WO2019093133A1 - Method and vehicle for dividing substrate having device formed thereon into individual chips - Google Patents
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Abstract
Provided is a dicing method with which it is possible to obtain a high yield even when a chip is cut with a narrow width. Provided is a method of dividing a substrate having a device formed thereon into individual chips. The methods include: a step of supplying a process liquid including an oxidizing agent and an alkaline agent to a back surface of the substrate on which the device is not formed; a step of processing, while the process liquid is being supplied, the substrate from the back surface of the substrate along a dividing planned line; and a step of processing the substrate along the dividing planned line from the surface of the substrate on which the device is formed.
Description
本願は、デバイスが形成された基板を個々のチップに分割するための方法および装置に関する。
The present application relates to a method and apparatus for dividing a substrate on which a device is formed into individual chips.
半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の半導体基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された機能層によって、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスをマトリックス状に形成した半導体ウェハが形成される。このように形成された半導体ウェハはデバイスが格子状に形成された分割予定ラインによって区画されている。この分割予定ラインに沿って分割することによって個々の半導体デバイスを製造している。
In a semiconductor device manufacturing process, a semiconductor wafer in which devices such as IC and LSI are formed in a matrix is formed by a functional layer in which an insulating film and a functional film are stacked on the surface of a semiconductor substrate such as silicon. The semiconductor wafer formed in this manner is divided by the planned dividing lines in which the devices are formed in a lattice. Individual semiconductor devices are manufactured by dividing along the dividing lines.
Ｌｏｗ－ｋのような低密度材料やＡｉｒ－ｇａｐ構造のような低密度構造、様々な金属材料等、機械的切断が行いにくい材料・構造が半導体領域で採用されてきている。今後ＩｏＴデバイスのようなチップサイズがミリメートルレベルの小さいデバイスが大量に生産されると考えられるが、チップの収率を上げるためにはストリート幅（カット幅）を小さくすることが必要になる。
Materials and structures that are difficult to mechanically cut, such as low density materials such as low-k and low density structures such as an air-gap structure, and various metal materials, have been adopted in the semiconductor region. From now on, it is considered that a large number of devices with small chip sizes such as IoT devices will be produced in large quantities, but it is necessary to reduce the street width (cut width) to increase the yield of chips.
デバイスが形成された基板をダイシングブレードで完全に切断する場合は、たとえばブレード幅が１５μｍぐらいあるので、分割予定ラインの幅が５０μｍくらい必要になる。また、レーザーを用いて分割を行う場合、分割幅を狭くするために焦点深度が得られなくなってきている。また、レーザーを用いる場合、レーザーにより発生する熱がデバイスにダメージを与えることがあり得る。また、ストリート幅が狭くなるほど、切断に伴うわずかなチッピング（欠け）がデバイス部分に伝わる可能性が高くなり、不良となってしまう。そこで、より狭い幅でチップを切断しても高い収率が得られるダイシング方法が求められている。また、チップサイズの小さいとダイシング距離が長くなるので、生産性向上が求められる。
When the substrate on which the device is formed is completely cut by a dicing blade, for example, since the blade width is about 15 μm, the width of the planned dividing line is required to be about 50 μm. Also, when the division is performed using a laser, the depth of focus can not be obtained in order to narrow the division width. Also, when using a laser, the heat generated by the laser can damage the device. In addition, as the street width becomes narrower, the possibility that a slight chipping (chipping) caused by cutting may be transmitted to the device portion increases, resulting in a defect. Therefore, there is a need for a dicing method that can obtain a high yield even when cutting chips with a narrower width. Further, if the chip size is small, the dicing distance becomes long, and therefore, improvement in productivity is required.
［形態１］形態１によれば、デバイスが形成された基板を個々のチップに分割する方法が提供される。かかる方法によれば、前記基板のデバイスが形成されていない裏面に酸化剤およびアルカリ剤を含む加工液を供給するステップと、前記加工液を供給しながら、前記基板の裏面から前記基板を分割予定ラインに沿って加工するステップと、前記基板のデバイスが形成されている表面から、前記基板を分割予定ラインに沿って加工するステップと、を有する。
[Mode 1] According to mode 1, there is provided a method of dividing a substrate on which a device is formed into individual chips. According to this method, the step of supplying the working fluid containing the oxidizing agent and the alkaline agent to the back side where the device of the substrate is not formed, and the feeding of the working fluid while dividing the substrate from the back side of the substrate The steps of: processing along a line; and processing the substrate along a planned dividing line from the surface on which the device of the substrate is formed.
［形態２］形態２によれば、形態１による方法において、前記加工液の酸化剤は過酸化水素を含む。
[Form 2] According to Form 2, in the method according to Form 1, the oxidizing agent of the processing fluid contains hydrogen peroxide.
［形態３］形態３によれば、形態２による方法において、前記加工液の過酸化水素の濃度は０．５％以上である。
[Mode 3] According to mode 3, in the method according to mode 2, the concentration of hydrogen peroxide in the processing fluid is 0.5% or more.
［形態４］形態４によれば、形態３による方法において、前記加工液の過酸化水素の濃度は１．０％以上である。
[Mode 4] According to mode 4, in the method according to mode 3, the concentration of hydrogen peroxide in the processing fluid is 1.0% or more.
［形態５］形態５によれば、形態１から形態４のいずれか１つの形態による方法において、前記加工液のアルカリ剤は水酸化カリウムを含む。
[Mode 5] According to mode 5, in the method according to any one of modes 1 to 4, the alkaline agent of the working fluid contains potassium hydroxide.
［形態６］形態６によれば、形態５による方法において、前記加工液の前記水酸化カリウムの濃度は１０％～４０％の範囲内である。
[Mode 6] According to mode 6, in the method according to mode 5, the concentration of the potassium hydroxide in the working fluid is in the range of 10% to 40%.
［形態７］形態７によれば、形態１から形態４のいずれか１つの形態による方法において、前記加工液のアルカリ剤は水酸化テトラメチルアンモニウムを含む。
[Mode 7] According to mode 7, in the method according to any one of modes 1 to 4, the alkaline agent of the working fluid contains tetramethyl ammonium hydroxide.
［形態８］形態８によれば、形態７による方法において、前記加工液の水酸化テトラメチルアンモニウムの濃度は１０％～２５％の範囲内である。
[Form 8] According to Form 8, in the method according to Form 7, the concentration of tetramethylammonium hydroxide in the working fluid is in the range of 10% to 25%.
［形態９］形態９によれば、形態１から形態８のいずれか１つの形態による方法において、前記基板の裏面からの加工は、ダイシングブレードによる切削である。
[Mode 9] According to mode 9, in the method according to any one of modes 1 to 8, the processing from the back surface of the substrate is cutting with a dicing blade.
［形態１０］形態１０によれば、形態１から形態８のいずれか１つの形態による方法において、前記基板の裏面からの加工は、レーザーを使用する。
According to the tenth aspect, in the method according to any one of the first to eighth aspects, the processing from the back surface of the substrate uses a laser.
［形態１１］形態１１によれば、形態１から形態１０のいずれか１つの形態による方法において、さらに、前記基板の裏面を加工する前に、前記基板の裏面の全体を研削するステップを有する。
[Mode 11] According to mode 11, the method according to any one of modes 1 to 10 further includes the step of grinding the entire back surface of the substrate before processing the back surface of the substrate.
［形態１２］形態１２によれば、形態１１による方法において、さらに、前記基板の裏面の全体を研削した後に、前記基板の裏面の全体を研磨するステップを有する。
[Mode 12] According to mode 12, the method according to mode 11 further includes the step of grinding the entire back surface of the substrate after grinding the entire back surface of the substrate.
［形態１３］形態１３によれば、形態１１または形態１２による方法において、前記基板の裏面の全体を研削する前に、前記基板のデバイスが形成されていない周縁部に対してナイフエッジ防止加工を施すステップを有する。
[Mode 13] According to mode 13, in the method according to mode 11 or 12, before the entire back surface of the substrate is ground, knife edge prevention processing is performed on the peripheral portion where the device of the substrate is not formed. There is a step of applying.
［形態１４］形態１４によれば、形態１から形態１３のいずれか１つの形態による方法において、裏面の加工後の前記基板の裏面に粘着テープを張り付けるステップを有し、前記基板の表面から加工するステップは、分割予定ラインに沿って、デバイス形成層の厚みだけを切削し、前記方法はさらに、前記基板の表面を加工した後に、前記粘着テープを引っ張ることで、前記基板を分割予定ラインに沿って分割するステップを有する。
[Mode 14] According to mode 14, the method according to any one of modes 1 to 13 includes the step of applying an adhesive tape to the back surface of the substrate after processing of the back surface, from the front surface of the substrate The step of processing cuts only the thickness of the device forming layer along the planned dividing line, and the method further processes the surface of the substrate and then pulls the adhesive tape to divide the planned substrate dividing line And dividing along.
