JP2016036818A - Laser processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus that performs laser processing on a workpiece such as a semiconductor wafer.
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面にフォトダイオード等の受光素子やレーザーダイオード等の発光素子等が積層された光デバイスウエーハも分割予定ラインに沿って切断することにより個々のフォトダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by division lines arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially disc-shaped semiconductor wafer, and devices such as ICs and LSIs are formed in the partitioned regions. . Then, the semiconductor wafer is cut along the planned division line to divide the region where the device is formed to manufacture individual semiconductor devices. In addition, an optical device wafer in which a light receiving element such as a photodiode or a light emitting element such as a laser diode is laminated on the surface of a sapphire substrate is also cut along a planned division line to thereby provide an optical device such as an individual photodiode or laser diode. And is widely used in electrical equipment.
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウエーハに形成された分割予定ラインに沿って照射してアブレーション加工することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿って破断する方法が提案されている。 As a method of dividing a wafer such as the above-described semiconductor wafer or optical device wafer along a planned division line, ablation is performed by irradiating the wafer with a laser beam having a wavelength that absorbs the wafer along the planned division line. There has been proposed a method in which a laser-processed groove is formed by machining, and the laser-processed groove is broken along the laser-processed groove.
レーザー加工は切削加工に比して加工速度を速くすることができるとともに、サファイヤのように硬度の高い素材からなるウエーハであっても比較的容易に加工することができる。しかしながら、ウエーハのストリートに沿ってレーザー光線を照射すると、照射された領域に熱エネルギーが集中してデブリが発生し、このデブリがデバイスの表面に付着してデバイスの品質を低下させるという新たな問題が生じる。 Laser processing can increase the processing speed as compared with cutting processing, and can relatively easily process even a wafer made of a material having high hardness such as sapphire. However, when a laser beam is irradiated along the street of the wafer, thermal energy concentrates on the irradiated area and debris is generated, and this debris adheres to the surface of the device, resulting in a new problem of degrading the quality of the device. Arise.
上記デブリによる問題を解消するために、ウエーハの加工面にポリビニルアルコール(PVA)等の液状樹脂からなる保護膜を被覆し、保護膜を通してウエーハにレーザー光線を照射するようにしたレーザー加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In order to solve the above-mentioned problems caused by debris, a laser processing apparatus has been proposed in which a processing film of a wafer is coated with a protective film made of a liquid resin such as polyvinyl alcohol (PVA), and the wafer is irradiated with a laser beam through the protective film. (For example, refer to Patent Document 1).
而して、ポリビニルアルコール(PVA)等の液状樹脂は、比較的高価であるとともに、被覆した後に乾燥させる工程が必要となり生産性が悪いという問題がある。
また、レーザー光線の照射によって形成されたレーザー加工溝の両側にはレーザー光線を照射することにより発生するデブリ等の溶融物が轍のような盛り上がりとなって形成され、デバイスの品質を低下させるという問題がある。
Thus, a liquid resin such as polyvinyl alcohol (PVA) is relatively expensive and has a problem that productivity is poor because a step of drying after coating is required.
In addition, there is a problem in that melts such as debris generated by irradiating the laser beam are formed on both sides of the laser processing groove formed by irradiating the laser beam so as to rise like a wrinkle and deteriorate the quality of the device. is there.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ポリビニルアルコール(PVA)等の液状樹脂を用いることなく、デバイスの品質を低下させずにレーザー加工することができるレーザー加工装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and its main technical problem is laser processing that can be performed without reducing the quality of the device without using a liquid resin such as polyvinyl alcohol (PVA). Is to provide a device.
