JP5893952B2 - Laser processing method of wafer using chuck table - Google Patents
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Description
本発明は、ウエーハに形成された分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、ウエーハに分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成するウエーハのレーザー加工方法に関する。 The present invention relates to a wafer laser processing method for irradiating a laser beam along a predetermined division line formed on a wafer and forming a laser processing groove on the wafer along the predetermined division line.
IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)等のデバイスが形成された半導体ウエーハや、LED(Light Emitting Diode)素子等のデバイスが形成されたサファイヤウエーハの分割予定ラインをレーザー加工装置によってレーザー光線を照射し、表面に溝を形成することで個々のデバイスに分割し、携帯電話、PC(Personal Computer)、LEDライト等の電子機器が製造されている。 The laser beam is applied to the planned division line of semiconductor wafers with devices such as IC (Integrated Circuit) and LSI (Large Scale Integration) and sapphire wafers with devices such as LED (Light Emitting Diode) elements. Irradiation and formation of grooves on the surface divide into individual devices, and electronic devices such as mobile phones, PCs (Personal Computers), and LED lights are manufactured.
半導体ウエーハにレーザー加工を施すためには、ダイシングテープに貼着した半導体ウエーハをチャックテーブル上に保持した状態でウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射する。この際、半導体ウエーハの外周縁を越えてレーザー光線が照射されると、ダイシングテープが加熱されて溶着しチャックテーブルの被加工物保持領域に付着する。この付着したダイシングテープによって、被加工物保持領域に形成されたバキュームを吸引するための空孔が目詰まりしたり、被加工物保持領域の表面精度が低下するという問題がある。このため、被加工物保持領域に付着したダイシングテープを砥石によって削り落とすことが必要となり、場合によってはチャックテーブルを交換しなければならない。そこで、ウエーハの外周縁の一部を撮像し、撮像して得た画像からウエーハの外周縁の位置を検出し、検出したウエーハの外周縁の座標位置から、ウエーハの外周縁全体の位置を検出して、レーザー光線がウエーハの外周縁を越えて加工することがないようにするといった手法がとられている(例えば、特許文献1参照)。 In order to perform laser processing on the semiconductor wafer, a laser beam having a wavelength that absorbs the wafer is irradiated while the semiconductor wafer adhered to the dicing tape is held on the chuck table. At this time, when the laser beam is irradiated beyond the outer peripheral edge of the semiconductor wafer, the dicing tape is heated and welded to adhere to the workpiece holding region of the chuck table. Due to the adhering dicing tape, there is a problem that holes for sucking the vacuum formed in the workpiece holding area are clogged or the surface accuracy of the workpiece holding area is lowered. For this reason, it is necessary to scrape off the dicing tape adhering to the workpiece holding region with a grindstone, and in some cases, the chuck table must be replaced. Therefore, a part of the outer peripheral edge of the wafer is imaged, the position of the outer peripheral edge of the wafer is detected from the image obtained, and the position of the entire outer peripheral edge of the wafer is detected from the detected coordinate position of the outer peripheral edge of the wafer. A technique has been adopted in which the laser beam is not processed beyond the outer peripheral edge of the wafer (see, for example, Patent Document 1).
また、レーザー光線をウエーハに照射することでレーザー加工溝を形成する技術は、従来用いられてきたダイシング装置によるブレード切削が難しい脆弱なLow−k膜の除去や、非常に硬質な材料(サファイヤ等)の加工等に用いられるようになってきた。しかし、レーザー光線が照射された領域に熱エネルギが集中してデブリが発生し、このデブリがデバイス表面に付着すると、デバイスの品質を低下させるという問題が生じる。そこで近年では、予め、ウエーハの上面にPVA(ポリ・ビニール・アルコール)、PEG(ポリ・エチレン・グリコール)等の水溶性樹脂を塗布して保護膜を被覆し、この保護膜を通してウエーハにレーザー光線を照射するという加工方法も用いられてきている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, the technology for forming a laser processing groove by irradiating a wafer with a laser beam removes a fragile Low-k film that is difficult to cut by a blade using a conventional dicing apparatus, or a very hard material (sapphire, etc.). It has come to be used for the processing of. However, if thermal energy is concentrated in the region irradiated with the laser beam and debris is generated and the debris adheres to the device surface, there arises a problem that the quality of the device is deteriorated. In recent years, therefore, a water-soluble resin such as PVA (polyvinyl alcohol) or PEG (polyethylene glycol) is applied to the upper surface of the wafer in advance to coat a protective film, and a laser beam is applied to the wafer through this protective film. A processing method of irradiation has also been used (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、保護膜被覆の際に、水溶性樹脂を吐出するノズルから水溶性樹脂の液滴及び気泡がどうしても生じる。これらの液滴及び気泡がウエーハの外周縁近辺のテープ上に付着すると、ウエーハの外周縁を検出するアライメントの際に誤認識を生じ、ウエーハの外周縁全体の位置を誤って検出してしまうという問題が発生していた。 However, when the protective film is coated, water-soluble resin droplets and bubbles are inevitably generated from the nozzle that discharges the water-soluble resin. If these droplets and bubbles adhere to the tape in the vicinity of the outer peripheral edge of the wafer, an erroneous recognition occurs during alignment for detecting the outer peripheral edge of the wafer, and the position of the entire outer peripheral edge of the wafer is erroneously detected. There was a problem.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ウエーハの外周縁全体の位置を誤りなく検出することを可能とするチャックテーブルを用いたウエーハのレーザー加工方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above, and aims to provide a method of laser processing a wafer using a chuck table that makes it possible to detect without error peripheral edge overall position of the wafer To do.