JP7286238B2 - How to make multiple chips - Google Patents
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Description
本発明は、板状の被加工物を加工して複数のチップを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a plurality of chips by processing a plate-like workpiece.
表面側にデバイス等が形成された円盤状のウェーハ等の被加工物を分割予定ラインに沿って分割する方法として、他の領域に比べて強度が低い改質層を分割予定ラインに沿って形成した後、被加工物に外力を加える方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a method of dividing a workpiece such as a disk-shaped wafer with devices etc. formed on the surface side along the planned dividing line, a modified layer having a lower strength than other regions is formed along the planned dividing line. A method is known in which an external force is applied to the workpiece after it has been processed (see, for example, Patent Document 1).
改質層を形成するためには、例えば、ウェーハに対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービームの集光点をウェーハの内部に位置付ける様に、ウェーハの分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射する。これにより、ウェーハ内部の集光点近傍では多光子吸収が生じ、機械的強度が低下した改質層が分割予定ラインに沿って形成される。 In order to form the modified layer, for example, a pulsed laser beam having a wavelength that is transmissive to the wafer is positioned inside the wafer, so that a laser beam is emitted along the dividing line of the wafer. to irradiate. As a result, multiphoton absorption occurs in the vicinity of the focal point inside the wafer, and a modified layer with reduced mechanical strength is formed along the dividing line.
ところで、例えば100μmを超す比較的厚いウェーハを分割予定ラインに沿って分割するためには、通常、ウェーハの深さ方向に重なる様に複数の改質層を形成する必要がある。例えば、ウェーハの深さ方向に重なる様に3つの改質層を形成する場合、集光点の深さ位置を第1の深さ位置に位置付けた状態で、分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射する(第1のパス)。 By the way, in order to split a relatively thick wafer of, for example, more than 100 μm along splitting lines, it is usually necessary to form a plurality of modified layers so as to overlap each other in the depth direction of the wafer. For example, when forming three modified layers so as to overlap each other in the depth direction of the wafer, a laser beam is emitted along the dividing line while the depth position of the focal point is positioned at the first depth position. Irradiate (first pass).
次いで、集光点の深さ位置を第1の深さ位置よりも表面側に近い第2の深さ位置に位置付けた状態で、分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射する(第2のパス)。更に、集光点の深さ位置を第2の深さ位置よりも表面側に近い第3の深さ位置に位置付けた状態で、再び分割予定ラインに沿ってレーザービームを照射する(第3のパス)。 Next, while the depth position of the focal point is positioned at a second depth position closer to the surface side than the first depth position, a laser beam is irradiated along the line to be divided (second pass ). Furthermore, while the depth position of the focal point is positioned at a third depth position closer to the surface side than the second depth position, the laser beam is again irradiated along the line to be divided (third depth position). path).
この様に、改質層を形成する手法では、通常、分割予定ラインに沿って複数パスのレーザービームの照射が必要であるので、加工に時間がかかるという問題がある。そこで、パス数を低減した加工方法として、細孔と細孔を囲む変質領域とを有するシールドトンネルと呼ばれる改質領域をウェーハの分割予定ラインに沿って形成する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 As described above, the method of forming the modified layer usually requires a plurality of passes of laser beam irradiation along the line to be divided, which causes the problem that the processing takes time. Therefore, as a processing method with a reduced number of passes, a method has been proposed in which a modified region called a shield tunnel having pores and modified regions surrounding the pores is formed along the dividing line of the wafer (for example, See Patent Document 2).
分割予定ラインに沿ってシールドトンネルを形成する場合、開口数(NA)をウェーハの屈折率(N)で除した値(S(=NA/N))が、例えば、0.05以上0.2以下の集光レンズを用いてレーザービームを集光する。この様にS値を設定したうえで、ウェーハに対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービームの集光領域をウェーハの内部に位置付ける。 When the shield tunnel is formed along the dividing line, the value (S (=NA/N)) obtained by dividing the numerical aperture (NA) by the refractive index (N) of the wafer is, for example, 0.05 or more and 0.2. The laser beam is focused using the following focusing lens. After setting the S value in this manner, the condensing region of the pulsed laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer is positioned inside the wafer.
例えば、集光領域をウェーハの所定の深さに位置付けてウェーハの裏面側から1パルスのレーザービームを照射すれば、ウェーハの表面から裏面に渡る1つのシールドトンネルを形成できる。それゆえ、集光領域を所定の深さ位置に位置付けて分割予定ラインに沿って複数パルスのレーザービームを照射すれば(即ち、1パスのレーザービームの照射により)、分割予定ラインに沿って複数のシールドトンネルが形成される。 For example, one shield tunnel extending from the front surface to the back surface of the wafer can be formed by irradiating one pulse of the laser beam from the rear surface side of the wafer with the focusing region positioned at a predetermined depth of the wafer. Therefore, if a plurality of pulses of the laser beam is irradiated along the line to be divided by positioning the condensing area at a predetermined depth position (i.e., by irradiating one pass of the laser beam), a plurality of laser beams can be obtained along the line to be divided. of shield tunnels are formed.
この様に、1パスのレーザービームの照射により分割予定ラインに沿って複数のシールドトンネルを形成すれば、ウェーハの厚さ方向に重なる様に複数の改質層を形成する場合に比べて、加工に要する時間を低減できるというメリットがある。 In this way, if a plurality of shield tunnels are formed along the line to be split by irradiating a single pass of the laser beam, processing becomes easier compared to the case where a plurality of modified layers are formed so as to overlap in the thickness direction of the wafer. There is an advantage that the time required for the process can be reduced.
複数のシールドトンネルが形成されたウェーハを分割予定ラインに沿って確実に分割する方法として、例えば、ウェーハの表面側に伸張性のある樹脂製のシートを貼り付け、このシートをウェーハの径方向に引っ張る方法がある。ウェーハは、シートと共に径方向の外側に引っ張られることで分割される。 As a method for surely dividing a wafer in which a plurality of shield tunnels are formed along the dividing line, for example, a stretchable resin sheet is attached to the front side of the wafer, and this sheet is stretched in the radial direction of the wafer. There is a way to pull The wafer is split by being pulled radially outward together with the sheet.
