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KR20170053113A - Wafer processing method - Google Patents

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KR20170053113A
KR20170053113A KR1020160141850A KR20160141850A KR20170053113A KR 20170053113 A KR20170053113 A KR 20170053113A KR 1020160141850 A KR1020160141850 A KR 1020160141850A KR 20160141850 A KR20160141850 A KR 20160141850A KR 20170053113 A KR20170053113 A KR 20170053113A
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line
divided
laser beam
dividing
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야스요시 유비라
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

The purpose of the present invention is to provide a wafer processing method, which is capable of preventing a modified layer from being irradiated with laser beam, which is previously formed around an intersection point through which an end portion of one line to be divided is brought into contact with the other line to be divided such that the lines become a T-shaped path, and preventing the laser beam from being reflected or scattered on the modified layer to prevent damage of a device due to leakage light when a wafer having at least one line to be divided formed discontinuously is processed with laser. The wafer processing method for dividing a wafer having at least a second line to be divided, which is formed discontinuously, among a first line to be divided and a second line to be divided that are orthogonally formed, into individual device chip comprises: a first direction modified line forming step of forming a first direction modified layer on the inside of a wafer along the first line to be divided; and a second direction modified layer forming step of forming a second direction modified layer on the inside of the wafer along the second line to be divided. The second direction modified layer forming step includes a T-shaped path processing step of forming the second direction modified layer on the inside of the second line to be divided crossing the first line to be divided, formed with the first direction modified layer such that the lines become a T-shaped path. In the T-shaped path processing step, a light converging point of laser beam is gradually raised to a backside of the wafer, as the light converging point of the laser beam approaches an intersection point of the T-shaped path, so as to prevent the conical laser beam from passing through the first direction modified layer that is previously formed.

Description

웨이퍼의 가공 방법{WAFER PROCESSING METHOD}[0001] WAFER PROCESSING METHOD [0002]

본 발명은, 실리콘 웨이퍼, 사파이어 웨이퍼 등의 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of processing a wafer such as a silicon wafer or a sapphire wafer.

IC, LSI, LED 등의 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼, 사파이어 웨이퍼 등의 웨이퍼는, 가공 장치에 의해 개개의 디바이스칩으로 분할되고, 분할된 디바이스칩은, 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 각종 전자 기기에 폭넓게 이용되고 있다. A wafer such as a silicon wafer or a sapphire wafer formed by dividing a plurality of devices such as ICs, LSIs, and LEDs by a line to be divided on its surface is divided into individual device chips by a processing device, Telephone, personal computer, and the like.

웨이퍼의 분할에는, 다이싱 소우(dicing saw)라고 불리는 절삭 장치를 이용한 다이싱 방법이 널리 채용되고 있다. 다이싱 방법에서는, 다이아몬드 등의 지립을 금속이나 수지로 굳혀 두께 30 ㎛ 정도로 한 절삭 블레이드를, 30000 rpm 정도의 고속으로 회전시키면서 웨이퍼에 절단해 들어감으로써 웨이퍼를 절삭하여, 웨이퍼를 개개의 디바이스칩으로 분할한다. A dicing method using a cutting apparatus called a dicing saw is widely used for wafer division. In the dicing method, a cutting blade, which is made of a metal or a resin and hardened by a metal or resin, is cut into a wafer while rotating a cutting blade having a thickness of about 30 占 퐉 at a high speed of about 30,000 rpm to cut the wafer, .

한편, 최근에는 레이저빔을 이용하여 웨이퍼를 개개의 디바이스칩으로 분할하는 방법이 개발되어 실용화되고 있다. 레이저빔을 이용하여 웨이퍼를 개개의 디바이스칩으로 분할하는 방법으로서, 이하에 설명하는 제1 및 제2 가공 방법이 알려져 있다. On the other hand, in recent years, a method of dividing a wafer into individual device chips using a laser beam has been developed and put into practical use. As a method of dividing a wafer into individual device chips using a laser beam, first and second processing methods described below are known.

제1 가공 방법은, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저빔의 집광점을 분할 예정 라인에 대응하는 웨이퍼의 내부에 위치 부여하고, 레이저빔을 분할 예정 라인을 따라서 조사하여 웨이퍼 내부에 개질층을 형성하고, 그 후 분할 장치에 의해 웨이퍼에 외력을 부여하여 웨이퍼를, 개질층을 분할 기점으로 하여, 개개의 디바이스칩으로 분할하는 방법이다(예컨대 일본 특허 제3408805호 참조). In the first processing method, a light-converging point of a laser beam having a wavelength that is transparent to a wafer is positioned inside a wafer corresponding to a line to be divided, and a laser beam is irradiated along a line to be divided, Then, an external force is applied to the wafer by a dividing device, and the wafer is divided into individual device chips by using the modified layer as a dividing point (see, for example, Japanese Patent No. 3408805).

제2 가공 방법은, 웨이퍼에 대하여 흡수성을 갖는 파장(예컨대 355 nm)의 레이저빔을 분할 예정 라인에 대응하는 영역에 조사하여 어블레이션(ablation) 가공에 의해 가공홈을 형성하고, 그 후 외력을 부여하여 웨이퍼를, 가공홈을 분할 기점으로 하여, 개개의 디바이스칩으로 분할하는 방법이다(예컨대 일본 특허 공개 평10-305420호 참조).In the second processing method, a laser beam of a wavelength (for example, 355 nm) having absorbency to a wafer is irradiated to a region corresponding to a line to be divided and a machining groove is formed by ablation processing, And dividing the wafer into individual device chips using the processed grooves as dividing points (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-305420).

상기 제1 가공 방법에서는, 가공 부스러기의 발생도 없고, 종래 일반적으로 이용되어 온 절삭 블레이드에 의한 다이싱에 비교하여, 절삭라인의 극소화나 무수 가공 등의 장점이 있어 널리 이용되고 있다. The first processing method has advantages such as minimization of a cutting line and water-free machining, compared to dicing by cutting blades that have been conventionally used without generation of machining debris, and are widely used.

