JP6430836B2 - Wafer processing method - Google Patents
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Description
本発明は、シリコン等の基板の表面に積層された機能層によってデバイスが形成されたウエーハを分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法に関する。 The present invention relates to a wafer processing method in which a wafer on which a device is formed by a functional layer laminated on the surface of a substrate such as silicon is divided along a predetermined division line.
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by division lines arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially disc-shaped semiconductor wafer, and devices such as ICs and LSIs are formed in the partitioned regions. . Then, the semiconductor wafer is cut along the planned division line to divide the region where the device is formed to manufacture individual semiconductor devices.
近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップの処理能力を向上するために、シリコン等の基板の表面にＳｉＯ2、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が積層された機能層によって半導体デバイスを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。 Recently, in order to improve the processing capability of semiconductor chips such as IC and LSI, inorganic films such as SiO 2 , SiOF and BSG (SiOB), polyimide and parylene are used on the surface of a substrate such as silicon. A semiconductor wafer having a form in which a semiconductor device is formed by a functional layer in which a low dielectric constant insulator film (Low-k film) made of an organic film, which is a polymer film, is laminated has been put into practical use.
このような半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った分割は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物である半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された半導体ウエーハを切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。切削手段は、高速回転せしめられる回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって固定して形成されている。 Such a division of the semiconductor wafer along the division line is usually performed by a cutting device called a dicer. This cutting apparatus includes a chuck table for holding a semiconductor wafer as a workpiece, a cutting means for cutting the semiconductor wafer held on the chuck table, and a movement for relatively moving the chuck table and the cutting means. Means. The cutting means includes a rotating spindle that is rotated at a high speed and a cutting blade attached to the spindle. The cutting blade is composed of a disk-shaped base and an annular cutting edge mounted on the outer periphery of the side surface of the base. The cutting edge is formed by fixing diamond abrasive grains having a grain size of about 3 μm, for example, by electroforming. ing.
しかるに、上述したＬｏｗ−ｋ膜は、切削ブレードによって切削することが困難である。即ち、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように非常に脆いことから、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、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離が回路にまで達しデバイスに致命的な損傷を与えるという問題がある。 However, the Low-k film described above is difficult to cut with a cutting blade. In other words, the low-k film is very brittle like mica, so when the cutting blade is cut along the planned dividing line, the low-k film is peeled off, and this peeling reaches the circuit, resulting in fatal damage to the device. There is a problem of giving.
上記問題を解消するために、半導体ウエーハに形成された分割予定ラインに沿って機能層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射することにより、分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成して機能層を除去し、このレーザー加工溝に切削ブレードを位置付けて切削ブレードと半導体ウエーハを相対移動することにより、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断するウエーハの分割方法が下記特許文献１に開示されている。 In order to solve the above problem, a laser processing groove is formed along the planned division line by irradiating the functional layer with a laser beam having an absorptive wavelength along the planned division line formed on the semiconductor wafer. Patent Document 1 below discloses a wafer dividing method in which a functional layer is removed, a cutting blade is positioned in the laser processing groove, and the cutting blade and the semiconductor wafer are moved relative to each other to cut the semiconductor wafer along the division line. It is disclosed.
而して、Ｌｏｗ−ｋ膜に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射することにより、分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成してＬｏｗ−ｋ膜を除去すると、Ｌｏｗ−ｋ膜を除去したレーザー光線がシリコン基板や窒化ガリウム基板等の半導体基板に照射され、破断の起点となるボイドやクラック等が半導体基板に生成されてデバイスの抗折強度を低下させるという問題がある。 Thus, when the low-k film is removed by irradiating the low-k film with a laser beam having an absorptive wavelength to form a laser processing groove along the planned dividing line, the low-k film is formed. There is a problem that the removed laser beam is irradiated onto a semiconductor substrate such as a silicon substrate or a gallium nitride substrate, and voids, cracks, or the like that are the starting points of breakage are generated on the semiconductor substrate, thereby reducing the bending strength of the device.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、基板の表面に積層されたＬｏｗ−ｋ膜に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハにおけるＬｏｗ−ｋ膜を剥離させることがないとともに基板にボイドやクラック等が生成されることなく、分割予定ラインに沿って分割することができるウエ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 the above-described facts, and a main technical problem thereof is a plurality of regions partitioned by a plurality of scheduled division lines formed in a lattice pattern on a Low-k film stacked on the surface of the substrate. Provided is a wafer processing method capable of dividing a wafer along a predetermined dividing line without peeling off a low-k film on the wafer on which a device is formed and without generating voids or cracks on the substrate. That is.
上記主たる技術的課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に積層されたＬｏｗ−ｋ膜に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの加工方法であって、
ウエーハに形成された分割予定ラインに沿って所定の間隔を設けてレーザー光線を照射し、Ｌｏｗ−ｋ膜を分割予定ラインに沿って隆起させることにより２本の凸条を形成する凸条形成工程と、
該凸条形成工程が実施されたウエーハを２本の凸条によって挟まれた領域に沿って分割する分割工程と、を含み、
該凸条形成工程においては、レーザー光線の集光点を分割予定ラインにおけるＬｏｗ−ｋ膜の表面付近に位置付け、レーザー光線の出力をＬｏｗ−ｋ膜のみを膨張させる出力に設定する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
In order to solve the above main technical problem, according to the present invention, a device is formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of division lines formed in a lattice pattern on a Low-k film laminated on the surface of a substrate. A method of processing the wafer,
A ridge forming step of forming two ridges by irradiating a laser beam at a predetermined interval along the planned division line formed on the wafer and raising the Low-k film along the planned division line; ,
It is seen including a dividing step of dividing along the wafer convex strip forming step is performed in an area sandwiched between the two ridges, and
In the ridge forming step, the condensing point of the laser beam is positioned in the vicinity of the surface of the Low-k film in the line to be divided, and the output of the laser beam is set to an output that expands only the Low-k film.
A method for processing a wafer is provided.
上記凸条形成工程におけるレーザー光線の出力は、レーザー光線の１パルス当たりのエネルギーが４〜１０ｎＪに設定されている。
また、上記凸条形成工程におけるレーザー光線のスポットとスポットとの間隔は、４〜８ｎｍに設定されている。
上記分割工程は、２本の凸条によって挟まれた領域に切削ブレードを位置付けて分割予定ラインに沿ってウエーハを切断する。
また、上記分割工程は、２本の凸条によって挟まれた領域にレーザー光線を照射して分割予定ラインに沿ってウエーハを切断する。
The output of the laser beam in the upper Kitotsu Article forming step, the energy per pulse of the laser beam is set to 4～10NJ.
