JP2005096459A - Laser machining method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser machining method which can cut the object accurately even when the object to be machined contains various lamination structures. <P>SOLUTION: In the method, a protecting tape 25 is provided on the surface 3 of a wafer 1a, there is provided a melt-treating area 13 by multiphoton absorption by irradiating laser ray L with focusing the ray to the light-collecting point P to the inner part of a substrate 15 with using a back surface 21 of the wafer 1a as an incident surface of the laser ray, a starting area 8 for cutting is formed by the melt-treating area 13 in the inner site at the predetermined distance from the incident surface of a laser ray along a cutting line 5 of the wafer 1a, an expand tape 23 is provided on the back surface 21 of the wafer 1a, and plural chip parts 24 produced by cutting the wafer 1a starting from the starting area 8 for cutting are separated from one another by stretching the expand tape 23. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レーザ加工方法に関するものである。   The present invention relates to a laser processing method.

近年、半導体デバイス用としてAl23基板上にGaN等の半導体動作層を結晶成長させたものや、液晶表示装置用としてガラス基板上に他のガラス基板を貼り合わせたもの等、種々の積層構造を有する加工対象物を高精度に切断する技術が求められている。 In recent years, various layers such as those obtained by crystal growth of a semiconductor operation layer such as GaN on an Al 2 O 3 substrate for semiconductor devices, and those obtained by bonding another glass substrate on a glass substrate for liquid crystal display devices, etc. There is a demand for a technique for cutting a workpiece having a structure with high accuracy.

従来、これらの積層構造を有する加工対象物の切断には、ブレードダイシング法やダイヤモンドスクライブ法が使用されるのが一般的である。   Conventionally, a blade dicing method or a diamond scribe method is generally used to cut a workpiece having such a laminated structure.

ブレードダイシング法とは、ダイヤモンドブレード等により加工対象物を切削して切断する方法である。一方、ダイヤモンドスクライブ法とは、ダイヤモンドポイントツールにより加工対象物の表面にスクライブラインを設け、このスクライブラインに沿うよう加工対象物の裏面にナイフエッジを押し当てて、加工対象物を割って切断する方法である。   The blade dicing method is a method of cutting and cutting a workpiece with a diamond blade or the like. On the other hand, with the diamond scribe method, a diamond point tool is used to provide a scribe line on the surface of the object to be processed, and a knife edge is pressed against the back surface of the object to be processed along the scribe line to break the object to be cut. Is the method.

しかしながら、ブレードダイシング法にあっては、例えば、加工対象物が上述した液晶表示装置用のものである場合、ガラス基板と他のガラス基板との間に間隙が設けられているため、この間隙に削り屑や潤滑洗浄水が入り込んでしまうおそれがある。   However, in the blade dicing method, for example, when the object to be processed is for the above-described liquid crystal display device, a gap is provided between the glass substrate and another glass substrate. There is a risk that shavings and lubricating cleaning water may get in.

また、ダイヤモンドスクライブ法にあっては、加工対象物がAl23基板等の硬度の高い基板を有している場合や、或いは、加工対象物がガラス基板同士を貼り合わせたものである場合等に、加工対象物の表面だけでなく裏面にもスクライブラインを設けなければならず、この表面と裏面とに設けられたスクライブラインの位置ずれによって切断不良が生じるおそれがある。 Also, in the diamond scribe method, when the object to be processed has a high hardness substrate such as an Al 2 O 3 substrate, or when the object to be processed is a glass substrate bonded together. In addition, scribe lines must be provided not only on the front surface but also on the back surface of the workpiece, and there is a risk that cutting defects may occur due to misalignment of the scribe lines provided on the front and back surfaces.

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、上述したような問題を解決し、加工対象物が種々の積層構造を有する場合においても加工対象物を高精度に切断することのできるレーザ加工方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, solves the above-described problems, and cuts the workpiece with high precision even when the workpiece has various laminated structures. An object of the present invention is to provide a laser processing method capable of performing the above-described process.

上記目的を達成するために、本発明に係るレーザ加工方法は、基板と、基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、加工対象物の積層部側の表面に保護フィルムを装着し、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより多光子吸収による改質領域を形成し、この改質領域によって、加工対象物の切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、切断起点領域を起点として加工対象物が切断されることにより生じた複数の部分を、伸張性のフィルムを伸張させることにより互いに分離する工程を備えることを特徴とする。或いは、本発明に係るレーザ加工方法は、基板と、基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、加工対象物の積層部側の表面を緩衝効果を有する部材により保護しながら、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより多光子吸収による改質領域を形成し、この改質領域によって、加工対象物の切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、切断起点領域を起点として加工対象物が切断されることにより生じた複数の部分を、伸張性のフィルムを伸張させることにより互いに分離する工程を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a laser processing method according to the present invention is a laser processing method for cutting a flat plate-shaped workpiece including a substrate and a laminated portion provided on the substrate, the workpiece being processed A protective film is attached to the surface of the laminated part, and a modified region by multiphoton absorption is formed by irradiating a laser beam with the back of the workpiece being the laser light incident surface and aligning the focal point inside the substrate. By this modified region, a cutting start region is formed inside a predetermined distance from the laser light incident surface along the planned cutting line of the workpiece, and an extensible film is attached to the back surface of the workpiece to be cut. The method includes a step of separating a plurality of parts generated by cutting a workpiece from an area as a starting point by stretching an extensible film. Alternatively, the laser processing method according to the present invention is a laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a substrate and a laminated portion provided on the substrate, the surface on the laminated portion side of the workpiece. And forming a modified region by multiphoton absorption by irradiating a laser beam with a focusing point inside the substrate with the back surface of the workpiece as a laser light incident surface while protecting the surface by a member having a buffering effect, By this modified region, a cutting start region is formed inside a predetermined distance from the laser light incident surface along the planned cutting line of the workpiece, an extensible film is attached to the back surface of the processing target, and the cutting start region is formed. The method includes a step of separating a plurality of portions generated by cutting a workpiece as a starting point from each other by stretching an extensible film.