또한, 레이저빔의 조사에 의한 다이싱 방법에서는, 프로젝션 웨이퍼 대신 이용되는, 분할 예정 라인(스트리트)이 비연속적인 구성의 웨이퍼를 가공할 수 있다고 하는 장점이 있다(예컨대 일본 특허 공개 제2010-123723호 참조). 분할 예정 라인이 비연속적인 웨이퍼의 가공에서는, 분할 예정 라인의 설정에 따라서 레이저빔의 출력을 온/오프하여 가공한다. Further, in the dicing method by irradiation of a laser beam, there is an advantage that a wafer which is used in place of a projection wafer and can be processed in a discontinuous configuration can be processed (for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2010-123723 See also In processing wafers in which the line to be divided is discontinuous, the output of the laser beam is turned on / off according to the setting of the line to be divided.

특허문헌 1 : 일본 특허 제3408805호 공보Patent Document 1: Japanese Patent No. 3408805 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 평10-305420호 공보Patent Document 2: JP-A-10-305420 특허문헌 3 : 일본 특허 공개 제2010-123723호 공보Patent Document 3: JP-A-2010-123723

그러나, 제1 방향으로 연속적으로 신장되는 분할 예정 라인에 제2 방향으로 신장되는 분할 예정 라인이 T자 경로가 되도록 맞부딪히는 교점 부근에서는, 다음과 같은 문제가 있다. However, there are the following problems in the vicinity of the intersection where the expected line to be divided, which is stretched in the second direction, on the line to be divided extending continuously in the first direction is a T-shaped path.

(1) 디바이스의 한 변에 평행한 제1 분할 예정 라인의 내부에 먼저 제1 개질층이 형성된, 제1 분할 예정 라인에 T자 경로가 되도록 교차하는 제2 분할 예정 라인의 내부에 제2 개질층을 형성하면, 레이저빔의 집광점이 T자 경로의 교점에 접근함에 따라서 이미 형성된 제1 개질층에 제2 분할 예정 라인을 가공하는 레이저빔의 일부가 조사되어, 레이저빔의 반사 또는 산란이 발생하고, 디바이스 영역으로 광이 누설되며, 이 누설광에 의해 디바이스에 손상을 주어 디바이스의 품질을 저하시킨다고 하는 문제가 있다. (1) A second modified line is formed inside a second line to be divided, in which a first modified layer is first formed inside a line to be divided, which is parallel to one side of the device, A part of the laser beam for processing the second dividing line to be formed is irradiated to the already formed first modified layer as the light-converging point of the laser beam approaches the intersection of the T-shaped path, so that reflection or scattering of the laser beam occurs Light is leaked to the device region, and the device is damaged by the leaked light, thereby deteriorating the quality of the device.

(2) 반대로, 디바이스의 한 변에 평행한 제1 분할 예정 라인에 개질층을 형성하기 전에, 제1 분할 예정 라인에 T자 경로가 되도록 맞부딪히는 제2 분할 예정 라인을 따라서 웨이퍼의 내부에 먼저 개질층을 형성하면, T자 경로의 교점 근방에 형성된 개질층으로부터 발생하는 크랙의 진행을 차단하는 개질층이 T자 경로의 교점에 존재하지 않는 것에 기인하여, T자 경로의 교점으로부터 크랙이 1∼2 mm 정도 신장되어 디바이스에 도달하여, 디바이스의 품질을 저하시킨다고 하는 문제가 있다. (2) On the contrary, before the reforming layer is formed on the first dividing line to be parallel to one side of the device, the inside of the wafer is first exposed along the second dividing line to be in the T- When the modified layer is formed, cracks are generated from the intersection of the T-shaped paths due to the fact that the modified layer that blocks the progress of the cracks generated from the modified layer formed near the intersection of the T-shaped paths is not present at the intersection of the T- To about 2 mm to reach the device, thereby deteriorating the quality of the device.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 적어도 한쪽의 분할 예정 라인이 비연속으로 형성된 웨이퍼를 레이저 가공할 때에, 한쪽의 분할 예정 라인의 단부가 다른 쪽의 분할 예정 라인에 T자 경로가 되도록 맞부딪히는 교점 부근에서 이미 형성된 개질층에 레이저빔이 조사되는 것을 억제하고, 개질층에서의 레이저빔의 반사 또는 산란을 방지하여, 누설광에 의한 디바이스의 손상을 방지할 수 있는 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of this point, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device, in which, when a wafer on which at least one line to be divided is formed discontinuously, It is possible to prevent the laser beam from being irradiated to the already formed modified layer in the vicinity of the intersection where the laser beam is confronted with the T-shaped path so as to prevent reflection or scattering of the laser beam in the modified layer, And a method of processing a wafer.

