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JP7527728B2 - How the chip is manufactured - Google Patents

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JP7527728B2 JP2020180143A JP2020180143A JP7527728B2 JP 7527728 B2 JP7527728 B2 JP 7527728B2 JP 2020180143 A JP2020180143 A JP 2020180143A JP 2020180143 A JP2020180143 A JP 2020180143A JP 7527728 B2 JP7527728 B2 JP 7527728B2
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Description

本発明は、チップの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing chips.

IC(Integrated Circuit)及びLSI(Large Scale Integration)等のデバイスのチップは、携帯電話及びパーソナルコンピュータ等の各種電子機器において不可欠の構成である。このチップは、例えば、以下の順序で製造される。 Chips for devices such as ICs (Integrated Circuits) and LSIs (Large Scale Integration) are essential components in various electronic devices such as mobile phones and personal computers. These chips are manufactured, for example, in the following order:

まず、半導体材料からなる円盤状の基板を用意する。次いで、格子状に設定された複数のストリートで区画された領域にデバイスが形成されるように、導電膜及び絶縁膜を含む機能層を基板の表面に積層する。次いで、複数のストリートに沿ってウエーハを分割して個々のチップを製造する。 First, a disk-shaped substrate made of a semiconductor material is prepared. Next, functional layers including conductive and insulating films are laminated on the surface of the substrate so that devices are formed in areas partitioned by a number of streets set in a grid pattern. Next, the wafer is divided along the streets to manufacture individual chips.

ここで、基板の表面に機能層が積層される際には、一般的に、デバイスの性能を評価するためのTEG(Test Element Group)が複数のストリートのいずれかに設けられる。また、デバイスを形成するために利用される絶縁膜(例えば、低誘電率絶縁体被膜(Low-k膜))は、基板の表面の全体に設けられた後、エッチング等によって除去されずに複数のストリートに残存することが多い。 Here, when a functional layer is laminated on the surface of the substrate, a TEG (Test Element Group) for evaluating the performance of the device is generally provided on one of the multiple streets. In addition, an insulating film (e.g., a low-dielectric constant insulating film (Low-k film)) used to form the device is often provided over the entire surface of the substrate and then remains on multiple streets without being removed by etching or the like.

そのため、チップを製造する際には、基板のみならずTEG及びLow-k膜等を含む機能層を除去できる方法によってウエーハを分割する必要がある。そのための方法としては、例えば、レーザービームを用いる方法が知られている(特許文献1参照)。 Therefore, when manufacturing chips, it is necessary to divide the wafer using a method that can remove not only the substrate but also the functional layers including the TEG and low-k film. A method using a laser beam, for example, is known for this purpose (see Patent Document 1).

この方法においては、まず、機能層に吸収される波長のレーザービームを機能層の露出した表面側から照射してアブレーションを生じさせることで複数のストリートに存在する機能層を除去する。次いで、基板を透過する波長のレーザービームを基板の裏面側から基板の内部に集光点を位置付けて照射することで複数のストリートに存在する基板の内部に改質層を形成する。次いで、改質層が形成された基板を含むウエーハに外力を付与することで改質層を分割起点として複数のストリートに沿ってウエーハを分割する。 In this method, a laser beam with a wavelength absorbed by the functional layer is first irradiated from the exposed front side of the functional layer to cause ablation, thereby removing the functional layer present in the multiple streets. Next, a modified layer is formed inside the substrate present in the multiple streets by irradiating the substrate from the rear side with a laser beam with a wavelength that passes through the substrate, with the focal point positioned inside the substrate. Next, an external force is applied to the wafer including the substrate on which the modified layer has been formed, and the wafer is divided along the multiple streets, with the modified layer serving as the dividing point.

特開2007-173475号公報JP 2007-173475 A

上述のようにチップを製造する場合、複数のウエーハのそれぞれを同じ条件で連続的に加工することが一般的である。ただし、複数のウエーハの厚さ(それぞれのウエーハの厚さに面内ばらつきが存在する場合には、その平均厚さ)が異なる場合には、それらの全てを意図通りに分割できないことがある。 When manufacturing chips as described above, it is common to process multiple wafers in succession under the same conditions. However, if the thicknesses of the multiple wafers are different (or the average thickness if there is in-plane variation in the thickness of each wafer), it may not be possible to divide all of them as intended.

具体的には、複数のウエーハの厚さが異なる場合には、ウエーハがデバイスを含む領域において割れる、又は、ウエーハが分割されないといった加工不良が生じることがある。このような問題は、レーザービームの平均出力や基板の内部に改質層を形成する際にレーザービームが集光される位置(基板の裏面からのレーザービームの集光点の深さ)等の加工条件をウエーハの厚さに応じて変更することで防止され得る。ただし、このように加工条件を変更する場合には得られるチップの品質がばらつくといった品質不良が生じるおそれがある。 Specifically, when multiple wafers have different thicknesses, processing defects may occur, such as the wafer cracking in the area containing the device or not being divided. Such problems can be prevented by changing processing conditions, such as the average output of the laser beam and the position where the laser beam is focused when forming a modified layer inside the substrate (the depth of the focal point of the laser beam from the back surface of the substrate), according to the thickness of the wafer. However, changing processing conditions in this way may result in quality defects, such as variation in the quality of the resulting chips.

以上の点に鑑み、本発明の目的は、複数のウエーハの厚さが異なる場合であっても、加工不良及び品質不良を生じさせずにチップを製造できるチップの製造方法を提供することである。 In view of the above, the object of the present invention is to provide a chip manufacturing method that can manufacture chips without causing processing defects and quality defects, even when multiple wafers have different thicknesses.

本発明によれば、それぞれが基板及び該基板の表面に積層された機能層を有し、格子状に設定された複数のストリートで区画された領域に含まれる該基板の一部及び該機能層の一部によってデバイスが構成されている第1のウエーハ及び該第1のウエーハより厚い第2のウエーハを該複数のストリートに沿って分割して個々のチップを製造するチップの製造方法であって、該基板及び該機能層の少なくとも一方に吸収される波長のレーザービームを該機能層の露出した表面側から該複数のストリートに沿って照射することで、該機能層を貫通して該基板を露出させるレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップと、該レーザー加工溝形成ステップの後、該基板を透過する波長のレーザービームを該基板の裏面側から該基板の内部に集光点を位置付けて照射することで、該基板に分割起点となる改質層を形成する改質層形成ステップと、を備え、該第1のウエーハに対する該レーザー加工溝形成ステップにおけるレーザービームの集光点と該基板の裏面との間隔と、該第2のウエーハに対する該レーザー加工溝形成ステップにおけるレーザービームの集光点と該基板の裏面との間隔とが等しい状態で、該第1のウエーハに形成される該レーザー加工溝が該第2のウエーハに形成される該レーザー加工溝より浅くなるように、該レーザー加工溝形成ステップにおいて該第1のウエーハ及び該第2のウエーハにレーザービームを照射する、チップの製造方法が提供される。 According to the present invention, a method for manufacturing chips includes a first wafer and a second wafer thicker than the first wafer, each of which has a substrate and a functional layer laminated on the surface of the substrate, and a device is formed by a part of the substrate and a part of the functional layer included in an area partitioned by a plurality of streets set in a lattice pattern, and the first wafer and the second wafer are divided along the plurality of streets to manufacture individual chips. The method includes a laser processing groove forming step of forming a laser processing groove that penetrates the functional layer and exposes the substrate by irradiating a laser beam having a wavelength absorbed by at least one of the substrate and the functional layer from the exposed surface side of the functional layer along the plurality of streets, and a laser processing groove forming step of forming a laser processing groove that penetrates the functional layer and exposes the substrate after the laser processing groove forming step. and a modified layer forming step in which a modified layer that serves as a splitting starting point is formed on the substrate by irradiating the substrate with a laser beam from the rear side of the substrate with a focal point positioned inside the substrate, and the laser beam is irradiated to the first wafer and the second wafer in the laser groove forming step such that the laser groove formed on the first wafer is shallower than the laser groove formed on the second wafer, with the distance between the focal point of the laser beam on the first wafer and the rear side of the substrate being equal to the distance between the focal point of the laser beam on the second wafer and the rear side of the substrate in the laser groove forming step.

