JP4748006B2 - Wafer processing method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ウエハ加工方法及び装置に関し、特にウエハの加工をレーザー加工で行いかつそれに伴って発生する溶融付着物を除去するウエハ加工方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a wafer processing method and apparatus, and more particularly, to a wafer processing method and apparatus for performing processing of a wafer by laser processing and removing melted deposits generated accompanying the processing.
従来、ウエハを個片の部品に分割して切り出すダイシング又はスクライブと呼ばれる加工は、ダイヤモンドを含むブレードを高速回転させてウエハの表面にメカニカルに溝加工して行われていたが、欠けが発生して電極部や動作領域部等に損傷を与える恐れがあったり、水のような冷却剤を使用しながら加工するために設備が複雑になるなどの問題があり、特に近年はウエハの厚みが数10μmから数100μmというように非常に薄くなっているので、メカニカルな加工で欠けを生じずに高速で効率的に加工することは極めて困難になっている。 Conventionally, a process called dicing or scribing, which divides a wafer into individual parts and cuts it, was performed by rotating a blade containing diamond at high speed to mechanically groove the surface of the wafer, but chipping occurred. In particular, there are problems such as damage to the electrodes and operating area, and complicated equipment for processing while using a coolant such as water. Since it is very thin, such as from 10 μm to several hundreds of μm, it is extremely difficult to process efficiently at high speed without causing chipping by mechanical processing.
この問題を解消する加工方法として、ウエハの加工線に沿ってレーザーを走査して加工する方法が知られている。例えば、発光ダイオードの製造方法において、炭化珪素からなるウエハをレーザーを使って加工し、さらにその際に加工溝の両側にスラグ状の溶融付着物が堆積付着し、分割された部品に悪影響を与えるという問題を解消するため、レーザー加工したウエハに対して、真空プラズマ処理装置にてフッ素を含むガスでドライエッチングを行うことで、溶融付着物を除去する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところが、レーザーを用いた加工において、図14(a)に示すように、ウエハ61に加工線61bに沿ってレーザー62を照射して溝63の加工を行うと、図14(b)に示すように、ウエハ61の表面における溝63の両側部に溶融付着物64が付着し、この溶融付着物64を除去するようにフッ素系ガスを使用してドライエッチングを行うと、図14(c)に示すように、ウエハ61の表面61aが破線から実線で示すようにエッチングされてしまうとともに、溝63のエッジ部63aもエッチングされてしまうという問題があった。また、ウエハ61に形成されたトランジスター領域61cが加工によりダメージを受ける問題も有していた。61dは接合パッドである。
However, in processing using a laser, as shown in FIG. 14A, when the
また、上記のようにレーザー加工工程とドライエッチング工程の2つの工程に分かれるため、その間の移動工程を含めて製造工程が複雑になり、また真空プラズマ処理装置を使用するため設備構成が大掛かりになるという問題があった。また、プラズマ処理時にチャージアップダメージを発生する恐れがあるという問題もあった。さらに、ドライエッチング工程においてマスク等を用いて処理するため、フォトマスク形成プロセス及び処理後の剥離工程が必要になるという問題があった。 Further, as described above, since it is divided into two processes, a laser processing process and a dry etching process, the manufacturing process including the moving process between them becomes complicated, and the equipment configuration becomes large because a vacuum plasma processing apparatus is used. There was a problem. There is also a problem that charge-up damage may occur during plasma processing. Furthermore, since a process using a mask or the like is performed in the dry etching process, there is a problem that a photomask forming process and a peeling process after the process are required.
なお、レーザー加工に先だってウエハの表面に水溶性膜を付着させておき、レーザー加工後にその水溶性膜を洗い流すことで溶融付着物を除去する方法も考えられているが、水溶性膜を洗い流すためのウェット工程が必要となるため、排水処理を含めて処理工程が複雑になるという問題がある。 In addition, a method of removing the melted deposit by attaching a water-soluble film on the wafer surface prior to laser processing and washing the water-soluble film after laser processing is also considered, but to wash off the water-soluble film Therefore, there is a problem that the treatment process including the waste water treatment becomes complicated.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、レーザーを用いて割れを発生する恐れなく効率的にウエハを加工することができ、かつその加工に伴って発生した溶融付着物を他に悪影響を与えずに効率的に除去することができるウエハ加工方法及び装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and can efficiently process a wafer using a laser without fear of cracking, and adversely affects the melted deposits generated by the processing. An object of the present invention is to provide a wafer processing method and apparatus which can be efficiently removed without giving a film.