본 발명에 의하면, 제1 방향으로 형성된 복수의 제1 분할 예정 라인과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성된 복수의 제2 분할 예정 라인으로 구획된 각 영역에 디바이스가 형성되고, 상기 제1 분할 예정 라인과 상기 제2 분할 예정 라인 중 적어도 상기 제2 분할 예정 라인이 비연속으로 형성되는 웨이퍼를 개개의 디바이스칩으로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 상기 제1 분할 예정 라인을 따라서, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저빔을 웨이퍼의 이면측으로부터 웨이퍼의 내부에 집광하도록 조사하여, 웨이퍼의 내부에 상기 제1 분할 예정 라인을 따르는 복수층의 제1 방향 개질층을 형성하는 제1 방향 개질층 형성 단계와, 상기 제1 방향 개질층 형성 단계를 실시한 후, 상기 제2 분할 예정 라인을 따라서, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저빔을 웨이퍼의 이면측으로부터 웨이퍼의 내부에 집광하도록 조사하여, 웨이퍼의 내부에 상기 제2 분할 예정 라인을 따르는 복수층의 제2 방향 개질층을 형성하는 제2 방향 개질층 형성 단계와, 상기 제1 방향 개질층 형성 단계 및 상기 제2 방향 개질층 형성 단계를 실시한 후, 웨이퍼에 외력을 부여하여, 상기 제1 방향 개질층 및 상기 제2 방향 개질층을 파단 기점으로 웨이퍼를 상기 제1 분할 예정 라인 및 상기 제2 분할 예정 라인을 따라서 파단시킴으로써 개개의 디바이스칩으로 분할하는 분할 단계를 구비하고, 상기 제2 방향 개질층 형성 단계는, 상기 제1 방향 개질층이 형성된 상기 제1 분할 예정 라인에 T자 경로가 되도록 교차하는 상기 제2 분할 예정 라인의 내부에 제2 방향 개질층을 형성하는 T자 경로 가공 단계를 포함하고, 상기 T자 경로 가공 단계에서는, 레이저빔의 집광점이 T자 경로의 교점에 접근함에 따라서 상기 집광점을 웨이퍼의 이면측으로 서서히 상승시켜 원추형상의 레이저빔이 제1 방향 개질층을 지나가지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법이 제공된다. According to the present invention, a device is formed in each of the areas partitioned by a plurality of first dividing lines formed in a first direction and a plurality of second dividing lines formed in a second direction intersecting the first direction, A method of processing a wafer in which wafers in which at least the second dividing line is formed discontinuously among the first dividing line and the second dividing line are divided into individual device chips, In a first direction in which a plurality of first direction modification layers along the first dividing line are formed in the wafer, and the first direction modification layer is formed in the inside of the wafer so as to condense the laser beam, After the reforming layer forming step and the first direction reforming layer forming step are performed, A second direction reforming layer forming step of forming a plurality of layers of a second direction modification layer along the second dividing line in the wafer by irradiating the wafer with a laser beam of a wavelength having a wavelength from the back surface side of the wafer to the inside of the wafer, And forming the first direction modification layer and the second direction modification layer on the wafer so as to apply an external force to the wafer so that the first direction modification layer and the second direction modification layer And a dividing step of dividing the device chip into individual device chips by breaking along the first dividing line and the second dividing line, wherein the second direction modifying layer forming step is a step of dividing the first direction modifying layer And a T-shaped path forming step of forming a second direction modification layer inside the second dividing line to be intersected so as to form a T-shaped path on the dividing line, In the laser beam path processing step, as the light-converging point of the laser beam approaches the intersection of the T-shaped path, the light-converging point is gradually raised toward the back side of the wafer so that the conical laser beam does not pass through the first direction- A method of processing a wafer is provided.

본 발명의 웨이퍼의 가공 방법에 의하면, T자 경로 가공 단계에서는, 레이저빔의 집광점이 T자 경로의 교점에 접근함에 따라서 그 집광점을 웨이퍼의 이면측으로 서서히 상승시켜 원추형상의 레이저빔이 제1 방향 개질층을 지나가지 않도록 제어함으로써, 제2 방향 개질층을 형성할 때에 원추형상의 레이저빔이 제1 방향 개질층에 충돌하지 않기 때문에, 레이저빔의 산란 또는 반사에 의한 누설광이 발생하지 않아, 누설광이 디바이스를 어택하여 디바이스에 손상을 준다고 하는 문제를 해소할 수 있다. 따라서, 디바이스의 품질을 저하시키지 않고, 분할 예정 라인을 따라서 웨이퍼의 내부에 적정한 개질층을 형성할 수 있다. According to the processing method of a wafer of the present invention, in the T-shaped path processing step, as the converging point of the laser beam approaches the intersection of the T-shaped path, the converging point thereof is gradually raised toward the back side of the wafer, The conical laser beam does not collide with the first direction reforming layer when forming the second direction reforming layer by controlling so as not to pass through the reforming layer so that leakage light due to scattering or reflection of the laser beam is not generated, It is possible to solve the problem that the light attacks the device and damages the device. Therefore, an appropriate modified layer can be formed inside the wafer along the line to be divided without deteriorating the quality of the device.

도 1은 본 발명의 웨이퍼의 가공 방법을 실시하기에 적합한 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 레이저빔 발생 유닛의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 웨이퍼의 가공 방법으로 가공되기에 적합한 반도체 웨이퍼의 사시도이다.
도 4는 제1 방향 개질층 형성 단계를 나타내는 사시도이다.
도 5는 제1 방향 개질층 형성 단계를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 6은 T자 경로 가공 단계를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 7은 T자 경로 가공 단계를 나타내는 단면도이다.
도 8은 분할 장치의 사시도이다.
도 9는 분할 단계를 나타내는 단면도이다. Fig. 1 is a perspective view of a laser machining apparatus suitable for carrying out a method of processing a wafer of the present invention. Fig.
2 is a block diagram of the laser beam generating unit.
3 is a perspective view of a semiconductor wafer suitable for processing by the method of processing a wafer of the present invention.
4 is a perspective view showing a first direction modification layer forming step.
5 is a schematic sectional view showing a first direction reforming layer forming step.
6 is a schematic plan view showing a T-shaped path processing step.
7 is a cross-sectional view showing the T-shaped path forming step.
8 is a perspective view of the dividing device.
9 is a sectional view showing a dividing step.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 발명 실시형태의 웨이퍼의 가공 방법을 실시하기에 적합한 레이저 가공 장치(2)의 사시도가 나타나 있다. 레이저 가공 장치(2)는, 정지 베이스(4) 상에 탑재된 Y축 방향으로 신장되는 한 쌍의 가이드 레일(6)을 포함한다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Referring to Fig. 1, there is shown a perspective view of a laser machining apparatus 2 suitable for carrying out a method of processing a wafer according to an embodiment of the present invention. The laser processing apparatus 2 includes a pair of guide rails 6 mounted on a stationary base 4 and extending in the Y-axis direction.

Y축 이동 블록(8)이, 볼나사(10) 및 펄스 모터(12)로 구성되는 Y축 이송 기구(Y축 이송 수단)(14)에 의해 인덱싱 이송 방향, 즉 Y축 방향으로 이동하게 된다. Y축 이동 블록(8) 상에는, X축 방향으로 신장되는 한 쌍의 가이드 레일(16)이 고정된다. The Y-axis moving block 8 is moved in the indexing feeding direction, that is, the Y-axis direction by the Y-axis feeding mechanism (Y-axis feeding means) 14 constituted by the ball screw 10 and the pulse motor 12 . On the Y-axis moving block 8, a pair of guide rails 16 extending in the X-axis direction are fixed.

