JP2015149445A

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Publication number: JP2015149445A
Application number: JP2014022661A
Authority: JP
Inventors: 田中　圭; Kei Tanaka; 圭田中
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2034-02-07
Also published as: JP6270520B2

Abstract

【課題】Ｌｏｗ−ｋ膜を含む積層体がウェーハの基板表面に積層されたウェーハであっても、効率よく確実に個々のデバイスチップに分割することのできるウェーハの加工方法を提供すること。【解決手段】ウェーハ１１に対して透過性を有し積層体に対して吸収性を有する波長のレーザービームを積層体側から分割予定ラインに沿ってウェーハに照射し、積層体を部分的に除去してウェーハの表面にレーザー加工溝２３を形成するとともに、ウェーハの内部にウェーハの破断起点となる改質層２５を同時に形成するレーザー加工ステップと、レーザー加工ステップを実施した後、ウェーハに外力を付与して分割予定ラインに沿ってウェーハを個々のデバイスチップに分割する分割ステップと、を備え、レーザー加工ステップでは、レーザービームの集光点を該積層体近傍のウェーハ内部に位置付ける。【選択図】図３To provide a wafer processing method capable of efficiently and surely dividing into individual device chips even if a laminated body including a low-k film is a wafer laminated on the substrate surface of the wafer. A laser beam having a wavelength that is transmissive to a wafer and absorbable to a laminated body is irradiated from the laminated body side along the planned dividing line to partially remove the laminated body. A laser processing groove 23 is formed on the surface of the wafer, and a laser processing step for simultaneously forming a modified layer 25 to be the starting point of fracture of the wafer inside the wafer, and an external force is applied to the wafer after performing the laser processing step. And a dividing step of dividing the wafer into individual device chips along the planned dividing line, and in the laser processing step, the condensing point of the laser beam is positioned inside the wafer in the vicinity of the laminate. [Selection] Figure 3

Description

Translated fromJapanese

本発明は、ウェーハの加工方法、特に、層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ
膜）を使用したウェーハの加工方法に関する。The present invention relates to a wafer processing method, in particular, a low dielectric constant insulating film (Low-k) as an interlayer insulating film.
The present invention relates to a wafer processing method using a film.

半導体デバイス製造プロセスにおいては、略円板形状であるシリコンウェーハ、ガリウム砒素ウェーハ等の半導体ウェーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are defined by divided planned lines called streets formed in a lattice shape on the surface of a semiconductor wafer such as a silicon wafer or a gallium arsenide wafer having a substantially disk shape, A device such as an IC or LSI is formed in the region.

このような半導体ウェーハは研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置又はレーザー加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。 After such a semiconductor wafer is ground to a predetermined thickness by a grinding device, it is divided into individual devices by a cutting device or a laser processing device, and the divided devices are various electric devices such as mobile phones and personal computers. Widely used in equipment.

切削装置としては一般にダイシング装置と呼ばれる切削装置が用いられており、この切削装置ではダイアモンドやＣＢＮ等の超砥粒をメタルやレジンで固めて厚さ２０〜３０μｍの切刃を有する切削ブレードが約３００００ｒｐｍ等の高速で回転しつつ半導体ウェーハへ切り込むことで切削が遂行される。 As a cutting device, a cutting device generally called a dicing device is used. In this cutting device, a cutting blade having a cutting blade having a thickness of 20 to 30 μm is obtained by hardening superabrasive grains such as diamond and CBN with metal or resin. Cutting is performed by cutting into a semiconductor wafer while rotating at a high speed such as 30000 rpm.

半導体ウェーハの表面に形成された半導体デバイスは、金属配線が何層にも積層されて信号を伝達しており、各金属配線間は主にＳｉＯ_２から形成された層間絶縁膜により絶縁されている。A semiconductor device formed on the surface of a semiconductor wafer has a plurality of layers of metal wirings that transmit signals, and each metal wiring is insulated by an interlayer insulating film formed mainly of SiO₂ . .

近年、構造の微細化に伴い、配線間距離が近くなり、近接する配線間の電気容量は大きくなってきている。これに起因して信号の遅延が発生し、消費電力が増加するという問題が顕著になってきている。 In recent years, with the miniaturization of the structure, the distance between wirings has become shorter, and the electric capacity between adjacent wirings has increased. Due to this, a problem that signal delay occurs and power consumption increases has become prominent.

各層間の寄生容量を軽減すべく、デバイス（回路）形成時に各層間を絶縁する層間絶縁膜として従来は主にＳｉＯ_２絶縁膜を採用していたが、最近になりＳｉＯ_２絶縁膜よりも誘電率の低い低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が採用されるようになってきている。In order to reduce the parasitic capacitance between the layers, the device (circuit) prior to each layer when forming an interlayer insulating film for insulating primarily had adopted the SiO₂ insulating film, than recently become SiO₂ insulating film dielectric A low dielectric constant insulating film (Low-k film) having a low rate has been adopted.

低誘電率絶縁膜としては、ＳｉＯ_２膜（誘電率ｋ＝４．１）よりも誘電率が低い（例えばｋ＝２．５乃至３．６程度）材料、例えばＳｉＯＣ，ＳｉＬＫ等の無機物系の膜、ポリイミド系、パリレン系、ポリテトラフルオロエチレン系等のポリマー膜である有機物系の膜、及びメチル含有ポリシロキサン等のポーラスシリカ膜を挙げることができる。As the low dielectric constant insulating film, a material having a dielectric constant lower than that of the SiO₂ film (dielectric constant k = 4.1) (for example, about k = 2.5 to 3.6), for example, an inorganic material such as SiOC, SiLK, etc. Examples thereof include organic films such as films, polyimide-based, parylene-based, and polytetrafluoroethylene-based polymer films, and porous silica films such as methyl-containing polysiloxane.

