JP2015097223A - Segmentation method of wafer laminate, and segmentation device - Google Patents
Segmentation method of wafer laminate, and segmentation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015097223A JP2015097223A JP2013236414A JP2013236414A JP2015097223A JP 2015097223 A JP2015097223 A JP 2015097223A JP 2013236414 A JP2013236414 A JP 2013236414A JP 2013236414 A JP2013236414 A JP 2013236414A JP 2015097223 A JP2015097223 A JP 2015097223A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- silicon wafer
- glass
- cutting
- along
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 title abstract 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 64
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 33
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 238000002679 ablation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14687—Wafer level processing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1876—Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dicing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ウエハ積層体の分断方法並びに分断装置に関し、さらに詳しくは、CMOSイメージセンサのウエハレベルパッケージがパターン形成されたウエハ積層体を個片化するための分断方法並びにその分断装置に関する。 The present invention relates to a wafer stacking method and a cutting apparatus, and more particularly to a cutting method and a cutting apparatus for separating a wafer stack in which a wafer level package of a CMOS image sensor is patterned.
近年、低電力、高機能、高集積化が重要視されるモバイルフォン、デジタルカメラ、光マウス等の各種小型電子機器分野において、CMOSイメージセンサの使用が急増している。 In recent years, the use of CMOS image sensors has been rapidly increasing in various small electronic devices such as mobile phones, digital cameras, and optical mice where low power, high functionality, and high integration are important.
図8は、CMOSイメージセンサのウエハレベルパッケージ(チップサイズの単位製品)W1の構成例を概略的に示す断面図である。ウエハレベルパッケージW1は、(個片化された)ガラスウエハ1と(個片化された)シリコンウエハ2とが樹脂隔壁4を挟んで接合された積層構造を有している。
シリコンウエハ2の上面(接合面側)にはフォトダイオード形成領域(センシング領域)3が形成され、その周囲を樹脂隔壁4が格子状に取り囲むように配置することで、フォトダイオード形成領域3が設けられた内側空間が気密状態になるようにしてある。さらに、(フォトダイオード形成領域3の外側の)シリコンウエハ2の上面には金属パッド5が形成され、この金属パッド5が形成された部分の直下にはシリコンウエハ2を上下に貫通するビア(貫通孔)6が形成されている。ビア6には電気的導電性に優れた導電材7が充填され、ビア6下端にははんだバンプ8が形成されている。このように、ビア6を形成するとともに導電材7を充填して電気的接続を行う構成をTSV(Through Silicon Via)という。
なお、上記したはんだバンプ8の下面に、所定の電気回路がパターニングされたPCB基板など(図示略)が接合される。
FIG. 8 is a sectional view schematically showing a configuration example of a wafer level package (chip size unit product) W1 of the CMOS image sensor. The wafer level package W1 has a laminated structure in which a (separated)
A photodiode formation region (sensing region) 3 is formed on the upper surface (bonding surface side) of the
A PCB substrate or the like (not shown) on which a predetermined electric circuit is patterned is bonded to the lower surface of the
チップサイズの単位製品であるウエハレベルパッケージW1は、図8〜図10に示すように、母体となる大面積のガラスウエハ1と大面積のシリコンウエハ2とが樹脂隔壁4を介して接合されたウエハ積層体Wの上に、X−Y方向に延びる分断予定ラインLで格子状に区分けされて多数個がパターン形成されており、このウエハ積層体Wが当該分断予定ラインLに沿って分断されることにより、(個片化された)チップサイズのウエハレベルパッケージW1となる。
As shown in FIGS. 8 to 10, the wafer level package W <b> 1, which is a chip-sized unit product, has a large-
ところで、シリコンウエハを分断してウエハレベルパッケージの製品にする加工では、CMOSイメージセンサ用を含め、従来から、特許文献1〜特許文献4に示すようなダイシングソーが用いられている。ダイシングソーは、高速回転する回転ブレードを備え、回転ブレードの冷却と切削時に発生する切削屑を洗浄する切削液を回転ブレードに噴射しながら切削するように構成されている。
By the way, dicing saws as shown in
