JP7463035B2 - Stacked wafer processing method - Google Patents

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本発明は、積層された複数のウェーハを含む積層ウェーハの加工方法に関する。 The present invention relates to a method for processing a stacked wafer, which includes multiple stacked wafers.

デバイスチップの製造工程では、格子状に配列された複数の分割予定ライン(ストリート)によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハを分割予定ラインに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に搭載される。 In the device chip manufacturing process, a wafer is used in which devices are formed in multiple areas partitioned by multiple planned division lines (streets) arranged in a grid pattern. By dividing this wafer along the planned division lines, multiple device chips, each equipped with a device, are obtained. The device chips are mounted on various electronic devices such as mobile phones and personal computers.

ウェーハの分割には、切削装置が用いられる。切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、被加工物を切削する環状の切削ブレードが装着される切削ユニットとを備える。切削ブレードを回転させ、分割予定ラインに沿ってウェーハに切り込ませることにより、ウェーハが複数のデバイスチップに分割される。 A cutting device is used to divide the wafer. The cutting device is equipped with a chuck table that holds the workpiece, and a cutting unit to which an annular cutting blade that cuts the workpiece is attached. The cutting blade is rotated and cuts into the wafer along the planned division lines, dividing the wafer into multiple device chips.

ウェーハの分割予定ラインには、デバイスを構成する各種の膜(絶縁膜、導電膜等)の積層体によって構成される機能層の一部が残存している。そのため、ウェーハを切削ブレードで分割予定ラインに沿って切削すると、機能層に含まれる膜が回転する切削ブレードに巻き込まれて剥離されることがある。そして、分割予定ラインで生じた膜の剥離がデバイスにまで達すると、デバイスが破損するおそれがある。 At the planned dividing line of the wafer, a portion of the functional layer, which is made up of a laminate of various films (insulating film, conductive film, etc.) that make up the device, remains. Therefore, when the wafer is cut along the planned dividing line with a cutting blade, the film contained in the functional layer may be caught in the rotating cutting blade and peeled off. If the peeling of the film that occurs at the planned dividing line reaches the device, there is a risk of damaging the device.

そこで、ウェーハを切削ブレードによって切削する前に、分割予定ラインに残存する機能層をレーザービームの照射によって分断する処理が施されることがある(特許文献1参照)。この手法を用いると、ウェーハを切削ブレードで切削する際に分割予定ラインで膜の剥離が生じても、その剥離がデバイスに到達せず、デバイスの損傷が防止される。 Therefore, before cutting the wafer with a cutting blade, a process is sometimes performed in which the functional layer remaining on the intended dividing line is divided by irradiating it with a laser beam (see Patent Document 1). When this method is used, even if the film peels off along the intended dividing line when cutting the wafer with the cutting blade, the peeling does not reach the device, preventing damage to the device.

特開2005-64230号公報JP 2005-64230 A

近年では、デバイスチップの処理速度の向上や小型化を目的として、複数のデバイスや配線が積層されたデバイスチップを製造する技術が着目されている。この種のデバイスチップの製造には、2枚のウェーハを貼り合わせ、各ウェーハに形成されたデバイス等を互いに接続することによって形成された積層ウェーハが用いられる。積層ウェーハを切削ブレードで切削することにより、例えば積層されたデバイスを備えるデバイスチップが得られる。 In recent years, technology for manufacturing device chips in which multiple devices and wiring are stacked has been attracting attention, with the aim of improving the processing speed and miniaturization of device chips. To manufacture this type of device chip, a stacked wafer is used, which is formed by bonding two wafers together and connecting the devices and other elements formed on each wafer. By cutting the stacked wafer with a cutting blade, a device chip equipped with, for example, stacked devices can be obtained.

しかしながら、上記の積層ウェーハは、2枚のウェーハが機能層を介して貼り合わされた構造を有する。そのため、ウェーハの積層後は機能層がウェーハによって覆われた状態となり、機能層を分割予定ラインに沿って分断する加工が困難になる。その結果、切削ブレードで積層ウェーハを切削する際に生じる膜の剥離の進展を止めることができず、デバイスの損傷が発生しやすくなる。 However, the above-mentioned laminated wafer has a structure in which two wafers are bonded together via a functional layer. Therefore, after the wafers are laminated, the functional layer is covered by the wafer, making it difficult to process the functional layer along the planned division line. As a result, it is not possible to stop the progression of film peeling that occurs when cutting the laminated wafers with a cutting blade, making it easy for damage to the device to occur.

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、デバイスの損傷を防止することが可能な積層ウェーハの加工方法の提供を目的とする。 The present invention was made in consideration of these problems, and aims to provide a method for processing stacked wafers that can prevent damage to devices.

本発明の一態様によれば、複数の分割予定ラインによって区画された領域にそれぞれ配置されたデバイスを構成する機能層と、該機能層を介して互いに積層された第1のウェーハ及び第2のウェーハと、を含む積層ウェーハを加工する積層ウェーハの加工方法であって、該積層ウェーハに保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、該第1のウェーハに対して透過性を有し、且つ、該機能層に対して吸収性を有するレーザービームを、該第1のウェーハを介して該分割予定ラインに沿って該機能層に照射し、該機能層に改質部を該分割予定ラインに沿って形成する機能層改質ステップと、該保護部材貼着ステップと該機能層改質ステップとを実施した後、該改質部の幅方向の両端の間に切削ブレードを切り込ませ、該積層ウェーハを該分割予定ラインに沿って切断する切断ステップと、を備える積層ウェーハの加工方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a method for processing a laminated wafer, which includes a functional layer constituting a device arranged in each of areas partitioned by a plurality of planned division lines, and a first wafer and a second wafer stacked on each other via the functional layer, the method comprising: a protective member attachment step for attaching a protective member to the laminated wafer; a functional layer modification step for irradiating the functional layer along the planned division lines through the first wafer with a laser beam that is transparent to the first wafer and absorbent to the functional layer, thereby forming a modified part in the functional layer along the planned division lines; and a cutting step for cutting the laminated wafer along the planned division lines by inserting a cutting blade between both ends of the modified part in the width direction after the protective member attachment step and the functional layer modification step are performed.

なお、好ましくは、該機能層改質ステップでは、該分割予定ラインの幅方向の両端に沿って2条の改質領域を形成し、該切断ステップでは、2条の該改質領域の間に該切削ブレードを切り込ませる。また、好ましくは、該機能層改質ステップでは、該レーザービームの集光点を該機能層の内部に位置付ける。また、好ましくは、該積層ウェーハの加工方法は、該機能層改質ステップを実施する前に、該第1のウェーハを所定の厚さになるまで研削する研削ステップを更に備える。 Preferably, in the functional layer modification step, two modified regions are formed along both ends of the width direction of the planned division line, and in the cutting step, the cutting blade is inserted between the two modified regions. Also, preferably, in the functional layer modification step, the focal point of the laser beam is positioned inside the functional layer. Also, preferably, the laminated wafer processing method further includes a grinding step of grinding the first wafer to a predetermined thickness before carrying out the functional layer modification step.

本発明の一態様に係る積層ウェーハの加工方法では、第1のウェーハを介してレーザービームを機能層に照射し、機能層に改質部を形成する。そのため、機能層が第1のウェーハと第2のウェーハとによって覆われている積層ウェーハにおいても、機能層を適切に改質できる。これにより、機能層に含まれる膜の剥離がデバイスに到達することを回避し、デバイスの損傷を防止することが可能となる。 In a method for processing a laminated wafer according to one aspect of the present invention, a laser beam is irradiated onto a functional layer through a first wafer to form a modified portion in the functional layer. Therefore, even in a laminated wafer in which the functional layer is covered by a first wafer and a second wafer, the functional layer can be appropriately modified. This makes it possible to prevent peeling of the film contained in the functional layer from reaching the device, thereby preventing damage to the device.