また例えば、複数のシールドトンネルが形成されたウェーハを分割予定ラインに沿って確実に分割する方法として、ブレーク刃等の押圧部材を分割予定ラインに押し当てることで、ウェーハに荷重を加える方法がある。ウェーハは、分割予定ラインにおいて厚さ方向に加えられた応力により分割される。 Further, for example, as a method for reliably dividing a wafer in which a plurality of shield tunnels are formed along the planned division lines, there is a method of applying a load to the wafer by pressing a pressing member such as a break blade against the planned division lines. . The wafer is split by the stress applied in the thickness direction along the split lines.
しかし、この様に、複数のシールドトンネルが形成されたウェーハ(即ち、被加工物)に対して引っ張り応力や荷重による応力のみを印加することにより被加工物の分割を行う場合、被加工物に対して確実に分割するためにはある程度大きい応力を加える必要がある。それゆえ、被加工物にチッピングやクラックなどの加工不良が生じる可能性が高くなる。 However, when dividing the workpiece by applying only tensile stress or load stress to the wafer (i.e., the workpiece) in which a plurality of shield tunnels are formed, the workpiece cannot be divided. On the other hand, it is necessary to apply a certain amount of stress in order to divide it reliably. Therefore, there is a high possibility that processing defects such as chipping and cracks will occur in the workpiece.
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、分割予定ラインに沿って複数のシールドトンネルが形成された被加工物を分割する場合に、被加工物に対して引っ張り応力や荷重による応力のみを印加することにより被加工物の分割を行う場合に比べて、加工不良が生じる可能性を低減できるチップの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and when dividing a workpiece in which a plurality of shield tunnels are formed along a line to be divided, stress due to tensile stress and load is applied to the workpiece. It is an object of the present invention to provide a chip manufacturing method capable of reducing the possibility of defective processing as compared with the case where a workpiece is divided by applying only a voltage.
本発明の一態様によれば、互いに交差する複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域を表面側に有する被加工物を該複数の分割予定ラインに沿って分割して複数のチップを製造する方法であって、伸張性を有するテープを該被加工物と環状フレームとに貼り付けることで、該環状フレームの開口部に該被加工物が配置された状態で該テープを介して該被加工物が該環状フレームと一体化された被加工物ユニットを形成する貼り付けステップと、該被加工物に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービームの集光領域を該被加工物の内部に位置付ける様に、該レーザービームを該被加工物の裏面側から各分割予定ラインに沿って照射することにより、各々細孔と該細孔を囲む変質領域とを有する複数のシールドトンネルを各分割予定ラインに沿って形成するシールドトンネル形成ステップと、該シールドトンネル形成ステップの後、容器内に設けられた複数の脚部上において該環状フレームを固定したうえで該被加工物ユニットの高さ位置を該複数の脚部の伸縮により調整することで該容器の底部から所定の高さ位置まで満たされた液体の水位よりも低い位置に該被加工物ユニットを位置付けた状態での該液体を介した該被加工物への超音波の印加と、該テープを下方から突き上げる突き上げ装置で該テープの拡張と、を行うことにより、該複数の分割予定ラインに沿って該被加工物を分割する分割ステップと、を備える複数のチップを製造する方法が提供される。
According to one aspect of the present invention, a plurality of chips are manufactured by dividing a workpiece having a plurality of regions on the surface side partitioned by a plurality of intersecting dividing lines along the dividing lines. In the method, a stretchable tape is attached to the workpiece and the annular frame , so that the workpiece is placed in the opening of the annular frame, and the tape is applied to the workpiece. affixing a work piece to form a work piece unit integrated with the annular frame; A plurality of shields each having a pore and an altered region surrounding the pore by irradiating the laser beam along each division line from the back side of the work so as to be positioned inside the work. a shield tunnel forming step of forming a tunnel along each planned dividing line ; By adjusting the height position of by expanding and contracting the plurality of legs, the workpiece unit is positioned at a position lower than the water level of the liquid filled from the bottom of the container to a predetermined height position By applying ultrasonic waves to the work piece through the liquid and expanding the tape with a push-up device that pushes the tape from below , the work piece is along the plurality of planned division lines. a dividing step of dividing the .
好ましくは、該分割ステップでは、該被加工物に液体を介して超音波を印加しながら該テープを拡張することにより、該複数の分割予定ラインに沿って該被加工物を分割する。また、好ましくは、該分割ステップにおける該超音波の印加を行うことは、該被加工物ユニットの高さ位置を該複数の脚部で調整することにより、該液体中において超音波が伝わりやすい所定の高さ位置に該被加工物の高さ位置を調整することを含む。 Preferably, in the dividing step, the work piece is divided along the plurality of planned division lines by expanding the tape while applying ultrasonic waves to the work piece through a liquid. In addition, preferably, the application of the ultrasonic waves in the dividing step is performed by adjusting the height position of the workpiece unit with the plurality of legs, thereby obtaining a predetermined position at which the ultrasonic waves are easily transmitted in the liquid. adjusting the height position of the workpiece to the height position of
本発明の一態様に係る複数のチップを製造する方法では、シールドトンネル形成ステップで被加工物の分割予定ラインに沿ってシールドトンネルを形成した後、被加工物に液体を介して超音波を印加して、被加工物に貼り付けられた伸張性を有するテープを拡張することにより、被加工物を分割する。 In the method for manufacturing a plurality of chips according to one aspect of the present invention, after the shield tunnels are formed along the planned division lines of the workpiece in the shield tunnel forming step, ultrasonic waves are applied to the workpiece through the liquid. to divide the workpiece by expanding the stretchable tape attached to the workpiece.