Moreover, the space | interval of the spot of a laser beam in the said protruding item | line formation process is set to 4-8 nm.
In the dividing step, a cutting blade is positioned in a region sandwiched between two ridges, and the wafer is cut along a division planned line.
Moreover, the said division | segmentation process irradiates a laser beam to the area | region pinched | interposed by two convex stripes, and cut | disconnects a wafer along a division | segmentation planned line.
本発明によるウエーハの加工方法は、ウエーハに形成された分割予定ラインに沿って所定の間隔を設けてレーザー光線を照射し、Ｌｏｗ−ｋ膜を分割予定ラインに沿って隆起させることにより２本の凸条を形成する凸条形成工程と、該凸条形成工程が実施されたウエーハを２本の凸条によって挟まれた領域に沿って分割する分割工程とを含み、該凸条形成工程においては、レーザー光線の集光点を分割予定ラインにおけるＬｏｗ−ｋ膜の表面付近に位置付け、レーザー光線の出力をＬｏｗ−ｋ膜のみを膨張させる出力に設定するので、分割工程を実施する際には、凸条形成工程を実施することによりウエーハを構成するＬｏｗ−ｋ膜には分割予定ラインに沿って２本の凸条が形成されているため、２本の凸条によって切削ブレードやレーザー光線の照射による破壊力がデバイス側に至らないように抑制され、デバイスを構成する積層されたＬｏｗ−ｋ膜は剥離することがなく、デバイスの品質を低下させることはない。 In the wafer processing method according to the present invention, a laser beam is irradiated along a predetermined division line formed on the wafer to irradiate a laser beam, and the Low-k film is raised along the predetermined division line. a convex forming step of forming a strip, seen including a division step of dividing along the wafer convex strip forming step is performed in an area sandwiched between the two ridges, in the convex Article formation step Since the condensing point of the laser beam is positioned near the surface of the low-k film in the line to be divided and the output of the laser beam is set to an output that expands only the low-k film , Since the two ridges are formed along the planned dividing line on the Low-k film constituting the wafer by performing the forming process, the two ridges cut the cutting blade and the laser. The destructive force due to light irradiation is suppressed so as not to reach the device side, and the laminated Low-k film constituting the device is not peeled off and the quality of the device is not deteriorated.
以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a wafer processing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図１の(a)および(b)には、ウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図および要部拡大断面図が示されている。図１の(a)および(b)に示す半導体ウエーハ２は、厚みが例えば１００μmのシリコン等の基板２０の表面２０aに絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された機能層２１が形成されており、この機能層２１に格子状に形成された複数の分割予定ライン２１１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２１２が形成されている。なお、図示の実施形態においては、機能層２１を形成する絶縁膜は、ＳｉＯ２膜または、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなっており、厚みが１０μmに設定されている。また、分割予定ライン２１１の幅は、図示の実施形態においては５０μmに設定されている。 1A and 1B show a perspective view and an enlarged sectional view of a main part of a semiconductor wafer as a wafer. A semiconductor wafer 2 shown in FIGS. 1A and 1B has a functional layer 21 in which an insulating film and a functional film for forming a circuit are laminated on a surface 20a of a substrate 20 such as silicon having a thickness of, for example, 100 μm. In addition, devices 212 such as ICs and LSIs are formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of division lines 211 formed in a lattice pattern on the functional layer 21. In the illustrated embodiment, the insulating film forming the functional layer 21 is an organic film such as an SiO 2 film, an inorganic film such as SiOF or BSG (SiOB), or a polymer film such as polyimide or parylene. The film is made of a low dielectric constant insulator film (Low-k film) made of the above film, and the thickness is set to 10 μm. Further, the width of the planned division line 211 is set to 50 μm in the illustrated embodiment.
上述した半導体ウエーハ２を分割予定ライン２１１に沿って分割するには、先ず、半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面にダイシングテープを貼着し該ダイシングテープの外周部を環状のフレームによって支持するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図２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の表面に半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０b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半導体ウエーハ２は、機能層２１の表面２１aが上側となる。 In order to divide the semiconductor wafer 2 along the scheduled division line 211, first, a dicing tape is attached to the back surface of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2, and the outer peripheral portion of the dicing tape is supported by an annular frame. Implement wafer support process. That is, as shown in FIG. 2, the back surface 20 b of the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 is attached to the surface of the dicing tape T on which the outer peripheral portion is mounted so as to cover the inner opening of the annular frame F. Therefore, in the semiconductor wafer 2 adhered to the surface of the dicing tape T, the surface 21a of the functional layer 21 is on the upper side.
上述したウエーハ支持工程を実施したならば、半導体ウエーハ２に形成された分割予定ライン２１１に沿って所定の間隔を設けてレーザー光線を照射し、機能層２１を分割予定ライン２１１に沿って隆起させることにより２本の凸条を形成する凸条形成工程を実施する。この凸条形成工程は、図３に示すレーザー加工装置３を用いて実施する。図３に示すレーザー加工装置３は、被加工物を保持するチャックテーブル３１と、該チャックテーブル３１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手段３２と、チャックテーブル３１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段３３を具備している。チャックテーブル３１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図３において矢印Ｘで示す加工送り方向(X軸方向)に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図３において矢印Ｙで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動せしめられるようになっている。 When the wafer support step described above is performed, the functional layer 21 is raised along the planned division line 211 by irradiating a laser beam at a predetermined interval along the planned division line 211 formed on the semiconductor wafer 2. The ridge formation process which forms two ridges by this is implemented. This ridge formation process is implemented using the laser processing apparatus 3 shown in FIG. A laser processing apparatus 3 shown in FIG. 3 has a chuck table 31 that holds a workpiece, a laser beam irradiation means 32 that irradiates a workpiece held on the chuck table 31 with a laser beam, and a chuck table 31 that holds the workpiece. An image pickup means 33 for picking up an image of the processed workpiece is provided. The chuck table 31 is configured to suck and hold the workpiece. The chuck table 31 is moved in a processing feed direction (X-axis direction) indicated by an arrow X in FIG. 3 by a processing feed means (not shown) and an index feed (not shown). By means, it can be moved in the index feed direction (Y-axis direction) indicated by the arrow Y in FIG.