上記主たる技術的課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持するための被加工物保持手段と、該被加工物保持手段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とを具備し、該レーザー光線照射手段はレーザー光線を発振するレーザー光線発振手段と、該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光する集光レンズを備えた集光器とを具備しているレーザー加工装置であって、
該集光器のレーザー光線照射方向下流側端部には集光レンズを保護するカバーガラスが配設されており、該集光器のレーザー光線照射方向下流側には該被加工物保持手段に保持された被加工物の上面と該カバーガラスとの間で水の層を形成する水層形成手段が配設されている、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。
In order to solve the main technical problem, according to the present invention, a workpiece holding means for holding a workpiece, and a laser beam for irradiating the workpiece held by the workpiece holding means with a laser beam And a laser beam irradiating unit that oscillates a laser beam and a condenser having a condensing lens that condenses the laser beam oscillated from the laser beam oscillating unit. A processing device,
A cover glass for protecting the condenser lens is disposed at the downstream end of the condenser in the laser beam irradiation direction, and is held by the workpiece holding means at the downstream side of the condenser in the laser beam irradiation direction. Water layer forming means for forming a water layer between the upper surface of the workpiece and the cover glass is disposed,
A laser processing apparatus is provided.
本発明によるレーザー加工装置においては、被加工物保持手段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を構成する集光器のレーザー光線照射方向下流側には、被加工物保持手段に保持された被加工物の上面との間で水の層を形成する水層形成手段が配設されているので、集光器からレーザー光線を照射することにより発生するデブリとなる溶融物は水の層に浮遊して被加工物としてのウエーハのデバイスの上面に付着することはない。また、被加工物としてのウエーハの分割予定ラインに沿ってレーザー加工溝を形成する際に、レーザー光線を照射することにより発生するデブリとなる溶融物がレーザー加工溝の両側に堆積する前に水の層によってデブリとなる溶融物が冷却されて飛散するので、デブリとなる溶融物がレーザー加工溝の両側に轍のような盛り上がりとなって形成されることがなく、デバイスの品質を低下させるという問題が解消される。 In the laser processing apparatus according to the present invention, the workpiece holding means is disposed on the downstream side in the laser beam irradiation direction of the condenser constituting the laser beam irradiation means for irradiating the workpiece held by the workpiece holding means with the laser beam. Since a water layer forming means for forming a water layer between the upper surface of the workpiece to be held is disposed, the melt as debris generated by irradiating a laser beam from the condenser is water. It does not float on the layer and adhere to the upper surface of the wafer device as a workpiece. In addition, when forming the laser processing groove along the planned dividing line of the wafer as the work piece, the debris generated by irradiating the laser beam is deposited on the both sides of the laser processing groove before depositing the melt. Since the melt that becomes debris is cooled and scattered by the layer, the melt that becomes debris is not formed as ridges on both sides of the laser processing groove, which deteriorates the quality of the device. Is resolved.
以下、本発明によるウエーハの加工方法およびレーザー加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a wafer processing method and a laser processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図１には、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、基台２上に配設されたレーザー光線照射手段としてのレーザー光線照射ユニット４とを具備している。 FIG. 1 is a perspective view of a laser processing apparatus constructed according to the present invention. A laser processing apparatus shown in FIG. 1 includes a stationary base 2 and a chuck table mechanism 3 that is disposed on the stationary base 2 so as to be movable in a machining feed direction (X-axis direction) indicated by an arrow X and holds a workpiece. And a laser beam irradiation unit 4 as a laser beam irradiation means disposed on the base 2.
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上にＸ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上にＸ軸方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上にＸ軸方向と直交する矢印Yで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持された支持テーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１の上面である保持面上に被加工物である例えば円形状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３６には、半導体ウエーハ等の被加工物を保護テープを介して支持する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。 The chuck table mechanism 3 includes a pair of guide rails 31 and 31 disposed in parallel along the X-axis direction on the stationary base 2, and is arranged on the guide rails 31 and 31 so as to be movable in the X-axis direction. A first slide block 32 provided, and a second slide arranged on the first slide block 32 so as to be movable in an index feed direction (Y-axis direction) indicated by an arrow Y orthogonal to the X-axis direction. A block 33, a support table 35 supported by a cylindrical member 34 on the second sliding block 33, and a chuck table 36 as a workpiece holding means are provided. The chuck table 36 includes a suction chuck 361 made of a porous material, and holds, for example, a circular semiconductor wafer as a workpiece on a holding surface which is the upper surface of the suction chuck 361 by suction means (not shown). It is supposed to be. The chuck table 36 configured as described above is rotated by a pulse motor (not shown) disposed in the cylindrical member 34. The chuck table 36 is provided with a clamp 362 for fixing an annular frame that supports a workpiece such as a semiconductor wafer via a protective tape.