この様に、本発明の分割ステップでは、被加工物に対してテープを介した引っ張り応力を印加するだけではなく被加工物に超音波を印加することにより、シールドトンネルの破壊を促進できる。それゆえ、引っ張り応力を低減しても被加工物を分割できるので、被加工物に対して引っ張り応力のみを印加することにより被加工物を分割する場合に比べて、加工不良が生じる可能性を低減できる。 In this way, in the dividing step of the present invention, not only tensile stress is applied to the work piece via the tape, but also ultrasonic waves are applied to the work piece, thereby promoting breakage of the shield tunnel. Therefore, since the work piece can be divided even if the tensile stress is reduced, the possibility of defective processing is reduced compared to the case where the work piece is divided by applying only the tensile stress to the work piece. can be reduced.
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図1(A)は、被加工物11の斜視図である。被加工物11は、表面11a及び裏面11bが円形であり、厚さが500μmから1000μm程度の円盤状に形成されているウェーハである。
An embodiment according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1A is a perspective view of the
被加工物11は、例えば、サファイア、各種ガラス等で形成されている。なお、各種ガラスは、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、ソーダ石灰ガラス、無アルカリガラスを含む。また、被加工物11は、シリコン(Si)等の半導体材料等で形成されてもよい。
The
被加工物11の表面11a側には、互いに交差する様に(例えば、格子状に)複数の分割予定ライン(ストリート)13が設定されている。本実施形態では、複数の分割予定ライン13により区画された複数の領域の各々には、デバイス15が設けられている。但し、デバイス15は必須ではない。格子状に配置された分割予定ライン13により矩形状に区画された各領域には、デバイス15が設けられていなくてもよい。
On the
複数のデバイス15が設けられたデバイス領域15aの外周を囲む様に、デバイス領域15aの外側にはデバイス15が設けられていない外周余剰領域15bが存在する。被加工物11の外周端部の一部には、ウェーハの結晶方位を示すノッチ11cが設けられている。なお、ノッチ11cに代えて、オリエンテーションフラット等の他のマークが設けられてもよい。
Outside the
被加工物11は、例えば、ダイシングテープ17を介して金属製の環状フレーム19の開口部に固定された状態(即ち、被加工物ユニット21の状態)で加工される。図1(B)は、被加工物ユニット21の斜視図である。
The
ダイシングテープ17は、伸張性を有する樹脂製のフィルムである。ダイシングテープ17は、粘着性を有する粘着層(不図示)と、粘着性を有しない基材層(不図示)との積層構造を有する。粘着層は、例えば、紫外線硬化型の樹脂層であり、樹脂製の基材層の一面の全体に設けられている。粘着層に紫外線が照射されると、粘着層の粘着力が低下して、保護テープが被加工物11から剥離されやすくなる。
The dicing
環状フレーム19は、被加工物11の径よりも大きな径の開口を有する。この開口に被加工物11を配置した状態で、被加工物11の表面11a側と、環状フレーム19の一面とにダイシングテープ17の粘着層側を貼り付けることで、被加工物ユニット21が形成される。
The
本実施形態では、レーザー加工装置2を用いて被加工物11を加工する。図2は、レーザー加工装置2の斜視図である。レーザー加工装置2は、各構造を支持する基台4を備える。基台4は、直方体状の基部6と、基部6のY軸方向(割り出し送り方向)の一方(例えば、-Y方向)の端部で、上方(例えば、+Z方向)に突出している壁部8とを含む。
In this embodiment, the
基部6の上方には、チャックテーブル10が配置されている。チャックテーブル10の外周側面には、複数のクランプユニットが固定されている。例えば、チャックテーブル10を上面視した場合に、時計の0時、3時、6時及び9時の各位置に1つのクランプユニットが設けられる。 A chuck table 10 is arranged above the base 6 . A plurality of clamp units are fixed to the outer peripheral side surface of the chuck table 10 . For example, when the chuck table 10 is viewed from above, one clamp unit is provided at each position of 0 o'clock, 3 o'clock, 6 o'clock and 9 o'clock.
チャックテーブル10の下方(例えば、-Z方向)には、チャックテーブル10をY軸方向に移動させるY軸移動ユニット16が設けられている。Y軸移動ユニット16は、基部6の上面に固定されY軸方向に平行な一対のY軸ガイドレール18を備える。
A Y-
Y軸ガイドレール18には、Y軸移動テーブル20がスライド可能に設置されている。Y軸移動テーブル20の裏面側(下面側)には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、Y軸ガイドレール18と平行に配置されたY軸ボールネジ22が回転可能な態様で結合されている。
A Y-axis moving table 20 is slidably installed on the Y-
Y軸ボールネジ22の一端には、Y軸パルスモータ24が連結されている。Y軸パルスモータ24でY軸ボールネジ22を回転させれば、Y軸移動テーブル20は、Y軸ガイドレール18に沿ってY軸方向に移動する。
A Y-
Y軸移動テーブル20の表面側(上面側)には、チャックテーブル10をY軸方向と直交するX軸方向(加工送り方向)に移動させるX軸移動ユニット26が設けられている。X軸移動ユニット26は、Y軸移動テーブル20の上面に固定されX軸方向に平行な一対のX軸ガイドレール28を備える。
An
X軸ガイドレール28には、X軸移動テーブル30がスライド可能に設置されている。X軸移動テーブル30の裏面側(下面側)には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、X軸ガイドレール28と平行に配置されたX軸ボールネジ32が回転可能な態様で結合されている。
An X-axis moving table 30 is slidably installed on the
X軸ボールネジ32の一端には、X軸パルスモータ34が連結されている。X軸パルスモータ34でX軸ボールネジ32を回転させれば、X軸移動テーブル30は、X軸ガイドレール28に沿ってX軸方向に移動する。
An
X軸移動テーブル30の表面側(上面側)には、支持台36が設けられている。支持台36の上部には、略円盤状のチャックテーブル10が配置されている。チャックテーブル10は、下方に設けられた回転駆動源(不図示)と連結されており、この回転駆動源により回転可能に構成されている。
A