このような低誘電率絶縁膜を含む積層体を切削ブレードにより分割予定ラインに沿って切削すると、低誘電率絶縁膜は雲母のように非常に脆いことから積層体が剥離するという問題が生じる。 When a laminated body including such a low dielectric constant insulating film is cut along a line to be divided by a cutting blade, the low dielectric constant insulating film is very brittle like mica, which causes a problem that the laminated body is peeled off.

この問題を解決するために、例えば特開２００５−０６４２３０号公報又は特開２００５−２０９７１９号公報では、切削ブレードでの切削に先立って、予め分割予定ライン上の積層体をレーザービームの照射により除去し、その後切削ブレードでチップへと分割する半導体ウェーハの加工方法が提案されている。 In order to solve this problem, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-064230 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-209719, prior to cutting with a cutting blade, the laminated body on the planned division line is removed in advance by laser beam irradiation. Then, a method for processing a semiconductor wafer that is then divided into chips with a cutting blade has been proposed.

予め分割予定ライン上の積層体をレーザービームの照射により除去して加工溝を形成する加工方法の場合、加工溝の形成時に発生するデブリがデバイス部分に付着しないよう、レーザービームの照射に先立ちウェーハの表面に保護膜を塗付しておき、溝形成後に保護膜を洗浄して除去する方法が提案されている（例えば、特許第４４７１６３２号公報参照）。 In the case of a processing method that forms a processing groove by removing the laminated body on the division line in advance by laser beam irradiation, the wafer is irradiated prior to the laser beam irradiation so that debris generated when forming the processing groove does not adhere to the device portion. A method has been proposed in which a protective film is applied to the surface of the film, and the protective film is washed and removed after the grooves are formed (see, for example, Japanese Patent No. 4471632).

一方、半導体ウェーハの分割にレーザー加工装置を用い、ウェーハに対し透過性を有する波長のパルスレーザービームをウェーハの内部に集光点を合わせて照射して、ウェーハ内部に分割予定ラインに沿った改質層を形成し、この改質層で強度が低下した分割予定ラインに外力を付与することにより、改質層を分割起点にウェーハを個々のデバイスチップに分割する方法も知られている（例えば、特開２００９−１０１０５号公報参照）。 On the other hand, a laser processing device is used to divide a semiconductor wafer, and a pulsed laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer is irradiated to the inside of the wafer with a converging point, and the wafer is modified along the planned division line. A method is also known in which a wafer is divided into individual device chips using a modified layer as a starting point by applying an external force to a planned dividing line whose strength has been reduced in the modified layer by forming a quality layer (for example, JP 2009-10105 A).

特開２００５−０６４２３０号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-064230特開２００５−２０９７１９号公報JP 2005-209719 A特許第４４７１６３２号公報Japanese Patent No. 4471632特開２００９−１０１０５号公報JP 2009-10105 A

ウェーハ内部に改質層を形成し、ウェーハを改質層を分割起点に個々のデバイスチップに分割する加工方法の場合、ウェーハの表面に積層された積層体がＬｏｗ−ｋ膜を含む分割されにくい材料から形成されている場合、積層体部分の分割位置がずれたり、積層体がウェーハの基板上面から剥離したりするという問題があった。 In the case of a processing method in which a modified layer is formed inside a wafer and the wafer is divided into individual device chips with the modified layer as a starting point, the stacked body stacked on the surface of the wafer is difficult to be divided including the low-k film. When formed from a material, there has been a problem that the division position of the laminated body portion is shifted or the laminated body is peeled off from the upper surface of the wafer substrate.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、Ｌｏｗ−ｋ膜を含む積層体がウェーハの基板表面に積層されたウェーハであっても、効率よく確実に個々のデバイスチップに分割することのできるウェーハの加工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such a point, and the object of the present invention is to efficiently and reliably ensure that a laminated body including a low-k film is laminated on the substrate surface of the wafer. To provide a method for processing a wafer that can be divided into individual device chips.

本発明によると、基板の表面に積層された積層体によって複数のデバイスが形成されたウェーハを、該複数のデバイスを区画する分割予定ラインに沿って分割するウェーハの加工方法であって、ウェーハに対して透過性を有し該積層体に対して吸収性を有する波長のレーザービームを該積層体側から該分割予定ラインに沿ってウェーハに照射し、該積層体を部分的に除去してウェーハの表面にレーザー加工溝を形成するとともに、ウェーハの内部にウェーハの破断起点となる改質層を同時に形成するレーザー加工ステップと、該レーザー加工ステップを実施した後、ウェーハに外力を付与して該分割予定ラインに沿ってウェーハを個々のデバイスチップに分割する分割ステップと、を備え、該レーザー加工ステップでは、レーザービームの集光点を該積層体近傍のウェーハ内部に位置付けることを特徴とするウェーハの加工方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a wafer processing method for dividing a wafer, on which a plurality of devices are formed by a laminate laminated on a surface of a substrate, along a predetermined division line that divides the plurality of devices. The wafer is irradiated with a laser beam having a wavelength that is transmissive and absorbable with respect to the laminated body from the laminated body side along the planned dividing line, and the laminated body is partially removed to remove the wafer. A laser processing step for forming a laser processing groove on the surface and simultaneously forming a modified layer serving as a fracture starting point of the wafer inside the wafer, and after performing the laser processing step, an external force is applied to the wafer to perform the division. A dividing step of dividing the wafer into individual device chips along a predetermined line, and in the laser processing step, a laser beam is collected. Processing method of the wafer, characterized in that positioning the point on the wafer inside the neighboring laminate is provided.