上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面にY軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動させるための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第１の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動せしめられる。 The first sliding block 32 has a pair of guided grooves 321 and 321 fitted to the pair of guide rails 31 and 31 on the lower surface thereof, and is parallel to the upper surface along the Y-axis direction. A pair of formed guide rails 322 and 322 are provided. The first sliding block 32 configured in this manner moves in the X-axis direction along the pair of guide rails 31, 31 when the guided grooves 321, 321 are fitted into the pair of guide rails 31, 31. Configured to be possible. The chuck table mechanism 3 in the illustrated embodiment includes a processing feed means 37 for moving the first slide block 32 along the pair of guide rails 31, 31 in the X-axis direction. The processing feed means 37 includes a male screw rod 371 disposed in parallel between the pair of guide rails 31 and 31, and a drive source such as a pulse motor 372 for rotationally driving the male screw rod 371. One end of the male screw rod 371 is rotatably supported by a bearing block 373 fixed to the stationary base 2, and the other end is connected to the output shaft of the pulse motor 372 by transmission. The male screw rod 371 is screwed into a penetrating female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided on the lower surface of the central portion of the first sliding block 32. Therefore, the first slide block 32 is moved in the X-axis direction along the guide rails 31 and 31 by driving the male screw rod 371 forward and backward by the pulse motor 372.
上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、Y軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿ってY軸方向に移動させるための割り出し送り手段３８を具備している。割り出し送り手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿ってY軸方向に移動せしめられる。 The second sliding block 33 is provided with a pair of guided grooves 331 and 331 which are fitted to a pair of guide rails 322 and 322 provided on the upper surface of the first sliding block 32 on the lower surface thereof. By fitting the guided grooves 331 and 331 to the pair of guide rails 322 and 322, the guided grooves 331 and 331 are configured to be movable in the Y-axis direction. The chuck table mechanism 3 in the illustrated embodiment includes an index feeding means 38 for moving the second sliding block 33 in the Y-axis direction along a pair of guide rails 322 and 322 provided on the first sliding block 32. It has. The index feeding means 38 includes a male screw rod 381 disposed in parallel between the pair of guide rails 322 and 322, and a drive source such as a pulse motor 382 for rotationally driving the male screw rod 381. One end of the male screw rod 381 is rotatably supported by a bearing block 383 fixed to the upper surface of the first sliding block 32, and the other end is connected to the output shaft of the pulse motor 382. The male screw rod 381 is screwed into a penetrating female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided on the lower surface of the central portion of the second sliding block 33. Therefore, by driving the male screw rod 381 forward and backward by the pulse motor 382, the second slide block 33 is moved along the guide rails 322 and 322 in the Y-axis direction.
上記レーザー光線照射ユニット４は、上記基台２上に配設された支持部材４１と、該支持部材４１によって支持され実質上水平に延出するケーシング４２と、該ケーシング４２に配設されたレーザー光線照射手段５と、該レーザー光線照射手段５を構成する後述する集光器５３のレーザー光線照射方向下流側に配設されチャックテーブル３６に保持された被加工物の上面との間で水の層を形成する水層形成手段６と、ケーシング４２の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段７を具備している。なお、撮像手段７は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。 The laser beam irradiation unit 4 includes a support member 41 disposed on the base 2, a casing 42 supported by the support member 41 and extending substantially horizontally, and a laser beam irradiation disposed on the casing 42. A layer of water is formed between the means 5 and the upper surface of the work piece disposed on the downstream side in the laser beam irradiation direction of a condenser 53 (to be described later) constituting the laser beam irradiation means 5 and held on the chuck table 36. An aqueous layer forming means 6 and an imaging means 7 that is disposed at the front end of the casing 42 and detects a processing region to be laser processed are provided. The imaging unit 7 includes an illuminating unit that illuminates the workpiece, an optical system that captures an area illuminated by the illuminating unit, and an imaging device (CCD) that captures an image captured by the optical system. Then, the captured image signal is sent to a control means (not shown).