好ましくは、該レーザー加工溝形成ステップでは、該機能層に吸収される波長のレーザービームを該機能層の表面側から該複数のストリートに沿って照射した後、該基板に吸収される波長のレーザービームを該機能層の表面側から該複数のストリートに沿って照射する。 Preferably, in the laser groove formation step, a laser beam having a wavelength that is absorbed by the functional layer is irradiated from the surface side of the functional layer along the multiple streets, and then a laser beam having a wavelength that is absorbed by the substrate is irradiated from the surface side of the functional layer along the multiple streets.

本発明においては、レーザー加工溝形成ステップにおけるレーザービームの集光点と基板の裏面との間隔を一定に維持した状態で、薄いウエーハ(第1のウエーハ)に形成されるレーザー加工溝が厚いウエーハ(第2のウエーハ)に形成されるレーザー加工溝より浅くなるように、薄いウエーハ(第1のウエーハ)及び厚いウエーハ(第2のウエーハ)のそれぞれにレーザービームを照射する。 In the present invention, while maintaining a constant distance between the focal point of the laser beam and the back surface of the substrate in the laser groove forming step, a laser beam is irradiated onto each of the thin wafer (first wafer) and the thick wafer (second wafer) so that the laser groove formed in the thin wafer (first wafer) is shallower than the laser groove formed in the thick wafer (second wafer).

これにより、本発明においては、薄いウエーハ及び厚いウエーハのそれぞれに対して個別の加工条件を設定することなく、基板の裏面から所定の深さに改質層が形成されるように改質層形成ステップを同じ条件で行う場合であっても、改質層の近傍にレーザー加工溝の底面を位置付けることができる。そのため、薄いウエーハ及び厚いウエーハのそれぞれに外力を付与した場合に、改質層を分割起点とする亀裂がレーザー加工溝に向かって進展する蓋然性が高くなる。 As a result, in the present invention, even when the modified layer formation step is performed under the same conditions so that the modified layer is formed at a predetermined depth from the back surface of the substrate, without setting separate processing conditions for the thin wafer and the thick wafer, the bottom surface of the laser-processed groove can be positioned near the modified layer. Therefore, when an external force is applied to each of the thin wafer and the thick wafer, there is a high probability that a crack originating from the modified layer will progress toward the laser-processed groove.

換言すると、本発明においては、薄いウエーハの厚さ方向においてレーザー加工溝に重なる基板の領域(未加工領域)の厚さと厚いウエーハの未加工領域の厚さとの差を、薄いウエーハの厚さと厚いウエーハの厚さとの差より小さくできる。そのため、薄いウエーハ及び厚いウエーハのそれぞれに対して同じ条件で改質層形成ステップを行う場合であっても、両ウエーハの基板を同様の加工状態とすることができる。 In other words, in the present invention, the difference in thickness between the region of the substrate (unprocessed region) that overlaps with the laser-processed groove in the thickness direction of the thin wafer and the unprocessed region of the thick wafer can be made smaller than the difference in thickness between the thin wafer and the thick wafer. Therefore, even when the modified layer formation step is performed under the same conditions for each of the thin wafer and the thick wafer, the substrates of both wafers can be in the same processed state.

その結果、加工不良を生じさせずに複数のウエーハの全てを分割して、それぞれのウエーハから個々のチップを製造できる。また、本発明においては、レーザービームの平均出力や基板の内部に改質層を形成する際にレーザービームが集光される位置(基板の裏面からのレーザービームの集光点の深さ)等の加工条件をウエーハの厚さに応じて変更することなく複数のウエーハの全てを分割できるため、品質不良の発生が防止される。 As a result, all of the multiple wafers can be divided without causing processing defects, and individual chips can be manufactured from each wafer. Furthermore, in the present invention, all of the multiple wafers can be divided without changing processing conditions according to the wafer thickness, such as the average output of the laser beam and the position where the laser beam is focused when forming a modified layer inside the substrate (the depth of the focal point of the laser beam from the back surface of the substrate), thereby preventing the occurrence of quality defects.

図1(A)は、ウエーハの一例を模式的に示す斜視図であり、図1(B)は、薄いウエーハの一例を模式的に示す断面図であり、図1(C)は、厚いウエーハの一例を模式的に示す断面図である。FIG. 1(A) is a perspective view showing an example of a wafer, FIG. 1(B) is a cross-sectional view showing an example of a thin wafer, and FIG. 1(C) is a cross-sectional view showing an example of a thick wafer. 図2は、チップの製造方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flow chart showing an example of a method for manufacturing a chip. 図3は、レーザー加工溝形成ステップを行うレーザー加工装置及びウエーハを模式的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view that shows a schematic diagram of a laser processing apparatus and a wafer that perform the laser groove forming step. 図4(A)は、レーザー加工溝が形成された薄いウエーハの一例を模式的に示す断面図であり、図4(B)は、レーザー加工溝が形成された厚いウエーハの一例を模式的に示す断面図である。FIG. 4(A) is a cross-sectional view showing a schematic example of a thin wafer having a laser-processed groove formed therein, and FIG. 4(B) is a cross-sectional view showing a schematic example of a thick wafer having a laser-processed groove formed therein. 図5(A)は、改質層が形成された薄いウエーハの一例を模式的に示す断面図であり、図5(B)は、改質層が形成された厚いウエーハの一例を模式的に示す断面図である。FIG. 5(A) is a cross-sectional view showing a schematic example of a thin wafer on which a modified layer is formed, and FIG. 5(B) is a cross-sectional view showing a schematic example of a thick wafer on which a modified layer is formed. 図6(A)は、分割ステップを行う前のエキスパンド装置及びウエーハを模式的に示す断面図であり、図6(B)は、分割ステップを行った後のエキスパンド装置及びウエーハを模式的に示す断面図である。FIG. 6(A) is a cross-sectional view showing a schematic of the expanding apparatus and the wafer before the division step is performed, and FIG. 6(B) is a cross-sectional view showing a schematic of the expanding apparatus and the wafer after the division step is performed.

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1(A)は、チップを製造するために分割されるウエーハの一例を模式的に示す斜視図であり、図1(B)は、図1(A)に示されるような構造を有する薄いウエーハ(第1のウエーハ)の一例を模式的に示す断面図であり、図1(C)は、図1(A)に示されるような構造を有する厚いウエーハの一例を模式的に示す断面図である。 The embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. Fig. 1(A) is a perspective view showing an example of a wafer to be divided to manufacture chips, Fig. 1(B) is a cross-sectional view showing an example of a thin wafer (first wafer) having the structure shown in Fig. 1(A), and Fig. 1(C) is a cross-sectional view showing an example of a thick wafer having the structure shown in Fig. 1(A).

図1(A)に示されるウエーハ11は、外縁に結晶方位を示すためのノッチが形成された円盤状の基板13を有する。基板13は、例えば、シリコン(Si)からなり、その表面(上面)側の一部には不純物がドーピングされた不純物領域が設けられている。 The wafer 11 shown in FIG. 1(A) has a disk-shaped substrate 13 with a notch formed on the outer edge to indicate the crystal orientation. The substrate 13 is made of, for example, silicon (Si), and a portion of its surface (top surface) side is provided with an impurity region doped with impurities.

なお、基板13の材質、形状、構造及び大きさ等に制限はない。基板13は、例えば、シリコン以外の半導体、セラミックス、樹脂及び金属等の材料でなっていてもよい。また、基板13に不純物領域が設けられないこともある。また、基板13の外縁には、ノッチの代わりに結晶方位を示す平部、いわゆる、オリエンテーションフラット(オリフラ)が形成されていてもよい。 There are no limitations on the material, shape, structure, size, etc. of the substrate 13. The substrate 13 may be made of materials such as semiconductors other than silicon, ceramics, resins, and metals. The substrate 13 may not have an impurity region. The outer edge of the substrate 13 may have a flat portion indicating the crystal orientation, a so-called orientation flat, instead of a notch.

基板13の表面には、複数の絶縁膜及び複数の導電膜を含む機能層15が積層されている。ウエーハ11は、積層された基板13及び機能層15によって構成されており、その厚さは、例えば、275μm~325μmである。 A functional layer 15 including multiple insulating films and multiple conductive films is laminated on the surface of the substrate 13. The wafer 11 is composed of the laminated substrate 13 and functional layer 15, and has a thickness of, for example, 275 μm to 325 μm.

