JP6917792B2 - Processing method of work piece - Google Patents
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Description
本発明は、分割予定ラインを有する被加工物の加工方法に関する。 The present invention relates to a method for processing a workpiece having a planned division line.
IC、LSI等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスに分割される。分割された各デバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。 A wafer in which a plurality of devices such as ICs and LSIs are partitioned by a scheduled division line and formed on the surface is divided into individual devices by a dicing apparatus and a laser processing apparatus. Each of the divided devices is used for electric devices such as mobile phones and personal computers.
レーザー加工装置は下記(1)及び(2)のタイプのものが存在し、被加工物の種類や加工品質等を考慮して適宜選択される。
(1)被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の上面に位置づけてレーザー光線を被加工物に照射しアブレーション加工を施して被加工物の上面に溝を形成するタイプ(たとえば特許文献1参照。)
(2)被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の内部に位置づけてレーザー光線を被加工物に照射し被加工物の内部に改質層を形成するタイプ(たとえば特許文献2参照。)
The laser processing apparatus includes the following types (1) and (2), and is appropriately selected in consideration of the type of the workpiece, the processing quality, and the like.
(1) A groove is formed on the upper surface of the work piece by irradiating the work piece with a laser beam at a condensing point of a laser beam having a wavelength that absorbs the work piece and irradiating the work piece with ablation. Type to form (see, for example, Patent Document 1)
(2) A type in which a condensing point of a laser beam having a wavelength that is transparent to the workpiece is positioned inside the workpiece and the laser beam is irradiated to the workpiece to form a modified layer inside the workpiece. (See, for example, Patent Document 2.)
しかし、多結晶構造のガラス板を分割する際に、分割予定ラインに沿ってアブレーション加工を施して分割の起点となる溝を形成し、その後外力を付与して分割すると分割面に微細な凹凸が生じてしまい加工品質が悪いという問題がある。 However, when dividing a glass plate having a polycrystalline structure, ablation is performed along the planned division line to form a groove that is the starting point of the division, and then an external force is applied to divide the glass plate, resulting in fine irregularities on the divided surface. There is a problem that it occurs and the processing quality is poor.
また、多結晶構造のガラス板を分割する際に、分割予定ラインに沿って内部に分割の起点となる改質層を形成し、その後外力を付与して分割すると分割面の品質は向上するものの上面のコーナー部がきれいに形成されない(たとえば、分割面の上端側部分が上面に対して傾斜してしまう等)の問題がある。 Further, when dividing a glass plate having a polycrystalline structure, a modified layer that serves as a starting point of division is formed inside along a planned division line, and then an external force is applied to divide the glass plate, although the quality of the divided surface is improved. There is a problem that the corner portion of the upper surface is not formed neatly (for example, the upper end side portion of the divided surface is inclined with respect to the upper surface).
上記した問題は、結晶方位に強い癖があるサファイア(Al2O3)、炭化ケイ素(SiC)、リチウムタンタレート(LiTaO3)、リチウムナイオベート(LiNbO3)を加工する際にも起こり得る。 The above problems can also occur when processing sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), lithium tantalate (LiTaO 3 ), and lithium niobate (LiNbO 3 ), which have a strong habit of crystal orientation.
上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、加工品質が向上した被加工物の加工方法を提供することである。 An object of the present invention made in view of the above facts is to provide a processing method for a workpiece having improved processing quality.
上記課題を解決するために本発明の第一の局面が提供するのは以下の被加工物の加工方法である。すなわち、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し集光点を被加工物の内部に位置づけると共に被加工物の上面に位置づける集光器と、該集光器を保護するカバーガラスとを備えるレーザー加工装置を用いて、分割予定ラインを有する被加工物を加工する加工方法であって、該カバーガラスを該集光器の端部から外した状態で、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の内部に位置づけて、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し改質層を形成する改質層形成工程と、該カバーガラスを該集光器の端部に位置づけた状態で、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の上面に位置づけて、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射しアブレーション加工によって溝を形成して該溝と該改質層とを連結させる溝形成工程と、被加工物に外力を付与して分割予定ラインに沿って被加工物を分割する分割工程と、から少なくとも構成される被加工物の加工方法である。 In order to solve the above problems, the first aspect of the present invention provides the following processing method for the workpiece. That is, the oscillator that oscillates the laser beam, the concentrator that collects the laser beam oscillated by the oscillator and positions the condensing point inside the work piece and the condenser that positions it on the upper surface of the work piece, and the concentrator are protected. A processing method for processing a work piece having a planned division line using a laser processing device provided with a cover glass, in which the cover glass is removed from the end of the condenser to form a work piece. On the other hand, the condensing point of the laser beam having a transmissive wavelength is positioned inside the workpiece, and the laser beam having a transmissive wavelength is irradiated to the workpiece along the planned division line to form a modified layer. In the modified layer forming step, and with the cover glass positioned at the end of the condenser, the focusing point of the laser beam having a wavelength that is absorbent to the workpiece is positioned on the upper surface of the workpiece. Then, a groove forming step of irradiating a work piece with a laser beam having a wavelength having absorbency along a planned division line to form a groove by ablation processing and connecting the groove and the modified layer, and a groove forming step to be processed. It is a processing method of a work piece composed of at least a division step of applying an external force to the work piece and dividing the work piece along a planned division line.
