JP7007052B2 - Wafer processing method - Google Patents
Wafer processing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7007052B2 JP7007052B2 JP2017178724A JP2017178724A JP7007052B2 JP 7007052 B2 JP7007052 B2 JP 7007052B2 JP 2017178724 A JP2017178724 A JP 2017178724A JP 2017178724 A JP2017178724 A JP 2017178724A JP 7007052 B2 JP7007052 B2 JP 7007052B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- encapsulant
- sealing material
- alignment
- modified layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
- H01L21/681—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
- B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
- B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/0005—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing
- B28D5/0011—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing with preliminary treatment, e.g. weakening by scoring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
- B28D5/0064—Devices for the automatic drive or the program control of the machines
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
- H01L21/3043—Making grooves, e.g. cutting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
- H01L21/561—Batch processing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
- H01L21/6836—Wafer tapes, e.g. grinding or dicing support tapes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/40—Semiconductor devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/16—Composite materials, e.g. fibre reinforced
- B23K2103/166—Multilayered materials
- B23K2103/172—Multilayered materials wherein at least one of the layers is non-metallic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
- B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
- H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
- H01L2221/68327—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
- H01L2223/544—Marks applied to semiconductor devices or parts
- H01L2223/54426—Marks applied to semiconductor devices or parts for alignment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
- H01L2223/544—Marks applied to semiconductor devices or parts
- H01L2223/54453—Marks applied to semiconductor devices or parts for use prior to dicing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
- H01L2224/13075—Plural core members
- H01L2224/1308—Plural core members being stacked
- H01L2224/13082—Two-layer arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/544—Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps
Description
本発明は、WL-CSPウェーハの加工方法に関する。 The present invention relates to a method for processing a WL-CSP wafer.
WL-CSP(Wafer-level Chip Size Package)ウェーハとは、ウェーハの状態で再配線層や電極(金属ポスト)を形成後、表面側を樹脂封止し、切削ブレード等で各パッケージに分割する技術であり、ウェーハを個片化したパッケージの大きさが半導体デバイスチップの大きさになるため、小型化及び軽量化の観点からも広く採用されている。 WL-CSP (Wafer-level Chip Size Package) wafer is a technology that forms a rewiring layer and electrodes (metal posts) in the state of the wafer, seals the surface side with resin, and divides it into each package with a cutting blade or the like. Therefore, since the size of the package in which the wafer is separated is the size of the semiconductor device chip, it is widely adopted from the viewpoint of miniaturization and weight reduction.
WL-CSPウェーハの製造プロセスでは、複数のデバイスが形成されたデバイスウェーハのデバイス面側に再配線層を形成し、更に再配線層を介してデバイス中の電極に接続する金属ポストを形成した後、金属ポスト及びデバイスを樹脂で封止する。 In the WL-CSP wafer manufacturing process, a rewiring layer is formed on the device surface side of the device wafer in which multiple devices are formed, and then a metal post connected to an electrode in the device is formed via the rewiring layer. , Metal posts and devices are sealed with resin.
次いで、封止材を薄化するとともに金属ポストを封止材表面に露出させた後、金属ポストの端面に電極バンプと呼ばれる外部端子を形成する。その後、切削装置等でWL-CSPウェーハを切削して個々のCSPへと分割する。 Next, after the encapsulant is thinned and the metal post is exposed on the surface of the encapsulant, an external terminal called an electrode bump is formed on the end surface of the metal post. After that, the WL-CSP wafer is cut with a cutting device or the like and divided into individual CSPs.
半導体デバイスを衝撃や湿気等から保護するために、封止材で封止することが重要である。通常、封止材として、エポキシ樹脂中にSiCからなるフィラーを混入した封止材を使用することで、封止材の熱膨張率を半導体デバイスチップの熱膨張率に近づけ、熱膨張率の差によって生じる加熱時のパッケージの破損を防止している。 It is important to seal the semiconductor device with a sealing material in order to protect it from impact, moisture, and the like. Normally, by using a sealing material in which a filler made of SiC is mixed in an epoxy resin, the thermal expansion rate of the sealing material is brought close to the thermal expansion rate of the semiconductor device chip, and the difference in the thermal expansion rate is obtained. Prevents damage to the package during heating caused by.
