JP6438304B2 - Wafer processing method - Google Patents
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Description
本発明は、表面に複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿ってレーザー加工を施すウエーハの加工方法に関する。 The present invention relates to a wafer processing method in which laser processing is performed on a wafer in which devices are formed in a plurality of regions partitioned on a surface by a plurality of division lines.
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形成された複数の分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。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デバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are defined by a plurality of division lines formed in a lattice shape on the surface of a substantially wafer-shaped semiconductor wafer, and ICs, LSIs, etc. are defined in the partitioned regions. Form the device. Then, by cutting the semiconductor wafer along the planned dividing line, the region where the device is formed is divided to manufacture individual devices.
近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップの処理能力を向上するために、シリコン等の基板の表面にＳｉＯ２、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が積層された機能層によって半導体デバイスを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。 Recently, in order to improve the processing capability of semiconductor chips such as IC and LSI, the surface of a substrate such as silicon is made of an inorganic film such as SiO2, SiOF or BSG (SiOB), polyimide or parylene. A semiconductor wafer having a form in which a semiconductor device is formed by a functional layer in which a low dielectric constant insulator film (Low-k film) made of an organic film as a polymer film is laminated has been put into practical use.
このような半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った分割は、通常、ダイサーと呼ば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、被加工物である半導体ウエーハ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半導体ウエーハ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移動手段とを具備している。切削手段は、高速回転せしめられる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固定して形成されている。 Such a division of the semiconductor wafer along the division line is usually performed by a cutting device called a dicer. This cutting apparatus includes a chuck table for holding a semiconductor wafer as a workpiece, a cutting means for cutting the semiconductor wafer held on the chuck table, and a movement for relatively moving the chuck table and the cutting means. Means. The cutting means includes a rotating spindle that is rotated at a high speed and a cutting blade attached to the spindle. 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 formed by fixing diamond abrasive grains having a grain size of about 3 μm, for example, by electroforming. ing.
しかるに、上述したＬｏｗ−ｋ膜は、切削ブレードによって切削することが困難である。即ち、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように非常に脆いことから、切削ブレードにより分割予定ラインに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離が回路にまで達しデバイスに致命的な損傷を与えるという問題がある。 However, the Low-k film described above is difficult to cut with a cutting blade. In other words, the low-k film is very brittle like mica, so when the cutting blade is cut along the planned dividing line, the low-k film is peeled off, and this peeling reaches the circuit, resulting in fatal damage to the device. There is a problem of giving.
上記問題を解消するために、半導体ウエーハに形成された分割予定ラインに沿って機能層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成して機能層を分断し、このレーザー加工溝に切削ブレードを位置付けて切削ブレードと半導体ウエーハを相対移動することにより、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断するウエーハの分割方法が下記特許文献１に開示されている。 In order to solve the above problem, the laser is irradiated along the planned division line by performing ablation processing by irradiating the functional layer with a laser beam having an absorptive wavelength along the planned division line formed on the semiconductor wafer. There is a wafer dividing method for cutting a semiconductor wafer along a planned dividing line by forming a processing groove to divide the functional layer, positioning a cutting blade in the laser processing groove, and moving the cutting blade and the semiconductor wafer relative to each other. It is disclosed in the following Patent Document 1.
而して、アブレーション加工によって半導体ウエーハを構成する機能層に形成された分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成すると、レーザー加工溝の両側に低誘電率絶縁体が溶融し再固化したバリが起立して形成され個々のデバイスの外周に残存してデバイスの品質を低下させるという問題がある。 Thus, when the laser processed groove is formed along the planned dividing line formed in the functional layer constituting the semiconductor wafer by ablation processing, the low dielectric constant insulator is melted and resolidified on both sides of the laser processed groove. There is a problem that it is formed upright and remains on the outer periphery of each device to deteriorate the quality of the device.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、アブレーション加工によって形成されたレーザー加工溝の両側に形成されるバリを効果的に除去することができるウエーハの加工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and its main technical problem is to provide a wafer processing method capable of effectively removing burrs formed on both sides of laser processing grooves formed by ablation processing. Is to provide.