上記レーザー光線照射手段５および水層形成手段６について、図２を参照して説明する。
図２に示すレーザー光線照射手段５は、パルスレーザー光線を発振するパルスレーザー光線発振手段５１と、該パルスレーザー光線発振手段５１によって発振されたパルスレーザー光線の出力を調整する出力調整手段５２と、ケーシング４２の先端に配設されパルスレーザー光線発振手段５１から発振され出力調整手段５２によって出力が調整されたパルスレーザー光線を上記チャックテーブル３６に保持された被加工物に照射する集光器５３を具備している。上記パルスレーザー光線発振手段５１は、ＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器５１１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段５１２とから構成されている。
The laser beam irradiation means 5 and the water layer forming means 6 will be described with reference to FIG.
The laser beam irradiation means 5 shown in FIG. 2 includes a pulse laser beam oscillation means 51 that oscillates a pulse laser beam, an output adjustment means 52 that adjusts the output of the pulse laser beam oscillated by the pulse laser beam oscillation means 51, and a tip of the casing 42. A condenser 53 for irradiating the workpiece held on the chuck table 36 with a pulse laser beam which is disposed and oscillated from the pulse laser beam oscillation means 51 and whose output is adjusted by the output adjustment means 52 is provided. The pulse laser beam oscillating means 51 includes a pulse laser beam oscillator 511 composed of a YAG laser oscillator or a YVO4 laser oscillator, and a repetition frequency setting means 512 attached thereto.
図示の実施形態における集光器５３は、筒状の集光器ハウジング５３１を具備しており、この集光器ハウジング５３１内には、上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振され出力調整手段５２によって出力が調整されたパルスレーザー光線を下方に向けて方向変換する方向変換ミラー５３２と、該方向変換ミラー５３２によって下方に向けて方向変換されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射する集光レンズ５３３が配設されている。なお、図示の実施形態における集光器５３は、集光器ハウジング５３１の下端即ちレーザー光線照射方向下流側端部に集光レンズ５３３を保護するカバーガラス５３４が配設されている。 The concentrator 53 in the illustrated embodiment includes a cylindrical concentrator housing 531, which is oscillated from the pulse laser beam oscillation means 51 and output by the output adjustment means 52 in the concentrator housing 531. The direction changing mirror 532 that changes the direction of the pulse laser beam adjusted in the downward direction, and the work piece that is held on the chuck table 36 by condensing the pulse laser beam that has been changed in the downward direction by the direction changing mirror 532 A condensing lens 533 for irradiating the object W is provided. Note that the condenser 53 in the illustrated embodiment is provided with a cover glass 534 that protects the condenser lens 533 at the lower end of the condenser housing 531, that is, the downstream end in the laser beam irradiation direction.
上述した集光器５３を構成する集光器ハウジング５３１の下側即ちレーザー光線照射方向下流側に配設された水層形成手段６は、チャックテーブル３６に保持された被加工物Wに向けて水を噴出する水噴出ハウジング６１を具備している。水噴出ハウジング６１は、チャックテーブル３６の上面である保持面と平行に設けられた底壁６１１と、該底壁６１１の外周から上方に立設して形成された側壁６１２と、該側壁６１２の上端と集光器ハウジング５３１の下端部とを接続する上壁６１３とからなており、集光器ハウジング５３１の下端部とによって水室６１０を形成している。この水噴出ハウジング６１を構成する底壁６１１の中央部には、集光器５３によって集光されたレーザー光線を通過させるとともに水室６１０に供給された水を噴出するための噴出口６１１aが設けられている。なお、底壁６１１の直径は図示の実施形態においては５０ｍｍに設定されており、噴出口６１１aの直径は図示の実施形態においてはφ５mmに設定されている。また、水噴出ハウジング６１を構成する側壁６１２には水室６１０に開口する水導入口６１２aが形成されており、該水導入口６１２aが水供給手段６２に接続されている。この水供給手段６２の水供給量は、１〜５リットル／分に設定されている。なお、水噴出ハウジング６１を構成する上壁６１３には、排出口６１３aが形成されている。 The water layer forming means 6 disposed on the lower side of the condenser housing 531 constituting the condenser 53 described above, that is, on the downstream side in the laser beam irradiation direction, is directed toward the workpiece W held on the chuck table 36. Is provided with a water jet housing 61. The water ejection housing 61 includes a bottom wall 611 provided in parallel with a holding surface which is the upper surface of the chuck table 36, a side wall 612 formed so as to stand upward from the outer periphery of the bottom wall 611, The upper wall 613 connects the upper end and the lower end of the collector housing 531, and the water chamber 610 is formed by the lower end of the collector housing 531. At the center of the bottom wall 611 constituting the water jet housing 61, there is provided a jet outlet 611a for allowing the laser beam collected by the condenser 53 to pass through and jetting the water supplied to the water chamber 610. ing. The diameter of the bottom wall 611 is set to 50 mm in the illustrated embodiment, and the diameter of the jet outlet 611a is set to φ5 mm in the illustrated embodiment. Further, a water inlet 612 a that opens into the water chamber 610 is formed in the side wall 612 constituting the water jet housing 61, and the water inlet 612 a is connected to the water supply means 62. The water supply amount of the water supply means 62 is set to 1 to 5 liters / minute. A discharge port 613a is formed in the upper wall 613 constituting the water jet housing 61.
