JP7271086B2 - Wafer cutting device and method - Google Patents
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Description
本発明は、改質層が内部に形成されたウェハを分断するウェハ分断装置及び方法に関するものである。 The present invention relates to a wafer cutting apparatus and method for cutting a wafer having a modified layer formed therein.
特許文献1には、シリコンウェハ等の半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という)をチップに分断する分断装置が開示されている。この分断装置は、切断ラインに沿って、ウェハの裏面からレーザを入射して、ウェハの内部に微小空孔を含む予備改質領域及び予備改質領域と結合する深さの位置に本改質領域を形成する。本改質領域を形成する際には、予備改質領域から派生した微小亀裂をウェハの厚み方向に伸展させる。その後、ウェハを裏面から研削して予備改質領域及び本改質領域を除去するとともに派生した微小亀裂を残し、この微小亀裂を起点として切断ラインに沿って複数のチップに分割する。
しかしながら、上述したような分断装置では、予備改質領域及び本改質領域を研削して除去した後に残存する微小亀裂が、ウェハの表面から裏面に亘って連続して形成されるものではないため、ウェハをチップに分断する際には、ウェハをマウントしたエキスパンドテープを拡張する等して外部から力を加えることにより微小亀裂を起点としてウェハをチップに分断する必要があった。 However, in the cutting apparatus as described above, the microcracks remaining after grinding and removing the preliminary modified region and the main modified region are not continuously formed from the front surface to the back surface of the wafer. When cutting a wafer into chips, it is necessary to apply external force such as by expanding an expandable tape on which the wafer is mounted so that the wafer is cut into chips starting from microcracks.
そこで、ウェハの分断をスムーズに行うために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, there arises a technical problem to be solved in order to smoothly divide the wafer, and an object of the present invention is to solve this problem.
上記目的を達成するために、本発明に係るウェハ分断装置は、改質層が内部に形成されたウェハの裏面を砥石が研削して、前記ウェハ内の亀裂を伸展させて前記ウェハを分断するウェハ分断装置であって、前記砥石が下端に装着されて回転不能に設けられたサドルの上部に設けられ、前記砥石を単独で振動させる加振手段と、前記砥石の振動を垂直方向に規制する複数の規制手段と、を備えている。 In order to achieve the above object, the wafer cutting apparatus according to the present invention cuts the wafer by grinding the back surface of the wafer having a modified layer formed therein with a grindstone to extend cracks in the wafer. A wafer cutting device, wherein the grindstone is mounted on the lower end of the saddle and provided above the saddle so as to be non-rotatable, vibrating means for independently vibrating the grindstone, and regulating the vibration of the grindstone in the vertical direction. a plurality of regulatory means;
この構成によれば、加振手段が砥石を振動させた状態で砥石がウェハの裏面を研削することにより、ウェハ内の亀裂の形成が促進され、亀裂がウェハの表面から裏面に亘って連続して形成されるため、ウェハに外力を付与することなくウェハを分断することができる。 According to this configuration, the whetstone grinds the back surface of the wafer while the whetstone is vibrated by the vibrating means, thereby promoting the formation of cracks in the wafer so that the cracks are continuous from the front surface to the back surface of the wafer. Therefore, the wafer can be cut without applying an external force to the wafer.
また、複数の規制手段が、砥石が振動する向きを垂直方向のみに規制するため、ウェハ内の亀裂が垂直に進展し易くなり、分断後のウェハの切断面を滑らかにすることができる。 In addition, since a plurality of restricting means restricts the direction in which the grindstone vibrates only in the vertical direction, cracks in the wafer tend to propagate vertically, and the cut surface of the wafer after dicing can be made smooth.
また、上記目的を達成するために、本発明に係るウェハ分断方法は、改質層が内部に形成されたウェハの裏面を砥石が研削して、前記ウェハ内の亀裂を伸展させて前記ウェハを分断するウェハ分断方法であって、前記砥石は、前記砥石が下端に装着されて回転不能なサドルの上部に設けられた加振手段単独により前記砥石が垂直方向に振動した状態で研削を行う。 Further, in order to achieve the above object, the wafer cutting method according to the present invention grinds the back surface of a wafer having a modified layer formed therein with a whetstone to extend cracks in the wafer and divide the wafer. In this wafer dividing method, grinding is performed in a state in which the grindstone is vertically vibrated solely by a vibrating means provided above a non-rotatable saddle with the grindstone attached to the lower end thereof.