本発明のウエハ加工方法は、シリコンを含むウエハをレーザーにより加工するウエハ加工方法において、ウエハの加工表面上を当該表面に保護膜を形成する特定ガス雰囲気に維持する特定ガス雰囲気維持工程と、特定ガス雰囲気中でウエハにレーザーを照射して溝を加工するレーザー加工工程と、前記レーザーの照射により前記溝の両側部の前記保護膜上に付着した溶融付着物を、前記溝に沿ってレーザー加工に伴って溶融付着物が付着する可能性のある領域に大気圧プラズマを照射することで除去する大気圧プラズマ照射工程とを有するものである。 The wafer processing method of the present invention is a wafer processing method for processing a silicon-containing wafer by a laser, a specific gas atmosphere maintaining step for maintaining a specific gas atmosphere on the processed surface of the wafer to form a protective film on the surface, A laser processing step of processing a groove by irradiating a wafer with a laser in a gas atmosphere, and a laser processing along the groove for a molten deposit adhered on the protective film on both sides of the groove by the laser irradiation And an atmospheric pressure plasma irradiation step of removing the region where the molten deposits may adhere by irradiating the atmospheric pressure plasma .
上記構成によれば、SiOx 、SiNx 、SiONなどのシリコンを含むウエハの加工表面上を当該表面に保護膜を形成する特定ガス雰囲気に維持した状態で、ウエハにレーザーを照射して加工することによって、レーザー加工による高温にてレーザー加工部の周辺のウエハ表面に保護膜が形成され、その状態でレーザー加工が行われることで、そのレーザー加工に伴って発生した溶融付着物は、形成された保護膜上に付着しているので、種々の方法を適用してウエハに悪影響を与える恐れなく容易かつ効率的に溶融付着物を除去することができ、生産性良く高品質のウエハ加工を実現することができる。 According to the above configuration, processing is performed by irradiating the wafer with a laser while maintaining the processing surface of the wafer containing silicon such as SiO x , SiN x , and SiON in a specific gas atmosphere that forms a protective film on the surface. As a result, a protective film is formed on the wafer surface around the laser processing part at a high temperature by laser processing, and laser processing is performed in that state, so that molten deposits generated by the laser processing are formed. Because it adheres to the protective film, it is possible to remove the melted deposits easily and efficiently by applying various methods without adversely affecting the wafer, realizing high-quality wafer processing with high productivity. can do.
また、特定ガスは、酸素ガス又は窒素ガスであるのが好適である。酸素ガスを用いると酸化膜が、窒素ガスを用いると窒化膜が形成される。なお、大気には窒素ガス及び酸素ガスを含んでいるが、それ以外に水分や不純物を含んでいるため、生成される膜が不安定なものしか形成されず、保護膜として機能するような状態で形成されることはない。 The specific gas is preferably oxygen gas or nitrogen gas. An oxide film is formed when oxygen gas is used, and a nitride film is formed when nitrogen gas is used. Note that the atmosphere contains nitrogen gas and oxygen gas, but also contains moisture and impurities, so that only the unstable film is formed and functions as a protective film. Is not formed.
また、レーザーによる加工部位にフッ素系ガスを含む大気圧プラズマを照射するプラズマ照射工程を有すると、レーザー加工に伴って保護膜上に付着した溶融付着物を効率的に除去することができる。また、大気圧プラズマは簡単かつコンパクトな構成で発生することができるため、ウエハを高い位置決め精度で固定した状態でレーザー加工を行う際に、ウエハをそのまま固定した状態で大気圧プラズマの照射を行うことが可能であり、簡単な加工工程及び設備構成にてウエハの加工を行うことができる。なお、大気圧プラズマは、不活性ガスに高周波電界を印加することで発生され、その不活性ガスとしては、アルゴン、ヘリウム、キセノン、ネオン、窒素、又はこれらの1種又は複数種の混合ガスから選ばれたものであるのが好適であり、またそれに含ませるフッ素系ガスとしてはSF6 やC2 F6 、C4 F8 等のフロン系ガスが好適である。 In addition, when a laser irradiation process is performed to irradiate an atmospheric pressure plasma containing a fluorine-based gas to a processing site by a laser, it is possible to efficiently remove the melted deposits adhering to the protective film accompanying the laser processing. In addition, since atmospheric pressure plasma can be generated with a simple and compact configuration, when performing laser processing with a wafer fixed with high positioning accuracy, atmospheric pressure plasma irradiation is performed with the wafer fixed as it is. The wafer can be processed with a simple processing process and equipment configuration. Note that atmospheric pressure plasma is generated by applying a high-frequency electric field to an inert gas, and as the inert gas, argon, helium, xenon, neon, nitrogen, or a mixed gas of one or more of these is used. The selected one is suitable, and the fluorine-containing gas contained therein is preferably a fluorocarbon gas such as SF 6 , C 2 F 6 , and C 4 F 8 .