上記主たる技術的課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に絶縁膜と回路が形成された機能膜が積層された機能層が形成され、複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの加工方法であって、
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該ウエーハの表面の分割予定ラインに沿って照射してアブレーション加工を施すことにより、ウエーハを完全に分割せず該基板の表面と該機能層に対してレーザー加工溝を形成するアブレーション加工工程と、
該アブレーション加工工程が実施されレーザー加工溝が形成された分割予定ラインを、圧力気体によって水を加圧しミストを噴射するミスト噴射ノズルの直下に位置付けて、ウエーハを分割する前に、該ミスト噴射ノズルから該ミストを噴射することにより、該機能層が溶融再固化することにより形成されたレーザー加工溝の両側に起立するバリを除去するバリ除去工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
In order to solve the main technical problem, according to the present invention, a functional layer in which a functional film in which an insulating film and a circuit are formed is stacked is formed on the surface of a substrate, and a plurality of sections partitioned by a plurality of division lines. A method of processing a wafer in which a device is formed in the area of
Irradiation is performed by irradiating a laser beam having a wavelength that absorbs the wafer along the division line on the surface of the wafer, so that the wafer is not completely divided and the surface of the substrate and the functional layer are not divided. and ablation step of forming a laser processed groove Te,
The dividing lines laser processed groove the ablation process is performed is formed, before the positioned directly below the mist injection nozzle for injecting the pressurized mist of water by the pressure gas, dividing the wafer, the mist spraying A burring removal step of removing burrs standing on both sides of the laser processing groove formed by melting and resolidifying the functional layer by spraying the mist from a nozzle , and
A method for processing a wafer is provided.
上記アブレーション加工工程を実施する前に、ウエーハの表面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施することが望ましい。 Before performing the ablation processing step, it is desirable to perform a protective film forming step of forming a protective film by coating the surface of the wafer with a water-soluble resin.
本発明によるウエーハの加工方法は、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該ウエーハの表面の分割予定ラインに沿って照射してアブレーション加工を施すことにより、ウエーハを完全に分割せず該基板の表面と該機能層に対してレーザー加工溝を形成するアブレーション加工工程と、該アブレーション加工工程が実施されレーザー加工溝が形成された分割予定ラインを、圧力気体によって水を加圧しミストを噴射するミスト噴射ノズルの直下に位置付けて、ウエーハを分割する前に、該ミスト噴射ノズルから該ミストを噴射することにより、該機能層が溶融再固化することにより形成されたレーザー加工溝の両側に起立して形成されているバリを効果的に除去することができる。 The wafer processing method according to the present invention includes ablation processing by irradiating a laser beam having a wavelength that is absorptive to a wafer along a division line on the surface of the wafer, so that the wafer is not completely divided. and ablation step of forming a laser processed groove to the surface and the functional layer of the substrate, the dividing lines laser processed groove the ablation process is performed is formed, the pressurized mist of water by pressurized gas It is positioned directly below the mist injection nozzle to be injected, and before dividing the wafer, the mist is injected from the mist injection nozzle, so that the functional layer is melted and re-solidified on both sides of the laser processing groove. The burrs formed upright can be effectively removed.
