21に沿って分割したならば、円筒状のベース81即ち半導体ウエーハ2を90度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に形成された分割予定ライン21に沿って上記分割作業を実施することにより、半導体ウエーハ2は個々のチップに分割することができる。なお、半導体ウエーハ2の裏面に貼着された接着フィルム6は、破断される個所もあるが完全に破断されない。   Next, a second embodiment of the dividing step will be described with reference to FIG. The third embodiment of the dividing step shown in FIG. 11 is performed using a bending dividing device 8 including a cylindrical base 81 and a bending load applying means 83. That is, the dicing tape 30 is mounted on the mounting surface 81 a of the cylindrical base 81 with the frame 3 supporting the semiconductor wafer 2 (the altered layer 210 is formed along the planned dividing line 21) via the dicing tape 30. It is placed with the mounted side up (therefore, the adhesive film 6 side adhered to the back surface 2b of the semiconductor wafer 2 is the lower side) and fixed by a clamp 82. Then, the adhesive film 6 side adhered to the back surface 2 b of the semiconductor wafer 2 is placed on a plurality of columnar support members 84 arranged in parallel to each other that constitute the bending load applying means 83. At this time, the semiconductor wafer 2 is placed so that the planned division line 21 formed in the predetermined direction of the semiconductor wafer 2 is positioned between the support members 84 and 84. And it presses along the division line 21 with the pressing member 85 from the dicing tape 30 side stuck to the surface 2a of the semiconductor wafer 2. FIG. As a result, a bending load acts on the semiconductor wafer 2 along the planned division line 21 to generate a tensile stress on the back surface 2b, and the semiconductor wafer 2 is formed along the planned division line 21 where the deteriorated layer 210 is formed and the strength is reduced. Cleaved and divided. Then, after dividing along the altered layer 210 formed in a predetermined direction, that is, along the planned dividing line 21, the cylindrical base 81, that is, the semiconductor wafer 2 is rotated 90 degrees to form a right angle with respect to the predetermined direction. The semiconductor wafer 2 can be divided into individual chips by performing the above dividing operation along the planned dividing line 21. Note that the adhesive film 6 attached to the back surface of the semiconductor wafer 2 may be broken, but is not completely broken.

次に、分割工程の第3の実施形態について、図12を参照して説明する。図12に示す分割工程の第4の実施形態は、円筒状のベース91と曲げ荷重付与手段としての押圧部材93とからな曲げ分割装置9を用いて実施する。このベース91は、図示しない移動手段によって図12において左右方向および紙面に垂直な方向に移動可能に構成されているとともに回動可能に構成されている。このように構成された円筒状のベース91の載置面91a上に半導体ウエーハ2(分割予定ライン21に沿って変質層210が形成されている)をダイシングテープ30を介して支持したフレーム3をダイシングテープ30側を載置し(従って、半導体ウエーハ2は裏面2bに貼着された接着フィルム6側が上側となる)、クランプ92によって固定する。次に、図示しない移動手段によってベース91を作動し、半導体ウエーハ2に形成された所定の分割予定ライン21の一端(図12において左端)を押圧部材93と対向する位置に位置付けるとともに、押圧部材93を図12において上方に作動して半導体ウエーハ2が貼着されたダイシングテープ30を押圧する位置に位置付ける。そして、ベース91を矢印で示す方向に移動せしめる。この結果、半導体ウエーハ2には押圧部材93によって押圧された分割予定ライン21に沿って曲げ荷重が作用して表面2aに引っ張り応力が発生し、半導体ウエーハ2は変質層210が形成され強度が低下した分割予定ライン21に沿って割断され分割される。このようにして所定の分割予定ライン21に沿って分割工程を実施したならば、ベース91を紙面に垂直な方向に分割予定ライン21の間隔に相当する分だけ割り出し送りし、上記分割工程を実施する。このようにして所定方向に延びる全ての分割予定ライン21に沿って分割工程を実施したならば、ベース91を90度回動し、半導体ウエーハ2に所定方向と直角な方向に形成された分割予定ライン21に対して上記分割工程を実施することにより、半導体ウエーハ2は個々のチップに分割される。