JP6529404B2 - Wafer processing method - Google Patents

Wafer processing method

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Description

本発明は、シリコンウエーハ等のウエーハの加工方法に関する。   The present invention relates to a method of processing a wafer such as a silicon wafer.

IC、LSI等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたシリコンウエーハ等のウエーハは、加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割されたデバイスチップは、携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。   A wafer such as a silicon wafer on which a plurality of devices such as IC and LSI are divided by dividing lines and formed on the surface is divided into individual device chips by a processing device, and the divided device chips are mobile phones, personal computers, etc. Are widely used in various electronic devices.

ウエーハの分割には、ダイシングソーと呼ばれる切削装置を用いたダイシング方法が広く採用されている。ダイシング方法では、ダイヤモンド等の砥粒を金属や樹脂で固めて厚さ30μm程度とした切削ブレードを、30000rpm程度の高速で回転させつつウエーハへと切り込ませることでウエーハを切削し、ウエーハを個々のデバイスチップへと分割する。   A dicing method using a cutting device called a dicing saw is widely adopted for dividing the wafer. In the dicing method, a cutting blade with a thickness of about 30 μm is solidified by grinding abrasive particles such as diamond with metal or resin, and the wafer is cut by rotating it at a high speed of about 30,000 rpm to cut the wafer. Divide into device chips.

一方、近年では、レーザービームを用いてウエーハを個々のデバイスチップに分割する方法が開発され、実用化されている。レーザービームを用いてウエーハを個々のデバイスチップに分割する方法として、以下に説明する第1及び第2の加工方法が知られている。   On the other hand, in recent years, a method of dividing a wafer into individual device chips using a laser beam has been developed and put to practical use. First and second processing methods described below are known as methods for dividing a wafer into individual device chips using a laser beam.

第1の加工方法は、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を分割予定ラインに対応するウエーハの内部に位置付けて、レーザービームを分割予定ラインに沿って照射してウエーハ内部に改質層を形成し、その後分割装置によりウエーハに外力を付与してウエーハを改質層を分割起点として個々のデバイスチップに分割する方法である(例えば、特許第3408805号参照)。   In the first processing method, the focusing point of a laser beam of a wavelength having transparency to the wafer is positioned inside the wafer corresponding to the planned dividing line, and the laser beam is irradiated along the planned dividing line. In this method, a modified layer is formed inside, and then an external force is applied to the wafer by a dividing device to divide the wafer into individual device chips using the modified layer as a dividing starting point (see, for example, Japanese Patent No. 3408805).

第2の加工方法は、ウエーハに対して吸収性を有する波長(例えば355nm)のレーザービームを分割予定ラインに対応する領域に照射してアブレーション加工により加工溝を形成し、その後外力を付与してウエーハを加工溝を分割起点として個々のデバイスチップに分割する方法である(例えば、特開平10−305420号参照)。   In the second processing method, a laser beam of a wavelength (for example, 355 nm) having absorption to the wafer is irradiated to a region corresponding to the planned dividing line to form a processing groove by ablation processing, and then an external force is applied. This is a method of dividing a wafer into individual device chips with a processing groove as a dividing starting point (see, for example, JP-A-10-305420).

上記第1の加工方法では、加工屑の発生もなく、従来一般的に用いられてきた切削ブレードによるダイシングに比較し、カットラインの極小化や無水加工等のメリットがあり、盛んに用いられている。   The first processing method described above has merits such as minimization of cut lines and anhydrous processing as compared to dicing using a cutting blade that has generally been used without any generation of processing waste, and is actively used. There is.

また、レーザービームの照射によるダイシング方法では、プロジェクションウエーハに代用されるような分割予定ライン(ストリート)が非連続的な構成のウエーハを加工できるというメリットがある(例えば、特開2010−123723号参照)。分割予定ラインが非連続的なウエーハの加工では、分割予定ラインの設定に従ってレーザービームの出力をオン/オフして加工する。   In addition, the dicing method using laser beam irradiation has an advantage that it can process a wafer having a discontinuous configuration in which a planned dividing line (street) is substituted for a projection wafer (for example, see JP-A-2010-123723). ). In processing a wafer in which the planned dividing line is discontinuous, processing is performed by turning on / off the laser beam output according to the setting of the planned dividing line.

特許第3408805号公報Patent No. 3408805 特開平10−305420号公報JP 10-305420 A 特開2010−123723号公報JP, 2010-123723, A

しかし、第1の方向に連続的に伸長する分割予定ラインに第2の方向に伸長する分割予定ラインがT字路となって突き当たる交点付近では、次のような問題がある。   However, there is the following problem in the vicinity of the intersection point where the planned dividing line extending in the second direction abuts on the dividing planned line continuously extending in the first direction as a T-junction.

(1)デバイスの一辺に平行な第1分割予定ラインの内部に先に第1改質層が形成された第1分割予定ラインにT字路となって交わる第2分割予定ラインの内部に第2改質層を形成すると、レーザービームの集光点がT字路の交点に近付くにつれて既に形成された第1改質層に第2分割予定ラインを加工するレーザービームの一部が照射されて、レーザービームの反射又は散乱が発生し、デバイス領域に光が漏れ、この漏れ光によりデバイスに損傷を与えデバイスの品質を低下させるという問題がある。   (1) The first divided line in which the first modified layer is previously formed inside the first divided line parallel to one side of the device forms a T-shaped intersection with the first divided line. (2) When the reformed layer is formed, a part of the laser beam for processing the second dividing scheduled line is irradiated to the already formed first modified layer as the focusing point of the laser beam approaches the intersection of the T-junction There is a problem that reflection or scattering of a laser beam occurs, light leaks to the device area, and the leak light damages the device and degrades the quality of the device.