以下、本発明によるウエーハの加工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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a wafer processing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図１の(a)および(b)には、本発明によるウエーハの加工方法によって加工される半導体ウエーハの斜視図および要部拡大断面図が示されている。図１の(a)および(b)に示す半導体ウエーハ２は、シリコン等の基板２０の表面２０aに絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された機能層２１が形成されており、この機能層２１に格子状に形成された複数の分割予定ライン２２によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２３が形成されている。なお、図示の実施形態においては、機能層２１を形成する絶縁膜は、ＳｉＯ２膜または、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなっており、厚みが１０μmに設定されている。 FIGS. 1A and 1B are a perspective view and an enlarged cross-sectional view of a main part of a semiconductor wafer processed by the wafer processing method according to the present invention. In the semiconductor wafer 2 shown in FIGS. 1A and 1B, a functional layer 21 in which a functional film for forming an insulating film and a circuit is laminated is formed on a surface 20a of a substrate 20 such as silicon. Devices 23 such as ICs and LSIs are formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of division lines 22 formed in a lattice shape on the layer 21. In the illustrated embodiment, the insulating film that forms the functional layer 21 is an SiO 2 film, an inorganic film such as SiOF or BSG (SiOB), or an organic film that is a polymer film such as polyimide or parylene. It consists of a low dielectric constant insulator film (Low-k film) made of a film, and the thickness is set to 10 μm.
上述した半導体ウエーハ２の分割予定ライン２２に沿ってアブレーション加工するためには、先ず、半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面にダイシングテープを貼着し該ダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図２に示すように、環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープTの表面に半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０bを貼着する。従って、ダイシングテープTの表面に貼着された半導体ウエーハ２は、機能層２１の表面２１aが上側となる。 In order to perform the ablation processing along the division line 22 of the semiconductor wafer 2 described above, first, a dicing tape is attached to the back surface of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2, and the outer peripheral portion of the dicing tape is formed by an annular frame. A wafer support process is performed. That is, as shown in FIG. 2, the back surface 20 b of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 is attached to the surface of the dicing tape T on which the outer peripheral portion is mounted so as to cover the inner opening of the annular frame F. Therefore, in the semiconductor wafer 2 adhered to the surface of the dicing tape T, the surface 21a of the functional layer 21 is on the upper side.
次に、ウエーハの表面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施する。この保護膜形成工程は、図３の(a)に示す保護膜被覆装置３を用いて実施する。即ち、保護膜被覆装置３のスピンナーテーブル３１上に上記半導体ウエーハ２をダイシングテープTを介して載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、スピンナーテーブル３１上にダイシングテープTを介して半導体ウエーハ２を吸引保持する。従って、スピンナーテーブル３１上にダイシングテープTを介して保持された半導体ウエーハ２は、機能層２１の表面２１aが上側となる。なお、環状のフレームFは、スピンナーテーブル３１に配設された図示しないクランプによって固定される。そして、スピンナーテーブル３１の上方に配設された樹脂液供給手段３２の樹脂供給ノズル３２１から半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１a(加工面)における中央部に所定量の水溶性液状樹脂３０を滴下する。水溶性液状樹脂としては、例えばPVA(Poly Vinyl Alcohol)、ＰＥＧ（Poly Ethylene Glycol）、PEO(Poly Ethylene Oxide)を用いることができる。なお、水溶性液状樹脂３０の供給量は、例えば直径が２００mmのウエーハの場合、１０〜２０ミリリットル(ml)程度でよい。 Next, a protective film forming step is performed in which a water-soluble resin is coated on the surface of the wafer to form a protective film. This protective film forming step is performed using a protective film coating apparatus 3 shown in FIG. That is, the semiconductor wafer 2 is placed on the spinner table 31 of the protective film coating apparatus 3 via the dicing tape T. Then, the semiconductor wafer 2 is sucked and held on the spinner table 31 via the dicing tape T by operating a suction means (not shown). Therefore, in the semiconductor wafer 2 held on the spinner table 31 via the dicing tape T, the surface 21a of the functional layer 21 is on the upper side. The annular frame F is fixed by a clamp (not shown) disposed on the spinner table 31. A predetermined amount of water-soluble liquid resin is formed at the center of the surface 21a (processed surface) of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 from the resin supply nozzle 321 of the resin liquid supply means 32 disposed above the spinner table 31. 30 is added dropwise. As the water-soluble liquid resin, for example, PVA (Poly Vinyl Alcohol), PEG (Poly Ethylene Glycol), and PEO (Poly Ethylene Oxide) can be used. The supply amount of the water-soluble liquid resin 30 may be about 10 to 20 ml (ml) in the case of a wafer having a diameter of 200 mm, for example.