本発明の第一の局面に係る被加工物の加工方法においては、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の波長と、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の波長とは共に532nmであり、被加工物は、ガラス、サファイア(Al2O3)、炭化ケイ素(SiC)、リチウムタンタレート(LiTaO3)、リチウムナイオベート(LiNbO3)のいずれかであるのが好ましい。 In the method for processing a work piece according to the first aspect of the present invention, the wavelength of the laser beam having a wavelength that is transparent to the work piece and the wavelength of the laser beam having a wavelength that is absorbent to the work piece. The work piece is either glass, sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), lithium tantalate (LiTaO 3 ), or lithium niobate (LiNbO 3 ). preferable.
本発明の第二の局面が提供するのは以下の被加工物の加工方法である。すなわち、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し集光点を被加工物の内部に位置づけると共に被加工物の上面に位置づける集光器と、該集光器を保護するカバーガラスとを備えるレーザー加工装置を用いて、分割予定ラインを有する被加工物を加工する加工方法であって、該カバーガラスを該集光器の端部に位置づけた状態で、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の上面に位置づけて、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射しアブレーション加工によって溝を形成する溝形成工程と、該カバーガラスを該集光器の端部から外した状態で、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を該溝が形成された反対側から被加工物の内部に位置づけて、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し改質層を形成して該改質層と該溝とを連結させる改質層形成工程と、被加工物に外力を付与して分割予定ラインに沿って被加工物を分割する分割工程と、から少なくとも構成される被加工物の加工方法である。 The second aspect of the present invention provides the following processing method for the workpiece. That is, the oscillator that oscillates the laser beam, the concentrator that collects the laser beam oscillated by the oscillator and positions the condensing point inside the work piece and the condenser that positions it on the upper surface of the work piece, and the concentrator are protected. A processing method for processing a work piece having a planned division line using a laser processing device provided with a cover glass, in which the cover glass is positioned at the end of the concentrator , and the work piece is formed. On the other hand, the focusing point of the laser beam of the wavelength having absorbency is positioned on the upper surface of the work piece, and the laser beam of the wavelength having absorbency is irradiated to the work piece along the planned division line to form a groove by ablation processing. The groove forming step of forming and the condensing point of the laser beam having a wavelength that is transparent to the workpiece with the cover glass removed from the end of the concentrator are on the opposite side of the groove formation. Is positioned inside the work piece and is irradiated with a laser beam having a wavelength that is transparent to the work piece along the planned division line to form a modified layer, and the modified layer and the groove are connected to each other. It is a processing method of a work piece composed of at least a modified layer forming step and a division step of applying an external force to the work piece to divide the work piece along a planned division line.
本発明の第二の局面に係る被加工物の加工方法においても、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の波長と、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の波長とは共に532nmであり、被加工物は、ガラス、サファイア(Al2O3)、炭化ケイ素(SiC)、リチウムタンタレート(LiTaO3)、リチウムナイオベート(LiNbO3)のいずれかであるのが好適である。 Also in the method for processing a work piece according to the second aspect of the present invention, the wavelength of the laser beam having a wavelength that is transparent to the work piece and the wavelength of the laser beam having a wavelength that is absorbent to the work piece. The work piece is either glass, sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), lithium tantalate (LiTaO 3 ), or lithium niobate (LiNbO 3 ). Suitable.
本発明の第一の局面が提供する被加工物の加工方法は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し集光点を被加工物の内部に位置づけると共に被加工物の上面に位置づける集光器と、該集光器を保護するカバーガラスとを備えるレーザー加工装置を用いて、分割予定ラインを有する被加工物を加工する加工方法であって、該カバーガラスを該集光器の端部から外した状態で、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の内部に位置づけて、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し改質層を形成する改質層形成工程と、該カバーガラスを該集光器の端部に位置づけた状態で、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の上面に位置づけて、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射しアブレーション加工によって溝を形成して該溝と該改質層とを連結させる溝形成工程と、被加工物に外力を付与して分割予定ラインに沿って被加工物を分割する分割工程と、から少なくとも構成されているので、被加工物の内部に形成された改質層と被加工物の上面に形成された溝とが連結して分割面に微細な凹凸が生じることがないと共に、アブレーション加工が施された被加工物の上面のコーナー部がきれいに加工され、したがって加工品質が向上する。 The method for processing a work piece provided by the first aspect of the present invention is an oscillator that oscillates a laser beam and a work piece that collects the laser beam oscillated by the oscillator and positions a condensing point inside the work piece. a collector positioned on the upper surface of, by using the laser processing apparatus and a cover glass for protecting the light-concentrating device, a machining method for machining a workpiece having a dividing line, said the cover glass With the light collector removed from the end, the focusing point of the laser beam with a wavelength that is transparent to the work piece is positioned inside the work piece, and the wavelength that is transparent to the work piece. The modified layer forming step of irradiating the laser beam of No. 1 along the planned division line to form the modified layer, and the absorption of the work piece with the cover glass positioned at the end of the condenser. The condensing point of the laser beam having a wavelength is positioned on the upper surface of the work piece, and the laser beam having a wavelength that absorbs the work piece is irradiated along the planned division line to form a groove by ablation processing. Since it is composed of at least a groove forming step of connecting the modified layer and the work piece and a division step of applying an external force to the work piece to divide the work piece along the planned division line, the work piece is to be worked. The modified layer formed inside the work piece and the groove formed on the upper surface of the work piece are connected so that fine irregularities do not occur on the divided surface, and the upper surface of the work piece that has been ablated. The corners are processed cleanly, thus improving the processing quality.