［形態１５］形態１５によれば、デバイスが形成された基板を個々のチップに分割するための切削装置が提供される。かかる切削装置は、基板の裏面を上向きに保持するための第１テーブルと、前記第１テーブルに保持された基板の裏面に分割予定ラインに沿って切削溝を形成するための第１切削機構と、前記第１テーブルに保持された基板の裏面に酸化剤およびアルカリ剤を供給するための供給機構と、基板の表面を上向きに保持するための第２テーブルと、前記第２テーブルに保持された基板の表面に分割予定ラインに沿って加工するための第２切削機構と、を有する。
According to the fifteenth aspect, there is provided a cutting device for dividing a substrate on which a device is formed into individual chips. The cutting apparatus includes a first table for holding a back surface of the substrate upward, and a first cutting mechanism for forming a cutting groove along a planned dividing line on the back surface of the substrate held by the first table. A supply mechanism for supplying an oxidizing agent and an alkaline agent to the back surface of the substrate held by the first table, a second table for holding the surface of the substrate upward, and the second table held by the second table And a second cutting mechanism for processing the surface of the substrate along a planned dividing line.
［形態１６］形態１６によれば、形態１５による切削装置において、前記第１切削機構は、切削ブレードを備える。
According to a sixteenth aspect, in the cutting device according to the fifteenth aspect, the first cutting mechanism includes a cutting blade.
［形態１７］形態１７によれば、形態１５または形態１６による切削装置において、前記第２切削機構は、切削ブレードを備える。
According to a seventeenth aspect, in the cutting device according to the fifteenth aspect or the sixteenth aspect, the second cutting mechanism includes a cutting blade.
［形態１８］形態１８によれば、形態１５による切削装置において、前記第１切削機構は、レーザー加工装置を備える。
According to a eighteenth aspect, in the cutting device according to the fifteenth aspect, the first cutting mechanism includes a laser processing device.
［形態１９］形態１７によれば、形態１５または形態１６による切削装置において、前記第２切削機構は、レーザー加工装置を備える。
According to a nineteenth aspect, in the cutting device according to the fifteenth aspect or the sixteenth aspect, the second cutting mechanism includes a laser processing device.
以下に、本発明に係るデバイスが形成された基板を個々のチップに分割するための方法および装置の実施形態を添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。
Hereinafter, embodiments of a method and apparatus for dividing a substrate on which a device according to the present invention is formed into individual chips will be described with reference to the attached drawings. In the accompanying drawings, the same or similar elements are denoted by the same or similar reference symbols, and redundant description of the same or similar elements may be omitted in the description of each embodiment. Also, the features shown in each embodiment can be applied to other embodiments as long as they do not contradict each other.
図１は、一実施形態による、デバイスが形成された基板を個々のチップに分割するための方法を実施するための切削装置を概略的に示す斜視図である。図１に示される切削装置１は、図示しない装置ハウジングにより全体がカバーされている。この装置ハウジング内には、被加工物（基板１００）を保持する被加工物保持機構としてのチャックテーブル３が備えられている。チャックテーブル３は、図示しない移動機構により、基板１００が配置される平面内の直交する二方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）にそれぞれ移動可能に構成される。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によってＸＹ平面内で回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル３には、被加工物として後述する基板１００をダイシングテープＴを介して支持する環状のフレームＦを固定するためのクランプ（不図示）が設けられている。
FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a cutting apparatus for performing a method for dividing a substrate on which a device is formed into individual chips according to one embodiment. The cutting device 1 shown in FIG. 1 is entirely covered by a device housing (not shown). A chuck table 3 as a workpiece holding mechanism for holding a workpiece (substrate 100) is provided in the device housing. The chuck table 3 is configured to be movable in two directions (X-axis direction and Y-axis direction) orthogonal to each other in a plane on which the substrate 100 is disposed, by a moving mechanism (not shown). In addition, the chuck table 3 is configured to be rotatable in the XY plane by a rotation mechanism (not shown). The chuck table 3 is provided with a clamp (not shown) for fixing an annular frame F which supports a substrate 100 described later as a workpiece via a dicing tape T.
図１に示される切削装置１は、切削機構としてのスピンドルユニット４を備えている。スピンドルユニット４は、基板１００の平面に平行な直交する二方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）に移動可能に構成される。また、スピンドルユニット４は、基板１００の平面に垂直な方向（Ｚ軸方向）に移動可能に構成される。このスピンドルユニット４は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２に装着された切削ブレード４３とを備えている。回転スピンドル４２は、図示しないサーボモータによって回転するように構成されている。切削ブレード４３は、アルミニウムによって形成された円盤状の基台と、該基台の外周部側面にダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めて厚さが例えば５０μmに形成された環状の切刃から構成することができる。
The cutting device 1 shown in FIG. 1 includes a spindle unit 4 as a cutting mechanism. The spindle unit 4 is configured to be movable in two orthogonal directions (X-axis direction and Y-axis direction) parallel to the plane of the substrate 100. Further, the spindle unit 4 is configured to be movable in a direction (Z-axis direction) perpendicular to the plane of the substrate 100. The spindle unit 4 is mounted on a spindle housing 41 which is adjusted for movement in the X-axis direction, Y-axis direction and Z-axis direction, a rotary spindle 42 rotatably supported by the spindle housing 41, and the rotary spindle 42. And the cutting blade 43. The rotating spindle 42 is configured to rotate by a servomotor (not shown). The cutting blade 43 is composed of a disk-shaped base made of aluminum and an annular cutting blade having a thickness of, for example, 50 μm formed by nickel-plating diamond abrasive grains on the side surface of the outer periphery of the base. be able to.
図示の実施形態における切削装置１は、切削ブレード４３の環状の切刃による切削加工部に加工液を供給する加工液供給機構５を備えている。この加工液供給機構５は、切削ブレード４３により基板を切削しているときに、切削箇所に加工液を供給するための加工液供給ノズル５３１を備える。加工液供給ノズル５３１は、切削ブレード４３と同期して移動可能に構成することができる。たとえば、加工液供給ノズル５３１は、スピンドルハウジング４１に取り付けてもよい。また、加工液供給ノズル５３１を複数設けてもよく、切削ブレード４３の両側にそれぞれ設けるようにしてもよい。
The cutting device 1 in the illustrated embodiment includes a processing fluid supply mechanism 5 that supplies a processing fluid to a cutting portion formed by an annular cutting blade of a cutting blade 43. The machining fluid supply mechanism 5 includes a machining fluid supply nozzle 531 for supplying machining fluid to a cutting location when the substrate is being cut by the cutting blade 43. The machining fluid supply nozzle 531 can be configured to be movable in synchronization with the cutting blade 43. For example, the working fluid supply nozzle 531 may be attached to the spindle housing 41. Further, a plurality of machining fluid supply nozzles 531 may be provided, or may be provided on both sides of the cutting blade 43.
図１に示されるように、切削装置１は制御装置２００を備える。チャックテーブル３、スピンドルユニット４、加工液供給機構５、および後述の撮像装置７などの切削装置１の各種の動作機構は制御装置２００に接続され、制御装置２００によりこれらの動作が制御される。制御装置２００は、たとえば、入出力機構、記憶装置、およびプロセッサなどを備える汎用コンピュータや専用のコンピュータから構成することができる。
As shown in FIG. 1, the cutting device 1 includes a control device 200. Various operation mechanisms of the cutting device 1 such as the chuck table 3, the spindle unit 4, the machining fluid supply mechanism 5, and the imaging device 7 described later are connected to the control device 200, and these operations are controlled by the control device 200. The control device 200 can be configured by, for example, a general-purpose computer or a dedicated computer provided with an input / output mechanism, a storage device, a processor, and the like.
図２に示されるように、加工液供給機構５は、加工液を構成するための純水を貯留する純水貯留タンク５２１と、酸化剤を貯留するための酸化剤貯留タンク５２２と、アルカリ剤を貯留するためのアルカリ剤貯蔵タンク５２３と、防食剤を貯留するための防食剤貯留タンク５２４を備えている。純水貯留タンク５２１には、従来一般に加工液として用いられている純水が貯留される。
As shown in FIG. 2, the working fluid supply mechanism 5 includes a pure water storage tank 521 for storing pure water for forming the working fluid, an oxidizing agent storage tank 522 for storing an oxidizing agent, and an alkaline agent. An alkaline agent storage tank 523 for storing and an anticorrosive storage tank 524 for storing an anticorrosive. In the pure water storage tank 521, pure water conventionally used as a working fluid is stored.
酸化剤貯留タンク５２２には、酸化剤として、たとえば過酸化水素を含む液体（たとえば過酸化水素水）とすることができる。好ましくは、過酸化水素の濃度は０．５質量％以上であり、より好ましくは１．０質量％以上である。また、酸化剤として、過酸化物、ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸塩、次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、過硫酸塩、重クロム酸塩、過マンガン酸塩、セリウム酸塩、およびオゾン水等を用いることができる。
The oxidant storage tank 522 can be, for example, a liquid containing hydrogen peroxide (for example, hydrogen peroxide water) as an oxidant. Preferably, the concentration of hydrogen peroxide is 0.5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more. Also, as an oxidant, peroxide, iodate, periodate, hypochlorite, chlorite, chlorate, perchlorate, persulfate, bichromate, permanganate Acid salts, cerates and ozone water can be used.
アルカリ剤貯留タンク５２３には、アルカリ剤として、たとえば、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウムを含む液体（たとえばこれらの水溶液）とすることができる。水酸化カリウムの濃度は１０質量％～４０質量％の範囲内であることが好ましい。水酸化テトラメチルアンモニウムの濃度は１０質量％～２５質量％の範囲内であることが好ましい。
The alkaline agent storage tank 523 can be, for example, a liquid (for example, an aqueous solution thereof) containing potassium hydroxide or tetramethylammonium hydroxide as the alkaline agent. The concentration of potassium hydroxide is preferably in the range of 10% by mass to 40% by mass. The concentration of tetramethylammonium hydroxide is preferably in the range of 10% by mass to 25% by mass.
防食剤貯留タンク５２４に貯留される防食剤としては、配線材料として用いられる銅、コバルト、タングステン等の金属材料の腐食を防止するものであれば良く、例えばベンゾトリアゾールなどのトリアゾール系防食剤などを用いることができる。
The anticorrosive agent stored in the anticorrosive agent storage tank 524 may be any one that prevents the corrosion of metal materials such as copper, cobalt and tungsten used as a wiring material, for example, a triazole anticorrosive such as benzotriazole, etc. It can be used.
図２に示されているように、純水貯留タンク５２１と酸化剤貯留タンク５２２とアルカリ剤貯留タンク５２３と防食剤貯留タンク５２４とは、それぞれ電磁流量調整弁５２１ａ，５２２ａ，５２３ａ，５２４ａを介して加工液貯留タンク５２５に接続されている。この加工液貯留タンク５２５には、電磁流量調整弁５２１ａ，５２２ａ，５２３ａ，５２４ａを調整することにより、純水貯留タンク５２１と酸化剤貯留タンク５２２とアルカリ剤貯留タンク５２３と防食剤貯留タンク５２４とに貯留された純水と酸化剤とアルカリ剤と防食剤とが流入される。なお、加工液貯留タンク５２５に貯留される加工液を構成する純水と酸化剤とアルカリ剤と防食剤の割合は任意であるが、各成分の濃度が上述した範囲になるようにすることが望ましい。加工液貯留タンク５２５には攪拌機５２５ａが配置され、さらに、液位計５２５ｂ、ｐＨ計５２５ｃ、酸化還元電位計５２５ｄが設置され、それぞれ加工液の液位、ｐＨ、および酸化還元電位を測定することができる。攪拌機５２５ａ、液位計５２５ｂ、ｐＨ計５２５ｃ、酸化還元電位計５２５ｄ、および電磁流量調整弁５２１ａ，５２２ａ，５２３ａ，５２４ａは、制御装置２００に接続されている。制御装置２００は、これらの機器の動作の制御を行い、また、これらの測定器からの信号を受信する。制御装置２００が測定器からの測定値に基づいて電磁流量調整弁５２１ａ，５２２ａ，５２３ａ，５２４ａを調整することで、加工液の成分濃度を所定範囲に維持するように構成することができる。
As shown in FIG. 2, the pure water storage tank 521, the oxidant storage tank 522, the alkali agent storage tank 523 and the anticorrosive storage tank 524 are connected via the electromagnetic flow control valves 521a, 522a, 523a and 524a, respectively. It is connected to the processing fluid storage tank 525. In this working fluid storage tank 525, by adjusting the electromagnetic flow control valves 521a, 522a, 523a, 524a, the pure water storage tank 521, the oxidant storage tank 522, the alkali agent storage tank 523 and the corrosion inhibitor storage tank 524 The pure water, the oxidizing agent, the alkali agent and the anticorrosive agent stored in the The ratio of the pure water, the oxidizing agent, the alkali agent, and the anticorrosive agent that constitute the working fluid stored in the working fluid storage tank 525 is arbitrary, but the concentration of each component should be in the above-mentioned range. desirable. A stirrer 525a is disposed in the working fluid storage tank 525, and a liquid level meter 525b, a pH meter 525c, and an oxidation-reduction potentiometer 525d are provided to measure the liquid level, pH, and redox potential of the working liquid, respectively. Can. A stirrer 525a, a liquid level meter 525b, a pH meter 525c, an oxidation-reduction potentiometer 525d, and electromagnetic flow control valves 521a, 522a, 523a, and 524a are connected to the control device 200. The control device 200 controls the operation of these devices, and receives signals from these measuring devices. The controller 200 can be configured to maintain the component concentration of the processing fluid in a predetermined range by adjusting the electromagnetic flow control valves 521a, 522a, 523a, 524a based on the measurement value from the measuring device.
上述した純水と酸化剤とアルカリ剤と防食剤とからなる加工液を貯留する加工液貯留タンク５２５は、加工液供給ポンプ５２６および電磁流量調整弁５２６ａを介して加工液供給ノズル５３１に供給される。なお、加工液供給ポンプ５２６および電磁流量調整弁５２６ａは、制御装置２００に接続されており、制御装置２００により動作が制御される。
A working fluid storage tank 525 for storing a working fluid consisting of pure water, an oxidizing agent, an alkali agent and an anticorrosive is supplied to a working fluid supply nozzle 531 through a working fluid supply pump 526 and an electromagnetic flow control valve 526a. Ru. The machining fluid supply pump 526 and the electromagnetic flow control valve 526a are connected to the control device 200, and the operation is controlled by the control device 200.
図２に示されているように、図示の加工液供給機構５は、加工液供給ノズル５３１から噴出されて切削ブレード４３による切削領域に供給された加工液を受ける加工液受けトレイ５３０と、加工液受けトレイ５３０で受けた加工液を貯留するための加工液受け容器５２７と、加工液受け容器５２７に配置された液位計５２７ａと、加工液受け容器５２７に受け入れられた加工液を加工液貯留タンク５２５に戻す加工液戻しポンプ５２８と、加工液戻しポンプ５２８と加工液貯留タンク５２５とを接続する配管中に配設されたフィルタ５２９とを備えている。従って、加工液戻しポンプ５２８を作動することにより、切削作業時に切削ブレード４３による切削領域に供給され加工液受けトレイ５３０で受けて加工液受け容器５２７に貯留された加工液は、フィルタ５２９を介して加工液貯留タンク５２５に戻すことができる。加工液受け容器５２７に貯留された加工液の液位を液位計５２７ａにより測定し、液位計５２７ａの信号に基づいて加工液戻しポンプ５２８を動作させることで加工液を循環させることができる。加工液貯留タンク５２５に貯留されている加工液の液位が所定値以下に達したら、上記電磁流量調整弁５２１ａ，５２２ａ，５２３ａ，５２４ａを調整して純水貯留タンク５２１と酸化剤貯留タンク５２２とアルカリ剤貯留タンク５２３と防食剤貯留タンク５２４から純水と酸化剤とアルカリ剤と防食剤とをそれぞれ設定された濃度となるように加工液貯留タンク５２５に供給する。
As illustrated in FIG. 2, the illustrated working fluid supply mechanism 5 includes a working fluid receiving tray 530 that receives the working fluid jetted from the working fluid supply nozzle 531 and supplied to the cutting area by the cutting blade 43, and The processing liquid receiving container 527 for storing the processing liquid received by the liquid receiving tray 530, the liquid level gauge 527a disposed in the processing liquid receiving container 527, and the processing liquid received by the processing liquid receiving container 527 A processing fluid return pump 528 for returning to the storage tank 525 and a filter 529 disposed in a pipe connecting the processing fluid return pump 528 and the processing fluid storage tank 525 are provided. Therefore, by operating the working fluid return pump 528, the working fluid supplied to the cutting area by the cutting blade 43 at the time of cutting operation and received by the working fluid receiving tray 530 and stored in the working fluid receiving container 527 is through the filter 529. Can be returned to the processing fluid storage tank 525. The working fluid can be circulated by measuring the level of the working fluid stored in the working fluid receiving container 527 with the level gauge 527a and operating the working fluid return pump 528 based on the signal of the level gauge 527a. . When the liquid level of the processing fluid stored in the processing fluid storage tank 525 reaches a predetermined value or less, the above-mentioned electromagnetic flow control valves 521a, 522a, 523a, 524a are adjusted to adjust the pure water storage tank 521 and the oxidant storage tank 522. The processing liquid storage tank 525 is supplied with pure water, an oxidizing agent, an alkali agent and an anticorrosive agent from the alkali agent storage tank 523 and the anticorrosive agent storage tank 524 so as to have respectively set concentrations.
図１に示されるように、一実施形態における切削装置１は、チャックテーブル３上に保持された被加工物を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出するための撮像装置７を備えている。この撮像装置７は、照明装置、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学機構を備える。特に、撮像装置７は、赤外線を被加工物に照射する赤外線光源および赤外線カメラを備えることが好ましい。これは、半導体材料などから構成される被加工物の表面に形成されている分割予定ラインを被加工物の裏面から検出できるようにするためである。一例として、撮像装置７は、特開平７－７５９５５号公報（特許文献３）に開示されているアライメントユニットと同様または類似の構成とすることができる。また、切削装置１は、撮像装置７によって撮像された画像を表示する表示装置を備えてもよい。
As shown in FIG. 1, the cutting device 1 according to an embodiment images an object to be processed held on a chuck table 3 and an imaging device 7 for detecting a region to be cut by the cutting blade 43. Have. The imaging device 7 includes an illumination device, and an optical mechanism such as a microscope or a CCD camera. In particular, the imaging device 7 preferably includes an infrared light source and an infrared camera that irradiates infrared light to the workpiece. This is to make it possible to detect a planned dividing line formed on the surface of a workpiece made of a semiconductor material or the like from the back surface of the workpiece. As an example, the imaging device 7 can be configured the same as or similar to the alignment unit disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-75955 (Patent Document 3). The cutting device 1 may also include a display device that displays an image captured by the imaging device 7.
次に、一実施形態によるデバイスが形成された基板を個々のチップに分割する方法を説明する。
Next, a method of dividing a substrate on which a device according to one embodiment is formed into individual chips will be described.
図３（ａ）は、一実施形態による基板の分割方法によって分割される基板の斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示される基板１００の要部拡大断面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）に示される基板１００は、厚みが７５０μmのシリコン等の半導体基板の表面１００ａに複数のデバイス１１２が形成されている。形成されるデバイス１１２の種類および数は任意である。基板１００の表面１００ａに形成されているデバイス１１２は、分割予定ライン１１１によって区画されている。なお、分割予定ライン１１１は、光学的に認識できるものであれば任意の構成とすることができる。例えば、分割予定ライン１１１は、前述の撮像装置７で隣接するデバイス１１２の間の空間を分割予定ライン１１１と認識できるものでもよい。
FIG. 3 (a) is a perspective view of a substrate divided by the substrate dividing method according to one embodiment. FIG. 3B is an enlarged sectional view of an essential part of the substrate 100 shown in FIG. In the substrate 100 shown in FIGS. 3A and 3B, a plurality of devices 112 are formed on the surface 100a of a semiconductor substrate such as silicon having a thickness of 750 μm. The type and number of devices 112 formed are arbitrary. The devices 112 formed on the surface 100 a of the substrate 100 are partitioned by dividing lines 111. The planned division line 111 may have any configuration as long as it can be optically recognized. For example, the planned dividing line 111 may be one which can recognize the space between the adjacent devices 112 in the above-described imaging device 7 as the planned dividing line 111.
上述した基板１００を分割予定ライン１１１に沿って分割する加工方法について説明する。
A processing method for dividing the substrate 100 described above along the planned dividing line 111 will be described.
先ず、基板１００の表面１００ａにダイシングテープＴを貼着し該ダイシングテープＴの外周部を環状のフレームＦによって支持する基板支持工程を実施する。図４に示すように、環状のフレームＦの内側開口部を覆うように外周部が装着されたダイシングテープＴの表面に基板１００の表面１００ａを貼着する。従って、ダイシングテープＴの表面に貼着された基板１００は、裏面１００ｂが上側となる。このようにしてダイシングテープＴを介して環状のフレームＦに支持された基板１００は、チャックテーブル３上に配置される。
First, a dicing tape T is attached to the surface 100a of the substrate 100, and a substrate supporting step of supporting the outer peripheral portion of the dicing tape T by an annular frame F is performed. As shown in FIG. 4, the surface 100 a of the substrate 100 is attached to the surface of the dicing tape T whose outer periphery is attached so as to cover the inner opening of the annular frame F. Therefore, the back surface 100 b of the substrate 100 attached to the front surface of the dicing tape T is on the upper side. The substrate 100 supported by the annular frame F via the dicing tape T in this manner is disposed on the chuck table 3.
チャックテーブル３上に基板１００が載置されたならば、図示しない吸引機構が作動して基板１００をチャックテーブル３上に吸引保持する。また、基板１００をダイシングテープＴを介して支持する環状のフレームＦは、図示しないクランプによって固定される。このようにして基板１００を吸引保持したチャックテーブル３は、撮像装置７の直下まで移動される。チャックテーブル３が撮像装置７の直下に位置付けられると、撮像装置７によって基板１００の表面１００ａに形成されている分割予定ライン１１１を検出するとともに、分割予定ライン１１１と切削ブレード４３との精密位置合わせ作業を実施する（アライメント工程）。なお、基板１００がシリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）などの半導体基板であれば、赤外線領域で高い透過性を有するので、上述のように赤外線光源および赤外線カメラを使用することで、基板１００の裏面１００ｂからでも表面１００ａに形成された分割予定ライン１１１を検出することができる。
When the substrate 100 is placed on the chuck table 3, a suction mechanism (not shown) operates to suction and hold the substrate 100 on the chuck table 3. Further, an annular frame F supporting the substrate 100 via the dicing tape T is fixed by a clamp not shown. The chuck table 3 holding the substrate 100 by suction in this manner is moved immediately below the imaging device 7. When the chuck table 3 is positioned directly below the imaging device 7, the imaging device 7 detects the planned dividing line 111 formed on the surface 100 a of the substrate 100, and precise alignment between the planned dividing line 111 and the cutting blade 43. Perform work (alignment process). If the substrate 100 is a semiconductor substrate such as silicon (Si), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP) or the like, it has high transparency in the infrared region, and thus an infrared light source and an infrared camera are used as described above. By doing this, it is possible to detect the planned dividing line 111 formed on the surface 100 a even from the back surface 100 b of the substrate 100.
上述したようにアライメント工程が実施されたならば、基板１００の裏面１００ｂを加工する。具体的には、切削ブレード４３を回転させながら、切削ブレード４３と基板１００とを相対的に移動させて、基板１００の裏面１００ｂに切削溝１３０を形成する。図５（ａ）は、基板１００の裏面１００ｂを切削ブレード４３により加工している様子を示す断面図である。図５（ａ）に示されるように、切削ブレード４３の下端は、基板１００に達するが、基板の表面１００ａ（図５では下面）には達しない位置とされる。つまり、基板１００は完全には切断されずに裏面１００ｂに溝が形成される。たとえば、切削溝１３０の深さは、デバイスが形成されている基板１００の全体の厚さの８０％から９０％の深さとすることができる。図５（ｂ）は、基板１００の裏面１００ｂに分割予定ライン１１１に沿って切削溝１３０が形成された状態を示す断面図である。全ての分割予定ライン１１１に沿って切削溝１３０を形成するまで、上述の切削工程を実施する。なお、切削溝１３０は、基板１００の表面１００ａに形成されている分割予定ライン１１１に対応する位置に形成されるが、切削溝１３０の幅は任意である。たとえば、切削溝１３０は、表面１００ａの分割予定ライン１１１よりも幅広でもよく、また、分割予定ライン１１１と同程度でもよく、あるいは分割予定ライン１１１より狭くてもよい。
After the alignment process is performed as described above, the back surface 100b of the substrate 100 is processed. Specifically, while the cutting blade 43 is rotated, the cutting blade 43 and the substrate 100 are relatively moved to form the cutting groove 130 on the back surface 100 b of the substrate 100. FIG. 5A is a cross-sectional view showing how the back surface 100 b of the substrate 100 is processed by the cutting blade 43. As shown in FIG. 5A, the lower end of the cutting blade 43 reaches the substrate 100 but does not reach the surface 100a of the substrate (the lower surface in FIG. 5). That is, the substrate 100 is not completely cut, and a groove is formed on the back surface 100b. For example, the depth of the cutting groove 130 can be 80% to 90% of the total thickness of the substrate 100 on which the device is formed. FIG. 5B is a cross-sectional view showing a state in which the cutting groove 130 is formed on the back surface 100 b of the substrate 100 along the planned dividing line 111. The above-described cutting process is performed until the cutting grooves 130 are formed along all the planned dividing lines 111. The cutting groove 130 is formed at a position corresponding to the planned dividing line 111 formed on the surface 100 a of the substrate 100, but the width of the cutting groove 130 is arbitrary. For example, the cutting groove 130 may be wider than the planned dividing line 111 of the surface 100 a, may be similar to the planned dividing line 111, or may be narrower than the planned dividing line 111.