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のチャックテーブルを用いたウエーハのレーザー加工方法は、粘着テープを介して環状フレームに貼着され、表面に複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されたウエーハを、該粘着テープを介して保持面で保持するチャックテーブルを用いたウエーハのレーザー加工方法であって、該チャックテーブルは、吸引源に連通する吸引路と、該保持面を上面に有する保持部材と、該保持部材の下方に配設された発光体と、を備え、該保持部材は、該吸引路からの負圧によって載置する該ウエーハを吸引保持する吸引領域と、該吸引領域を囲繞する透明又は半透明部材からなる光透過領域と、からなり、該発光体は、該光透過領域の下方に配設され、該光透過領域は、該ウエーハの直径に比較して外径が大きく、該ウエーハの直径に比較して内径が小さい環状に形成されており、複数の分割予定ラインによって区画された領域にデバイスが形成された表面を上面にして該ウエーハを環状フレームに該貼着テープを介して貼着するウエーハ貼着ステップと、該ウエーハ貼着ステップを実施した後に、該ウエーハの該表面に保護材料を塗布して保護膜を形成する保護膜被覆ステップと、該保護膜被覆ステップを実施した後に、該貼着テープを介して該チャックテーブルに載置した該ウエーハを、撮像手段を用いて撮像し、該ウエーハの外周縁を検出する外周縁検出ステップと、該外周縁検出ステップを実施後、該ウエーハの分割予定ラインに沿って該保護膜側からレーザー光線を該ウエーハの該表面に照射し、該ウエーハにレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップと、を含み、該外周縁検出ステップでは、該ウエーハの外周縁を該チャックテーブルの前記光透過領域上に位置付け、前記発光体を発光させて該ウエーハを撮像することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the wafer laser processing method using the chuck table of the present invention is attached to an annular frame via an adhesive tape, and a plurality of devices are divided on the surface. A wafer laser processing method using a chuck table that holds a wafer partitioned by a holding surface via the adhesive tape, the chuck table including a suction path communicating with a suction source, and the holding surface. A holding member having an upper surface; and a light emitter disposed below the holding member, wherein the holding member sucks and holds the wafer placed by negative pressure from the suction path; and A light transmissive region made of a transparent or translucent member surrounding the suction region, and the light emitter is disposed below the light transmissive region, and the light transmissive region has a diameter of the wafer. Large outer diameter compared, in comparison to the diameter of the wafer is formed on the inner diameter is small annular, the wafer with its front surface in which the devices are formed in a region defined by a plurality of dividing lines on the upper surface Wafer adhering step for adhering to the annular frame via the adhering tape, and a protective film coating step for forming a protective film by applying a protective material to the surface of the wafer after performing the wafer adhering step And after performing the protective film coating step, the outer peripheral edge detection step of detecting the outer peripheral edge of the wafer by imaging the wafer placed on the chuck table via the adhesive tape using an imaging means And after performing the outer peripheral edge detection step, the surface of the wafer is irradiated with a laser beam from the protective film side along the planned division line of the wafer, and the wafer is irradiated with the laser beam. A laser processing groove forming step for forming a processing groove, and in the outer peripheral edge detecting step, the outer peripheral edge of the wafer is positioned on the light transmission region of the chuck table, and the light emitter is caused to emit light to cause the wafer to be emitted. It is characterized by imaging .
本発明のチャックテーブルを用いたウエーハのレーザー加工方法は、ウエーハの外周縁が位置付けられるチャックテーブルの部分が、発光体の光を透過する光透過領域となっており、撮像時には発光体を発光させるため、撮像手段にウエーハが暗く映り、光透過領域上のウエーハを囲繞する粘着テープが発光体からの光の影響により白く(明るく)映る。このように、明暗が鮮明になり、透明に近い保護材料の液滴や気泡が見えなくなった状態の撮像画像が得られるために、液滴や気泡の影響を受けることなく、ウエーハの外周縁の位置を検出でき、ウエーハの外周縁全体の位置を誤りなく検出するという効果を奏する。 Laser processing method of the wafer with the chuck table of the present invention, the outer peripheral chuck table portion edge is positioned in the wafer is, has a light transmission region for transmitting light of the light emitter, emitting light emitter during imaging Therefore, the wafer appears dark on the imaging means, and the adhesive tape surrounding the wafer on the light transmission region appears white (brighter) due to the light from the light emitter. In this way, the captured image is obtained in a state where the light and darkness is clear and the liquid droplets and bubbles of the protective material close to transparency are invisible, so that the outer peripheral edge of the wafer is not affected by the droplets and bubbles. The position can be detected, and the entire position of the outer periphery of the wafer can be detected without error.
また、チャックテーブルの光透過領域以外の吸引領域を、通常用いられるポーラスセラミック等で形成するのが望ましい。この場合、チャックテーブルの外周に配設されたクランプ部を利用すれば、光透過領域に吸着機構を付与することなく、十分なウエーハの固定が実現できるため、光透過領域に例えば吸引用の溝を形成するなどの特別な加工をする必要がない。このために、吸引保持したウエーハが、光透過領域に形成された吸引用の溝の形状に沿って変形することがなく、レーザー加工に悪影響を与えることを抑制できる。 In addition, it is desirable to form the suction area other than the light transmission area of the chuck table with a commonly used porous ceramic or the like. In this case, if a clamp portion disposed on the outer periphery of the chuck table is used, a sufficient wafer can be fixed without providing a suction mechanism to the light transmission region. For example, a suction groove is provided in the light transmission region. There is no need to perform special processing such as forming a film. For this reason, the wafer held by suction does not deform along the shape of the groove for suction formed in the light transmission region, and it is possible to suppress adverse effects on laser processing.