チャックテーブル10の表面側には、ポーラスセラミックス等で形成された円盤状のポーラス板が設けられている。ポーラス板はチャックテーブル10の内部に設けられた流路(不図示)を通じてエジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。吸引源が発生する負圧により、ポーラス板の表面(即ち、保持面10a)には吸引力が発生する。
A disk-shaped porous plate made of porous ceramics or the like is provided on the front side of the chuck table 10 . The porous plate is connected to a suction source (not shown) such as an ejector through a channel (not shown) provided inside the chuck table 10 . Due to the negative pressure generated by the suction source, a suction force is generated on the surface of the porous plate (that is, the holding
チャックテーブル10の上方には、レーザービーム照射ユニット12が設けられている。レーザービーム照射ユニット12の一端は、壁部8の上部のY軸方向の他方(例えば、+Y方向)の面に固定されている。
A laser
レーザービーム照射ユニット12の他端には、加工ヘッド12aが設けられている。加工ヘッド12aからは、パルス状のレーザービームが保持面10aに向けて略垂直に照射される。
A
レーザービーム照射ユニット12のX軸方向の一方(-X方向)側には、撮像ユニット12bが設けられている。撮像ユニット12bは、被写体からの反射光が入射する対物レンズ(不図示)を有する。被写体からの反射光は、対物レンズ等を介して撮像ユニット12bの撮像素子(不図示)へ導かれる。
An
次に、図1(B)、図3(A)、図3(B)、図4(A)、図4(B)、図5(A)、図5(B)、図5(C)及び図6を用いて、チップの製造方法について説明する。図6は、第1実施形態に係る複数のチップを製造する方法を示すフロー図である。 Next, FIG. 1(B), FIG. 3(A), FIG. 3(B), FIG. 4(A), FIG. 4(B), FIG. 5(A), FIG. 5(B), FIG. 5(C) and FIG. 6, a method of manufacturing a chip will be described. FIG. 6 is a flow diagram illustrating a method of manufacturing multiple chips according to the first embodiment.
第1実施形態に係るチップの製造方法では、まず、図1(B)に示す様に、被加工物11の表面11a側と環状フレーム19との一面にダイシングテープ17を貼り付けて被加工物ユニット21を形成する(貼り付けステップ(S10))。
In the chip manufacturing method according to the first embodiment, first, as shown in FIG. A
貼り付けステップ(S10)では、テープ貼り付け装置(不図示)が用いられる。テープ貼り付け装置は、被加工物11及び環状フレーム19を支持する支持テーブル(不図示)を備える。なお、支持テーブルの外周部には、被加工物11の厚さと環状フレーム19の厚さとの差異に応じた段差構造が設けられている。
In the sticking step (S10), a tape sticking device (not shown) is used. The taping device includes a support table (not shown) that supports the
支持テーブルの表面に被加工物11の裏面11bと環状フレーム19の他面とが接する様に被加工物11及び環状フレーム19を支持テーブルに載置すると、厚さの差異が段差構造により吸収され、被加工物11の表面11aと環状フレーム19の一面とは面一となる。
When the
支持テーブルの上方には、テープ体(不図示)が設けられている。また、テープ体の近傍には、テープ体から送り出されたダイシングテープ17を被加工物11に対して押圧するローラー状の押圧部材(不図示)が配置されている。押圧部材は、回転しながら所定の方向に移動可能な態様で構成されている。
A tape body (not shown) is provided above the support table. A roller-shaped pressing member (not shown) is arranged near the tape body to press the dicing
更に、テープ体の近傍には、被加工物11及び環状フレーム19に貼り付けられたダイシングテープ17を円形に切り取るカッター(不図示)が設けられている。カッターは、ダイシングテープ17の径が環状フレーム19の開口の内径よりも大きく且つ環状フレーム19の外径よりも小さい所定の径となる様に、ダイシングテープ17を円形に切り取る。
Further, a cutter (not shown) for circularly cutting the dicing
貼り付けステップ(S10)では、まず、被加工物11の表面11a及び環状フレーム19の一面が上向きになる様に、支持テーブルの上部に被加工物11及び環状フレーム19を載置する。
In the attaching step (S10), first, the
そして、押圧部材と被加工物11の表面11aとの間にダイシングテープ17を配置し、押圧部材で表面11a側を押圧した状態で、押圧部材をX軸方向に沿って回転させながら移動させる。
Then, the dicing
その後、カッターを用いて、ダイシングテープ17が上述の所定の径となる様に、ダイシングテープ17を円形に切り取る。これにより、被加工物11及び環状フレーム19がダイシングテープ17を介して一体化された被加工物ユニット21を形成する。
Thereafter, using a cutter, the dicing
貼り付けステップ(S10)の後、レーザー加工装置2を用いて、被加工物11にシールドトンネルを形成する(シールドトンネル形成ステップ(S20))。図3(A)は、加工ヘッド12aとチャックテーブル10とを相対的に移動させる際の被加工物11等の一部断面側面図であり、図3(B)は、加工ヘッド12aとチャックテーブル10とを相対的に移動させた後の被加工物11等の一部断面側面図である。
After the affixing step (S10), a shield tunnel is formed in the
シールドトンネル形成ステップ(S20)では、まず、被加工物11の表面11aが下を向く態様で、保持面10a上に被加工物ユニット21を載置する。この状態で、吸引源を動作させて保持面10aに負圧を作用させる。更に、クランプユニットで環状フレーム19を固定する。これにより、被加工物11の表面11a側はダイシングテープ17を介してチャックテーブル10により保持される。
In the shield tunnel forming step ( S20 ), first, the
次に、被加工物11の分割予定ライン13がX軸方向と平行になる様に、チャックテーブル10の向きを調整する。そして、加工ヘッド12aの下端が1つの分割予定ライン13のX軸方向の一端側(例えば、+X方向の端部側)に位置する様に、チャックテーブル10の位置を調整する(図3(A)参照)。
Next, the direction of the chuck table 10 is adjusted so that the
その後、被加工物11に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービームLを加工ヘッド12aから被加工物11の裏面11bに対して照射する。このとき、レーザービームLの集光領域は、被加工物11の内部に位置付けられる。