本発明の第二の局面が提供する被加工物の加工方法は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し集光点を被加工物の内部に位置づけると共に被加工物の上面に位置づける集光器と、該集光器を保護するカバーガラスとを備えるレーザー加工装置を用いて、分割予定ラインを有する被加工物を加工する加工方法であって、該カバーガラスを該集光器の端部に位置づけた状態で、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の上面に位置づけて、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射しアブレーション加工によって溝を形成する溝形成工程と、該カバーガラスを該集光器の端部から外した状態で、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を該溝が形成された反対側から被加工物の内部に位置づけて、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し改質層を形成して該改質層と該溝とを連結させる改質層形成工程と、被加工物に外力を付与して分割予定ラインに沿って被加工物を分割する分割工程と、から少なくとも構成されているので、被加工物の内部に形成された改質層と被加工物の上面に形成された溝とが連結して分割面に微細な凹凸が生じることがないと共に、アブレーション加工が施された被加工物の上面のコーナー部がきれいに加工され、したがって加工品質が向上する。 The method for processing a work piece provided by the second aspect of the present invention is an oscillator that oscillates a laser beam and a work piece that collects the laser beam oscillated by the oscillator and positions a condensing point inside the work piece. This is a processing method for processing an workpiece having a planned division line by using a laser processing apparatus including a concentrator positioned on the upper surface of the concentrator and a cover glass for protecting the condenser. Positioned at the end of the condenser, the focusing point of the laser beam with a wavelength that is absorbent to the work piece is positioned on the upper surface of the work piece, and the wavelength that is absorbable to the work piece. The groove forming step of irradiating the laser beam of No. 1 along the planned division line to form a groove by ablation processing and the state in which the cover glass is removed from the end of the concentrator, the work piece has transparency. The focusing point of the wavelength laser beam is positioned inside the work piece from the opposite side where the groove is formed, and the work piece is modified by irradiating the work piece with a wavelength laser light beam that is transparent along the planned division line. At least from the modified layer forming step of forming a layer and connecting the modified layer and the groove, and the dividing step of applying an external force to the workpiece to divide the workpiece along the planned division line. Since it is configured, the modified layer formed inside the work piece and the groove formed on the upper surface of the work piece are not connected to cause fine irregularities on the divided surface, and ablation processing can be performed. The corners on the upper surface of the applied workpiece are processed cleanly, and therefore the processing quality is improved.
以下、本発明の被加工物の加工方法の実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the method for processing the workpiece of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すレーザー加工装置2は、被加工物を保持する保持手段4と、保持手段4に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段6と、保持手段4とレーザー光線照射手段6とを相対的に加工送りする加工送り手段8と、を少なくとも含む。
The laser machining apparatus 2 shown in FIG. 1 includes a
図1に示すとおり、保持手段4は、X軸方向において移動自在に基台10に搭載された矩形状のX軸方向可動板12と、Y軸方向において移動自在にX軸方向可動板12に搭載された矩形状のY軸方向可動板14と、Y軸方向可動板14の上面に固定された円筒状の支柱16と、支柱16の上端に固定された矩形状のカバー板18とを含む。カバー板18にはY軸方向に延びる長穴18aが形成され、長穴18aを通って上方に延びる円形状のチャックテーブル20が支柱16の上端に回転自在に搭載されている。チャックテーブル20の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック22が配置され、吸着チャック22は流路によって吸引手段(図示していない。)に接続されている。そして、チャックテーブル20においては、吸引手段によって吸着チャック22の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック22の上面に載置された被加工物を吸着して保持することができる。また、チャックテーブル20の周縁には、周方向に間隔をおいて複数のクランプ24が配置されている。なお、X軸方向は図1に矢印Xで示す方向であり、Y軸方向は図1に矢印Yで示す方向であってX軸方向に直交する方向である。X軸方向及びY軸方向が規定する平面は実質上水平である。