(2)反対に、デバイスの一辺に平行な第1分割予定ラインに改質層を形成する前に、第1分割予定ラインにT字路となって突き当たる第2分割予定ラインに沿ってウエーハの内部に先に改質層を形成すると、T字路の交点近傍に形成された改質層から発生するクラックの進行を遮断する改質層がT字路の交点に存在しないことに起因して、T字路の交点からクラックが1〜2mm程度伸長してデバイスに至り、デバイスの品質を低下させるという問題がある。   (2) On the contrary, before forming the modified layer in the first planned dividing line parallel to one side of the device, the wafer is arranged along the second planned dividing line which comes into contact with the first planned dividing line as a T-shaped path. If a reformed layer is first formed inside, a reformed layer that blocks the progress of a crack generated from the reformed layer formed in the vicinity of the intersection of the T-junction is not present at the intersection of the T-junction. There is a problem that the crack extends about 1 to 2 mm from the intersection of the T-shaped passage to reach the device and the quality of the device is degraded.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、少なくとも一方の分割予定ラインが非連続に形成されたウエーハをレーザー加工する際に、一方の分割予定ラインの端部が他方の分割予定ラインにT字路となって突き当たる交点付近で既に形成された改質層にレーザービームが照射されることを抑制し、改質層でのレーザービームの反射又は散乱を防止し、漏れ光によるデバイスの損傷を防止可能な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 these points, and it is an object of the present invention to laser-work a wafer on which at least one planned dividing line is discontinuously formed. It is suppressed that the laser beam is irradiated to the modified layer which has already been formed near the intersection point where the end portion becomes a T-shaped path to the other dividing planned line and the reflection or scattering of the laser beam in the modified layer It is an object of the present invention to provide a method of processing a wafer that can prevent and prevent damage to devices due to leakage light.

本発明によると、第1の方向に形成された複数の第1分割予定ラインと該第1の方向と交差する第2の方向に形成された複数の第2分割予定ラインとで区画された各領域にデバイスが形成され、該第1分割予定ラインと該第2分割予定ラインのうち少なくとも該第2分割予定ラインが非連続に形成されているウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法であって、該第1分割予定ラインに沿って、ウエーハに対し透過性を有する波長のレーザービームをウエーハの裏面側からウエーハの内部に集光して照射し、ウエーハの内部に該第1分割予定ラインに沿った複数層の第1方向改質層を形成する第1方向改質層形成ステップと、該第1方向改質層形成ステップを実施した後、該第2分割予定ラインに沿って、ウエーハに対し透過性を有する波長のレーザービームをウエーハの裏面側からウエーハの内部に集光して照射し、ウエーハの内部に該第2分割予定ラインに沿った複数層の第2方向改質層を形成する第2方向改質層形成ステップと、該第1方向改質層形成ステップ及び該第2方向改質層形成ステップを実施した後、ウエーハに外力を付与し、該第1方向改質層及び該第2方向改質層を破断起点にウエーハを該第1分割予定ライン及び該第2分割予定ラインに沿って破断して個々のデバイスチップに分割する分割ステップと、を備え、該第2方向改質層形成ステップは、該第1方向改質層が形成された該第1分割予定ラインにT字路となって交わる該第2分割予定ラインの内部に第2方向改質層を形成するT字路加工ステップを含み、該T字路加工ステップでは、波長が1064nmのレーザービームに照射されることを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。   According to the present invention, each of the plurality of first planned division lines formed in the first direction and the plurality of second planned division lines formed in the second direction intersecting the first direction A method of processing a wafer in which devices are formed in a region and a wafer on which at least the second planned dividing line among the first planned dividing line and the second planned dividing line is discontinuously divided into individual device chips A laser beam of a wavelength having transparency to the wafer is condensed from the back side of the wafer into the interior of the wafer and irradiated along the first planned dividing line to the inside of the wafer; After performing a first direction modified layer forming step of forming a plurality of first direction modified layers along a predetermined line, and performing the first direction modified layer forming step, along the second divided planned line , Versus wafer A laser beam of a wavelength having transparency is condensed and irradiated from the back side of the wafer into the interior of the wafer to form a plurality of second direction modified layers along the second planned dividing line inside the wafer. After performing the second direction modified layer forming step, the first direction modified layer forming step, and the second direction modified layer forming step, an external force is applied to the wafer to form the first direction modified layer and the first direction modified layer. And c) dividing the wafer along the first planned dividing line and the second planned dividing line with the second direction modified layer as the fracture start point, and dividing the wafer into individual device chips. The formation step includes the step of forming a second direction modified layer inside the second planned division line intersecting with the first planned division line on which the first direction modified layer is formed as a T-shaped passage. A step of forming a T-shaped path including a step of forming a curved side Is the wafer processing method characterized in that the wavelength is irradiated to the laser beam 1064nm is provided.

好ましくは、該T字路加工ステップ以外の第1方向改質層形成ステップ及び該第2方向改質層形成ステップでは、波長が1300nm以上のレーザービームが照射される。より好ましくは、T字路加工ステップ以外のステップで照射するレーザービームの波長は1342nmである。   Preferably, in the first direction modified layer forming step and the second direction modified layer forming step other than the T-junction processing step, a laser beam having a wavelength of 1300 nm or more is irradiated. More preferably, the wavelength of the laser beam irradiated in steps other than the T-shaped step is 1342 nm.