上記レーザー加工工程とプラズマ照射工程は、レーザー加工工程の後にプラズマ照射工程を行っても、レーザー加工工程とプラズマ照射工程を同時に行っても良い。レーザー加工工程の後にプラズマ照射工程を行う方法は、レーザー加工時の溶融物の飛散があまり広がらず、また溶融付着物の量が多く、レーザー加工の速度と大気圧プラズマの照射による処理の速度が異なる場合に好適である。因みに、レーザー加工の速度は、ウエハの材質や加工深さによるが、一般には50mm/s〜400mm/s程度である。 The laser processing step and the plasma irradiation step may be performed after the laser processing step, or the laser processing step and the plasma irradiation step may be performed simultaneously. In the method of performing the plasma irradiation step after the laser processing step, the dispersion of the melt during laser processing does not spread so much, the amount of melted deposits is large, the speed of laser processing and the processing speed by irradiation with atmospheric pressure plasma are high. Suitable for different cases. Incidentally, the speed of laser processing depends on the material of the wafer and the processing depth, but is generally about 50 mm / s to 400 mm / s.
一方、照射する大気圧プラズマ中にレーザーを照射してレーザー加工工程とプラズマ照射工程を同時に行う方法は、レーザー加工時に溶融物が広く飛散し易く、また溶融付着物の量が少ないため大気圧プラズマの照射による処理の速度をレーザー加工の速度に合わせられる場合に、溶融物の飛散を防止できかつ一度に高速で処理できるので好適である。 On the other hand, the method of irradiating a laser into the atmospheric pressure plasma to be irradiated and performing the laser processing step and the plasma irradiation step at the same time is easy to disperse the melt widely during the laser processing, and because the amount of the melted deposit is small, the atmospheric pressure plasma In the case where the processing speed by irradiation can be adjusted to the speed of laser processing, it is preferable that the melt can be prevented from being scattered and processed at a high speed at a time.
また、フッ素系ガスを含む大気圧プラズマは、不活性ガスとフッ素系ガスの混合ガスに高周波電界を印加して発生させても、不活性ガスに高周波電界を印加して発生させたプラズマにフッ素系ガスを含むガスを混合して発生させても良い。 In addition, atmospheric pressure plasma containing a fluorine-based gas can be generated by applying a high-frequency electric field to an inert gas even if it is generated by applying a high-frequency electric field to a mixed gas of an inert gas and a fluorine-based gas. A gas containing a system gas may be mixed and generated.
また、本発明のウエハ加工装置は、シリコンを含むウエハをレーザーにより加工するウエハ加工装置において、ウエハの加工表面上に特定ガスを供給してこの加工表面上に保護膜を形成する特定ガス雰囲気に維持する特定ガス供給手段と、レーザーを発生するレーザー発生手段と、特定ガス雰囲気中でレーザーをウエハの加工線に沿って照射して溝を加工するレーザー照射手段と、フッ素系ガスを含む大気圧プラズマを発生して照射する大気圧プラズマ発生手段と、前記レーザー照射手段によるレーザーの照射により前記溝の両側部の前記保護膜上に付着した溶融付着物を、前記大気圧プラズマ発生手段による大気圧プラズマを前記溝に沿って溶融付着物が付着する可能性のある領域に照射することで除去するように制御する制御手段とを備えたものである。 Further, the wafer processing apparatus of the present invention is a wafer processing apparatus for processing a wafer containing silicon by a laser in a specific gas atmosphere for supplying a specific gas on the processed surface of the wafer and forming a protective film on the processed surface. A specific gas supply means for maintaining, a laser generating means for generating a laser, a laser irradiation means for processing a groove by irradiating a laser along a processing line of a wafer in a specific gas atmosphere, and an atmospheric pressure containing a fluorine-based gas Atmospheric pressure plasma generating means for generating and irradiating plasma; and molten deposits adhering to the protective film on both sides of the groove by laser irradiation by the laser irradiating means, and atmospheric pressure by the atmospheric pressure plasma generating means Bei and control means for controlling so that melting deposits along the plasma in the grooves is removed by irradiating a region that may be attached Those were.