上記したダイシングソーは、回転ブレードを用いた切削による分断であるため、切削屑が多量に発生し、たとえ切削液で洗浄したとしても、切削液の一部が残留したり、或いは切削時の飛散により切削屑がパッケージ表面に付着することがあって、品質や歩留まりの低下の大きな原因となる。また、切削液の供給や廃液回収のための機構や配管を必要とするため装置が大掛かりとなる。加えて、切削によってウエハを分断するものであるから、切削面に小さなチッピング(欠け)が発生することが多く、きれいな分断面を得ることができない。また、高速回転する回転ブレードの刃先部は、ノコ歯状もしくは連続した凹凸状で形成されているため、刃先部の摩耗や破損が生じやすく使用寿命が短い。さらに、回転ブレードの厚みは強度の面からあまり薄くすることができず、小径のものであっても60μm以上の厚みで形成されているので、切削幅がそれだけ必要となって材料の有効利用が制限される要因の一つにもなるなどの問題点があった。 Since the above-mentioned dicing saw is divided by cutting using a rotating blade, a large amount of cutting waste is generated, and even if the cutting fluid is cleaned with cutting fluid, a part of the cutting fluid remains or is scattered during cutting. As a result, cutting scraps may adhere to the package surface, which is a major cause of deterioration in quality and yield. Further, since a mechanism and piping for supplying the cutting fluid and collecting the waste fluid are required, the apparatus becomes large. In addition, since the wafer is cut by cutting, small chipping (chips) often occurs on the cut surface, and a clean cut section cannot be obtained. In addition, since the blade tip portion of the rotating blade rotating at high speed is formed in a sawtooth shape or a continuous uneven shape, the blade tip portion is likely to be worn or damaged, and the service life is short. Furthermore, the thickness of the rotating blade cannot be made very thin from the viewpoint of strength, and even if it has a small diameter, it is formed with a thickness of 60 μm or more. There were problems such as being one of the limiting factors.
そこで本発明は、上記した従来課題の解決を図り、ダイシングソーを用いることなく、ドライ方式の簡単な手法で効果的に、かつ、きれいに分断することができるイメージセンサウエハ・パッケージの分断方法並びにその装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and to divide an image sensor wafer package that can be effectively and cleanly divided by a simple dry method without using a dicing saw, and its An object is to provide an apparatus.
上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち本発明の分断方法は、ガラスウエハと、シリコンウエハとが、樹脂層を介して貼り合わされた構造を有するウエハ積層体の分断方法であって、刃先によって、前記ガラスウエハの外表面の分断予定ラインに沿ってスクライブラインを形成するガラススクライブ工程、及び、前記シリコンウエハの外表面の分断予定ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、シリコンウエハの外表面にアブレーションによる溝を形成するシリコン溝形成工程を有し、前記ガラススクライブ工程及びシリコン溝形成工程に次いで、前記ガラスウエハ並びにシリコンウエハを、それぞれのスクライブライン又は溝に沿って分断する分断工程を有するようにした。
ここで、前記ウエハ積層体はイメージセンサ用のウエハ積層体であってもよく、前記シリコンウエハが複数のフォトダイオード形成領域が縦横にパターン形成されたシリコンウエハであってもよく、前記樹脂層が前記各フォトダイオード形成領域を囲むように配置されているウエハ積層体であってもよい。また、前記イメージセンサ用のウエハ積層体は、CMOSイメージセンサ用のウエハ積層体であってもよく、前記ウエハ積層体にはTSVが形成されていてもよい。
また、前記刃先は、円周稜線に沿って刃先部を有するスクライビングホイールであってもよく、又はダイヤモンドポイント(ダイヤモンドポイントカッタともいう)であってもよい。
スクライビングホイールの刃先部を、ガラスウエハの外表面に押圧しながらスクライビングホイールを分断予定ラインに沿って転動させることによって、又は、ダイヤモンドポイントの刃先部(突出部(頂点)又は稜線)を、ガラスウエハの外表面に押圧しながらダイヤモンドポイントとガラスウエハとを分断予定ラインに沿って相対移動させることによって、ガラスウエハの外表面の分断予定ラインに沿ってスクライブラインを形成することができる。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means. That is, the cutting method of the present invention is a method for cutting a wafer laminate having a structure in which a glass wafer and a silicon wafer are bonded together via a resin layer, and the cutting surface of the glass wafer is scheduled to be cut by a cutting edge. A glass scribe process for forming a scribe line along the line, and a silicon groove for forming a groove by ablation on the outer surface of the silicon wafer by irradiating a laser beam along the planned cutting line on the outer surface of the silicon wafer A forming step, and subsequent to the glass scribe step and the silicon groove forming step, the glass wafer and the silicon wafer are divided along respective scribe lines or grooves.