なお、半導体ウエーハ2の裏面に貼着された接着フィルム6は、破断される個所もあるが完全に破断されない。   Next, a third embodiment of the dividing step will be described with reference to FIG. The fourth embodiment of the dividing step shown in FIG. 12 is carried out using a bending dividing device 9 comprising a cylindrical base 91 and a pressing member 93 as a bending load applying means. The base 91 is configured to be movable in the left-right direction and the direction perpendicular to the paper surface in FIG. The frame 3 that supports the semiconductor wafer 2 (the altered layer 210 is formed along the planned division line 21) via the dicing tape 30 on the mounting surface 91 a of the cylindrical base 91 configured in this way. The dicing tape 30 side is mounted (therefore, the semiconductor wafer 2 has the adhesive film 6 side adhered to the back surface 2b on the upper side) and is fixed by the clamp 92. Next, the base 91 is actuated by a moving means (not shown), and one end (left end in FIG. 12) of a predetermined division line 21 formed on the semiconductor wafer 2 is positioned at a position facing the pressing member 93 and the pressing member 93. 12 is moved upward in FIG. 12 and positioned at a position where the dicing tape 30 to which the semiconductor wafer 2 is adhered is pressed. Then, the base 91 is moved in the direction indicated by the arrow. As a result, a bending load acts on the semiconductor wafer 2 along the scheduled division line 21 pressed by the pressing member 93 to generate a tensile stress on the surface 2a, and the semiconductor wafer 2 is formed with a deteriorated layer 210, resulting in a decrease in strength. It is divided along the planned division line 21 and divided. When the dividing process is performed along the predetermined dividing line 21 in this way, the base 91 is indexed and fed in the direction perpendicular to the paper surface by an amount corresponding to the interval between the dividing lines 21 and the dividing process is performed. To do. When the dividing process is performed along all the dividing lines 21 extending in the predetermined direction in this way, the base 91 is rotated by 90 degrees, and the dividing schedule formed on the semiconductor wafer 2 in a direction perpendicular to the predetermined direction. By performing the above dividing step on the line 21, the semiconductor wafer 2 is divided into individual chips. Note that the adhesive film 6 attached to the back surface of the semiconductor wafer 2 may be broken, but is not completely broken.

なお、半導体ウエーハ2を分割予定ライン21に沿って分割する分割行程においては、上述した分割方法の外に例えばダイシングテープに貼着された半導体ウエーハ2(裏面に接着フィルム7が貼着されている)を柔軟なゴムシート上に載置し、その上面をローラーによって押圧することによって、半導体ウエーハ2を変質層210が形成され強度が低下した分割予定ライン21に沿って割断する方法を用いることができる。   In addition, in the dividing process of dividing the semiconductor wafer 2 along the planned dividing line 21, in addition to the dividing method described above, for example, the semiconductor wafer 2 attached to a dicing tape (the adhesive film 7 is attached to the back surface). ) Is placed on a flexible rubber sheet, and the upper surface thereof is pressed by a roller, whereby the semiconductor wafer 2 is cleaved along the planned dividing line 21 in which the altered layer 210 is formed and the strength is reduced. it can.