第1のウェーハ及び第2のウェーハを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a first wafer and a second wafer. 積層ウェーハを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a laminated wafer. 保護部材が貼着された積層ウェーハを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a laminated wafer to which a protective member is attached. 研削装置を示す一部断面正面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional front view showing the grinding device. 図5(A)はレーザー加工装置を示す一部断面正面図であり、図5(B)はレーザービームが照射される積層ウェーハの一部を拡大して示す断面図である。FIG. 5A is a partially sectional front view showing the laser processing apparatus, and FIG. 5B is an enlarged sectional view showing a part of the laminated wafer to be irradiated with a laser beam. 図6(A)は切削装置を示す一部断面正面図であり、図6(B)は切削ブレードによって切削される積層ウェーハの一部を拡大して示す断面図である。FIG. 6A is a partially sectional front view showing the cutting device, and FIG. 6B is an enlarged sectional view showing a part of the laminated wafers being cut by the cutting blade.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る積層ウェーハの加工方法によって加工可能な積層ウェーハの構成例について説明する。積層ウェーハは、第1のウェーハと第2のウェーハとを積層することによって形成される。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings. First, an example of the configuration of a laminated wafer that can be processed by the laminated wafer processing method according to this embodiment will be described. The laminated wafer is formed by stacking a first wafer and a second wafer.

図1は、ウェーハ11及びウェーハ19を示す斜視図である。例えばウェーハ11は、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面11a及び裏面11bを有する。ウェーハ11の表面11a側には、積層された複数の薄膜を含む機能層(デバイス層)13が形成されている。 Figure 1 is a perspective view showing wafer 11 and wafer 19. For example, wafer 11 is a disk-shaped wafer made of a semiconductor material such as silicon, and has a front surface 11a and a back surface 11b that are generally parallel to each other. A functional layer (device layer) 13 including multiple laminated thin films is formed on the front surface 11a side of wafer 11.

機能層13は、ウェーハ11の表面11a側に形成されたIC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)等のデバイス15を構成する。具体的には、機能層13は、複数のデバイス15を構成するための各種の膜(機能膜)を含む積層体である。例えば機能層13には、デバイス15の電極、配線等を構成する導電膜や、デバイス15の層間絶縁膜、パッシベーション膜等を構成する絶縁膜が含まれる。 The functional layer 13 constitutes devices 15 such as ICs (Integrated Circuits) and LSIs (Large Scale Integration) formed on the front surface 11a side of the wafer 11. Specifically, the functional layer 13 is a laminate including various films (functional films) for forming a plurality of devices 15. For example, the functional layer 13 includes conductive films that constitute the electrodes, wiring, etc. of the devices 15, and insulating films that constitute the interlayer insulating films, passivation films, etc. of the devices 15.

デバイス15の層間絶縁膜としては、低誘電率絶縁膜(Low-k膜)を用いることができる。低誘電率絶縁膜は、SiOF、SiOC、BSG(SiOB)等の無機物や、ポリイミド系、パリレン系のポリマー等の有機物でなる絶縁膜である。また、パッシベーション膜は、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等でなり、複数のデバイス15を覆うように形成される絶縁膜である。 A low-dielectric constant insulating film (low-k film) can be used as the interlayer insulating film of the device 15. The low-dielectric constant insulating film is an insulating film made of inorganic materials such as SiOF, SiOC, BSG (SiOB), etc., or organic materials such as polyimide-based and parylene-based polymers. The passivation film is an insulating film made of silicon nitride film, silicon oxide film, etc., and is formed to cover multiple devices 15.

機能層13のうちデバイス15を構成していない領域は、互いに交差する複数の分割予定ライン17を構成している。すなわち、機能層13によって、複数のデバイス15と格子状の分割予定ライン17とが構成されている。そして、デバイス15はそれぞれ、分割予定ライン17によって区画された矩形状の領域に配置されている。 The areas of the functional layer 13 that do not form the devices 15 form a plurality of planned division lines 17 that intersect with each other. That is, the functional layer 13 forms a plurality of devices 15 and a grid-like planned division line 17. The devices 15 are each arranged in a rectangular area partitioned by the planned division lines 17.

なお、ウェーハ11の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えばウェーハ11は、シリコン以外の半導体(GaAs、InP、GaN、SiC等)、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなる任意の大きさ及び形状の基板であってもよい。また、ウェーハ11に形成されるデバイス15の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。 There are no limitations on the material, shape, structure, size, etc. of the wafer 11. For example, the wafer 11 may be a substrate of any size and shape made of a semiconductor other than silicon (GaAs, InP, GaN, SiC, etc.), glass, ceramics, resin, metal, etc. Furthermore, there are no limitations on the type, number, shape, structure, size, arrangement, etc. of the devices 15 formed on the wafer 11.

ウェーハ19は、ウェーハ11に貼り合わされて積層されるウェーハである。例えば、ウェーハ19はウェーハ11と同様の材質でなり、互いに概ね平行な表面19a及び裏面19bを有する。 Wafer 19 is a wafer that is laminated and bonded to wafer 11. For example, wafer 19 is made of the same material as wafer 11 and has a front surface 19a and a back surface 19b that are generally parallel to each other.

なお、ウェーハ19の構成に制限はない。例えば、ウェーハ19の表面19a側には、デバイス15に接続される複数の電極、配線、回路等が形成されている。また、ウェーハ19の表面19a側には、機能層13と同様の構成を有する機能層が形成されていてもよい。すなわち、ウェーハ19の表面19a側にはデバイス15に接続される複数のデバイスが形成されていてもよい。 There are no limitations on the configuration of the wafer 19. For example, a plurality of electrodes, wiring, circuits, etc. connected to the device 15 may be formed on the surface 19a side of the wafer 19. A functional layer having a configuration similar to that of the functional layer 13 may also be formed on the surface 19a side of the wafer 19. In other words, a plurality of devices connected to the device 15 may be formed on the surface 19a side of the wafer 19.

図2は、積層ウェーハ21を示す斜視図である。ウェーハ11とウェーハ19とを貼り合わせることにより、互いに積層されたウェーハ11,19を備える積層ウェーハ21が形成される。例えば、ウェーハ11の表面11a側とウェーハ19の表面19a側とが、機能層13を介して貼り合わされる。これにより、ウェーハ11に形成されたデバイス15と、ウェーハ19に形成されたデバイス等とが接続される。 Figure 2 is a perspective view showing a laminated wafer 21. By bonding the wafer 11 and the wafer 19 together, a laminated wafer 21 is formed, which includes the wafers 11 and 19 stacked on top of each other. For example, the front surface 11a of the wafer 11 and the front surface 19a of the wafer 19 are bonded together via the functional layer 13. This connects the device 15 formed on the wafer 11 to the devices formed on the wafer 19, etc.

なお、ウェーハ11とウェーハ19との貼り合わせの方法は適宜選択できる。具体的には、ウェーハ11とウェーハ19とは、直接接合又は間接接合によって接合される。例えば、ウェーハ11の表面11a側又はウェーハ19の表面19a側に接着剤が塗布され、この接着剤を介してウェーハ11とウェーハ19とが接合される。 The method for bonding wafer 11 and wafer 19 can be selected as appropriate. Specifically, wafer 11 and wafer 19 are bonded by direct bonding or indirect bonding. For example, an adhesive is applied to surface 11a of wafer 11 or surface 19a of wafer 19, and wafer 11 and wafer 19 are bonded via this adhesive.

積層ウェーハ21を分割予定ライン17(図1参照)に沿って分割することにより、例えば、積層されたデバイスを備える複数のデバイスチップが製造される。以下、積層ウェーハ21の具体的な加工方法について説明する。 By dividing the laminated wafer 21 along the planned division lines 17 (see FIG. 1), for example, multiple device chips having stacked devices are manufactured. The specific processing method for the laminated wafer 21 is described below.

まず、積層ウェーハ21に保護部材を貼着する(保護部材貼着ステップ)。図3は、保護部材23が貼着された積層ウェーハ21を示す斜視図である。 First, a protective member is attached to the laminated wafer 21 (protective member attachment step). Figure 3 is a perspective view showing the laminated wafer 21 to which the protective member 23 is attached.

保護部材貼着ステップでは、例えば、ウェーハ11の裏面11b側にウェーハ11よりも径の大きい円形の保護部材23が貼着される。これにより、ウェーハ11の裏面11b側が保護部材23によって覆われて保護される。 In the protective member attachment step, for example, a circular protective member 23 having a diameter larger than that of the wafer 11 is attached to the back surface 11b side of the wafer 11. As a result, the back surface 11b side of the wafer 11 is covered and protected by the protective member 23.