このようにして、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１a(加工面)における中央領域へ所定量の水溶性液状樹脂３０を滴下したならば、図３の(b)に示すようにスピンナーテーブル３１を矢印３１aで示す方向に例えば１００rpmで５秒間程度回転する。この結果、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１a(加工面)における中央領域に滴下された水溶性液状樹脂３０は、遠心力の作用で外周に向けて流動し機能層２１の表面２１a(加工面)の全面に拡散せしめられ、機能層２１の表面２１a(加工面)には、図３の(b)および(c)に示すように厚さが０．２〜１０μmの水溶性樹脂からなる保護膜３００が形成される（保護膜形成工程）。この水溶性樹脂からなる保護膜３００の厚みは、水溶性液状樹脂３０の供給量、スピンナーテーブル３１の回転速度および回転時間によって調整することができる。 In this way, when a predetermined amount of the water-soluble liquid resin 30 is dropped on the central region of the surface 21a (processed surface) of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2, the spinner is shown in FIG. The table 31 is rotated in the direction indicated by the arrow 31a, for example, at 100 rpm for about 5 seconds. As a result, the water-soluble liquid resin 30 dropped on the central region of the surface 21a (processed surface) of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 flows toward the outer periphery by the action of centrifugal force and the surface 21a of the functional layer 21. A water-soluble resin having a thickness of 0.2 to 10 μm is spread on the surface 21a (processed surface) of the functional layer 21 as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c). A protective film 300 is formed (protective film forming step). The thickness of the protective film 300 made of the water-soluble resin can be adjusted by the supply amount of the water-soluble liquid resin 30, the rotation speed and the rotation time of the spinner table 31.
上述した保護膜形成工程を実施したならば、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分割予定ラインに沿って照射してアブレーション加工を施すことによりレーザー加工溝を形成するアブレーション加工工程を実施する。このアブレーション加工工程は、図４の(a)および(b)に示すレーザー加工装置４を用いて実施する。図４の(a)および(b)に示すレーザー加工装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１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４２と、チャックテーブル４１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段４３を具備している。チャックテーブル４１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図４の(a)において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図４の(a)において矢印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。 Once the protective film formation process described above has been performed, an ablation process is performed in which a laser processing groove is formed by ablating by irradiating the wafer with a laser beam having an absorptive wavelength along the division line. To do. This ablation process is carried out using a laser processing apparatus 4 shown in FIGS. A laser processing apparatus 4 shown in FIGS. 4A and 4B includes a chuck table 41 that holds a workpiece, and laser beam irradiation means 42 that irradiates the workpiece held on the chuck table 41 with a laser beam. And an image pickup means 43 for picking up an image of the workpiece held on the chuck table 41. The chuck table 41 is configured to suck and hold a workpiece. The chuck table 41 is moved in a processing feed direction indicated by an arrow X in FIG. 4A by a processing feed means (not shown) and an index feed means (not shown). Thus, it can be moved in the index feed direction indicated by the arrow Y in FIG.
上記レーザー光線照射手段４２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング４２１を含んでいる。ケーシング４２１内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング４２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器４２２が装着されている。なお、レーザー光線照射手段４２は、集光器４２２によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段（図示せず）を備えている。 The laser beam application means 42 includes a cylindrical casing 421 arranged substantially horizontally. In the casing 421, pulse laser beam oscillation means including a pulse laser beam oscillator and repetition frequency setting means (not shown) are arranged. A condenser 422 for condensing the pulse laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillating means is attached to the tip of the casing 421. The laser beam irradiating unit 42 includes a condensing point position adjusting unit (not shown) for adjusting the condensing point position of the pulsed laser beam condensed by the condenser 422.
上記レーザー光線照射手段４２を構成するケーシング４２１の先端部に装着された撮像手段４３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図示しない制御手段に送る。 In the illustrated embodiment, the imaging means 43 attached to the tip of the casing 421 constituting the laser beam irradiation means 42 emits infrared rays to the workpiece in addition to a normal imaging device (CCD) that captures images 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 a control means (not shown).