さらに、光透過領域を構成する透明又は半透明部材に、レーザー光線の波長に対して透過性、分散性を有する材料を用いるのが望ましい。この場合、万が一、ウエーハの外周縁からはみ出た位置にレーザー光線を照射しても、保持面がレーザー光線により損傷したり溶融したりすることを防止できるという効果も奏する。 Furthermore, it is desirable to use a material having transparency and dispersibility for the wavelength of the laser beam for the transparent or translucent member constituting the light transmission region. In this case, even if the laser beam is irradiated to a position protruding from the outer peripheral edge of the wafer, the holding surface can be prevented from being damaged or melted by the laser beam.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the structures described below can be combined as appropriate. Various omissions, substitutions, or changes in the configuration can be made without departing from the scope of the present invention.
〔実施形態〕
図1は、実施形態に係るチャックテーブルを備えたレーザー加工装置の構成例を示す図である。図2は、実施形態に係るチャックテーブルの構成を示す斜視図である。図3は、図2中のIII−III線に沿うチャックテーブルの断面図である。図4は、実施形態に係るチャックテーブルを用いたレーザー加工方法のフローを示す図である。図5は、実施形態に係るチャックテーブルを用いたレーザー加工方法のウエーハ貼着ステップを示す斜視図である。図6は、実施形態に係るチャックテーブルを用いたレーザー加工方法の保護膜被覆ステップを示す斜視図である。図7は、実施形態に係るチャックテーブルを用いたレーザー加工方法の外周縁検出ステップを示す断面図である。図8は、実施形態に係るチャックテーブルを用いたレーザー加工方法の外周縁検出ステップを示す斜視図である。図9は、図8に示されたレーザー加工方法の外周縁検出ステップの要部を示す断面図である。図10は、実施形態に係るチャックテーブルを用いたレーザー加工方法の外周縁検出ステップで得た画像を示す図である。図11は、実施形態に係るチャックテーブルを用いたレーザー加工方法のレーザー加工溝形成ステップを示す斜視図である。図12は、比較例の得た画像を示す図である。
Embodiment
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a laser processing apparatus including a chuck table according to an embodiment. FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of the chuck table according to the embodiment. 3 is a cross-sectional view of the chuck table taken along line III-III in FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a flow of a laser processing method using the chuck table according to the embodiment. FIG. 5 is a perspective view showing the wafer attaching step of the laser processing method using the chuck table according to the embodiment. FIG. 6 is a perspective view showing a protective film coating step of the laser processing method using the chuck table according to the embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view showing an outer peripheral edge detecting step of the laser processing method using the chuck table according to the embodiment. FIG. 8 is a perspective view showing an outer periphery detection step of the laser processing method using the chuck table according to the embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the main part of the outer periphery detection step of the laser processing method shown in FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating an image obtained in the outer periphery detection step of the laser processing method using the chuck table according to the embodiment. FIG. 11 is a perspective view showing a laser processing groove forming step of the laser processing method using the chuck table according to the embodiment. FIG. 12 is a diagram illustrating an image obtained in the comparative example.
本実施形態に係るチャックテーブル10は、粘着テープTを介して環状フレームFに貼着されたウエーハWを、該粘着テープTを介して保持面11aで保持するものである。チャックテーブル10は、例えば、レーザー加工装置1を構成する。
The chuck table 10 according to the present embodiment holds the wafer W attached to the annular frame F via the adhesive tape T on the holding
レーザー加工装置1は、ウエーハWに一旦保護膜P(図7などに示す)を被覆した後、この保護膜Pが被覆されたウエーハWを保持したチャックテーブル10と、レーザー光線照射手段20とを相対移動させることで、ウエーハWにアブレーション加工を施して、ウエーハWにレーザー加工溝S(図11に示す)を形成するものである。 The laser processing apparatus 1 once coats the wafer W with a protective film P (shown in FIG. 7 and the like), and then holds the chuck table 10 holding the wafer W coated with the protective film P and the laser beam irradiation means 20 relative to each other. By moving, the wafer W is subjected to ablation processing to form a laser processing groove S (shown in FIG. 11) on the wafer W.