この構成によると、特定ガス雰囲気維持手段にてウエハの加工表面上を当該表面に保護膜を形成する特定ガス雰囲気に維持した状態で、レーザー照射手段にてウエハの加工線に沿ってレーザーを照射することによって、そのレーザー加工に伴って発生した溶融付着物が、形成された保護膜上に付着するので、種々の方法を適用してウエハに悪影響を与える恐れなく効率的に溶融付着物を除去することができ、生産性が高くかつ高品質のウエハ加工を実現することができる。 According to this configuration, the laser irradiation unit irradiates the laser along the processing line of the wafer while maintaining the specific gas atmosphere in which the protective film is formed on the processing surface of the wafer by the specific gas atmosphere maintaining unit. As a result, the melted deposits generated by the laser processing are deposited on the formed protective film, so that various methods can be applied to efficiently remove the melted deposits without adversely affecting the wafer. It is possible to realize high-quality wafer processing with high productivity.
本発明のウエハ加工方法及び装置によれば、シリコンを含むウエハの加工表面上を当該表面に保護膜を形成する特定ガス雰囲気に維持した状態で、ウエハにレーザーを照射して加工することによって、レーザー加工による高温にてレーザー加工部の周辺のウエハ表面に保護膜が形成され、その状態でレーザー加工が行われることで、そのレーザー加工に伴って発生した溶融付着物が、形成された保護膜上に付着するので、種々の方法を適用してウエハに悪影響を与える恐れなく効率的に溶融付着物を除去することができ、生産性が高くかつ高品質のウエハ加工を実現することができる。 According to the wafer processing method and apparatus of the present invention, the wafer is processed by irradiating the laser with a laser while maintaining a specific gas atmosphere for forming a protective film on the surface of the wafer containing silicon. A protective film is formed on the wafer surface around the laser processing part at a high temperature by laser processing, and the laser processing is performed in that state, so that the molten deposit generated by the laser processing is formed. Since it adheres to the upper surface, it is possible to efficiently remove the melted adhering material without adversely affecting the wafer by applying various methods, and it is possible to realize high-quality and high-quality wafer processing.
以下、本発明のウエハ加工方法及び装置の各実施形態について、図1〜図13を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of a wafer processing method and apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
(第1の実施形態)
まず、本発明のウエハ加工方法及び装置の第1の実施形態について,図1〜図10を参照して説明する。
(First embodiment)
First, a wafer processing method and apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、本実施形態のウエハ加工方法の基本的な工程を、図1を参照して説明する。まず、図1(a)に示すように、ウエハ1を所定位置に搬入し、加工に当たって要請される高い位置決め精度で固定する。ウエハ1は、シリコン(Si)半導体や炭化珪素(SiC)半導体などのシリコン(Si)を含むウエハである。ウエハ1の厚さは、薄いものでは数10〜数100μm程度である。このウエハ1の表面に、後述のように次のレーザー加工に先立ってそのレーザー加工部位に酸化膜や窒化膜から成る保護膜10が形成される。