図４の(a)および(b)に示すレーザー加工装置４は、ケーシング４２１の先端部に装着されたミスト噴射手段４４を備えている。ミスト噴射手段４４は、図４の(b)に示すようにミスト噴射ノズル４４１と、該ミスト噴射ノズル４４１に圧力気体を供給する圧力気体供給手段４４２と、ミスト噴射ノズル４４１に水を供給する水供給手段４４３とからなっている。レーザー加工装置４を構成するミスト噴射ノズルには、下端部に形成された噴口４４１aと、該噴口４４１aに連通する気体通路４４１bと、噴口４４１aに連通する水通路４４１cが設けられている。このように構成されたミスト噴射ノズル４４１は、気体通路４４１bが圧力気体供給手段４４２に接続され、水通路４４１cが水供給手段４４３にそれぞれ接続される。なお、圧力気体供給手段４４２は０．３MPaのエアーを供給し、水供給手段４４３は０．２MPaの純水を供給する。 The laser processing apparatus 4 shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) includes mist injection means 44 attached to the tip of the casing 421. As shown in FIG. 4B, the mist injection means 44 includes a mist injection nozzle 441, a pressure gas supply means 442 that supplies a pressure gas to the mist injection nozzle 441, and water that supplies water to the mist injection nozzle 441. And supply means 443. The mist injection nozzle constituting the laser processing apparatus 4 is provided with an injection hole 441a formed at the lower end, a gas passage 441b communicating with the injection hole 441a, and a water passage 441c communicating with the injection hole 441a. In the mist injection nozzle 441 configured as described above, the gas passage 441b is connected to the pressure gas supply means 442, and the water passage 441c is connected to the water supply means 443. The pressure gas supply means 442 supplies 0.3 MPa air, and the water supply means 443 supplies 0.2 MPa pure water.
上述したレーザー加工装置４を用いて、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分割予定ラインに沿って照射してアブレーション加工を施すことによりレーザー加工溝を形成するアブレーション加工工程を実施するには、先ず、図４の(a)に示すようにレーザー加工装置４のチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面に装着されたダイシングテープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、チャックテーブル４１上にダイシングテープTを介して半導体ウエーハ２を吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上にダイシングテープTを介して保持された半導体ウエーハ２は、機能層２１の表面２１aに被覆されている保護膜３００が上側となる。なお、図４の(a)においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル４１に配設された図示しないクランプによって固定される。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４１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段４３の直下に位置付けられる。 Using the laser processing apparatus 4 described above, an ablation process is performed in which a laser processing groove is formed by irradiating a wafer with a laser beam having an absorptive wavelength along the line to be divided to perform ablation processing. First, as shown in FIG. 4A, the dicing tape T side mounted on the back surface of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 is placed on the chuck table 41 of the laser processing apparatus 4. Then, the semiconductor wafer 2 is sucked and held on the chuck table 41 via the dicing tape T by operating a suction means (not shown) (wafer holding step). Therefore, in the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 41 via the dicing tape T, the protective film 300 covered with the surface 21a of the functional layer 21 is on the upper side. In FIG. 4A, the annular frame F on which the dicing tape T is mounted is omitted, but the annular frame F is fixed by a clamp (not shown) disposed on the chuck table 41. In this way, the chuck table 41 that sucks and holds the semiconductor wafer 2 is positioned directly below the imaging unit 43 by a processing feed unit (not shown).