レーザー加工装置1は、図1に示すように、チャックテーブル10と、レーザー光線照射手段20と、撮像手段30と、制御手段40とを含んで構成されている。なお、レーザー加工装置1は、更に、レーザー加工前後のウエーハWを収容するカセットエレベータ50と、レーザー加工前後のウエーハWを一時的に載置する仮置き手段60と、レーザー加工前のウエーハWに保護膜Pを被覆しかつレーザー加工後のウエーハWから保護膜Pを除去する保護膜形成兼洗浄手段70と、を含んで構成されている。さらに、レーザー加工装置1は、チャックテーブル10とレーザー光線照射手段20とをX軸方向に相対移動させる図示しないX軸移動手段と、チャックテーブル10とレーザー光線照射手段20とをY軸方向に相対移動させる図示しないY軸移動手段と、チャックテーブル10とレーザー光線照射手段20とをZ軸方向に相対移動させる図示しないZ軸移動手段とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 1 includes a chuck table 10, a laser
カセットエレベータ50は、粘着テープTを介して環状フレームFに貼着されたウエーハWを複数枚収容するものである。カセットエレベータ50は、レーザー加工装置1の装置本体2にZ軸方向に昇降自在に設けられている。
The
仮置き手段60は、カセットエレベータ50からレーザー加工前のウエーハWを一枚取り出すとともに、レーザー加工後のウエーハWをカセットエレベータ50内に収容するものである。仮置き手段60は、レーザー加工前のウエーハWをカセットエレベータ50から取り出すとともにレーザー加工後のウエーハWをカセットエレベータ50内に挿入する搬出入手段61と、レーザー加工前後のウエーハWを一時的に載置する一対のレール62とを含んで構成されている。
The temporary placing means 60 takes out one wafer W before laser processing from the
保護膜形成兼洗浄手段70は、一対のレール62上のレーザー加工前のウエーハWが第1の搬送手段81により搬送されてきて、このレーザー加工前のウエーハWに保護膜Pを被覆するものである。また、保護膜形成兼洗浄手段70は、レーザー加工後のウエーハWが第2の搬送手段82により搬送されてきて、このレーザー加工後のウエーハWの保護膜Pを除去するものである。保護膜形成兼洗浄手段70は、図6に示すように、ウエーハWを保持する保持テーブル71と、保持テーブル71に保持されたウエーハWの表面WSに保護材料としての液状樹脂Jを塗布して保護膜Pを形成するノズル手段72と、図示しない洗浄ノズルとを含んで構成されている。
The protective film forming / cleaning means 70 is such that the wafer W before laser processing on the pair of
保持テーブル71には、第1の搬送手段81又は第2の搬送手段82により、粘着テープTを介してウエーハWが載置される。保持テーブル71は、載置されたウエーハWを図示しない吸引源により吸引することで保持する。また、保持テーブル71は、装置本体2にZ軸方向に昇降自在に設けられかつ図示しない基台駆動源により中心軸線(Z軸と平行である)回りに回転自在に設けられている。
The wafer W is placed on the holding table 71 via the adhesive tape T by the first conveying
ノズル手段72は、PVA、PEGやPEO(ポリ・エチレン・オキサイド)等の水溶性樹脂を含んだ液状樹脂Jに図示しない空気供給源から供給される空気を混合させる。そして、ノズル手段72は、空気が混合された液状樹脂Jを保持テーブル71に保持されたレーザー加工前のウエーハWの表面WSに向けて上空から霧状に噴出させるものである。ノズル手段72は、空気が混合された液状樹脂Jを噴射するノズル73を複数備えている。複数のノズル73は、保持テーブル71に保持されるウエーハWの径方向と平行に並べられている。また、ノズル手段72は、図示しない水平方向移動手段により、保持テーブル71の上方を水平方向に移動される。洗浄ノズルは、保持テーブル71に保持されたレーザー加工後のウエーハWの表面WSに向けて洗浄水を噴出して、保護膜Pを除去するものである。なお、保護膜P及び保護膜Pを構成する前述した液状樹脂Jは、透明又は半透明であり、光を透過する。
The nozzle means 72 mixes air supplied from an air supply source (not shown) with a liquid resin J containing a water-soluble resin such as PVA, PEG, or PEO (polyethylene oxide). The nozzle means 72 ejects the liquid resin J mixed with air in a mist form from the sky toward the surface WS of the wafer W before laser processing held by the holding table 71. The nozzle means 72 includes a plurality of
なお、レーザー加工前のウエーハWは、ノズル手段72により保護膜Pが被覆されて、第2の搬送手段82によりチャックテーブル10上に載置される。また、レーザー加工後のウエーハWは、洗浄ノズルにより保護膜Pが除去されて、第1の搬送手段81により仮置き手段60のレール62上に載置される。
The wafer W before laser processing is covered with the protective film P by the nozzle means 72 and placed on the chuck table 10 by the second transport means 82. Further, the wafer W after laser processing is placed on the
レーザー光線照射手段20は、レーザー光線を保護膜P側からウエーハWの表面WSに照射し、チャックテーブル10に保持されたウエーハWにレーザー加工溝Sを形成するものである。レーザー光線照射手段20は、チャックテーブル10に保持されたウエーハWに対して、Y軸移動手段によりY軸方向に移動自在に設けられかつZ軸移動手段によりZ軸方向に移動自在に設けられている。レーザー光線照射手段20は、図示しないレーザー光線発振手段と、レーザー光線発振手段により発振されたレーザー光線をウエーハWの表面WSに照射する図示しない集光器とを含んで構成されている。レーザー光線発振手段は、ウエーハWの種類、加工形態などに応じて適宜選択することができ、例えば、YAGレーザー発振器やYVOレーザー発振器などを用いることができる。集光器は、レーザー光線発振手段により発振されたレーザー光線の進行方向を変更する全反射ミラーやレーザー光線を集光する集光レンズなどを含んで構成される。 The laser beam irradiating means 20 irradiates the surface WS of the wafer W with a laser beam from the protective film P side to form a laser processing groove S on the wafer W held on the chuck table 10. The laser beam irradiation means 20 is provided so as to be movable in the Y-axis direction by the Y-axis movement means and movable in the Z-axis direction by the Z-axis movement means with respect to the wafer W held on the chuck table 10. . The laser beam application means 20 includes a laser beam oscillation means (not shown) and a condenser (not shown) that irradiates the surface WS of the wafer W with the laser beam oscillated by the laser beam oscillation means. The laser beam oscillation means can be appropriately selected according to the type of wafer W, the processing form, etc. For example, a YAG laser oscillator, a YVO laser oscillator, or the like can be used. The condenser includes a total reflection mirror that changes the traveling direction of the laser beam oscillated by the laser beam oscillation means, a condenser lens that collects the laser beam, and the like.