保護部材23としては、例えばフィルム状のテープが用いられる。このテープは、円形の基材と、基材上に設けられた粘着層(糊層)とを含む。例えば、基材はポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなり、粘着層はエポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤等でなる。また、粘着層には、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型の樹脂を用いてもよい。 For example, a film-like tape is used as the protective member 23. This tape includes a circular substrate and an adhesive layer (glue layer) provided on the substrate. For example, the substrate is made of a resin such as polyolefin, polyvinyl chloride, or polyethylene terephthalate, and the adhesive layer is made of an epoxy-, acrylic-, or rubber-based adhesive. The adhesive layer may also be made of an ultraviolet-curing resin that hardens when exposed to ultraviolet light.

保護部材23の外周部は、金属等でなる環状のフレーム25に貼着される。フレーム25の中央部には、積層ウェーハ21よりも径が大きい円形の開口25aが設けられている。積層ウェーハ21は、フレーム25の開口25aの内側に配置されるように、保護部材23の中央部に貼着される。これにより、積層ウェーハ21のウェーハ11側が保護部材23を介してフレーム25によって支持される。 The outer periphery of the protective member 23 is attached to an annular frame 25 made of metal or the like. A circular opening 25a with a diameter larger than that of the stacked wafers 21 is provided in the center of the frame 25. The stacked wafers 21 are attached to the center of the protective member 23 so that they are positioned inside the opening 25a of the frame 25. As a result, the wafer 11 side of the stacked wafers 21 is supported by the frame 25 via the protective member 23.

次に、ウェーハ19を所定の厚さになるまで研削する(研削ステップ)。研削ステップでは、研削装置によってウェーハ19が研削され、薄化される。図4は、研削装置2を示す一部断面正面図である。研削装置2は、積層ウェーハ21を保持するチャックテーブル(保持テーブル)4と、チャックテーブル4によって保持された積層ウェーハ21を研削する研削ユニット8を備える。 Next, the wafer 19 is ground until it has a predetermined thickness (grinding step). In the grinding step, the wafer 19 is ground and thinned by a grinding device. FIG. 4 is a partial cross-sectional front view showing the grinding device 2. The grinding device 2 includes a chuck table (holding table) 4 that holds the stacked wafers 21, and a grinding unit 8 that grinds the stacked wafers 21 held by the chuck table 4.

チャックテーブル4の上面は、積層ウェーハ21を保持する平坦な保持面4aを構成する。保持面4aは、チャックテーブル4の内部に形成された吸引路(不図示)、バルブ(不図示)等を介して、エジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。 The upper surface of the chuck table 4 constitutes a flat holding surface 4a that holds the stacked wafers 21. The holding surface 4a is connected to a suction source (not shown) such as an ejector via a suction passage (not shown) and a valve (not shown) formed inside the chuck table 4.

チャックテーブル4には、チャックテーブル4を水平方向に沿って移動させるボールねじ式の移動機構(不図示)と、チャックテーブル4を鉛直方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源(不図示)とが接続されている。また、チャックテーブル4の周囲には、積層ウェーハ21を支持するフレーム25を把持して固定する複数のクランプ6が設けられている。 The chuck table 4 is connected to a ball screw type movement mechanism (not shown) that moves the chuck table 4 in the horizontal direction, and a rotation drive source (not shown) such as a motor that rotates the chuck table 4 around a rotation axis that is roughly parallel to the vertical direction. In addition, a number of clamps 6 are provided around the periphery of the chuck table 4 to grip and secure the frame 25 that supports the stacked wafers 21.

チャックテーブル4の上方には、研削ユニット8が配置されている。研削ユニット8は、鉛直方向に沿って配置された円筒状のスピンドル10を備える。スピンドル10の先端部(下端部)には、円盤状のマウント12が固定されている。また、スピンドル10の基端部(上端部)には、スピンドル10を回転させるモータ等の回転駆動源(不図示)が接続されている。 A grinding unit 8 is disposed above the chuck table 4. The grinding unit 8 includes a cylindrical spindle 10 disposed vertically. A disk-shaped mount 12 is fixed to the tip (lower end) of the spindle 10. A rotational drive source (not shown), such as a motor, that rotates the spindle 10 is connected to the base (upper end) of the spindle 10.

マウント12の下面側には、積層ウェーハ21を研削する研削ホイール14が装着される。研削ホイール14は、ステンレス、アルミニウム等の金属でなりマウント12と概ね同径に形成された環状の基台16を備える。また、基台16の下面側には、複数の研削砥石18が固定されている。例えば、複数の研削砥石18は直方体状に形成され、基台16の外周に沿って概ね等間隔に固定されている。 A grinding wheel 14 for grinding the laminated wafer 21 is attached to the underside of the mount 12. The grinding wheel 14 is provided with an annular base 16 made of a metal such as stainless steel or aluminum and formed to have roughly the same diameter as the mount 12. In addition, a plurality of grinding wheels 18 are fixed to the underside of the base 16. For example, the plurality of grinding wheels 18 are formed in a rectangular parallelepiped shape and are fixed at roughly equal intervals along the outer periphery of the base 16.

研削ホイール14は、回転駆動源からスピンドル10及びマウント12を介して伝達される動力により、鉛直方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。また、研削ユニット8にはボールねじ式の移動機構(不図示)が接続されており、この移動機構は研削ユニット8を鉛直方向に沿って昇降させる。さらに、研削ユニット8の近傍には、チャックテーブル4によって保持された積層ウェーハ21と複数の研削砥石18とに純水等の研削液22を供給するノズル20が設けられている。 The grinding wheel 14 rotates around a rotation axis roughly parallel to the vertical direction by power transmitted from a rotary drive source via the spindle 10 and mount 12. A ball screw type movement mechanism (not shown) is connected to the grinding unit 8, and this movement mechanism raises and lowers the grinding unit 8 in the vertical direction. Furthermore, a nozzle 20 is provided near the grinding unit 8 to supply a grinding fluid 22, such as pure water, to the stacked wafers 21 held by the chuck table 4 and the multiple grinding wheels 18.

研削ステップでは、まず、積層ウェーハ21をチャックテーブル4によって保持する。具体的には、ウェーハ11の裏面11b側(保護部材23側)が保持面4aに対面し、ウェーハ19の裏面19b側が上方に露出するように、積層ウェーハ21をチャックテーブル4上に配置する。また、複数のクランプ6によってフレーム25を把持して固定する。この状態で、保持面4aに吸引源の負圧を作用させると、積層ウェーハ21のウェーハ11側が保護部材23を介してチャックテーブル4によって吸引保持される。 In the grinding step, first, the stacked wafers 21 are held by the chuck table 4. Specifically, the stacked wafers 21 are placed on the chuck table 4 so that the back surface 11b (protective member 23 side) of the wafers 11 faces the holding surface 4a and the back surface 19b of the wafers 19 is exposed upward. In addition, the frame 25 is gripped and fixed by multiple clamps 6. In this state, when negative pressure from a suction source is applied to the holding surface 4a, the wafer 11 side of the stacked wafers 21 is suction-held by the chuck table 4 via the protective member 23.

次に、チャックテーブル4を研削ユニット8の下方に移動させる。そして、チャックテーブル4と研削ホイール14とをそれぞれ所定の方向に所定の回転数で回転させながら、研削ホイール14をチャックテーブル4に向かって下降させる。このときの研削ホイール14の下降速度は、複数の研削砥石18が適切な力で積層ウェーハ21に押し当てられるように調整される。 Next, the chuck table 4 is moved below the grinding unit 8. Then, while the chuck table 4 and the grinding wheel 14 are rotated in a predetermined direction at a predetermined rotation speed, the grinding wheel 14 is lowered toward the chuck table 4. The speed at which the grinding wheel 14 is lowered is adjusted so that the multiple grinding stones 18 are pressed against the stacked wafers 21 with an appropriate force.

回転する複数の研削砥石18がウェーハ19の裏面19b側に接触すると、ウェーハ19の裏面19b側が削り取られる。これにより、ウェーハ19が研削されて薄化される。また、ウェーハ19の研削中にノズル20から供給される研削液22によって、ウェーハ19及び研削砥石18が冷却されるとともに、ウェーハ19の研削によって生じた屑(研削屑)が洗い流される。そして、ウェーハ19が所定の厚さ(仕上げ厚さ)になるまで薄化されると、ウェーハ19の研削が停止される。 When the rotating grinding wheels 18 come into contact with the back surface 19b of the wafer 19, the back surface 19b of the wafer 19 is scraped off. This grinds the wafer 19 to thin it. In addition, the grinding fluid 22 supplied from the nozzle 20 while the wafer 19 is being ground cools the wafer 19 and the grinding wheels 18, and washes away any debris (grinding debris) generated by grinding the wafer 19. Then, when the wafer 19 has been thinned to a predetermined thickness (finishing thickness), grinding of the wafer 19 is stopped.