この構成によれば、加振手段が砥石を振動させた状態で砥石がウェハの裏面を研削することにより、ウェハ内の亀裂の形成が促進され、亀裂がウェハの表面から裏面に亘って連続して形成されるため、ウェハに外力を付与することなくウェハを分断することができる。 According to this configuration, the whetstone grinds the back surface of the wafer while the whetstone is vibrated by the vibrating means, thereby promoting the formation of cracks in the wafer so that the cracks are continuous from the front surface to the back surface of the wafer. Therefore, the wafer can be cut without applying an external force to the wafer.
また、砥石が垂直方向にのみ振動しながらウェハを研削することにより、ウェハ内の亀裂が垂直に進展し易くなり、分断後のウェハの切断面を滑らかにすることができる。 Further, by grinding the wafer while the whetstone vibrates only in the vertical direction, cracks in the wafer tend to grow vertically, and the cut surface of the wafer after dicing can be made smooth.
本発明は、加振手段が砥石を振動させた状態で砥石がウェハの裏面を研削することにより、ウェハ内の亀裂の形成が促進され、亀裂がウェハの表面から裏面に亘って連続して形成されるため、ウェハに外力を付与することなくウェハを分断することができる。また、砥石が垂直方向にのみ振動しながらウェハを研削することにより、ウェハ内の亀裂が垂直に進展し易くなり、分断後のウェハの切断面を滑らかにすることができる。 According to the present invention, the whetstone grinds the back surface of the wafer while the whetstone is vibrated by the vibrating means, thereby promoting the formation of cracks in the wafer, and continuously forming the cracks from the front surface to the back surface of the wafer. Therefore, the wafer can be cut without applying an external force to the wafer. Further, by grinding the wafer while the whetstone vibrates only in the vertical direction, cracks in the wafer tend to grow vertically, and the cut surface of the wafer after dicing can be made smooth.
本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。 An embodiment of the present invention will be described based on the drawings. In addition, hereinafter, when referring to the number, numerical value, amount, range, etc. of the constituent elements, unless otherwise specified or clearly limited to a specific number in principle, it is limited to the specific number It does not matter if the number is greater than or less than a certain number.
また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。 In addition, when referring to the shape or positional relationship of components, etc., unless otherwise specified or in principle clearly considered otherwise, etc. include.
また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。 In addition, the drawings may exaggerate characteristic parts by enlarging them in order to make the characteristics easier to understand. In addition, in cross-sectional views, hatching of some components may be omitted in order to facilitate understanding of the cross-sectional structure of the components.
図1は、スピンドル送り機構25及び搬送ユニット3を省略した研削装置1の基本的構成を示す斜視図である。図2は、図1に示すメインユニット2及び搬送ユニット3の内部構造を示す縦断面図である。図3は、メインユニット2の平面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the basic configuration of the
研削装置1は、内部に改質層が形成されたウェハWの裏面を研削することによりウェハWを分断する分断装置として機能する。研削装置1は、砥石21を備えるメインユニット2と、メインユニット2の下方に配置された搬送ユニット3と、を備えている。