撮像手段30は、チャックテーブル10に保持されたウエーハWの表面WSを撮像するものである。撮像手段30は、チャックテーブル10に保持されたウエーハWに対して、Y軸移動手段によりレーザー光線照射手段20と一体にY軸方向に移動自在に設けられかつZ軸移動手段50によりレーザー光線照射手段20と一体にZ軸方向に移動自在に設けられている。撮像手段30は、図示しないCCDカメラを備えている。CCDカメラは、チャックテーブル10に保持されたウエーハWの外周縁Eの一部とチャックテーブル10の保持面11aの一部とを撮像して、画像G(図10に示す)を得る装置である。撮像手段30は、CCDカメラが得た画像Gの情報を制御手段40に出力する。
The imaging means 30 images the surface WS of the wafer W held on the chuck table 10. The
チャックテーブル10は、保護膜Pが形成されたレーザー加工前のウエーハWが第2の搬送手段82により載置されて、当該ウエーハWを保持するものである。チャックテーブル10は、図2及び図3に示すように、粘着テープTを介してウエーハWを保持する保持面11aを上面に有する保持部材11と、吸引源12(図3に示す)に連通する吸引路13(図3に示す)と、保持部材11の下方に配設された発光体としてのLED14と、保持部材11及びLED14を取り付けたテーブルフレーム15とを備えている。
The chuck table 10 holds the wafer W on which the wafer W before the laser processing on which the protective film P is formed is placed by the second conveying
保持部材11は、図2及び図3に示すように、表面16aがポーラスセラミック等から形成された円盤形状の吸引領域16と、吸引領域16を囲繞する光透過領域17とを含んで構成されている。吸引領域16は、表面16aにウエーハWが載置され、かつ吸引路13を介して吸引源12と接続されて、吸引路13からの負圧によって表面16aに載置するウエーハWを吸引保持する。光透過領域17は、光を透過可能な透明又は半透明部材からなり、ウエーハWの直径に比較して外径が大きくかつウエーハWの直径に比較して内径が小さい円環状(環状)に形成されている。本実施形態では、光透過領域17を構成する光を透過可能な透明又は半透明部材は、レーザー光線照射手段20が照射するレーザー光線の波長に対して透過性、分散性を有する材料である。光透過領域17は、表面17aにウエーハWの外周縁Eが載置される。吸引領域16の表面16aと、光透過領域17の表面17aとは、同一平面上に配設され、保持部材11の保持面11aを構成している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the holding
保持部材11の吸引領域16に接続した吸引路13は、テーブルフレーム15及びテーブル移動基台3内などに形成された通路である。LED14は、保持部材11の光透過領域17の下方に配設されている。LED14は、発光することで、光透過領域17を光輝させる。
The
なお、チャックテーブル10は、テーブルフレーム15が装置本体2に設けられたテーブル移動基台3に着脱可能である。なお、テーブル移動基台3は、X軸移動手段によりX軸方向に移動自在に設けられかつ図示しない基台駆動源により中心軸線(Z軸と平行である)回りに回転自在に設けられている。また、チャックテーブル10の周囲には、クランプ部18が設けられており、クランプ部18が図示しないエアーアクチュエータにより駆動することで、ウエーハWの周囲の環状フレームFが挟時される。
The chuck table 10 can be attached to and detached from the
ここで、ウエーハWは、レーザー加工装置1によりレーザー加工される加工対象であり、本実施形態ではシリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハWは、図5(a)及び図5(b)に示すように、表面WSに複数のデバイスDが分割予定ラインとしての第1及び第2のストリートW1,W2によって区画されている。なお、第1のストリートW1と第2のストリートW2は、それぞれ複数設けられ、互いに交差(本実施形態では直交)している。このために、デバイスDは、表面WSの第1及び第2のストリートW1,W2によって区画された領域に形成されている。ウエーハWは、図5(a)及び図5(b)に示すように、デバイスDが複数形成されている表面WSの反対側の裏面が粘着テープTに貼着され、ウエーハWに貼着された粘着テープTに環状フレームFが貼着されることで、環状フレームFに固定される。また、ウエーハWの表面WSには、層間絶縁膜材料としてLow−k材料(主に、ポーラス材料)で構成された図示しない所謂Low−k膜が形成されている。なお、粘着テープTは、透明又は半透明であり、光を透過する。 Here, the wafer W is a processing target to be laser processed by the laser processing apparatus 1, and in this embodiment, is a disk-shaped semiconductor wafer or optical device wafer having a base material of silicon, sapphire, gallium or the like. In the wafer W, as shown in FIGS. 5A and 5B, a plurality of devices D are partitioned on the surface WS by first and second streets W1 and W2 as division planned lines. A plurality of first streets W1 and second streets W2 are provided and intersect each other (orthogonal in the present embodiment). For this purpose, the device D is formed in a region defined by the first and second streets W1 and W2 of the surface WS. As shown in FIGS. 5A and 5B, the wafer W has a back surface opposite to the front surface WS on which a plurality of devices D are formed, and is adhered to the adhesive tape T and is adhered to the wafer W. The annular frame F is affixed to the adhesive tape T to be fixed to the annular frame F. On the surface WS of the wafer W, a so-called low-k film (not shown) made of a low-k material (mainly a porous material) is formed as an interlayer insulating film material. The adhesive tape T is transparent or translucent and transmits light.