なお、上記ではウェーハ19が研削される場合について説明したが、研削ステップでは、ウェーハ11を研削してもよい。この場合には、まず保護部材貼着ステップ(図3参照)において、保護部材23がウェーハ19の裏面19b側に貼着される。また、積層ウェーハ21は、ウェーハ11の裏面11b側が上方に露出し、ウェーハ19の裏面19b側(保護部材23側)が保持面4aに対面するように、チャックテーブル4によって保持される。そして、研削砥石18をウェーハ11の裏面11b側に接触させることにより、ウェーハ11を所定の厚さ(仕上げ厚さ)になるまで研削して薄化する。 Although the above describes the case where the wafer 19 is ground, the wafer 11 may also be ground in the grinding step. In this case, first, in the protective member attachment step (see FIG. 3), the protective member 23 is attached to the back surface 19b of the wafer 19. The stacked wafers 21 are held by the chuck table 4 so that the back surface 11b of the wafer 11 is exposed upward and the back surface 19b (protective member 23 side) of the wafer 19 faces the holding surface 4a. Then, the grinding wheel 18 is brought into contact with the back surface 11b of the wafer 11, thereby grinding and thinning the wafer 11 to a predetermined thickness (finishing thickness).

次に、ウェーハ11又はウェーハ19を介してレーザービームを機能層13に照射し、機能層13に改質部を形成する(機能層改質ステップ)。機能層改質ステップでは、レーザー加工装置によって機能層13にレーザー加工が施され、機能層13が改質(変質)される。 Next, a laser beam is irradiated onto the functional layer 13 through the wafer 11 or wafer 19 to form a modified portion in the functional layer 13 (functional layer modification step). In the functional layer modification step, the laser processing is performed on the functional layer 13 by a laser processing device, and the functional layer 13 is modified (altered).

図5(A)は、レーザー加工装置30を示す一部断面正面図である。レーザー加工装置30は、積層ウェーハ21を保持するチャックテーブル(保持テーブル)32と、レーザービーム38を照射するレーザー照射ユニット36とを備える。 Figure 5 (A) is a partial cross-sectional front view showing the laser processing device 30. The laser processing device 30 includes a chuck table (holding table) 32 that holds the laminated wafer 21, and a laser irradiation unit 36 that irradiates a laser beam 38.

チャックテーブル32の上面は、積層ウェーハ21を保持する平坦な保持面32aを構成する。保持面32aは、チャックテーブル32の内部に形成された吸引路(不図示)、バルブ(不図示)等を介して、エジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。 The upper surface of the chuck table 32 constitutes a flat holding surface 32a that holds the stacked wafers 21. The holding surface 32a is connected to a suction source (not shown) such as an ejector via a suction passage (not shown) and a valve (not shown) formed inside the chuck table 32.

チャックテーブル32には、チャックテーブル32を加工送り方向(図5(A)における左右方向)及び割り出し送り方向(図5(A)における前後方向)に沿って移動させるボールねじ式の移動機構(不図示)と、チャックテーブル32を鉛直方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源(不図示)とが接続されている。また、チャックテーブル32の周囲には、積層ウェーハ21を支持するフレーム25を把持して固定する複数のクランプ34が設けられている。 The chuck table 32 is connected to a ball screw type movement mechanism (not shown) that moves the chuck table 32 along the processing feed direction (left-right direction in FIG. 5(A)) and the indexing feed direction (front-back direction in FIG. 5(A)), and a rotation drive source (not shown) such as a motor that rotates the chuck table 32 around a rotation axis that is roughly parallel to the vertical direction. In addition, a number of clamps 34 that grip and fix the frame 25 that supports the stacked wafers 21 are provided around the periphery of the chuck table 32.

チャックテーブル32の上方には、チャックテーブル32によって保持された積層ウェーハ21に向かってレーザービーム38を照射するレーザー照射ユニット36が設けられている。レーザー照射ユニット36は、レーザーをパルス発振するYAGレーザー、YVOレーザー、YLFレーザー等のレーザー発振器と、レーザー発振器からパルス発振されたレーザーを集光させる集光レンズとを備える。 A laser irradiation unit 36 is provided above the chuck table 32, which irradiates a laser beam 38 toward the laminated wafer 21 held by the chuck table 32. The laser irradiation unit 36 includes a laser oscillator, such as a YAG laser, a YVO4 laser, or a YLF laser, which oscillates a laser in a pulsed manner, and a focusing lens which condenses the laser pulsed from the laser oscillator.

機能層改質ステップでは、まず、積層ウェーハ21をチャックテーブル32によって保持する。具体的には、ウェーハ11の裏面11b側(保護部材23側)が保持面32aに対面し、ウェーハ19の裏面19b側が上方に露出するように、積層ウェーハ21をチャックテーブル32上に配置する。また、複数のクランプ34によってフレーム25を把持して固定する。この状態で、保持面32aに吸引源の負圧を作用させると、積層ウェーハ21のウェーハ11側が保護部材23を介してチャックテーブル32によって吸引保持される。 In the functional layer modification step, first, the stacked wafers 21 are held by the chuck table 32. Specifically, the stacked wafers 21 are placed on the chuck table 32 so that the back surface 11b (protective member 23 side) of the wafers 11 faces the holding surface 32a and the back surface 19b of the wafers 19 is exposed upward. In addition, the frame 25 is gripped and fixed by a number of clamps 34. In this state, when negative pressure from a suction source is applied to the holding surface 32a, the wafer 11 side of the stacked wafers 21 is suction-held by the chuck table 32 via the protective member 23.

次に、チャックテーブル32を回転させ、分割予定ライン17(図1参照)の長さ方向を加工送り方向(図5(A)における左右方向)に合わせる。また、レーザービーム38の集光点が分割予定ライン17の延長線と重なる位置に配置されるように、チャックテーブル32の割り出し送り方向(図5(A)における前後方向)における位置を調整する。 Next, the chuck table 32 is rotated to align the length direction of the planned division line 17 (see FIG. 1) with the processing feed direction (left-right direction in FIG. 5(A)). Also, the position of the chuck table 32 in the indexing feed direction (front-back direction in FIG. 5(A)) is adjusted so that the focal point of the laser beam 38 is positioned at a position overlapping with the extension line of the planned division line 17.

そして、レーザー照射ユニット36からレーザービーム38を照射しながら、チャックテーブル32を加工送り方向に沿って移動させ(加工送り)、チャックテーブル32とレーザー照射ユニット36とを加工送り方向に沿って相対的に移動させる。これにより、レーザービーム38が分割予定ライン17に沿ってウェーハ19の裏面19b側に照射される。 Then, while irradiating the laser beam 38 from the laser irradiation unit 36, the chuck table 32 is moved along the processing feed direction (processing feed), and the chuck table 32 and the laser irradiation unit 36 are moved relatively along the processing feed direction. As a result, the laser beam 38 is irradiated along the planned division line 17 onto the back surface 19b side of the wafer 19.

ここで、レーザービーム38の照射条件は、機能層13のレーザービーム38が照射された領域が溶融して改質(変質)されるように設定される。具体的には、レーザービーム38の波長は、レーザービーム38の少なくとも一部がウェーハ19を透過し、且つ、レーザービーム38の少なくとも一部が機能層13に吸収されるように設定される。 Here, the irradiation conditions of the laser beam 38 are set so that the area of the functional layer 13 irradiated with the laser beam 38 melts and is modified (altered). Specifically, the wavelength of the laser beam 38 is set so that at least a portion of the laser beam 38 passes through the wafer 19 and is absorbed by the functional layer 13.

すなわち、レーザービーム38は、ウェーハ19に対して透過性を有し、且つ、機能層13に対して吸収性を有する。より具体的には、レーザービーム38のウェーハ19に対する透過率は、レーザービーム38の機能層13に対する透過率よりも高い。また、レーザービーム38の機能層13に対する吸収率は、レーザービーム38のウェーハ19に対する吸収率よりも高い。 That is, the laser beam 38 is transparent to the wafer 19 and absorptive to the functional layer 13. More specifically, the transmittance of the laser beam 38 through the wafer 19 is higher than the transmittance of the laser beam 38 through the functional layer 13. Also, the absorptance of the laser beam 38 through the functional layer 13 is higher than the absorptance of the laser beam 38 through the wafer 19.