上述した分割工程を実施したならば、個々のチップに分割されたウエーハが貼着されたダイシングテープを拡張して各チップ間の間隔を広げることにより接着フィルム7を破断する拡張工程を実施する。この拡張工程は、図13および図14に示すピックアップ装置11によって実施される。ここで、ピックアップ装置11について説明する。図示のピックアップ装置11は、上記フレーム3を載置する載置面111aが形成された円筒状のベース111と、該ベース111内に同心的に配設されフレーム3に装着されたダイシングテープ30を押し広げるための拡張手段112を具備している。拡張手段112は、上記ダイシングテープ30における半導体ウエーハ2が存在する領域301を支持する筒状の拡張部材113を具備している。この拡張部材113は、図示しない昇降手段によって図14の(a)に示す基準位置と該基準位置から上方の図14の(b)に示す拡張位置の間を上下方向(円筒状のベース111の軸方向)に移動可能に構成されている。なお、図示の実施形態においては拡張部材113内には、紫外線照射ランプ114が配設されている。   If the division | segmentation process mentioned above was implemented, the expansion process which fractures | ruptures the adhesive film 7 will be implemented by expanding the dicing tape with which the wafer divided | segmented into each chip | tip was stuck, and expanding the space | interval between each chip | tip. This expansion process is performed by the pickup device 11 shown in FIGS. Here, the pickup device 11 will be described. The pick-up device 11 shown in the figure includes a cylindrical base 111 on which a mounting surface 111 a for mounting the frame 3 is formed, and a dicing tape 30 that is concentrically disposed in the base 111 and mounted on the frame 3. The expansion means 112 for expanding is provided. The expansion means 112 includes a cylindrical expansion member 113 that supports the region 301 where the semiconductor wafer 2 is present in the dicing tape 30. The expansion member 113 is moved vertically between the reference position shown in FIG. 14 (a) and the extended position shown in FIG. 14 (b) above the reference position by lifting means (not shown). It is configured to be movable in the axial direction. In the illustrated embodiment, an ultraviolet irradiation lamp 114 is disposed in the expansion member 113.

上述したピックアップ装置11を用いて実施する拡張工程について、図13および図14を参照して説明する。
上述したように個々のチップ20に分割された半導体ウエーハ2の裏面2bが貼着されたダイシングテープ30を装着したフレーム3は、図13および図14の(a)に示すように円筒状のベース111の載置面111a上に載置され、クランプ115によってベース111に固定される。次に、図14の(b)に示すように上記ダイシングテープ30における半導体ウエーハ2が存在する領域301を支持した拡張手段112の拡張部材113を図示しない昇降手段によって図14(a)の基準位置から上方の図14の(b)に示す拡張位置まで移動する。この結果、伸長可能なダイシングテープ30は拡張されるので、ダイシングテープ30とチップ20との間にズレが生じ密着性が低下するため、チップ20がダイシングテープ30から容易に離脱できる状態となるとともに、個々の半導体チップ20間には隙間が形成される。また、半導体チップ20間に隙間が形成される際に半導体ウエーハ2の裏面に貼着されている接着フィルム6は、各半導体チップ20の各辺に沿って破断される。
The expansion process performed using the pickup device 11 described above will be described with reference to FIGS.
As described above, the frame 3 on which the dicing tape 30 to which the back surface 2b of the semiconductor wafer 2 divided into individual chips 20 is attached has a cylindrical base as shown in FIG. 13 and FIG. 111 is mounted on the mounting surface 111 a and is fixed to the base 111 by a clamp 115. Next, as shown in FIG. 14B, the expansion member 113 of the expansion means 112 that supports the region 301 where the semiconductor wafer 2 is present in the dicing tape 30 is moved to the reference position shown in FIG. To the extended position shown in FIG. As a result, the expandable dicing tape 30 is expanded, so that the gap between the dicing tape 30 and the chip 20 is generated and the adhesion is lowered, so that the chip 20 can be easily detached from the dicing tape 30. A gap is formed between the individual semiconductor chips 20. Further, when a gap is formed between the semiconductor chips 20, the adhesive film 6 attached to the back surface of the semiconductor wafer 2 is broken along each side of each semiconductor chip 20.