First, basic steps of the wafer processing method of the present embodiment will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1A, the
次に、図1(b)に示すように、ウエハ1の加工線に沿ってレーザー2を照射することによって、図1(c)に示すように、ウエハ1に加工線に沿った溝3を加工する。ウエハ1に対する溝3の加工状態の具体例を図2(a)に示す。溝3の幅は、数μm〜50μm程度であり、深さは20μm〜80μm程度が一般的である。この溝3の加工に当たっては、高速回転するブレードを接触させてメカニカルに加工するものでないので、ウエハ1の厚さが上記のように薄いものであっても割れを発生する恐れなく、50mm/s〜400mm/sの高速で加工することができる。その一方で、レーザー加工に伴って、ウエハ1の表面の溝3の両側部の溶融付着物4が付着するが、本実施形態では溶融付着物4は保護膜10上に付着する。
Next, as shown in FIG. 1B, by irradiating the
次に、図1(d)に示すように、レーザー2による加工線に沿って、レーザー加工に伴って溶融付着物4が付着する可能性のある領域に、大気圧プラズマ発生手段6からフッ素系ガスの大気圧プラズマ5を照射する。ウエハ1における大気圧プラズマ5の照射状態の具体例を図2(b)に示す。大気圧プラズマ5の照射領域(幅)は、0.1mm〜1.0mm前後であり、大気圧プラズマ発生手段6から照射される大気圧プラズマ5の幅寸法を上記範囲に制御することで、大気圧プラズマ5にて他の領域、すなわち動作領域部や電極部にダメージを与える恐れを確実に回避することができる。さらに、ウエハ1の表面の少なくともレーザー加工部位の周辺部が保護膜10で覆われているので、大気圧プラズマ5による上記領域のダメージを効果的に抑制できる。
Next, as shown in FIG. 1 (d), from the atmospheric pressure plasma generating means 6 to the region where the
以上のように、レーザー2による溝3の加工後に、大気圧プラズマ5を照射することで、図1(e)に示すように、レーザー加工に伴って保護膜10上に付着していた溶融付着物4が効率的に除去されるとともに、溝3の両側の開口縁3aが保護膜10で保護されていることで削れがなく、高品質の溝3の加工が実現される。さらに、プラズマ処理によるチャージアップダメージの発生も抑制できる。図3に、ウエハ1を溝3で分割して各個片7にダイシングし、エキスパンドシート8にて個片7毎に分離した後のウエハ1の形状を示す。
As described above, after the
次に、本実施形態の上記ウエハ加工方法を実施するウエハ加工装置について、図4〜図6を参照して説明する。図4において、ウエハ加工装置11は、搬入手段(図示せず)にて搬入されたウエハ1を高い位置精度で位置決めして固定するウエハ固定手段12と、レーザーを発生するレーザー発生手段13と、レーザー2をウエハ1の加工線に沿って照射するレーザー照射手段14と、フッ素系ガスを含む大気圧プラズマ5を発生して照射する大気圧プラズマ発生手段6と、大気圧プラズマ発生手段6を三次元方向に移動及び位置決めする三次元移動手段15と、ウエハ1の表面上に特定ガス雰囲気18を形成するようにウエハ1の表面に向けて特定ガスを供給する特定ガス供給手段16と、特定ガスを加熱する加熱手段17を備えている。なお、三次元移動手段15は、水平な一方向のX軸方向に移動及び位置決めするX軸テーブル15aと、水平かつX軸方向に対して垂直なY軸方向に移動及び位置決めするY軸テーブル15bと、鉛直方向に移動及び位置決めするZ軸テーブル15cから成り、X軸テーブル15aにてY軸テーブル15bを、Y軸テーブル15bにてZ軸テーブル15cを、Z軸テーブル15cにて大気圧プラズマ発生手段6をそれぞれ移動及び位置決めするように構成されている。
Next, a wafer processing apparatus that performs the wafer processing method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 4, a
特定ガス供給手段16にて供給される特定ガスは、ウエハ1をレーザー加工する際にウエハ1が高温になることで、上記のようにウエハ1の表面に保護膜10を形成するものであり、具体的には酸素ガス又は窒素ガスである。また、特定ガス供給手段16にて形成される特定ガス雰囲気18は加熱手段17にて50〜200℃に加熱され、ウエハ1の表面がこの温度に加熱されることで、安定した保護膜10が短時間で確実に形成される。しかしながら、加熱手段17を有しなくても保護膜10は形成される。