制御手段40は、レーザー加工装置1及びチャックテーブル10を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御するものである。制御手段40は、ウエーハWに対する加工動作をレーザー加工装置1に行わせるものである。また、制御手段40は、ウエーハWに対する加工動作をレーザー加工装置1に行わせる際、撮像手段30がウエーハWの外周縁Eの一部を撮像して得た画像GからウエーハWの外周縁E全体のチャックテーブル10上の位置を検出するものでもある。なお、制御手段40は、例えばCPU等で構成された演算処理装置やROM、RAM等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、加工動作の状態を表示する表示手段83や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない操作手段と接続されている。
The control means 40 controls the above-described components constituting the laser processing apparatus 1 and the chuck table 10 respectively. The control means 40 causes the laser processing apparatus 1 to perform a processing operation on the wafer W. Further, when the
次に、本実施形態に係るレーザー加工装置1即ちチャックテーブル10を用いたウエーハWのレーザー加工方法について説明する。まず、図4中のステップST1において、図5(a)に示すように、デバイスDが形成された表面WSを上面にし、図5(b)に示すように、ウエーハWを環状フレームFに粘着テープTを介して貼着する。そして、環状フレームFに粘着テープTを介して貼着されたウエーハWをカセットエレベータ50内に収容する。なお、ステップST1は、ウエーハ貼着ステップをなしている。
Next, a laser processing method for the wafer W using the laser processing apparatus 1, that is, the chuck table 10 according to the present embodiment will be described. First, in step ST1 in FIG. 4, as shown in FIG. 5 (a), the surface WS on which the device D is formed is the upper surface, and the wafer W is adhered to the annular frame F as shown in FIG. 5 (b). Adhere via tape T. Then, the wafer W adhered to the annular frame F via the adhesive tape T is accommodated in the
そして、ステップST2に進み、オペレータが加工内容情報を制御手段40に登録し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、レーザー加工装置1が加工動作を開始する。加工動作において、制御手段40が、レーザー加工前のウエーハWを搬出入手段61によりカセットエレベータ50から仮置き手段60まで搬出し、仮置き手段60の一対のレール62上に載置した後、第1の搬送手段81により保護膜形成兼洗浄手段70の保持テーブル71まで搬送し、保持テーブル71に保持させる。そして、制御手段40が、保持テーブル71を降下した後、ノズル73から空気と混合された液状樹脂Jをノズル手段72から噴出させて、図6に示すように、保持テーブル71に保持されたウエーハWの上方を移動させる。そして、ノズル73から下方のウエーハWの表面WSに向けて液状樹脂Jを霧状に噴出させ、ウエーハWの表面WSに付着した液状樹脂Jが硬化することで、ウエーハWの表面WSに液状樹脂Jで構成された保護膜Pを被覆する。このように、ステップST2では、ステップST1を実施した後に、ウエーハWの表面WSに液状樹脂Jを塗布して保護膜Pを形成する。なお、ステップST2は、保護膜被覆ステップをなしている。保護膜Pの被覆が終了すると、制御手段40が、保持テーブル71を上昇させ、第2の搬送手段82に保持テーブル71から保護膜Pが被覆されたウエーハWをチャックテーブル10まで搬送させ、図7に示すように、チャックテーブル10に保持させて、ステップST3に進む。
Then, the process proceeds to step ST2, where the operator registers the processing content information in the control means 40, and the laser processing apparatus 1 starts the processing operation when there is an instruction to start the processing operation from the operator. In the processing operation, after the control means 40 unloads the wafer W before laser processing from the
次に、制御手段40は、X軸移動手段によりチャックテーブル10を移動して、図8及び図9に示すように、撮像手段30の下方にチャックテーブル10に保持されたウエーハWの外周縁Eの一部及びチャックテーブル10の一部を位置付ける。そして、制御手段40は、チャックテーブル10のLED14を発光させながら、撮像手段30にウエーハWの外周縁Eの一部及びチャックテーブル10の一部を撮像させる。すると、ウエーハWがLED14からの光を透過せず、光透過領域17及び保護膜PがLED14からの光を透過するとともに、光透過領域17の内外径が前述した寸法に形成されて、ウエーハWの外周縁Eがチャックテーブル10の光透過領域17上に位置付けられている。このために、撮像手段30が得た画像Gでは、図10に示すように、ウエーハWを示す部分B1(図10中に黒で示す)の光の輝度値が非常に低く、光透過領域17を示す部分B2(図10中に白で示す)の光の輝度値が非常に高くなっている。
Next, the control means 40 moves the chuck table 10 by the X-axis moving means, and as shown in FIGS. 8 and 9, the outer peripheral edge E of the wafer W held by the chuck table 10 below the imaging means 30. And a part of the chuck table 10 are positioned. Then, the
そして、制御手段40は、ウエーハWを示す部分B1と光透過領域17を示す部分B2の光の輝度値の差(コントラスト)の非常に大きな画像Gから、ウエーハWの外周縁Eを検出(抽出)する。そして、制御手段40は、ウエーハWの外周縁Eの少なくとも任意の3点を選択し、選択した3点の座標(位置)からチャックテーブル10におけるウエーハWの中心の座標即ち中心位置を算出する。制御手段40は、中心位置などからチャックテーブル10上におけるウエーハWの外周縁E全体の位置(ウエーハWの外周縁E全体のチャックテーブル10に対する相対位置)を検出する。 Then, the control means 40 detects (extracts) the outer peripheral edge E of the wafer W from the image G having a very large difference (contrast) in the luminance value of light between the portion B1 indicating the wafer W and the portion B2 indicating the light transmission region 17. ) The control means 40 selects at least three arbitrary points on the outer peripheral edge E of the wafer W, and calculates the coordinates of the center of the wafer W on the chuck table 10, that is, the center position, from the coordinates (positions) of the selected three points. The control means 40 detects the position of the entire outer peripheral edge E of the wafer W on the chuck table 10 (relative position of the entire outer peripheral edge E of the wafer W with respect to the chuck table 10) from the center position or the like.