次に、図13に示すようにピックアップ装置11の上方に配置されたピックアップコレット116を作動して、裏面に接着フィルム6が貼着された個々のチップ20をダイシングテープ30の上面から離脱し、表裏を反転して図示しないトレーまたはダイボンディング工程に搬送する。このとき、拡張部材113内に配設された紫外線照射ランプ114を点灯してダイシングテープ30に紫外線を照射し、ダイシングテープ30の粘着力を低下せしめることにより、より容易に離脱することができる。   Next, as shown in FIG. 13, the pickup collet 116 disposed above the pickup device 11 is operated, and the individual chips 20 having the adhesive film 6 adhered to the back surface are detached from the upper surface of the dicing tape 30. The front and back are reversed and conveyed to a tray or die bonding process (not shown). At this time, the ultraviolet irradiation lamp 114 disposed in the expansion member 113 is turned on to irradiate the dicing tape 30 with ultraviolet rays, so that the adhesive force of the dicing tape 30 is reduced, so that it can be detached more easily.

上述したピックアップ装置11を用いることにより上記分割工程も実施することができる。即ち、図15(a)に示すように上記分割工程を実施する前の半導体ウエーハ2(分割予定ライン21に沿って変質層210が形成されている)をダイシングテープ30を介して支持したフレーム3を円筒状のベース111の載置面111a上に載置し、クランプ115によってベース111に固定される。次に、図15の(b)に示すように上記ダイシングテープ30における半導体ウエーハ2が存在する領域301を支持した拡張手段112の拡張部材113を図示しない昇降手段によって図15(a)の基準位置から上方の図15の(b)に示す拡張位置まで移動する。この結果、伸長可能なダイシングテープ30は拡張されるので、ダイシングテープ30が貼着されている半導体ウエーハ2は放射状に引張力が作用する。このように半導体ウエーハ2に放射状に引張力が作用すると、分割予定ラインに沿って形成された変質層210は強度が低下せしめられているので、半導体ウエーハ2は変質層210に沿って破断され個々の半導体チップ20に分割されるとともに、半導体ウエーハ2の裏面に貼着されている接着フィルム6も各半導体チップ20の各辺に沿って破断される。なお、上記分割工程におけるダイシングテープ30の拡張量即ち伸び量は拡張部材113の上方への移動量によって調整することができ、本発明者等の実験によるとダイシングテープ30を20mm程度を引き伸ばしたときに半導体ウエーハ2を変質層210に沿って破断することができた。このように分割工程を実施することにより、ダイシングテープ30とチップ20との間にズレが生じ密着性が低下するため、チップ20がダイシングテープ30から容易に離脱できる状態となるとともに、個々のチップ20間には隙間は形成される。この後に、図13に示すようにピックアップ装置13の上方に配置されたピックアップコレット116を作動して、裏面に接着フィルム6が貼着された個々のチップ20をダイシングテープ30の上面から離脱し、図示しないトレーまたはダイボンディング工程に搬送する。なお、ピックアップコレット116にはチップ20の裏面に貼着された接着フィルム6側が保持されるので、表裏反転手段を介して図示しないトレーに搬送することが望ましい。   By using the pickup device 11 described above, the dividing step can also be performed. That is, as shown in FIG. 15A, the frame 3 in which the semiconductor wafer 2 (the altered layer 210 is formed along the planned dividing line 21) before the dividing step is supported via the dicing tape 30. Is mounted on the mounting surface 111 a of the cylindrical base 111 and fixed to the base 111 by the clamp 115. Next, as shown in FIG. 15B, the expansion member 113 of the expansion means 112 that supports the region 301 where the semiconductor wafer 2 is present in the dicing tape 30 is moved to the reference position shown in FIG. To the extended position shown in FIG. As a result, the dicing tape 30 that can be extended is expanded, so that the semiconductor wafer 2 to which the dicing tape 30 is attached is subjected to a tensile force radially. When a tensile force is applied to the semiconductor wafer 2 in a radial manner in this way, the strength of the altered layer 210 formed along the planned dividing line is reduced, so that the semiconductor wafer 2 is broken along the altered layer 210 and is individually broken. And the adhesive film 6 bonded to the back surface of the semiconductor wafer 2 is also broken along each side of each semiconductor chip 20. Note that the amount of expansion of the dicing tape 30 in the dividing step, that is, the amount of expansion, can be adjusted by the amount of upward movement of the expansion member 113. According to experiments by the present inventors, when the dicing tape 30 is stretched by about 20 mm. In addition, the semiconductor wafer 2 could be broken along the deteriorated layer 210. By carrying out the dividing step in this manner, a gap is generated between the dicing tape 30 and the chip 20 and the adhesion is lowered, so that the chip 20 can be easily detached from the dicing tape 30 and each chip is also separated. A gap is formed between 20. Thereafter, as shown in FIG. 13, the pickup collet 116 disposed above the pickup device 13 is operated, and the individual chips 20 having the adhesive film 6 attached to the back surface are detached from the upper surface of the dicing tape 30. It is conveyed to a tray or die bonding process (not shown). Since the pickup collet 116 holds the adhesive film 6 attached to the back surface of the chip 20, it is preferably conveyed to a tray (not shown) via the front / back reversing means.