本発明のウエーハの加工方法によると、T字路加工ステップでは波長が1064nmのレーザービームが照射されるので、波長1300nm以上のレーザービームを照射する場合に比較して、レーザービームが先に形成された第1方向改質層に衝突してレーザービームの散乱又は反射による漏れ光が発生しても、漏れ光の発生量が少ないため、漏れ光がデバイスをアタックしてデバイスに損傷を与えるという問題を抑制できる。従って、デバイスの品質を低下させることがなく、分割予定ラインに沿ってウエーハの内部に適正な改質層を形成することができる。   According to the wafer processing method of the present invention, since the laser beam with a wavelength of 1064 nm is irradiated in the T-junction processing step, the laser beam is formed earlier than in the case where the laser beam with a wavelength of 1300 nm or more is irradiated. Even if light leaks due to scattering or reflection of the laser beam due to collision with the first direction modification layer, the amount of leaked light is small, so the problem of leaked light attacking the device and damaging the device Can be suppressed. Therefore, an appropriate modified layer can be formed on the inside of the wafer along the planned dividing line without degrading the quality of the device.

本発明のウエーハの加工方法を実施するのに適したレーザー加工装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a laser processing apparatus suitable for carrying out the wafer processing method of the present invention. レーザービーム発生ユニットのブロック図である。It is a block diagram of a laser beam generation unit. 本発明のウエーハの加工方法で加工されるのに適した半導体ウエーハの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor wafer suitable for being processed by the wafer processing method of the present invention. 第1方向改質層形成ステップを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a 1st direction modification layer formation step. 第1方向改質層形成ステップを示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing the 1st direction modification layer formation step. 第2方向改質層形成ステップを示す模式的平面図である。It is a schematic plan view which shows a 2nd direction modification layer formation step. 第1及び第2方向改質層形成ステップとT字路加工ステップとの間で使用するレーザー発振器を切り換える構成を示す模式的側面図である。It is a schematic side view which shows the structure which switches the laser oscillator used between a 1st and 2nd direction modification layer formation step and a T-junction processing step. 分割装置の斜視図である。It is a perspective view of a dividing device. 分割ステップを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a division | segmentation step.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1を参照すると、本発明実施形態のウエーハの加工方法を実施するのに適したレーザー加工装置2の斜視図が示されている。レーザー加工装置2は、静止基台4上に搭載されたY軸方向に伸長する一対のガイドレール6を含んでいる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, a perspective view of a laser processing apparatus 2 suitable for carrying out the method of processing a wafer according to an embodiment of the present invention is shown. The laser processing apparatus 2 includes a pair of guide rails 6 which are mounted on a stationary base 4 and extend in the Y-axis direction.

Y軸移動ブロック8は、ボールねじ10及びパルスモータ12とから構成されるY軸送り機構(Y軸送り手段)14により割り出し送り方向、即ちY軸方向に移動される。Y軸移動ブロック8上には、X軸方向に伸長する一対のガイドレール16が固定されている。   The Y-axis movement block 8 is moved by the Y-axis feed mechanism (Y-axis feed unit) 14 composed of the ball screw 10 and the pulse motor 12 in the indexing feed direction, that is, the Y-axis direction. A pair of guide rails 16 extending in the X-axis direction is fixed on the Y-axis moving block 8.

X軸移動ブロック18は、ボールねじ20及びパルスモータ22とから構成されるX軸送り機構(X軸送り手段)28により、ガイドレール16に案内されて加工送り方向、即ちX軸方向に移動される。   The X-axis movement block 18 is guided by the guide rail 16 by the X-axis feed mechanism (X-axis feed unit) 28 composed of the ball screw 20 and the pulse motor 22 and moved in the processing feed direction, that is, the X axis direction. Ru.

X軸移動ブロック18上には円筒状支持部材30を介してチャックテーブル24が搭載されている。チャックテーブル24には、図4に示す環状フレームFをクランプする複数(本実施形態では4個)のクランプ26が配設されている。   A chuck table 24 is mounted on the X-axis moving block 18 via a cylindrical support member 30. The chuck table 24 is provided with a plurality of (four in the present embodiment) clamps 26 for clamping an annular frame F shown in FIG. 4.

ベース4の後方にはコラム32が立設されている。コラム32には、レーザービーム照射ユニット34のケーシング36が固定されている。レーザービーム照射ユニット34は、ケーシング36中に収容された第1レーザービーム発生ユニット35と、ケーシング36の先端に取り付けられた集光レンズ39(図7参照)を有する集光器(レーザーヘッド)38を含んでいる。集光器38は上下方向(Z軸方向)に微動可能にケーシング36に取り付けられている。   A column 32 is erected behind the base 4. The casing 36 of the laser beam irradiation unit 34 is fixed to the column 32. The laser beam irradiation unit 34 includes a first laser beam generation unit 35 housed in a casing 36, and a light collector (laser head) 38 having a condensing lens 39 (see FIG. 7) attached to the tip of the casing 36. Contains. The condenser 38 is attached to the casing 36 so as to be finely movable in the vertical direction (Z-axis direction).