図示の実施形態における水層形成手段６は以上のように構成されており、レーザー光線照射手段５を作動してチャックテーブル３６に保持された被加工物Wにレーザー加工を施す際には、上記水噴出ハウジング６１を構成する底壁６１１の下面から被加工物Wの上面までの間隔が０.１〜０.５mmの範囲で実施されるようになっている。また、上記集光器ハウジング５３１の下端に配設されたカバーガラス５３４からチャックテーブル３６に保持された被加工物Wの上面までの間隔は、１０mm程度に設定されている。 The water layer forming means 6 in the illustrated embodiment is configured as described above. When the laser beam irradiation means 5 is operated to perform laser processing on the workpiece W held on the chuck table 36, The distance from the lower surface of the bottom wall 611 constituting the ejection housing 61 to the upper surface of the workpiece W is set in the range of 0.1 to 0.5 mm. The distance from the cover glass 534 provided at the lower end of the condenser housing 531 to the upper surface of the workpiece W held on the chuck table 36 is set to about 10 mm.
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図３には、上述したレーザー加工装置によって加工される被加工物としての半導体ウエーハ１０が環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着された状態の斜視図が示されている。半導体ウエーハ１０は、表面１０aに格子状の分割予定ライン１０１が形成され、格子状の分割予定ライン１０１によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス１０２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ１０に分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝を形成するには、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に半導体ウエーハ１０のダイシングテープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ１０はダイシングテープTを介してチャックテーブル３６上に吸引保持する（ウエーハ保持工程）。なお、半導体ウエーハ１０をダイシングテープTを介して環状のフレームFは、チャックテーブル３６に配設されたクランプ３６２によって固定される。
The laser processing apparatus in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the semiconductor wafer 10 as a workpiece to be processed by the laser processing apparatus described above is attached to the surface of the dicing tape T mounted on the annular frame F. . The semiconductor wafer 10 has a lattice-shaped scheduled division line 101 formed on the surface 10a, and devices 102 such as ICs and LSIs are formed in a plurality of regions partitioned by the lattice-shaped scheduled division line 101. In order to form a laser processing groove along the planned division line 101 in the semiconductor wafer 10 thus configured, the dicing tape T side of the semiconductor wafer 10 is placed on the chuck table 36 of the laser processing apparatus shown in FIG. To do. Then, by operating a suction means (not shown), the semiconductor wafer 10 is sucked and held on the chuck table 36 via the dicing tape T (wafer holding step). The annular frame F of the semiconductor wafer 10 is fixed by a clamp 362 disposed on the chuck table 36 via a dicing tape T.