本発明によるウエーハの分割方法によって分割される半導体ウエーハの斜視図。The perspective view of the semiconductor wafer divided | segmented by the division | segmentation method of the wafer by this invention. 図1に示す半導体ウエーハの表面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which affixed the surface of the semiconductor wafer shown in FIG. 1 on the dicing tape with which the cyclic | annular flame | frame was mounted | worn. 本発明によるウエーハの加工方法における研磨工程の説明図。Explanatory drawing of the grinding | polishing process in the processing method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの加工方法における変質層形成工程を実施するレーザー加工装置の要部斜視図。The principal part perspective view of the laser processing apparatus which implements the deteriorated layer formation process in the processing method of the wafer by this invention. 図4に示すレーザー加工装置に装備されるレーザ光線照射手段の構成を簡略に示すブロック図。The block diagram which shows simply the structure of the laser beam irradiation means with which the laser processing apparatus shown in FIG. 4 is equipped. パルスレーザー光線の集光スポット径を説明するための簡略図。The simplification figure for demonstrating the condensing spot diameter of a pulse laser beam. 本発明によるウエーハの加工方法における変質層形成行程の説明図。Explanatory drawing of the deteriorated layer formation process in the processing method of the wafer by this invention. 図7に示す変質層形成行程においてウエーハの内部に変質層を積層して形成した状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state formed by laminating | stacking a deteriorated layer inside a wafer in the deteriorated layer formation process shown in FIG. 本発明によるウエーハの分割方法における変質層形成行程が実施されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着工程を示す説明図。Explanatory drawing which shows the adhesive film sticking process which sticks the adhesive film for die-bonding to the back surface of the wafer in which the process of forming the deteriorated layer in the wafer dividing method according to the present invention was carried out. 本発明によるウエーハの分割方法における分割工程の第1の実施形態を示す説明図。Explanatory drawing which shows 1st Embodiment of the division | segmentation process in the division | segmentation method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの分割方法における分割工程の第2の実施形態を示す説明図。Explanatory drawing which shows 2nd Embodiment of the division | segmentation process in the division | segmentation method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの分割方法における分割工程の第3の実施形態を示す説明図。Explanatory drawing which shows 3rd Embodiment of the division | segmentation process in the division | segmentation method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの分割方法における拡張工程およびピックアップ工程を実施するピックアップ装置の斜視図。The perspective view of the pick-up apparatus which implements the expansion process and pick-up process in the division | segmentation method of the wafer by this invention. 本発明によるウエーハの分割方法における拡張工程を示す説明図。Explanatory drawing which shows the expansion process in the division | segmentation method of the wafer by this invention. 図13に示すピックアップ装置を用いて分割工程および拡張工程を実施した説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるピックアップ工程を実施するピックアップ装置の斜視図。Explanatory drawing which implemented the division | segmentation process and the expansion process using the pickup apparatus shown in FIG. The perspective view of the pick-up apparatus which implements the pick-up process in the processing method of the wafer by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2:半導体ウエーハ
20:半導体チップ
21:分割予定ライン
22:回路
210:変質層
3:環状のフレーム
30:ダイシングテープ
4:研磨装置
41:研磨装置のチャックテーブル
43:研磨工具
5:レーザー加工装置
51:レーザー加工装置のチャックテーブル
51:レーザー光線照射手段
53:撮像手段
6:接着フィルム
7:超音波分割装置
71:円筒状のベース
72:第1の超音波発振器
73:第2の超音波発振器
8:曲げ分割装置
81:円筒状のベース
82:曲げ荷重付与手段