As shown in FIG. 1, the
図1及び図2を参照してレーザー光線照射手段6について説明する。レーザー光線照射手段6は、基台10の上面から上方に延び次いで実質上水平に延びる枠体26(図1参照。)と、枠体26に内蔵された発振器28(図2参照。)と、枠体26の先端下面に配置された集光器30(図1参照。)とを含む。発振器28は、被加工物に対して透過性を有すると共に吸収性を有する波長のパルスレーザー光線LBを発振するように構成されている。たとえば、被加工物がガラス、サファイア(Al2O3)、炭化ケイ素(SiC)、リチウムタンタレート(LiTaO3)、リチウムナイオベート(LiNbO3)のいずれかである場合に発振器28が発振するパルスレーザー光線LBの波長は、ガラス、サファイア、炭化ケイ素、リチウムタンタレート及びリチウムナイオベートのいずれに対しても透過性を有すると共に吸収性を有する波長である532nmに設定される。
The laser beam irradiation means 6 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The laser beam irradiating means 6 includes a frame body 26 (see FIG. 1) extending upward from the upper surface of the
図1を参照してレーザー光線照射手段6についての説明を続けると、レーザー光線照射手段6の集光器30は、枠体26の先端下面に昇降自在に装着された円筒状のケーシング32と、ケーシング32に内蔵され発振器28が発振したパルスレーザー光線LBを集光する集光レンズ34と、集光レンズ34で集光するパルスレーザー光線LBの集光点を上下方向に移動させる集光点位置調整手段(図示していない。)とを含む。集光点位置調整手段は、たとえば、ナット部が集光器30のケーシング32に固定され上下方向に延びるボールねじ(図示していない。)と、このボールねじの片端部に連結されたモータ(図示していない。)とを有する構成でよい。このような構成の集光点位置調整手段においては、ボールねじによりモータの回転運動を直線運動に変換してケーシング32に伝達し、上下方向に延びる案内レール(図示していない。)に沿ってケーシング32を昇降させ、これによって集光レンズ34で集光するパルスレーザー光線LBの集光点を上下方向に移動させる。そして集光器30においては、集光点位置調整手段でパルスレーザー光線LBの集光点を上下方向に移動させることにより、保持手段4に保持された被加工物の内部にパルスレーザー光線LBの集光点を位置づけることができると共に、保持手段4に保持された被加工物の上面にパルスレーザー光線LBの集光点を位置づけることができる。
Continuing the description of the laser beam irradiating means 6 with reference to FIG. 1, the
レーザー光線照射手段6においては、集光器30を保護するカバーガラスが選択的に位置づけられ、レーザー光線を透過して被加工物の内部に改質層が形成される内部加工が施される際は、カバーガラスが集光器30の端部から外され、レーザー光線を吸収して被加工物の上面にアブレーション加工が施される際は、カバーガラスが集光器30の端部に位置づけられるのが好ましい。図示の実施形態では図1に示すとおり、レーザー光線照射手段6は、集光器30に隣接して枠体26の先端下面から下方に延びる支持棒36と、支持棒36の軸線を中心として回転自在に支持棒36の下端に支持されたカバーガラス38とを含む。カバーガラス38は、上下方向に延びる支持棒36の軸線を中心として回転することにより、集光器30のケーシング32の下端部から遠ざかる非作用位置(図1に実線で示す位置)と、集光器30のケーシング32の下端部に位置する作用位置(図1に二点鎖線で示す位置)との間を移動自在に構成されている。そしてカバーガラス38は、被加工物の内部に改質層が形成される内部加工が施される際には加工領域からデブリが飛散することがないので非作用位置に位置づけられる。一方、被加工物の上面にアブレーション加工が施される際には加工領域からデブリが飛散するため、カバーガラス38が作用位置に位置づけられることにより、カバーガラス38によって集光器30が保護され、すなわち、カバーガラス38によって集光器30へのデブリの付着が防止される。また、図示の実施形態では図2に示すとおり、レーザー光線照射手段6は、更に、発振器28が発振したパルスレーザー光線LBの出力を調整するアッテネーター40と、アッテネーター40によって出力が調整されたパルスレーザー光線LBを反射して集光器30の集光レンズ34に導くミラー42とを含む。
In the laser beam irradiating means 6, the cover glass that protects the
図1に示すとおり、レーザー光線照射手段6の枠体26の先端下面には、保持手段4に保持された被加工物を撮像してレーザー加工すべき領域を検出するための撮像手段44が集光器30とX軸方向に間隔をおいて装着されている。撮像手段44は、可視光線により被加工物を撮像する通常の撮像素子(CCD)と、被加工物に赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段により照射された赤外線を捕らえる光学系と、光学系が捕らえた赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子(赤外線CCD)とを含む(いずれも図示していない。)。
As shown in FIG. 1, on the lower surface of the tip of the
図1を参照して加工送り手段8について説明する。図示の実施形態における加工送り手段8は、レーザー光線照射手段6に対して保持手段4のチャックテーブル20をX軸方向に移動させるX軸方向移動手段46と、レーザー光線照射手段6に対して保持手段4のチャックテーブル20をY軸方向に移動させるY軸方向移動手段48と、保持手段4の支柱16に対してチャックテーブル20を回転させる回転手段(図示していない。)とを含む。X軸方向移動手段46は、基台10上においてX軸方向に延びるボールねじ50と、ボールねじ50の片端部に連結されたモータ52とを有する。ボールねじ50のナット部(図示していない。)は、X軸方向可動板12の下面に固定されている。そしてX軸方向移動手段46は、ボールねじ50によりモータ52の回転運動を直線運動に変換してX軸方向可動板12に伝達し、基台10上の案内レール10aに沿ってX軸方向可動板12をX軸方向に進退させ、これによってレーザー光線照射手段6に対してチャックテーブル20をX軸方向に移動させる。Y軸方向移動手段48は、X軸方向可動板12上においてY軸方向に延びるボールねじ54と、ボールねじ54の片端部に連結されたモータ56とを有する。ボールねじ54のナット部(図示していない。)は、Y軸方向可動板14の下面に固定されている。そしてY軸方向移動手段48は、ボールねじ54によりモータ56の回転運動を直線運動に変換してY軸方向可動板14に伝達し、X軸方向可動板12上の案内レール12aに沿ってY軸方向可動板14をY軸方向に進退させ、これによってレーザー光線照射手段6に対してチャックテーブル20をY軸方向に移動させる。回転手段は、支柱16に内蔵されたモータ(図示していない。)を有し、上下方向に延びる軸線を中心として支柱16に対してチャックテーブル20を回転させる。