上述したウエーハ保持工程を実施したならば、加工送り手段３７を作動して半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３６を撮像手段７の直下に位置付ける。チャックテーブル３６が撮像手段７の直下に位置付けられると、撮像手段７および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ１０のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段７および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されている分割予定ライン１０１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５の集光器５３との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ１０に形成されている所定方向と直交する方向に形成されている分割予定ライン１０１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。 When the wafer holding process described above is performed, the machining feed means 37 is operated to position the chuck table 36 that sucks and holds the semiconductor wafer 10 directly below the imaging means 7. When the chuck table 36 is positioned immediately below the image pickup means 7, an alignment operation for detecting a processing region to be laser-processed of the semiconductor wafer 10 is executed by the image pickup means 7 and a control means (not shown). That is, the imaging unit 7 and the control unit (not shown) perform alignment with the condenser 53 of the laser beam irradiation unit 5 that irradiates the laser beam along the planned division line 101 formed in a predetermined direction of the semiconductor wafer 10. Image processing such as pattern matching is executed to align the laser beam irradiation position. Similarly, the alignment of the laser beam irradiation position is also performed on the division line 101 formed in the direction orthogonal to the predetermined direction formed in the semiconductor wafer 10.
以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持された半導体ウエーハ１０に形成されている分割予定ラインを検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図４の（ａ）で示すようにチャックテーブル３６をレーザー光線照射手段５５の集光器５３が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ラインの一端(図４の（ａ）において左端)を集光器５３の直下に位置付ける。そして、集光器５３から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ１０の表面（上面）付近に合わせる。次に、レーザー光線照射手段５の集光器５３から半導体ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３６を図４の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、分割予定ライン１０１の他端（図４の（ｂ）において右端）が集光器５３の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３６の移動を停止する。この結果、図４の（ｂ）および図４の（ｃ）に示すように半導体ウエーハ１０には、分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝１１０が形成される（レーザー加工溝形成工程）。 If the division lines formed on the semiconductor wafer 10 held on the chuck table 36 are detected as described above and the laser beam irradiation position is aligned, as shown in FIG. The chuck table 36 is moved to the laser beam irradiation area where the condenser 53 of the laser beam irradiation means 55 is located, and one end (the left end in FIG. 4A) of a predetermined division line is positioned directly below the collector 53. Then, the condensing point P of the pulse laser beam irradiated from the condenser 53 is matched with the vicinity of the surface (upper surface) of the semiconductor wafer 10. Next, the chuck table 36 is processed in a predetermined direction in the direction indicated by the arrow X1 in FIG. 4A while irradiating the semiconductor wafer with a pulsed laser beam having an absorptive wavelength from the condenser 53 of the laser beam irradiation means 5. Move at feed rate. When the other end of the planned dividing line 101 (the right end in FIG. 4B) reaches a position immediately below the condenser 53, the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the movement of the chuck table 36 is stopped. As a result, as shown in FIG. 4B and FIG. 4C, the laser processed grooves 110 are formed in the semiconductor wafer 10 along the planned division lines 101 (laser processed groove forming step).
なお、上記レーザー加工溝形成工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
〈加工条件：１〉
レーザー光線の光源 ：ＹＶＯ４レーザーまたはＹＡＧレーザー
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
平均出力 ：３W
集光スポット径 ：φ５μｍ
加工送り速度 ：１００ｍｍ／秒
In addition, the said laser processing groove | channel formation process is performed on the following processing conditions, for example.