WL-CSPウェーハは、一般的に切削装置を使用して個々のCSPに分割される。この場合、WL-CSPウェーハは、分割予定ラインを検出するために利用するデバイスが樹脂で覆われているため、表面側からデバイスのターゲットパターンを検出することができない。 WL-CSP wafers are typically split into individual CSPs using cutting equipment. In this case, in the WL-CSP wafer, the device used for detecting the planned division line is covered with resin, so that the target pattern of the device cannot be detected from the surface side.
その為、WL-CSPウェーハの樹脂上に形成された電極バンプをターゲットにして分割予定ラインを割り出したり、樹脂の上面にアライメント用のターゲットを印刷する等して分割予定ラインと切削ブレードとのアライメントをおこなっていた。 Therefore, alignment between the planned division line and the cutting blade is performed by targeting the electrode bumps formed on the resin of the WL-CSP wafer to determine the planned division line, or printing the alignment target on the upper surface of the resin. Was done.
しかし、電極バンプや樹脂上に印刷されたターゲットはデバイスのように高精度には形成されていないため、アライメント用のターゲットとしては精度が低いという問題がある。従って、電極バンプや印刷されたターゲットに基づいて分割予定ラインを割り出した場合、分割予定ラインから外れてデバイス部分を切削してしまうという恐れがあった。 However, since the electrode bumps and the target printed on the resin are not formed with high accuracy like the device, there is a problem that the accuracy is low as a target for alignment. Therefore, when the planned division line is determined based on the electrode bumps and the printed target, there is a risk that the device portion may be cut off the planned division line.
そこで、例えば特開2013-74021号公報では、ウェーハの外周で露出するデバイスウェーハのパターンを基にアライメントする方法が提案されている。 Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-74021 proposes a method of alignment based on a pattern of a device wafer exposed on the outer periphery of the wafer.
しかし、一般にウェーハの外周ではデバイス精度が悪く、ウェーハの外周で露出するパターンを基にアライメントを実施すると、分割予定ラインとは外れた位置でウェーハを分割してしまう恐れがある上、ウェーハによってはデバイスウェーハのパターンが外周で露出していないものもある。 However, in general, the device accuracy is poor on the outer circumference of the wafer, and if alignment is performed based on the pattern exposed on the outer circumference of the wafer, the wafer may be divided at a position deviating from the planned division line, and some wafers may be divided. In some cases, the pattern of the device wafer is not exposed on the outer circumference.
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、ウェーハ表面に被覆されたカーボンブラックを含む封止材を通してアライメント工程を実施可能なウェ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 an object of the present invention is to provide a method for processing a wafer in which an alignment step can be carried out through a sealing material containing carbon black coated on the wafer surface. That is.
本発明によると、表面に交差して形成された複数の分割予定ラインによって区画されたチップ領域にそれぞれデバイスが形成されたデバイスウェーハの表面が封止材で封止され、該封止材の該チップ領域にそれぞれ複数のバンプが形成されたウェーハの加工方法であって、該ウェーハの表面側から可視光撮像手段によって該封止材を透過して該デバイスウェーハの表面側を撮像してアライメントマークを検出し、該アライメントマークに基づいてレーザー加工すべき該分割予定ラインを検出するアライメント工程と、該アライメント工程を実施した後、該デバイスウェーハ及び該封止材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該デバイスウェーハ又は該封止材の内部に位置付けて、該ウェーハの表面側から該分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射して、該デバイスウェーハ及び該封止材の内部に改質層を形成する改質層形成工程と、該改質層形成工程を実施した後、該デバイスウェーハ及び該封止材に外力を付与して該改質層を分割起点として表面が該封止材によって封止された個々のデバイスチップに分割する分割工程と、を備え、該アライメント工程は、該封止材を除去することなく、該可視光撮像手段によって撮像する領域に斜光手段によって斜めから光を照射しながら実施することを特徴とするウェーハの加工方法が提供される。 According to the present invention, the surface of a device wafer in which a device is formed in a chip region partitioned by a plurality of scheduled division lines formed intersecting the surface is sealed with a sealing material, and the sealing material is sealed. This is a method for processing a wafer in which a plurality of bumps are formed in each chip region. An alignment mark is obtained by transmitting an image from the surface side of the wafer through the encapsulant by a visible light imaging means and imaging the surface side of the device wafer. And the alignment step of detecting the split line to be laser-processed based on the alignment mark, and the wavelength having transparency to the device wafer and the encapsulant after the alignment step is performed. A focusing point of the laser beam is positioned inside the device wafer or the encapsulant, and the laser beam is irradiated from the surface side of the wafer along the planned division line to form the device wafer and the encapsulant. After performing the modified layer forming step of forming the modified layer inside and the modified layer forming step, an external force is applied to the device wafer and the encapsulant to make the surface of the modified layer as a split starting point. The alignment step comprises a splitting step of dividing into individual device chips sealed by the encapsulant, the alignment step providing oblique light means to the region imaged by the visible light imaging means without removing the encapsulant. Provided is a method for processing a wafer, which is characterized by irradiating light from an angle.