After that, the
被加工物11の裏面11b側から照射されたレーザービームLの集光領域が被加工物11の内部に位置付けられた状態で、X軸移動ユニット26を動作させて、チャックテーブル10をX軸方向に移動させる。
The
これにより、加工ヘッド12aをチャックテーブル10に対して相対的に移動させながら、レーザービームLを分割予定ライン13に沿って照射する。なお、本明細書では、X軸方向における加工ヘッド12aとチャックテーブル10との相対的な移動速度を加工速度と称する。
As a result, the laser beam L is irradiated along the dividing
例えば、加工条件を次の様に設定して、被加工物11を加工する。
レーザービームLの波長 :1064nm
パルスエネルギー :50μJ
パルスの繰り返し周波数 :1kHz
X軸方向の加工速度 :20mm/s
パス数 :1
For example, the
Wavelength of laser beam L: 1064 nm
Pulse energy: 50 μJ
Pulse repetition frequency: 1 kHz
Machining speed in the X-axis direction: 20mm/s
Number of passes: 1
なお、パルスエネルギーとは、1パルス当たりのエネルギーを意味する。また、パス数とは、集光領域を被加工物11の内部に位置付けた状態で1つの分割予定ライン13に沿ってレーザービームLを照射する回数を意味する。
The pulse energy means energy per pulse. Further, the number of passes means the number of times the laser beam L is irradiated along one
1つの分割予定ライン13のX軸方向の一端から他端(例えば、-X方向の端部)までレーザービームLを照射する様に、チャックテーブル10をX軸方向に移動させた後、レーザービームLの照射を一旦停止する(図3(B)参照)。
After moving the chuck table 10 in the X-axis direction so as to irradiate the laser beam L from one end in the X-axis direction to the other end (for example, the end in the -X direction) of one
次に、チャックテーブル10を所定のインデックス量だけY軸方向に割り出し送りし、加工ヘッド12aの下端を直前に加工した1つの分割予定ライン13のY軸方向に隣接する他の分割予定ライン13上に位置付ける。
Next, the chuck table 10 is indexed and fed in the Y-axis direction by a predetermined index amount, and the lower end of the
次に、他の分割予定ライン13のX軸方向の他端(例えば、-X方向の端部)から一端(例えば、+X方向の端部)までレーザービームLを照射する様に、チャックテーブル10をX軸方向に移動させた後、再びレーザービームLの照射を一旦停止する(図3(B)参照)。
Next, the chuck table 10 is irradiated with the laser beam L from the other end (for example, the end in the -X direction) to one end (for example, the end in the +X direction) of the other scheduled
この様にして、一の方向に平行な全ての分割予定ライン13に沿って、レーザービームLを照射する。その後、チャックテーブル10を90度回転させて、一の方向に直交する他の方向に平行な全ての分割予定ライン13に沿って、レーザービームLを照射する。これにより、全ての分割予定ライン13の各々に沿って、複数のシールドトンネル11dが形成される。
In this way, the laser beam L is irradiated along all the
なお、X軸方向の加工速度が50mm/sを超えると、分割予定ライン13に沿ってシールドトンネルが形成され難くなる。様々な原因が考えられるが、例えば、シールドトンネルが分割予定ライン13に対して蛇行する様に形成されることがある。それゆえ、X-Y平面方向の加工速度は、50mm/s以下とすることがより好ましい。
If the machining speed in the X-axis direction exceeds 50 mm/s, it becomes difficult to form shield tunnels along the dividing
図4(A)は、1つのシールドトンネル11dの構造を示す斜視図である。なお、図4(A)では、被加工物11の厚さ方向(例えば、表面11aから裏面11bに向かう方向)の一部を省略している。各シールドトンネル11dは、被加工物11の厚さ方向に沿って形成された細孔11eを有する。細孔11eは、直径が略1μmの略円柱状の細長い空間である。
FIG. 4A is a perspective view showing the structure of one
シールドトンネル11dは、細孔11eの側面を囲む様に形成された変質領域11fを更に有する。変質領域11fは、例えば、略5μmから略20μmの直径を有する略円柱状の領域であり、この円柱の高さ方向に渡って円柱の底面である円の中心を通る様に上述の細孔11eが形成されている。
The
変質領域11fは、被加工物11の一部がレーザービームLからエネルギーを受けることにより、レーザービームLが照射されていない部分に比べて、構造、密度等が変化した領域である。例えば、被加工物11がシリコン等の単結晶材料で形成されている場合、変質領域11fは、非晶質領域や多結晶領域となる。
The denatured
図4(B)は、1つの分割予定ライン13に沿って形成された複数のシールドトンネル11dを示す被加工物11の一部の断面図である。図4(B)では、分割予定ライン13に沿って隣接する2つのシールドトンネル11dの変質領域11fの側部は接続しているが、2つの変質領域11fの側部は分割予定ライン13に沿って互いに離れていてもよい。なお、図4(B)では、被加工物11の厚さ方向の一部を省略している。
FIG. 4B is a cross-sectional view of part of the
シールドトンネル形成ステップ(S20)の後、超音波印加装置38を用いて水(例えば、純水)等の液体40を介した被加工物11への超音波の印加と、ダイシングテープ17の拡張とを行うことにより、シールドトンネル11dを破壊して被加工物11を分割する(分割ステップ(S30))。図5(A)は、超音波印加装置38等の一部断面側面図である。
After the shield tunnel forming step (S20), ultrasonic waves are applied to the
超音波印加装置38は、容器42を有する。容器42には、液体40が所定の高さ位置まで満たされている。容器42の内側には、容器42の高さ方向に伸縮可能な複数の脚部44が配置されており、この脚部44の底部は、容器42の内側の底部に固定されている。なお、図5(A)では、最大限伸びた状態の各脚部44が示されている。
The
各脚部44の上端にはリング状の支持部44aが固定されている。この支持部44aの上面には、上述の被加工物ユニット21の環状フレーム19が載置される。支持部44aの外周側面には、複数のクランプユニット46が設けられている。
A ring-shaped
各クランプユニット46は、支持部44aの周方向の異なる位置に離散的に配置されている。例えば、支持部44aを上面視した場合に、4つのクランプユニット46が時計の0時、3時、6時及び9時の位置に設けられる。