The
メインユニット2は、アーチ状のコラム22と、砥石21が取り付けられたスピンドル23と、スピンドル23を垂直方向Vに摺動可能に支持する3つのリニアガイド24と、スピンドル23を垂直方向Vに昇降させるスピンドル送り機構25と、を備えている。
The
スピンドル23は、コラム22の前面22aに垂直方向Vに亘って凹設された溝22b内に収容されている。スピンドル23は、砥石21を下端に取り付けたサドル23aと、サドル23a内に設けられて砥石21を回転させる図示しないモータと、を備えている。
The
リニアガイド24は、コラム22の前方に配置された2つの前方リニアガイド24aと、溝22bに配置された1つの後方リニアガイド24bと、で構成される。
The
前方リニアガイド24aは、溝22bの縁部に配置されており、サドル23aの前方端部を支持するように取り付けられている。後方リニアガイド24bは、溝22bの底部に配置されており、サドル23aの後方中央を支持するように取り付けられている。
A front
前方リニアガイド24a及び後方リニアガイド24bは、垂直方向Vに沿って互いに平行に設けられている。これにより、前方リニアガイド24aと後方リニアガイド24bとは、サドル23aの案内レールとして機能する。なお、スピンドル23を支持するリニアガイド24の設置個数は、上述した3つの場合に限定されず、2つであっても4つ以上であっても構わない。
The front
スピンドル送り機構25は、サドル23aに連結されたスライダ25aと、スライダ25aを昇降させるボールネジ25bと、ボールネジ25bを回転させるモータ25cと、を備えている。モータ25cが駆動してボールネジ25bが正回転し、スライダ25aが垂直方向Vと平行なボールネジ25bの送り込み方向D2に下降することにより、サドル23aが下降する。
The
メインユニット2には、ウェハWの厚みを計測する図示しないインプロセスゲージが設けられている。インプロセスゲージが計測したウェハWの厚みが所望の値に達すると、モータ25cが駆動してボールネジ25bが逆回転し、スライダ25aに連結されたサドル23aが上昇することで、ウェハWと砥石21とが離間する。
The
メインユニット2には、ウェハWの厚みを測定する図示しない公知のインプロセスゲージが設けられている。インプロセスゲージが計測したウェハWの厚みが所望の値に達すると、モータ25cが駆動してボールネジ25bが逆回転し、スライダ25aに連結されたサドル23aが上昇することで、ウェハWと砥石21とが離間する。
The
メインユニット2には、加工中に砥石21を振動させるバイブレータ4が設けられている。具体的には、バイブレータ4は、スピンドル23に取り付けられている。バイブレータ4の振動は、垂直方向V又は水平方向の何れであっても構わない。
The
搬送ユニット3は、ウェハWを吸着保持可能なチャック31と、チャック31を載置するスライダ32と、スライダ32を駆動させるスライダ駆動機構33と、を備えている。
The
チャック31は、図示しない真空源に接続されており、ウェハWをチャック31上に真空吸着することができる。また、チャック31は、モータ31aによってチャック31の中心を通る垂直軸回りに回動可能である。
The
スライダ32は、レール32a上を摺動可能であり、これにより、チャック31とスライダ32とは、一体になってスライドするようになっている。
The
スライダ駆動機構33は、ベルト・プーリ機構33aを介してモータ33bによりスライダ32を摺動させる。このようにして、チャック31上に真空吸着されたウェハWは、研削加工前に、スライダ32によって砥石21の下方まで搬入され、研削加工後に、砥石21の下方からメインユニット2の後方まで搬出される。
The
研削装置1の動作は、図示しない制御ユニット5によって制御される。制御ユニット5は、研削装置1を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。制御ユニット5は、例えば、CPU、メモリ等により構成される。なお、制御ユニット5の機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作することにより実現されても良い。
The operation of the grinding
次に、研削装置1の作用について図面に基づいて説明する。図4は、ウェハW内の亀裂cが進展する様子を示す模式図である。図5は、研削装置1がウェハWを裏面研削している様子を示す模式図である。
Next, the action of the grinding
研削装置1では、サファイア又は炭化ケイ素等の難削材製基板の裏面w2(デバイスが形成された表面w1とは反対側の面)を研削する。図4(a)に示すように、研削装置1が研削するウェハWは、デバイスが形成された表面w1にバッググラインドテープ6が貼着されている。また、ウェハWの内部には、改質層RLが形成されている。
The grinding
改質層RLは、テーブル7上に載置されたウェハWの裏面w2から入射したレーザがウェハWの内部で集光することにより、レーザの集光点に微小な空孔である改質領域RRが形成され、この改質領域RRから上下に垂直に、すなわちウェハWの厚み方向に向かって微小な亀裂cが発生することにより形成される。このようなレーザ加工は、ウェハWのバターンにBHC(Backside half cut)が生じない条件下で行われる。 The modified layer RL is a modified region that is a minute hole at the focal point of the laser when the laser incident from the rear surface w2 of the wafer W placed on the table 7 is focused inside the wafer W. RR is formed, and a minute crack c is generated vertically from this modified region RR, that is, in the thickness direction of the wafer W. As shown in FIG. Such laser processing is performed under conditions in which the pattern of the wafer W is not BHC (backside half cut).