また、ウエーハ11においては、格子状に設定された複数のストリート17で区画された領域に含まれる基板13の一部(不純物が存在しない真性半導体領域及び不純物領域)及び機能層15の一部(絶縁膜及び導電膜)によってデバイス(IC等)19が構成されている。なお、デバイス19の種類、数量、形状、構造、大きさ及び配置等に制限はない。 In addition, in the wafer 11, devices (ICs, etc.) 19 are formed from parts of the substrate 13 (intrinsic semiconductor regions and impurity regions where no impurities exist) and parts of the functional layer 15 (insulating films and conductive films) contained in the areas partitioned by a plurality of streets 17 set in a lattice pattern. There are no limitations on the type, quantity, shape, structure, size, arrangement, etc. of the devices 19.

そして、本実施形態においては、図1(B)及び図1(C)に示されるように厚さが異なる複数のウエーハを分割して個々のチップを製造する。なお、図1(B)に示される薄いウエーハ(第1のウエーハ)11aと、図1(C)に示される厚いウエーハ(第2のウエーハ)11bとは、図1(B)に示される基板13aが図1(C)に示される厚い基板13bより薄い点を除いて同じ構造を有する。 In this embodiment, multiple wafers of different thicknesses are divided to manufacture individual chips as shown in Figures 1(B) and 1(C). The thin wafer (first wafer) 11a shown in Figure 1(B) and the thick wafer (second wafer) 11b shown in Figure 1(C) have the same structure, except that the substrate 13a shown in Figure 1(B) is thinner than the thick substrate 13b shown in Figure 1(C).

図2は、本実施形態に係るチップの製造方法の一例を示すフローチャートである。この方法においては、まず、機能層15の露出した表面側にレーザービームを照射することで、機能層15を貫通して基板13(13a,13a)を露出させるレーザー加工溝を形成する(レーザー加工溝形成ステップ:S1)。 Figure 2 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a chip according to this embodiment. In this method, a laser beam is first irradiated onto the exposed surface side of the functional layer 15 to form a laser groove that penetrates the functional layer 15 and exposes the substrate 13 (13a, 13a) (laser groove formation step: S1).

図3は、レーザー加工溝形成ステップ(S1)を行うレーザー加工装置及びウエーハ11を模式的に示す斜視図である。なお、図3に示されるX軸方向及びY軸方向は、水平面上において互いに直交する方向であり、また、Z軸方向は、X軸方向及びY軸方向に直交する方向(鉛直方向)である。 Figure 3 is a perspective view that shows a schematic diagram of a laser processing device and a wafer 11 that perform the laser groove forming step (S1). Note that the X-axis direction and the Y-axis direction shown in Figure 3 are directions that are perpendicular to each other on a horizontal plane, and the Z-axis direction is a direction (vertical direction) that is perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction.

図3に示されるレーザー加工装置2は、X軸方向及びY軸方向に概ね平行な円状の保持面を有し、この保持面でウエーハ11(11a,11b)を保持可能なチャックテーブル4を有する。チャックテーブル4は、吸引機構(不図示)に連結されている。 The laser processing device 2 shown in FIG. 3 has a circular holding surface that is roughly parallel to the X-axis and Y-axis directions, and has a chuck table 4 that can hold a wafer 11 (11a, 11b) on this holding surface. The chuck table 4 is connected to a suction mechanism (not shown).

吸引機構は、エジェクタ等を有し、チャックテーブル4の保持面に負圧を生じさせることが可能である。そして、保持面にウエーハ11(11a,11b)が載置された状態で吸引機構が動作すると、ウエーハ11(11a,11b)がチャックテーブル4に吸引保持される。 The suction mechanism has an ejector or the like and is capable of generating negative pressure on the holding surface of the chuck table 4. When the suction mechanism operates with the wafer 11 (11a, 11b) placed on the holding surface, the wafer 11 (11a, 11b) is suction-held to the chuck table 4.

さらに、チャックテーブル4は、X軸方向移動機構(不図示)及びY軸方向移動機構(不図示)に連結されている。X軸方向移動機構及びY軸方向移動機構は、例えば、ボールねじ及びモータ等を有する。そして、X軸方向移動機構及び/又はY軸方向移動機構が動作すると、チャックテーブル4は、X軸方向及び/又はY軸方向に沿って移動する。 Furthermore, the chuck table 4 is connected to an X-axis direction moving mechanism (not shown) and a Y-axis direction moving mechanism (not shown). The X-axis direction moving mechanism and the Y-axis direction moving mechanism have, for example, a ball screw and a motor. When the X-axis direction moving mechanism and/or the Y-axis direction moving mechanism operates, the chuck table 4 moves along the X-axis direction and/or the Y-axis direction.

また、チャックテーブル4は、回転機構(不図示)に連結されている。回転機構は、例えば、スピンドル及びモータ等を有する。そして、回転機構が動作すると、チャックテーブル4は、保持面の中心を通るZ軸方向に沿った直線を回転軸として回転する。 The chuck table 4 is also connected to a rotation mechanism (not shown). The rotation mechanism includes, for example, a spindle and a motor. When the rotation mechanism operates, the chuck table 4 rotates around a straight line along the Z-axis direction that passes through the center of the holding surface.

チャックテーブル4の上方には、レーザービーム照射ユニット6のヘッド8が設けられている。ヘッド8は、X軸方向に沿って延在する連結部10の先端部(一端部)に設けられている。なお、ヘッド8は集光レンズ及びミラー等の光学系を収容し、連結部10はミラー及び/又はレンズ等の光学系を収容する。 A head 8 of the laser beam irradiation unit 6 is provided above the chuck table 4. The head 8 is provided at the tip (one end) of a connecting part 10 that extends along the X-axis direction. The head 8 houses an optical system such as a focusing lens and a mirror, and the connecting part 10 houses an optical system such as a mirror and/or a lens.

連結部10の他端部は、Z軸方向移動機構(不図示)に連結されている。なお、Z軸方向移動機構は、例えば、ボールねじ及びモータ等を有する。そして、Z軸方向移動機構が動作すると、ヘッド8及び連結部10は、Z軸方向に沿って移動する。 The other end of the connecting part 10 is connected to a Z-axis direction movement mechanism (not shown). The Z-axis direction movement mechanism includes, for example, a ball screw and a motor. When the Z-axis direction movement mechanism operates, the head 8 and the connecting part 10 move along the Z-axis direction.

また、レーザービーム照射ユニット6は、基板13(13a,13a)及び機能層15の少なくとも一方に吸収される波長(例えば、355nm)のレーザービームを生成するレーザー発振器(不図示)を有する。 The laser beam irradiation unit 6 also has a laser oscillator (not shown) that generates a laser beam with a wavelength (e.g., 355 nm) that is absorbed by at least one of the substrate 13 (13a, 13a) and the functional layer 15.

レーザー発振器は、例えば、Nd:YAG等のレーザー媒質を有する。そして、レーザー発振器でレーザービームが生成されると、連結部10及びヘッド8の光学系を介して、レーザービームがチャックテーブル4の保持面側に照射される。 The laser oscillator has a laser medium such as Nd:YAG. When a laser beam is generated by the laser oscillator, the laser beam is irradiated onto the holding surface side of the chuck table 4 via the optical system of the connection part 10 and the head 8.

また、連結部10の側部には、チャックテーブル4の保持面側を撮像可能な撮像ユニット12が設けられている。撮像ユニット12は、例えば、可視光又は赤外線を出射するLED(Light Emitting Diode)等の光源と、対物レンズと、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子とを有する。そして、撮像ユニット12の対物レンズは、ヘッド8に収容された集光レンズからみてY軸方向に沿って離隔した位置に設けられている。 An imaging unit 12 capable of imaging the holding surface side of the chuck table 4 is provided on the side of the connecting portion 10. The imaging unit 12 has a light source such as an LED (Light Emitting Diode) that emits visible light or infrared light, an objective lens, and an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor. The objective lens of the imaging unit 12 is provided at a position separated along the Y-axis direction from the focusing lens housed in the head 8.