<Processing conditions: 1>
Laser light source: YVO4 laser or YAG laser Wavelength: 355 nm
Repetition frequency: 50 kHz
Average output: 3W
Condensing spot diameter: φ5μm
Processing feed rate: 100 mm / sec
上述したレーザー加工溝形成工程においては、半導体ウエーハ１０の表面１０aに集光器５３からパルスレーザー光線を照射することにより、半導体ウエーハが溶融されデブリとなる溶融物が発生する。しかるに、図示の実施形態においては上述した水層形成手段６を備えており、図５に示すように水供給手段６２が作動して１〜５リットル／分の水が水導入口６１２aから水室６１０に供給される。この水室６１０に供給された水は、噴出口６１１aからチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ１０の表面１０aに向けて噴出されるので、半導体ウエーハ１０の表面１０aとカバーガラス５３４との間で水の層６０が形成される。この結果、半導体ウエーハ１０の表面１０aに集光器５３からパルスレーザー光線を照射することにより発生するデブリとなる溶融物は水の層６０に浮遊して半導体ウエーハ１０のデバイスの表面(上面）に付着することはない。また、上述したように分割予定ライン１０１に沿ってレーザー加工溝１１０を形成する際に、パルスレーザー光線を照射することにより発生するデブリとなる溶融物がレーザー加工溝１１０の両側に堆積する前に水の層によってデブリとなる溶融物が冷却されて飛散するので、デブリとなる溶融物がレーザー加工溝１１０の両側に轍のような盛り上がりとなって形成されることがなく、デバイスの品質を低下させるという問題が解消される。 In the laser processing groove forming step described above, the semiconductor wafer is melted and debris is generated by irradiating the surface 10a of the semiconductor wafer 10 with a pulse laser beam from the condenser 53. However, in the illustrated embodiment, the above-described water layer forming means 6 is provided, and as shown in FIG. 5, the water supply means 62 is operated and water of 1 to 5 liters / minute is supplied from the water inlet 612a to the water chamber. 610 is supplied. The water supplied to the water chamber 610 is ejected from the ejection port 611 a toward the surface 10 a of the semiconductor wafer 10 held on the chuck table 36, and therefore, between the surface 10 a of the semiconductor wafer 10 and the cover glass 534. A water layer 60 is formed. As a result, the debris melt generated by irradiating the surface 10a of the semiconductor wafer 10 with the pulse laser beam from the condenser 53 floats in the water layer 60 and adheres to the surface (upper surface) of the device of the semiconductor wafer 10. Never do. In addition, as described above, when the laser processing groove 110 is formed along the planned division line 101, water is deposited before the melt that becomes debris generated by irradiating the pulse laser beam is deposited on both sides of the laser processing groove 110. Since the debris melt is cooled and scattered by the layer, the debris melt is not formed as ridges on both sides of the laser processing groove 110, thereby deteriorating the quality of the device. The problem is solved.
次に、上記集光器５３および水層形成手段６の他の実施形態について、図６を参照して説明する。
図６に示す実施形態における集光器５３および水層形成手段６は、集光器５３を構成する集光器ハウジング５３１に配設される集光レンズ５３３aを下面が平面に形成され上側が凸状レンズによって形成したものである。このように形成された集光レンズ５３３aを集光器ハウジング５３１の下端即ちレーザー光線照射方向下流側端部に配設することにより、上記図２に示す実施形態におけるカバーガラス５３４の機能を兼ねることができる。
Next, another embodiment of the condenser 53 and the water layer forming means 6 will be described with reference to FIG.
The condenser 53 and the water layer forming means 6 in the embodiment shown in FIG. 6 are configured such that the condenser lens 533a disposed in the condenser housing 531 constituting the condenser 53 is formed with a flat bottom surface and a convex upper side. It is formed by a lens. By disposing the condensing lens 533a formed in this way at the lower end of the concentrator housing 531, that is, the downstream end portion in the laser beam irradiation direction, the function of the cover glass 534 in the embodiment shown in FIG. it can.
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
４：レーザー光線照射ユニット
５：レーザー光線照射手段
５１：パルスレーザー光線発振手段
５２：出力調整手段
５３：集光器
５３１：集光器ハウジング
５３３：集光レンズ
５３３a：集光レンズ
５３４：カバーガラス
６：水層形成手段
６１：水噴出ハウジング
６１０：水室
６２：水供給手段
７：撮像手段
１０：半導体ウエーハ
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
2: Stationary base 3: Chuck table mechanism 36: Chuck table 37: Processing feed means 4: Laser beam irradiation unit 5: Laser beam irradiation means 51: Pulse laser beam oscillation means 52: Output adjustment means 53: Condenser 531: Condenser Housing 533: Condensing lens 533a: Condensing lens 534: Cover glass 6: Water layer forming means 61: Water ejection housing 610: Water chamber 62: Water supply means 7: Imaging means 10: Semiconductor wafer
F: Ring frame
T: Dicing tape
Claims (1)