本発明のウェーハの加工方法によると、斜光手段で斜めから光を照射しながら可視光撮像手段によって封止材を透過してデバイスウェーハに形成されたアライメントマークを検出し、アライメントマークに基づいてアライメントを実施できるようにしたので、従来のようにウェーハの表面の外周部分の封止材を除去することなく簡単にアライメント工程を実施できる。 According to the wafer processing method of the present invention, the alignment mark formed on the device wafer is detected by the visible light imaging means while irradiating light from an oblique angle with the oblique light means, and the alignment mark is aligned based on the alignment mark. Therefore, the alignment process can be easily carried out without removing the sealing material on the outer peripheral portion of the surface of the wafer as in the conventional case.
よって、デバイスウェーハ及び封止材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デバイスウェーハ又は封止材の内部に位置付けて、ウェーハの表面側からレーザービームを照射して、デバイスウェーハ及び封止材の内部に改質層を形成し、該改質層を分割起点としてウェーハを表面が封止材によって封止された個々のデバイスチップに分割することができる。 Therefore, the focusing point of the laser beam having a wavelength that is transparent to the device wafer and the encapsulant is positioned inside the device wafer or the encapsulant, and the laser beam is irradiated from the surface side of the wafer to irradiate the device wafer. In addition, a modified layer can be formed inside the encapsulant, and the wafer can be divided into individual device chips whose surface is sealed by the encapsulant using the modified layer as a split starting point.
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(A)を参照すると、WL-CSPウェーハ27の分解斜視図が示されている。図1(B)はWL-CSPウェーハ27の斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1A, an exploded perspective view of the WL-
図1(A)に示されているように、デバイスウェーハ11の表面11aには格子状に形成された複数の分割予定ライン(ストリート)13によって区画された各領域にLSI等のデバイス15が形成されている。
As shown in FIG. 1A, a
デバイスウェーハ、(以下、単にウェーハと略称することがある)11は予め裏面11bが研削されて所定の厚さ(100~200μm程度)に薄化された後、図2に示すように、デバイス15中の電極17に電気的に接続された複数の金属ポスト21を形成した後、ウェーハ11の表面11a側を金属ポスト21が埋設するように封止材23で封止する。
The device wafer, 11 (hereinafter, may be simply abbreviated as a wafer), has the
封止材23としては、質量%でエポキシ樹脂又はエポキシ樹脂+フェノール樹脂10.3%、シリカフィラー8.53%、カーボンブラック0.1~0.2%、その他の成分4.2~4.3%を含む組成とした。その他の成分としては、例えば、金属水酸化物、三酸化アンチモン、二酸化ケイ素等を含む。
The
このような組成の封止材23でウェーハ11の表面11aを被覆してウェーハ11の表面11aを封止すると、封止材23中にごく少量含まれているカーボンブラックにより封止材23が黒色となるため、封止材23を通してウェーハ11の表面11aを見ることは通常困難である。
When the
ここで封止材23中にカーボンブラックを混入させるのは、主にデバイス15の静電破壊を防止するためであり、現在のところカーボンブラックを含有しない封止材は市販されていない。
Here, the reason why carbon black is mixed in the sealing
他の実施形態として、デバイスウェーハ11の表面11a上に再配線層を形成した後、再配線層上にデバイス15中の電極17に電気的に接続された金属ポスト21を形成するようにしても良い。
As another embodiment, after the rewiring layer is formed on the
次いで、単結晶ダイアモンドからなるバイト切削工具を有する平面切削装置(サーフェスプレイナー)やグラインダーと呼ばれる研削装置を使用して封止材23を薄化する。封止材23を薄化した後、例えばプラズマエッチングにより金属ポスト21の端面を露出させる。
Next, the sealing
次いで、露出した金属ポスト21の端面によく知られた方法によりハンダ等の金属バンプ25を形成して、WL-CSPウェーハ27が完成する。本実施形態のWL-CSPウェーハ27では、封止材23の厚さは100μm程度である。
Next, a