The specific gas supplied by the specific gas supply means 16 forms the
上記ウエハ固定手段12とレーザー発生手段13とレーザー照射手段14と大気圧プラズマ発生手段6と三次元移動手段15と特定ガス供給手段16と加熱手段17は、図5に示すように、制御手段20にて、操作部22からの動作指令によって、記憶部21に予め記憶された動作プログラム及び各種データに基づいて動作制御され、その動作状態が表示部23に表示される。
The wafer fixing means 12, the laser generating means 13, the laser irradiating means 14, the atmospheric pressure plasma generating means 6, the three-dimensional moving means 15, the specific gas supply means 16 and the heating means 17 are, as shown in FIG. In accordance with the operation command from the
具体的には、制御手段20は、図6に示すように、特定ガス供給手段16と加熱手段17にてウエハ1の表面上に加熱された特定ガス雰囲気18を形成した状態で、レーザー2をウエハ1の加工線に沿って速度V1(50mm/s〜400mm/s)で走査して上記溝3を加工するようにレーザー照射手段14を動作制御し、その後大気圧プラズマ5をレーザー加工された溝3に沿って速度V2(<V1)で走査して溶融付着物4を除去処理するように三次元移動手段15を動作制御するように構成されている。なお、レーザー2の移動速度V1と大気圧プラズマ5の移動速度V2の差が過大になる場合には、図6に仮想線で示すように、大気圧プラズマ発生手段6として、その移動方向の長さが長く、大気圧プラズマ5が移動方向に広い範囲で照射されるようにしたものを採用し、大気圧プラズマ処理の時間が長く確保されるようにするのが好適である。
Specifically, as shown in FIG. 6, the
この大気圧プラズマ5による溶融付着物4の除去処理に際して、保護膜10上に溶融付着物4が付着しているので、除去処理が容易かつ短時間で行うことができるとともに、少なくともその処理領域の周辺が保護膜10で覆われているので、大気圧プラズマ5でウエハ1がダメージを受ける恐れがない。
When the
次に、大気圧プラズマ発生手段6の各種の構成例について、図7〜図10を参照して説明する。図7(a)の例は、絶縁体から成る円筒状の反応容器31の周囲にコイル状のアンテナ32を配設し、アンテナ32に高周波電源33から1MHz〜500MHzの周波数の高周波電圧を印加して反応容器31内に高周波電界を印加し、反応容器31の一端31aから不活性ガスにフッ素系ガスを混合した混合ガス34を供給することで、反応容器31の他端31bから大気圧プラズマ5を吹き出すように構成されている。また、図7(b)の例は、誘電体から成る反応管35の内側に内側電極36を、外周に外側電極37を配設し、電極36、37間に高周波電源から10KHz〜100MHzの周波数の高周波電圧を印加し、反応管35内に混合ガスを供給することで反応管35内で大気圧プラズマ5を発生して吹き出し口38から吹き出すように構成されている。また、図7(c)の例は、断面形状が細長い長方形状の誘電体から成る反応管39の外周に間隔をあけて一対の電極40a、40bを配設し、電極40a、40b間に高周波電源41から10KHz〜100MHzの周波数の高周波電圧を印加し、反応管39の一端39aから混合ガスを供給することで反応管39の他端39bからプラズマを吹き出すように構成されている。
Next, various configuration examples of the atmospheric pressure plasma generating means 6 will be described with reference to FIGS. In the example of FIG. 7A, a
また、図8の例は、図8(a)に示すように、断面形状が長方形の反応容器42の一端42aから混合ガス43を供給し、反応容器42の他端42bから大気圧プラズマ5を吹き出すように構成されたもので、反応容器42の対向する長側壁には、図8(b)に示すように、反応容器42内の反応空間44を挟んでその両側に誘電体45を介して一対の電極46a、46bが配設されており、電極46a、46b間に高周波電源47から10KHz〜100MHzの周波数の高周波電圧を印加するように構成されている。
In the example of FIG. 8, as shown in FIG. 8A, the