X축 이동 블록(18)이, 볼나사(20) 및 펄스 모터(22)로 구성되는 X축 이송 기구(X축 이송 수단)(28)에 의해, 가이드 레일(16)에 안내되어 가공 이송 방향, 즉 X축 방향으로 이동하게 된다. The X axis moving block 18 is guided by the guide rail 16 by the X axis feed mechanism (X axis feed means) 28 constituted by the ball screw 20 and the pulse motor 22, That is, in the X-axis direction.

X축 이동 블록(18) 상에는 원통형 지지 부재(30)를 통해 척테이블(24)이 탑재된다. 척테이블(24)에는, 도 4에 나타내는 고리형 프레임(F)을 클램핑하는 복수(본 실시형태에서는 4개)의 클램프(26)가 설치된다. A chuck table 24 is mounted on the X-axis moving block 18 through a cylindrical support member 30. [ The chuck table 24 is provided with a plurality of (four in this embodiment) clamps 26 for clamping the annular frame F shown in Fig.

베이스(4)의 후방에는 칼럼(32)이 세워져 설치된다. 칼럼(32)에는, 레이저빔 조사 유닛(34)의 케이싱(36)이 고정된다. 레이저빔 조사 유닛(34)은, 케이싱(36) 내에 수용된 레이저빔 발생 유닛(35)과, 케이싱(36)의 선단에 부착된 집광기(레이저 헤드)(38)를 포함한다. 집광기(38)는 상하 방향(Z축 방향)으로 미동 가능하게 케이싱(36)에 부착된다. At the rear of the base (4), a column (32) is set up. In the column 32, the casing 36 of the laser beam irradiation unit 34 is fixed. The laser beam irradiation unit 34 includes a laser beam generating unit 35 housed in a casing 36 and a condenser (laser head) 38 attached to the tip of the casing 36. The condenser 38 is attached to the casing 36 finely in the up-and-down direction (Z-axis direction).

레이저빔 발생 유닛(35)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 파장 1342 nm의 펄스 레이저를 발진하는 YAG 레이저 발진기 또는 YVO4 레이저 발진기 등의 레이저 발진기(42)와, 반복 주파수 설정 수단(44)과, 펄스폭 조정 수단(46)과, 레이저 발진기(42)로부터 발진된 펄스 레이저빔의 파워를 조정하는 파워 조정 수단(48)을 포함한다. 2, the laser beam generating unit 35 includes a laser oscillator 42 such as a YAG laser oscillator or YVO4 laser oscillator for oscillating a pulse laser with a wavelength of 1342 nm, a repetition frequency setting means 44, Pulse width adjusting means 46 and power adjusting means 48 for adjusting the power of the pulsed laser beam oscillated from the laser oscillator 42.

레이저빔 조사 유닛(34)의 케이싱(36)의 선단에는, 척테이블(24)에 유지된 웨이퍼(11)를 촬상하는 현미경 및 카메라를 갖춘, 촬상 유닛(40)이 장착된다. 집광기(38)와 촬상 유닛(40)은 X축 방향으로 정렬되어 설치된다. An image pickup unit 40 equipped with a microscope and a camera for picking up the wafer 11 held by the chuck table 24 is mounted on the tip of the casing 36 of the laser beam irradiation unit 34. The condenser 38 and the image pickup unit 40 are arranged in alignment in the X-axis direction.

도 3을 참조하면, 본 발명의 웨이퍼의 가공 방법에 의해 가공되기에 적합한 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼로 약칭하는 경우가 있음)(11)의 표면측 사시도가 나타나 있다. 웨이퍼(11)의 표면(11a)에는, 제1 방향으로 연속적으로 형성된 복수의 제1 분할 예정 라인(13a)과, 제1 분할 예정 라인(13a)과 직교하는 방향으로 비연속적으로 형성된 복수의 제2 분할 예정 라인(13b)이 형성되고, 제1 분할 예정 라인(13a)과 제2 분할 예정 라인(13b)으로 구획된 영역에 LSI 등의 디바이스(15)가 형성된다. Referring to Fig. 3, there is shown a front side perspective view of a semiconductor wafer 11 (hereinafter, simply referred to as a wafer) suitable for being processed by the method of processing a wafer of the present invention. A plurality of first dividing lines 13a continuously formed in the first direction and a plurality of second dividing lines 13b formed discontinuously in a direction orthogonal to the first dividing line 13a are formed on the surface 11a of the wafer 11. [ The expected bisecting line 13b is formed and the device 15 such as LSI is formed in the area partitioned by the first dividing line 13a and the second dividing line 13b.

본 발명 실시형태의 웨이퍼의 가공 방법을 실시하는 데에 있어서, 웨이퍼(11)는, 그 표면이, 외주부가 고리형 프레임(F)에 접착된 점착 테이프인, 다이싱 테이프(T)에 접착되는, 프레임 유닛의 형태로 이루어지고, 이 프레임 유닛의 형태로 웨이퍼(11)는 척테이블(24) 상에 배치되어 다이싱 테이프(T)를 통해 흡인 유지되며, 고리형 프레임(F)은 클램프(26)에 의해 클램핑되어 고정된다. In carrying out the processing method of the wafer of the embodiment of the present invention, the surface of the wafer 11 is bonded to the dicing tape T, which is an adhesive tape whose outer peripheral portion is bonded to the annular frame F And the wafer 11 is placed on the chuck table 24 in the form of a frame unit and held in suction through the dicing tape T while the annular frame F is clamped 26).