チャックテーブル４１が撮像手段４３の直下に位置付けられると、撮像手段４３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４３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに形成された分割予定ライン２２と、該分割予定ライン２２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４２の集光器４２２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（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン２２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２２が形成されている機能層２１の表面２１aには水溶性樹脂からなる保護膜３００が形成されているが、保護膜３００が透明でない場合は赤外線で撮像して表面からアライメントすることができる。 When the chuck table 41 is positioned immediately below the image pickup means 43, an alignment operation for detecting a processing region to be laser processed of the semiconductor wafer 2 is executed by the image pickup means 43 and a control means (not shown). That is, the imaging unit 43 and a control unit (not shown) include the planned division line 22 formed on the surface 21 a of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2, and the laser beam irradiation unit 42 that irradiates the laser beam along the planned division line 22. Image processing such as pattern matching for alignment with the condenser 422 is performed, and alignment of the laser beam irradiation position is performed (alignment process). Similarly, the alignment of the laser beam irradiation position is also performed on the division lines 22 formed on the semiconductor wafer 2 in the direction orthogonal to the predetermined direction. At this time, a protective film 300 made of a water-soluble resin is formed on the surface 21a of the functional layer 21 on which the division lines 22 of the semiconductor wafer 2 are formed. If the protective film 300 is not transparent, imaging is performed with infrared rays. And can be aligned from the surface.
上述したアライメント工程を実施したならば、図５の(a)で示すようにチャックテーブル４１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２の集光器４２２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２２を集光器４２２の直下に位置付ける。このとき、図５の(a)で示すように半導体ウエーハ２は、分割予定ライン２２の一端(図５の(a)において左端)が集光器４２２の直下に位置するように位置付けられる。そして、集光器４２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを分割予定ライン２２の表面付近に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段４２の集光器４２２から半導体ウエーハ２に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル４１を図５の(a)において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図５の(b)で示すように分割予定ライン２２の他端（図５の(b)において右端）が集光器４２２の直下位置に達したら、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４１の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ２には図５の(c)に示すように分割予定ライン２２に沿って機能層２１の厚さより深い、即ち基板２０に至るレーザー加工溝２４が形成され、機能層２１はレーザー加工溝２４によって分断される（アブレーション加工工程）。なお、分割予定ライン２２に沿って形成されたレーザー加工溝２４の両側には、図５の(c)に示すように機能層２１を形成する低誘電率絶縁体が溶融し再固化したバリ２５が起立して形成される。また、アブレーション加工工程を実施することにより飛散するデブリも発生するが、図示の実施形態においては機能層２１の表面に保護膜３００が被覆されているので、飛散するデブリは保護膜３００によって遮断され、デバイスに付着することはない。 When the alignment step described above is performed, the chuck table 41 is moved to the laser beam irradiation region where the condenser 422 of the laser beam irradiation means 42 for irradiating the laser beam is positioned as shown in FIG. The planned line 22 is positioned directly below the condenser 422. At this time, as shown in FIG. 5A, the semiconductor wafer 2 is positioned so that one end of the planned dividing line 22 (the left end in FIG. 5A) is located directly below the condenser 422. And the condensing point P of the pulse laser beam irradiated from the collector 422 is positioned near the surface of the division | segmentation planned line 22. FIG. Next, while irradiating the semiconductor wafer 2 with a pulsed laser beam having an absorptive wavelength from the condenser 422 of the laser beam application means 42, the chuck table 41 is moved in a direction indicated by an arrow X1 in FIG. Move at machining feed rate. Then, as shown in FIG. 5B, when the other end of the planned dividing line 22 (the right end in FIG. 5B) reaches a position directly below the condenser 422, the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the chuck is performed. The movement of the table 41 is stopped. As a result, as shown in FIG. 5C, the semiconductor wafer 2 is formed with a laser processing groove 24 deeper than the thickness of the functional layer 21 along the division line 22, that is, the laser processing groove 24 reaching the substrate 20. It is divided by the laser processing groove 24 (ablation processing step). Note that, on both sides of the laser processing groove 24 formed along the planned dividing line 22, as shown in FIG. 5C, the low dielectric constant insulator forming the functional layer 21 is melted and resolidified. Is formed upright. In addition, debris that is scattered by performing the ablation process is also generated, but in the illustrated embodiment, the surface of the functional layer 21 is covered with the protective film 300, so the scattered debris is blocked by the protective film 300. , Will not stick to the device.