レーザー加工装置2を用いたレーザー加工溝形成ステップ(S1)は、例えば、以下の順序で行われる。まず、機能層15が上になるようにウエーハ11(11a,11b)をチャックテーブル4の保持面に載置する。次いで、ウエーハ11(11a,11b)がチャックテーブル4に吸引保持されるように吸引機構が動作する。 The laser processing groove formation step (S1) using the laser processing device 2 is performed, for example, in the following order. First, the wafer 11 (11a, 11b) is placed on the holding surface of the chuck table 4 with the functional layer 15 facing up. Next, the suction mechanism is operated so that the wafer 11 (11a, 11b) is suction-held on the chuck table 4.

次いで、可視光を用いた撮像ユニット12による撮像によって形成された機能層15の露出した表面の画像等に基づいて、複数のストリート17がX軸方向又はY軸方向に平行になるように回転機構がチャックテーブル4を回転させる。次いで、ヘッド8の直下に複数のストリート17の一部が位置付けられるようにX軸方向移動機構及びY軸方向移動機構がチャックテーブル4を移動させる。 Then, based on an image of the exposed surface of the functional layer 15 formed by imaging with the imaging unit 12 using visible light, the rotation mechanism rotates the chuck table 4 so that the multiple streets 17 are parallel to the X-axis direction or the Y-axis direction. Next, the X-axis direction movement mechanism and the Y-axis direction movement mechanism move the chuck table 4 so that some of the multiple streets 17 are positioned directly under the head 8.

次いで、X軸方向移動機構又はY軸方向移動機構がチャックテーブル4を移動させながら、基板13(13a,13a)及び機能層15の少なくとも一方に吸収される波長のレーザービームをレーザービーム照射ユニット6が照射する。 Then, while the X-axis direction moving mechanism or the Y-axis direction moving mechanism moves the chuck table 4, the laser beam irradiation unit 6 irradiates a laser beam having a wavelength that is absorbed by at least one of the substrate 13 (13a, 13a) and the functional layer 15.

なお、このレーザービームは、例えば、その平均出力が0.1W~50.0W(代表的には、1.0W~1.5W)であり、その繰り返し周波数が10kHz~50MHz(代表的には、40kHz~160kHz)であるパルスレーザービームである。また、チャックテーブル4のX軸方向又はY軸方向への移動速度(加工送り速度)は、例えば、50mm/s~1000mm/sである。 The laser beam is a pulsed laser beam with an average output of 0.1 W to 50.0 W (typically 1.0 W to 1.5 W) and a repetition frequency of 10 kHz to 50 MHz (typically 40 kHz to 160 kHz). The movement speed (processing feed speed) of the chuck table 4 in the X-axis or Y-axis direction is, for example, 50 mm/s to 1000 mm/s.

その結果、レーザービームが照射されたストリート17とZ軸方向において重なる機能層15及び基板13(13a,13a)にアブレーションが生じて、機能層15を貫通して基板13(13a,13a)を露出させるレーザー加工溝21が形成される。さらに、このレーザービームの照射を残りのストリート17に対して順次実施することで、複数のストリート17の全てにレーザー加工溝21が形成される。 As a result, ablation occurs in the functional layer 15 and the substrate 13 (13a, 13a) that overlap in the Z-axis direction with the street 17 irradiated with the laser beam, and a laser groove 21 is formed that penetrates the functional layer 15 and exposes the substrate 13 (13a, 13a). Furthermore, by sequentially irradiating the remaining streets 17 with this laser beam, laser grooves 21 are formed in all of the multiple streets 17.

図4(A)は、レーザー加工溝21aが形成された薄いウエーハ11aを模式的に示す断面図であり、図4(B)は、レーザー加工溝21bが形成された厚いウエーハ11bを模式的に示す断面図である。 Figure 4(A) is a cross-sectional view that shows a schematic of a thin wafer 11a with a laser-machined groove 21a formed therein, and Figure 4(B) is a cross-sectional view that shows a schematic of a thick wafer 11b with a laser-machined groove 21b formed therein.

レーザー加工溝形成ステップ(S1)においては、例えば、チャックテーブル4の保持面を基準としたレーザービーム照射ユニット6のヘッド8の高さを一定に維持した状態(すなわち、チャックテーブル4の保持面を基準としたレーザービームL1の集光点F1の高さを一定に維持した状態)で、薄いウエーハ11aに形成されるレーザー加工溝21aが厚いウエーハ11bに形成されるレーザー加工溝21bより浅くなるように、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bに対してレーザービームL1を照射する。 In the laser processing groove forming step (S1), for example, while maintaining the height of the head 8 of the laser beam irradiation unit 6 constant with respect to the holding surface of the chuck table 4 as a reference (i.e., maintaining the height of the focal point F1 of the laser beam L1 constant with respect to the holding surface of the chuck table 4 as a reference), the laser beam L1 is irradiated onto the thin wafer 11a and the thick wafer 11b so that the laser processing groove 21a formed in the thin wafer 11a is shallower than the laser processing groove 21b formed in the thick wafer 11b.

換言すると、集光レンズ8aによって集光されたレーザービームL1の集光点F1と基板13(13a,13b)の裏面との間隔d1を一定に維持した状態で、薄いウエーハ11aに形成されるレーザー加工溝21aが厚いウエーハ11bに形成されるレーザー加工溝21bより浅くなるように、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bにレーザービームL1を照射する。 In other words, while maintaining a constant distance d1 between the focal point F1 of the laser beam L1 focused by the focusing lens 8a and the rear surface of the substrate 13 (13a, 13b), the laser beam L1 is irradiated onto the thin wafer 11a and the thick wafer 11b so that the laser processed groove 21a formed in the thin wafer 11a is shallower than the laser processed groove 21b formed in the thick wafer 11b.

図2に示されるチップの製造方法においては、レーザー加工溝形成ステップ(S1)の後、基板13(13a,13a)の裏面側にレーザービームを照射することで、基板13(13a,13a)に分割起点となる改質層を形成する(改質層形成ステップ:S2)。 In the manufacturing method of the chip shown in FIG. 2, after the laser groove forming step (S1), a laser beam is irradiated onto the back side of the substrate 13 (13a, 13a) to form a modified layer that will be the starting point for splitting in the substrate 13 (13a, 13a) (modified layer forming step: S2).

なお、図2に示されるチップの製造方法においては、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bに対してレーザー加工溝形成ステップ(S1)及び改質層形成ステップ(S2)を行う順序は限定されない。 In the chip manufacturing method shown in FIG. 2, the order in which the laser groove formation step (S1) and the modified layer formation step (S2) are performed on the thin wafer 11a and the thick wafer 11b is not limited.

例えば、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bの一方に対するレーザー加工溝形成ステップ(S1)及び改質層形成ステップ(S2)を連続的に行った後に、他方に対するレーザー加工溝形成ステップ(S1)及び改質層形成ステップ(S2)を連続的に行ってもよい。 For example, the laser groove forming step (S1) and the modified layer forming step (S2) may be performed consecutively on one of the thin wafer 11a and the thick wafer 11b, and then the laser groove forming step (S1) and the modified layer forming step (S2) may be performed consecutively on the other.

あるいは、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bの双方に対するレーザー加工溝形成ステップ(S1)を連続的に行った後、双方に対する改質層形成ステップ(S2)を連続的に行ってもよい。 Alternatively, the laser groove formation step (S1) may be performed consecutively on both the thin wafer 11a and the thick wafer 11b, and then the modified layer formation step (S2) may be performed consecutively on both.

改質層形成ステップ(S2)は、例えば、図3に示されるレーザー加工装置2と同様の構造を有するレーザー照射装置を用いて行われる。ただし、改質層形成ステップ(S2)においては、基板13(13a,13a)を透過する波長(例えば、1099nm)のレーザービームが利用される。 The modified layer forming step (S2) is performed, for example, by using a laser irradiation device having a structure similar to that of the laser processing device 2 shown in FIG. 3. However, in the modified layer forming step (S2), a laser beam having a wavelength (for example, 1099 nm) that is transmitted through the substrate 13 (13a, 13a) is used.