改質層RLは、レーザの集光点を移動させることによって所望の位置に形成可能であり、ウェハWをチップに分断する際の分断予定ラインに沿って形成される。図4(a)に示すウェハWでは、改質領域RRがウェハWの径方向及び厚み方向に沿って所定の間隔を空けて形成されている。 The modified layer RL can be formed at a desired position by moving the focal point of the laser, and is formed along the dividing lines along which the wafer W is divided into chips. In the wafer W shown in FIG. 4A, the modified regions RR are formed at predetermined intervals along the radial direction and the thickness direction of the wafer W. As shown in FIG.
図4(b)に示すように、内部に改質層RLが形成されたウェハWの表面w1をチャック31で吸着保持して、砥石21でウェハWの裏面研削を行うと、ウェハW内部の亀裂cが上下に垂直に進展するものの、砥石21でウェハWの裏面w2を研削するだけでは、亀裂cがウェハWの表面w1から裏面w2に亘って連続して形成されず、やむを得ずウェハWに外力を付与する等して亀裂cを起点としてウェハWを割断しなければならない場合がある。
As shown in FIG. 4B, when the
しかしながら、図5に示すように、バイブレータ4が砥石21を振動させた状態で砥石21がウェハWの裏面w2を研削することにより、ウェハW内の亀裂cの形成が促進され、図4(c)に示すように、亀裂cがウェハW内の表面w1から裏面w2に亘って連続して形成されるため、ウェハWに外力を付与することなくウェハWを分断することができる。
However, as shown in FIG. 5, when the
また、リニアガイド24が、砥石21が振動する向きを垂直方向Vのみに規制するため、ウェハW内の亀裂cが上下に垂直に進展し易くなり、分断後のウェハWの切断面を滑らかにすることができる。
In addition, since the
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。 It should be noted that the present invention can be modified in various ways without departing from the spirit of the present invention, and it is a matter of course that the present invention extends to the modified ones.
1 ・・・研削装置
2 ・・・メインユニット
3 ・・・搬送ユニット
4 ・・・バイブレータ(加振手段)
5 ・・・制御ユニット
6 ・・・バッググラインドテープ
7 ・・・テーブル
21 ・・・砥石
22 ・・・コラム
22a ・・・前面
22b ・・・溝
23 ・・・スピンドル
23a ・・・サドル
24 ・・・リニアガイド(規制手段)
24a ・・・前方リニアガイド
24b ・・・後方リニアガイド
25 ・・・スピンドル送り機構
25a ・・・(スピンドル送り機構)スライダ
25b ・・・ボールネジ
25c ・・・(スピンドル送り機構の)モータ
31 ・・・チャック
31a ・・・(チャックの)モータ
32 ・・・(搬送ユニットの)スライダ
32a ・・・レール
33 ・・・スライダ駆動機構
33a ・・・ベルト・プーリ機構
33b ・・・(スライダ駆動機構の)モータ
D2 ・・・送り込み方向
RL ・・・改質層
RR ・・・改質領域
V ・・・垂直方向
W ・・・ウェハ
c ・・・亀裂
w1 ・・・表面
w2 ・・・裏面
5...
24a Front
Claims (2)
前記砥石が下端に装着されて回転不能に設けられたサドルの上部に設けられ、前記砥石を単独で振動させる加振手段と、
前記砥石の振動を垂直方向に規制する複数の規制手段と、
を備えていることを特徴とするウェハ分断装置。 A wafer cutting device that grinds a wafer having a modified layer formed therein with a grindstone to extend a crack in the wafer and divide the wafer,
a vibrating means provided on the upper part of a saddle which is non-rotatably provided with the grindstone attached to the lower end thereof, and vibrates the grindstone independently ;
a plurality of regulating means for regulating the vibration of the grindstone in the vertical direction;
A wafer cutting device comprising:
前記砥石は、前記砥石が下端に装着されて回転不能なサドルの上部に設けられた加振手段単独により前記砥石が垂直方向に振動した状態で研削を行うことを特徴とするウェハ分断方法。 A wafer dividing method in which a wafer having a modified layer formed therein is ground by a grindstone to extend a crack in the wafer to divide the wafer,
A method for cutting a wafer, wherein the grindstone is vibrated in a vertical direction solely by a vibrating means provided on the upper portion of a non-rotatable saddle having the grindstone attached to the lower end thereof.
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