The machining feed means 8 will be described with reference to FIG. The processing feed means 8 in the illustrated embodiment includes an X-axis direction moving means 46 that moves the chuck table 20 of the holding means 4 with respect to the laser beam irradiating means 6 in the X-axis direction, and a holding means 4 with respect to the laser beam irradiating means 6. Includes a Y-axis direction moving means 48 for moving the chuck table 20 in the Y-axis direction, and a rotating means (not shown) for rotating the chuck table 20 with respect to the
図3には、被加工物の一例としてのウエーハ60が示されている。円盤状のウエーハ60は、ガラス、サファイア、炭化ケイ素、リチウムタンタレート又はリチウムナイオベートから形成されている。ウエーハ60の表面60aは、格子状の分割予定ライン62によって複数の矩形領域に区画され、複数の矩形領域のそれぞれにはデバイス64が形成されている。図示の実施形態では、周縁が環状フレーム66に固定された粘着テープ68にウエーハ60の裏面60bが貼り付けられている。なお、ウエーハ60の表面60aが粘着テープ68に貼り付けられていてもよい。
FIG. 3 shows a
被加工物をウエーハ60として、上述のレーザー加工装置2を用いてウエーハ60の分割予定ライン62に沿ってレーザー加工を施すと共に、ウエーハ60に外力を付与して分割予定ライン62に沿ってウエーハ60を個々のデバイス64に分割する被加工物の加工方法について説明する。図示の実施形態では、まず、ウエーハ60に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハ60の内部に位置づけて、ウエーハ60に対して透過性を有する波長のレーザー光線を分割予定ライン62に沿って照射し改質層を形成する改質層形成工程を実施する。分割予定ライン62に沿ってウエーハ60の内部に改質層を形成する内部加工を施す改質層形成工程では、加工領域からデブリが飛散することがないことから、まず、集光器30のケーシング32の下端部から遠ざかる非作用位置にカバーガラス38を位置づける。次いで、ウエーハ60の表面60aを上に向けて、保持手段4のチャックテーブル20の上面にウエーハ60を吸着させる。また、環状フレーム66の外周縁部を複数のクランプ24で固定する。次いで、撮像手段44で上方からウエーハ60を撮像する。次いで、撮像手段44で撮像したウエーハ60の画像に基づいて、加工送り手段8のX軸方向移動手段46、Y軸方向移動手段48及び回転手段でチャックテーブル20を移動及び回転させることにより、格子状の分割予定ライン62をX軸方向及びY軸方向に整合させると共に、X軸方向に整合させた分割予定ライン62の片端部の上方に集光器30を位置づける。次いで、集光点位置調整手段でパルスレーザー光線LBの集光点FPを上下方向に移動させることにより、図4に示すとおり、ウエーハ60の内部にパルスレーザー光線LBの集光点FPを位置づける。次いで、ウエーハ60と集光点FPとを相対的にX軸方向に移動させながら、ウエーハ60に対して透過性を有する波長(図示の実施形態では、ガラス、サファイア、炭化ケイ素、リチウムタンタレート及びリチウムナイオベートのいずれに対しても透過性を有すると共に吸収性を有する波長である532nm)のパルスレーザー光線LBを分割予定ライン62に沿って照射する改質層形成加工を施す。図示の実施形態では改質層形成加工において、集光点FPを移動させずに集光点FPに対してチャックテーブル20を所定の加工送り速度でX軸方向移動手段46によってX軸方向に加工送りする。改質層形成加工を行うと、図4に示すとおり、分割予定ライン62に沿ってウエーハ60の内部に改質層70が形成されると共に、改質層70から上方及び下方に向かって延びるクラック72が形成される。図示の実施形態では、改質層形成加工において照射するパルスレーザー光線LBの波長はウエーハ60に対して透過性を有すると共に吸収性を有する波長であるが、ウエーハ60の内部に集光点FPを位置づけることで、ウエーハ60の表面60aに形成されるスポットの径がウエーハ60の内部に位置づけられた集光点FPの径よりも大きく、ウエーハ60の表面60aにおけるスポットのエネルギー密度は集光点FPのエネルギー密度よりも小さくなることから、ウエーハ60の内部に分割の起点となる改質層70及びクラック72が形成される一方、ウエーハ60の上面にアブレーション加工が施されることはない。次いで、分割予定ライン62の間隔の分だけウエーハ60と集光点FPとを相対的にY軸方向にインデックス送りする。図示の実施形態ではインデックス送りにおいて、分割予定ライン62の間隔の分だけ、集光点FPを移動させずに集光点FPに対してチャックテーブル20をY軸方向移動手段48でY軸方向にインデックス送りする。そして、改質層形成加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより、X軸方向に整合させた分割予定ライン62のすべてに改質層形成加工を施す。また、加工送り手段8の回転手段によってチャックテーブル20を90度回転させた上で、改質層形成加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより、先に改質層形成加工を施した分割予定ライン62と直交する分割予定ライン62のすべてにも改質層形成加工を施し、格子状の分割予定ライン62に沿って改質層70及びクラック72を形成する。このような改質層形成工程は、たとえば以下の加工条件で実施することができる。
集光レンズの開口数(NA) :0.8
繰り返し周波数 :15kHz
平均出力 :0.8W
加工送り速度 :150mm/s
Using the work piece as a
Numerical aperture of condenser lens (NA): 0.8
Repeat frequency: 15kHz
Average output: 0.8W
Processing feed rate: 150 mm / s