このように、ステップST3では、ステップST2を実施した後に、ウエーハWの外周縁Eをチャックテーブル10の光透過領域17上に位置付けて、LED14を発光させてウエーハWを撮像する。そして、ステップST3では、粘着テープTを介してチャックテーブル10に載置したウエーハWを、撮像手段30を用いて撮像し、ウエーハWの外周縁E全体を検出する。なお、ステップST3は、外周縁検出ステップをなしている。ウエーハWの外周縁Eの検出が終了すると、ステップST4に進む。
As described above, in step ST3, after performing step ST2, the outer peripheral edge E of the wafer W is positioned on the
次に、制御手段40は、ステップST3で検出したウエーハWの外周縁E全体の位置などに基づいて、X軸移動手段によりチャックテーブル10を移動させ、基台駆動源によりチャックテーブル10を中心軸線回りに回転させ、Y軸移動手段及びZ軸移動手段によりレーザー光線照射手段20を移動させて、所定のストリートW1,W2の一端を集光器の直下に位置付ける。制御手段40は、レーザー光線照射手段20の集光器からレーザー光線を照射しつつX軸移動手段によりウエーハWを保持したチャックテーブル10を所定のストリートW1,W2に沿って所定の加工速度で移動させる。
Next, the control means 40 moves the chuck table 10 by the X-axis moving means based on the position of the entire outer peripheral edge E of the wafer W detected in step ST3, and moves the chuck table 10 to the central axis by the base drive source. The laser beam irradiating means 20 is moved by the Y-axis moving means and the Z-axis moving means to position one end of the predetermined streets W1 and W2 directly below the condenser. The
すると、レーザー光線が照射された所定のストリートW1,W2には、ウエーハW及び保護膜Pの一部が昇華して、図11に示すように、レーザー加工溝Sが形成される。所定のストリートW1,W2の他端が集光器の直下に達したら、レーザー光線照射手段20からの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10即ちウエーハWの移動を停止する。制御手段40は、前述したように、順にストリートW1,W2にレーザー光線を照射して、これらのストリートW1,W2にレーザー加工溝Sを形成して、ウエーハWの全てのストリートW1,W2にレーザー加工溝Sを形成する。このように、ステップST4では、ステップST3を実施後、ウエーハWのストリートW1,W2に沿って保護膜P側からレーザー光線をウエーハWの表面WSに照射し、ウエーハWにレーザー加工溝Sを形成する。なお、ステップST4は、レーザー加工溝形成ステップをなしている。 Then, on the predetermined streets W1 and W2 irradiated with the laser beam, the wafer W and a part of the protective film P are sublimated to form a laser processing groove S as shown in FIG. When the other ends of the predetermined streets W1 and W2 reach just below the condenser, the irradiation of the laser beam from the laser beam irradiation means 20 is stopped and the movement of the chuck table 10, that is, the wafer W is stopped. As described above, the control means 40 sequentially irradiates the streets W1 and W2 with laser beams to form the laser processing grooves S on the streets W1 and W2, and performs laser processing on all the streets W1 and W2 of the wafer W. A groove S is formed. As described above, in step ST4, after performing step ST3, the laser beam is irradiated onto the surface WS of the wafer W from the protective film P side along the streets W1 and W2 of the wafer W, and the laser processing groove S is formed in the wafer W. . Note that step ST4 is a laser processing groove forming step.
全てのストリートW1,W2にレーザー加工溝Sが形成されると、制御手段40は、X軸駆動手段によりチャックテーブル10を保護膜形成兼洗浄手段70の近傍まで移動させ、第2の搬送手段82にチャックテーブル10上のレーザー加工が施されたウエーハWを保護膜形成兼洗浄手段70の保持テーブル71上に載置させ、保持テーブル71に保持させる。そして、制御手段40は、保持テーブル71を下降させた後、保持テーブル71を中心軸線回りに回転させながら、洗浄ノズルから洗浄水を保持テーブル71上のウエーハWに噴出させる。すると、保護膜Pが水溶性樹脂で構成されているので、洗浄水及び遠心力により、保護膜Pがレーザー加工の際に付着したデブリとともにウエーハWの表面WSから除去される(洗い流される)。保護膜Pの除去が終了すると、制御手段40は、保持テーブル71の中心軸線回りの回転及び洗浄ノズルからの洗浄水の噴出を停止した後、保持テーブル71を上昇させて、第1の搬送手段81により仮置き手段60まで搬送する。制御手段40は、レーザー加工などが施されたウエーハWを搬出入手段61により仮置き手段60からカセットエレベータ50内に搬入する。
When the laser processing grooves S are formed in all the streets W1 and W2, the control means 40 moves the chuck table 10 to the vicinity of the protective film forming and cleaning means 70 by the X-axis driving means, and the second conveying
以上のように、本実施形態に係るチャックテーブル10及びチャックテーブル10を用いたレーザー加工方法によれば、ウエーハWの外周縁Eが位置付けられる(載置される)部分が、LED14の光を透過する光透過領域17となっており、撮像時にはLED14を発光させるため、撮像手段30にウエーハWが暗く映り、光透過領域17上のウエーハWを囲繞する粘着テープTがLED14からの光の影響により白く(明るく)映る。このように、本実施形態では、ウエーハWを示す部分B1と光透過領域17を示す部分B2の明暗が比較例(図12に示す)よりも鮮明になり、透明に近い液状樹脂Jの液滴や気泡B(図10中に点線で示す)が殆ど見えなくなった画像Gが得られる。このために、液滴や気泡Bの影響を受けることなく、ウエーハWの外周縁Eの位置を検出でき、ウエーハWの外周縁E全体の位置を誤りなく検出することができる。
As described above, according to the chuck table 10 and the laser processing method using the chuck table 10 according to the present embodiment, the portion where the outer peripheral edge E of the wafer W is positioned (placed) transmits the light of the
なお、図12に示す比較例は、光透過領域17及びLED14が設けられていない従来のチャックテーブルに保持されたウエーハWなどを撮像して得た画像Gaである。比較例では、光透過領域17及びLED14が設けられていないために、ウエーハWを示す部分B1の光の輝度値とチャックテーブル10の保持面11aを示す部分B2の光の輝度値の差が図10に示された実施形態よりも遥かに小さくなって、液滴及び気泡Bを示す部分の光の輝度値がウエーハWを示す部分B1の光の輝度値とチャックテーブル10の保持面11aを示す部分B2の光の輝度値の双方と近い値となっている。
The comparative example shown in FIG. 12 is an image Ga obtained by imaging a wafer W or the like held on a conventional chuck table in which the
また、チャックテーブル10の光透過領域17以外の吸引領域16が、通常用いられるポーラスセラミック等から形成されているので、チャックテーブル10の外周に配設されたクランプ部18を利用すれば、光透過領域17に吸着機構を付与することなく、十分なウエーハWの固定が実現できるため、光透過領域17に例えば吸引用の溝を形成するなどの特別な加工をする必要がない。このために、吸引用の溝を形成する際に生じる、保持したウエーハWに吸引用の溝の形状が反映されることがなく、レーザー加工などに悪影響を与えることを抑制できる。
Further, since the