上述したアブレーション加工工程を半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに所定方向に形成された全ての分割予定ライン２２に沿って実施する。そして、所定方向に形成された全ての分割予定ライン２２に沿ってアブレーション加工工程を実施したならば、チャックテーブル４１を９０度回動して、所定方向と直交する方向に形成された全ての分割予定ライン２２に沿って上記アブレーション加工工程を実施する。 The ablation process described above is performed along all the division lines 22 formed in the predetermined direction on the surface 21a of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2. Then, if the ablation process is performed along all the division lines 22 formed in the predetermined direction, the chuck table 41 is rotated 90 degrees, and all the divisions formed in the direction orthogonal to the predetermined direction are performed. The ablation process is performed along the scheduled line 22.
なお、上記アブレーション加工工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：２Ｗ
繰り返し周波数 ：２００ｋＨｚ
集光スポット径 ：φ６μｍ
加工送り速度 ：５００ｍｍ／秒
The ablation process is performed under the following processing conditions, for example.
Laser beam wavelength: 355 nm
Average output: 2W
Repetition frequency: 200 kHz
Condensing spot diameter: φ6μm
Processing feed rate: 500 mm / sec
次に、アブレーション加工工程が実施されたウエーハのレーザー加工溝に沿って圧力気体によって水を加圧しミスト噴射ノズルからミストを噴射することにより、アブレーション加工工程において形成されたレーザー加工溝の両側に起立するバリを除去するバリ除去工程を実施する。このバリ除去工程は、上記ミスト噴射手段４４を装備した図４の(a)および(b)に示すレーザー加工装置４を用いて実施することができる。図４の(a)および(b)に示すレーザー加工装置４を用いてバリ除去工程を実施するには、上述したアブレーション加工工程を実施した状態で、図６の(a)で示すようにチャックテーブル４１をレーザー光線をミスト噴射手段４４のミスト噴射ノズル４４１が位置するミスト噴射領域に移動し、所定の分割予定ライン２２（レーザー加工溝２４が形成されている）をミスト噴射ノズル４４１の直下に位置付ける。このとき、図６の(a)で示すように半導体ウエーハ２は、分割予定ライン２２の一端(図６の(a)において左端)がミスト噴射ノズル４４１の直下に位置するように位置付けられる。そして、ミスト噴射手段４４の圧力気体供給手段４４２および水供給手段４４３（図４の(b)参照）を作動してミスト噴射ノズル４４１から圧力気体によって水を加圧したミストを噴射しつつチャックテーブル４１を図６の(a)において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図６の(b)で示すように分割予定ライン２２の他端（図６の(b)において右端）がノズル４４１の直下位置に達したら、圧力気体供給手段４４２および水供給手段４４３の作動を停止してミスト噴射ノズル４４１からのミストの噴射を停止するするとともにチャックテーブル４１の移動を停止する。この結果、デバイス２３に損傷を与えることなく分割予定ライン２２に沿って形成されたレーザー加工溝２４の両側に起立して形成されている低誘電率絶縁体が溶融再固化した比較的脆いバリ２５（図５の(c)参照）が効果的に除去される。なお、図示の実施形態においては、上記アブレーション加工工程を実施する前に半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに水溶性樹脂からなる保護膜３００が被覆されているので、ミスト噴射ノズル４４１から圧力気体によって水を加圧したミストを噴射することにより保護膜３００も容易に除去することができる。 Next, water is pressurized with a pressure gas along the laser processing groove of the wafer subjected to the ablation processing step, and mist is injected from the mist injection nozzle to stand on both sides of the laser processing groove formed in the ablation processing step. A burr removing step for removing the burr to be performed is performed. This burr removal step can be performed using the laser processing apparatus 4 shown in FIGS. 4A and 4B equipped with the mist injection means 44. In order to carry out the deburring process using the laser machining apparatus 4 shown in FIGS. 4A and 4B, the chuck as shown in FIG. The table 41 is moved to the mist injection region where the mist injection nozzle 441 of the mist injection means 44 is positioned on the table 41, and a predetermined division planned line 22 (laser machining groove 24 is formed) is positioned immediately below the mist injection nozzle 441. . At this time, as shown in FIG. 6A, the semiconductor wafer 2 is positioned so that one end of the scheduled division line 22 (left end in FIG. 6A) is located directly below the mist injection nozzle 441. Then, the chuck table is operated while operating the pressure gas supply means 442 and the water supply means 443 (see FIG. 4B) of the mist injection means 44 to inject the mist pressurized with water from the mist injection nozzle 441. 