そのため、改質層形成ステップ(S2)で用いられるレーザー照射装置は、この波長のレーザービームを生成するレーザー発振器を有する。また、このようなレーザー発振器が図3に示されるレーザー加工装置2に含まれる場合には、レーザー加工装置2を用いて改質層形成ステップ(S2)を行ってもよい。 Therefore, the laser irradiation device used in the modified layer formation step (S2) has a laser oscillator that generates a laser beam of this wavelength. In addition, if such a laser oscillator is included in the laser processing device 2 shown in FIG. 3, the modified layer formation step (S2) may be performed using the laser processing device 2.

レーザー照射装置を用いた改質層形成ステップ(S2)は、例えば、以下の順序で行われる。まず、基板13(13a,13b)が上になるようにウエーハ11(11a,11b)をチャックテーブルの保持面に載置する。次いで、ウエーハ11(11a,11b)がチャックテーブルに吸引保持されるように吸引機構が動作する。 The modified layer forming step (S2) using the laser irradiation device is performed, for example, in the following order. First, the wafer 11 (11a, 11b) is placed on the holding surface of the chuck table with the substrate 13 (13a, 13b) facing up. Next, the suction mechanism is operated so that the wafer 11 (11a, 11b) is suction-held on the chuck table.

次いで、赤外線を用いた撮像ユニットによる撮像によって形成された基板13(13a,13b)の表面の画像等に基づいて、複数のストリート17がX軸方向又はY軸方向に平行になるように回転機構がチャックテーブルを回転させる。次いで、集光レンズ等の光学系を有するレーザービーム照射ユニットのヘッドと基板13(13a,13b)の裏面との間隔が所定の距離になるようにZ軸方向移動機構がヘッドを移動させる。 Then, based on an image of the surface of the substrate 13 (13a, 13b) formed by imaging with an imaging unit using infrared rays, the rotation mechanism rotates the chuck table so that the multiple streets 17 are parallel to the X-axis direction or the Y-axis direction. Next, the Z-axis movement mechanism moves the head of the laser beam irradiation unit, which has an optical system such as a focusing lens, so that the distance between the head and the back surface of the substrate 13 (13a, 13b) is a predetermined distance.

次いで、ヘッドの直下に複数のストリート17の一部が位置するようにX軸方向移動機構及びY軸方向移動機構がチャックテーブルを移動させる。次いで、X軸方向移動機構又はY軸方向移動機構がチャックテーブルを移動させながら、基板13(13a,13b)を透過する波長のレーザービームをレーザービーム照射ユニットが照射する。この時、レーザービームの集光点は、基板13(13a,13b)の内部に位置付けられる。 Then, the X-axis direction movement mechanism and the Y-axis direction movement mechanism move the chuck table so that some of the multiple streets 17 are positioned directly under the head. Next, while the X-axis direction movement mechanism or the Y-axis direction movement mechanism moves the chuck table, the laser beam irradiation unit irradiates a laser beam with a wavelength that passes through the substrate 13 (13a, 13b). At this time, the focal point of the laser beam is positioned inside the substrate 13 (13a, 13b).

なお、このレーザービームは、例えば、その平均出力が0.5W~3.0W(代表的には、1.5W)であり、その繰り返し周波数が80kHz~150kHz(代表的には、100kHz)であるパルスレーザービームである。また、チャックテーブルのX軸方向又はY軸方向への移動速度(加工送り速度)は、例えば、50mm/s~1000mm/sである。 The laser beam is a pulsed laser beam with an average output of 0.5 W to 3.0 W (typically 1.5 W) and a repetition frequency of 80 kHz to 150 kHz (typically 100 kHz). The movement speed (processing feed speed) of the chuck table in the X-axis or Y-axis direction is, for example, 50 mm/s to 1000 mm/s.

その結果、レーザービームが照射されたストリート17とZ軸方向において重なる基板13(13a,13b)の内部に改質層が形成される。さらに、このレーザービームの照射を残りのストリート17に対して順次実施することで、複数のストリート17の全ての基板13(13a,13b)の内部に改質層が形成される。 As a result, modified layers are formed inside the substrates 13 (13a, 13b) that overlap in the Z-axis direction with the street 17 irradiated with the laser beam. Furthermore, by sequentially irradiating the remaining streets 17 with the laser beam, modified layers are formed inside all of the substrates 13 (13a, 13b) on the multiple streets 17.

図5(A)は、改質層23aが形成された薄いウエーハ11aを模式的に示す断面図であり、図5(B)は、改質層23bが形成された厚いウエーハ11bを模式的に示す断面図である。 Figure 5(A) is a cross-sectional view that shows a schematic of a thin wafer 11a on which a modified layer 23a is formed, and Figure 5(B) is a cross-sectional view that shows a schematic of a thick wafer 11b on which a modified layer 23b is formed.

改質層形成ステップ(S2)においては、例えば、基板13(13a,13b)の裏面を基準としたヘッドの高さを異ならせずに、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bに対してレーザービームL2を照射する。換言すると、集光レンズ8bによって集光されたレーザービームL2の集光点F2と基板13(13a,13b)の裏面との間隔d2を一定に維持した状態で薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bにレーザービームL2を照射する。 In the modified layer formation step (S2), for example, the laser beam L2 is irradiated onto the thin wafer 11a and the thick wafer 11b without changing the head height based on the back surface of the substrate 13 (13a, 13b). In other words, the laser beam L2 is irradiated onto the thin wafer 11a and the thick wafer 11b while maintaining a constant distance d2 between the focal point F2 of the laser beam L2 focused by the focusing lens 8b and the back surface of the substrate 13 (13a, 13b).

この場合、薄いウエーハ11aに形成される改質層23aとレーザー加工溝21aの底面との間隔が厚いウエーハ11bに形成される改質層23bとレーザー加工溝21bの底面との間隔に概ね等しくなるように、ウエーハ11(11a,11b)に改質層23a,23bを形成できる。 In this case, modified layers 23a and 23b can be formed on wafers 11 (11a and 11b) so that the distance between modified layer 23a formed on thin wafer 11a and the bottom surface of laser-processed groove 21a is approximately equal to the distance between modified layer 23b formed on thick wafer 11b and the bottom surface of laser-processed groove 21b.

図2に示されるチップの製造方法においては、改質層形成ステップ(S2)の後、外力を付与してウエーハ11(11a,11b)を分割する(分割ステップ:S3)。図6(A)は、分割ステップ(S3)を行う前のエキスパンド装置及びウエーハ11を示す断面図であり、図6(B)は、分割ステップ(S3)を行った後のエキスパンド装置及びウエーハ11を示す断面図である。 In the chip manufacturing method shown in FIG. 2, after the modified layer forming step (S2), an external force is applied to divide the wafer 11 (11a, 11b) (division step: S3). FIG. 6(A) is a cross-sectional view showing the expanding device and the wafer 11 before the division step (S3), and FIG. 6(B) is a cross-sectional view showing the expanding device and the wafer 11 after the division step (S3).

分割ステップ(S3)においては、まず、円盤状のエキスパンドテープ25の上面の周辺領域に環状のフレーム27を貼付し、また、その中央領域にウエーハ11(11a,11b)の基板13(13a,13b)を貼付する(図6(A)参照)。そして、エキスパンドテープ25を図6(A)及び図6(B)に示されるエキスパンド装置14によって拡張する。 In the division step (S3), first, an annular frame 27 is attached to the peripheral region of the upper surface of the disk-shaped expanding tape 25, and the substrate 13 (13a, 13b) of the wafer 11 (11a, 11b) is attached to the central region (see FIG. 6(A)). Then, the expanding tape 25 is expanded by the expanding device 14 shown in FIG. 6(A) and FIG. 6(B).

エキスパンド装置14は、円筒形のドラム16と、支持ユニット18とを有する。支持ユニット18は、ドラム16の上端部を囲むように設けられている環状の支持台20を有する。支持台20は、エキスパンドテープ25の周辺領域及びフレーム27を支持可能である。 The expanding device 14 has a cylindrical drum 16 and a support unit 18. The support unit 18 has an annular support base 20 that is arranged to surround the upper end of the drum 16. The support base 20 is capable of supporting the peripheral area of the expanding tape 25 and the frame 27.

また、支持ユニット18は、支持台20上においてその周方向に沿って概ね等間隔で配置された複数のクランプ22を有する。複数のクランプ22は、支持台20とともにエキスパンドテープ25の周辺領域及びフレーム27を把持して固定可能である。 The support unit 18 also has a number of clamps 22 arranged at approximately equal intervals along the circumferential direction of the support base 20. The clamps 22 can grip and fix the peripheral area of the expandable tape 25 and the frame 27 together with the support base 20.