さらに、光透過領域17を構成する透明又は半透明部材に、レーザー光線の波長に対して透過性、分散性を有する材料を用いられている。このために、万が一、ウエーハWの外周縁Eからはみ出た位置にレーザー光線を照射しても、保持面11aがレーザー光線により損傷したり溶融したりすることを防止できる。
Further, a material having transparency and dispersibility with respect to the wavelength of the laser beam is used for the transparent or translucent member constituting the
前述した実施形態では、保護膜Pを一旦被覆した後、レーザー加工を施しているが、本発明は、これに限定されることなく、必ずしも保護膜Pを一旦被覆しなくても良い。また、本実施形態では、撮像手段30が得た画像Gに所定の閾値により2値化処理を施した後に、外周縁Eを検出(抽出)するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the protective film P is once coated and then laser processing is performed. However, the present invention is not limited to this, and the protective film P may not necessarily be once coated. In the present embodiment, the outer peripheral edge E may be detected (extracted) after the image G obtained by the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。即ち、保持手段と回転手段と磁場変更手段は、実施形態に記載された構成及び配置に限定されることなく、種々の構成及び配置にしても良い。 The present invention is not limited to the above embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. That is, the holding unit, the rotating unit, and the magnetic field changing unit are not limited to the configurations and arrangements described in the embodiments, and may be various configurations and arrangements.
10 チャックテーブル
11 保持部材
11a 保持面
12 吸引源
13 吸引路
14 LED(発光体)
16 吸引領域
17 光透過領域
30 撮像手段
D デバイス
E 外周縁
F 環状フレーム
J 液状樹脂(保護材料)
P 保護膜
S レーザー加工溝
T 粘着テープ
W ウエーハ
W1 第1のストリート(分割予定ライン)
W2 第2のストリート(分割予定ライン)
WS 表面
ST1 ウエーハ貼着ステップ
ST2 保護膜被覆ステップ
ST3 外周縁検出ステップ
ST4 レーザー加工溝形成ステップ
DESCRIPTION OF
16
P Protective film S Laser processing groove T Adhesive tape W Wafer W1 First street (scheduled division line)
W2 2nd street (division planned line)
WS surface ST1 Wafer sticking step ST2 Protective film coating step ST3 Outer edge detection step ST4 Laser processing groove forming step
Claims (1)
該チャックテーブルは、吸引源に連通する吸引路と、該保持面を上面に有する保持部材と、該保持部材の下方に配設された発光体と、を備え、
該保持部材は、該吸引路からの負圧によって載置する該ウエーハを吸引保持する吸引領域と、該吸引領域を囲繞する透明又は半透明部材からなる光透過領域と、からなり、
該発光体は、該光透過領域の下方に配設され、
該光透過領域は、該ウエーハの直径に比較して外径が大きく、該ウエーハの直径に比較して内径が小さい環状に形成されており、
複数の分割予定ラインによって区画された領域にデバイスが形成された表面を上面にして該ウエーハを環状フレームに該貼着テープを介して貼着するウエーハ貼着ステップと、
該ウエーハ貼着ステップを実施した後に、該ウエーハの該表面に保護材料を塗布して保護膜を形成する保護膜被覆ステップと、
該保護膜被覆ステップを実施した後に、該貼着テープを介して該チャックテーブルに載置した該ウエーハを、撮像手段を用いて撮像し、該ウエーハの外周縁を検出する外周縁検出ステップと、
該外周縁検出ステップを実施後、該ウエーハの分割予定ラインに沿って該保護膜側からレーザー光線を該ウエーハの該表面に照射し、該ウエーハにレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップと、を含み、
該外周縁検出ステップでは、該ウエーハの外周縁を該チャックテーブルの前記光透過領域上に位置付け、前記発光体を発光させて該ウエーハを撮像することを特徴とするチャックテーブルを用いたウエーハのレーザー加工方法。 A wafer laser processing method using a chuck table that holds a wafer that is attached to an annular frame via an adhesive tape and that has a plurality of devices partitioned by a line to be divided on the surface by a holding surface via the adhesive tape. There,
The chuck table includes a suction path communicating with a suction source, a holding member having the holding surface on an upper surface, and a light emitter disposed below the holding member,
The holding member includes a suction area for sucking and holding the wafer placed by negative pressure from the suction path, and a light transmission area made of a transparent or translucent member surrounding the suction area.
The light emitter is disposed below the light transmission region,
The light transmission region is formed in an annular shape having a large outer diameter compared to the diameter of the wafer and a small inner diameter compared to the diameter of the wafer,
A wafer adhering step of adhering the wafer to the annular frame via the adhering tape with the surface on which the device is formed in an area defined by a plurality of division lines as an upper surface;
A protective film coating step of forming a protective film by applying a protective material to the surface of the wafer after performing the wafer attaching step;
After performing the protective film coating step, an image of the wafer placed on the chuck table via the adhesive tape is imaged using an imaging means, and an outer periphery detection step for detecting the outer periphery of the wafer;
A laser processing groove forming step for irradiating the surface of the wafer with a laser beam from the side of the protective film along the planned dividing line of the wafer and forming a laser processing groove on the wafer; Including
In the outer periphery detection step, the wafer outer periphery using the chuck table is characterized in that the outer periphery of the wafer is positioned on the light transmission region of the chuck table, and the wafer is imaged by emitting the light emitter. Processing method.
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