특별히 도시하지 않지만, 본 발명의 웨이퍼의 가공 방법에서는, 우선 척테이블(24)에 흡인 유지된 웨이퍼(11)를 레이저 가공 장치(2)의 촬상 유닛(40)의 바로 아래에 위치 부여하고, 촬상 유닛(40)에 의해 웨이퍼(11)를 촬상하며, 제1 분할 예정 라인(13a)을 집광기(38)와 X축 방향으로 정렬시키는 얼라이먼트를 실시한다. Although not specifically shown, in the method of processing a wafer of the present invention, the wafer 11 sucked and held by the chuck table 24 is positioned immediately below the image pickup unit 40 of the laser processing apparatus 2, The wafer 11 is picked up by the unit 40 and alignment is performed so that the first dividing line 13a is aligned with the condenser 38 in the X axis direction.

이어서, 척테이블(24)을 90° 회전시키고 나서, 제1 분할 예정 라인(13a)과 직교하는 방향으로 신장되는 제2 분할 예정 라인(13b)에 관해서도 동일한 얼라이먼트를 실시하고, 얼라이먼트의 데이터를 레이저 가공 장치(2)의 컨트롤러의 RAM에 저장한다. Subsequently, the chuck table 24 is rotated by 90 degrees, and then the second alignment scheduled line 13b extending in the direction orthogonal to the first division planned line 13a is subjected to the same alignment, And stores it in the RAM of the controller of the processing apparatus 2.

레이저 가공 장치(2)의 촬상 유닛(40)은 통상 적외선 카메라를 구비하고 있기 때문에, 이 적외선 카메라에 의해 웨이퍼(11)의 이면(11b)측으로부터 웨이퍼(11)를 투과하여 표면(11a)에 형성된 제1 및 제2 분할 예정 라인(13a, 13b)을 검출할 수 있다. Since the imaging unit 40 of the laser processing apparatus 2 usually includes an infrared camera, the infrared camera transmits the wafer 11 from the rear surface 11b side of the wafer 11 to the surface 11a The first and second lines to be divided 13a and 13b can be detected.

얼라이먼트 실시후, 제1 분할 예정 라인(13a)을 따라서 웨이퍼(11)의 내부에 제1 방향 개질층(17)을 형성하는 제1 방향 개질층 형성 단계를 실시한다. 이 제1 방향 개질층 형성 단계에서는, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장(예컨대 1342 nm)의 레이저빔의 집광점을 집광기(38)에 의해 웨이퍼(11)의 내부에 위치 부여하여, 웨이퍼(11)의 이면(11b)측으로부터 제1 분할 예정 라인(13a)에 조사하고, 척테이블(24)을 도 5에서 화살표 X1 방향으로 가공 이송함으로써, 웨이퍼(11)의 내부에 제1 분할 예정 라인(13a)을 따르는 제1 방향 개질층(17)을 형성한다. After the alignment, the first direction modification layer forming step for forming the first direction modification layer 17 inside the wafer 11 along the first division intended line 13a is performed. 4 and 5, the light-converging point of a laser beam (for example, 1342 nm) having a transmittance to the wafer (for example, 1342 nm) is condensed by the condenser 38 onto the wafer 11 The wafer 11 is irradiated to the first dividing line 13a from the backside 11b of the wafer 11 and the chuck table 24 is transferred and processed in the direction of the arrow X1 in FIG. The first direction modification layer 17 along the first dividing line 13a is formed.

바람직하게는, 집광기(38)를 상측으로 단계적으로 이동시켜, 웨이퍼(11)의 내부에 제1 분할 예정 라인(13a)을 따르는 복수층의 제1 방향 개질층(17), 예컨대 5층의 제1 방향 개질층(17)을 형성한다. Preferably, the condenser 38 is moved stepwise upwards to form a plurality of first direction modification layers 17 along the first dividing line 13a in the wafer 11, for example, Way reforming layer 17 is formed.

개질층(17)은, 밀도, 굴절률, 기계적 강도나 그 밖의 물리적 특성이 주위와는 상이한 상태가 된 영역을 말하며, 용융 재고화층으로서 형성된다. 이 제1 방향 개질층 형성 단계에서의 가공 조건은, 예컨대 다음과 같이 설정된다. The modified layer 17 is a region in which the density, refractive index, mechanical strength, and other physical properties are different from the surrounding, and is formed as a melt-fused layer. The processing conditions in the first direction reforming layer forming step are set as follows, for example.

광원 : LD 여기 Q 스위치 Light source: LD excitation Q switch

Nd : YVO4 펄스 레이저Nd: YVO4 pulsed laser

파장 : 1342 nm Wavelength: 1342 nm

반복 주파수 : 50 kHz Repetition frequency: 50 kHz

평균 출력 : 0.5 W Average power: 0.5 W

집광 스폿 직경 : φ 3 ㎛ Condensing spot diameter:? 3 占 퐉

가공 이송 속도 : 200 mm/sMachining feed rate: 200 mm / s

제1 방향 개질층 형성 단계를 실시한 후, 연장 방향(신장 방향)의 단부가 제1 분할 예정 라인(13a)에 T자 경로가 되도록 맞부딪히는 제2 분할 예정 라인(13b)을 따라서, 웨이퍼(11)에 대하여 투과성을 갖는 파장(예컨대 1342 nm)의 레이저빔을 웨이퍼(11)의 내부에 집광하도록 조사하여, 웨이퍼(11)의 내부에 제2 분할 예정 라인(13b)을 따르는 제2 방향 개질층(19)을 형성하는 제2 방향 개질층 형성 단계를 실시한다. After the first direction modification layer forming step is performed, the wafer 11 (11) along the second dividing line 13b where the end in the extending direction (extension direction) is brought into contact with the first dividing line 13a so as to form the T- (For example, 1342 nm) to the inside of the wafer 11 to form a second direction modification layer 13b along the second dividing line 13b inside the wafer 11, A second direction reforming layer forming step of forming a second direction reforming layer 19 is performed.

이 제2 방향 개질층 형성 단계에서는, 척테이블(24)을 90° 회전시킨 후, 웨이퍼(11)의 내부에 제2 분할 예정 라인(13b)을 따르는 복수층의 제2 방향 개질층(19)을 형성한다. In this second direction reforming layer forming step, after the chuck table 24 is rotated by 90 degrees, a plurality of second direction improving layers 19 along the second dividing line 13b are formed in the wafer 11, .