Here, the wafer laminated body may be a wafer laminated body for an image sensor, the silicon wafer may be a silicon wafer in which a plurality of photodiode forming regions are vertically and horizontally patterned, and the resin layer may be It may be a wafer laminate disposed so as to surround each photodiode formation region. Further, the wafer stack for the image sensor may be a wafer stack for a CMOS image sensor, and a TSV may be formed on the wafer stack.
Further, the cutting edge may be a scribing wheel having a cutting edge portion along a circumferential ridge line, or may be a diamond point (also referred to as a diamond point cutter).
By rolling the scribing wheel along the planned cutting line while pressing the cutting edge of the scribing wheel against the outer surface of the glass wafer, or the cutting edge (projection (vertex) or ridgeline) of the diamond point is made of glass. A scribe line can be formed along the planned cutting line on the outer surface of the glass wafer by relatively moving the diamond point and the glass wafer along the planned cutting line while pressing against the outer surface of the wafer.
前記分断工程は、前記ガラスウエハの外表面側から前記スクライブラインに沿って押圧部材を押しつけるか、又は、前記シリコンウエハの外表面側から前記溝に沿って押圧部材を押しつけることにより、前記ガラスウエハ並びにシリコンウエハを、それぞれのスクライブライン又は溝に沿って分断する工程とすることができる。
ここで、押圧部材は、ガラスウエハの外表面側から押しつけてもよく、シリコンウエハの外表面側から押しつけてもよいが、一般にガラスウエハの方が分断されにくい傾向があること、また、シリコンウエハの外表面に形成されている溝はある程度の幅を有しているため、外表面側から押圧されたときに、スクライブラインによる亀裂と比較して相対的に良好に分断されやすい傾向があることから、シリコンウエハの外表面側から押しつけることが好ましい。
また、ガラススクライブ工程とシリコン溝工程とはどちらを先に実行してもよいが、特に分断工程においてシリコンウエハの外表面に押圧部材を押しつける場合には、ウエハ積層体の反転等の観点から、ガラススクライブ工程を先に実行することが好ましい。
In the dividing step, the glass wafer is pressed by pressing a pressing member along the scribe line from the outer surface side of the glass wafer or by pressing the pressing member along the groove from the outer surface side of the silicon wafer. In addition, the silicon wafer can be divided along each scribe line or groove.
Here, the pressing member may be pressed from the outer surface side of the glass wafer, or may be pressed from the outer surface side of the silicon wafer, but generally the glass wafer tends to be more difficult to break, and the silicon wafer Since the grooves formed on the outer surface of the steel have a certain width, when pressed from the outer surface side, they tend to be relatively well divided compared to cracks caused by scribe lines. Therefore, it is preferable to press from the outer surface side of the silicon wafer.
In addition, either the glass scribe process or the silicon groove process may be performed first, but in particular, when pressing the pressing member against the outer surface of the silicon wafer in the dividing process, from the viewpoint of reversal of the wafer laminate, etc. It is preferable to perform the glass scribing step first.
また別の観点からなされた本発明のウエハ積層体の分断装置は、前記ガラスウエハの外表面にスクライブラインを形成する刃先と、前記シリコンウエハの外表面の分断予定ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、シリコンウエハの外表面にアブレーションによる溝を形成するレーザ照射部と、前記ガラスウエハ並びにシリコンウエハをそれぞれのスクライブライン又は溝に沿って分断する分断手段とを備えるようにしてある。
ここで、前記刃先は、円周稜線に沿って刃先部を有するスクライビングホイール又はダイヤモンドポイントであってもよく、前記分断手段は、前記ガラスウエハの外表面側又はシリコンウエハの外表面側から前記スクライブライン又は溝に沿って押圧する押圧部材であってもよい。
In another aspect of the present invention, there is provided a cutting apparatus for a wafer laminate, which irradiates a laser beam along a cutting line for forming a scribe line on the outer surface of the glass wafer and a cutting line on the outer surface of the silicon wafer. Thus, a laser irradiation unit for forming a groove by ablation on the outer surface of the silicon wafer and a dividing means for dividing the glass wafer and the silicon wafer along respective scribe lines or grooves are provided.
Here, the cutting edge may be a scribing wheel or a diamond point having a cutting edge portion along a circumferential ridgeline, and the cutting means is the scribe from the outer surface side of the glass wafer or the outer surface side of the silicon wafer. It may be a pressing member that presses along a line or groove.