また、支持ユニット18は、支持台20の下においてその周方向に沿って概ね等間隔で配置された複数のロッド24を有する。複数のロッド24は、支持台20及び複数のクランプ22を支持し、かつ、エアシリンダ等の昇降機構(不図示)によって昇降する。 The support unit 18 also has multiple rods 24 arranged at approximately equal intervals along the circumferential direction under the support base 20. The multiple rods 24 support the support base 20 and the multiple clamps 22, and are raised and lowered by a lifting mechanism (not shown) such as an air cylinder.

エキスパンドテープ25を拡張する際には、まず、支持台20の上面がドラム16の上端と同一平面上に位置付けられるように複数のロッド24を昇降させる。次いで、ウエーハ11(11a,11b)の基板13(13a,13b)が下向きになるようにエキスパンドテープ25の周辺領域及びフレーム27をクランプ22によって固定する(図6(A)参照)。 When expanding the expanding tape 25, first, the rods 24 are raised and lowered so that the upper surface of the support table 20 is positioned on the same plane as the upper end of the drum 16. Next, the peripheral area of the expanding tape 25 and the frame 27 are fixed by the clamps 22 so that the substrates 13 (13a, 13b) of the wafers 11 (11a, 11b) face downward (see FIG. 6(A)).

次いで、複数のロッド24を支持台20及び複数のクランプ22とともに下降させる。これにより、ドラム16の上端と支持台20が離隔した分だけ、エキスパンドテープ25の中央領域がウエーハ11(11a,11b)の平面方向へと拡張される。この時、エキスパンドテープ25に貼付されているウエーハ11(11a,11b)にも平面方向へと拡張させるような力が作用する。 Next, the rods 24 are lowered together with the support table 20 and the clamps 22. This causes the central region of the expand tape 25 to expand in the planar direction of the wafers 11 (11a, 11b) by the amount that the upper end of the drum 16 and the support table 20 are separated from each other. At this time, a force acts on the wafers 11 (11a, 11b) attached to the expand tape 25 to expand them in the planar direction.

そのため、ウエーハ11(11a,11b)の基板13(13a,13b)に内在する改質層23a,23bが分割起点となって基板13(13a,13b)に亀裂が発生し、この亀裂がレーザー加工溝21a,21bまで延伸する。その結果、ウエーハ11(11a,11b)が複数のストリート17において分割されて個々のチップが製造される(図6(B)参照)。 As a result, the modified layers 23a, 23b present in the substrate 13 (13a, 13b) of the wafer 11 (11a, 11b) become the starting point for splitting, causing cracks in the substrate 13 (13a, 13b), which then extend to the laser-machined grooves 21a, 21b. As a result, the wafer 11 (11a, 11b) is split at the multiple streets 17 to produce individual chips (see FIG. 6B).

図2に示されるチップの製造方法においては、レーザー加工溝形成ステップ(S1)におけるレーザービームL1の集光点F1と基板13(13a,13b)の裏面との間隔を一定に維持した状態で、薄いウエーハ11aに形成されるレーザー加工溝21aが厚いウエーハ11bに形成されるレーザー加工溝21bより浅くなるように、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bのそれぞれにレーザービームL1を照射する。 In the chip manufacturing method shown in FIG. 2, while maintaining a constant distance between the focal point F1 of the laser beam L1 and the back surface of the substrate 13 (13a, 13b) in the laser groove forming step (S1), the laser beam L1 is irradiated onto each of the thin wafer 11a and the thick wafer 11b so that the laser groove 21a formed in the thin wafer 11a is shallower than the laser groove 21b formed in the thick wafer 11b.

これにより、図2に示されるチップの製造方法においては、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bのそれぞれに対して個別の加工条件を設定することなく、基板13(13a,13b)の裏面から所定の深さに改質層23a,23bが形成されるように改質層形成ステップ(S2)を同じ条件で行う場合であっても、改質層23a,23bの近傍にレーザー加工溝21a,21bの底面を位置付けることができる。そのため、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bのそれぞれに外力を付与した場合に、改質層23a,23bを分割起点とする亀裂がレーザー加工溝21a,21bに向かって進展する蓋然性が高くなる。 As a result, in the chip manufacturing method shown in FIG. 2, even when the modified layer forming step (S2) is performed under the same conditions so that the modified layers 23a, 23b are formed at a predetermined depth from the back surface of the substrate 13 (13a, 13b) without setting individual processing conditions for each of the thin wafer 11a and the thick wafer 11b, the bottom surfaces of the laser processed grooves 21a, 21b can be positioned near the modified layers 23a, 23b. Therefore, when an external force is applied to each of the thin wafer 11a and the thick wafer 11b, there is a high probability that cracks starting from the modified layers 23a, 23b will progress toward the laser processed grooves 21a, 21b.

換言すると、図2に示されるチップの製造方法においては、薄いウエーハ11aの厚さ方向においてレーザー加工溝21aに重なる基板13aの領域(未加工領域)の厚さと厚いウエーハ11bの未加工領域の厚さとの差を、薄いウエーハ11aの厚さと厚いウエー11bハの厚さとの差より小さくできる。そのため、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bのそれぞれに対して同じ条件で改質層形成ステップ(S2)を行う場合であっても、両ウエーハ11(11a,11b)の基板13(13a,13b)を同様の加工状態とすることができる。 In other words, in the chip manufacturing method shown in FIG. 2, the difference in thickness between the region (unprocessed region) of the substrate 13a that overlaps the laser-processed groove 21a in the thickness direction of the thin wafer 11a and the unprocessed region of the thick wafer 11b can be made smaller than the difference in thickness between the thin wafer 11a and the thick wafer 11b. Therefore, even when the modified layer formation step (S2) is performed under the same conditions for each of the thin wafer 11a and the thick wafer 11b, the substrates 13 (13a, 13b) of both wafers 11 (11a, 11b) can be made to have the same processed state.

その結果、加工不良を生じさせずに薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bのそれぞれを分割して個々のチップを製造できる。また、図2に示されるチップの製造方法においては、レーザー加工溝形成ステップ(S1)において利用されるレーザービームL1及び改質層形成ステップ(S2)において利用されるレーザービームL2の平均出力や改質層形成ステップ(S2)におけるレーザービームL2が集光される位置(基板13(13a,13b)の裏面からのレーザービームL2の集光点F2の深さ)等の加工条件をウエーハ11(11a,11b)の厚さに応じて変更することなく、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bのそれぞれを分割できるため、品質不良の発生が防止される。 As a result, the thin wafer 11a and the thick wafer 11b can be divided into individual chips without causing processing defects. In addition, in the chip manufacturing method shown in FIG. 2, the thin wafer 11a and the thick wafer 11b can be divided into individual chips without changing the processing conditions such as the average output of the laser beam L1 used in the laser groove formation step (S1) and the laser beam L2 used in the modified layer formation step (S2) and the position where the laser beam L2 is focused in the modified layer formation step (S2) (the depth of the focusing point F2 of the laser beam L2 from the back surface of the substrate 13 (13a, 13b)) according to the thickness of the wafer 11 (11a, 11b), thereby preventing the occurrence of quality defects.

なお、上述したチップの製造方法は、本発明の一態様であって、当該方法と異なる特徴を有するチップの製造方法も本発明には含まれる。 The above-mentioned method for manufacturing chips is one aspect of the present invention, and the present invention also includes methods for manufacturing chips that have different characteristics from this method.

例えば、レーザー加工溝形成ステップ(S1)においては、ウエーハ11(11a,11b)の基板13(13a,13b)の裏面がテープの中央領域に貼付され、このテープの周辺領域に貼付された環状のフレームと一体化された状態のウエーハ11(11a,11b)に対してレーザービームL1を照射してもよい。すなわち、レーザー加工溝形成ステップ(S1)においては、このテープを介してチャックテーブル4にウエーハ11(11a,11b)が吸引保持された状態でウエーハ11(11a,11b)に対してレーザービームL1を照射してもよい。 For example, in the laser groove forming step (S1), the back surface of the substrate 13 (13a, 13b) of the wafer 11 (11a, 11b) is attached to the central region of a tape, and the laser beam L1 may be irradiated to the wafer 11 (11a, 11b) in a state where the wafer 11 (11a, 11b) is integrated with an annular frame attached to the peripheral region of the tape. That is, in the laser groove forming step (S1), the wafer 11 (11a, 11b) may be irradiated with the laser beam L1 in a state where the wafer 11 (11a, 11b) is suction-held to the chuck table 4 via the tape.