第1レーザービーム発生ユニット35は、図2に示すように、波長1064nmのパルスレーザーを発振するYAGレーザー発振器又はYVO4レーザー発振器等の第1レーザー発振器42Aと、繰り返し周波数設定手段44と、パルス幅調整手段46と、レーザー発振器42から発振されたパルスレーザービームのパワーを調整するパワー調整手段48とを含んでいる。   The first laser beam generation unit 35, as shown in FIG. 2, includes a first laser oscillator 42A such as a YAG laser oscillator or YVO4 laser oscillator that oscillates a pulsed laser with a wavelength of 1064 nm, repetition frequency setting means 44, and pulse width adjustment. And means 46 and power adjusting means 48 for adjusting the power of the pulsed laser beam oscillated from the laser oscillator 42.

更に、図7に示すように、波長1342nmのパルスレーザーを発振するYAGレーザー発振器又はYVO4レーザー発振器等の第2レーザー発振器42Bを有する図示しない第2レーザービーム発生ユニットを備えている。   Furthermore, as shown in FIG. 7, the second laser beam generation unit (not shown) is provided with a second laser oscillator 42B such as a YAG laser oscillator or a YVO4 laser oscillator that oscillates a pulsed laser with a wavelength of 1342 nm.

第2レーザービーム発生ユニットも、図2に示す第1レーザービーム発生ユニット35と同様に、繰り返し周波数設定手段、パルス幅調整手段及びパワー調整手段を含んでいるが、これらの構成要素は図7では省略されている。   Similarly to the first laser beam generation unit 35 shown in FIG. 2, the second laser beam generation unit also includes repetition frequency setting means, pulse width adjustment means and power adjustment means, but these components are shown in FIG. It is omitted.

レーザービーム照射ユニット34のケーシング36の先端には、チャックテーブル24に保持されたウエーハ11を撮像する顕微鏡及びカメラを備えた撮像ユニット40が装着されている。集光器38と撮像ユニット40はX軸方向に整列して配設されている。   At the tip of the casing 36 of the laser beam irradiation unit 34, an imaging unit 40 equipped with a microscope and a camera for imaging the wafer 11 held by the chuck table 24 is mounted. The condenser 38 and the imaging unit 40 are disposed in alignment in the X-axis direction.

図3を参照すると、本発明のウエーハの加工方法により加工されるのに適した半導体ウエーハ(以下、単にウエーハと略称することがある)11の表面側斜視図が示されている。ウエーハ11の表面11aには、第1の方向に連続的に形成された複数の第1分割予定ライン13aと、第1分割予定ライン13aと直交する方向に非連続的に形成された複数の第2分割予定ライン13bが形成されており、第1分割予定ライン13aと第2分割予定ライン13bとで区画された領域にLSI等のデバイス15が形成されている。   Referring to FIG. 3, there is shown a surface side perspective view of a semiconductor wafer (hereinafter sometimes simply referred to as a wafer) 11 suitable for being processed by the wafer processing method of the present invention. On the surface 11a of the wafer 11, a plurality of first planned dividing lines 13a formed continuously in the first direction and a plurality of first planned non-continuously formed in the direction orthogonal to the first dividing plan line 13a A two-divided line 13 b is formed, and a device 15 such as an LSI or the like is formed in a region divided by the first divided line 13 a and the second divided line 13 b.

本発明実施形態のウエーハの加工方法を実施するのに当たり、図4に示すように、ウエーハ11はその表面が外周部が環状フレームFに貼着された粘着テープであるダイシングテープTに貼着されたフレームユニットの形態とされ、このフレームユニットの形態でウエーハ11はチャックテーブル24上に載置されてダイシングテープTを介して吸引保持され、環状フレームFはクランプ26によりクランプされて固定される。   In carrying out the method of processing a wafer according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, the wafer 11 is attached to a dicing tape T, which is an adhesive tape whose outer surface is attached to an annular frame F. In the form of a frame unit, the wafer 11 is mounted on a chuck table 24 in the form of a frame unit and suction-held through a dicing tape T, and an annular frame F is clamped and fixed by a clamp 26.

特に図示しないが、本発明のウエーハの加工方法では、まずチャックテーブル24に吸引保持されたウエーハ11をレーザー加工装置2の撮像ユニット40の直下に位置付けて、撮像ユニット40によりウエーハ11を撮像して、第1分割予定ライン13aを集光器38とX軸方向に整列させるアライメントを実施する。   Although not illustrated, in the wafer processing method of the present invention, first, the wafer 11 held by suction on the chuck table 24 is positioned directly below the imaging unit 40 of the laser processing apparatus 2 and the imaging unit 40 images the wafer 11 , Align the first planned division line 13a with the light collector 38 in the X-axis direction.

次いで、チャックテーブル24を90°回転してから、第1分割予定ライン13aと直交する方向に伸長する第2分割予定ライン13bについても同様なアライメントを実施し、アライメントのデータをレーザー加工装置2のコントローラのRAMに格納する。   Next, after rotating the chuck table 24 by 90 °, the same alignment is performed on the second dividing lines 13b extending in the direction orthogonal to the first dividing lines 13a, and the alignment data of the laser processing apparatus 2 is obtained. Store in the controller's RAM.

レーザー加工装置2の撮像ユニット40は通常赤外線カメラを備えているため、この赤外線カメラによりウエーハ11の裏面11b側からウエーハ11を透かして表面11aに形成された第1及び第2分割予定ライン13a,13bを検出することができる。   Since the imaging unit 40 of the laser processing apparatus 2 is usually equipped with an infrared camera, the first and second planned division lines 13a, 13b formed on the surface 11a by the infrared camera through the wafer 11 from the back surface 11b side of the wafer 11 13b can be detected.