Each
複数の脚部44よりも内側には、被加工物ユニット21のダイシングテープ17を下方から突き上げる突き上げ装置48が設けられている。突き上げ装置48は、容器42の高さ方向に伸縮可能な複数の脚部48aを有しており、この脚部48aの底部は、容器42の内側の底部に固定されている。なお、図5(A)では、脚部44と同じ高さ位置に位置付けられた状態の各脚部48aが示されている。
A push-up
各脚部48aの上端にはリング状の突き上げ部材48bが設けられている。この突き上げ部材48bの上面には、被加工物11の外周端部と環状フレーム19の内径との間に位置するダイシングテープ17の基材層の一部が接触する。
A ring-shaped push-up
容器42の内側の底部には、超音波発生ユニット50が固定されている。超音波発生ユニット50は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電材料を用いて形成された圧電素子(不図示)を有する。
An ultrasonic
圧電素子に対して所定の交流電圧を印加することにより、圧電素子は振動する。これにより、超音波発生ユニット50は、20kHzを超える所定の周波数(例えば、20kHzから100kHzの周波数)の超音波を発生する。
A piezoelectric element vibrates by applying a predetermined AC voltage to the piezoelectric element. Thereby, the ultrasonic
分割ステップ(S30)では、まず、図5(A)に示す様に支持部44a上に被加工物ユニット21を載置する。そして、環状フレーム19の上方を各クランプユニット46で押さえ込む。これにより、被加工物ユニット21は、クランプユニット46と支持部44aとにより固定される。
In the dividing step (S30), first, as shown in FIG. 5A, the
その後、液体40の水位より低く且つ超音波発生ユニット50よりも高い位置に被加工物11を位置付ける様に、脚部44及び脚部48aを同じ所定の長さに縮ませる。これにより、被加工物ユニット21の全体が液体40に浸漬される。脚部44を所定の長さに保つことで、表面11a(又は裏面11b)と超音波発生ユニット50との距離を一定にできる。
After that, the
なお、被加工物11の高さ位置を、超音波が伝わりやすい所定の位置に調整してもよい。例えば、液体40中に生じている超音波の定常波の波長をλとする場合に、超音波発生ユニット50の上端から{(2n-1)λ}/4の位置(但し、nは1以上の自然数)に、被加工物11を位置付けてもよい。
In addition, the height position of the
被加工物11を適切な高さ位置に位置付けた後、超音波発生ユニット50に所定の交流電圧を印加して超音波を発生させる。超音波は、液体40中を疎密波(即ち、縦波)の形態で伝播する。図5(B)は、被加工物11に液体40を介して超音波を印加する様子を示す図である。
After positioning the
次に、ダイシングテープ17を拡張する。図5(C)は、被加工物11に液体40を介して超音波を印加しながら、ダイシングテープ17を拡張する様子を示す図である。脚部44の長さを維持した状態で、突き上げ装置48の突き上げ部材48bを支持部44aよりも高い所定位置に位置付ける。
Next, the dicing
脚部48aの上端は、所定の時間(例えば、数秒から数十秒)かけて徐々に所定位置まで上昇させられるが、瞬間的に所定位置まで上昇させられてもよい。脚部48aの上端を所定位置まで上昇させることで、ダイシングテープ17は径方向に拡張(即ち、エキスパンド)される。これにより、被加工物11は、径方向に引っ張り応力を受ける。
The upper end of the
被加工物11が受ける径方向の引っ張り応力は、例えば、脚部44に対する脚部48aの上端の上昇量に比例する。本実施形態では、液体40を介して超音波を印加するので、液体40を介して超音波を印加せずに引っ張り応力のみを印加して被加工物11を分割する場合における脚部48aの上端の上昇量に比べて、脚部48aの上昇量を低減しても複数の分割予定ライン13に沿って被加工物11を分割できる。
The radial tensile stress that the
つまり、被加工物11に印加する引っ張り応力を低減しても被加工物11を分割できるので被加工物11に対して引っ張り応力のみを印加することにより被加工物11を分割する場合に比べて、加工不良が生じる可能性を低減できる。
In other words, the
なお、被加工物11と超音波発生ユニット50との間に液体40を設けることで、被加工物11と超音波発生ユニット50との間に空気等の気体のみが存在する場合に比べて、超音波が被加工物11に伝搬する際の音響インピーダンスを低減できる。つまり、液体40は、空気に比べて超音波の伝播効率を向上させる音響整合層として機能する。
By providing the liquid 40 between the workpiece 11 and the ultrasonic
また、液体40は、細孔11eに入り込むので、細孔11e内にも超音波が伝播し得る。それゆえ、細孔11eに液体40が存在しない状態(例えば、被加工物11が大気圧環境に曝された状態)で被加工物11に対して超音波を印加する場合に比べて、より効率的に変質領域11fを破壊できる。
In addition, since the liquid 40 enters the
加えて、脚部48aの上端を徐々に所定位置まで上昇させる場合、液体40は、引っ張り応力を受けて破壊されつつある変質領域11fの裂け目にも入り込むので、変質領域11fの裂け目にも超音波が伝播し得る。それゆえ、瞬間的に所定位置まで上昇させる場合に比べて、加工不良が生じる可能性を更に低減できる。
In addition, when the upper end of the
また、被加工物11の分割時に生じる屑等は、超音波振動により液体40中を拡散し、被加工物11の裏面11bに付着しにくくなる。それゆえ、チップ23の表面に屑等が付着することを防止できる。
In addition, scraps and the like generated when the
更に、薬品、薬液等を使用せずに、水を液体40として用いることにより、エッチング処理に比べて排水処理が容易となる。また、容器42、脚部44、支持部44a及び突き上げ装置48に対して、耐酸性等の耐薬品性を付与する処理が不要となる点も有利である。
Furthermore, by using water as the liquid 40 without using chemicals, chemicals, etc., the wastewater treatment is easier than etching treatment. Another advantage is that the
分割ステップ(S30)後、被加工物11から分割された複数のチップ23をピックアップする(ピックアップステップ(S40))。ピックアップステップ(S40)では、ダイシングテープ17の粘着層の粘着力を低下させるべく、ダイシングテープ17に紫外線を照射する紫外線照射装置(不図示)を用いる。また、チップ23を搬送するべく、超音波印加装置38の上方に配置されている搬送装置(不図示)を用いる。
After the dividing step (S30), a plurality of divided
搬送装置は、X軸(又はY軸)方向及びZ軸方向に移動可能な腕部(不図示)を有する。腕部の下端には、円盤状のヘッド部(不図示)の上面が固定されており、ヘッド部の下面には、複数の吸着パッド(不図示)が設けられている。各吸着パッドは、チップ23の位置に対応する位置に配置されている。