改質層形成工程を実施した後、ウエーハ60に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の集光点をウエーハ60の上面に位置づけて、ウエーハ60に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ライン62に沿って照射しアブレーション加工によって溝を形成して溝と改質層70とを連結させる溝形成工程を実施する。分割予定ライン62に沿ってウエーハ60の上面にアブレーション加工を施す溝形成工程では、カバーガラス38によって集光器30を保護すべく、まず、集光器30のケーシング32の下端部に位置する作用位置にカバーガラス38を位置づける。次いで、改質層形成工程において撮像手段44で撮像したウエーハ60の画像に基づいて、改質層70が形成されたウエーハ60を吸着しているチャックテーブル20を加工送り手段8で適宜移動させることにより、X軸方向に整合している分割予定ライン62の片端部の上方に集光器30を位置づける。次いで、集光点位置調整手段でパルスレーザー光線LBの集光点FPを上下方向に移動させることにより、図5に示すとおり、ウエーハ60の表面60aにパルスレーザー光線LBの集光点FPを位置づける。次いで、ウエーハ60と集光点FPとを相対的にX軸方向に移動させながら、ウエーハ60に対して吸収性を有する波長(図示の実施形態では、ガラス、サファイア、炭化ケイ素、リチウムタンタレート及びリチウムナイオベートのいずれに対しても透過性を有すると共に吸収性を有する波長である532nm)のパルスレーザー光線LBを分割予定ライン62に沿って照射するアブレーション加工を施す。図示の実施形態ではアブレーション加工において、集光点FPを移動させずに集光点FPに対してチャックテーブル20を所定の加工送り速度でX軸方向移動手段46によってX軸方向に加工送りする。アブレーション加工を行うと、図5に示すとおり、分割予定ライン62に沿ってウエーハ60の表面60aに溝74が形成されると共に、改質層70から上方に向かって延びるクラック72を介して溝74と改質層70とが連結される。図示の実施形態では、アブレーション加工において照射するパルスレーザー光線LBの波長はウエーハ60に対して透過性を有すると共に吸収性を有する波長であるが、スポット径が小さくエネルギー密度が高い集光点FPをウエーハ60の表面60aに位置づけることで、集光点FPが位置づけられたウエーハ60の表面60aにおいてパルスレーザー光線LBが吸収されアブレーション加工が施されて分割の起点となる溝74が形成される一方、ウエーハ60の内部に改質層70及びクラック72が形成されることはない。また、アブレーション加工の際には加工領域からデブリが飛散するが、カバーガラス38が作用位置に位置づけられているので、集光器30へのデブリの付着が防止される。次いで、分割予定ライン62の間隔の分だけウエーハ60と集光点FPとを相対的にY軸方向にインデックス送りする。図示の実施形態ではインデックス送りにおいて、分割予定ライン62の間隔の分だけ、集光点FPを移動させずに集光点FPに対してチャックテーブル20をY軸方向移動手段48でY軸方向にインデックス送りする。そして、アブレーション加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより、X軸方向に整合させた分割予定ライン62のすべてにアブレーション加工を施す。また、加工送り手段8の回転手段によってチャックテーブル20を90度回転させた上で、アブレーション加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより、先にアブレーション加工を施した分割予定ライン62と直交する分割予定ライン62のすべてにもアブレーション加工を施し、図6に示すとおり、格子状の分割予定ライン62に沿って溝74を形成する。なお、図6においては分割予定ライン62、改質層70及びクラック72の符号を省略している。このような溝形成工程は、たとえば以下の加工条件で実施することができる。
集光レンズの開口数(NA) :0.8
繰り返し周波数 :15kHz
平均出力 :0.8W
加工送り速度 :90mm/s
After carrying out the modified layer forming step, the focusing point of the laser beam having a wavelength that is absorbent to the
Numerical aperture of condenser lens (NA): 0.8
Repeat frequency: 15kHz
Average output: 0.8W
Processing feed rate: 90 mm / s
上述のレーザー加工装置2を用いてウエーハ60の分割予定ライン62に沿ってレーザー加工を施した後、ウエーハ60に外力を付与して分割予定ライン62に沿ってウエーハ60を個々のデバイス64に分割する分割工程を実施する。分割工程は、たとえば、図7に示す分割装置80を用いて実施することができる。分割装置80は、上下方向に延びる円筒状の拡張ドラム82と、拡張ドラム82の径方向外方において昇降自在に配置された環状の保持部材84と、拡張ドラム82に対して相対的に保持部材84を昇降させる複数のエアシリンダ86と、保持部材84の外周縁に周方向に間隔をおいて付設された複数のクランプ88とを含む。拡張ドラム82の内径はウエーハ60の外径よりも大きく、拡張ドラム82の外径は環状フレーム66の内径よりも小さい。保持部材84の外径及び内径は環状フレーム66の外径及び内径に対応しており、保持部材84の上面に環状フレーム66が載せられるようになっている。また、拡張ドラム82の外周面と保持部材84の内周面との間には間隙が存在する。図7に示すとおり、上下方向に延びる複数のエアシリンダ86のピストンロッド86aは、保持部材84の周方向に間隔をおいて保持部材84の下面に連結されている。そして複数のエアシリンダ86は、保持部材84の上面が拡張ドラム82の上端とほぼ同じ高さの基準位置(図7において実線で示す位置)と、保持部材84の上面が拡張ドラム82の上端よりも下方に位置する拡張位置(図7において二点鎖線で示す位置)との間で、拡張ドラム82に対して相対的に保持部材84を昇降させる。
After laser processing is performed along the scheduled
図7を参照して説明を続けると、分割工程では、まず、各エアシリンダ86を作動させ、保持部材84を基準位置に位置づける。次いで、改質層70及び溝74が形成されたウエーハ60を上に向けて、粘着テープ68を介してウエーハ60を保持している環状フレーム66を保持部材84の上面に載せる。次いで、環状フレーム66の外周縁部を複数のクランプ88で固定する。次いで、各エアシリンダ86を作動させ、保持部材84を基準位置から拡張位置まで下降させる。そうすると、保持部材84と共に環状フレーム66も下降するので、図7に二点鎖線で示すとおり、環状フレーム66に周縁が固定されている粘着テープ68は相対的に上昇する拡張ドラム82によって拡張される。これによって、粘着テープ68に貼り付けられているウエーハ60には放射状張力が作用するので、改質層70及び溝74が形成された分割予定ライン62に沿ってウエーハ60を個々のデバイス64に分割することができる。
Continuing the description with reference to FIG. 7, in the dividing step, first, each