アライメント実施後、第1分割予定ライン13aに沿ってウエーハ11の内部に第1方向改質層17を形成する第1方向改質層形成ステップを実施する。この第1方向改質層形成ステップでは、図4及び図5に示すように、シリコンウエーハ11に対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を集光器38によりウエーハ11の内部に位置付けて、ウエーハ11の裏面11b側から第1分割予定ライン13aに照射し、チャックテーブル24を図5で矢印X1方向に加工送りすることにより、ウエーハ11の内部に第1分割予定ライン13aに沿った第1方向改質層17を形成する。   After the alignment is performed, a first direction modified layer forming step is performed to form a first direction modified layer 17 inside the wafer 11 along the first planned dividing line 13a. In this first direction modified layer forming step, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, the condensing point of the laser beam having a wavelength having transparency to the silicon wafer 11 is placed inside the wafer 11 by the light collector 38. Positioning and irradiation from the back surface 11b side of the wafer 11 to the first planned dividing line 13a, and processing feed of the chuck table 24 in the direction of arrow X1 in FIG. 5, along the first planned dividing line 13a inside the wafer 11. The first direction modified layer 17 is formed.

ここで、シリコンウエーハの光学吸収端は約1050nmであるため、シリコンウエーハ11に対して透過性を有する波長のレーザービームとしては、波長1300nm以上のレーザービームが好ましい。   Here, since the optical absorption edge of the silicon wafer is about 1050 nm, a laser beam with a wavelength of 1300 nm or more is preferable as a laser beam of a wavelength having transparency to the silicon wafer 11.

YAGパルスレーザーの発振波長は通常1064nmであるが、YAGの組成を調整することにより、1342nm、1550nm、2940nmのレーザーを発振することができる。   The oscillation wavelength of the YAG pulse laser is usually 1064 nm, but by adjusting the composition of YAG, lasers of 1342 nm, 1550 nm and 2940 nm can be oscillated.

本実施形態では、第1方向改質層形成ステップで使用するレーザービームとして、波長1342nmのレーザービームを使用することにした。波長1342nmのレーザービームは1064nmのレーザービームに比較してシリコンウエーハ11に対する透過性が高いため、ウエーハ内部に良好な第1改質層17を形成することができる。   In the present embodiment, a laser beam with a wavelength of 1342 nm is used as a laser beam used in the first direction modified layer forming step. The laser beam with a wavelength of 1342 nm has high permeability to the silicon wafer 11 as compared with the laser beam with 1064 nm, so that a good first modified layer 17 can be formed inside the wafer.

好ましくは、集光器38を上方に段階的に移動して、ウエーハ11の内部に第1分割予定ライン13aに沿った複数層の第1方向改質層17、例えば5層の第1方向改質層17を形成する。   Preferably, the light collector 38 is moved stepwise upward to form a plurality of first direction modified layers 17, for example, five first direction modified layers along the first planned dividing line 13a inside the wafer 11. The quality layer 17 is formed.

改質層17は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域を言い、溶融再固化層として形成される。この第1方向改質層形成ステップにおける加工条件は、例えば次のように設定されている。   The modified layer 17 is a region in which the density, refractive index, mechanical strength, and other physical properties are different from those in the surrounding area, and is formed as a molten resolidified layer. The processing conditions in this first direction modified layer forming step are set, for example, as follows.

光源 :LD励起QスイッチNd:YAGパルスレーザー
波長 :1342nm
繰り返し周波数 :50kHz
平均出力 :0.5W
集光スポット径 :φ3μm
加工送り速度 :200mm/s
Light source: LD pumped Q-switched Nd: YAG pulsed laser Wavelength: 1342 nm
Repetition frequency: 50kHz
Average power: 0.5W
Focused spot diameter: φ 3 μm
Processing feed rate: 200 mm / s

第1方向改質層形成ステップを実施した後、延在方向(伸長方向)の端部が第1分割予定ライン13aにT字路となって突き当たる第2分割予定ライン13bに沿って、ウエーハ11に対して透過性を有する波長のレーザービームをウエーハ11の内部に集光して照射し、ウエーハ11の内部に第2分割予定ライン13bに沿った第2方向改質層19を形成する第2方向改質層形成ステップを実施する。   After carrying out the first direction modified layer forming step, the wafer 11 is extended along the second planned dividing line 13b where the end in the extending direction (extension direction) collides with the first planned dividing line 13a as a T-shaped path. A second direction modified layer 19 along the second planned dividing line 13 b is formed by condensing and irradiating a laser beam of a wavelength having transparency to the inside of the wafer 11. Implement a directionally modified layer formation step.

この第2方向改質層形成ステップでは、チャックテーブル24を90°回転した後、ウエーハ11の内部に第2分割予定ライン13bに沿った複数層の第2方向改質層19を形成する。   In this second direction modified layer forming step, after rotating the chuck table 24 by 90 °, a plurality of second direction modified layers 19 are formed inside the wafer 11 along the second dividing lines 13b.

本実施形態では、第2方向改質層形成ステップで使用するレーザービームとして第1方向改質層形成ステップと同様に波長1342nmのレーザービームを使用した。図6は第2方向改質層形成ステップを示す模式的平面図を示している。第2方向改質層形成ステップの加工条件は上述した第1方向改質層形成ステップの加工条件と同様である。   In the present embodiment, a laser beam with a wavelength of 1342 nm is used as the laser beam used in the second direction modified layer forming step as in the first direction modified layer forming step. FIG. 6 shows a schematic plan view showing the step of forming a second direction modified layer. The processing conditions of the second direction modified layer forming step are the same as the processing conditions of the first direction modified layer forming step described above.