上記レーザー光線照射手段３２は、実質上水平に延出する円筒形状のケーシング３２１を含んでいる。このレーザー光線照射手段３２について、図４を参照して説明する。
図示のレーザー光線照射手段３２は、上記ケーシング３２１内に配設されたパルスレーザー光線発振手段３２２と、該パルスレーザー光線発振手段３２２によって発振されたパルスレーザー光線LBの出力を調整する出力調整手段３２３と、該出力調整手段３２３によって出力が調整されたパルスレーザー光線を上記チャックテーブル３１の保持面に保持された被加工物Wに照射する集光器３２４を具備している。
The laser beam application means 32 includes a cylindrical casing 321 extending substantially horizontally. The laser beam irradiation means 32 will be described with reference to FIG.
The illustrated laser beam irradiation means 32 includes a pulse laser beam oscillation means 322 disposed in the casing 321, an output adjustment means 323 for adjusting the output of the pulse laser beam LB oscillated by the pulse laser beam oscillation means 322, and the output A condenser 324 for irradiating the workpiece W held on the holding surface of the chuck table 31 with the pulse laser beam whose output is adjusted by the adjusting means 323 is provided.
上記パルスレーザー光線発振手段３２２は、パルスレーザー光線を発振するパルスレーザー光線発振器３２２aと、パルスレーザー光線発振器３２２aが発振するパルスレーザー光線の繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定手段３２２bとから構成されている。なお、パルスレーザー光線発振器３２２aは、図示の実施形態においては波長が３５５nmのパルスレーザー光線LBを発振する。 The pulse laser beam oscillation means 322 includes a pulse laser beam oscillator 322a that oscillates a pulse laser beam, and a repetition frequency setting means 322b that sets a repetition frequency of the pulse laser beam oscillated by the pulse laser beam oscillator 322a. The pulse laser beam oscillator 322a oscillates a pulse laser beam LB having a wavelength of 355 nm in the illustrated embodiment.
上記出力調整手段３２３は、パルスレーザー光線発振手段３２２から発振されたパルスレーザー光線の出力を所定の出力に調整する。これらパルスレーザー光線発振手段３２２のパルスレーザー光線発振器３２２a、繰り返し周波数設定手段３２２bおよび出力調整手段３２３は、図示しない制御手段によって制御される。 The output adjustment unit 323 adjusts the output of the pulse laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillation unit 322 to a predetermined output. The pulse laser beam oscillator 322a, the repetition frequency setting unit 322b, and the output adjustment unit 323 of the pulse laser beam oscillation unit 322 are controlled by a control unit (not shown).
上記集光器３２４は、パルスレーザー光線発振手段３２２から発振され出力調整手段３２３によって出力が調整されたパルスレーザー光線をチャックテーブル３１の保持面に向けて方向変換する方向変換ミラー３２４aと、該方向変換ミラー３２４aによって方向変換されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３１に保持された被加工物Wに照射する集光レンズ３２４bを具備している。このように構成された集光器３２４は、図３に示すようにケーシング３２１の先端に装着される。 The condenser 324 includes a direction changing mirror 324a for changing the direction of the pulse laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillating means 322 and having the output adjusted by the output adjusting means 323 toward the holding surface of the chuck table 31, and the direction changing mirror. A condensing lens 324 b that condenses the pulse laser beam whose direction has been changed by 324 a and irradiates the workpiece W held on the chuck table 31 is provided. The concentrator 324 thus configured is attached to the tip of the casing 321 as shown in FIG.
図３に戻って説明を続けると、上記撮像手段３３はレーザー光線照射手段３２を構成するケーシング３２１の先端部に装着されている。この撮像手段３３は、顕微鏡等の光学系と撮像素子（ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。 Returning to FIG. 3 and continuing the description, the imaging means 33 is attached to the tip of the casing 321 constituting the laser beam irradiation means 32. The imaging means 33 is composed of an optical system such as a microscope and an imaging element (CCD), and sends the captured image signal to a control means (not shown).
上述したレーザー加工装置３を用いて、半導体ウエーハ２に形成された分割予定ライン２１１に沿って所定の間隔を設けてレーザー光線を照射し、機能層２１を分割予定ライン２１１に沿って隆起させることにより２本の凸条を形成する凸条形成工程について、図３および図４を参照して説明する。
先ず、上述したウエーハ支持工程が実施され半導体ウエーハ２のダイシングテープT側をチャックテーブル３１上に載置する。図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープTを介して半導体ウエーハ２をチャックテーブル３１上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル３１に保持された半導体ウエーハ２は、機能層２１の表面２１aが上側となる。なお、図３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３１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル３１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
By using the laser processing apparatus 3 described above, by irradiating a laser beam at a predetermined interval along the planned division line 211 formed on the semiconductor wafer 2, the functional layer 21 is raised along the planned division line 211. The ridge formation process which forms two ridges is demonstrated with reference to FIG. 3 and FIG.
First, the wafer support process described above is performed, and the dicing tape T side of the semiconductor wafer 2 is placed on the chuck table 31. By operating a suction means (not shown), the semiconductor wafer 2 is sucked and held on the chuck table 31 via the dicing tape T (wafer holding step). Accordingly, in the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 31, the surface 21a of the functional layer 21 is on the upper side. In FIG. 3, the annular frame F to which the dicing tape T is mounted is omitted, but the annular frame F is held by appropriate frame holding means provided on the chuck table 31. In this manner, the chuck table 31 that sucks and holds the semiconductor wafer 2 is positioned directly below the imaging unit 33 by a processing feed unit (not shown).
チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２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、撮像手段３３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２１１と、該分割予定ライン２１１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２４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、半導体ウエーハ２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２１１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 31 is positioned immediately below the image pickup means 33, an alignment operation for detecting a processing region to be laser processed of the semiconductor wafer 2 is executed by the image pickup means 33 and a control means (not shown). That is, the imaging means 33 and the control means (not shown) are the division lines 211 formed in a predetermined direction of the semiconductor wafer 2 and the condenser 324 of the laser beam irradiation means 32 that irradiates the laser beams along the division lines 211. Image processing such as pattern matching for alignment with the laser beam is performed to align the laser beam irradiation position (alignment process). In addition, alignment of the laser beam irradiation position is similarly performed on the division line 211 formed on the semiconductor wafer 2 in a 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、図３で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２４が位置するレーザー光線照射領域に移動し、図５の(a)で示すように半導体ウエーハ２に形成された所定の分割予定ライン２１１の一端(図５の(a)において左端)が集光器３２４の直下に位置するように位置付ける。このとき、分割予定ライン２１１の幅方向中央から一方の側に例えば２０μｍの位置が集光器３２４の直下に位置するように位置付ける。そして、集光器３２４から照射されるパルスレーザー光線LBの集光点Ｐを分割予定ライン２１１における機能層２１の表面（上面）付近に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段３２の集光器３２４から機能層２１のみを膨張させる出力に設定されたパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３１を図５の(a)において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図５の(b)で示すように分割予定ライン２１１の他端（図５の(b)において右端）が集光器３２４の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３１の移動を停止する。 When the alignment step described above is performed, the chuck table 31 is moved to the laser beam irradiation region where the condenser 324 of the laser beam irradiation means 32 for irradiating the laser beam is positioned as shown in FIG. As shown, one end (the left end in FIG. 5A) of a predetermined division line 211 formed on the semiconductor wafer 2 is positioned so as to be directly below the condenser 324. At this time, for example, a position of 20 μm is positioned on the one side from the center in the width direction of the planned division line 211 so as to be located immediately below the condenser 324. Then, the condensing point P of the pulse laser beam LB irradiated from the condenser 324 is positioned in the vicinity of the surface (upper surface) of the functional layer 21 in the planned division line 211. Next, while irradiating a pulse laser beam set to an output that expands only the functional layer 21 from the condenser 324 of the laser beam irradiation means 32, the chuck table 31 is moved in a direction indicated by an arrow X1 in FIG. Move at machining feed rate. Then, as shown in FIG. 5B, when the other end of the planned dividing line 211 (the right end in FIG. 5B) reaches a position directly below the condenser 324, the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the chuck is performed. The movement of the table 31 is stopped.
次に、チャックテーブル３１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に例えば４０μｍ移動する。この結果、分割予定ライン２１１の幅方向中央から他方の側に２０μｍの位置が集光器３２４の直下に位置付けられることになる。そして、図５の(c)に示すようにレーザー光線照射手段３２の集光器３２４からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３１を矢印Ｘ２で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめ、図５の(a)に示す位置に達したらパルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３１の移動を停止する。 Next, the chuck table 31 is moved by 40 μm, for example, in a direction perpendicular to the paper surface (index feed direction). As a result, the position of 20 μm is positioned directly below the light collector 324 from the center in the width direction of the planned division line 211 to the other side. Then, as shown in FIG. 5 (c), the chuck table 31 is moved at a predetermined processing feed rate in the direction indicated by the arrow X2 while irradiating a pulse laser beam from the condenser 324 of the laser beam application means 32, as shown in FIG. When reaching the position shown in (a), the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the movement of the chuck table 31 is stopped.
上述した凸条形成工程を実施することにより、半導体ウエーハ２の機能層２１には図５の（d）に示すように分割予定ライン２１１に沿って隆起された２本の凸条２４，２４が形成される。そして、上述した凸条形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って実施する。 By carrying out the above-described ridge forming step, the two ridges 24, 24 raised along the planned dividing line 211 are formed on the functional layer 21 of the semiconductor wafer 2 as shown in FIG. 5 (d). It is formed. Then, the above-described ridge formation process is performed along all the planned division lines 211 formed on the semiconductor wafer 2.
なお、上記凸条形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：８０ＭＨｚ
平均出力 ：０．５Ｗ
集光スポット径 ：φ１０μｍ
加工送り速度 ：４５０ｍｍ／秒
In addition, the said protruding item | line formation process is performed on the following process conditions, for example.
Laser beam wavelength: 355 nm
Repetition frequency: 80 MHz
Average output: 0.5W
Condensing spot diameter: φ10μm
Processing feed rate: 450 mm / sec
次に、上記凸条形成工程を実施するレーザー加工装置３のレーザー光線照射手段３２を構成する集光器３２４の他の実施形態について、図６を参照して説明する。
図６に示す集光器３２４は、方向変換ミラー３２４aと集光レンズ３２４bとの間に方向変換ミラー３２４aによって方向変換されたパルスレーザー光線をY軸方向に分岐するウォラストンプリズム等の分岐手段３２４cが配設されている。このように構成された集光器３２４は、分岐手段３２４cによって分岐したパルスレーザー光線LB1とLB2をY軸方向に所定の間隔を持って照射する。従って、図６に示す集光器３２４を用いることにより、分割予定ラインに沿って隆起された２本の凸条を同時に形成することができる。なお、図６に示す集光器３２４を用いると、分岐手段３２４cによって分岐されたパルスレーザー光線LB1とLB2の出力は上記パルスレーザー光線発振手段３２２から発振されるパルスレーザー光線LBの出力の１／２となるので、上記凸条形成工程においてパルスレーザー光線発振手段３２２から発振されるパルスレーザー光線LBの平均出力を１．０Ｗに設定する。
Next, another embodiment of the condenser 324 that constitutes the laser beam application means 32 of the laser processing apparatus 3 that performs the above-described ridge forming step will be described with reference to FIG.
The condenser 324 shown in FIG. 6 includes a branching unit 324c such as a Wollaston prism that branches the pulse laser beam direction-converted by the direction conversion mirror 324a between the direction conversion mirror 324a and the condenser lens 324b in the Y-axis direction. It is arranged. The concentrator 324 thus configured irradiates the pulsed laser beams LB1 and LB2 branched by the branching unit 324c with a predetermined interval in the Y-axis direction. Therefore, by using the concentrator 324 shown in FIG. 6, it is possible to simultaneously form two ridges raised along the planned division line. When the condenser 324 shown in FIG. 6 is used, the outputs of the pulse laser beams LB1 and LB2 branched by the branching unit 324c are ½ of the output of the pulse laser beam LB oscillated from the pulse laser beam oscillation unit 322. Therefore, the average output of the pulsed laser beam LB oscillated from the pulsed laser beam oscillating means 322 is set to 1.0 W in the ridge forming step.
上述した凸条形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を２本の凸条２４，２４によって挟まれた領域に沿って分割する分割工程を実施する。この分割工程の第１の実施形態は、図示の実施形態においては図７に示す切削装置４を用いて実施する。図７に示す切削装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物を切削する切削手段４２と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物を撮像する撮像手段４３を具備している。チャックテーブル４１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図７において矢印Ｘで示す加工送り方向(X軸方向)に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって矢印Ｙで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動せしめられるようになっている。 If the above-described ridge forming step is performed, a dividing step of dividing the semiconductor wafer 2 along the region sandwiched between the two ridges 24, 24 is performed. The first embodiment of the dividing step is performed by using the cutting device 4 shown in FIG. 7 in the illustrated embodiment. The cutting device 4 shown in FIG. 7 includes a chuck table 41 that holds a workpiece, a cutting means 42 that cuts the workpiece held on the chuck table 41, and a workpiece held on the chuck table 41. An image pickup means 43 for picking up images is provided. The chuck table 41 is configured to suck and hold a workpiece. The chuck table 41 is moved in a processing feed direction (X-axis direction) indicated by an arrow X in FIG. It can be moved in the indexing feed direction (Y-axis direction) indicated by the arrow Y by means.
上記切削手段４２は、実質上水平に配置されたスピンドルハウジング４２１と、該スピンドルハウジング４２１に回転自在に支持された回転スピンドル４２２と、該回転スピンドル４２２の先端部に装着された切削ブレード４２３を含んでおり、回転スピンドル４２２がスピンドルハウジング４２１内に配設された図示しないサーボモータによって矢印４２３aで示す方向に回転せしめられるようになっている。切削ブレード４２３は、アルミニウム等の金属材によって形成された円盤状の基台４２４と、該基台４２４の側面外周部に装着された環状の切れ刃４２５とからなっている。環状の切れ刃４２５は、基台４２４の側面外周部に粒径が３〜４μｍのダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めた電鋳ブレードからなっており、図示の実施形態においては厚みが３０μｍで外径が５０mmに形成されている。 The cutting means 42 includes a spindle housing 421 arranged substantially horizontally, a rotating spindle 422 rotatably supported by the spindle housing 421, and a cutting blade 423 attached to the tip of the rotating spindle 422. The rotating spindle 422 is rotated in the direction indicated by the arrow 423a by a servo motor (not shown) disposed in the spindle housing 421. The cutting blade 423 includes a disk-shaped base 424 formed of a metal material such as aluminum, and an annular cutting edge 425 attached to the outer peripheral portion of the side surface of the base 424. The annular cutting edge 425 is composed of an electroformed blade in which diamond abrasive grains having a particle size of 3 to 4 μm are hardened by nickel plating on the outer peripheral portion of the side surface of the base 424. The diameter is 50 mm.
上記撮像手段４３は、スピンドルハウジング４２１の先端部に装着されており、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段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手段に送る。 The imaging means 43 is mounted at the tip of the spindle housing 421, and illuminates the object to be processed, an optical system that captures an area illuminated by the illumination means, and an image captured by the optical system. An image pickup device (CCD) or the like for picking up images is provided, and the picked-up image signal is sent to a control means (not shown).
上述した切削装置４を用いて分割工程を実施するには、図７に示すようにチャックテーブル４１上に上記凸条形成工程が実施された半導体ウエーハ２が貼着されたダイシングテープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープTを介して半導体ウエーハ２をチャックテーブル４１上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１に保持された半導体ウエーハ２は、分割予定ライン２１１に沿って形成された２本の凸条２４，２４が上側となる。なお、図７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４１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段４３の直下に位置付けられる。 In order to perform the dividing process using the cutting device 4 described above, the dicing tape T side on which the semiconductor wafer 2 having been subjected to the above-described ridge forming process is attached is mounted on the chuck table 41 as shown in FIG. Put. Then, by operating a suction means (not shown), the semiconductor wafer 2 is sucked and held on the chuck table 41 via the dicing tape T (wafer holding step). Accordingly, the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 41 has the two ridges 24, 24 formed along the planned dividing line 211 on the upper side. In FIG. 7, the annular frame F to which the dicing tape T is attached is omitted, but the annular frame F is held by appropriate frame holding means provided on the chuck table 41. In this way, the chuck table 41 that sucks and holds the semiconductor wafer 2 is positioned directly below the imaging unit 43 by a processing feed unit (not shown).
チャックテーブル４１が撮像手段４３の直下に位置付けられると、撮像手段４３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実施する。このアライメント工程においては、上記凸条形成工程によって半導体ウエーハ２の分割予定ライン２１１に沿って形成された２本の凸条２４，２４を撮像手段４３によって撮像して実行する。即ち、撮像手段４３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２１１に沿って形成された２本の凸条２４，２４が加工送り方向(X軸方向)と平行か否かのアライメントを遂行する（アライメント工程）。もし、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２１１に沿って形成された２本の凸条２４，２４が加工送り方向(X軸方向)と平行でない場合には、チャックテーブル４１を回動して２本の凸条２４，２４が加工送り方向(X軸方向)と平行になるように調整する。また、半導体ウエーハ２に上記所定方向と直交する方向に形成された２本の凸条２４，２４に対しても、同様に切削ブレード４２３によって切削する切削領域のアライメントが遂行される。 When the chuck table 41 is positioned directly below the image pickup means 43, an alignment process for detecting an area to be cut of the semiconductor wafer 2 is performed by the image pickup means 43 and a control means (not shown). In this alignment step, the two ridges 24, 24 formed along the planned dividing line 211 of the semiconductor wafer 2 in the ridge formation step are imaged by the imaging means 43 and executed. That is, the image pickup means 43 and the control means (not shown) are configured so that the two ridges 24 and 24 formed along the predetermined division line 211 formed in the predetermined direction of the semiconductor wafer 2 are processed in the machining feed direction (X-axis direction). Alignment of whether or not parallel to (alignment process). If the two ridges 24, 24 formed along the division line 211 formed in a predetermined direction of the semiconductor wafer 2 are not parallel to the machining feed direction (X-axis direction), the chuck table 41 Is adjusted so that the two ridges 24 and 24 are parallel to the machining feed direction (X-axis direction). Similarly, the cutting region to be cut by the cutting blade 423 is aligned with respect to the two ridges 24, 24 formed on the semiconductor wafer 2 in a direction orthogonal to the predetermined direction.
以上のようにしてチャックテーブル４１上に保持されている半導体ウエーハ２の分割予定ライン２１１に沿って形成された２本の凸条２４，２４を検出し、切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル４１を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図８の(a)で示すように半導体ウエーハ２は切削すべき分割予定ライン２１１に沿って形成された２本の凸条２４，２４の中間部の一端（図８の(a)において左端）が切削ブレード４２３の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。 If the two ridges 24, 24 formed along the scheduled division line 211 of the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 41 are detected as described above, and the alignment of the cutting area is performed. The chuck table 41 holding the semiconductor wafer 2 is moved to the cutting start position in the cutting area. At this time, as shown in FIG. 8A, the semiconductor wafer 2 has one end of an intermediate portion between the two ridges 24 and 24 formed along the division line 211 to be cut (FIG. 8A). The left end) is positioned to the right of the cutting blade 423 by a predetermined amount.
このようにして切削装置４のチャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２が切削加工領域の切削開始位置に位置付けられたならば、切削ブレード４２３を図８の(a)において２点鎖線で示す待機位置から矢印Z１で示すように下方に切り込み送りし、図８の(a)において実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、図８の(a)および図８の(c)に示すように切削ブレード４２３の下端が半導体ウエーハ２の裏面に貼着されたダイシングテープTに達する位置に設定されている。 When the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 41 of the cutting device 4 is positioned at the cutting start position in the cutting region in this way, the cutting blade 423 is indicated by a two-dot chain line in FIG. From the standby position, the feed is cut downward as indicated by an arrow Z1, and is positioned at a predetermined cut feed position as indicated by a solid line in FIG. This cutting feed position is set to a position where the lower end of the cutting blade 423 reaches the dicing tape T adhered to the back surface of the semiconductor wafer 2 as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (c). .
次に、切削ブレード４２３を図８の(a)において矢印４２３aで示す方向に所定の回転速度で回転せしめ、チャックテーブル４１を図８の(a)において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル８が図８の(b)で示すように２本の凸条２４，２４の中間部の他端（図８の(b)において右端）が切削ブレード４２３の直下より所定量左側に位置するまで達したら、チャックテーブル４１の移動を停止する。このようにチャックテーブル４１を切削送りすることにより、図８の(d)で示すように半導体ウエーハ２の基板２０は分割予定ライン２１１に形成された２本の凸条２４，２４に挟まれた領域の裏面に達する切削溝２５が形成され切断される(切削工程)。 Next, the cutting blade 423 is rotated at a predetermined rotational speed in the direction indicated by an arrow 423a in FIG. 8A, and the chuck table 41 is rotated at a predetermined cutting feed speed in the direction indicated by an arrow X1 in FIG. Move with. As shown in FIG. 8B, the chuck table 8 has the other end (the right end in FIG. 8B) of the intermediate portion of the two ridges 24, 24 on the left side by a predetermined amount from just below the cutting blade 423. When reaching the position, the movement of the chuck table 41 is stopped. By cutting and feeding the chuck table 41 in this way, the substrate 20 of the semiconductor wafer 2 is sandwiched between the two ridges 24 and 24 formed on the planned dividing line 211 as shown in FIG. A cutting groove 25 reaching the back surface of the region is formed and cut (cutting process).
次に、切削ブレード４２３を図８の(b)において矢印Z2で示すように上昇させて２点鎖線で示す待機位置に位置付け、チャックテーブル４１を図８の(b)において矢印Ｘ２で示す方向に移動して、図８の(a)に示す位置に戻す。そして、チャックテーブル４１を紙面に垂直な方向（割り出し送り方向）に分割予定ライン２１１の間隔に相当する量だけ割り出し送りし、次に切削すべき分割予定ライン２１１に沿って形成された２本の凸条２４，２４の中間部を切削ブレード４２３と対応する位置に位置付ける。このようにして、次の分割予定ライン２１１に沿って形成された２本の凸条２４，２４の中間部を切削ブレード４２３と対応する位置に位置付けたならば、上述した切削工程を実施する。 Next, the cutting blade 423 is raised as shown by the arrow Z2 in FIG. 8B and positioned at the standby position shown by the two-dot chain line, and the chuck table 41 is moved in the direction shown by the arrow X2 in FIG. Move to return to the position shown in FIG. Then, the chuck table 41 is indexed and fed in the direction perpendicular to the paper surface (index feed direction) by an amount corresponding to the interval between the scheduled division lines 211, and then the two formed along the planned division lines 211 to be cut next. The middle part of the ridges 24, 24 is positioned at a position corresponding to the cutting blade 423. Thus, if the intermediate part of the two ridges 24 and 24 formed along the next division | segmentation scheduled line 211 is located in the position corresponding to the cutting blade 423, the cutting process mentioned above will be implemented.
なお、上記切削工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
切削ブレード ：外径５０ｍｍ、厚み３０μｍ
切削ブレードの回転速度：２００００ｒｐｍ
切削送り速度 ：５０ｍｍ／秒
In addition, the said cutting process is performed on the following processing conditions, for example.
Cutting blade: outer diameter 50 mm, thickness 30 μm
Cutting blade rotation speed: 20000 rpm
Cutting feed rate: 50 mm / sec
上述した切削工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って形成された２本の凸条２４，２４の中間部に実施する。この結果、半導体ウエーハ２の基板２０は２本の凸条２４，２４が形成された分割予定ライン２１１に沿って切断され、個々のデバイス２１２に分割される（分割工程）。このように分割工程を実施する際には、上記凸条形成工程を実施することにより半導体ウエーハ２を構成する機能層２１には分割予定ライン２１１に沿って２本の凸条２４，２４が形成されているので、２本の凸条２４，２４によって切削ブレード４２３による破壊力がデバイス２１２側に至らないように抑制され、デバイスを構成する積層された機能層２１は剥離することがなく、デバイスの品質を低下させることはない。 The above-described cutting process is performed at an intermediate portion between the two ridges 24 and 24 formed along all the division lines 211 formed on the semiconductor wafer 2. As a result, the substrate 20 of the semiconductor wafer 2 is cut along the planned dividing line 211 on which the two ridges 24, 24 are formed, and is divided into individual devices 212 (dividing step). When the dividing step is carried out in this way, two ridges 24 and 24 are formed along the division line 211 on the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 by carrying out the above-described ridge forming step. Therefore, the breaking force due to the cutting blade 423 is suppressed from reaching the device 212 side by the two ridges 24, 24, and the stacked functional layer 21 constituting the device is not peeled off. Will not degrade the quality.
ここで、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１に分割予定ライン２１１に沿って形成される２本の凸条２４，２４における、切削ブレード４２３による切削によって生ずる機能層２１の剥離を抑制する効果についての実験例について説明する。 Here, the effect of suppressing the separation of the functional layer 21 caused by the cutting by the cutting blade 423 in the two ridges 24 and 24 formed along the division line 211 in the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2. An experimental example will be described.
［実験例：１］
上記凸条形成工程の加工条件におけるレーザー光線の波長、繰り返し周波数、集光スポット径、加工送り速度を上記の通り固定し、平均出力を０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０Wと変化させて分割予定ライン２１１に沿って形成される２本の凸条２４，２４を形成した。
平均出力が０．１W、０．２Wにおいては、機能層の隆起は見られず、切削ブレードによる分割予定ライン２１１に沿った切削によって生ずる機能層２１の剥離を抑制する効果はなかった。
平均出力が０．３Wにおいて、２μm程度の機能層の隆起が見られ、切削ブレードによる分割予定ライン２１１に沿った切削によって生ずる機能層２１の剥離を抑制する効果があった。
平均出力が０．４W〜０．７Wにおいて、３〜５μmの機能層の隆起が見られ、切削ブレードによる分割予定ライン２１１に沿った切削によって生ずる機能層２１の剥離を抑制する効果があった。
平均出力が０．８Wにおいて、機能層の隆起が破壊され、パルスレーザー光線が基板の上面に照射されて僅かなクラックが発生した。しかし、切削ブレードによる分割予定ライン２１１に沿った切削によって生ずる機能層２１の剥離を抑制する効果はみられるとともに、デバイスの抗折強度の低下はなかった。
平均出力が０．９Wを超えると、機能層の隆起が破壊され、パルスレーザー光線が基板の上面に照射されてボイドおよびクラックが発生した。しかし、切削ブレードによる分割予定ライン２１１に沿った切削によって生ずる機能層２１の剥離を抑制する効果はみられたもののデバイスの抗折強度は低下した。
従って、パルスレーザー光線の１パルス当たりのエネルギーは、０．３W／８０ＭＨｚ〜０．８W／８０ＭＨｚ、即ち、４（３．７５）〜１０nJに設定することが望ましい。
[Example 1]
The wavelength of the laser beam, the repetition frequency, the diameter of the focused spot, and the processing feed rate are fixed as described above in the processing conditions of the ridge formation step, and the average output is 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, The two ridges 24 and 24 formed along the planned dividing line 211 were formed by changing the widths to 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, and 1.0 W.
When the average output was 0.1 W and 0.2 W, the functional layer was not raised, and there was no effect of suppressing the separation of the functional layer 21 caused by cutting along the division line 211 by the cutting blade.
When the average output is 0.3 W, the functional layer bulges of about 2 μm are observed, and there is an effect of suppressing the separation of the functional layer 21 caused by cutting along the scheduled division line 211 by the cutting blade.
When the average output is 0.4 W to 0.7 W, the functional layer is raised by 3 to 5 μm, and there is an effect of suppressing the separation of the functional layer 21 caused by cutting along the scheduled division line 211 by the cutting blade.
When the average output was 0.8 W, the bulge of the functional layer was broken, and a slight crack was generated by irradiating the upper surface of the substrate with a pulse laser beam. However, the effect of suppressing the separation of the functional layer 21 caused by cutting along the division line 211 by the cutting blade was observed, and the bending strength of the device was not reduced.
When the average output exceeded 0.9 W, the bulge of the functional layer was destroyed, and the upper surface of the substrate was irradiated with a pulsed laser beam to generate voids and cracks. However, although the effect of suppressing peeling of the functional layer 21 caused by cutting along the division line 211 by the cutting blade was observed, the bending strength of the device was lowered.
Therefore, the energy per pulse of the pulse laser beam is desirably set to 0.3 W / 80 MHz to 0.8 W / 80 MHz, that is, 4 (3.75) to 10 nJ.
［実験例：２］
上記凸条形成工程の加工条件におけるレーザー光線の波長、繰り返し周波数、集光スポット径を上記の通り固定し、加工送り速度を２６０、２８０、３００、３２０、３４０、３６０、３８０、４００、４２０、４４０、４６０、４８０、５００、５２０、５４０、５６０、５８０、６００、６２０、６４０、６６０、６８０、７００mm／秒と変化させて分割予定ライン２１１に沿って形成される２本の凸条２４，２４を形成した。
加工送り速度が２６０〜３００mm／秒においては、２本の凸条２４，２４が部分的に破壊され、切削ブレードによる分割予定ライン２１１に沿った切削において機能層２１の剥離を抑制する効果はあったものの、部分的に基板にクラックが生成されデバイスの抗折強度が低下した。
加工送り速度が３２０〜６４０mm／秒においては、良好な２本の凸条２４，２４が形成され、切削ブレードによる分割予定ライン２１１に沿った切削によって生ずる機能層２１の剥離を抑制する効果があった。
加工送り速度が６４０mm／秒を超えると、２本の凸条２４，２４が部分的に途切れ、切削ブレードによる分割予定ライン２１１に沿った切削によって生ずる機能層２１の剥離を抑制する効果が部分的になかった。
上記実験結果より、集光スポット径がφ１０μｍのレーザー光線を照射する場合、加工送り速度は３２０〜６４０mm／秒に設定することが望しく、このとき、レーザー光線のスポットとスポットとの間隔は４〜８nmである。従って、上記凸条形成工程におけるレーザー光線のスポットとスポットとの間隔は、４〜８nmに設定することが望ましい。
[Experimental example: 2]
The wavelength, repetition frequency, and focused spot diameter of the laser beam in the processing conditions of the ridge forming step are fixed as described above, and the processing feed rates are 260, 280, 300, 320, 340, 360, 380, 400, 420, 440. 460, 480, 500, 520, 540, 560, 580, 600, 620, 640, 660, 680, 700 mm / second, and the two ridges 24, 24 formed along the planned dividing line 211 Formed.
When the processing feed rate is 260 to 300 mm / sec, the two ridges 24 and 24 are partially broken, and there is an effect of suppressing the separation of the functional layer 21 in the cutting along the division line 211 by the cutting blade. However, cracks were partially generated in the substrate, and the bending strength of the device was lowered.
When the processing feed rate is 320 to 640 mm / sec, two good ridges 24 and 24 are formed, and there is an effect of suppressing the separation of the functional layer 21 caused by cutting along the division line 211 by the cutting blade. It was.
When the machining feed rate exceeds 640 mm / sec, the two ridges 24 and 24 are partially interrupted, and the effect of suppressing the separation of the functional layer 21 caused by cutting along the division line 211 by the cutting blade is partially achieved. It was not.
From the above experimental results, when irradiating a laser beam having a focused spot diameter of φ10 μm, it is desirable to set the processing feed speed to 320 to 640 mm / sec. It is. Accordingly, it is desirable to set the distance between the spots of the laser beam in the ridge forming step to 4 to 8 nm.
次に、半導体ウエーハ２を２本の凸条２４，２４によって挟まれた領域に沿って分割する分割工程の第２の実施形態について、図９を参照して説明する。この分割工程の第２の実施形態は、上記図３および図４に示すレーザー加工装置３を用いて実施する。
レーザー加工装置３を用いて分割工程を実施するには、上記凸条形成工程を実施した状態から、図９の(a)で示すようにチャックテーブル３１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段３２の集光器３２４が位置するレーザー光線照射領域に移動し、半導体ウエーハ２に形成された所定の分割予定ライン２１１に沿って形成された２本の凸条２４，２４の中間部の一端(図９の(a)において左端)が集光器３２４の直下に位置するように位置付ける。次に、レーザー光線照射手段３２の集光器３２４から半導体ウエーハ２を構成する基板２０に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３１を図９の(a)において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図９の(b)で示すように分割予定ライン２１１に沿って形成された２本の凸条２４，２４の中間部の他端（図９の(b)において右端）が集光器３２４の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル６１の移動を停止する。
Next, a second embodiment of the dividing step of dividing the semiconductor wafer 2 along the region sandwiched between the two ridges 24, 24 will be described with reference to FIG. The second embodiment of this dividing step is performed using the laser processing apparatus 3 shown in FIGS.
In order to carry out the dividing step using the laser processing apparatus 3, as shown in FIG. 9 (a), a collection of laser beam irradiating means 32 that irradiates the chuck table 31 with a laser beam from the state in which the above-mentioned ridge forming step has been performed. One end of the intermediate portion of the two ridges 24 and 24 formed along a predetermined division line 211 formed on the semiconductor wafer 2 is moved to the laser beam irradiation region where the optical device 324 is located (( Position a) so that the left end) is located directly below the light collector 324. Next, while irradiating the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 with a pulsed laser beam having an absorptive wavelength from the condenser 324 of the laser beam irradiation means 32, the chuck table 31 is indicated by an arrow X1 in FIG. It is moved at a predetermined processing feed speed in the direction shown. As shown in FIG. 9B, the other end (the right end in FIG. 9B) is the other end of the intermediate portion of the two ridges 24, 24 formed along the planned dividing line 211. When the position reaches directly below 324, the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the movement of the chuck table 61 is stopped.
上述したレーザー加工工程を実施することにより、半導体ウエーハ２を構成する基板２０は図９の(c)に示すように分割予定ライン２１１に沿って形成された２本の凸条２４，２４の中間部に沿って形成されるレーザー加工溝２６によって切断される(レーザー加工溝形成工程)。 By carrying out the laser processing step described above, the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 is intermediate between the two ridges 24, 24 formed along the division line 211 as shown in FIG. 9 (c). It is cut by the laser processing groove 26 formed along the part (laser processing groove forming step).
なお、上記レーザー加工溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：５０ＭＨｚ
平均出力 ：３Ｗ
集光スポット径 ：φ１０μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒
In addition, the said laser processing groove | channel formation process is performed on the following processing conditions, for example.
Laser beam wavelength: 355 nm
Repetition frequency: 50 MHz
Average output: 3W
Condensing spot diameter: φ10μm
Processing feed rate: 100 mm / sec
上述したレーザー加工溝形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２１１に沿って形成された２本の凸条２４，２４の中間部に沿って実施することにより、半導体ウエーハ２は分割予定ライン２１１に沿って切断され個々のデバイス２１２に分割される（分割工程）。このように分割工程を実施する際には、上記凸条形成工程を実施することにより半導体ウエーハ２を構成する機能層２１には分割予定ライン２１１に沿って２本の凸条２４，２４が形成されているので、２本の凸条２４，２４によってレーザー光線による破壊力がデバイス２１２側に至らないように抑制され、デバイスを構成する積層された機能層２１は剥離することがなく、デバイスの品質を低下させることはない。 By performing the above-mentioned laser processing groove forming step along the intermediate portions of the two ridges 24 and 24 formed along all the division lines 211 formed on the semiconductor wafer 2, the semiconductor wafer 2 can be obtained. It is cut along the planned dividing line 211 and divided into individual devices 212 (dividing step). When the dividing step is carried out in this way, two ridges 24 and 24 are formed along the division line 211 on the functional layer 21 constituting the semiconductor wafer 2 by carrying out the above-described ridge forming step. Therefore, the two ridges 24 and 24 suppress the destructive force by the laser beam so as not to reach the device 212 side, and the stacked functional layer 21 constituting the device is not peeled off, and the device quality is improved. Will not be reduced.
２：半導体ウエーハ
３：レーザー加工装置
３１：レーザー加工装置のチャックテーブル
３２：レーザー光線照射手段
３２４：集光器
３３：撮像手段
４：切削装置
４１：切削装置のチャックテーブル
４２：切削手段
４２３：切削ブレード
４３：撮像手段
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
2: Semiconductor wafer 3: Laser processing device 31: Chuck table 32 of laser processing device 32: Laser beam irradiation means 324: Condenser 33: Imaging means 4: Cutting device 41: Chuck table 42 of cutting device 42: Cutting means 423: Cutting blade 43: Imaging means
F: Ring frame
T: Dicing tape
Claims (5)
ウエーハに形成された分割予定ラインに沿って所定の間隔を設けてレーザー光線を照射し、Ｌｏｗ−ｋ膜を分割予定ラインに沿って隆起させることにより２本の凸条を形成する凸条形成工程と、
該凸条形成工程が実施されたウエーハを２本の凸条によって挟まれた領域に沿って分割する分割工程と、を含み、
該凸条形成工程においては、レーザー光線の集光点を分割予定ラインにおけるＬｏｗ−ｋ膜の表面付近に位置付け、レーザー光線の出力をＬｏｗ−ｋ膜のみを膨張させる出力に設定する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。 A wafer processing method in which devices are formed in a plurality of regions defined by a plurality of division lines formed in a lattice pattern on a low-k film stacked on the surface of a substrate,
A ridge forming step of forming two ridges by irradiating a laser beam at a predetermined interval along the planned division line formed on the wafer and raising the Low-k film along the planned division line; ,
It is seen including a dividing step of dividing along the wafer convex strip forming step is performed in an area sandwiched between the two ridges, and
In the ridge forming step, the condensing point of the laser beam is positioned in the vicinity of the surface of the Low-k film in the line to be divided, and the output of the laser beam is set to an output that expands only the Low-k film.
A method for processing a wafer.
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