제2 방향 개질층 형성 단계는, 제1 방향 개질층(17)이 형성된 제1 분할 예정 라인(13a)에 T자 경로가 되도록 교차하는 제2 분할 예정 라인(13b)의 내부에 제2 방향 개질층(19)을 형성하는 T자 경로 가공 단계를 포함한다.The second direction reforming layer forming step is a step of forming a second direction reforming layer 13b in the second dividing line 13b intersecting the first dividing line 13a where the first direction modifying layer 17 is formed so as to form a T- To form a layer (19).

이 T자 경로 가공 단계를 도 7을 참조하여 설명한다. 여기서, 집광기(38)에 내장된 집광 렌즈의 개구수는 일반적으로 큰 값으로 설정되기 때문에, 레이저빔(LB)은 도 7에 나타낸 바와 같은 원추형상으로 집광된다. This T-path processing step will be described with reference to FIG. Here, since the numerical aperture of the condenser lens incorporated in the condenser 38 is generally set to a large value, the laser beam LB is condensed into a conical shape as shown in Fig.

본 발명의 T자 경로 가공 단계에서는, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 레이저빔(LB)의 집광점이 T자 경로의 교점에 접근함에 따라서 레이저빔(LB)의 집광점을 웨이퍼(11)의 이면(11b)측으로 서서히 상승시켜 원추형상의 레이저빔(LB)의 일부가 먼저 형성된 제1 방향 개질층(17)을 지나가지 않도록 제어한다. 6 and 7, as the light-converging point of the laser beam LB approaches the intersection of the T-shaped path, the light-converging point of the laser beam LB is moved to the wafer 11, So that a part of the conical laser beam LB does not pass through the first direction modification layer 17 formed beforehand.

복수층의 제2 방향 개질층(19)을 형성할 때에도, 레이저빔(LB)의 집광점이 T자 경로의 교점에 접근함에 따라서 집광점을 웨이퍼(11)의 이면(11b)측으로 서서히 상승시켜, 원추형상의 레이저빔(LB)의 일부가 먼저 형성된 제1 방향 개질층(17)을 지나가지 않도록 제어한다. The light condensing point gradually rises toward the back surface 11b of the wafer 11 as the light converging point of the laser beam LB approaches the intersection of the T-shaped path, And controls so that a part of the conical laser beam LB does not pass through the first direction modification layer 17 formed beforehand.

제2 분할 예정 라인(13b)이 제1 분할 예정 라인(13a)에 T자 경로가 되도록 맞부딪히는 위치의 X좌표, Y 좌표가 미리 판명되어 있기 때문에, 이것을 레이저 가공 장치(2)의 컨트롤러의 메모리에 미리 저장해 둔다. 그리고, 레이저빔(LB)의 집광점을 서서히 상승시키는 집광점의 좌표도 미리 메모리에 저장해 둔다. Since the X coordinate and the Y coordinate of the position where the second dividing line 13b is in contact with the first dividing line 13a so as to form a T-shaped path are known in advance, In advance. The coordinates of the light-converging point for gradually raising the light-converging point of the laser beam LB are also stored in advance in the memory.

이와 같이 집광점의 좌표치를 미리 메모리에 저장해 두는 것에 의해, 레이저 가공 장치(2)의 컨트롤러는 T자 경로 가공 단계에서의 집광점의 위치를 웨이퍼(11)의 이면(11b)측으로 서서히 상승시키도록 자동적으로 제어한다. By storing the coordinate value of the light-converging point in the memory in advance, the controller of the laser machining apparatus 2 gradually increases the position of the light-converging point in the T-path processing step toward the back surface 11b side of the wafer 11 Automatically controlled.

본 발명의 T자 경로 가공 단계에 있어서, 레이저빔(LB)의 집광점이 T자 경로의 교점에 접근함에 따라서 집광점을 웨이퍼(11)의 이면(11b)측으로 서서히 상승시켜 원추형상의 레이저빔(LB)의 일부가 먼저 형성된 제1 방향 개질층(17)을 지나가지 않도록 제어하기 때문에, T자 경로 가공 단계를 실시할 때에 원추형상의 레이저빔이 제1 방향 개질층(17)에 충돌하지 않아, 레이저빔의 산란 또는 반사에 의한 누설광이 발생하지 않는다. 따라서, 누설광이 디바이스(15)를 어택하여 디바이스(15)에 손상을 준다고 하는 문제를 해소할 수 있다. The converging point of the laser beam LB gradually approaches the intersection of the T-shaped path and gradually increases toward the back surface 11b of the wafer 11 so that the conical laser beam LB Of the first direction modification layer 17 does not pass through the first direction modification layer 17 formed beforehand, conical laser beams do not collide with the first direction modification layer 17 when the T-shaped path processing step is performed, No leakage light due to scattering or reflection of the beam is generated. Therefore, it is possible to solve the problem that the leaked light causes the device 15 to be attacked and the device 15 is damaged.

제1 방향 개질층 형성 단계 및 제2 방향 개질층 형성 단계를 실시한 후, 웨이퍼(11)에 외력을 부여하여, 제1 방향 개질층(17) 및 제2 방향 개질층(19)을 파단 기점으로 웨이퍼(11)를 제1 분할 예정 라인(13a) 및 제2 분할 예정 라인(13b)을 따라서 파단하여, 개개의 디바이스칩으로 분할하는 분할 단계를 실시한다. An external force is applied to the wafer 11 after the first direction reforming layer forming step and the second direction reforming layer forming step are performed to form the first direction modification layer 17 and the second direction modification layer 19 as break origins The wafer 11 is divided along the first dividing line 13a and the second dividing line 13b and is divided into individual device chips.