本発明において、刃先として用いられるスクライビングホイールは、円周稜線に沿って溝又は切欠きが形成され、残存した稜線(突起)が刃先部となるスクライビングホイールであって、ガラスウエハへのカカリ及び/又はスクライブラインに沿って形成される亀裂(垂直クラック)のガラスウエハの厚み方向への浸透性が良好なスクライビングホイールとしてもよく、また、円周稜線に沿って溝及び切欠きが形成されていない通常のスクライビングホイールであってもよい。このスクライビングホイールは、円周稜線に対して垂直方向の断面における刃先部先端の角度(刃先角度)が、例えば、95度〜155度であることが好ましい。
一方、本発明においてダイヤモンドポイントを用いる場合には、刃先部となる突出部又は稜線を形成した単結晶ダイヤモンド又は多結晶ダイヤモンドを使用することができる。
また、レーザ照射部から照射されるレーザ光は、波長1064nmのUVレーザ、又は波長532nmのGreenレーザが好ましい。このようなレーザ光を照射することにより、シリコンウエハの外表面にアブレーションによる溝を良好に形成することができる。
本発明において、レーザ光を照射することによりシリコンウエハの外表面に形成されるアブレーションによる溝は、通常、幅が、例えば20μm以下、好ましくは1〜10μm程度であり、深さが、例えば20μm以下、好ましくは1〜10μm程度であってもよい。アブレーションによる溝は所定の幅を有するため、シリコンウエハの結晶方向による影響が少なく、また、押圧部材で押圧する分断工程において、押圧方向(外表面側からの押圧又は裏面側からの押圧)による影響が少なく、シリコンウエハを良好に分断することができる。
In the present invention, a scribing wheel used as a cutting edge is a scribing wheel in which grooves or notches are formed along a circumferential ridge line, and the remaining ridge line (projection) serves as a cutting edge part. Or, it may be a scribing wheel having good penetration of the crack formed along the scribe line (vertical crack) in the thickness direction of the glass wafer, and grooves and notches are not formed along the circumferential ridgeline. A normal scribing wheel may be used. In this scribing wheel, it is preferable that the angle (blade edge angle) of the edge of the blade edge in the cross section perpendicular to the circumferential ridge line is, for example, 95 degrees to 155 degrees.
On the other hand, when diamond points are used in the present invention, single crystal diamond or polycrystalline diamond formed with protrusions or ridge lines serving as blade edges can be used.
The laser light emitted from the laser irradiation unit is preferably a UV laser with a wavelength of 1064 nm or a Green laser with a wavelength of 532 nm. By irradiating such laser light, it is possible to satisfactorily form grooves by ablation on the outer surface of the silicon wafer.
In the present invention, the groove formed by ablation formed on the outer surface of the silicon wafer by irradiating the laser beam usually has a width of, for example, 20 μm or less, preferably about 1 to 10 μm, and a depth of, for example, 20 μm or less. Preferably, it may be about 1 to 10 μm. Since the groove due to ablation has a predetermined width, there is little influence due to the crystal direction of the silicon wafer, and in the cutting step where the pressing member presses, the influence due to the pressing direction (pressing from the outer surface side or pressing from the back surface side) Therefore, the silicon wafer can be satisfactorily divided.
本発明によれば、例えば、押圧部材の押しつけによって、ガラスウエハの外表面に形成されたスクライブラインに沿って伸展した亀裂、並びに、シリコンウエハの外表面に形成された溝から伸展する亀裂を厚み方向に浸透(伸展)させて分断するものであるから、従来の厚みのあるダイシングソーの切削による場合のような大きな切削幅を必要とせず、材料を有効利用することができるとともに、切削による場合のようなチッピングや切屑などの発生を抑制することができ、きれいな切断面で歩留まりよく分断することができる。 According to the present invention, for example, by pressing the pressing member, a crack that extends along a scribe line formed on the outer surface of the glass wafer and a crack that extends from a groove formed on the outer surface of the silicon wafer are thickened. Since it is divided by penetrating (extending) in the direction, it does not require a large cutting width as in the case of cutting a conventional thick dicing saw, and the material can be used effectively and by cutting Such as chipping and chips can be suppressed, and it can be divided with a clean cut surface with a high yield.