また、その他のレーザービーム38の照射条件も、機能層13が適切に改質されるように適宜設定される。例えば、レーザービーム38の照射条件は以下のように設定できる。
波長 :500nm~1300nm
平均出力 :0.5W
繰り返し周波数 :100kHz
加工送りの速度 :300mm/s
Other irradiation conditions of the laser beam 38 are also set appropriately so as to appropriately modify the functional layer 13. For example, the irradiation conditions of the laser beam 38 can be set as follows.
Wavelength: 500nm to 1300nm
Average power output: 0.5W
Repetition frequency: 100kHz
Processing feed speed: 300 mm/s

なお、レーザービーム38の具体的な波長は、機能層13及びウェーハ19の材質を考慮して設定される。例えば、ウェーハ19がシリコンウェーハであり、レーザービーム38によって改質される対象が機能層13に含まれる低誘電率絶縁膜である場合には、波長が1064nm又は1300nmのレーザービームを用いることができる。 The specific wavelength of the laser beam 38 is set taking into consideration the materials of the functional layer 13 and the wafer 19. For example, if the wafer 19 is a silicon wafer and the object to be modified by the laser beam 38 is a low dielectric constant insulating film contained in the functional layer 13, a laser beam with a wavelength of 1064 nm or 1300 nm can be used.

レーザービーム38は、ウェーハ19を介して(ウェーハ19を透過して)機能層13に照射されつつ、分割予定ライン17に沿って走査される。これにより、機能層13が分割予定ライン17に沿って溶融し、改質される。 The laser beam 38 is irradiated onto the functional layer 13 through the wafer 19 (transmitting through the wafer 19) and scanned along the intended division lines 17. This causes the functional layer 13 to melt and be modified along the intended division lines 17.

図5(B)は、レーザービーム38が照射される積層ウェーハ21の一部を拡大して示す断面図である。ウェーハ11とウェーハ19とによって挟まれた機能層13は、デバイス15に相当する領域と、離接するデバイス15間に設けられた分割予定ライン17に相当する領域とを含む。そして、レーザービーム38は、分割予定ライン17に沿って機能層13に照射される。 Figure 5 (B) is an enlarged cross-sectional view showing a portion of the laminated wafer 21 onto which the laser beam 38 is irradiated. The functional layer 13 sandwiched between the wafers 11 and 19 includes an area corresponding to the device 15 and an area corresponding to the planned division line 17 provided between the adjacent devices 15. The laser beam 38 is then irradiated onto the functional layer 13 along the planned division line 17.

その結果、機能層13には、レーザービーム38の照射によって改質された線状(帯状)の領域に相当する改質部27が、分割予定ライン17に沿って形成される。なお、改質部27は、分割予定ライン17の幅方向の両端の間(分割予定ライン17の内側)に形成される。すなわち、改質部27の幅は、分割予定ライン17の幅より狭い。 As a result, modified areas 27 corresponding to linear (strip-like) regions modified by irradiation with the laser beam 38 are formed in the functional layer 13 along the planned division line 17. The modified areas 27 are formed between both ends of the planned division line 17 in the width direction (inside the planned division line 17). In other words, the width of the modified areas 27 is narrower than the width of the planned division line 17.

ここで、機能層改質ステップでは、2条の改質領域27a,27bを形成することが好ましい。改質領域27a,27bは、分割予定ライン17の幅方向の両端に沿って、分割予定ライン17の内側に形成される。具体的には、改質領域27aは、分割予定ライン17の幅方向の一端側に、分割予定ライン17の長さ方向に沿って線状に形成される。また、改質領域27bは、分割予定ライン17の幅方向の他端側に、分割予定ライン17の長さ方向に沿って線状に形成される。 Here, in the functional layer modification step, it is preferable to form two modified regions 27a, 27b. The modified regions 27a, 27b are formed inside the planned division line 17 along both ends of the planned division line 17 in the width direction. Specifically, the modified region 27a is formed linearly along the length of the planned division line 17 at one end of the planned division line 17 in the width direction. The modified region 27b is formed linearly along the length of the planned division line 17 at the other end of the planned division line 17 in the width direction.

この場合、改質部27の幅方向の一端部が改質領域27aに相当し、改質部27の幅方向の他端部が改質領域27bに相当する。すなわち、改質部27は、改質領域27a,27bと、改質領域27a,27bによって挟まれた非改質領域とを含む。 In this case, one end of the modified portion 27 in the width direction corresponds to the modified region 27a, and the other end of the modified portion 27 in the width direction corresponds to the modified region 27b. That is, the modified portion 27 includes modified regions 27a and 27b and a non-modified region sandwiched between the modified regions 27a and 27b.

2条の改質領域27a,27bは、例えば、2つに分岐したレーザービーム38を機能層13に照射することによって形成できる。具体的には、レーザー照射ユニット36に、レーザービーム38を分岐させる光学素子が搭載される。光学素子としては、回折光学素子(DOE:Diffractive Optical Element)、LCOS-SLM(Liquid Crystal On Silicon - Spatial Light Modulator)等が用いられる。これにより、2箇所で集光するレーザービーム38が生成される。 The two modified regions 27a, 27b can be formed, for example, by irradiating the functional layer 13 with a laser beam 38 that is split into two. Specifically, the laser irradiation unit 36 is equipped with an optical element that splits the laser beam 38. As the optical element, a diffractive optical element (DOE), a liquid crystal on silicon - spatial light modulator (LCOS-SLM), or the like is used. This generates the laser beam 38 that is focused at two points.

レーザービーム38の2箇所の集光点をそれぞれ、分割予定ライン17の幅方向における一端側と他端側に位置付けた状態で(図5(B)参照)、レーザービーム38を分割予定ライン17に沿って走査する。これにより、分割予定ライン17に沿って2条の改質領域27a,27bが同時進行で形成される。 With the two focusing points of the laser beam 38 positioned at one end and the other end in the width direction of the planned division line 17 (see FIG. 5(B)), the laser beam 38 is scanned along the planned division line 17. As a result, two modified regions 27a and 27b are simultaneously formed along the planned division line 17.

ただし、2条の改質領域27a,27bの形成方法に制限はない。例えば、1箇所で集光するレーザービーム38を分割予定ライン17に沿って2回走査することによって、2条の改質領域27a,27bを個別に形成してもよい。また、改質領域27a,27bの幅や間隔によっては、改質領域27a,27b同士が連結されることがある。この場合には、改質領域27a,27bの間に非改質領域が存在しない改質部27が形成される。 However, there is no limitation on the method of forming the two modified regions 27a, 27b. For example, the two modified regions 27a, 27b may be formed separately by scanning a laser beam 38 focused at one point twice along the intended division line 17. Depending on the width and spacing of the modified regions 27a, 27b, the modified regions 27a, 27b may be connected to each other. In this case, a modified section 27 is formed in which there is no unmodified region between the modified regions 27a, 27b.

上記のように、2条の改質領域27a,27bを形成する場合、1回のレーザービーム38の走査によって改質部27の全体を改質する場合と比較して、レーザービーム38の出力を大幅に低減できる。これにより、レーザービーム38の照射によって積層ウェーハ21が受けるダメージが低減される。 As described above, when forming two modified regions 27a and 27b, the output of the laser beam 38 can be significantly reduced compared to when the entire modified portion 27 is modified by a single scan of the laser beam 38. This reduces damage to the laminated wafer 21 caused by irradiation with the laser beam 38.

なお、レーザービーム38の機能層13への照射は、レーザービーム38の集光点を機能層13の内部(機能層13の上面と下面との間)に位置付けた状態で実施することが好ましい(図5(B)参照)。これにより、機能層13の内部が改質されやすくなり、改質部27が確実に形成される。 The irradiation of the laser beam 38 onto the functional layer 13 is preferably performed with the focal point of the laser beam 38 positioned inside the functional layer 13 (between the upper and lower surfaces of the functional layer 13) (see FIG. 5(B)). This makes it easier to modify the inside of the functional layer 13, and ensures the formation of the modified portion 27.