第2方向改質層形成ステップは、第1方向改質層17が形成された第1分割予定ライン13aにT字路となって交わる第2分割予定ライン13bの内部に第2方向改質層19を形成するT字路加工ステップを含んでいる。   In the second direction modified layer forming step, the second direction modified layer is formed in the second divided line 13b intersecting with the first divided line 13a on which the first direction modified layer 17 is formed as a T-shaped passage. 19 includes a tee machining step to form 19.

T字路加工ステップでは、図7に示すように、移動機構47により反射ミラー43を移動して、第1レーザー発振器42Aから発振された波長1064nmのレーザービームを反射ミラー43により反射して集光レンズ39に入射する。移動機構47は例えばエアシリンダから構成され、エアシリンダ47のピストンロッドが反射ミラー43を支持する支持部材45に連結されている。   In the T-curve processing step, as shown in FIG. 7, the reflecting mirror 43 is moved by the moving mechanism 47, and the laser beam having a wavelength of 1064 nm oscillated from the first laser oscillator 42A is reflected by the reflecting mirror 43 and collected. The light is incident on the lens 39. The moving mechanism 47 is constituted of, for example, an air cylinder, and a piston rod of the air cylinder 47 is connected to a support member 45 which supports the reflection mirror 43.

このように、T字路加工ステップでは、図6に示す波長1342nmのレーザービームで形成した第2方向改質層19に連続して、第1レーザー発振器42Aから発振された波長1064nmのレーザービームで第2分割予定ライン13bに沿ってウエーハ内部に第2方向改質層19を形成し、第1方向改質層17に交わる寸前でT字路加工ステップを中止する。   As described above, in the T-junction processing step, the laser beam with the wavelength of 1064 nm oscillated from the first laser oscillator 42A is continuously provided to the second direction modified layer 19 formed by the laser beam with the wavelength of 1342 nm shown in FIG. The second direction modified layer 19 is formed inside the wafer along the second planned dividing line 13b, and the T-shaped processing step is stopped just before crossing the first direction modified layer 17.

T字路加工ステップで第2レーザー発振器42Bから第1レーザー発振器42Aに切り換える地点の座標は予めレーザー加工装置2のコントローラのメモリに格納しておく。そして、集光器38から照射されるレーザービームのx座標値が予め格納されている座標値に一致した時、移動機構47を駆動して照射されるレーザービームを波長1342nmのレーザービームから波長1064nmのレーザービームに切り換えてT字路加工ステップを実施する。   The coordinates of the point to be switched from the second laser oscillator 42B to the first laser oscillator 42A in the T-curve processing step are stored in advance in the memory of the controller of the laser processing apparatus 2. Then, when the x-coordinate value of the laser beam irradiated from the condenser 38 matches the coordinate value stored in advance, the moving mechanism 47 is driven to irradiate the laser beam with a wavelength of 1064 nm from the laser beam of wavelength 1342 nm. Switch to the laser beam and carry out the T-curve processing step.

T字路加工ステップの加工条件は、例えば次のように設定されている。   The processing conditions of the T-shaped path processing step are set as follows, for example.

光源 :LD励起QスイッチNd:YAGパルスレーザー
波長 :1064nm
繰り返し周波数 :50kHz
平均出力 :0.5W
集光スポット径 :φ3μm
加工送り速度 :200mm/s
Light source: LD pumped Q-switched Nd: YAG pulsed laser Wavelength: 1064 nm
Repetition frequency: 50kHz
Average power: 0.5W
Focused spot diameter: φ 3 μm
Processing feed rate: 200 mm / s

上述したように、シリコンウエーハの光学吸収端は約1050nm近辺であるため、シリコンウエーハに対して透過性の良い波長1300nm以上のレーザービームを使用して第1改質層形成ステップ及び第2改質層形成ステップを実施すると、良好な第1方向改質層17及び第2方向改質層19を形成することができる。   As described above, since the optical absorption edge of the silicon wafer is about 1050 nm, the step of forming the first modified layer and the second modification are performed using a laser beam having a wavelength of 1300 nm or more that is highly transparent to the silicon wafer. By performing the layer forming step, it is possible to form good first direction modified layer 17 and second direction modified layer 19.

しかし、波長1300nm以上のレーザービームは透過性が良好であることに起因して改質層を形成した後の余ったレーザービームが漏れ光となってウエーハ11の表面11aに形成されたデバイス15をアタックして回路を損傷させる恐れがある。   However, the laser beam having a wavelength of 1300 nm or more has excess transmittance after forming the modified layer due to good transmittance, and the device 15 formed on the surface 11 a of the wafer 11 leaks. It may attack and damage the circuit.

そこで、本発明のウエーハの加工方法では、透過性は有するもののシリコンウエーハの光学吸収端に近い波長1064nmのレーザービームをT字路加工ステップに使用したことにより、第2方向改質層19を形成した後の余ったレーザービームはウエーハ11の表面11aに至る途中で吸収されて消光し、デバイス15をアタックすることが抑制される。   Therefore, in the method of processing a wafer according to the present invention, the second direction modified layer 19 is formed by using a laser beam having a wavelength of 1064 nm close to the optical absorption edge of the silicon wafer although it has transparency for the T-junction processing step. The excess laser beam after absorption is absorbed on the way to the surface 11 a of the wafer 11 to be quenched and attacking the device 15 is suppressed.

第1方向改質層形成ステップ及び第2方向改質層形成ステップを実施した後、ウエーハ11に外力を付与し、第1方向改質層17及び第2方向改質層19を破断起点にウエーハ11を第1分割予定ライン13a及び第2分割予定ライン13bに沿って破断して、個々のデバイスチップに分割する分割ステップを実施する。   After performing the first direction modified layer forming step and the second direction modified layer forming step, an external force is applied to the wafer 11 to make the wafer the first direction modified layer 17 and the second direction modified layer 19 as the fracture origin. 11 is broken along the first planned dividing line 13a and the second planned dividing line 13b to carry out the dividing step of dividing into individual device chips.

この分割ステップは、例えば図8に示すような分割装置(エキスパンド装置)50を使用して実施する。図8に示す分割装置50は、環状フレームFを保持するフレーム保持手段52と、フレーム保持手段52に保持された環状フレームFに装着されたダイシングテープTを拡張するテープ拡張手段54を具備している。   This division step is performed using, for example, a division device (expand device) 50 as shown in FIG. The dividing device 50 shown in FIG. 8 comprises a frame holding means 52 for holding the annular frame F, and a tape expanding means 54 for expanding the dicing tape T mounted on the annular frame F held by the frame holding means 52. There is.

フレーム保持手段52は、環状のフレーム保持部材56と、フレーム保持部材56の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ58から構成される。フレーム保持部材56の上面は環状フレームFを載置する載置面56aを形成しており、この載置面56a上に環状フレームFが載置される。   The frame holding means 52 comprises an annular frame holding member 56 and a plurality of clamps 58 as fixing means disposed on the outer periphery of the frame holding member 56. The upper surface of the frame holding member 56 forms a mounting surface 56a on which the annular frame F is mounted, and the annular frame F is mounted on the mounting surface 56a.

そして、載置面56a上に載置された環状フレームFは、クランプ58によってフレーム保持手段52に固定される。このように構成されたフレーム保持手段52はテープ拡張手段54によって上下方向に移動可能に支持されている。   The annular frame F mounted on the mounting surface 56 a is fixed to the frame holding means 52 by the clamp 58. The frame holding means 52 configured in this manner is vertically movably supported by the tape expanding means 54.

テープ拡張手段54は、環状のフレーム保持部材56の内側に配設された拡張ドラム60を具備している。拡張ドラム60の上端は蓋62で閉鎖されている。この拡張ドラム60は、環状フレームFの内径より小さく、環状フレームFに装着されたダイシングテープTに貼着されるウエーハ11の外径より大きい内径を有している。   The tape expansion means 54 comprises an expansion drum 60 disposed inside the annular frame holding member 56. The upper end of the expansion drum 60 is closed by a lid 62. The expansion drum 60 has an inner diameter smaller than the inner diameter of the annular frame F and larger than the outer diameter of the wafer 11 attached to the dicing tape T mounted on the annular frame F.

拡張ドラム60はその下端に一体的に形成された支持フランジ64を有している。テープ拡張手段54は更に、環状のフレーム保持部材56を上下方向に移動する駆動手段66を具備している。この駆動手段66は支持フランジ64上に配設された複数のエアシリンダ68から構成されており、そのピストンロッド70はフレーム保持部材56の下面に連結されている。   The expansion drum 60 has a support flange 64 integrally formed at its lower end. The tape expanding means 54 further comprises driving means 66 for moving the annular frame holding member 56 in the vertical direction. The drive means 66 comprises a plurality of air cylinders 68 disposed on the support flange 64, and the piston rod 70 is connected to the lower surface of the frame holding member 56.

複数のエアシリンダ68から構成される駆動手段66は、環状のフレーム保持部材56を、その載置面56aが拡張ドラム60の上端である蓋62の表面と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム60の上端より所定量下方の拡張位置との間で上下方向に移動する。   The driving means 66 composed of a plurality of air cylinders 68 extends the annular frame holding member 56 at a reference position where the mounting surface 56a is substantially the same height as the surface of the lid 62 which is the upper end of the expansion drum 60 It moves in the vertical direction between the upper end of the drum 60 and the extended position which is lower by a predetermined amount.

以上のように構成された分割装置50を用いて実施するウエーハ11の分割ステップについて図9を参照して説明する。図9(A)に示すように、ウエーハ11をダイシングテープTを介して支持した環状フレームFを、フレーム保持部材56の載置面56a上に載置し、クランプ58によってフレーム保持部材56に固定する。この時、フレーム保持部材56はその載置面56aが拡張ドラム60の上端と略同一高さとなる基準位置に位置付けられる。   The dividing step of the wafer 11 performed using the dividing device 50 configured as described above will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9A, the annular frame F supporting the wafer 11 through the dicing tape T is placed on the mounting surface 56a of the frame holding member 56, and fixed to the frame holding member 56 by the clamp 58. Do. At this time, the frame holding member 56 is positioned at a reference position at which the mounting surface 56 a is substantially flush with the upper end of the expansion drum 60.

次いで、エアシリンダ68を駆動してフレーム保持部材56を図9(B)に示す拡張位置に下降する。これにより、フレーム保持部材56の載置面56a上に固定されている環状フレームFを下降するため、環状フレームFに装着されたダイシングテープTは拡張ドラム60の上端縁に当接して主に半径方向に拡張される。   Next, the air cylinder 68 is driven to lower the frame holding member 56 to the expanded position shown in FIG. 9 (B). Thereby, in order to lower the annular frame F fixed on the mounting surface 56 a of the frame holding member 56, the dicing tape T mounted on the annular frame F abuts on the upper end edge of the expansion drum 60 and mainly the radius Expanded in the direction.

その結果、ダイシングテープTに貼着されているウエーハ11には放射状に引っ張り力が作用する。このようにウエーハ11に放射状に引っ張り力が作用すると、第1分割予定ライン13aに沿って形成された第1方向改質層17及び第2分割予定ライン13bに沿って形成された第2方向改質層19が分割起点となって、ウエーハ11が第1分割予定ライン13a及び第2分割予定ライン13bに沿って破断され、個々のデバイスチップ21に分割される。   As a result, a tensile force acts radially on the wafers 11 attached to the dicing tape T. As described above, when tensile force acts radially on the wafer 11, the first direction modified layer 17 formed along the first planned dividing line 13a and the second direction break formed along the second planned dividing line 13b. The quality layer 19 serves as the dividing start point, and the wafer 11 is broken along the first dividing planned line 13 a and the second dividing planned line 13 b and divided into individual device chips 21.

11 半導体ウエーハ
13a 第1分割予定ライン
13b 第2分割予定ライン
15 デバイス
17 第1方向改質層
19 第2方向改質層
24 チャックテーブル
34 レーザービーム照射ユニット
35 レーザービーム発生ユニット
38 集光器(レーザーヘッド)
39 集光レンズ
40 撮像ユニット
42A 第1レーザー発振器
42B 第2レーザー発振器
43 反射ミラー
47 移動機構
50 分割装置
11 semiconductor wafer 13a first division planned line 13b second division planned line 15 device 17 first direction modification layer 19 second direction modification layer 24 chuck table 34 laser beam irradiation unit 35 laser beam generation unit 38 condenser (laser (laser (laser) head)
39 condensing lens 40 imaging unit 42A first laser oscillator 42B second laser oscillator 43 reflection mirror 47 moving mechanism 50 dividing device

Claims (3)

第1の方向に形成された複数の第1分割予定ラインと該第1の方向と交差する第2の方向に形成された複数の第2分割予定ラインとで区画された各領域にデバイスが形成され、該第1分割予定ラインと該第2分割予定ラインのうち少なくとも該第2分割予定ラインが非連続に形成されているウエーハを個々のデバイスチップに分割するウエーハの加工方法であって、
該第1分割予定ラインに沿って、ウエーハに対し透過性を有する波長のレーザービームをウエーハの裏面側からウエーハの内部に集光して照射し、ウエーハの内部に該第1分割予定ラインに沿った複数層の第1方向改質層を形成する第1方向改質層形成ステップと、
該第1方向改質層形成ステップを実施した後、該第2分割予定ラインに沿って、ウエーハに対し透過性を有する波長のレーザービームをウエーハの裏面側からウエーハの内部に集光して照射し、ウエーハの内部に該第2分割予定ラインに沿った複数層の第2方向改質層を形成する第2方向改質層形成ステップと、
該第1方向改質層形成ステップ及び該第2方向改質層形成ステップを実施した後、ウエーハに外力を付与し、該第1方向改質層及び該第2方向改質層を破断起点にウエーハを該第1分割予定ライン及び該第2分割予定ラインに沿って破断して個々のデバイスチップに分割する分割ステップと、を備え、
該第2方向改質層形成ステップは、該第1方向改質層が形成された該第1分割予定ラインにT字路となって交わる該第2分割予定ラインの内部に第2方向改質層を形成するT字路加工ステップを含み、
該T字路加工ステップでは、波長が1064nmのレーザービームが照射されることを特徴とするウエーハの加工方法。
A device is formed in each area divided by a plurality of first planned division lines formed in a first direction and a plurality of second planned division lines formed in a second direction intersecting the first direction. A method of processing a wafer in which at least the second planned dividing line among the first planned dividing line and the second planned dividing line is discontinuously divided into individual device chips,
Along the first planned dividing line, a laser beam of a wavelength having transparency to the wafer is condensed and irradiated from the back side of the wafer to the inside of the wafer, and along the first planned dividing line inside the wafer. Forming a first direction modified layer forming a plurality of first direction modified layers;
After performing the first direction modified layer forming step, a laser beam of a wavelength having transparency to the wafer is condensed from the back side of the wafer to the inside of the wafer along the second planned dividing line and irradiated. A second direction modified layer forming step of forming a plurality of second direction modified layers along the second planned dividing line inside the wafer;
After the step of forming the first direction modified layer and the step of forming the second direction modified layer, an external force is applied to the wafer, and the first direction modified layer and the second direction modified layer are set as fracture starting points. Splitting the wafer along the first planned dividing line and the second planned dividing line and dividing it into individual device chips;
In the second direction modified layer forming step, a second direction modified layer is formed in the second divided line which intersects the first divided line on which the first direction modified layer is formed as a T-shaped passage. Including a T-step processing step to form a layer,
A method of processing a wafer, wherein a laser beam with a wavelength of 1064 nm is irradiated in the T-junction processing step.
該T字路加工ステップ以外の第1方向改質層形成ステップ及び該第2方向改質層形成ステップでは、波長が1300nm以上のレーザービームが照射される請求項1記載のウエーハの加工方法。   The wafer processing method according to claim 1, wherein a laser beam having a wavelength of 1300 nm or more is irradiated in the first direction modified layer forming step and the second direction modified layer forming step other than the T-shaped path processing step. 該T字路加工ステップ以外で照射されるレーザービームの波長は1342nmである請求項2記載のウエーハの加工方法。   3. The method of processing a wafer according to claim 2, wherein the wavelength of the laser beam irradiated in steps other than the T-shaped step is 1342 nm.
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