以上のとおり、図示の実施形態における被加工物の加工方法では、改質層形成工程において被加工物としてのウエーハ60の内部に分割予定ライン62に沿って形成した改質層70と、溝形成工程においてウエーハ60の表面60aに分割予定ライン62に沿って形成した溝74とが、改質層70からウエーハ60の表面60aに向かって延びるクラック72を介して連結するので、分割工程において分割予定ライン62に沿ってウエーハ60を個々のデバイス64に分割した際には、デバイス64の分割面に微細な凹凸が生じることがないと共にアブレーション加工が施されたウエーハ60の表面60aのコーナー部がきれいに(すなわち、分割面の上端側部分が上面に対して傾斜してしまうことなく)加工され、したがって加工品質が向上する。また、上述のレーザー加工装置2は、ガラス、サファイア、炭化ケイ素、リチウムタンタレート又はリチウムナイオベートから形成されているウエーハ60(被加工物)に対して透過性を有すると共に吸収性を有する波長(532nm)のパルスレーザー光線LBを発振するように発振器28が構成されているので、ウエーハ60の上面に溝74を形成するアブレーション加工を施すことができると共に、ウエーハ60の内部に改質層70を形成する内部加工を施すことができ、したがって、アブレーション加工を施すレーザー加工装置と改質層を形成するレーザー加工装置との2種類のレーザー加工装置を準備しなければならず不経済であるという問題がない。
As described above, in the processing method of the workpiece according to the illustrated embodiment, the modified
なお、上述の被加工物の加工方法では、改質層形成工程を実施した後に溝形成工程を実施する例を説明したが、溝形成工程を実施した後に改質層形成工程を実施してもよい。たとえば、図8に示すとおり、まず、ウエーハ60の表面60aを上に向けて溝形成工程を実施し、次いで、図9に示すとおり、ウエーハ60の裏面60bを上に向けて改質層形成工程を実施してもよく、この場合においても、溝形成工程においてウエーハ60の表面60aに分割予定ライン62に沿って形成した溝74と、ウエーハ60の内部に分割予定ライン62に沿って形成した改質層70とが、改質層70からウエーハ60の表面60aに向かって延びるクラック72を介して連結するので、分割工程において分割予定ライン62に沿ってウエーハ60を個々のデバイス64に分割した際には、デバイス64の分割面に微細な凹凸が生じることがないと共にアブレーション加工が施されたウエーハ60の表面60aのコーナー部がきれいに加工され、したがって加工品質が向上する。溝形成工程を実施した後に改質層形成工程を実施する場合は、改質層形成工程において、ウエーハ60に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線LBの集光点FPを溝74が形成された反対側(図8及び図9に示す例のようにウエーハ60の表面60aに溝74を形成した場合には、ウエーハ60の裏面60b側)からウエーハ60の内部に位置づけて、ウエーハ60に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線LBを分割予定ライン62に沿って照射することによりウエーハ60の内部に改質層70を形成して改質層70と溝74とを連結させる。これによって、改質層形成工程においてウエーハ60に照射するパルスレーザー光線LBが溝形成工程で形成した溝74で乱反射せず、意図したとおりの改質層70及びクラック72がウエーハ60の内部に形成され、改質層70と溝74とがクラック72を介して連結され得る。また、ウエーハ60の裏面60bを上に向けて改質層形成工程を実施する場合は、チャックテーブル20に保持されたウエーハ60を撮像手段44で撮像してレーザー加工すべき領域を検出する際に、分割予定ライン62が形成されているウエーハ60の表面60aが下を向いているが、上述のとおり、撮像手段44は、赤外線照射手段と、赤外線を捕らえる光学系と、赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子(赤外線CCD)とを含むので、ウエーハ60の裏面60bから透かして表面60aの分割予定ライン62を撮像することができる。
In the above-mentioned processing method of the workpiece, an example in which the groove forming step is carried out after the modified layer forming step is carried out has been described, but the modified layer forming step may be carried out after the groove forming step is carried out. good. For example, as shown in FIG. 8, first, the groove forming step is performed with the
なお、図示の実施形態では、ウエーハ60に対して透過性を有すると共に吸収性を有する波長のパルスレーザー光線LBを発振する発振器28を備える1台のレーザー加工装置2を用いて改質層形成工程とアブレーション加工による溝形成工程とを実施する例を説明したが、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を発振する発振器を備えるレーザー加工装置を用いて改質層形成工程を実施すると共に、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を発振する発振器を備える他のレーザー加工装置を用いて溝形成工程を実施してもよい。
In the illustrated embodiment, the modified layer forming step is performed by using one laser processing device 2 including an
60:ウエーハ(被加工物)
62:分割予定ライン
70:改質層
72:クラック
74:溝
LB:パルスレーザー光線
FP:集光点
60: Wafer (workpiece)
62: Scheduled division line 70: Modified layer 72: Crack 74: Groove LB: Pulse laser beam FP: Condensing point
Claims (3)
該カバーガラスを該集光器の端部から外した状態で、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の内部に位置づけて、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し改質層を形成する改質層形成工程と、
該カバーガラスを該集光器の端部に位置づけた状態で、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の上面に位置づけて、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射しアブレーション加工によって溝を形成して該溝と該改質層とを連結させる溝形成工程と、
被加工物に外力を付与して分割予定ラインに沿って被加工物を分割する分割工程と、