WL-CSPウェーハ27をレーザー加工装置で加工するのに当たり、図3に示すように、好ましくは、WL-CSPウェーハ27を外周部が環状フレームFに貼着された粘着テープとしてのダイシングテープTに貼着する。これにより、WL-CSPウェーハ27はダイシングテープTを介して環状フレームFに支持された状態となる。
When processing the WL-
しかし、WL-CSPウェーハ27をレーザー加工装置で加工するのに当たり、環状フレームFを使用せずに、WL-CSPウェーハ27の裏面に粘着テープを貼着する形態でもよい。
However, when processing the WL-
本発明のウェーハの加工方法では、まず、WL-CSPウェーハ27の表面側から可視光撮像手段によって封止材23を通してデバイスウェーハ11の表面11aを撮像し、デバイスウェーハ11の表面に形成されている少なくとも2つのターゲットパターン等のアライメントマークを検出し、これらのアライメントマークに基づいて切削すべき分割予定ライン13を検出するアライメント工程を実施する。
In the wafer processing method of the present invention, first, the
このアライメント工程について、図4を参照して詳細に説明する。アライメント工程を実施する前に、ウェーハ11の裏面11b側を外周部が環状フレームFに装着されたダイシングテープTに貼着する。
This alignment process will be described in detail with reference to FIG. Before performing the alignment step, the
アライメント工程では、図4に示すように、ダイシングテープTを介してレーザー加工装置のチャックテーブル10でWL-CSPウェーハ27を吸引保持し、デバイスウェーハ11の表面11aを封止している封止材23を上方に露出させる。そして、クランプ12で環状フレームFをクランプして固定する。
In the alignment step, as shown in FIG. 4, a sealing material that sucks and holds the WL-
アライメント工程では、可視光撮像ユニット26のCCD等の撮像素子でWL-CSPウェーハ27の表面を撮像する。しかし、封止材23中にはシリカフィラー、カーボンブラック等の成分が含まれており、更に封止材23の表面には凹凸があるため、可視光撮像ユニット26の垂直照明では封止材23を透過してデバイスウェーハ11の表面11aを撮像しても、撮像画像がピンボケとなってしまい、ターゲットパターン等のアライメントマークを検出するのが困難である。
In the alignment step, the surface of the WL-
そこで、本実施形態のアライメント工程では、可視光撮像ユニット26の垂直照明に加えて斜光手段28から撮像領域に斜めから光を照射し、撮像画像のピンボケを改善し、アライメントマークの検出を可能としている。
Therefore, in the alignment step of the present embodiment, in addition to the vertical illumination of the visible
斜光手段28から照射する光は白色光が好ましく、WL-CSPウェーハ27の表面に対する入射角は30°~60°の範囲内が好ましい。好ましくは、可視光撮像ユニット26は、露光時間等を調整できるエキスポージャーを備えている。
The light emitted from the oblique light means 28 is preferably white light, and the incident angle with respect to the surface of the WL-
次いで、これらのアライメントマークを結んだ直線が加工送り方向と平行となるようにチャックテーブル10をθ回転し、更にアライメントマークと分割予定ライン13の中心との距離だけ図5(A)に示すチャックテーブル10を加工送り方向X1と直交する方向に移動することにより、レーザー加工すべき分割予定ライン13を検出する。
Next, the chuck table 10 is rotated by θ so that the straight line connecting these alignment marks is parallel to the machining feed direction, and the chuck shown in FIG. 5A is further separated by the distance between the alignment mark and the center of the scheduled
アライメント工程を実施した後、図5(A)に示すように、WL-CSPウェーハ27の表面側から分割予定ライン13に沿ってレーザー加工装置のレーザーヘッド(集光器)16からデバイスウェーハ11及び封止材23に対して透過性を有する波長(例えば1064nm)のレーザービームLBをその集光点をデバイスウェーハ11の内部又は封止材23の内部に位置付けて、チャックテーブル10を矢印X1方向又は矢印X2方向に加工送りすることにより、デバイスウェーハの内部及び封止材23の内部に改質層29(29a,29b)を形成する改質層形成工程を実施する。
After performing the alignment step, as shown in FIG. 5A, from the surface side of the WL-
改質層形成工程では、まず、図5(B)に示すように、レーザービームLBの集光点をデバイスウェーハ11の内部に位置付けてチャックテーブル10を矢印X1方向に加工送りすることにより、デバイスウェーハ11の内部に集光点29aを形成する。
In the modified layer forming step, first, as shown in FIG. 5B, the condensing point of the laser beam LB is positioned inside the