同様に、改質層形成ステップ(S2)においては、ウエーハ11(11a,11b)の機能層15の露出した表面がテープの中央領域に貼付され、このテープの周辺領域に貼付された環状のフレームと一体化された状態のウエーハ11(11a,11b)に対してレーザービームL2を照射してもよい。すなわち、改質層形成ステップ(S2)においては、このテープを介してチャックテーブルにウエーハ11(11a,11b)が吸引保持された状態でウエーハ11(11a,11b)に対してレーザービームL2を照射してもよい。 Similarly, in the modified layer forming step (S2), the exposed surface of the functional layer 15 of the wafer 11 (11a, 11b) may be attached to the central region of the tape and the laser beam L2 may be irradiated to the wafer 11 (11a, 11b) in a state where the wafer 11 (11a, 11b) is integrated with an annular frame attached to the peripheral region of the tape. That is, in the modified layer forming step (S2), the laser beam L2 may be irradiated to the wafer 11 (11a, 11b) in a state where the wafer 11 (11a, 11b) is suction-held on the chuck table via the tape.

あるいは、改質層形成ステップ(S2)においては、ウエーハ11(11a,11b)の裏面がテープの中央領域に貼付され、このテープの周辺領域に貼付された環状のフレームと一体化された状態のウエーハ11(11a,11b)に対してレーザービームL2を照射してもよい。すなわち、改質層形成ステップ(S2)においては、このテープを介してウエーハ11(11a,11b)に対してレーザービームL2を照射してもよい。 Alternatively, in the modified layer forming step (S2), the back surface of the wafer 11 (11a, 11b) may be attached to the central region of the tape, and the laser beam L2 may be irradiated to the wafer 11 (11a, 11b) in a state where the wafer 11 (11a, 11b) is integrated with an annular frame attached to the peripheral region of the tape. That is, in the modified layer forming step (S2), the laser beam L2 may be irradiated to the wafer 11 (11a, 11b) through the tape.

このようにウエーハ11(11a,11b)がフレームと一体化されている場合、ウエーハ11(11a,11b)の取り扱いが容易になる点で好ましい。また、改質層形成ステップ(S2)において機能層15の露出した表面にテープが貼付される場合、チャックテーブルとの接触に起因したデバイス19の破損を防止できる点で好ましい。 When the wafer 11 (11a, 11b) is integrated with the frame in this manner, it is preferable in that the wafer 11 (11a, 11b) can be easily handled. In addition, when tape is applied to the exposed surface of the functional layer 15 in the modified layer formation step (S2), it is preferable in that damage to the device 19 due to contact with the chuck table can be prevented.

他方、ウエーハ11(11a,11b)が直接チャックテーブルに吸引保持される場合、チップの製造工程が簡便になる点で好ましい。さらに、改質層形成ステップ(S2)において、裏面にテープが貼付されたウエーハ11(11a,11b)が用いられる場合、レーザー加工溝形成ステップ(S1)においてウエーハ11(11a,11b)の裏面に貼付されたテープを剥離してウエーハ11(11a,11b)の表面に転写する必要がない点で好ましい。 On the other hand, when the wafer 11 (11a, 11b) is directly suction-held on the chuck table, this is preferable in that the chip manufacturing process is simplified. Furthermore, when the wafer 11 (11a, 11b) with tape attached to its back surface is used in the modified layer formation step (S2), this is preferable in that it is not necessary to peel off the tape attached to the back surface of the wafer 11 (11a, 11b) and transfer it to the front surface of the wafer 11 (11a, 11b) in the laser-machined groove formation step (S1).

また、レーザー加工溝形成ステップ(S1)は、機能層15を分断するレーザー加工溝を形成する第1のステップ(S1-1)と、基板13(13a,13b)の内部に延在し、かつ、第1のステップ(S1-1)で形成されたレーザー加工溝より幅が狭いレーザー加工溝を形成する第2のステップ(S1-2)とによって構成されていてもよい。 The laser groove forming step (S1) may also be composed of a first step (S1-1) of forming a laser groove that divides the functional layer 15, and a second step (S1-2) of forming a laser groove that extends into the interior of the substrate 13 (13a, 13b) and has a narrower width than the laser groove formed in the first step (S1-1).

なお、形成されるレーザー加工溝の幅の調整は、例えば、ビームエキスパンダ等の光学素子を用いてレーザービームの径を制御することによって行われる。あるいは、ウエーハ11(11a,11b)のレーザービームが照射される箇所(被照射部)とレーザービームの集光点との間隔を調整することによって、ウエーハ11(11a,11b)に形成されるレーザー加工溝の幅を調整してもよい。 The width of the laser groove formed can be adjusted, for example, by controlling the diameter of the laser beam using an optical element such as a beam expander. Alternatively, the width of the laser groove formed on the wafer 11 (11a, 11b) can be adjusted by adjusting the distance between the point on the wafer 11 (11a, 11b) where the laser beam is irradiated (the irradiated portion) and the focal point of the laser beam.

具体的には、第2のステップ(S1-2)における被照射部とレーザービームの集光点との間隔を、第1のステップ(S1-1)における被照射部とレーザービームの集光点との間隔より短くすることによって、第2のステップ(S1-2)において形成されるレーザー加工溝の幅を第1のステップ(S1-1)において形成される加工溝より狭くしてもよい。 Specifically, the distance between the irradiated portion and the focal point of the laser beam in the second step (S1-2) may be made shorter than the distance between the irradiated portion and the focal point of the laser beam in the first step (S1-1), so that the width of the laser processed groove formed in the second step (S1-2) is narrower than the processed groove formed in the first step (S1-1).

第1のステップ(S1-1)においては、例えば、機能層15の露出した表面側から機能層15に吸収される波長のレーザービームを複数のストリート17に沿って照射する。また、第2のステップ(S1-2)においては、機能層15が分断されて露出された基板13(13a,13b)の表面側から基板13(13a,13b)に吸収される波長のレーザービームを複数のストリート17に沿って照射する。 In the first step (S1-1), for example, a laser beam having a wavelength that is absorbed by the functional layer 15 is irradiated along the multiple streets 17 from the exposed surface side of the functional layer 15. In the second step (S1-2), a laser beam having a wavelength that is absorbed by the substrate 13 (13a, 13b) is irradiated along the multiple streets 17 from the surface side of the substrate 13 (13a, 13b) where the functional layer 15 is cut and exposed.

ここで、第1のステップ(S1-1)においては、レーザービームの集光点を任意に設定すればよい。すなわち、第1のステップ(S1-1)においては、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bに対して、レーザービームの集光点と基板13(13a,13b)の裏面との間隔を一定に維持した状態でレーザービームを照射してもよいし、レーザービームの集光点と機能層15の露出した表面との間隔を一定に維持した状態でレーザービームを照射してもよい。 Here, in the first step (S1-1), the focal point of the laser beam may be set arbitrarily. That is, in the first step (S1-1), the laser beam may be irradiated onto the thin wafer 11a and the thick wafer 11b while maintaining a constant distance between the focal point of the laser beam and the back surface of the substrate 13 (13a, 13b), or the laser beam may be irradiated onto the thin wafer 11a and the thick wafer 11b while maintaining a constant distance between the focal point of the laser beam and the exposed surface of the functional layer 15.

他方、第2のステップ(S1-2)においては、例えば、チャックテーブル4の保持面を基準としたレーザービーム照射ユニット6のヘッド8の高さを一定に維持した状態(すなわち、チャックテーブル4の保持面を基準としたレーザービームの集光点の高さを一定に維持した状態)で、薄いウエーハ11aに形成されるレーザー加工溝が厚いウエーハ11bに形成されるレーザー加工溝より浅くなるように、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bに対してレーザービームを照射する。 On the other hand, in the second step (S1-2), for example, while maintaining the height of the head 8 of the laser beam irradiation unit 6 constant with respect to the holding surface of the chuck table 4 (i.e., maintaining the height of the focal point of the laser beam constant with respect to the holding surface of the chuck table 4), the laser beam is irradiated onto the thin wafer 11a and the thick wafer 11b so that the laser processed grooves formed in the thin wafer 11a are shallower than the laser processed grooves formed in the thick wafer 11b.