その後、同様の手順を繰り返し、他の分割予定ライン17に沿って順に改質部27を形成する。その結果、全ての分割予定ライン17に沿って改質部27が形成された積層ウェーハ21が得られる。 Then, the same procedure is repeated to sequentially form modified areas 27 along the other planned dividing lines 17. As a result, a laminated wafer 21 is obtained in which modified areas 27 have been formed along all of the planned dividing lines 17.

なお、上記の機能層改質ステップでは、研削ステップ(図4参照)の実施によって薄化されたウェーハ19を介して、レーザービーム38が機能層13に照射される。そのため、ウェーハ19の内部におけるレーザービーム38の吸収が抑制され、機能層13におけるレーザービーム38の吸収が促進される。また、例えばレーザー照射ユニット36は、レーザービーム38を機能層13の内部又は近傍で集光させるための集光レンズを備えている。そして、ウェーハ19が薄化されると、集光レンズをより機能層13の近くに配置することが可能となる。これにより、集光レンズの径を小さくでき、レーザー照射ユニット36の小型化を図ることができる。 In the functional layer modification step, the laser beam 38 is irradiated to the functional layer 13 through the wafer 19 that has been thinned by carrying out the grinding step (see FIG. 4). This suppresses absorption of the laser beam 38 inside the wafer 19, and promotes absorption of the laser beam 38 in the functional layer 13. In addition, for example, the laser irradiation unit 36 includes a focusing lens for focusing the laser beam 38 inside or near the functional layer 13. When the wafer 19 is thinned, the focusing lens can be positioned closer to the functional layer 13. This allows the diameter of the focusing lens to be reduced, and the laser irradiation unit 36 to be made more compact.

また、上記ではレーザービーム38がウェーハ19を介して機能層13に照射される例について説明したが、レーザービーム38はウェーハ11を介して機能層13に照射されてもよい。この場合には、研削ステップ(図4参照)においてウェーハ11が研削され、薄化される。また、機能層改質ステップでは、レーザービーム38がウェーハ11に対して透過性を有し、且つ、機能層13に対して吸収性を有するように、レーザービーム38の波長が設定される。そして、レーザービーム38がウェーハ11を透過して機能層13に照射され、機能層13に改質部27が形成される。 Although the above describes an example in which the laser beam 38 is irradiated to the functional layer 13 through the wafer 19, the laser beam 38 may be irradiated to the functional layer 13 through the wafer 11. In this case, the wafer 11 is ground and thinned in the grinding step (see FIG. 4). In addition, in the functional layer modification step, the wavelength of the laser beam 38 is set so that the laser beam 38 is transparent to the wafer 11 and absorbent to the functional layer 13. The laser beam 38 then passes through the wafer 11 and is irradiated to the functional layer 13, forming a modified portion 27 in the functional layer 13.

ただし、レーザービーム38のウェーハ11又はウェーハ19に対する透過率が十分に高く、機能層13の改質に不都合がない場合には、研削ステップを省略してもよい。この場合、工程の削減によって加工効率が向上するとともに、研削装置2(図4参照)の準備及び稼働に要するコストが削減される。 However, if the transmittance of the laser beam 38 through the wafer 11 or wafer 19 is sufficiently high and there is no problem in modifying the functional layer 13, the grinding step may be omitted. In this case, the reduction in the number of steps improves processing efficiency and reduces the costs required for preparation and operation of the grinding device 2 (see FIG. 4).

次に、改質部27の幅方向の両端の間に切削ブレードを切り込ませ、積層ウェーハ21を分割予定ライン17に沿って切断する(切断ステップ)。切断ステップでは、切削装置によって積層ウェーハ21を切削して、積層ウェーハ21を分割する。 Next, a cutting blade is inserted between both ends of the modified portion 27 in the width direction to cut the laminated wafer 21 along the intended division line 17 (cutting step). In the cutting step, the laminated wafer 21 is cut by a cutting device to divide the laminated wafer 21.

図6(A)は、切削装置40を示す一部断面正面図である。切削装置40は、積層ウェーハ21を保持するチャックテーブル(保持テーブル)42と、積層ウェーハ21を切削する切削ユニット46とを備える。 Figure 6 (A) is a partial cross-sectional front view showing the cutting device 40. The cutting device 40 includes a chuck table (holding table) 42 that holds the laminated wafers 21, and a cutting unit 46 that cuts the laminated wafers 21.

チャックテーブル42の上面は、積層ウェーハ21を保持する保持面42aを構成する。保持面42aは、チャックテーブル42の内部に形成された吸引路(不図示)、バルブ(不図示)等を介して、エジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。 The upper surface of the chuck table 42 constitutes a holding surface 42a that holds the stacked wafers 21. The holding surface 42a is connected to a suction source (not shown) such as an ejector via a suction passage (not shown), a valve (not shown), etc. formed inside the chuck table 42.

チャックテーブル42には、チャックテーブル42を加工送り方向(図6(A)における前後方向)に沿って移動させるボールねじ式の移動機構(不図示)と、チャックテーブル42を鉛直方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源(不図示)とが接続されている。また、チャックテーブル42の周囲には、積層ウェーハ21を支持するフレーム25を把持して固定する複数のクランプ44が設けられている。 The chuck table 42 is connected to a ball screw type moving mechanism (not shown) that moves the chuck table 42 along the processing feed direction (front-back direction in FIG. 6(A)) and a rotation drive source (not shown) such as a motor that rotates the chuck table 42 around a rotation axis that is roughly parallel to the vertical direction. In addition, a number of clamps 44 are provided around the periphery of the chuck table 42 to grip and fix the frame 25 that supports the stacked wafers 21.

チャックテーブル42の上方には、チャックテーブル42によって保持された積層ウェーハ21を切削する切削ユニット46が設けられている。切削ユニット46は、保持面42aと概ね平行で、且つ、加工送り方向と概ね垂直な方向に沿って配置された円筒状のスピンドル48を備える。そして、スピンドル48の先端部(一端部)に、積層ウェーハ21を切削する環状の切削ブレード50が装着される。 Above the chuck table 42, there is provided a cutting unit 46 that cuts the laminated wafers 21 held by the chuck table 42. The cutting unit 46 has a cylindrical spindle 48 that is generally parallel to the holding surface 42a and arranged along a direction generally perpendicular to the processing feed direction. An annular cutting blade 50 that cuts the laminated wafers 21 is attached to the tip (one end) of the spindle 48.

切削ブレード50としては、例えばハブタイプの切削ブレード(ハブブレード)が用いられる。ハブブレードは、金属等でなる環状の基台と、基台の外周縁に沿って形成された環状の切刃とが一体となって構成される。ハブブレードの切刃は、ダイヤモンド等でなる砥粒がニッケルめっき層等の結合材によって固定された電鋳砥石によって構成される。また、切削ブレード50として、ワッシャータイプの切削ブレード(ワッシャーブレード)を用いてもよい。ワッシャーブレードは、砥粒が金属、セラミックス、樹脂等でなる結合材によって固定された環状の切刃によって構成される。 For example, a hub-type cutting blade (hub blade) is used as the cutting blade 50. The hub blade is composed of an annular base made of metal or the like and an annular cutting edge formed along the outer periphery of the base. The cutting edge of the hub blade is composed of an electroformed grinding stone in which abrasive grains made of diamond or the like are fixed by a binder such as a nickel plating layer. A washer-type cutting blade (washer blade) may also be used as the cutting blade 50. A washer blade is composed of an annular cutting edge in which abrasive grains are fixed by a binder made of metal, ceramics, resin, or the like.

スピンドル48の基端部(他端部)には、モータ等の回転駆動源(不図示)が接続されている。切削ブレード50は、回転駆動源からスピンドル48を介して伝達される動力によって、加工送り方向と概ね垂直な回転軸の周りを回転する。 A rotary drive source such as a motor (not shown) is connected to the base end (other end) of the spindle 48. The cutting blade 50 rotates around a rotation axis that is approximately perpendicular to the machining feed direction by the power transmitted from the rotary drive source through the spindle 48.

また、切削ユニット46には、ボールねじ式の移動機構(不図示)が接続されている。移動機構は、切削ユニット46を割り出し送り方向(図6(A)における左右方向)及び鉛直方向に沿って移動させる。この移動機構によって、切削ブレード50の割り出し送り方向における位置と、切削ブレード50の高さ(切り込み深さ)とが調整される。 A ball screw type movement mechanism (not shown) is connected to the cutting unit 46. The movement mechanism moves the cutting unit 46 along the index feed direction (left and right direction in FIG. 6(A)) and the vertical direction. This movement mechanism adjusts the position of the cutting blade 50 in the index feed direction and the height (cut depth) of the cutting blade 50.