特に本発明では、従来のダイシングソーのような切削液を使用せず、ドライ環境下で分断するものであるから、切削液の供給や廃液回収のための機構や配管を省略でき、かつ、切断後の洗浄や乾燥工程も省略できて装置をコンパクトに構成することができる。また、本発明で用いる刃先(スクライビングホイールやダイヤモンドポイント)、特に円周稜線に沿って刃先部を有し、使用時に転動するスクライビングホイールは、歯こぼれ等が生じやすい従来の回転ブレードに比べて使用寿命が長いので、ランニングコストを抑えることができるといった効果がある。 In particular, in the present invention, the cutting fluid such as a conventional dicing saw is not used, and the cutting is performed in a dry environment. Therefore, the mechanism and piping for supplying the cutting fluid and collecting the waste fluid can be omitted, and the cutting is performed. Subsequent washing and drying steps can be omitted, and the apparatus can be made compact. In addition, the scribing wheel used in the present invention (scribing wheel or diamond point), particularly the scribing wheel that has a cutting edge portion along the circumferential ridgeline and rolls during use, is more difficult than conventional rotating blades that are prone to tooth spilling and the like. Since the service life is long, the running cost can be reduced.
以下、本発明の一実施形態に係るイメージセンサ用のウエハ積層体の分断方法を、図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の分断方法の第一段階である、加工対象となるCMOSイメージセンサ用のウエハ積層体Wの一部断面を示すものである。ウエハ積層体Wの構造は、上述した図8〜図10に示したものと基本的に同じ構造である。
すなわち、母体となる大面積(例えば直径8インチ)のガラスウエハ1と、その下面側に配置されるシリコンウエハ2とが格子状の樹脂隔壁4を介して接合される。
シリコンウエハ2の上面(接合面側)にはフォトダイオード形成領域(センシング領域)3が設けられている。フォトダイオード形成領域3にはフォトダイオードアレイが形成されており、イメージセンサの受光面として機能する。そして、フォトダイオード形成領域3近傍には、金属パッド5が形成され、この金属パッド5が形成された部分の直下にはシリコンウエハ2を上下に貫通するビア(貫通孔)6が形成されている。ビア6には電気的導電性に優れた導電材7が充填され(TSV)、ビア6下端にははんだバンプ8が形成されている。なお、上記したはんだバンプ8の下面に、所定の電気回路がパターニングされたPCB基板など(図示略)が接合される。
このCMOSイメージセンサ用ウエハ積層体Wは、図10に示したようにX−Y方向に延びる格子状の分断予定ラインLに沿って分断されることにより個片化され、チップサイズの単位製品であるウエハレベルパッケージW1が取り出されることになる。
Hereinafter, a method for dividing a wafer laminate for an image sensor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a partial cross section of a wafer laminate W for a CMOS image sensor to be processed, which is the first stage of the cutting method of the present invention. The structure of the wafer stack W is basically the same as that shown in FIGS.
That is, a
A photodiode formation region (sensing region) 3 is provided on the upper surface (bonding surface side) of the
As shown in FIG. 10, the CMOS image sensor wafer stack W is divided into pieces by being cut along a grid-like cutting planned line L extending in the XY direction, and is a chip-sized unit product. A certain wafer level package W1 is taken out.