また、図9の例は、図8に示した構成例において、反応容器42の一端42aから不活性ガス48を供給して反応容器42の他端42bから不活性ガスの大気圧プラズマ5を吹き出すようにするとともに、反応容器42の他端42bの一側方に、フッ素系ガス50又は不活性ガスとフッ素系ガスの混合ガスを供給する供給ダクト49が配設されている。供給ダクト49は、反応容器42とほぼ同じ幅で、反応容器42の他端42bの近傍に位置する先端部に、吹き出している大気圧プラズマ5に沿うように屈曲された吹き出し口49aを有しており、この供給ダクト49内の供給通路を通して、反応容器42の他端42bから吹き出している大気圧プラズマ5の一側に向けてフッ素系ガス50を供給することで、フッ素系ガス50が大気圧プラズマ5と接触して重なり、フッ素系ガス50を含む大気圧プラズマ5が形成されるように構成されている。
In the example of FIG. 9, in the configuration example shown in FIG. 8, the
また、図10の例は、図10(a)、(b)に示すように、誘電体からなる円筒状の反応容器51の周囲にコイル状のアンテナ52を配設し、アンテナ52に高周波電源53から1MHz〜500MHzの周波数の高周波電圧を印加して反応容器51内に高周波電界を印加し、反応容器51の上端51aから第1の不活性ガス54を供給することで、反応容器51の下端51bから一次プラズマ55を吹き出すように構成されている。反応容器51の下端51b近傍の周囲に、下方に向けて径が小さくなる倒立接頭円錐形状の混合ガス領域57を形成する混合ガス容器56が配設され、その周囲に第2の不活性ガスとフッ素系ガスの混合ガス58を内部に供給する複数のガス供給口59が配設されている。この構成により、混合ガス領域57内で混合ガス58に一次プラズマ55が衝突することで二次プラズマ60が発生し、混合ガス領域57の下端開口57aから二次プラズマ60(大気圧プラズマ5)が吹き出すように構成されている。
Further, in the example of FIG. 10, as shown in FIGS. 10A and 10B, a
以上の構成の本実施形態によれば、シリコンを含むウエハ1の加工表面上を特定ガス雰囲気18に維持し、ウエハ1にレーザー2を照射して加工することによって、レーザー加工による高温にて少なくともレーザー加工部の周辺のウエハ表面に保護膜10が短時間で確実に形成され、その状態でウエハ1にレーザー2を照射することによって効率的に、かつ高速回転ブレード等を用いてメカニカルに加工する場合のように割れを発生する恐れなく加工することができ、かつそのレーザー加工に伴って発生した溶融付着物4は、形成された保護膜10上に付着するので、加工部位にフッ素系ガスを含む大気圧プラズマ5を照射することによって溶融付着物4のみを容易にかつ効率的に除去することができ、またウエハ1表面が保護膜10で覆われているので、ウエハ1が大気圧プラズマ5にてダメージを受ける恐れがなく、高い生産性をもって品質の良い加工ができる。
According to the present embodiment having the above-described configuration, the processing surface of the
また、大気圧プラズマ5を発生する大気圧プラズマ発生手段6は、真空プラズマ処理装置に比して、格段に簡単かつコンパクトな構成であるため、ウエハ1をウエハ固定手段12で高い位置決め精度で固定した状態でレーザー加工した後、そのままの状態で引き続いて大気圧プラズマ5の照射を行うことが可能となり、簡単な加工工程及び設備構成にて効率的にウエハ1の加工を行うことができ、高い生産性を実現することができる。
Further, the atmospheric pressure plasma generating means 6 for generating the
また、レーザー2をウエハ1に照射して溝3を加工した後、その溝3に沿ってプラズマ発生手段6を移動させて大気圧プラズマ5を照射し、ウエハ1の表面の溝3の両側部の溶融付着物4を除去するようにした本実施形態の方法は、レーザー加工時の溶融物の飛散があまり広がらず、また溶融付着物4の量が多くてレーザー加工の速度V1に対して大気圧プラズマの照射による処理の速度V2が小さい場合に効果的である。
Further, after processing the
(第2の実施形態)
次に、本発明のウエハ加工方法及び装置の第2の実施形態について,図11、図12を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明においては、先行する実施形態と同一の構成要素については、 同一の参照符号を付して説明を省略し、主として相違点についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the wafer processing method and apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description of the embodiments, the same constituent elements as those of the preceding embodiments are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only differences will be mainly described.