好ましくは、ウェーハの加工方法は、レーザー加工ステップを実施する前に、ウェーハを裏面から研削して所望の厚さに加工する研削ステップを更に備えている。 Preferably, the wafer processing method further includes a grinding step of grinding the wafer from the back surface to a desired thickness before performing the laser processing step.

好ましくは、分割ステップでは、ウェーハの裏面を研削して所定の厚みに形成するとともに該改質層を破断起点にしてウェーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスチップに分割する。 Preferably, in the dividing step, the back surface of the wafer is ground to have a predetermined thickness, and the wafer is divided into individual device chips along the planned dividing line using the modified layer as a break starting point.

好ましくは、ウェーハの加工方法は、レーザー加工ステップを実施する前に、ウェーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設ステップを更に備えており、レーザー加工ステップでは、レーザービームの波長は保護部材に対して透過性を有し、保護部材越しにウェーハにレーザービームを照射する。 Preferably, the wafer processing method further includes a protective member disposing step of disposing a protective member on the surface of the wafer before performing the laser processing step. In the laser processing step, the wavelength of the laser beam is protected. It is transparent to the member and irradiates the wafer with a laser beam through the protective member.

本発明のウェーハの加工方法では、ウェーハに対して透過性を有し積層体に対して吸収性を有する波長のレーザービームの集光点を積層体近傍のウェーハ内部に位置付けて、レーザービームを積層体側から分割予定ラインに沿ってウェーハに照射して、レーザー加工溝と改質層を一括して形成するため、分割不良を起こすことなくウェーハを個々のデバイスチップに分割することが一回のレーザー加工ステップで可能になるという効果を奏する。 In the wafer processing method of the present invention, the laser beam is focused by positioning a condensing point of a laser beam having a wavelength that is transmissive to the wafer and absorbable to the laminated body within the wafer in the vicinity of the laminated body. The laser beam is irradiated from the body side along the planned dividing line to form the laser processing groove and the modified layer at the same time, so it is possible to divide the wafer into individual device chips without causing a division failure. There is an effect that it is possible in the processing step.

半導体ウェーハの表面側斜視図である。It is a surface side perspective view of a semiconductor wafer.半導体ウェーハの表面を外周部が環状フレームに貼着されたダイシングテープに貼着した状態の斜視図である。It is a perspective view of the state which affixed the surface of the semiconductor wafer on the dicing tape with which the outer peripheral part was affixed on the cyclic | annular flame | frame.レーザー加工ステップを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a laser processing step.レーザービーム照射ユニットのブロック図である。It is a block diagram of a laser beam irradiation unit.第１実施形態の分割ステップの斜視図である。It is a perspective view of the division | segmentation step of 1st Embodiment.ウェーハの裏面を研削する研削ステップを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the grinding step which grinds the back surface of a wafer.レーザー加工ステップを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a laser processing step.第２実施形態の分割ステップを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the division | segmentation step of 2nd Embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、半導体ウェーハ（以下、単にウェーハと略称することがある）１１の表面側斜視図が示されている。半導体ウェーハ１１は、所定厚み（例えば７００μｍ）のシリコン基板１３上に複数の半導体デバイス１９を形成する積層体１５が積層されて構成されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, a front side perspective view of a semiconductor wafer 11 (hereinafter sometimes simply referred to as a wafer) 11 is shown. Thesemiconductor wafer 11 is configured by laminating a laminatedbody 15 for forming a plurality ofsemiconductor devices 19 on asilicon substrate 13 having a predetermined thickness (for example, 700 μm).

各デバイス１９は格子状に形成された複数の分割予定ライン１７で区画された領域に形成されている。本実施形態の半導体ウェーハ１１では、デバイス１９形成時に層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が使用されている。 Eachdevice 19 is formed in a region defined by a plurality ofdivision lines 17 formed in a lattice shape. In thesemiconductor wafer 11 of this embodiment, a low dielectric constant insulating film (Low-k film) is used as an interlayer insulating film when thedevice 19 is formed.

本発明第１実施形態のウェーハの加工方法では、まず、図２に示すように、ウェーハ１１の表面１１ａを外周部が環状フレームＦに貼着されたダイシングテープＴに貼着し、ウェーハ１１の裏面１１ｂを露出させる。 In the wafer processing method according to the first embodiment of the present invention, first, as shown in FIG. 2, thesurface 11 a of thewafer 11 is attached to a dicing tape T whose outer peripheral portion is attached to the annular frame F. Theback surface 11b is exposed.

本実施形態では、ダイシングテープＴがウェーハ１１の表面１１ａに形成されたデバイス１９を保護する保護部材として作用する。従って、これを保護部材配設ステップと称することにする。 In the present embodiment, the dicing tape T functions as a protective member that protects thedevice 19 formed on thesurface 11 a of thewafer 11. Therefore, this will be referred to as a protective member disposing step.