次に分断加工手順について説明する。ウエハ積層体Wを図10の分断予定ラインLに沿って分断する際に、最初に、図5に示すようなスクライビングホイール10を用いてガラスウエハ1の表面にスクライブラインS1を加工する。
スクライビングホイール10は、超硬合金や焼結ダイヤモンドなどの工具特性に優れた材料で形成されており、円周稜線(外周面)に刃先部10aが形成されている。具体的には直径が1〜6mm、好ましくは1.5〜4mmで、刃先角度が85〜150度、好ましくは105〜140度のものを使用するのが好ましいが、加工されるガラスウエハ1の厚みや種類に応じて適宜選択される。
このスクライビングホイール10は、ホルダ11に回転可能に支持され、昇降機構12を介してスクライブ機構Aのスクライブヘッド24(図7参照)に取りつけられている。
本発明においては、刃先として、使用時に転動(受動的に回転)するスクライビングホイール10に代えて、固定刃であるダイヤモンドポイントを使用することも可能である。
Next, a parting procedure will be described. When the wafer stack W is cut along the line L to be cut in FIG. 10, first, the scribe line S1 is processed on the surface of the
The
The
In the present invention, instead of the
スクライブ機構Aは、ウエハ積層体Wを載置して保持するテーブル15を備えている。テーブル15は、水平なレール17に沿ってY方向(図7の前後方向)に移動できるようになっており、モータ(図示略)によって回転するネジ軸18により駆動される。さらにテーブル15は、モータを内蔵する回転駆動部19により水平面内で回動できるようになっている。
The scribe mechanism A includes a table 15 on which the wafer stack W is placed and held. The table 15 can move in the Y direction (front-rear direction in FIG. 7) along the
テーブル15を挟んで設けてある両側の支持柱20、20と、X方向に水平に延びるビーム(横桟)21とを備えたブリッジ22が、テーブル15上を跨ぐようにして設けられている。ビーム21には、X方向に水平に延びるガイド23が設けられ、このガイド23には、上記したスクライビングホイール10を備えたスクライブヘッド24が、モータMによってビーム21に沿ってX方向に移動できるように取りつけられている。
また、スクライブヘッド24には、レーザ光を照射するレーザ照射部25も取りつけられている。
A
The
上記したスクライブ機構Aのテーブル15上に、図1に示すように、ガラスウエハ1を上向きにした状態でウエハ積層体Wを載置し、スクライビングホイール10をガラスウエハ1の外表面で分断予定ラインに沿って押圧しながら転動させることにより、ガラスウエハ1にスクライブラインS1を形成する。なお、スクライブラインS1はウエハレベルパッケージW1の樹脂隔壁4の外側に形成される。
As shown in FIG. 1, the wafer stack W is placed on the table 15 of the scribing mechanism A with the
次いで第二段階として、図2に示すようにウエハ積層体Wを反転し、レーザ照射部25からのレーザ光を集光させてシリコンウエハ2の外表面の分断予定ラインに沿って照射する。このレーザ照射によるアブレーションによって、数μm(1〜10μm)程度の幅と深さの細い溝S2をシリコンウエハ2の外表面に形成する。
レーザ照射部25から照射されるレーザ光は、波長1062nmのUVレーザや、波長532nmのGreenレーザ等が好ましい。
Next, as a second stage, as shown in FIG. 2, the wafer stack W is inverted, the laser light from the
The laser light emitted from the
続いて第三段階として、図3に示すように、下側になっているガラスウエハ1の外表面で、スクライブラインS1を挟むようにその両脇に沿って延びる左右一対の受台13、13を配置し、上側になっているシリコンウエハ2の外表面から溝S2に向けて押圧部材14を押しつける。本実施例では、この押圧部材14として長尺で板状のブレイクバーを用いたが、これに換えて押しつけながら転動するローラで形成することもできる。押圧部材14としてのブレイクバーは、流体シリンダなどの昇降機構(図示略)を介して上下に昇降できるように形成されている。
Subsequently, as a third stage, as shown in FIG. 3, a pair of left and
この押圧部材14を押しつけることにより、ガラスウエハ1並びにシリコンウエハ2が押圧方向とは反対側に撓んで、ガラスウエハ1のスクライブラインS1並びにシリコンウエハ2の溝S2に沿ってガラスウエハ1の亀裂並びにシリコンウエハ2の溝から伸展する亀裂が厚み方向に浸透して分断され、これにより、個片化されたウエハレベルパッケージW1が分断予定ラインに沿って完全分断される。
この撓みによる分断において、ガラスウエハ1もシリコンウエハ2もそれぞれのスクライブラインS1、溝S2から亀裂が厚み方向に浸透して分断されるものであるから、従来のダイシングソーによる切削加工の場合のような切削幅を必要とせず、材料を有効利用することができるとともに、切削による場合のようなチッピングや切屑などの発生を抑制することができて、きれいな切断面で歩留まりよく分断することができる。
By pressing the
In this division by bending, both the
また、本発明では従来のダイシングソーのように切削液を使用せず、ドライ環境下で分断するものであるから、切削液の供給や廃液回収のための機構や配管を省略でき、かつ、切断後の洗浄や乾燥工程も省略できて、装置をコンパクトに構成することができる。さらに、本発明において用いた刃先(スクライビングホイールやダイヤモンドポイント)、特に円周稜線に沿って刃先部10aを有し、使用時に転動するスクライビングホイール10は、歯こぼれなどの生じやすい従来の回転ブレードに比べて使用寿命が長いので、ランニングコストを安く抑えることができる。
Further, in the present invention, the cutting fluid is not used as in the conventional dicing saw, and it is divided in a dry environment, so that the mechanism and piping for supplying the cutting fluid and collecting the waste fluid can be omitted, and the cutting is performed. Subsequent washing and drying steps can be omitted, and the apparatus can be made compact. Further, the cutting edge (scribing wheel or diamond point) used in the present invention, particularly the
本発明において、押圧部材14によるブレイク加工時に、ガラスウエハ1を受ける左右一対の受台13、13に代えて、図4に示すように、ガラスウエハ1が撓む程度に凹ませることが可能な厚みを有するクッション材16を、ガラスウエハ1のスクライブラインS1形成面に接して配置するようにしてもよい。
In the present invention, at the time of the break processing by the pressing
以上本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものではない。例えば上記実施例では、スクライビングホイール10とレーザ照射部25とを共通のスクライブヘッド24に保持させたが、それぞれを別のスクライブヘッドに保持させるように構成してもよい。
その他本発明ではその目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。
While typical examples of the present invention have been described above, the present invention is not necessarily limited to the above embodiments. For example, in the above-described embodiment, the
In addition, the present invention achieves its object and can be appropriately modified and changed without departing from the scope of the claims.