上記第1の実施形態では、レーザー2にて加工した後、大気圧プラズマ5を照射して溶融付着物4を除去する例を示したが、本実施形態においては、図11に示すように、レーザー2を、大気圧プラズマ発生手段6による大気圧プラズマ5の照射領域の移動に従って大気圧プラズマ5の照射領域に照射し、レーザー2による加工工程と大気圧プラズマ5の照射工程を同時に行うように、レーザー照射手段14と三次元移動手段15を同期して動作制御している。すなわち、制御手段20は、図12に示すように、レーザー2をウエハ1の加工線に沿って速度V1(50mm/s〜100mm/s程度)で走査するようにレーザー照射手段14を動作制御するとともに、大気圧プラズマ発生手段6を同じ速度V1(50mm/s〜100mm/s程度)で同期して走査するように三次元移動手段15を動作制御するように構成されている。
In the first embodiment, the example in which the melted
本実施形態によれば、照射する大気圧プラズマ5中にレーザー2を照射してレーザー加工工程とプラズマ照射工程を同時に行うので、レーザー加工時に溶融物が広く飛散し易く、また溶融付着物4の量が少ないため大気圧プラズマ5の照射による処理の速度をレーザー2による加工速度に合わせられる場合に、溶融物の飛散を防止できかつ一度に高速で処理できるので好適である。
According to this embodiment, the laser processing step and the plasma irradiation step are performed simultaneously by irradiating the
(第3の実施形態)
次に、本発明のウエハ加工方法及び装置の第3の実施形態について,図13を参照して説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the wafer processing method and apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
上記第1の実施形態においては、ウエハ1の表面を所定温度に加熱する手段として、ウエハ1の表面に向けて供給する特定ガスを加熱手段17にて加熱することによって、特定ガス雰囲気18側から加熱する例を示したが、本実施形態では、図13に示すように、ウエハ1を位置決めして固定するウエハ固定手段12にヒータ19を内蔵させ、ヒータ19にてウエハ1の全体を50〜200℃の所定温度に加熱するようにしている。しかしながら、ヒータ19により所定温度にウエハ1を加熱しなくても、ウエハ1の表面に保護膜10を形成することはできる。
In the first embodiment, as the means for heating the surface of the
以上の実施形態の説明では、溝3のレーザー加工に伴ってその両側部に付着した溶融付着物4を除去する方法として、大気圧プラズマ5を照射して除去する方法のみを例示したが、本発明では溶融付着物4が保護膜10上に付着するので、ウエハ1にダメージを与えずに比較的容易に除去することができるので、真空プラズマ処理装置によるドライエッチング等、他の適切な手段で除去するようにしてもよい。
In the description of the above embodiment, only the method of removing by irradiating the
本発明のウエハ加工方法及び装置によれば、少なくともレーザー加工部の周辺のウエハ表面に保護膜を形成した状態でレーザー加工を行うことで、レーザー加工にてウエハに割れを発生する恐れなく効率的に加工することができるとともに、そのレーザー加工に伴って発生した溶融付着物が、形成された保護膜上に付着することで種々の方法を適用してウエハに悪影響を与える恐れなく効率的に溶融付着物を除去することができ、生産性が高くかつ高品質のウエハ加工を実現することができるので、シリコンを含む各種ウエハのレーザー加工に好適に利用することができる。 According to the wafer processing method and apparatus of the present invention, by performing laser processing in a state where a protective film is formed at least on the surface of the wafer around the laser processing portion, it is efficient without causing a crack in the wafer by laser processing. In addition, the melted deposits generated by the laser processing adhere to the formed protective film, so that various methods can be applied to efficiently melt the wafer without adversely affecting the wafer. Since deposits can be removed, and high-quality and high-quality wafer processing can be realized, it can be suitably used for laser processing of various wafers containing silicon.
1 ウエハ
2 レーザー
3 溝
4 溶融付着物
5 大気圧プラズマ
6 大気圧プラズマ発生手段
10 保護膜
11 ウエハ加工装置
12 ウエハ固定手段
13 レーザー発生手段
14 レーザー照射手段
15 三次元移動手段
16 特定ガス供給手段
18 特定ガス雰囲気
20 制御手段
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記レーザー照射手段によるレーザーの照射により前記溝の両側部の前記保護膜上に付着した溶融付着物を、前記大気圧プラズマ発生手段による大気圧プラズマを前記溝に沿って溶融付着物が付着する可能性のある領域に照射することで除去するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とするウエハ加工装置。 In a wafer processing apparatus for processing a wafer containing silicon by a laser, a specific gas supply means for supplying a specific gas on the processing surface of the wafer and maintaining a specific gas atmosphere for forming a protective film on the processing surface, and a laser Laser generating means for generating, laser irradiation means for irradiating a laser along a processing line of a wafer in a specific gas atmosphere to process grooves, and atmospheric pressure plasma for generating and irradiating atmospheric pressure plasma containing a fluorine-based gas Generating means;
The molten deposit adhered on the protective film on both sides of the groove by the laser irradiation by the laser irradiation means, and the atmospheric deposit by the atmospheric pressure plasma generating means can adhere the molten deposit along the groove. A wafer processing apparatus comprising: a control unit that controls to remove the region by irradiating a characteristic region .
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