The transport device has an arm (not shown) movable in the X-axis (or Y-axis) direction and the Z-axis direction. The upper surface of a disk-shaped head (not shown) is fixed to the lower end of the arm, and a plurality of suction pads (not shown) are provided on the lower surface of the head. Each suction pad is arranged at a position corresponding to the position of the
各吸着パッドは、エジェクタ等の吸引源(不図示)に接続された流路(不図示)を有している。この流路の一端(即ち、開口)は、吸着パッドの下方に露出している。吸引源が発生する負圧により、吸着パッドの開口には吸引力が発生する。 Each suction pad has a channel (not shown) connected to a suction source (not shown) such as an ejector. One end (that is, opening) of this channel is exposed below the suction pad. A suction force is generated at the opening of the suction pad due to the negative pressure generated by the suction source.
ピックアップステップ(S40)では、まず、突き上げ部材48bが支持部44aよりも高い所定位置に存在する状態(図5(C)参照)を保ったまま、脚部44及び脚部48aを伸ばす。
In the pick-up step (S40), the
このとき、ダイシングテープ17の裏面を液体40の水面より上方に位置付ける。これにより、複数のチップ23が液体40の水位より上方に位置付けられる。その後、ダイシングテープ17の裏面側と液体40の水面との間の空間に紫外線照射装置を配置して、ダイシングテープ17に紫外線を照射する。これにより、粘着層の粘着力が低下する。
At this time, the back surface of the dicing
次に、搬送装置の腕部をX軸方向に移動させて、被加工物11の直上に位置付ける。その後、腕部をZ軸方向に移動させて、吸着パッドをチップ23に接触させた後、吸引源を動作させて、吸着パッドでチップ23を吸着する。
Next, the arms of the conveying device are moved in the X-axis direction and positioned directly above the
次いで、腕部を、Z軸方向に移動させてチップ23をダイシングテープ17から剥がし、その後、X軸方向に移動させて、チップ23を収容する収容トレイ(不図示)に各チップ23を搬送する。
Next, the arms are moved in the Z-axis direction to separate the
なお、紫外線を照射するために、被加工物ユニット21の底部と液体40の水位との間に紫外線照射装置を配置しなくてもよい。例えば、脚部44を伸ばし、被加工物ユニット21を液体40の水位よりも上方に位置付けた後、クランプユニット46を解除して、被加工物ユニット21を他の紫外線照射装置(不図示)に搬送する。そして、他の紫外線照射装置を用いてダイシングテープ17に紫外線を照射する。その後、搬送装置(不図示)を用いて各チップ23を収容トレイに搬送する。
In order to irradiate the ultraviolet rays, it is not necessary to arrange the ultraviolet irradiation device between the bottom of the
次に、第2実施形態について述べる。第2実施形態の分割ステップ(S30)では、被加工物11に液体40を介して超音波を印加した後、被加工物11を液体40から取り出し、次に、ダイシングテープ17を拡張することにより、被加工物11を分割する。係る点が、第1実施形態と異なる。
Next, a second embodiment will be described. In the dividing step (S30) of the second embodiment, after applying ultrasonic waves to the
第2実施形態の分割ステップ(S30)では、まず、各々第1実施形態と同じである容器42、脚部44、支持部44a及び超音波発生ユニット50を有する超音波印加装置52を用いて、被加工物11に超音波を印加する(超音波印加工程)。なお、容器42には、所定の深さ位置まで液体40が満たされている。
In the dividing step (S30) of the second embodiment, first, using the ultrasonic
図7(A)は、超音波印加装置52等の一部断面側面図である。超音波印加工程では、まず、支持部44a上に被加工物ユニット21を載置し、環状フレーム19の上方を各クランプユニット46で押さえ込む。
FIG. 7A is a partial cross-sectional side view of the ultrasonic applying
その後、液体40の水位より低く且つ超音波発生ユニット50よりも高い位置に被加工物11を位置付ける様に、脚部44を縮ませて、被加工物ユニット21の全体を液体40に浸漬する。
After that, the
そして、超音波発生ユニット50により超音波を発生させて、被加工物11に液体40を介して超音波を印加する。被加工物11に液体40を介して超音波を印加した後、脚部44を伸ばし、被加工物11を液体40の水位よりも上方に位置付けて、クランプユニット46を解除する。
Then, ultrasonic waves are generated by the ultrasonic
次に、分割装置60を用いてダイシングテープ17を拡張することにより、被加工物11を分割する(エキスパンド工程)。図7(B)は、分割装置60等の一部断面側面図である。
Next, the
分割装置60では、超音波印加装置52の脚部44が、超音波印加装置38の脚部54に対応する。また、支持部44aが支持部54aに対応し、クランプユニット46がクランプユニット56に対応する。更に、突き上げ装置58が、突き上げ装置48に対応する。
In splitting
エキスパンド工程では、超音波印加装置52から分割装置60の支持部44aに被加工物11を移動させ、その後、環状フレーム19の上方を各クランプユニット46で押さえ込む。そして、突き上げ装置58の脚部58aの高さ位置を固定した状態で、脚部54を徐々に縮ませる。
In the expanding process, the
これにより、突き上げ部材58bは、支持部54aよりも高い所定位置に位置付けられ、ダイシングテープ17は径方向に拡張されて、被加工物11は、径方向に引っ張り応力を受ける。図7(C)は、分割装置60を用いてダイシングテープ17を拡張する様子を示す図である。
As a result, the push-up
第2実施形態においても、変質領域11fは、超音波を印加する前に比べて機械的強度が弱くなっているので、引っ張り応力を低減しても被加工物11を分割できる。それゆえ、被加工物11に対して引っ張り応力のみを印加することにより被加工物11を分割する場合に比べて、加工不良が生じる可能性を低減できる。
In the second embodiment as well, the denatured
エキスパンド工程後に、ピックアップステップ(S40)を行う。ピックアップステップ(S40)では、ダイシングテープ17の裏面側に上述の紫外線照射装置(不図示)を配置して、ダイシングテープ17に紫外線を照射する。これにより、粘着層の粘着力が低下する。その後、上述の搬送装置(不図示)を用いて、各チップ23を収容トレイ(不図示)に搬送する。