切断ステップでは、まず、積層ウェーハ21をチャックテーブル42によって保持する。具体的には、ウェーハ11の裏面11b側(保護部材23側)が保持面42aに対面し、ウェーハ19の裏面19b側が上方に露出するように、積層ウェーハ21をチャックテーブル42上に配置する。また、複数のクランプ44によってフレーム25を把持して固定する。この状態で、保持面42aに吸引源の負圧を作用させると、積層ウェーハ21のウェーハ11側が保護部材23を介してチャックテーブル42によって吸引保持される。 In the cutting step, first, the stacked wafers 21 are held by the chuck table 42. Specifically, the stacked wafers 21 are placed on the chuck table 42 so that the back surface 11b (protective member 23 side) of the wafers 11 faces the holding surface 42a and the back surface 19b of the wafers 19 is exposed upward. In addition, the frame 25 is gripped and fixed by a number of clamps 44. In this state, when negative pressure from a suction source is applied to the holding surface 42a, the wafer 11 side of the stacked wafers 21 is suction-held by the chuck table 42 via the protective member 23.

次に、チャックテーブル32を回転させ、分割予定ライン17(図1参照)の長さ方向を加工送り方向(図6(A)における前後方向)に合わせる。また、切削ブレード50が分割予定ライン17の延長線上に配置されるように、チャックテーブル32の割り出し送り方向(図6(A)における左右方向)における位置を調整する。さらに、切削ブレード50の下端の高さ位置を、積層ウェーハ21の下端(ウェーハ11の裏面11b)の高さ位置よりも下方に位置付ける。 Next, the chuck table 32 is rotated to align the length direction of the planned division line 17 (see FIG. 1) with the processing feed direction (front-to-back direction in FIG. 6(A)). The position of the chuck table 32 in the indexing feed direction (left-to-right direction in FIG. 6(A)) is also adjusted so that the cutting blade 50 is positioned on an extension of the planned division line 17. Furthermore, the height position of the bottom end of the cutting blade 50 is positioned lower than the height position of the bottom end of the stacked wafers 21 (the back surface 11b of the wafer 11).

この状態で、切削ブレード50を回転させながらチャックテーブル42を加工送り方向に沿って移動させる。これにより、切削ブレード50が分割予定ライン17に沿って積層ウェーハ21に切り込み、ウェーハ11とウェーハ19とが同時に切削される。 In this state, the chuck table 42 is moved along the processing feed direction while the cutting blade 50 is rotated. This causes the cutting blade 50 to cut into the stacked wafers 21 along the planned division line 17, cutting the wafers 11 and 19 simultaneously.

なお、積層ウェーハ21の上面(ウェーハ19の裏面19b)と切削ブレード50の下端との高さの差、すなわち、切削ブレード50の積層ウェーハ21への切り込み深さは、積層ウェーハ21の厚さよりも大きい。そのため、切削ブレード50は、保護部材23に至る切り込み深さで積層ウェーハ21を切削する。その結果、積層ウェーハ21が分割予定ライン17に沿って切断される。 The difference in height between the top surface of the stacked wafers 21 (the back surface 19b of the wafers 19) and the bottom end of the cutting blade 50, i.e., the cutting depth of the cutting blade 50 into the stacked wafers 21, is greater than the thickness of the stacked wafers 21. Therefore, the cutting blade 50 cuts the stacked wafers 21 to a cutting depth that reaches the protective member 23. As a result, the stacked wafers 21 are cut along the planned division lines 17.

図6(B)は、切削ブレード50によって切削される積層ウェーハ21の一部を拡大して示す断面図である。切断ステップでは、機能層13に形成されている改質部27の幅よりも薄い切削ブレード50が用いられる。そして、切削ブレード50は、改質部27の幅方向の両端の間(改質部27の内側)に切り込み、ウェーハ11及びウェーハ19とともに機能層13を分割予定ライン17に沿って切削する。例えば、図6(B)に示すように2条の改質領域27a,27bが形成されている場合には、切削ブレード50は、機能層13のうち改質領域27a,27bの間に位置する領域に切り込む。 Figure 6 (B) is an enlarged cross-sectional view of a portion of the laminated wafer 21 cut by the cutting blade 50. In the cutting step, a cutting blade 50 that is thinner than the width of the modified portion 27 formed in the functional layer 13 is used. The cutting blade 50 then cuts between both ends of the modified portion 27 in the width direction (inside the modified portion 27) and cuts the functional layer 13 along the planned division line 17 together with the wafer 11 and the wafer 19. For example, when two modified regions 27a, 27b are formed as shown in Figure 6 (B), the cutting blade 50 cuts into the region of the functional layer 13 located between the modified regions 27a, 27b.

ここで、機能層13には各種の膜が含まれており、回転する切削ブレード50が機能層13に接触すると、機能層13に含まれる膜が切削ブレード50に巻き込まれて剥離されることがある。特に、機能層13に低誘電率絶縁膜(Low-k膜)が含まれている場合には、低誘電率絶縁膜の剥離が生じやすい。そして、膜の剥離が分割予定ライン17からデバイス15にまで達すると、デバイス15が破損するおそれがある。 The functional layer 13 contains various films, and when the rotating cutting blade 50 comes into contact with the functional layer 13, the films contained in the functional layer 13 may be caught in the cutting blade 50 and peeled off. In particular, when the functional layer 13 contains a low dielectric constant insulating film (Low-k film), peeling of the low dielectric constant insulating film is likely to occur. If the peeling of the film reaches the device 15 from the planned division line 17, there is a risk that the device 15 may be damaged.

しかしながら、本実施形態においては、機能層13に改質部27が形成されており、改質部27において機能層13が分断されている。より具体的には、2条の改質領域27a,27bの外側と内側とに存在する機能層13の接続が、改質領域27a,27bによって断絶されている。そして、切断ステップでは、切削ブレード50が改質部27の内側(改質領域27a,27bの間)に切り込む。そのため、切削ブレード50によって分割予定ライン17内で機能層13に含まれる膜の剥離が生じても、その剥離が改質領域27a,27bによってせき止められ、デバイス15まで到達しない。これにより、デバイス15の損傷が防止される。 However, in this embodiment, a modified portion 27 is formed in the functional layer 13, and the functional layer 13 is divided at the modified portion 27. More specifically, the connection between the functional layer 13 existing on the outside and inside of the two modified regions 27a, 27b is severed by the modified regions 27a, 27b. Then, in the cutting step, the cutting blade 50 cuts into the inside of the modified portion 27 (between the modified regions 27a, 27b). Therefore, even if the film contained in the functional layer 13 is peeled off by the cutting blade 50 within the planned division line 17, the peeling is stopped by the modified regions 27a, 27b and does not reach the device 15. This prevents damage to the device 15.

その後、同様の手順を繰り返し、他の分割予定ライン17に沿って切削ブレード50を順に切り込ませ、積層ウェーハ21を切削する。そして、全ての分割予定ライン17に沿って積層ウェーハ21が切削されると、積層ウェーハ21がデバイス15をそれぞれ備える複数のデバイスチップに分割される。 Then, the same procedure is repeated, cutting the cutting blade 50 sequentially along the other planned division lines 17 to cut the laminated wafer 21. Then, when the laminated wafer 21 has been cut along all of the planned division lines 17, the laminated wafer 21 is divided into a plurality of device chips, each of which includes a device 15.

以上の通り、本実施形態に係る積層ウェーハの加工方法では、ウェーハ11又はウェーハ19を介してレーザービーム38を機能層13に照射し、機能層13に改質部27を形成する。そのため、機能層13がウェーハ11とウェーハ19とによって覆われている積層ウェーハ21においても、機能層13を適切に改質できる。これにより、機能層13に含まれる膜の剥離がデバイス15に到達することを回避し、デバイス15の損傷を防止することが可能となる。 As described above, in the laminated wafer processing method according to this embodiment, the laser beam 38 is irradiated onto the functional layer 13 via the wafer 11 or the wafer 19 to form a modified portion 27 in the functional layer 13. Therefore, even in the laminated wafer 21 in which the functional layer 13 is covered by the wafer 11 and the wafer 19, the functional layer 13 can be appropriately modified. This makes it possible to prevent peeling of the film contained in the functional layer 13 from reaching the device 15, and to prevent damage to the device 15.