41 is moved at a predetermined machining feed rate in the direction indicated by the arrow X1 in FIG. Then, as shown in FIG. 6 (b), when the other end of the planned division line 22 (the right end in FIG. 6 (b)) reaches a position directly below the nozzle 441, the pressure gas supply means 442 and the water supply means 443 The operation is stopped, the mist injection from the mist injection nozzle 441 is stopped, and the movement of the chuck table 41 is stopped. As a result, a relatively brittle burr 25 in which the low dielectric constant insulator formed upright on both sides of the laser processing groove 24 formed along the planned dividing line 22 without damaging the device 23 is melted and re-solidified. (See (c) of FIG. 5) is effectively removed. In the illustrated embodiment, since the surface 21a of the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 is covered with the protective film 300 made of a water-soluble resin before the ablation process, the mist injection nozzle 441 is provided. The protective film 300 can also be easily removed by spraying mist in which water is pressurized with pressure gas.
２：半導体ウエーハ
３：保護膜被覆装置
３０：水溶性液状樹脂
３００：保護膜
３１：保護膜被覆装置のスピンナーテーブル
３２：樹脂液供給手段
４：レーザー加工装置
４１：レーザー加工装置のチャックテーブル
４２：レーザー光線照射手段
４２２：集光器
４４：ミスト噴射手段
４４１：ミスト噴射ノズル
４４２：圧力気体供給手段
４４３：水供給手段
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
2: Semiconductor wafer 3: Protective film coating apparatus 30: Water-soluble liquid resin 300: Protective film 31: Spinner table 32 of protective film coating apparatus 32: Resin liquid supply means 4: Laser processing apparatus 41: Chuck table 42 of laser processing apparatus: Laser beam irradiation means 422: Condenser 44: Mist injection means 441: Mist injection nozzle 442: Pressure gas supply means 443: Water supply means
F: Ring frame
T: Dicing tape
Claims (2)
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該ウエーハの表面の分割予定ラインに沿って照射してアブレーション加工を施すことにより、ウエーハを完全に分割せず該基板の表面と該機能層に対してレーザー加工溝を形成するアブレーション加工工程と、
該アブレーション加工工程が実施されレーザー加工溝が形成された分割予定ラインを、圧力気体によって水を加圧しミストを噴射するミスト噴射ノズルの直下に位置付けて、ウエーハを分割する前に、該ミスト噴射ノズルから該ミストを噴射することにより、該機能層が溶融再固化することにより形成されたレーザー加工溝の両側に起立するバリを除去するバリ除去工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。 A wafer processing method in which a functional layer in which a functional film in which an insulating film and a circuit are formed is laminated is formed on a surface of a substrate, and a device is formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of division lines.
Irradiation is performed by irradiating a laser beam having a wavelength that absorbs the wafer along the division line on the surface of the wafer, so that the wafer is not completely divided and the surface of the substrate and the functional layer are not divided. and ablation step of forming a laser processed groove Te,
The dividing lines laser processed groove the ablation process is performed is formed, before the positioned directly below the mist injection nozzle for injecting the pressurized mist of water by the pressure gas, dividing the wafer, the mist spraying A burring removal step of removing burrs standing on both sides of the laser processing groove formed by melting and resolidifying the functional layer by spraying the mist from a nozzle , and
A method for processing a wafer.
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