After the expanding process, a pick-up step (S40) is performed. In the pick-up step (S40), the ultraviolet irradiation device (not shown) is placed on the back side of the dicing
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。 In addition, the structures, methods, and the like according to the above-described embodiments can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.
2 レーザー加工装置
4 基台
6 基部
8 壁部
10 チャックテーブル
10a 保持面
11 被加工物
11a 表面
11b 裏面
11c ノッチ
11d シールドトンネル
11e 細孔
11f 変質領域
12 レーザービーム照射ユニット
12a 加工ヘッド
12b 撮像ユニット
13 分割予定ライン
15 デバイス
15a デバイス領域
15b 外周余剰領域
16 Y軸移動ユニット
17 ダイシングテープ
18 Y軸ガイドレール
19 環状フレーム
20 Y軸移動テーブル
21 被加工物ユニット
22 Y軸ボールネジ
23 チップ
24 Y軸パルスモータ
26 X軸移動ユニット
28 X軸ガイドレール
30 X軸移動テーブル
32 X軸ボールネジ
34 X軸パルスモータ
36 支持台
38 超音波印加装置
40 液体
42 容器
44 脚部
44a 支持部
46 クランプユニット
48 突き上げ装置
48a 脚部
48b 突き上げ部材
50 超音波発生ユニット
52 超音波印加装置
54 脚部
54a 支持部
56 クランプユニット
58 突き上げ装置
58a 脚部
58b 突き上げ部材
60 分割装置
L レーザービーム
2 laser processing device 4 base 6 base 8
Claims (3)
伸張性を有するテープを該被加工物と環状フレームとに貼り付けることで、該環状フレームの開口部に該被加工物が配置された状態で該テープを介して該被加工物が該環状フレームと一体化された被加工物ユニットを形成する貼り付けステップと、
該被加工物に対して透過性を有する波長のパルス状のレーザービームの集光領域を該被加工物の内部に位置付ける様に、該レーザービームを該被加工物の裏面側から各分割予定ラインに沿って照射することにより、各々細孔と該細孔を囲む変質領域とを有する複数のシールドトンネルを各分割予定ラインに沿って形成するシールドトンネル形成ステップと、
該シールドトンネル形成ステップの後、容器内に設けられた複数の脚部上において該環状フレームを固定したうえで該被加工物ユニットの高さ位置を該複数の脚部の伸縮により調整することで該容器の底部から所定の高さ位置まで満たされた液体の水位よりも低い位置に該被加工物ユニットを位置付けた状態での該液体を介した該被加工物への超音波の印加と、該テープを下方から突き上げる突き上げ装置で該テープの拡張と、を行うことにより、該複数の分割予定ラインに沿って該被加工物を分割する分割ステップと、
を備えることを特徴とする複数のチップを製造する方法。 A method for manufacturing a plurality of chips by dividing a workpiece having a plurality of regions on the surface side thereof partitioned by a plurality of intersecting dividing lines along the dividing lines, the method comprising:
By attaching an extensible tape to the work piece and the annular frame , the work piece is placed in the opening of the ring frame, and the work piece is attached to the annular frame through the tape. an affixing step forming a workpiece unit integrated with the frame ;
The pulsed laser beam having a wavelength that is transmissive to the work piece is directed to each split line from the back side of the work piece so that the condensing area of the laser beam is positioned inside the work piece. A shield tunnel forming step of forming a plurality of shield tunnels each having a pore and an altered region surrounding the pore along each planned division line by irradiating along the
After the shield tunnel forming step, the annular frame is fixed on a plurality of legs provided in the container, and the height position of the workpiece unit is adjusted by expanding and contracting the plurality of legs. applying ultrasonic waves to the workpiece through the liquid while the workpiece unit is positioned at a position lower than the water level of the liquid filled to a predetermined height from the bottom of the container; a dividing step of dividing the workpiece along the plurality of planned dividing lines by expanding the tape with a thrusting device that thrusts the tape from below ;
A method of manufacturing a plurality of chips, comprising:
The application of the ultrasonic waves in the dividing step is performed by adjusting the height position of the workpiece unit with the plurality of legs so as to achieve a predetermined height position where ultrasonic waves are easily transmitted in the liquid. 3. The method of claim 1 or 2 , comprising adjusting the height position of the workpiece .
Priority Applications (4)
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