次いで、図5(C)に示すように、レーザービームLBの集光点を封止材23の内部に位置付けて、チャックテーブル10を矢印X2方向に加工送りすることにより、封止材23の内部に改質層29bを形成する。
Next, as shown in FIG. 5C, the condensing point of the laser beam LB is positioned inside the
この改質層形成工程を第1の方向に伸長する分割予定ライン13に沿って往路及び復路で次々と実施した後、チャックテーブル10を90°回転し、第1の方向に直交する第2の方向に伸長する分割予定ライン13に沿って往路及び復路で次々と実施する。
After performing this modified layer forming step one after another on the outward path and the return path along the planned
改質層形成工程実施後、図6に示す分割装置50を使用してWL-CSPウェーハ27に外力を付与し、WL-CSPウェーハ27を個々のデバイスチップ31へと分割する分割工程を実施する。
After the reformed layer forming step is carried out, an external force is applied to the WL-
図6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。
The dividing
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 is composed of an annular
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56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。
Then, the annular frame F mounted on the mounting
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WL-CSPウェーハ27の外径より大きい内径を有している。
The tape expanding means 54 includes an
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
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 drive means 66 composed of a plurality of
以上のように構成された分割装置50を用いて実施するWL-CSPウェーハ27の分割工程について図7を参照して説明する。図7(A)に示すように、WL-CSPウェーハ27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 division process of the WL-
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7(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
その結果、ダイシングテープTに貼着されているWL-CSPウェーハ27には放射状に引っ張り力が作用する。このようにWL-CSPウェーハ27に放射状に引っ張り力が作用すると、分割予定ライン13に沿ってデバイスウェーハ11中に形成された改質層29a及び封止材23中に形成された改質層29bが分割起点となってWL-CSPウェーハ27が分割予定ライン13に沿って図8の拡大断面図に示すように割断され、表面が封止材23によって封止された個々のデバイスチップ31に分割される。
As a result, a tensile force acts radially on the WL-
11 デバイスウェーハ
13 分割予定ライン
15 デバイス
16 レーザーヘッド(集光器)
21 金属ポスト
23 封止材
25 バンプ
26 可視光撮像手段(可視光撮像ユニット)
27 WL-CSPウェーハ
28 斜光手段
29,29a,29b 改質層
31 デバイスチップ
50 分割装置
11
21
27 WL-
Claims (3)
該ウェーハの表面側から可視光撮像手段によって該封止材を透過して該デバイスウェーハの表面側を撮像してアライメントマークを検出し、該アライメントマークに基づいてレーザー加工すべき該分割予定ラインを検出するアライメント工程と、
該アライメント工程を実施した後、該デバイスウェーハ及び該封止材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該デバイスウェーハ又は該封止材の内部に位置付けて、該ウェーハの表面側から該分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射して、該デバイスウェーハ及び該封止材の内部に改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層形成工程を実施した後、該デバイスウェーハ及び該封止材に外力を付与して該改質層を分割起点として表面が該封止材によって封止された個々のデバイスチップに分割する分割工程と、を備え、
該アライメント工程は、該封止材を除去することなく、該可視光撮像手段によって撮像する領域に斜光手段によって斜めから光を照射しながら実施することを特徴とするウェーハの加工方法。 The surface of the device wafer in which the device is formed in each chip region partitioned by a plurality of scheduled division lines formed intersecting the surface is sealed with a sealing material, and a plurality of each in the chip region of the sealing material. It is a method of processing a wafer on which bumps are formed.