保護部材配設ステップを実施後、図３に示したように、レーザー加工装置のチャックテーブル１０でウェーハ１１の裏面１１ｂ側を吸引保持し、環状フレームＦの上に同一形状の第２の環状フレーム５０を重ねてダイシングテープＴの外周部をサンドイッチし、この状態でクランプ５２により第２の環状フレーム５０をクランプして固定する。 After carrying out the protective member arranging step, as shown in FIG. 3, theback surface 11b side of thewafer 11 is sucked and held by the chuck table 10 of the laser processing apparatus, and the second annular frame having the same shape is formed on the annular frame F. 50, the outer peripheral portion of the dicing tape T is sandwiched, and the secondannular frame 50 is clamped and fixed by theclamp 52 in this state.

保護テープ貼着ステップを実施した後、図３に示したように、ダイシングテープＴ及びウェーハ１１に対して透過性を有し積層体１５に対して吸収性を有する波長のレーザービームをダイシングテープＴ越しにウェーハ１１に照射し、積層体１５を部分的に除去してウェーハ１１の表面に分割予定ライン１７に沿ってレーザー加工溝２３を形成するとともに、ウェーハ１１の内部にウェーハ１１の破断起点となる改質層２５が同時に形成するレーザー加工ステップを実施する。 After performing the protective tape sticking step, as shown in FIG. Then, thewafer 11 is irradiated, and the laminatedbody 15 is partially removed to form alaser processing groove 23 along thedivision line 17 on the surface of thewafer 11. A laser processing step for simultaneously forming the modifiedlayer 25 is performed.

このレーザー加工ステップでは、レーザービームの集光点を積層体１５近傍のウェーハ１１の内部に位置付けてレーザービームを照射することが重要である。例えば、レーザービームの集光点をウェーハ１１の表面１１ａから２０〜３０μｍ程度の深さに位置付けて、レーザービームをダイシングテープＴ越しにウェーハ１１に照射する。 In this laser processing step, it is important to irradiate the laser beam with the condensing point of the laser beam positioned inside thewafer 11 in the vicinity of thelaminate 15. For example, the condensing point of the laser beam is positioned at a depth of about 20 to 30 μm from thesurface 11 a of thewafer 11 and the laser beam is irradiated onto thewafer 11 through the dicing tape T.

これにより、積層体１５が部分的に除去されてウェーハ１１の表面にレーザー加工溝２３が形成されるとともに、ウェーハ１１の表面１１ａから２０〜３０μｍ程度の深さに改質層２５が同時に形成される。 As a result, thelaminate 15 is partially removed to form alaser processing groove 23 on the surface of thewafer 11 and a modifiedlayer 25 is simultaneously formed to a depth of about 20 to 30 μm from thesurface 11a of thewafer 11. The

図３及び図４を参照すると、レーザービーム照射ユニット１２は、ケーシング中に収容されたレーザービーム発生ユニット１６と、ケーシングの先端に取り付けられた集光器（レーザーヘッド）１８とから構成される。 3 and 4, the laserbeam irradiation unit 12 includes a laserbeam generating unit 16 housed in a casing, and a condenser (laser head) 18 attached to the tip of the casing.

レーザービーム発生ユニット１６は、図４に示すように、ＹＡＧパルスレーザー又はＹＶＯ４パルスレーザーを発振するレーザー発振器２２と、繰り返し周波数設定手段２４と、パルス幅調整手段２６と、パワー調整手段２８とを含んでいる。特に図示しないが、レーザー発振器２２はブリュースター窓を有しており、レーザー発振器２２から出射するレーザービームは直線偏光のレーザービームである。 As shown in FIG. 4, the laserbeam generating unit 16 includes alaser oscillator 22 that oscillates a YAG pulse laser or a YVO4 pulse laser, a repetition frequency setting means 24, a pulse width adjusting means 26, and a power adjusting means 28. It is out. Although not particularly illustrated, thelaser oscillator 22 has a Brewster window, and the laser beam emitted from thelaser oscillator 22 is a linearly polarized laser beam.

レーザービーム発生ユニット１６のパワー調整手段２８で所定パワーに調整されたパルスレーザービームは、集光器１８のミラー３０で反射され、更に集光用対物レンズ３２で集光されてチャックテーブル１０に保持されたウェーハ１１にダイシングテープＴ越しに照射される。 The pulse laser beam adjusted to a predetermined power by the power adjusting means 28 of the laserbeam generating unit 16 is reflected by themirror 30 of thecondenser 18 and further condensed by thecondenser objective lens 32 and held on the chuck table 10. Thewafer 11 is irradiated through the dicing tape T.

レーザー加工ステップを実施する前に、分割予定ライン１７を加工送り方向と平行で且つ集光器１８と整列させるアライメントステップを実施する。アライメントステップは、図示しない撮像ユニットの赤外線撮像手段を用いてダイシングテープＴ越しに分割予定ライン１７を検出して実施する。このアライメントステップは、第１の方向に伸長する分割予定ライン１７と、第１の方向に直交する分割予定ライン１７について実施する。 Before performing the laser processing step, an alignment step is performed in which the planneddividing line 17 is parallel to the processing feed direction and aligned with thelight collector 18. The alignment step is performed by detecting the planneddivision line 17 through the dicing tape T using an infrared imaging means of an imaging unit (not shown). This alignment step is performed for theplanned division line 17 extending in the first direction and theplanned division line 17 orthogonal to the first direction.