なお、上記実施形態では、ウェーハ11に保護部材23が貼着され、切削ブレード50がウェーハ19の裏面19bから保護部材23に至るように積層ウェーハ21に切り込む例について説明した(図6(A)参照)。ただし、切断ステップにおいて積層ウェーハ21を切断する方法に制限はない。 In the above embodiment, an example has been described in which the protective member 23 is attached to the wafer 11, and the cutting blade 50 cuts into the stacked wafers 21 so as to reach the protective member 23 from the rear surface 19b of the wafer 19 (see FIG. 6(A)). However, there is no limitation on the method for cutting the stacked wafers 21 in the cutting step.

例えば、機能層改質ステップ(図5(A)参照)の実施後、積層ウェーハ21を保護部材23から剥離し、新たな保護部材をウェーハ19の裏面19b側に貼着してもよい(保護部材貼着ステップ)。そして、積層ウェーハ21は、ウェーハ11の裏面11b側が上方に露出するように、切削装置40のチャックテーブル42(図6(A)参照)によって保持される。その後、切削ブレード50を、ウェーハ11の裏面11bからウェーハ19の裏面19b側に貼着された保護部材に至るように積層ウェーハ21に切り込ませ、積層ウェーハ21を切削する。 For example, after the functional layer modification step (see FIG. 5(A)), the laminated wafers 21 may be peeled off from the protective member 23, and a new protective member may be attached to the back surface 19b of the wafer 19 (protective member attachment step). The laminated wafers 21 are then held by the chuck table 42 (see FIG. 6(A)) of the cutting device 40 so that the back surface 11b of the wafer 11 is exposed upward. Thereafter, the cutting blade 50 is caused to cut into the laminated wafers 21 from the back surface 11b of the wafer 11 to the protective member attached to the back surface 19b of the wafer 19, and the laminated wafers 21 are cut.

また、上記実施形態では積層ウェーハ21が2枚のウェーハ11,19を有する場合について説明したが、積層ウェーハ21は3枚以上のウェーハを有していてもよい。そして、積層ウェーハ21に2層以上の機能層13が含まれる場合には、各機能層13に対して機能層改質ステップが実施される。 In the above embodiment, the laminated wafer 21 has two wafers 11 and 19, but the laminated wafer 21 may have three or more wafers. If the laminated wafer 21 includes two or more functional layers 13, a functional layer modification step is performed on each functional layer 13.

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, etc. relating to the above embodiments can be modified as appropriate without departing from the scope of the purpose of the present invention.

11 ウェーハ
11a 表面
11b 裏面
13 機能層(デバイス層)
15 デバイス
17 分割予定ライン(ストリート)
19 ウェーハ
19a 表面
19b 裏面
21 積層ウェーハ
23 保護部材
25 フレーム
25a 開口
27 改質部
27a,27b 改質領域
2 研削装置
4 チャックテーブル(保持テーブル)
4a 保持面
6 クランプ
8 研削ユニット
10 スピンドル
12 マウント
14 研削ホイール
16 基台
18 研削砥石
20 ノズル
22 研削液
30 レーザー加工装置
32 チャックテーブル(保持テーブル)
32a 保持面
34 クランプ
36 レーザー照射ユニット
38 レーザービーム
40 切削装置
42 チャックテーブル(保持テーブル)
42a 保持面
44 クランプ
46 切削ユニット
48 スピンドル
50 切削ブレード
11 Wafer 11a Front surface 11b Back surface 13 Functional layer (device layer)
15 Device 17 Planned division line (street)
19 Wafer 19a Front surface 19b Back surface 21 Stacked wafer 23 Protective member 25 Frame 25a Opening 27 Modified portion 27a, 27b Modified region 2 Grinding device 4 Chuck table (holding table)
4a Holding surface 6 Clamp 8 Grinding unit 10 Spindle 12 Mount 14 Grinding wheel 16 Base 18 Grinding stone 20 Nozzle 22 Grinding fluid 30 Laser processing device 32 Chuck table (holding table)
32a: Holding surface 34: Clamp 36: Laser irradiation unit 38: Laser beam 40: Cutting device 42: Chuck table (holding table)
42a: Holding surface 44: Clamp 46: Cutting unit 48: Spindle 50: Cutting blade

Claims (4)

複数の分割予定ラインによって区画された領域にそれぞれ配置されたデバイスを構成する機能層と、該機能層を介して互いに積層された第1のウェーハ及び第2のウェーハと、を含む積層ウェーハを加工する積層ウェーハの加工方法であって、
該積層ウェーハに保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、
該第1のウェーハに対して透過性を有し、且つ、該機能層に対して吸収性を有するレーザービームを、該第1のウェーハを介して該分割予定ラインに沿って該機能層に照射し、該機能層に改質部を該分割予定ラインに沿って形成する機能層改質ステップと、
該保護部材貼着ステップと該機能層改質ステップとを実施した後、該改質部の幅方向の両端の間に切削ブレードを切り込ませ、該積層ウェーハを該分割予定ラインに沿って切断する切断ステップと、を備えることを特徴とする積層ウェーハの加工方法。
A processing method for a laminated wafer, the method including: a functional layer constituting a device arranged in each of areas partitioned by a plurality of planned dividing lines; and a first wafer and a second wafer stacked on each other via the functional layer, the method comprising the steps of:
a protective member attaching step of attaching a protective member to the laminated wafer;
a functional layer modifying step of irradiating the functional layer along the planned dividing lines through the first wafer with a laser beam that is transparent to the first wafer and absorbent to the functional layer, thereby forming modified portions in the functional layer along the planned dividing lines;
A method for processing a laminated wafer, comprising, after performing the protective member attachment step and the functional layer modification step, a cutting step of inserting a cutting blade between both widthwise ends of the modified portion and cutting the laminated wafer along the planned division line.
該機能層改質ステップでは、該分割予定ラインの幅方向の両端に沿って2条の改質領域を形成し、
該切断ステップでは、2条の該改質領域の間に該切削ブレードを切り込ませることを特徴とする請求項1に記載の積層ウェーハの加工方法。
In the functional layer modification step, two modified regions are formed along both ends of the width direction of the division line,
2. The method for processing laminated wafers according to claim 1, wherein in the cutting step, the cutting blade is inserted between two of the modified regions.
該機能層改質ステップでは、該レーザービームの集光点を該機能層の内部に位置付けることを特徴とする請求項1又は2に記載の積層ウェーハの加工方法。 The method for processing a laminated wafer according to claim 1 or 2, characterized in that in the functional layer modification step, the focal point of the laser beam is positioned inside the functional layer. 該機能層改質ステップを実施する前に、該第1のウェーハを所定の厚さになるまで研削する研削ステップを更に備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の積層ウェーハの加工方法。 The method for processing laminated wafers according to any one of claims 1 to 3, further comprising a grinding step of grinding the first wafer to a predetermined thickness before carrying out the functional layer modification step.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007055270A1 (en) 2005-11-10 2007-05-18 Renesas Technology Corp. Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
JP2013026440A (en) 2011-07-21 2013-02-04 Renesas Electronics Corp Method of manufacturing semiconductor device
JP2014143285A (en) 2013-01-23 2014-08-07 Disco Abrasive Syst Ltd Wafer processing method
JP2015153770A (en) 2014-02-10 2015-08-24 株式会社ディスコ Wafer processing method and wafer processing apparatus
JP2016213235A (en) 2015-04-30 2016-12-15 三星ダイヤモンド工業株式会社 Division method and division device of bonded substrate
JP2018113323A (en) 2017-01-11 2018-07-19 株式会社ディスコ Wafer processing method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007055270A1 (en) 2005-11-10 2007-05-18 Renesas Technology Corp. Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
JP2013026440A (en) 2011-07-21 2013-02-04 Renesas Electronics Corp Method of manufacturing semiconductor device
JP2014143285A (en) 2013-01-23 2014-08-07 Disco Abrasive Syst Ltd Wafer processing method
JP2015153770A (en) 2014-02-10 2015-08-24 株式会社ディスコ Wafer processing method and wafer processing apparatus
JP2016213235A (en) 2015-04-30 2016-12-15 三星ダイヤモンド工業株式会社 Division method and division device of bonded substrate
JP2018113323A (en) 2017-01-11 2018-07-19 株式会社ディスコ Wafer processing method

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