From the surface side of the wafer, the sealing material is transmitted through the sealing material, the surface side of the device wafer is imaged to detect an alignment mark, and the scheduled division line to be laser-processed based on the alignment mark is defined. Alignment process to detect and
After performing the alignment step, the focusing point of the laser beam having a wavelength that is transparent to the device wafer and the encapsulant is positioned inside the device wafer or the encapsulant, and the surface of the wafer is surfaced. A modified layer forming step of irradiating a laser beam from the side along the planned division line to form a modified layer inside the device wafer and the encapsulant.
After performing the modified layer forming step, an external force is applied to the device wafer and the encapsulant, and the surface is divided into individual device chips whose surface is sealed by the encapsulant using the modified layer as a division starting point. With a splitting process
The alignment step is a method for processing a wafer, which comprises irradiating a region to be imaged by the visible light imaging means with light from an oblique direction by the oblique light means without removing the sealing material .
該封止材における該カーボンブラックの含有率は、0.1質量%以上0.2質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載のウェーハの加工方法。The wafer processing method according to claim 1, wherein the content of the carbon black in the encapsulant is 0.1% by mass or more and 0.2% by mass or less.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017178724A JP7007052B2 (en) | 2017-09-19 | 2017-09-19 | Wafer processing method |
KR1020180104754A KR102607962B1 (en) | 2017-09-19 | 2018-09-03 | Wafer processing method |
SG10201807863RA SG10201807863RA (en) | 2017-09-19 | 2018-09-12 | Processing method for wafer |
CN201811066921.2A CN109514744B (en) | 2017-09-19 | 2018-09-13 | Method for processing wafer |
TW107132557A TWI769311B (en) | 2017-09-19 | 2018-09-14 | Wafer Processing Method |
DE102018215817.7A DE102018215817A1 (en) | 2017-09-19 | 2018-09-18 | PROCESSING METHOD FOR A WAFER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017178724A JP7007052B2 (en) | 2017-09-19 | 2017-09-19 | Wafer processing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019054188A JP2019054188A (en) | 2019-04-04 |
JP7007052B2 true JP7007052B2 (en) | 2022-01-24 |
Family
ID=65527212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017178724A Active JP7007052B2 (en) | 2017-09-19 | 2017-09-19 | Wafer processing method |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7007052B2 (en) |
KR (1) | KR102607962B1 (en) |
CN (1) | CN109514744B (en) |
DE (1) | DE102018215817A1 (en) |
SG (1) | SG10201807863RA (en) |
TW (1) | TWI769311B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112164670B (en) * | 2020-09-28 | 2023-09-26 | 珠海天成先进半导体科技有限公司 | Visual alignment column planting device and method for CCGA (CCGA) device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014003274A (en) | 2012-05-25 | 2014-01-09 | Nitto Denko Corp | Method for manufacturing semiconductor device and underfill material |
WO2014156688A1 (en) | 2013-03-27 | 2014-10-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | Laser machining device and laser machining method |
JP2014192238A (en) | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Nitto Denko Corp | Underfill material, sealing sheet and method for manufacturing semiconductor device |
JP2015028980A (en) | 2013-07-30 | 2015-02-12 | 株式会社ディスコ | Wafer processing method |
JP2016166120A (en) | 2015-03-06 | 2016-09-15 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | Processing method of laminated substrate, and processing device of laminated substrate by laser beam |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05337668A (en) * | 1992-06-09 | 1993-12-21 | Toshiba Corp | Laser welding device |
JPH06258056A (en) * | 1993-03-05 | 1994-09-16 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Profile recognition system for semiconductor wafer |
JP2002057143A (en) * | 2000-08-07 | 2002-02-22 | Hitachi Ltd | Floating foreign matter detector |
JP4127614B2 (en) * | 2002-01-17 | 2008-07-30 | 本田技研工業株式会社 | Laser welding apparatus and welding method |