9:曲げ分割装置
91:円筒状のベース
93:押圧部材
11:ピックアップ装置
111:円筒状のベース
112:拡張手段
113:拡張部材
114:紫外線照射ランプ
116:ピックアップコレット
2: Semiconductor wafer 20: Semiconductor chip 21: Planned division line 22: Circuit 210: Alteration layer 3: Annular frame 30: Dicing tape 4: Polishing device 41: Chuck table of polishing device 43: Polishing tool 5: Laser processing device 51 : Laser processing apparatus chuck table 51: Laser beam irradiation means 53: Imaging means 6: Adhesive film 7: Ultrasonic splitting device 71: Cylindrical base 72: First ultrasonic oscillator 73: Second ultrasonic oscillator 8: Bending and splitting device 81: Cylindrical base 82: Bending load applying means 9: Bending and splitting device 91: Cylindrical base 93: Pressing member 11: Pickup device 111: Cylindrical base 112: Expansion means 113: Expansion member 114: UV irradiation lamp 116: Pickup collet

Claims (3)

表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が配設されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハの表面を環状のフレームに装着されたダイシングテープに貼着するフレーム保持工程と、
フレームに装着されたダイシングテープに表面が貼着されたウエーハの裏面を研磨する研磨工程と、
研磨加工されたウエーハの裏面側からウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
分割予定ラインに沿って変質層が形成されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを貼着する接着フィルム貼着工程と、
フレームに保持されたウエーハの変質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与し、ウエーハを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する分割工程と、
個々のチップに分割されたウエーハが貼着されたダイシングテープを拡張して各チップ間の間隔を広げることにより該接着フィルムを破断する拡張工程と、
拡張されたダイシングテープから裏面に該接着フィルムが貼着された各チップをピックアップするピックアップ工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの分割方法。
A wafer dividing method for dividing a wafer in which functional elements are arranged in a region partitioned by a division line formed in a lattice shape on the surface, along the division line.
A frame holding step of attaching the wafer surface to a dicing tape attached to an annular frame;
A polishing step for polishing the back surface of the wafer whose surface is attached to a dicing tape mounted on a frame;
A deteriorated layer forming step of irradiating a pulse laser beam having transparency to the wafer from the back side of the polished wafer along the planned dividing line and forming a modified layer along the planned dividing line inside the wafer;
An adhesive film sticking step of sticking an adhesive film for die bonding to the back surface of the wafer on which the altered layer is formed along the division line;
A dividing step of applying an external force along the planned dividing line on which the altered layer of the wafer held by the frame is formed, and dividing the wafer into individual chips along the planned dividing line;
An expansion step of breaking the adhesive film by expanding a dicing tape to which a wafer divided into individual chips is attached and widening the interval between the chips;
A pickup step of picking up each chip having the adhesive film attached to the back surface from the expanded dicing tape,
A wafer dividing method characterized by the above.
該変質層形成工程においてウエーハの内部に形成される変質層は、少なくともウエーハの表面に露出して形成される、請求項1記載のウエーハの分割方法。   2. The method for dividing a wafer according to claim 1, wherein the deteriorated layer formed in the inside of the wafer in the deteriorated layer forming step is formed so as to be exposed at least on the surface of the wafer. 該分割工程は、該拡張工程においてダイシングテープを拡張することにより遂行される、請求項1又は2記載のウエーハの分割方法。   The wafer dividing method according to claim 1, wherein the dividing step is performed by expanding a dicing tape in the expanding step.
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