本発明の分断方法は、ガラスウエハとシリコンウエハを貼り合わせたウエハ積層体の分断に利用できる。 The dividing method of the present invention can be used for dividing a wafer laminate in which a glass wafer and a silicon wafer are bonded together.
A スクライブ機構
S1 ガラスウエハのスクライブライン
S2 シリコンウエハの溝
W ウエハ積層体
W1 ウエハレベルパッケージ
1 ガラスウエハ
2 シリコンウエハ
10 スクライビングホイール
10a 刃先部
14 押圧部材
15 テーブル
25 レーザ照射部
A scribe mechanism S1 glass wafer scribe line S2 silicon wafer groove W wafer stack W1
Claims (8)
刃先によって、前記ガラスウエハの外表面の分断予定ラインに沿ってスクライブラインを形成するガラススクライブ工程、及び、
前記シリコンウエハの外表面の分断予定ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、シリコンウエハの外表面にアブレーションによる溝を形成するシリコン溝形成工程を有し、
前記ガラススクライブ工程及びシリコン溝形成工程に次いで、前記ガラスウエハ並びにシリコンウエハを、それぞれのスクライブライン又は溝に沿って分断する分断工程を有することを特徴とするウエハ積層体の分断方法。 A method for dividing a wafer laminate having a structure in which a glass wafer and a silicon wafer are bonded via a resin layer,
A glass scribing step for forming a scribe line along a cutting line on the outer surface of the glass wafer by a blade edge; and
A silicon groove forming step of forming a groove by ablation on the outer surface of the silicon wafer by irradiating a laser beam along a predetermined division line of the outer surface of the silicon wafer;
Subsequent to the glass scribe step and the silicon groove forming step, the method for dividing a wafer laminate, comprising a dividing step of dividing the glass wafer and the silicon wafer along respective scribe lines or grooves.