JP2006134971A (en) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Disco Abrasive Syst Ltd | Laser processing method of wafer |
JP5221007B2 (en) * | 2006-05-31 | 2013-06-26 | アイシン精機株式会社 | Light emitting diode chip and wafer split processing method |
JP5828683B2 (en) * | 2011-06-07 | 2015-12-09 | 株式会社ディスコ | Processing equipment |
JP5948034B2 (en) | 2011-09-27 | 2016-07-06 | 株式会社ディスコ | Alignment method |
KR20130071386A (en) * | 2011-12-20 | 2013-06-28 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | Method of dicing substrate and apparatus for dicing substrate using thereof |
JP2016013557A (en) * | 2013-02-13 | 2016-01-28 | 住友化学株式会社 | Manufacturing apparatus for laser beam irradiation device and optical member adhered body |
KR102070087B1 (en) * | 2013-04-29 | 2020-01-30 | 삼성전자주식회사 | Method for manufacturing semiconductor device |
JP6113019B2 (en) * | 2013-08-07 | 2017-04-12 | 株式会社ディスコ | Wafer division method |
JP2016015438A (en) | 2014-07-03 | 2016-01-28 | 株式会社ディスコ | Alignment method |
JP6360411B2 (en) * | 2014-10-09 | 2018-07-18 | 株式会社ディスコ | Wafer processing method |
JP2016129202A (en) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 株式会社ディスコ | Wafer processing method |
JP6494334B2 (en) * | 2015-03-05 | 2019-04-03 | 株式会社ディスコ | Device chip manufacturing method |
JP6339514B2 (en) * | 2015-03-25 | 2018-06-06 | Towa株式会社 | Cutting apparatus and cutting method |
JP6560040B2 (en) * | 2015-07-06 | 2019-08-14 | 株式会社ディスコ | Wafer processing method |
JP2017092129A (en) * | 2015-11-05 | 2017-05-25 | 株式会社ディスコ | Processing method of wafer |
-
2017
- 2017-09-19 JP JP2017178724A patent/JP7007052B2/en active Active
-
2018
- 2018-09-03 KR KR1020180104754A patent/KR102607962B1/en active IP Right Grant
- 2018-09-12 SG SG10201807863RA patent/SG10201807863RA/en unknown
- 2018-09-13 CN CN201811066921.2A patent/CN109514744B/en active Active
- 2018-09-14 TW TW107132557A patent/TWI769311B/en active
- 2018-09-18 DE DE102018215817.7A patent/DE102018215817A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014003274A (en) | 2012-05-25 | 2014-01-09 | Nitto Denko Corp | Method for manufacturing semiconductor device and underfill material |
JP2014192238A (en) | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Nitto Denko Corp | Underfill material, sealing sheet and method for manufacturing semiconductor device |
WO2014156688A1 (en) | 2013-03-27 | 2014-10-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | Laser machining device and laser machining method |
JP2015028980A (en) | 2013-07-30 | 2015-02-12 | 株式会社ディスコ | Wafer processing method |
JP2016166120A (en) | 2015-03-06 | 2016-09-15 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | Processing method of laminated substrate, and processing device of laminated substrate by laser beam |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI769311B (en) | 2022-07-01 |
CN109514744A (en) | 2019-03-26 |
SG10201807863RA (en) | 2019-04-29 |
JP2019054188A (en) | 2019-04-04 |
KR20190032193A (en) | 2019-03-27 |
CN109514744B (en) | 2022-03-04 |
KR102607962B1 (en) | 2023-11-29 |
DE102018215817A1 (en) | 2019-03-21 |
TW201916136A (en) | 2019-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102581138B1 (en) | Method for processing wafer | |
JP7007052B2 (en) | Wafer processing method | |
KR102581129B1 (en) | Processing method of wafer | |
JP7098224B2 (en) | Wafer processing method | |
KR102581132B1 (en) | Method for processing wafer | |
JP7058904B2 (en) | Wafer processing method | |
JP7118522B2 (en) | Wafer processing method | |
KR102581128B1 (en) | Method for processing wafer | |
JP7118521B2 (en) | Wafer processing method | |
KR102631706B1 (en) | Method for processing wafer | |
JP7098223B2 (en) | Wafer processing method | |
KR102581131B1 (en) | Method for processing wafer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200703 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210705 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210720 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210916 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220105 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7007052 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |