JP2013021209A - ウエーハの加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 保護膜剤の過剰使用を抑えるとともに短時間での保護膜形成を可能とするウエーハの加工方法を提供することである。
【解決手段】 表面に形成された複数の交差する分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面側を水溶性保護シートで覆うとともに、該水溶性保護シートとウエーハとの間を減圧してウエーハの表面側に該水溶性保護シートを貼着する水溶性保護シート貼着ステップと、該水溶性保護シート貼着ステップを実施した後、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザビームを該水溶性保護シートを介して該分割予定ラインに沿ってウエーハに照射して、ウエーハにレーザ加工溝を形成するレーザ加工ステップと、該レーザ加工ステップを実施した後、ウエーハに洗浄水を供給して該水溶性保護シートをウエーハ上から除去する水溶性保護シート除去ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図2
【解決手段】 表面に形成された複数の交差する分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面側を水溶性保護シートで覆うとともに、該水溶性保護シートとウエーハとの間を減圧してウエーハの表面側に該水溶性保護シートを貼着する水溶性保護シート貼着ステップと、該水溶性保護シート貼着ステップを実施した後、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザビームを該水溶性保護シートを介して該分割予定ラインに沿ってウエーハに照射して、ウエーハにレーザ加工溝を形成するレーザ加工ステップと、該レーザ加工ステップを実施した後、ウエーハに洗浄水を供給して該水溶性保護シートをウエーハ上から除去する水溶性保護シート除去ステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図2
Description
本発明は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハの表面に水溶性の保護膜を被覆してから、レーザビームによりアブレーション加工を施すウエーハの加工方法に関する。
IC、LSI、LED等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたシリコンウエーハ、サファイアウエーハ等のウエーハは、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。
ウエーハの分割には、ダイサーと呼ばれる切削装置を用いたダイシング方法が広く採用されている。ダイシング方法では、ダイアモンド等の砥粒を金属や樹脂で固めて厚さ30μm程度とした切削ブレードを、30000rpm程度の高速で回転させつつウエーハへと切り込ませることでウエーハを切削し、個々のデバイスへと分割する。
一方、近年では、ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザビームをウエーハに照射することでレーザ加工溝を形成し、このレーザ加工溝に沿ってブレーキング装置でウエーハを割断して個々のデバイスへと分割する方法が提案されている。
レーザ加工装置によるレーザ加工溝の形成は、ダイサーによるダイシング方法に比べて加工速度を早くすることができるとともに、サファイアやSiC等の硬度の高い素材からなるウエーハであっても比較的容易に加工することができる。また、加工溝を例えば10μm以下等の狭い幅とすることができるので、ダイシング方法で加工する場合に対してウエーハ1枚当たりのデバイス取り量を増やすことができる。
ところが、ウエーハにパルスレーザビームを照射すると、パルスレーザビームが照射された領域に熱エネルギーが集中してデブリが発生する。このデブリがデバイス表面に付着するとデバイスの品質を低下させるという問題が生じる。
そこで、例えば特開2006−140311号公報には、このようなデブリによる問題を解消するために、ウエーハの加工面にPVA(ポリビニルアルコール)、PEG(ポリエチレングリコール)等の水溶性樹脂を塗布して保護膜を被覆し、この保護膜を通してウエーハにパルスレーザビームを照射するようにしたレーザ加工装置が提案されている。
近年、半導体デバイスの軽薄短小化を実現するための技術として、デバイス表面にバンプと呼ばれる金属突起物を複数形成し、これらのバンプを配線基板に形成された電極に相対させて直接接合するフリップチップボンディングと呼ばれる実装技術が実用化されている。
ところが、デバイス上に例えば数百μmもの高さを有するバンプが形成されたウエーハでは、バンプを被覆する保護膜を形成するために非常に多量の保護膜剤を使用する必要がある上、保護膜の形成に時間がかかるという問題がある。
特に、特許文献2に開示されたスピンコート法で水溶性保護膜を形成する場合には、供給した水溶性樹脂のうち90%以上が飛散して廃棄されてしまうため、非常に不経済である。
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、保護膜剤の過剰使用を抑えるとともに短時間での保護膜形成を可能とするウエーハの加工方法を提供することである。
本発明によると、表面に形成された複数の交差する分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面側を水溶性保護シートで覆うとともに、該水溶性保護シートとウエーハとの間を減圧してウエーハの表面側に該水溶性保護シートを貼着する水溶性保護シート貼着ステップと、該水溶性保護シート貼着ステップを実施した後、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザビームを該水溶性保護シートを介して該分割予定ラインに沿ってウエーハに照射して、ウエーハにレーザ加工溝を形成するレーザ加工ステップと、該レーザ加工ステップを実施した後、ウエーハに洗浄水を供給して該水溶性保護シートをウエーハ上から除去する水溶性保護シート除去ステップと、を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
本発明によると、減圧雰囲気中で水溶性保護シートをウエーハ表面に貼着して保護膜とするため、保護膜剤の過剰使用が抑えられるとともに短時間での保護膜形成が可能となる。
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、本発明の加工方法が適用される半導体ウエーハWの斜視図が示されている。半導体ウエーハWの表面においては、第1の分割予定ライン(ストリート)S1と第2の分割予定ライン(ストリート)S2とが直交して形成されており、第1の分割予定ラインS1と第2の分割予定ラインS2とによって区画された各領域にそれぞれデバイスDが形成されている。図1の拡大図に示すように、各デバイスDの四辺には複数の突起状のバンプ5が形成されている。
本発明のウエーハの加工方法では、まず図2に示す水溶性保護シート貼着ステップを実施する。この水溶性保護シート貼着ステップでは、図2(A)に示すように、気密空間10内に保持テーブル12を設置し、保持テーブル12でウエーハWを吸引保持する。
そして、例えばPVA(ポリビニルアルコール)、PEG(ポリエチレングリコール)等から形成された水溶性保護シート16をウエーハW上に載置する。水溶性保護シート16の厚みは、バンプ5の高さより厚いものを用いるとバンプ5を完全に保護シート16中に埋設でき、レーザビーム入射面を平坦にできるため、好ましい。
次いで、減圧手段14を作動して気密空間10内を減圧すると、ウエーハWと水溶性保護シート16との間の空気が排出されて、図2(B)に示すように、水溶性保護シート16がウエーハWに密着する。ウエーハWの外周からはみ出した水溶性保護シート16はウエーハ外周に沿って切り取ってもよい。
水溶性保護シート貼着ステップを実施した後、水溶性保護シート16が貼着されたウエーハWを気密空間10内から取り出して、図3に示すように、レーザ加工装置のチャックテーブル40上に載置する。水溶性保護シート16は減圧によりウエーハW表面に密着しているため、気密空間10内から取り出しても貼着状態が維持されている。
図3において、レーザ加工装置のレーザビーム照射ユニット20は、ケーシング22中に収容された図4に示すレーザビーム発生ユニット24と、ケーシング22の先端に装着された集光器(レーザヘッド)26とから構成される。
図4に示されるように、レーザビーム発生ユニット24は、YAGレーザ発振器等のレーザ発振器28と、繰り返し周波数設定手段30と、パルス幅調整手段32と、レーザ発振器28から発振されたレーザビームのパワーを調整するパワー調整手段34とを含んでいる。
レーザ加工ステップを実施する前に、チャックテーブル40に吸引保持されたウエーハWの加工領域を撮像ユニット42の直下に移動し、撮像ユニット42でウエーハWの加工領域を撮像する。
そして、レーザビームを照射するレーザビーム照射ユニット20の集光器26と第1の分割予定ラインS1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が実行され、レーザビーム照射位置のアライメントを遂行する。
第1の分割予定ラインS1のアライメントが終了すると、チャックテーブル40を90度回転してから、第1の分割予定ラインS1と直交する第2の分割予定ラインS2についても同様なアライメントを実施する。
アライメント実施後、チャックテーブル40を移動して第1の分割予定ラインS1の加工開始位置を集光器26の直下に位置づけ、レーザビーム発生ユニット24のパワー調整手段34により所定パワーに調整されたパルスレーザビームを、図4に示す集光器26のミラー36で反射してから集光用対物レンズ38で水溶性保護シート16を介してウエーハWの表面に集光する。
このように集光器26でパルスレーザビームを水溶性保護シート16を介してウエーハWの表面に集光しながら、チャックテーブル40を所定の送り速度(例えば100mm/秒)でX軸方向に移動しながら、第1の分割予定ラインS1に沿ってアブレーション加工によりレーザ加工溝41(図5及び図6参照)を形成する。
レーザビーム照射ユニット20をY軸方向にインデックス送りしながら、全ての第1の分割予定ラインS1に沿って同様なレーザ加工溝41を形成する。第1の分割予定ラインS1に沿ってのレーザ加工ステップ終了後、チャックテーブル40を90度回転してから、第2の分割予定ラインS2についてもアブレーション加工により同様なレーザ加工溝41を形成する。
尚、本実施形態のレーザ加工ステップでのレーザ加工条件は例えば以下の通りである。
光源 :YAGパルスレーザ
波長 :355nm(YAGレーザの第3高調波)
出力 :3.0W
繰り返し周波数 :20kHz
集光スポット径 :1.0μm
送り速度 :100mm/秒
波長 :355nm(YAGレーザの第3高調波)
出力 :3.0W
繰り返し周波数 :20kHz
集光スポット径 :1.0μm
送り速度 :100mm/秒
レーザ加工ステップを実施することによって、ウエーハWには第1及び第2の分割予定ラインS1,S2に沿って図5及び図6に示すようにレーザ加工溝41が形成される。レーザ加工ステップ実施時に、レーザビームの照射によってデブリが発生しても、このデブリは水溶性保護シート16によって遮断され、デバイスDの電子回路及びバンプ等に付着することはない。
レーザ加工ステップ実施後、図5に示すように、洗浄水供給源44に接続された洗浄水ノズル46から洗浄水48を水溶性保護シート16に供給して、ウエーハW上から水溶性保護シート16を水に溶かして除去する。洗浄水48としては例えば純水が使用される。水溶性保護シート除去ステップ実施後のウエーハWの断面図が図6に示されている。
水溶性保護シート除去ステップでは、例えばスピンナ洗浄装置のスピンナテーブルで水溶性保護シート16の貼着されたウエーハWを吸引保持し、洗浄水供給源44とエア源に接続された洗浄水ノズルから純水とエアとからなる洗浄水を噴射しながらウエーハWを低速回転(例えば300rpm)させてウエーハWを洗浄して、水溶性保護シート16を除去するようにしてもよい。
レーザ加工ステップが終了し、第1及び第2の分割予定ラインS1,S2に沿ってレーザ加工溝41の形成されたウエーハWは、ブレーキング装置に装着されてウエーハWに外力を付与することにより、レーザ加工溝41に沿って個々のデバイスDに分割される。
上述した本実施形態のウエーハの加工方法では、水溶性保護シート16をウエーハWの表面に貼着して保護膜とするため、保護膜剤の過剰使用が抑制されるとともに、短時間での保護膜形成が可能である。
上述した実施形態では、水溶性保護シート貼着ステップで、保持テーブル12でウエーハWを直接保持しているが、水溶性保護シート16の貼着前に、ウエーハWの裏面を粘着テープに貼着し、粘着テープの外周部を環状フレームに貼着してから、水溶性保護シート貼着ステップ以下の各ステップを実施するようにしてもよい。これにより、ウエーハWのハンドリング性が向上する。
W 半導体ウエーハ
S1 第1の分割予定ライン
S2 第2の分割予定ライン
D デバイス
5 バンプ
10 気密空間
12 保持テーブル
14 減圧手段
16 水溶性保護シート
20 レーザビーム照射ユニット
24 レーザビーム発生ユニット
26 集光器(レーザヘッド)
30 集光用対物レンズ
40 チャックテーブル
41 レーザ加工溝
S1 第1の分割予定ライン
S2 第2の分割予定ライン
D デバイス
5 バンプ
10 気密空間
12 保持テーブル
14 減圧手段
16 水溶性保護シート
20 レーザビーム照射ユニット
24 レーザビーム発生ユニット
26 集光器(レーザヘッド)
30 集光用対物レンズ
40 チャックテーブル
41 レーザ加工溝
Claims (1)
- 表面に形成された複数の交差する分割予定ラインで区画された各領域にそれぞれデバイスが形成されたウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面側を水溶性保護シートで覆うとともに、該水溶性保護シートとウエーハとの間を減圧してウエーハの表面側に該水溶性保護シートを貼着する水溶性保護シート貼着ステップと、
該水溶性保護シート貼着ステップを実施した後、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザビームを該水溶性保護シートを介して該分割予定ラインに沿ってウエーハに照射して、ウエーハにレーザ加工溝を形成するレーザ加工ステップと、
該レーザ加工ステップを実施した後、ウエーハに洗浄水を供給して該水溶性保護シートをウエーハ上から除去する水溶性保護シート除去ステップと、
を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011154633A JP2013021209A (ja) | 2011-07-13 | 2011-07-13 | ウエーハの加工方法 |
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JP2011154633A JP2013021209A (ja) | 2011-07-13 | 2011-07-13 | ウエーハの加工方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2011
- 2011-07-13 JP JP2011154633A patent/JP2013021209A/ja active Pending
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