上述した基板１００の裏面１００ｂの切削工程を実施する際には、加工液供給機構５を構成する電磁流量調整弁５２６ａを開くとともに加工液供給ポンプ５２６を作動することにより、加工液貯留タンク５２５に貯留された加工液が加工液供給ノズル５３１に供給される。この結果、図６に示すように加工液供給ノズル５３１から純水、酸化剤、アルカリ剤、および防腐剤が所望の割合で混合された加工液が切削ブレード４３による切削領域に供給される。このように、純水と酸化剤とアルカリ剤と防食剤が混合された加工液が切削ブレード４３による切削領域に供給されることになる。基板１００の裏面１００ｂにアルカリ剤が供給されるので、基板１００と切削ブレード４３が接触している部分に対してエッチング作用が働き、切削ブレード４３による機械的作用による切削と、アルカリ剤のエッチングによる化学的作用とにより基板１００の裏面１００ｂに切削溝１３０を形成することができる。また、加工液に酸化剤が含まれているので、基板１００の露出している面は速やかに酸化されるので、切削ブレード４３に接触していない部分はエッチングされない。そのため、切削ブレード４３に接触している部分だけを選択的・効率的に機械的・化学的に切削することができる。また、基板１００が切削ブレード４３により機械的に削られるときに基板１００の接触部分の温度が上昇するので、温度上昇によりエッチング速度が向上する。基板１００が切削ブレード４３により機械的に削られるときに機械的作用により基板１００に局所的な欠陥が形成される。基板１００を構成するシリコン等に欠陥があるとアルカリ剤によるエッチング作用が促進される。そのため、本実施形態による機械的・化学的な切削は、単に切削ブレード４３による機械的な切削の場合よりも加工速度が大きくなる。さらに、加工液に酸化剤およびアルカリ剤が含まれるので、酸化した基板の裏面にゴミが付着しにくくなり、加工後の基板１００の洗浄が容易になる。また、アルカリにおいては、多くの材料のゼータ電位がマイナスになるので、切削屑などのゴミが基板１００に付着しにくくなる。
When carrying out the cutting process of the back surface 100 b of the substrate 100 described above, the processing liquid storage tank 525 is opened by opening the electromagnetic flow control valve 526 a constituting the processing liquid supply mechanism 5 and operating the processing liquid supply pump 526. The stored machining fluid is supplied to the machining fluid supply nozzle 531. As a result, as shown in FIG. 6, the working fluid in which the pure water, the oxidizing agent, the alkali agent and the preservative are mixed in a desired ratio is supplied from the working fluid supply nozzle 531 to the cutting area by the cutting blade 43. Thus, the working fluid in which the pure water, the oxidizing agent, the alkali agent and the anticorrosive are mixed is supplied to the cutting region by the cutting blade 43. Since the alkaline agent is supplied to the back surface 100b of the substrate 100, the etching action acts on the portion where the substrate 100 and the cutting blade 43 are in contact, and the cutting action by the mechanical action of the cutting blade 43 and the etching of the alkaline agent The cutting groove 130 can be formed on the back surface 100 b of the substrate 100 by the chemical action. Further, since the processing fluid contains an oxidizing agent, the exposed surface of the substrate 100 is rapidly oxidized, so that the portion not in contact with the cutting blade 43 is not etched. Therefore, only the part in contact with the cutting blade 43 can be selectively and efficiently mechanically and chemically cut. Further, since the temperature of the contact portion of the substrate 100 rises when the substrate 100 is mechanically scraped by the cutting blade 43, the etching rate is improved by the temperature rise. When the substrate 100 is mechanically scraped by the cutting blade 43, a mechanical defect forms a local defect in the substrate 100. If the silicon or the like constituting the substrate 100 is defective, the etching action by the alkali agent is promoted. Therefore, the mechanical / chemical cutting according to the present embodiment has a processing speed higher than that of the mechanical cutting by the cutting blade 43 alone. Furthermore, since the processing solution contains an oxidizing agent and an alkali agent, dust is less likely to adhere to the back surface of the oxidized substrate, and cleaning of the substrate 100 after processing becomes easy. In addition, in alkali, the zeta potentials of many materials are negative, so that dust such as cutting chips is less likely to adhere to the substrate 100.
基板１００の裏面１００ｂに分割予定ライン１１１に沿って切削溝１３０を形成したら、次に基板１００の表面１００ａから分割予定ライン１１１に沿って加工することで基板１００を切断して個別のチップに分割する。このとき、基板１００の表面１００ａに貼り付けたダイシングテープＴを剥がし、基板１００を反転させ、基板１００の裏面１００ａにダイシングテープＴを貼り付ける。基板１００の表面１００ａの加工は、上述の基板１００の裏面１００ｂに切削溝１３０を形成する方法と類似の方法で行うことができる。かかる切断工程の実施形態について、図７を参照して説明する。なお、図７に示す切断工程の実施形態は、切削装置１または同様の切削装置を用いて実施することができる。ただし、切削ブレード４３の厚さが基板１００の裏面１００ｂに切削工程を実施した切削ブレード４３の厚さ（５０μm）より薄い例えば１５μmに形成されている。
Once the cutting grooves 130 are formed on the back surface 100b of the substrate 100 along the dividing lines 111, the substrate 100 is cut into individual chips by processing along the dividing lines 111 from the surface 100a of the substrate 100 next. Do. At this time, the dicing tape T attached to the surface 100 a of the substrate 100 is peeled off, the substrate 100 is inverted, and the dicing tape T is attached to the back surface 100 a of the substrate 100. The processing of the surface 100 a of the substrate 100 can be performed by a method similar to the method of forming the cutting groove 130 on the back surface 100 b of the substrate 100 described above. An embodiment of such a cutting step will be described with reference to FIG. In addition, embodiment of the cutting process shown in FIG. 7 can be implemented using the cutting device 1 or the same cutting device. However, the thickness of the cutting blade 43 is formed to be, for example, 15 μm thinner than the thickness (50 μm) of the cutting blade 43 subjected to the cutting process on the back surface 100 b of the substrate 100.
一実施形態による基板１００の表面１００ａからの切断工程は、基板１００の裏面１００ｂにダイシングテープＴが貼られた状態で行われる。基板１００の裏面１００ｂにダイシングテープＴを介して上述したようにチャックテーブル３上に吸引保持する。このようにして基板１００を吸引保持したチャックテーブル３は、撮像装置７の直下まで移動される。チャックテーブル３が撮像装置７の直下に位置付けられると、撮像装置７によって基板１００の表面１００ａに形成されている分割予定ライン１１１を検出するとともに、分割予定ライン１１１と切削ブレード４３との精密位置合わせ作業を実施する（アライメント工程）。
The cutting process from the surface 100 a of the substrate 100 according to an embodiment is performed in a state where the dicing tape T is attached to the back surface 100 b of the substrate 100. The back surface 100 b of the substrate 100 is held by suction on the chuck table 3 as described above via the dicing tape T. The chuck table 3 holding the substrate 100 by suction in this manner is moved immediately below the imaging device 7. When the chuck table 3 is positioned directly below the imaging device 7, the imaging device 7 detects the planned dividing line 111 formed on the surface 100 a of the substrate 100, and precise alignment between the planned dividing line 111 and the cutting blade 43. Perform work (alignment process).
上述したようにアライメント工程が実施されたならば、基板１００の表面１００ａを加工する。具体的には、切削ブレード４３を回転させながら、切削ブレード４３と基板１００とを相対的に移動させて、基板１００の表面１００ａから基板を切断する。図７（ａ）は、基板１００の表面１００ａを切削ブレード４３により加工している様子を示す断面図である。図７（ａ）に示されるように、切削ブレード４３の下端は、基板１００の裏面１００ｂに形成された切削溝１３０の底面に達している。そのため、図７（ｂ）に示されるように、基板１００は、かかる工程により基板１００の表面１００ａから形成される切削溝１３２と、先の工程で基板１００の裏面１００ｂに形成された切削溝１３０によって切断される。なお、この基板１００の表面１００ａからの切断工程において切削領域に供給する加工液としては純水だけでもよい。かかる切断工程により基板１００は、基板１００は分割予定ライン１１１に沿って切断され個々のデバイスに分割される。
After the alignment process is performed as described above, the surface 100 a of the substrate 100 is processed. Specifically, while rotating the cutting blade 43, the cutting blade 43 and the substrate 100 are relatively moved to cut the substrate from the surface 100a of the substrate 100. FIG. 7A is a cross-sectional view showing how the surface 100 a of the substrate 100 is processed by the cutting blade 43. As shown in FIG. 7A, the lower end of the cutting blade 43 reaches the bottom of the cutting groove 130 formed on the back surface 100b of the substrate 100. Therefore, as shown in FIG. 7B, the substrate 100 is provided with a cutting groove 132 formed from the surface 100a of the substrate 100 in this step and a cutting groove 130 formed on the back surface 100b of the substrate 100 in the previous step. Cut by. The processing liquid supplied to the cutting region in the cutting process from the surface 100 a of the substrate 100 may be pure water alone. By the cutting process, the substrate 100 is cut along the dividing lines 111 and divided into individual devices.
次に、一実施形態によるデバイスが形成された基板を個々のチップに分割する方法を説明する。かかる切断工程の実施形態について、図８および図９を参照して説明する。この実施形態による方法は、図８に示すレーザー加工装置６０を用いて実施することができる。図８に示すレーザー加工装置６０は、被加工物を保持するチャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射装置６２と、チャックテーブル６１上に保持された被加工物を撮像する撮像装置６３とを備えている。チャックテーブル６１は、被加工物を吸引保持するように構成されている。また、チャックテーブル６１は、チャックテーブル６１の表面に平行な直交する二方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）に移動可能に構成される。
Next, a method of dividing a substrate on which a device according to one embodiment is formed into individual chips will be described. An embodiment of such a cutting process is described with reference to FIGS. 8 and 9. The method according to this embodiment can be implemented using a laser processing apparatus 60 shown in FIG. A laser processing apparatus 60 shown in FIG. 8 includes a chuck table 61 for holding a workpiece, a laser beam irradiation apparatus 62 for irradiating a laser beam to the workpiece held on the chuck table 61, and holding on the chuck table 61. And an imaging device 63 for imaging the processed workpiece. The chuck table 61 is configured to suction and hold a workpiece. The chuck table 61 is configured to be movable in two directions (X-axis direction and Y-axis direction) orthogonal to and parallel to the surface of the chuck table 61.
上記レーザー光線照射装置６２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング６２１を含んでいる。ケーシング６２１内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定機構を備えたパルスレーザー光線発振装置が備えられている。上記ケーシング６２１の先端部には、パルスレーザー光線発振装置から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器６２２が装着されている。なお、レーザー光線照射装置６２は、集光器６２２によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整機構（図示せず）を備えている。
The laser beam irradiation apparatus 62 includes a cylindrical casing 621 disposed substantially horizontally. In the casing 621, a pulse laser beam oscillator (not shown) and a pulse laser beam oscillator equipped with a repetition frequency setting mechanism are provided. A condenser 622 for condensing the pulse laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillation apparatus is attached to the tip of the casing 621. The laser beam irradiation device 62 is provided with a focusing point position adjusting mechanism (not shown) for adjusting the focusing point position of the pulse laser beam focused by the light collector 622.
上記レーザー光線照射装置６２を構成するケーシング６２１の先端部に装着された撮像装置６３は、被加工物を照明する照明装置と、該照明装置によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御装置に送る。
The imaging device 63 mounted on the tip of the casing 621 constituting the laser beam irradiation device 62 includes an illumination device for illuminating a workpiece, an optical system for capturing an area illuminated by the illumination device, and the optical system An imaging device (CCD) or the like for capturing a captured image is provided, and the captured image signal is sent to a control device (not shown).
上述したレーザー加工装置６０を用いた切断工程は、基板１００の裏面１００ｂにダイシングテープＴが貼り付けられた状態で行われる。まず、図５に示される基板１００の裏面１００ｂの切削工程が実施された基板１００のダイシングテープＴ側をチャックテーブル６１上に載置する。図示しない吸引機構を作動することにより、ダイシングテープＴを介して基板１００をチャックテーブル６１上に吸引保持する（ウェハ保持工程）。なお、図８においてはダイシングテープＴが装着された環状のフレームＦを省いて示しているが、環状のフレームＦはチャックテーブル６１に配設された適宜のフレーム保持機構に保持される。このようにして、基板１００を吸引保持したチャックテーブル６１は、図示しない移動機構によって撮像装置６３の直下に位置付けられる。
The cutting process using the laser processing apparatus 60 described above is performed in a state where the dicing tape T is attached to the back surface 100 b of the substrate 100. First, the dicing tape T side of the substrate 100 on which the cutting process of the back surface 100 b of the substrate 100 shown in FIG. 5 is performed is placed on the chuck table 61. The substrate 100 is sucked and held on the chuck table 61 via the dicing tape T by operating a suction mechanism (not shown) (wafer holding step). Although the annular frame F to which the dicing tape T is attached is omitted in FIG. 8, the annular frame F is held by an appropriate frame holding mechanism provided on the chuck table 61. As described above, the chuck table 61 holding the substrate 100 by suction is positioned directly below the imaging device 63 by the moving mechanism (not shown).
チャックテーブル６１が撮像装置６３の直下に位置付けられると、撮像装置６３および図示しない制御装置によって基板１００のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像装置６３および図示しない制御装置は、基板１００の所定方向に形成されている分割予定ライン１１１と、レーザー光線を照射するレーザー光線照射装置６２の集光器６２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、基板１００に上記所定方向と直交する方向に形成された分割予定ライン１１１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。
When the chuck table 61 is positioned directly below the imaging device 63, the imaging device 63 and a control device (not shown) execute an alignment operation for detecting a processing region of the substrate 100 to be laser-processed. That is, the imaging device 63 and a control device (not shown) are patterns for aligning the planned division line 111 formed in the predetermined direction of the substrate 100 with the condenser 622 of the laser beam irradiation device 62 that emits the laser beam. Image processing such as matching is performed to perform alignment of the laser beam irradiation position (alignment step). The alignment of the laser beam irradiation position is similarly performed on the planned dividing lines 111 formed on the substrate 100 in the direction orthogonal to the predetermined direction.
上述したアライメント工程を実施したならば、レーザー光線照射装置６２により、基板１００の表面１００ａを加工する。図９（ａ）は、レーザー光線照射装置６２により、分割予定ライン１１に沿ってレーザー加工溝１３３を形成しているときの様子を示す断面図である。図９（ｂ）は、レーザー光線照射装置６２により、分割予定ライン１１に沿って改質層１３４を形成しているときの様子を示す断面図である。レーザー加工工程を実施することにより、基板１００は、分割予定ライン１１１に沿って形成されるレーザー加工溝１３３または改質層１３４によって切断される。全ての分割予定ライン１１に沿ってレーザー加工工程を実施することで、基板１００は分割予定ライン１１１に沿って切断され個々のデバイスに分割される。
After the alignment step described above is performed, the surface 100 a of the substrate 100 is processed by the laser beam irradiation device 62. FIG. 9A is a cross-sectional view showing a state where the laser processing groove 133 is formed along the planned dividing line 11 by the laser beam irradiation device 62. As shown in FIG. FIG. 9B is a cross-sectional view showing the modified layer 134 formed along the planned dividing line 11 by the laser beam irradiation device 62. As shown in FIG. By performing the laser processing process, the substrate 100 is cut by the laser processed groove 133 or the modifying layer 134 formed along the planned dividing line 111. By performing the laser processing process along all the planned division lines 11, the substrate 100 is cut along the planned division lines 111 and divided into individual devices.
図５とともに説明した実施形態においては、基板１００の裏面の加工に切削ブレード４３を用いているが、他の実施形態として、切削ブレード４３に代えてレーザーを使用することもできる。図１０は、基板１００の裏面１００ｂをレーザーにより加工して切削溝１３０を形成している時の様子を概略的に示す図である。レーザーによる基板１００の裏面１００ｂの加工は、図８に示されるレーザー加工装置６０と同様または類似の装置を用いて行うことができる。
In the embodiment described with reference to FIG. 5, the cutting blade 43 is used for processing the back surface of the substrate 100. However, as another embodiment, a laser may be used instead of the cutting blade 43. FIG. 10 is a view schematically showing a state in which the cutting groove 130 is formed by processing the back surface 100 b of the substrate 100 with a laser. The processing of the back surface 100b of the substrate 100 by a laser can be performed using an apparatus similar to or similar to the laser processing apparatus 60 shown in FIG.
一実施形態において、上述の基板１００の裏面１００ｂの加工工程の前に基板１００の裏面１００ｂの全体を研削する工程（バックグラインド工程）を備えてもよい。バックグラインド工程は、半導体デバイス１１２をパッケージに適した厚みに薄化するために、基板１００の裏面１００ｂの全体を研削する工程である。バックグラインド工程は、公知の任意の装置で行うことができる。さらに、バックグラインド工程により基板１００の裏面１００ｂの全体を研削して基板を薄化した後に、基板１００の裏面１００ｂを平坦化するために、基板１００の裏面１００ｂを研磨する工程を備えてもよい。基板の裏面の研磨は、化学機械的研磨装置（ＣＭＰ装置）などの任意の研磨装置で行うことができる。また、基板の裏面の研削（バックグラインド工程）を行う前に、基板上でデバイス１１２が形成されていない周縁部に対してナイフエッジ防止加工を施してもよい。ナイフエッジ防止加工は、公知の装置など任意の装置を用いて行うことができる。
In one embodiment, a step of grinding the entire back surface 100b of the substrate 100 (a back grinding step) may be provided before the processing step of the back surface 100b of the substrate 100 described above. The back grinding step is a step of grinding the entire back surface 100 b of the substrate 100 in order to thin the semiconductor device 112 to a thickness suitable for a package. The back grinding process can be performed by any known apparatus. Furthermore, after the entire back surface 100b of the substrate 100 is ground and thinned by a back grinding process, the back surface 100b of the substrate 100 may be polished to planarize the back surface 100b of the substrate 100. . Polishing of the back surface of the substrate can be performed by any polishing apparatus such as a chemical mechanical polishing apparatus (CMP apparatus). In addition, before the rear surface of the substrate is ground (back-grinding step), the edge portion of the substrate where the device 112 is not formed may be subjected to knife edge prevention processing. Knife edge prevention processing can be performed using arbitrary apparatuses, such as a well-known apparatus.
一実施形態において、デバイスが形成された基板を個々のチップに分割するのに、ダイシングテープを引っ張ることで、基板を分割するようにしてもよい。たとえば、図５とともに説明したように、基板１００の裏面１００ｂに切削溝１３０を形成し、その後、基板１００の表面１００ａに切削溝１３２を形成する。ただし、基板１００の表面１００ａに切削溝１３２を形成するときに、図７で示される実施形態とは異なり、切削ブレード４３の下端が裏面１００ｂに形成された切削溝１３０の底面に達しない位置に設定する。たとえば、基板１００の表面１００ａに形成される切削溝１３２の深さがデバイス１１２が形成される層の厚さと同程度になるようにする。図１１は、ダイシングテープを引っ張ることで、デバイスが形成された基板を個々のチップに分割する様子を概略的に示す図である。図１１に示される実施形態においては、上述のように基板１００の表面１００ａに形成された切削溝１３２は、基板１００の裏面１００ｂに形成された切削溝１３０の底面に達していない。切削溝１３２が浅いので、切削溝１３２の溝の幅を小さくすることができる。図１１に示されるように、基板１００の裏面１００ｂにダイシングテープを貼り付けた状態で、ダイシングテープＴを基板１００の平面に平行な方向に引っ張ることで、基板１００は切削溝１３０および切削溝１３２のところで分割されることになり、デバイス１１２が形成された基板１００を個々のチップに分割することができる。
In one embodiment, to divide the substrate on which the device is formed into individual chips, the substrate may be divided by pulling a dicing tape. For example, as described with reference to FIG. 5, the cutting groove 130 is formed on the back surface 100 b of the substrate 100, and then the cutting groove 132 is formed on the surface 100 a of the substrate 100. However, when forming the cutting groove 132 on the surface 100a of the substrate 100, unlike the embodiment shown in FIG. 7, the lower end of the cutting blade 43 does not reach the bottom of the cutting groove 130 formed on the back surface 100b. Set For example, the depth of the cutting groove 132 formed on the surface 100 a of the substrate 100 is made to be about the same as the thickness of the layer on which the device 112 is formed. FIG. 11 is a view schematically showing how a substrate on which devices are formed is divided into individual chips by pulling a dicing tape. In the embodiment shown in FIG. 11, the cutting groove 132 formed on the surface 100 a of the substrate 100 as described above does not reach the bottom of the cutting groove 130 formed on the back surface 100 b of the substrate 100. Since the cutting groove 132 is shallow, the width of the cutting groove 132 can be reduced. As shown in FIG. 11, in a state where the dicing tape is attached to the back surface 100 b of the substrate 100, the cutting groove 130 and the cutting groove 132 of the substrate 100 are obtained by pulling the dicing tape T in a direction parallel to the plane of the substrate 100. The substrate 100 on which the device 112 is formed can be divided into individual chips.
図１２は、ダイシングテープを引っ張ることで、デバイスが形成された基板を個々のチップに分割する様子を概略的に示す図である。図１２に示される実施形態においては、基板１００の表面１００ａからレーザーにより分割予定ライン１１１の下に改質層１３４が形成されている。この状態で、ダイシングテープＴを基板１００の平面に平行な方向に引っ張ることで、基板１００は切削溝１３０および改質層１３４ところで分割されることになり、デバイス１１２が形成された基板１００を個々のチップに分割することができる。
FIG. 12 is a view schematically showing how a substrate on which devices are formed is divided into individual chips by pulling a dicing tape. In the embodiment shown in FIG. 12, the modified layer 134 is formed below the planned dividing line 111 by the laser from the surface 100 a of the substrate 100. In this state, by pulling the dicing tape T in a direction parallel to the plane of the substrate 100, the substrate 100 is divided at the cutting grooves 130 and the modifying layer 134, and the substrate 100 on which the device 112 is formed is individually separated. Can be divided into chips.
図１３は、本明細書で開示するデバイスが形成された基板を個々のチップに分割する方法を概略的に示すフローチャートである。本フローは、シリコン等の半導体基板にデバイス１１２が形成されている状態から開始される。デバイス１１２が形成されている面が基板１００の表面１００ａである。まず、基板１００上でデバイス１１２が形成されていない周縁部に対してナイフエッジ防止加工を施す（Ｓ１０２）。半導体基板には、その取扱い中の破損や発塵防止などの観点から、その周縁部に面取り加工が為されている。この状態の基板をそのまま次に示すバックグラインド工程で処理すると、周縁部がナイフエッジ状に残ることになり、その後の取り扱いにおいて、割れや欠け、あるいは発塵などの工程上の問題を引き起こす恐れがある。そこで、バックグラインドにより基板の厚みを減じる場合には、表面側の周縁部に対して、バックグラインド後の厚みよりも若干深い厚さで研削する。このナイフエッジ防止加工を施す工程は上述のように任意の装置を用いて任意の方法で行うことができる。また、かかる工程は、バックグラインドを行わない、あるいは上述のナイフエッジの影響が少ないなど、不要であれば省略してもよい。次に、基板１００の全体を薄くするために、基板１００の裏面１００ｂの全体に対してバックグラインド工程を施す（Ｓ１０４）。上述のように、バックグラインド工程は任意の装置で行うことができる。また、かかる工程は不要であれば省略してもよい。バックグラインド工程により基板１００を薄化したら、基板１００の裏面１００ｂを研磨する（Ｓ１０８）。バックグラインド工程で基板１００を研削すると、基板１００の裏面１００ｂの平坦性が悪くなることがあるので、基板の裏面１００ｂの平坦性を高めるためである。基板１００の裏面１００ｂの研磨は、上述のようにＣＭＰ装置などで任意の方法で行うことができる。裏面研磨の工程は不要であれば省略してもよい。次に、基板１００の裏面１００ｂを加工する（Ｓ１０８）。基板１００の裏面１００ｂの加工は、上述のように切削ブレード４３やレーザー加工装置６０により、分割予定ライン１１１に沿って切削溝１３０を形成することで行うことができる。また、上述のように、裏面加工の際に、酸化剤およびアルカリ剤を含む加工液を使用する。そのため、化学・機械的に基板１００裏面１００ｂを効率的に加工することができる。次に、基板１００の表面１００ａを加工することで、基板１００を個々のチップに分割する（Ｓ１１０）。基板１００の表面１００ａの加工は、上述のように、切削ブレード４３やレーザー加工装置６０により、分割予定ライン１１１に沿って行うことができる。
FIG. 13 is a flow chart schematically showing a method of dividing a substrate on which a device disclosed herein is formed into individual chips. This flow is started from the state in which the device 112 is formed on a semiconductor substrate such as silicon. The surface on which the device 112 is formed is the surface 100 a of the substrate 100. First, knife edge prevention processing is performed on the peripheral portion of the substrate 100 where the device 112 is not formed (S102). The semiconductor substrate is chamfered at its peripheral portion in order to prevent damage and dust generation during handling. If the substrate in this state is processed as it is in the following back grinding process, the peripheral edge will remain like a knife edge, which may cause problems in processes such as cracking, chipping or dusting during subsequent handling. is there. Therefore, when the thickness of the substrate is reduced by back grinding, the peripheral edge on the surface side is ground to a thickness slightly deeper than the thickness after back grinding. The step of applying the knife edge preventing process can be performed by any method using any device as described above. In addition, such steps may be omitted if unnecessary, such as not performing backgrinding, or reducing the influence of the above-mentioned knife edge. Next, in order to thin the entire substrate 100, a back grinding process is performed on the entire back surface 100b of the substrate 100 (S104). As mentioned above, the backgrinding process can be performed on any device. Moreover, such a process may be omitted if unnecessary. When the substrate 100 is thinned by the back grinding process, the back surface 100 b of the substrate 100 is polished (S 108). When the substrate 100 is ground in the back grinding process, the flatness of the back surface 100 b of the substrate 100 may be deteriorated, so that the flatness of the back surface 100 b of the substrate is enhanced. Polishing of the back surface 100b of the substrate 100 can be performed by any method using a CMP apparatus or the like as described above. The back surface polishing step may be omitted if it is unnecessary. Next, the back surface 100b of the substrate 100 is processed (S108). The processing of the back surface 100 b of the substrate 100 can be performed by forming the cutting groove 130 along the planned dividing line 111 by the cutting blade 43 or the laser processing apparatus 60 as described above. Further, as described above, a processing liquid containing an oxidizing agent and an alkali agent is used in back surface processing. Therefore, the back surface 100b of the substrate 100 can be efficiently processed chemically and mechanically. Next, the surface 100a of the substrate 100 is processed to divide the substrate 100 into individual chips (S110). The processing of the surface 100 a of the substrate 100 can be performed along the planned dividing line 111 by the cutting blade 43 or the laser processing apparatus 60 as described above.
以上のように、本開示による実施形態によるデバイスが形成された基板を個々のチップに分割する方法においては、まず、基板の裏面に切削溝を形成してから、基板の表面から基板を個々のチップに分割する。そのため、基板の表面だけから基板を切削して分割する場合に比べて、基板の切削の深さを浅くすることができる。よって、基板の表面に形成される分割予定ラインの幅を狭くすることができ、デバイス形成の収率を高くすることができる。また、基板の裏面の加工に酸化剤およびアルカリ剤を含む加工液を使用しているので、裏面を化学・機械的に効率的に加工することができる。
As described above, in the method of dividing a substrate on which a device according to an embodiment of the present disclosure is formed into individual chips, first, cutting grooves are formed on the back surface of the substrate and then the substrate is separated from the surface of the substrate. Divide into chips. Therefore, the cutting depth of the substrate can be shallow compared to the case where the substrate is cut and divided only from the surface of the substrate. Therefore, the width of the planned dividing line formed on the surface of the substrate can be narrowed, and the yield of device formation can be increased. Further, since the processing liquid containing the oxidizing agent and the alkaline agent is used for processing the back surface of the substrate, the back surface can be efficiently processed chemically and mechanically.
１…切削装置
３…チャックテーブル
５…加工液供給機構
７…撮像装置
１３…搬出・搬入機構
４３…切削ブレード
６０…レーザー加工装置
１００…基板
１００ａ…表面
１００ｂ…裏面
１１１ａ…分割予定ライン
１１１ｂ…分割予定ライン
１１１ａ，ｂ…分割予定ライン
１１２…半導体デバイス
１３０…切削溝
１３２…切削溝
１３３…レーザー加工溝
１３４…改質層
５２１…純水貯留タンク
５２２…酸化剤貯留タンク
５２３…アルカリ剤貯留タンク
５２５…加工液貯留タンク
５３１…第１の加工液供給ノズル
５３２…第２の加工液供給ノズル
Ｔ…ダイシングテープ DESCRIPTION OFSYMBOLS 1 ... Cutting device 3 ... Chuck table 5 ... Machining fluid supply mechanism 7 ... Imaging device 13 ... Delivery / loading mechanism 43 ... Cutting blade 60 ... Laser processing device 100 ... Substrate 100a ... Surface 100b ... Backside 111a ... Division planned line 111b ... Division Planned line 111a, b: Divided planned line 112 ... Semiconductor device 130 ... Cutting groove 132 ... Cutting groove 133 ... Laser processing groove 134 ... Reforming layer 521 ... Pure water storage tank 522 ... Oxidant storage tank 523 ... Alkaline agent storage tank 525 ... Processing fluid storage tank 531 ... First processing fluid supply nozzle 532 ... Second processing fluid supply nozzle T ... Dicing tape
３…チャックテーブル
５…加工液供給機構
７…撮像装置
１３…搬出・搬入機構
４３…切削ブレード
６０…レーザー加工装置
１００…基板
１００ａ…表面
１００ｂ…裏面
１１１ａ…分割予定ライン
１１１ｂ…分割予定ライン
１１１ａ，ｂ…分割予定ライン
１１２…半導体デバイス
１３０…切削溝
１３２…切削溝
１３３…レーザー加工溝
１３４…改質層
５２１…純水貯留タンク
５２２…酸化剤貯留タンク
５２３…アルカリ剤貯留タンク
５２５…加工液貯留タンク
５３１…第１の加工液供給ノズル
５３２…第２の加工液供給ノズル
Ｔ…ダイシングテープ DESCRIPTION OF
Claims (19)
- デバイスが形成された基板を個々のチップに分割する方法であって、
前記基板のデバイスが形成されていない裏面に酸化剤およびアルカリ剤を含む加工液を供給するステップと、
前記加工液を供給しながら、前記基板の裏面から前記基板を分割予定ラインに沿って加工するステップと、
前記基板のデバイスが形成されている表面から、前記基板を分割予定ラインに沿って加工するステップと、を有する、
方法。 A method of dividing a substrate on which devices are formed into individual chips,
Supplying a working fluid containing an oxidizing agent and an alkaline agent to the back side where the device of the substrate is not formed;
Processing the substrate along a planned dividing line from the back surface of the substrate while supplying the working fluid;
Processing the substrate along a planned dividing line from the surface on which the device of the substrate is formed.
Method. - 請求項１に記載の方法であって、
前記加工液の酸化剤は過酸化水素を含む、
方法。 The method according to claim 1, wherein
The oxidant of the processing fluid comprises hydrogen peroxide,
Method. - 請求項２に記載の方法であって、前記加工液の過酸化水素の濃度は０．５質量％以上である、
方法。 The method according to claim 2, wherein the concentration of hydrogen peroxide in the processing fluid is 0.5% by mass or more.
Method. - 請求項３に記載の方法であって、前記加工液の過酸化水素の濃度は１．０質量％以上である、
方法。 The method according to claim 3, wherein the concentration of hydrogen peroxide in the processing fluid is 1.0% by mass or more.
Method. - 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法であって、
前記加工液のアルカリ剤は水酸化カリウムを含む、
方法。 5. A method according to any one of the preceding claims, wherein
The alkaline agent of the processing fluid comprises potassium hydroxide,
Method. - 請求項５に記載の方法であって、
前記加工液の前記水酸化カリウムの濃度は１０質量％～４０質量％の範囲内である、
方法。 The method according to claim 5, wherein
The concentration of the potassium hydroxide in the working fluid is in the range of 10% by mass to 40% by mass.
Method. - 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法であって、
前記加工液のアルカリ剤は水酸化テトラメチルアンモニウムを含む、
方法。 5. A method according to any one of the preceding claims, wherein
The alkaline agent of the processing fluid comprises tetramethyl ammonium hydroxide,
Method. - 請求項７に記載の方法であって、
前記加工液の水酸化テトラメチルアンモニウムの濃度は１０質量％～２５質量％の範囲内である、
方法。 The method according to claim 7, wherein
The concentration of tetramethylammonium hydroxide in the processing fluid is in the range of 10% by mass to 25% by mass.
Method. - 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法であって、
前記基板の裏面からの加工は、ダイシングブレードによる切削である、
方法。 A method according to any one of the preceding claims, wherein
The processing from the back side of the substrate is cutting with a dicing blade,
Method. - 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法であって、
前記基板の裏面からの加工は、レーザーを使用する、
方法。 A method according to any one of the preceding claims, wherein
Processing from the back side of the substrate uses a laser,
Method. - 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法であって、さらに、
前記基板の裏面を加工する前に、前記基板の裏面の全体を研削するステップを有する、
方法。 A method according to any one of the preceding claims, further comprising
Grinding the entire back surface of the substrate before processing the back surface of the substrate;
Method. - 請求項１１に記載の方法であって、さらに、
前記基板の裏面の全体を研削した後に、前記基板の裏面の全体を研磨するステップを有する、
方法。 The method according to claim 11, further comprising
Polishing the entire back surface of the substrate and then polishing the entire back surface of the substrate;
Method. - 請求項１１または１２に記載の方法であって、
前記基板の裏面の全体を研削する前に、前記基板のデバイスが形成されていない周縁部に対してナイフエッジ防止加工を施すステップを有する、
方法。 Method according to claim 11 or 12, wherein
Applying a knife edge prevention process to a peripheral portion where the device of the substrate is not formed before grinding the entire back surface of the substrate;
Method. - 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法であって、
裏面の加工後の前記基板の裏面に粘着テープを張り付けるステップを有し、
前記基板の表面から加工するステップは、分割予定ラインに沿って、デバイス形成層の厚みだけを切削し、
前記方法はさらに、前記基板の表面を加工した後に、前記粘着テープを引っ張ることで、前記基板を分割予定ラインに沿って分割するステップを有する、
方法。 A method according to any one of the preceding claims, wherein
Attaching an adhesive tape to the back surface of the substrate after processing the back surface;
In the step of processing from the surface of the substrate, only the thickness of the device forming layer is cut along the planned dividing line,
The method further comprises the step of dividing the substrate along a planned dividing line by pulling the adhesive tape after processing the surface of the substrate.
Method. - デバイスが形成された基板を個々のチップに分割するための切削装置であって、
基板の裏面を上向きに保持するための第１テーブルと、
前記第１テーブルに保持された基板の裏面に分割予定ラインに沿って切削溝を形成するための第１切削機構と、
前記第１テーブルに保持された基板の裏面に酸化剤およびアルカリ剤を供給するための供給機構と、
基板の表面を上向きに保持するための第２テーブルと、
前記第２テーブルに保持された基板の表面に分割予定ラインに沿って加工するための第２切削機構と、を有する、
切削装置。 A cutting device for dividing a substrate on which a device is formed into individual chips,
A first table for holding the back surface of the substrate upward,
A first cutting mechanism for forming a cutting groove along a planned dividing line on the back surface of the substrate held by the first table;
A supply mechanism for supplying an oxidizing agent and an alkali agent to the back surface of the substrate held by the first table;
A second table for holding the surface of the substrate upward,
A second cutting mechanism for processing the surface of the substrate held by the second table along a planned dividing line;
Cutting equipment. - 請求項１５に記載の切削装置であって、
前記第１切削機構は、切削ブレードを備える、
切削装置。 The cutting device according to claim 15, wherein
The first cutting mechanism comprises a cutting blade,
Cutting equipment. - 請求項１５または１６に記載の切削装置であって、
前記第２切削機構は、切削ブレードを備える、
切削装置。 The cutting device according to claim 15 or 16, wherein
The second cutting mechanism comprises a cutting blade,
Cutting equipment. - 請求項１５に記載の切削装置であって、
前記第１切削機構は、レーザー加工装置を備える、
切削装置。 The cutting device according to claim 15, wherein
The first cutting mechanism comprises a laser processing device,
Cutting equipment. - 請求項１５または１６に記載の切削装置であって、
前記第２切削機構は、レーザー加工装置を備える、
切削装置。 The cutting device according to claim 15 or 16, wherein
The second cutting mechanism comprises a laser processing device,
Cutting equipment.
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