アライメントステップ実施後、集光器１８をレーザー加工すべき分割予定ライン１７に整列させて、ダイシングテープＴ及びウェーハ１１のシリコン基板１３に対して透過性を有しウェーハ１１の積層体１５に対して吸収性を有する波長のレーザービームをダイシングテープＴ越しにウェーハ１１に照射し、チャックテーブル１０を矢印Ｘ１方向に加工送りすることにより、ウェーハ１１の積層体１０を部分的に除去して分割予定ライン１７に沿ったレーザー加工溝２３を形成するとともに、ウェーハ１１の内部に改質層２５を同時に形成するレーザー加工ステップを実施する。 After performing the alignment step, thecondenser 18 is aligned with the planneddivision line 17 to be laser-processed, and has transparency to the dicing tape T and thesilicon substrate 13 of thewafer 11, and to thelaminated body 15 of thewafer 11. A laser beam having an absorptive wavelength is irradiated onto thewafer 11 through the dicing tape T, and the chuck table 10 is processed and fed in the direction of the arrow X1, thereby partially removing thestacked body 10 of thewafer 11 and dividing the line. A laser processing step is performed in which alaser processing groove 23 is formed along 17 and a modifiedlayer 25 is simultaneously formed in thewafer 11.

チャックテーブル１０を加工送り方向Ｘ１と直交する方向に分割予定ライン１７の間隔ずつ割り出し送りしながら、第１の方向に伸長する分割予定ライン１７に沿って積層体１５に同様なレーザー加工溝２３を形成するとともに、ウェーハ１１の内部に改質層２５を次々と形成する。 While the chuck table 10 is indexed and fed in the direction orthogonal to the machining feed direction X1 at intervals of the planned division lines 17, the samelaser machining grooves 23 are formed in the laminate 15 along the planneddivision lines 17 extending in the first direction. At the same time, the modifiedlayer 25 is formed one after another inside thewafer 11.

第１の方向に伸長する全ての分割予定ライン１７に沿ってレーザー加工溝２３及び改質層２５の形成終了後、チャックテーブル１０を９０°回転して、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する全ての分割予定ライン１７に沿ってウェーハ１１の積層体１５にレーザー加工溝２３を形成するとともにウェーハ１１の内部に改質層２５を同時に形成する。 After completing the formation of thelaser processing groove 23 and the modifiedlayer 25 along all the division lines 17 extending in the first direction, the chuck table 10 is rotated by 90 °, and the second direction orthogonal to the first direction is obtained. Thelaser processing grooves 23 are formed in the stackedbody 15 of thewafer 11 along all theplanned division lines 17 extending in the direction, and the modifiedlayer 25 is simultaneously formed in thewafer 11.

レーザー加工ステップにおけるレーザー加工条件は、例えば以下のとおりである。 The laser processing conditions in the laser processing step are, for example, as follows.

波長：５００ｎｍ〜１０００ｎｍ
平均出力：０．５Ｗ
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
送り速度：３００ｍｍ／ｓWavelength: 500 nm to 1000 nm
Average output: 0.5W
Repetition frequency: 100 kHz
Feeding speed: 300mm / s

レーザー加工ステップを実施した後、ウェーハ１１の裏面１１ｂを研削してウェーハ１１を仕上げ厚みへと薄化するとともに、研削押圧力によりウェーハ１１を改質層２５を分割起点に個々のデバイスチップへと分割する分割ステップを実施する。After performing the laser processing step, theback surface 11b of thewafer 11 is ground to thin thewafer 11 to a finished thickness, and thewafer 11 is divided into individual device chips with the modifiedlayer 25 as a starting point by grinding pressing force. A division step for dividing is performed.

この分割ステップについて図５を参照して説明する。分割ステップでは、図５（Ａ）に示すように、研削装置のチャックテーブル３６によりウェーハ１１の表面１１ａ側をダイシングテープＴを介して吸引保持し、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を露出させる。 This division step will be described with reference to FIG. In the dividing step, as shown in FIG. 5A, thefront surface 11a side of thewafer 11 is sucked and held through the dicing tape T by the chuck table 36 of the grinding apparatus, and theback surface 11b side of thewafer 11 is exposed.

研削装置の研削ユニット３８は、モータにより回転駆動されるスピンドル４０と、スピンドル４０の先端に固定されたホイールマウント４２と、ホイールマウント４２に複数のねじ４３で着脱可能に固定された研削ホイール４４とを含んでいる。研削ホイール４４は環状のホイール基台４６と、ホイール基台４６の下端外周部に環状に固着された複数の研削砥石４８とから構成される。 The grindingunit 38 of the grinding apparatus includes aspindle 40 that is rotationally driven by a motor, awheel mount 42 that is fixed to the tip of thespindle 40, and agrinding wheel 44 that is detachably fixed to thewheel mount 42 with a plurality ofscrews 43. Is included. The grindingwheel 44 includes anannular wheel base 46 and a plurality of grindingwheels 48 that are annularly fixed to the outer periphery of the lower end of thewheel base 46.

分割ステップでは、チャックテーブル３６を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール４４をチャックテーブル３６と同一方向に、即ち矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、図示しない研削ユニット送り機構を駆動して、研削砥石４８をウェーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。 In the dividing step, while rotating the chuck table 36 in the direction of arrow a at 300 rpm, for example, the grindingwheel 44 is rotated in the same direction as the chuck table 36, that is, in the direction of arrow b at 6000 rpm, for example, and a grinding unit feed mechanism (not shown) is provided. Driven to bring thegrinding wheel 48 into contact with theback surface 11 b of thewafer 11.