から少なくとも構成される被加工物の加工方法。 An oscillator that oscillates a laser beam, a concentrator that condenses the laser beam oscillated by the oscillator and positions the condensing point inside the work piece and on the upper surface of the work piece, and a cover glass that protects the condenser. It is a processing method for processing an workpiece having a planned division line by using a laser processing apparatus equipped with the above.
With the cover glass removed from the end of the concentrator, a condensing point of a laser beam having a wavelength that is transparent to the work piece is positioned inside the work piece to refer to the work piece. A modified layer forming step of irradiating a laser beam having a transmissive wavelength along a planned division line to form a modified layer,
With the cover glass positioned at the end of the concentrator, the condensing point of the laser beam having a wavelength that is absorbent to the workpiece is positioned on the upper surface of the workpiece so that the object is A groove forming step of irradiating a laser beam having an absorptive wavelength along a planned division line to form a groove by ablation processing and connecting the groove and the modified layer.
A division process in which an external force is applied to the work piece to divide the work piece along the planned division line, and
A method of processing a work piece that is composed of at least.
該カバーガラスを該集光器の端部に位置づけた状態で、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の上面に位置づけて、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射しアブレーション加工によって溝を形成する溝形成工程と、
該カバーガラスを該集光器の端部から外した状態で、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を該溝が形成された反対側から被加工物の内部に位置づけて、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し改質層を形成して該改質層と該溝とを連結させる改質層形成工程と、
被加工物に外力を付与して分割予定ラインに沿って被加工物を分割する分割工程と、
から少なくとも構成される被加工物の加工方法。 An oscillator that oscillates a laser beam, a concentrator that condenses the laser beam oscillated by the oscillator and positions the condensing point inside the work piece and on the upper surface of the work piece, and a cover glass that protects the condenser. It is a processing method for processing an workpiece having a planned division line by using a laser processing apparatus equipped with the above.
With the cover glass positioned at the end of the concentrator, the condensing point of the laser beam having a wavelength that is absorbent to the workpiece is positioned on the upper surface of the workpiece so that the object is A groove forming process in which a laser beam having an absorptive wavelength is irradiated along a planned division line to form a groove by ablation processing,
With the cover glass removed from the end of the condenser, the focusing point of the laser beam having a wavelength that is transparent to the workpiece is placed inside the workpiece from the opposite side where the groove is formed. A modified layer forming step of irradiating a work piece with a laser beam having a wavelength that is transparent to the workpiece along a planned division line to form a modified layer and connecting the modified layer and the groove.
A division process in which an external force is applied to the work piece to divide the work piece along the planned division line, and
A method of processing a work piece that is composed of at least.
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