該集光器のレーザー光線照射方向下流側端部には集光レンズを保護するカバーガラスが配設されており、該集光器のレーザー光線照射方向下流側には該被加工物保持手段に保持された被加工物の上面と該カバーガラスとの間で水の層を形成する水層形成手段が配設されている、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 A workpiece holding means for holding a workpiece, and a laser beam irradiating means for irradiating the workpiece held by the workpiece holding means with a laser beam, the laser beam irradiating means oscillating a laser beam. A laser processing apparatus comprising: a laser beam oscillation unit; and a condenser having a condenser lens that collects the laser beam oscillated from the laser beam oscillation unit,
A cover glass for protecting the condenser lens is disposed at the downstream end of the condenser in the laser beam irradiation direction, and is held by the workpiece holding means at the downstream side of the condenser in the laser beam irradiation direction. Water layer forming means for forming a water layer between the upper surface of the workpiece and the cover glass is disposed,
Laser processing equipment characterized by that.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190043090A (en) * | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 가부시기가이샤 디스코 | Laser machining apparatus |
| CN109746572A (en) * | 2017-11-07 | 2019-05-14 | 株式会社迪思科 | Laser processing device |
| JP2019072762A (en) * | 2017-10-19 | 2019-05-16 | 株式会社ディスコ | Laser processing device |
| JP2019217523A (en) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | 株式会社ディスコ | Laser processing device |
| JP2021007146A (en) * | 2019-06-27 | 2021-01-21 | セメス カンパニー，リミテッド | Substrate processing apparatus and method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0631479A (en) * | 1992-05-20 | 1994-02-08 | Fuji Electric Co Ltd | Wet laser beam machining method and laser beam machining head |
| JP2007029973A (en) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Sony Corp | Apparatus and method for laser beam machining, and apparatus and method for collecting debris |
-
2014
- 2014-08-06 JP JP2014160316A patent/JP2016036818A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0631479A (en) * | 1992-05-20 | 1994-02-08 | Fuji Electric Co Ltd | Wet laser beam machining method and laser beam machining head |
| JP2007029973A (en) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Sony Corp | Apparatus and method for laser beam machining, and apparatus and method for collecting debris |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109676248A (en) * | 2017-10-17 | 2019-04-26 | 株式会社迪思科 | Laser processing device |
| KR102580974B1 (en) * | 2017-10-17 | 2023-09-20 | 가부시기가이샤 디스코 | Laser machining apparatus |
| TWI782116B (en) * | 2017-10-17 | 2022-11-01 | 日商迪思科股份有限公司 | Laser processing equipment |
| JP2019072746A (en) * | 2017-10-17 | 2019-05-16 | 株式会社ディスコ | Laser processing device |
| KR20190043090A (en) * | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 가부시기가이샤 디스코 | Laser machining apparatus |
| TWI768137B (en) * | 2017-10-19 | 2022-06-21 | 日商迪思科股份有限公司 | Laser processing equipment |
| JP2019072762A (en) * | 2017-10-19 | 2019-05-16 | 株式会社ディスコ | Laser processing device |
| TWI778144B (en) * | 2017-11-07 | 2022-09-21 | 日商迪思科股份有限公司 | Laser processing equipment |
| JP6998178B2 (en) | 2017-11-07 | 2022-01-18 | 株式会社ディスコ | Laser processing equipment |
| CN109746572B (en) * | 2017-11-07 | 2022-04-01 | 株式会社迪思科 | Laser processing apparatus |
| JP2019084562A (en) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 株式会社ディスコ | Laser processing device |
| KR20190051822A (en) * | 2017-11-07 | 2019-05-15 | 가부시기가이샤 디스코 | Laser processing apparatus |
| CN109746572A (en) * | 2017-11-07 | 2019-05-14 | 株式会社迪思科 | Laser processing device |
| KR102616529B1 (en) * | 2017-11-07 | 2023-12-20 | 가부시기가이샤 디스코 | Laser processing apparatus |
| JP2019217523A (en) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | 株式会社ディスコ | Laser processing device |
| JP7201343B2 (en) | 2018-06-19 | 2023-01-10 | 株式会社ディスコ | Laser processing equipment |
| TWI804637B (en) * | 2018-06-19 | 2023-06-11 | 日商迪思科股份有限公司 | Laser processing device |
| JP2021007146A (en) * | 2019-06-27 | 2021-01-21 | セメス カンパニー，リミテッド | Substrate processing apparatus and method |
| JP7216683B2 (en) | 2019-06-27 | 2023-02-01 | セメス カンパニー，リミテッド | Substrate processing apparatus and method |
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