換言すると、レーザービームの集光点と基板13(13a,13b)の裏面との間隔を一定に維持した状態で、薄いウエーハ11aに形成されるレーザー加工溝21aが厚いウエーハ11bに形成されるレーザー加工溝21bより浅くなるように、薄いウエーハ11a及び厚いウエーハ11bにレーザービームを照射する。 In other words, while maintaining a constant distance between the focal point of the laser beam and the back surface of the substrate 13 (13a, 13b), the laser beam is irradiated onto the thin wafer 11a and the thick wafer 11b so that the laser processed groove 21a formed in the thin wafer 11a is shallower than the laser processed groove 21b formed in the thick wafer 11b.

このようにレーザー加工溝形成ステップ(S1)が第1のステップ(S1-1)と第2のステップ(S1-2)とによって構成される場合、第1のステップ(S1-1)において機能層15を確実に分断するとともに第2のステップ(S1-2)において所望の深さのレーザー加工溝を形成することが容易になる点で好ましい。他方、レーザー加工溝形成ステップ(S1)が単一のステップによって構成される場合、チップの製造工程が簡便になる点で好ましい。 When the laser groove forming step (S1) is thus composed of a first step (S1-1) and a second step (S1-2), this is preferable in that it makes it easier to reliably divide the functional layer 15 in the first step (S1-1) and to form a laser groove of the desired depth in the second step (S1-2). On the other hand, when the laser groove forming step (S1) is composed of a single step, this is preferable in that it simplifies the chip manufacturing process.

また、改質層形成ステップ(S2)においては、複数のストリート17に対するレーザービームL2の照射を複数回繰り返してもよい。例えば、レーザービームL2の集光点F2と基板13(13a,13b)の裏面との間隔が所定の値になる状態で複数のストリート17に対してレーザービームL2を照射した後、この間隔が当該所定の値から僅かに増加又は減少させた値になる状態で再び複数のストリート17に対してレーザービームL2を照射してもよい。 In addition, in the modified layer forming step (S2), the irradiation of the laser beam L2 onto the multiple streets 17 may be repeated multiple times. For example, the laser beam L2 may be irradiated onto the multiple streets 17 in a state where the distance between the focal point F2 of the laser beam L2 and the rear surface of the substrate 13 (13a, 13b) is a predetermined value, and then the laser beam L2 may be irradiated onto the multiple streets 17 again in a state where the distance is a value that is slightly increased or decreased from the predetermined value.

この場合、ウエーハ11(11a,11b)の厚さ方向に沿った基板13(13a,13b)の広い領域に改質層23a,23bを形成することができる。これにより、ウエーハ11(11a,11b)を分割して個々のチップを製造する際に加工不良が生じる蓋然性をさらに低減できる。 In this case, modified layers 23a, 23b can be formed in a wide area of substrate 13 (13a, 13b) along the thickness direction of wafer 11 (11a, 11b). This further reduces the likelihood of processing defects occurring when wafer 11 (11a, 11b) is divided to manufacture individual chips.

また、分割ステップ(S3)においては、レーザー加工溝21a,21bが形成された複数のストリート17にブレードを押し当てることで曲げ応力を付与する、いわゆる、ブレーキングによって、ウエーハ11(11a,11b)を分割して個々のチップを製造してもよい。 In addition, in the division step (S3), the wafer 11 (11a, 11b) may be divided into individual chips by pressing a blade against the multiple streets 17 on which the laser-machined grooves 21a, 21b are formed to impart bending stress, a process known as breaking.

その他、上述した実施形態及び変形例にかかる構造及び方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。 In addition, the structures and methods of the above-described embodiments and variations can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.

11(11a,11b):ウエーハ
13(13a,13b):基板
15 :機能層
17 :ストリート
19 :デバイス
21a,21b :レーザー加工溝
23a,23b :改質層
25 :エキスパンドテープ
27 :フレーム
2 :レーザー加工装置
4 :チャックテーブル
6 :レーザービーム照射ユニット
8 :ヘッド
8a,8b :集光レンズ
10 :連結部
12 :撮像ユニット
14 :エキスパンド装置
16 :ドラム
18 :支持ユニット
20 :支持台
22 :クランプ
24 :ロッド
11 (11a, 11b): Wafer 13 (13a, 13b): Substrate 15: Functional layer 17: Street 19: Device 21a, 21b: Laser processed groove 23a, 23b: Modified layer 25: Expanded tape 27: Frame 2: Laser processing device 4: Chuck table 6: Laser beam irradiation unit 8: Head 8a, 8b: Condenser lens 10: Connection part 12: Imaging unit 14: Expanding device 16: Drum 18: Support unit 20: Support stand 22: Clamp 24: Rod

Claims (2)

それぞれが基板及び該基板の表面に積層された機能層を有し、格子状に設定された複数のストリートで区画された領域に含まれる該基板の一部及び該機能層の一部によってデバイスが構成されている第1のウエーハ及び該第1のウエーハより厚い第2のウエーハを該複数のストリートに沿って分割して個々のチップを製造するチップの製造方法であって、
該基板及び該機能層の少なくとも一方に吸収される波長のレーザービームを該機能層の露出した表面側から該複数のストリートに沿って照射することで、該機能層を貫通して該基板を露出させるレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップと、
該レーザー加工溝形成ステップの後、該基板を透過する波長のレーザービームを該基板の裏面側から該基板の内部に集光点を位置付けて照射することで、該基板に分割起点となる改質層を形成する改質層形成ステップと、を備え、
該第1のウエーハに対する該レーザー加工溝形成ステップにおけるレーザービームの集光点と該基板の裏面との間隔と、該第2のウエーハに対する該レーザー加工溝形成ステップにおけるレーザービームの集光点と該基板の裏面との間隔とが等しい状態で、該第1のウエーハに形成される該レーザー加工溝が該第2のウエーハに形成される該レーザー加工溝より浅くなるように、該レーザー加工溝形成ステップにおいて該第1のウエーハ及び該第2のウエーハにレーザービームを照射することを特徴とする、チップの製造方法。
A method for manufacturing chips, comprising the steps of: dividing a first wafer and a second wafer thicker than the first wafer, each of which has a substrate and a functional layer laminated on a surface of the substrate, the first wafer and the second wafer having a thickness greater than the first wafer, the first wafer and the second wafer being formed on the substrate along a plurality of streets defined in a lattice pattern, to manufacture individual chips;
a laser groove forming step of irradiating a laser beam having a wavelength absorbed by at least one of the substrate and the functional layer from the exposed surface side of the functional layer along the plurality of streets to form a laser groove penetrating the functional layer and exposing the substrate;
and a modified layer forming step of forming a modified layer serving as a splitting starting point in the substrate by irradiating a laser beam having a wavelength that transmits the substrate from the rear side of the substrate with a focusing point positioned inside the substrate after the laser groove forming step,
a laser beam is irradiated onto the first wafer and the second wafer in the laser groove forming step such that the distance between the focal point of the laser beam in the laser groove forming step for the first wafer and the rear surface of the substrate is equal to the distance between the focal point of the laser beam in the laser groove forming step for the second wafer and the rear surface of the substrate, and the laser groove formed in the first wafer is shallower than the laser groove formed in the second wafer.
該レーザー加工溝形成ステップでは、該機能層に吸収される波長のレーザービームを該機能層の表面側から該複数のストリートに沿って照射した後、該基板に吸収される波長のレーザービームを該機能層の表面側から該複数のストリートに沿って照射する、請求項1に記載のチップの製造方法。 The method for manufacturing a chip according to claim 1, wherein in the laser groove forming step, a laser beam having a wavelength absorbed by the functional layer is irradiated from the surface side of the functional layer along the multiple streets, and then a laser beam having a wavelength absorbed by the substrate is irradiated from the surface side of the functional layer along the multiple streets.
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