이 분할 단계는, 예컨대 도 8에 나타낸 바와 같은 분할 장치(익스팬드 장치)(50)를 사용하여 실시한다. 도 8에 나타내는 분할 장치(50)는, 고리형 프레임(F)을 유지하는 프레임 유지 수단(52)과, 프레임 유지 수단(52)에 유지된 고리형 프레임(F)에 장착되는 다이싱 테이프(T)를 확장시키는 테이프 확장 수단(54)을 구비한다. This dividing step is carried out, for example, by using a dividing device (expanding device) 50 as shown in Fig. 8 has a frame holding means 52 for holding an annular frame F and a dicing tape 52 mounted on an annular frame F held by the frame holding means 52 T) of the tape.

프레임 유지 수단(52)은, 고리형의 프레임 유지 부재(56)와, 프레임 유지 부재(56)의 외주에 설치된 고정 수단으로서의 복수의 클램프(58)로 구성된다. 프레임 유지 부재(56)의 상면은 고리형 프레임(F)을 배치하는 배치면(56a)을 형성하고, 이 배치면(56a) 상에 고리형 프레임(F)이 배치된다. The frame holding means 52 is constituted by an annular frame holding member 56 and a plurality of clamps 58 as fixing means provided on the outer periphery of the frame holding member 56. The upper surface of the frame holding member 56 forms a placement surface 56a for arranging the annular frame F and an annular frame F is arranged on the placement surface 56a.

그리고, 배치면(56a) 상에 배치된 고리형 프레임(F)은, 클램프(58)에 의해 프레임 유지 수단(52)에 고정된다. 이와 같이 구성된 프레임 유지 수단(52)은 테이프 확장 수단(54)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 지지된다. The annular frame F disposed on the placement surface 56a is fixed to the frame holding means 52 by the clamp 58. [ The frame holding means 52 constructed as described above is supported by the tape extending means 54 so as to be movable in the vertical direction.

테이프 확장 수단(54)은, 고리형의 프레임 유지 부재(56)의 내측에 설치된 확장 드럼(60)을 구비한다. 확장 드럼(60)의 상단은 덮개(62)로 폐쇄된다. 이 확장 드럼(60)은, 고리형 프레임(F)의 내경보다 작고, 고리형 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)에 접착되는 웨이퍼(11)의 외경보다 큰 내경을 갖는다. The tape expanding means 54 includes an extension drum 60 provided inside the annular frame holding member 56. The upper end of the expansion drum (60) is closed by the lid (62). The extension drum 60 has an inner diameter smaller than the inner diameter of the annular frame F and larger than the outer diameter of the wafer 11 adhered to the dicing tape T mounted on the annular frame F. [

확장 드럼(60)은 그 하단에 일체적으로 형성된 지지 플랜지(64)를 갖는다. 테이프 확장 수단(54)은 또한, 고리형의 프레임 유지 부재(56)를 상하 방향으로 이동시키는 구동 수단(66)을 구비한다. 이 구동 수단(66)은 지지 플랜지(64) 상에 설치된 복수의 에어 실린더(68)로 구성되고, 그의 피스톤 로드(70)는 프레임 유지 부재(56)의 하면에 연결된다. The expansion drum (60) has a support flange (64) integrally formed at the lower end thereof. The tape extending means 54 further includes a drive means 66 for moving the annular frame holding member 56 in the vertical direction. The driving means 66 is constituted by a plurality of air cylinders 68 provided on the supporting flange 64 and the piston rod 70 thereof is connected to the lower surface of the frame holding member 56.

복수의 에어 실린더(68)로 구성되는 구동 수단(66)은, 고리형의 프레임 유지 부재(56)를, 그 배치면(56a)이 확장 드럼(60)의 상단인 덮개(62)의 표면과 대략 동일 높이가 되는 기준 위치와, 확장 드럼(60)의 상단보다 소정량 하측의 확장 위치의 사이에서 상하 방향으로 이동시킨다. The driving means 66 constituted by the plurality of air cylinders 68 is configured such that the annular frame holding member 56 is fixed to the surface of the lid 62 which is the upper end of the expansion drum 60 And is moved vertically between a reference position at which it is approximately the same height and an extended position below the upper end of the expansion drum 60 by a predetermined amount.

이상과 같이 구성된 분할 장치(50)를 이용하여 실시하는 웨이퍼(11)의 분할 단계에 관해 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9의 (A)에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(11)를 다이싱 테이프(T)를 통해 지지한 고리형 프레임(F)을, 프레임 유지 부재(56)의 배치면(56a) 상에 배치하고, 클램프(58)에 의해 프레임 유지 부재(56)에 고정한다. 이 때, 프레임 유지 부재(56)는 그 배치면(56a)이 확장 드럼(60)의 상단과 대략 동일 높이가 되는 기준 위치에 위치 부여된다. The dividing step of the wafer 11 to be carried out using the dividing apparatus 50 configured as described above will be described with reference to Fig. 9A, the annular frame F supporting the wafer 11 with the dicing tape T is placed on the arrangement surface 56a of the frame holding member 56 And fixed to the frame holding member 56 by the clamp 58. At this time, the frame holding member 56 is positioned at a reference position in which the placement surface 56a thereof is substantially flush with the upper end of the extension drum 60. [

이어서, 에어 실린더(68)를 구동시켜 프레임 유지 부재(56)를 도 9의 (B)에 나타내는 확장 위치로 하강시킨다. 이에 따라, 프레임 유지 부재(56)의 배치면(56a) 상에 고정되는 고리형 프레임(F)을 하강시키기 때문에, 고리형 프레임(F)에 장착된 다이싱 테이프(T)는 확장 드럼(60)의 상단 가장자리에 접촉하여 주로 반경 방향으로 확장된다. Then, the air cylinder 68 is driven to lower the frame holding member 56 to the extended position shown in FIG. 9 (B). The dicing tape T mounted on the annular frame F is moved downward by the extension drum 60 so as to lower the annular frame F fixed on the placement surface 56a of the frame holding member 56 And extends mainly in the radial direction.