前記ガラスウエハの外表面にスクライブラインを形成する刃先と、
前記シリコンウエハの外表面の分断予定ラインに沿ってレーザ光を照射することによって、シリコンウエハの外表面にアブレーションによる溝を形成するレーザ照射部と、
前記ガラスウエハ並びにシリコンウエハをそれぞれのスクライブライン又は溝に沿って分断する分断手段とを備えたことを特徴とするウエハ積層体の分断装置。 A wafer laminate separating apparatus having a structure in which a glass wafer and a silicon wafer are bonded together via a resin layer,
A cutting edge that forms a scribe line on the outer surface of the glass wafer;
A laser irradiation unit that forms a groove by ablation on the outer surface of the silicon wafer by irradiating a laser beam along a division planned line on the outer surface of the silicon wafer;
A wafer lamination body cutting device comprising: a cutting means for cutting the glass wafer and the silicon wafer along respective scribe lines or grooves.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013236414A JP2015097223A (en) | 2013-11-15 | 2013-11-15 | Segmentation method of wafer laminate, and segmentation device |
TW103124069A TW201519303A (en) | 2013-11-15 | 2014-07-14 | Cutting method and cutting apparatus for wafer laminated body |
KR1020140113011A KR20150056447A (en) | 2013-11-15 | 2014-08-28 | Dividing method and dividing apparatus for wafer laminated body |
CN201410525155.7A CN104658976A (en) | 2013-11-15 | 2014-10-08 | Dividing method and dividing apparatus for wafer laminated body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013236414A JP2015097223A (en) | 2013-11-15 | 2013-11-15 | Segmentation method of wafer laminate, and segmentation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015097223A true JP2015097223A (en) | 2015-05-21 |
Family
ID=53249944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013236414A Pending JP2015097223A (en) | 2013-11-15 | 2013-11-15 | Segmentation method of wafer laminate, and segmentation device |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015097223A (en) |
KR (1) | KR20150056447A (en) |
CN (1) | CN104658976A (en) |
TW (1) | TW201519303A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017005067A (en) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | Manufacturing apparatus and manufacturing method for semiconductor chip with solder ball |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105826180A (en) * | 2015-01-08 | 2016-08-03 | 三星钻石工业股份有限公司 | Method and device for breaking image sensor-used wafer laminated body |
JP6890885B2 (en) * | 2017-04-04 | 2021-06-18 | 株式会社ディスコ | Processing method |
CN108269812B (en) * | 2017-12-20 | 2019-02-15 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | A kind of wafer-level package process of optimization |
CN115863226B (en) * | 2023-02-28 | 2023-05-05 | 天津伍嘉联创科技发展股份有限公司 | Can break the breaker that the wafer inspection moves and carries automatically |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010021266A (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Oki Semiconductor Co Ltd | Joined wafer, fabrication method thereof, and fabrication method of semiconductor device |
JP2010056319A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Toshiba Corp | Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device |
JP2013055137A (en) * | 2011-09-01 | 2013-03-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | Chip interval maintenance method |
JP2013122984A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Canon Inc | Semiconductor device manufacturing method |
-
2013
- 2013-11-15 JP JP2013236414A patent/JP2015097223A/en active Pending
-
2014
- 2014-07-14 TW TW103124069A patent/TW201519303A/en unknown
- 2014-08-28 KR KR1020140113011A patent/KR20150056447A/en not_active Application Discontinuation
- 2014-10-08 CN CN201410525155.7A patent/CN104658976A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010021266A (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Oki Semiconductor Co Ltd | Joined wafer, fabrication method thereof, and fabrication method of semiconductor device |
JP2010056319A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Toshiba Corp | Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device |
JP2013055137A (en) * | 2011-09-01 | 2013-03-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | Chip interval maintenance method |
JP2013122984A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Canon Inc | Semiconductor device manufacturing method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017005067A (en) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | Manufacturing apparatus and manufacturing method for semiconductor chip with solder ball |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104658976A (en) | 2015-05-27 |
TW201519303A (en) | 2015-05-16 |
KR20150056447A (en) | 2015-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6506520B2 (en) | SiC slicing method | |
KR102210945B1 (en) | Wafer processing method | |
JP2015097223A (en) | Segmentation method of wafer laminate, and segmentation device | |
JP2017041482A (en) | Wafer processing method | |
CN1645563A (en) | Semiconductor wafer processing method | |
JP6140030B2 (en) | Method for dividing wafer laminate for image sensor | |
JP6185813B2 (en) | Method and apparatus for dividing wafer laminate for image sensor | |
JP6005708B2 (en) | Method and apparatus for dividing wafer laminate for image sensor | |
TWI582843B (en) | The manufacturing method of the attached wafer | |
CN110600372A (en) | Three-side cutting method for wafer | |
JP2018074083A (en) | Processing method of wafer | |
JP5913489B2 (en) | Scribing line forming and cutting method and scribing line forming and cutting apparatus for wafer stack for image sensor | |
JP2014013807A (en) | Wafer processing method | |
JP6185792B2 (en) | Semiconductor wafer cutting method | |
JP6401993B2 (en) | Wafer division method | |
JP5863264B2 (en) | Wafer processing method | |
JP2015149445A (en) | Method for processing wafer | |
JP2015126022A (en) | Processing method | |
JP2006059914A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2010251416A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
JP2018082109A (en) | Division method of glass plate and plate-shaped work | |
JP6938091B2 (en) | Processing method of work piece | |
JP2013035038A (en) | Semiconductor chip and method for manufacturing the same | |
JP6267566B2 (en) | Grooving tool and scribing device equipped with the groove machining tool |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160909 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170428 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170509 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170621 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170905 |