そして、研削ホイール４４を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りして、ウェーハ１１を研削して所望の厚さに加工する。ウェーハ１１の研削中にはウェーハ１１の裏面１１ｂに研削押圧力が掛かるため、ウェーハ１１は強度が低下された改質層２５を分割起点に、図５（Ｂ）に示すように、分割溝２７で画成された個々のデバイスチップ２９に分割される。 Then, the grindingwheel 44 is ground and fed by a predetermined amount at a predetermined grinding feed speed, and thewafer 11 is ground and processed to a desired thickness. Since grinding pressing force is applied to theback surface 11b of thewafer 11 during grinding of thewafer 11, thewafer 11 starts with the modifiedlayer 25 whose strength has been reduced as a starting point for splitting, as shown in FIG. Is divided intoindividual device chips 29 defined in (1).

本実施形態のウェーハの加工方法では、レーザー加工ステップでウェーハ１１の内部に改質層２５が形成されるとともにウェーハ１１の積層体１５に分割予定ライン１７に沿ったレーザー加工溝２３が形成されるため、積層体１５がＬｏｗ−ｋ膜等の分離しにくい材料を含んでいる場合にも、積層体１５部分の分割位置がずれたり、積層体１５がウェーハ１１の基板１３表面から分離したりするという問題が発生することはない。 In the wafer processing method of this embodiment, the modifiedlayer 25 is formed inside thewafer 11 in the laser processing step, and thelaser processing groove 23 along the planneddivision line 17 is formed in thelaminate 15 of thewafer 11. Therefore, even when thestacked body 15 includes a material that is difficult to separate, such as a low-k film, the division position of the stackedbody 15 is shifted, or thestacked body 15 is separated from the surface of thesubstrate 13 of thewafer 11. The problem does not occur.

次に、本発明第２実施形態のウェーハの加工方法について、図６乃至図８を参照して説明する。本実施形態の加工方法では、まず、ウェーハ１１の裏面１１ｂを研削してウェーハ１１を所定厚さに加工する研削ステップを実施する。この研削ステップでは、図６に示すように、研削装置のチャックテーブル３６でダイシングテープＴを介してウェーハ１１を吸引保持し、ウェーハ１１の裏面１１ｂを露出させる。 Next, a wafer processing method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the processing method of this embodiment, first, a grinding step is performed in which theback surface 11b of thewafer 11 is ground to process thewafer 11 to a predetermined thickness. In this grinding step, as shown in FIG. 6, thewafer 11 is sucked and held via the dicing tape T by the chuck table 36 of the grinding device to expose theback surface 11 b of thewafer 11.

好ましくは、この時図示しない研削装置のクランプで環状フレームＦをクランプして環状フレームＦを下方に引き落とし、ウェーハ１１の研削ステップで環状フレームＦが邪魔にならないようにする。 Preferably, at this time, the annular frame F is clamped by a clamp of a grinding device (not shown) and the annular frame F is pulled downward so that the annular frame F does not get in the way in the grinding step of thewafer 11.

研削ステップでは、チャックテーブル３６を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール４４をチャックテーブル３６と同一方向に、即ち矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、図示しない研削ユニット送り機構を駆動して、研削砥石４８をウェーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。 In the grinding step, while rotating the chuck table 36 in the direction of arrow a at 300 rpm, for example, the grindingwheel 44 is rotated in the same direction as the chuck table 36, that is, in the direction of arrow b at 6000 rpm, for example. Driven to bring thegrinding wheel 48 into contact with theback surface 11 b of thewafer 11.

そして、研削ホイール４４を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りして、ウェーハ１１の研削を実施する。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージでウェーハ１１の厚みを測定しながら、ウェーハ１１を所望の厚み、例えば１００μｍに仕上げる。 Then, the grindingwheel 44 is ground by a predetermined amount at a predetermined grinding feed speed, and thewafer 11 is ground. While measuring the thickness of thewafer 11 with a contact-type or non-contact-type thickness measurement gauge, thewafer 11 is finished to a desired thickness, for example, 100 μm.

研削ステップ実施後、ダイシングテープＴ及びウェーハ１１の基板１３に対して透過性を有し積層体１５に対して吸収性を有する波長のレーザービームをダイシングテープＴ越しにウェーハ１１の分割予定ライン１７に沿って照射し、積層体１５を部分的に除去してウェーハの表面にレーザー加工溝２３を形成するとともに、ウェーハ１１の内部にウェーハ１１の破断起点となる改質層２５を同時に形成するレーザー加工ステップを実施する。 After the grinding step is performed, a laser beam having a wavelength that is transmissive to the dicing tape T and thesubstrate 13 of thewafer 11 and absorbs thelaminated body 15 passes through the dicing tape T to thedivision line 17 of thewafer 11. The laser processing is performed to form alaser processing groove 23 on the surface of the wafer by partially removing the laminate 15 and simultaneously forming a modifiedlayer 25 serving as a starting point for breaking thewafer 11 inside thewafer 11. Perform the steps.

このレーザー加工ステップは、図３及び図４を参照して説明した第１実施形態のレーザー加工ステップと同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する。 Since this laser processing step is the same as the laser processing step of the first embodiment described with reference to FIGS. 3 and 4, detailed description thereof is omitted here.

レーザー加工ステップ実施後、レーザー加工溝２３及び改質層２５が形成されたウェーハ１１に対して外力を付与し、分割予定ライン１７に沿ってウェーハ１１を個々のデバイスチップ２９に分割する分割ステップを実施する。 After performing the laser processing step, a dividing step is performed in which an external force is applied to thewafer 11 on which thelaser processing groove 23 and the modifiedlayer 25 are formed, and thewafer 11 is divided intoindividual device chips 29 along the dividingline 17. carry out.

この分割ステップには、図８に示すような分割装置６０を使用する。図８（Ａ）において、分割装置６０は環状フレームＦを支持するフレーム保持ユニット６２と、フレーム保持ユニット６２に保持された環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴを拡張する拡張ドラム６４を具備している。 In this dividing step, a dividingdevice 60 as shown in FIG. 8 is used. 8A, the dividingdevice 60 includes aframe holding unit 62 that supports the annular frame F, and anexpansion drum 64 that extends the dicing tape T attached to the annular frame F held by theframe holding unit 62. ing.

フレーム保持ユニット６０は、環状のフレーム保持部材６６と、フレーム保持部材６６の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ６８から構成される。フレーム保持部材６６の上面は環状フレームＦを載置する載置面６６ａを形成しており、この載置面６６ａ上に環状フレームＦが載置される。 Theframe holding unit 60 includes an annularframe holding member 66 and a plurality ofclamps 68 as fixing means disposed on the outer periphery of theframe holding member 66. An upper surface of theframe holding member 66 forms a mountingsurface 66a on which the annular frame F is mounted, and the annular frame F is mounted on the mountingsurface 66a.

フレーム保持ユニット６２は、エアシリンダ７２から構成された駆動手段７０により、環状のフレーム保持部材６６をその載置面６６ａが拡張ドラム６４の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム６４の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動する。エアシリンダ７２のピストンロッド７４がフレーム保持部材６６の下面に連結されている。 Theframe holding unit 62 is driven by a driving means 70 including anair cylinder 72, and the annularframe holding member 66 has a reference position where the mountingsurface 66 a is substantially flush with the upper end of theexpansion drum 64, and theexpansion drum 64. It moves up and down between the extended positions below the upper end by a predetermined amount. Apiston rod 74 of theair cylinder 72 is connected to the lower surface of theframe holding member 66.

分割ステップでは、図８（Ａ）に示すように、ウエーハ１１をダイシングテープＴを介して支持した環状フレームＦを、フレーム保持部材６６の載置面６６ａ上に載置し、クランプ６８によってフレーム保持部材６６を固定する。このとき、フレーム保持部材６６はその載置面６６ａが拡張ドラム６４の上端と略同一高さとなる基準位置に位置付けられる。 In the dividing step, as shown in FIG. 8A, the annular frame F that supports thewafer 11 via the dicing tape T is placed on theplacement surface 66a of theframe holding member 66, and the frame is held by theclamp 68. Themember 66 is fixed. At this time, theframe holding member 66 is positioned at a reference position where theplacement surface 66 a is substantially the same height as the upper end of theexpansion drum 64.

次いで、エアシリンダ７２を駆動してフレーム保持部材６６を図８（Ｂ）に示す拡張位置に下降する。これにより、フレーム保持部材６６の載置面６６ａ上に固定されている環状フレームＦも下降するため、環状フレームＦに装着されたダイシングテープＴは拡張ドラム６４の上端縁に当接して主に半径方向に拡張される。 Next, theair cylinder 72 is driven to lower theframe holding member 66 to the extended position shown in FIG. As a result, the annular frame F fixed on the mountingsurface 66a of theframe holding member 66 is also lowered, so that the dicing tape T attached to the annular frame F abuts on the upper end edge of theexpansion drum 64 and mainly has a radius. Expanded in the direction.

その結果、ダイシングテープＴに貼着されているウェーハ１１には放射状に引っ張り力が作用する。このようにウェーハ１１に放射状に引っ張り力が作用すると、ウェーハ１１の内部に形成された改質層２５は強度が低下されているので、改質層２５が分割起点となってウェーハ１１は分割予定ライン１７に沿って個々のデバイスチップ２９に分割される。 As a result, a tensile force acts radially on thewafer 11 adhered to the dicing tape T. When a tensile force is applied to thewafer 11 in a radial manner in this way, the strength of the modifiedlayer 25 formed inside thewafer 11 is reduced, so that the modifiedlayer 25 serves as a division starting point and thewafer 11 is scheduled to be divided. Divided intoindividual device chips 29 alongline 17.

本実施形態でも、レーザー加工ステップでウェーハ１１の積層体１５には分割予定ライン１７に沿ったレーザー加工溝２３がウェーハ１１内部に形成される改質層２５と同時に形成されるため、積層体１５がＬｏｗ−ｋ膜等の分離しにくい材料を含んでいる場合であっても、積層体１５部分の分割位置がずれたり、積層体１５がウェーハ１１の基板１３上面から剥離したりするという問題が発生することがない。 Also in the present embodiment, since thelaser processing groove 23 along theplanned dividing line 17 is formed in thelaminated body 15 of thewafer 11 at the same time as the modifiedlayer 25 formed inside thewafer 11 in the laser processing step, thelaminated body 15 However, even when the material contains a difficult-to-separate material such as a low-k film, there is a problem that the division position of thelaminated body 15 is shifted or thelaminated body 15 is peeled off from the upper surface of thesubstrate 13 of thewafer 11. It does not occur.

上述した第１実施形態では、図３に示したレーザー加工ステップ及び図５に示した分割ステップを環状フレームＦに貼着したダイシングテープＴを張り替える必要がなく実施できる。 In the first embodiment described above, the laser processing step shown in FIG. 3 and the dividing step shown in FIG. 5 can be performed without the need to replace the dicing tape T attached to the annular frame F.

また、第２実施形態では、図６に示した研削ステップ、図７に示したレーザー加工ステップ及び図８に示した分割ステップを実施するのに、環状フレームＦに貼着したダイシングテープＴを張り替える必要がない。従って、加工方法は効率的であり、生産性が向上する。 Further, in the second embodiment, the dicing tape T attached to the annular frame F is replaced in order to perform the grinding step shown in FIG. 6, the laser processing step shown in FIG. 7, and the dividing step shown in FIG. There is no need to Therefore, the processing method is efficient and productivity is improved.

上述した第１及び第２実施形態では、レーザービームをダイシングテープＴ越しにウェーハ１１に照射し、積層体１５を部分的に除去して分割予定ライン１７に沿ったレーザー加工溝２３を形成するため、デバイス部分にデブリが飛散するのをウェーハの表面に配設されたダイシングテープＴで防止することができる。レーザービームをダイシングテープＴ越しに照射するため、従来必要であった保護膜塗付工程が不要となる。 In the first and second embodiments described above, the laser beam is irradiated onto thewafer 11 through the dicing tape T, and thelaminated body 15 is partially removed to form thelaser processing groove 23 along thedivision line 17. The dicing tape T disposed on the surface of the wafer can prevent the debris from being scattered on the device portion. Since the laser beam is irradiated through the dicing tape T, a protective film coating step that has been conventionally required is not necessary.

１１半導体ウェーハ
１２レーザービーム照射ユニット
１３シリコン基板
１５積層体
１６レーザービーム発生ユニット
１７分割予定ライン
１８集光器
１９デバイス
２３レーザー加工溝
２５改質層
２７分割溝
２９デバイスチップ
３８研削ユニット
４２フレーム保持ユニット
４４研削ホイール
６０分割装置
６４拡張ドラムDESCRIPTION OFSYMBOLS 11Semiconductor wafer 12 Laserbeam irradiation unit 13Silicon substrate 15Laminate body 16 Laserbeam generating unit 17Dividing line 18Condenser 19Device 23Laser processing groove 25 Modification layer 27Dividing groove 29Device chip 38Grinding unit 42Frame holding unit 44Grinding wheel 60Dividing device 64 Expansion drum

Claims

Translated fromJapanese

基板の表面に積層された積層体によって複数のデバイスが形成されたウェーハを、該複数のデバイスを区画する分割予定ラインに沿って分割するウェーハの加工方法であって、
ウェーハに対して透過性を有し該積層体に対して吸収性を有する波長のレーザービームを該積層体側から該分割予定ラインに沿ってウェーハに照射し、該積層体を部分的に除去してウェーハの表面にレーザー加工溝を形成するとともに、ウェーハの内部にウェーハの破断起点となる改質層を同時に形成するレーザー加工ステップと、
該レーザー加工ステップを実施した後、ウェーハに外力を付与して該分割予定ラインに沿ってウェーハを個々のデバイスチップに分割する分割ステップと、を備え、
該レーザー加工ステップでは、レーザービームの集光点を該積層体近傍のウェーハ内部に位置付けることを特徴とするウェーハの加工方法。A wafer processing method for dividing a wafer on which a plurality of devices are formed by a laminate laminated on a surface of a substrate, along a division planned line that divides the plurality of devices,
A laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer and absorbable to the laminated body is irradiated from the laminated body side along the planned dividing line to the wafer, and the laminated body is partially removed. A laser processing step for forming a laser processing groove on the surface of the wafer, and simultaneously forming a modified layer to be a fracture starting point of the wafer inside the wafer;
A step of dividing the wafer into individual device chips along the planned dividing line by applying an external force to the wafer after performing the laser processing step; and
In the laser processing step, a condensing point of a laser beam is positioned inside the wafer in the vicinity of the stacked body, and the wafer processing method is characterized in that:

前記レーザー加工ステップを実施する前に、ウェーハを裏面から研削して所望の厚さに加工する研削ステップを更に備えた請求項１記載のウェーハの加工方法。 The wafer processing method according to claim 1, further comprising a grinding step of grinding the wafer from the back surface to obtain a desired thickness before performing the laser processing step.

前記分割ステップでは、ウェーハの裏面を研削して所定の厚みに形成するとともに該改質層を破断起点にしてウェーハを該分割予定ラインに沿って個々のデバイスチップに分割する請求項１記載のウェーハの加工方法。 2. The wafer according to claim 1, wherein, in the dividing step, the back surface of the wafer is ground to a predetermined thickness, and the wafer is divided into individual device chips along the planned dividing line using the modified layer as a starting point for fracture. Processing method.

前記レーザー加工ステップを実施する前に、ウェーハの表面に保護部材を配設する保護部材配設ステップを更に備え、
該レーザー加工ステップでは、レーザービームの波長は該保護部材に対して透過性を有し、該保護部材越しにウェーハに該レーザービームを照射することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のウェーハの加工方法。Before carrying out the laser processing step, further comprising a protective member disposing step of disposing a protective member on the surface of the wafer,
4. The laser processing step according to claim 1, wherein a wavelength of the laser beam is transmissive to the protective member, and the wafer is irradiated with the laser beam through the protective member. The processing method of the wafer as described.