그 결과, 다이싱 테이프(T)에 접착되는 웨이퍼(11)에는 방사형으로 인장력이 작용한다. 이와 같이 웨이퍼(11)에 방사형으로 인장력이 작용하면, 제1 분할 예정 라인(13a)을 따라서 형성된 제1 방향 개질층(17) 및 제2 분할 예정 라인(13b)을 따라서 형성된 제2 방향 개질층(19)이 분할 기점이 되어, 웨이퍼(11)가 제1 분할 예정 라인(13a) 및 제2 분할 예정 라인(13b)을 따라서 파단되고, 개개의 디바이스칩(21)으로 분할된다. As a result, a tensile force acts radially on the wafer 11 bonded to the dicing tape T. When a tensile force acts radially on the wafer 11 as described above, the first direction modification layer 17 formed along the first dividing line 13a and the second direction modification layer 17 formed along the second dividing line 13b, which are formed along the first dividing line 13a, The wafer 19 becomes a division starting point and the wafer 11 is broken along the first dividing line 13a and the second dividing line 13b and is divided into the individual device chips 21. [

전술한 실시형태에서는, 본 발명의 가공 방법의 가공 대상이 되는 웨이퍼로서 반도체 웨이퍼(11)에 관해 설명했지만, 본 발명의 가공 대상이 되는 웨이퍼는 이것에 한정되는 것이 아니며, 사파이어를 기판으로 하는 광디바이스 웨이퍼 등의 다른 웨이퍼에도, 본 발명의 가공 방법은 동일하게 적용할 수 있다. Although the semiconductor wafer 11 has been described as the wafer to be processed in the processing method of the present invention in the above-described embodiment, the wafer to be processed in the present invention is not limited to this, and light of a sapphire substrate The processing method of the present invention is equally applicable to other wafers such as device wafers.

11 : 반도체 웨이퍼 13a : 제1 분할 예정 라인
13b : 제2 분할 예정 라인 15 : 디바이스
17 : 제1 방향 개질층 19 : 제2 방향 개질층
24 : 척테이블 34 : 레이저빔 조사 유닛
35 : 레이저빔 발생 유닛 38 : 집광기(레이저 헤드)
40 : 촬상 유닛 50 : 분할 장치11: semiconductor wafer 13a: first dividing line
13b: second dividing line 15: device
17: first direction reforming layer 19: second direction reforming layer
24: chuck table 34: laser beam irradiation unit
35: laser beam generating unit 38: condenser (laser head)
40: image pickup unit 50:

Claims (1)

제1 방향으로 형성된 복수의 제1 분할 예정 라인과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성된 복수의 제2 분할 예정 라인으로 구획된 각 영역에 디바이스가 형성되고, 상기 제1 분할 예정 라인과 상기 제2 분할 예정 라인 중 적어도 상기 제2 분할 예정 라인이 비연속으로 형성되는 웨이퍼를 개개의 디바이스칩으로 분할하는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
상기 제1 분할 예정 라인을 따라서, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저빔을 웨이퍼의 이면측으로부터 웨이퍼의 내부에 집광하도록 조사하여, 웨이퍼의 내부에 상기 제1 분할 예정 라인을 따르는 복수층의 제1 방향 개질층을 형성하는 제1 방향 개질층 형성 단계와,
상기 제1 방향 개질층 형성 단계를 실시한 후, 상기 제2 분할 예정 라인을 따라서, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저빔을 웨이퍼의 이면측으로부터 웨이퍼의 내부에 집광하도록 조사하여, 웨이퍼의 내부에 상기 제2 분할 예정 라인을 따르는 복수층의 제2 방향 개질층을 형성하는 제2 방향 개질층 형성 단계와,
상기 제1 방향 개질층 형성 단계 및 상기 제2 방향 개질층 형성 단계를 실시한 후, 웨이퍼에 외력을 부여하여, 상기 제1 방향 개질층 및 상기 제2 방향 개질층을 파단 기점으로 웨이퍼를 상기 제1 분할 예정 라인 및 상기 제2 분할 예정 라인을 따라서 파단시킴으로써 개개의 디바이스칩으로 분할하는 분할 단계를 구비하고,
상기 제2 방향 개질층 형성 단계는, 상기 제1 방향 개질층이 형성된 상기 제1 분할 예정 라인에 T자 경로가 되도록 교차하는 상기 제2 분할 예정 라인의 내부에 제2 방향 개질층을 형성하는 T자 경로 가공 단계를 포함하고,
상기 T자 경로 가공 단계에서는, 레이저빔의 집광점이 T자 경로의 교점에 접근함에 따라서 상기 집광점을 웨이퍼의 이면측으로 서서히 상승시켜 원추형상의 레이저빔이 제1 방향 개질층을 지나가지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법. A device is formed in each of the areas divided by a plurality of first dividing lines formed in a first direction and a plurality of second dividing lines formed in a second direction intersecting the first direction, And dividing the wafer in which at least the second dividing line is formed discontinuously among the second dividing lines into individual device chips,
A laser beam of a wavelength having a transmittance to the wafer is irradiated along the first line to be divided so as to condense the laser beam from the back side of the wafer into the inside of the wafer to form a plurality of layers A first direction reforming layer forming step of forming a one-way reforming layer,
After the first direction modification layer forming step is performed, a laser beam of a wavelength having a transmittance to the wafer is irradiated along the second dividing line to be condensed on the inside of the wafer from the back side of the wafer, A second direction modification layer formation step of forming a plurality of second direction modification layers along the second dividing line,
Wherein the first direction modification layer and the second direction modification layer formation step are performed by applying an external force to the wafer so that the first direction modification layer and the second direction modification layer are used as break origins, Divided into individual device chips by breaking along the expected line to be divided and the second predetermined line to be divided,
Wherein the second direction modification layer forming step includes a step of forming a second direction modification layer in the second dividing line intersecting the first dividing line where the first dividing line is formed, And a second step of forming a second substrate,
In the T-shaped path processing step, as the light-converging point of the laser beam approaches the intersection of the T-shaped path, the light-converging point is gradually raised toward the back side of the wafer so that the conical laser beam does not pass through the first direction- Wherein the wafer is processed by the method.
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