また、本発明に係るレーザ加工方法は、半導体基板と、半導体基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、加工対象物の積層部側の表面に保護フィルムを装着し、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより溶融処理領域を形成し、この溶融処理領域によって、加工対象物の切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、切断起点領域を起点として加工対象物が切断されることにより生じた複数の部分を、伸張性のフィルムを伸張させることにより互いに分離する工程を備えることを特徴とする。或いは、本発明によるレーザ加工方法は、半導体基板と、半導体基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、加工対象物の積層部側の表面を緩衝効果を有する部材により保護しながら、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより溶融処理領域を形成し、この溶融処理領域によって、加工対象物の切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、切断起点領域を起点として加工対象物が切断されることにより生じた複数の部分を、伸張性のフィルムを伸張させることにより互いに分離する工程を備えることを特徴とする。   The laser processing method according to the present invention is a laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a semiconductor substrate and a laminated portion provided on the semiconductor substrate, the laminated workpiece side of the workpiece. A protective film is attached to the surface of the substrate, and the back surface of the object to be processed is a laser light incident surface. A cutting start area is formed inside a predetermined distance from the laser light incident surface along the planned cutting line of the processing object, an extensible film is attached to the back surface of the processing object, and the processing object starts from the cutting start area. The method includes a step of separating a plurality of portions generated by cutting a stretchable film from each other by stretching a stretchable film. Alternatively, the laser processing method according to the present invention is a laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a semiconductor substrate and a laminated portion provided on the semiconductor substrate, the laser machining method on the laminated portion side of the workpiece. While the surface is protected by a member having a buffering effect, the fusion processing area is formed by irradiating the laser beam with the back surface of the workpiece being the laser light incident surface and aligning the condensing point inside the semiconductor substrate. Depending on the processing area, a cutting start area is formed inside the predetermined distance from the laser light incident surface along the planned cutting line of the processing object, an extensible film is attached to the back surface of the processing object, and the cutting start area is the starting point. The method includes a step of separating a plurality of parts generated by cutting a workpiece by stretching a stretchable film.

これらのレーザ加工方法によれば、加工対象物の表面に保護フィルムを装着するか、或いは加工対象物の表面を緩衝効果を有する部材により保護することによって、加工対象物を裏面を上にして台上に載置することができるので、加工対象物の裏面から(半導体)基板の内部にレーザ光を好適に照射することができる。そして、多光子吸収という現象により形成される改質領域(溶融処理領域)でもって、加工対象物を切断すべき所望の切断予定ラインに沿った切断起点領域を基板の内部に形成し、この切断起点領域を起点として加工対象物を切断することができる。そして、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着してこれを伸張させることにより、切断された加工対象物の複数の部分を容易に分離することができる。すなわち、本レーザ加工方法によれば、加工対象物の表面にある積層部にレーザ光を直接照射せずに切断起点領域を形成できるとともに、切断起点領域を起点として基板を比較的小さな力で精度良く割って切断し、切断された加工対象物を容易に分離することができる。従って、このレーザ加工方法によれば、加工対象物が種々の積層構造を有する場合においても該加工対象物を高精度に切断することができる。   According to these laser processing methods, a protective film is attached to the surface of the object to be processed, or the surface of the object to be processed is protected by a member having a buffering effect, so that the object to be processed is placed with the back side up. Since it can be mounted on the substrate, laser light can be suitably irradiated from the back surface of the workpiece to the inside of the (semiconductor) substrate. Then, with the modified region (melting region) formed by the phenomenon of multiphoton absorption, a cutting starting point region along the desired cutting line to cut the workpiece is formed inside the substrate, and this cutting is performed. The workpiece can be cut starting from the starting area. Then, by attaching an extensible film to the back surface of the workpiece and extending it, the plurality of parts of the cut workpiece can be easily separated. That is, according to this laser processing method, a cutting start region can be formed without directly irradiating a laser beam onto the laminated portion on the surface of the workpiece, and the substrate can be accurately formed with a relatively small force starting from the cutting start region. It is possible to divide well and cut and to easily separate the cut workpiece. Therefore, according to this laser processing method, even when the processing object has various laminated structures, the processing object can be cut with high accuracy.

ここで、基板上の積層部とは、基板の表面に堆積されたもの、基板の表面に貼り合わされたもの、或いは基板の表面に取り付けられたもの等をいい、基板に対し異種材料であるか同種材料であるかは問わない。そして、積層部には、基板に密着して設けられるものや、基板と間隙を取って設けられるもの等がある。例としては、基板上に結晶成長により形成された半導体動作層や、ガラス基板上に貼り合わされた他のガラス基板等があり、積層部は異種材料を複数層形成したものも含む。また、基板の内部とは、積層部が設けられている基板の表面上をも含む意味である。さらに、集光点とは、レーザ光が集光した箇所のことである。そして、切断起点領域は、改質領域が連続的に形成されることで形成される場合もあるし、改質領域が断続的に形成されることで形成される場合もある。   Here, the laminated portion on the substrate means a material deposited on the surface of the substrate, a material bonded to the surface of the substrate, or a material attached to the surface of the substrate. It does not matter whether the material is the same. The laminated portion includes a portion provided in close contact with the substrate and a portion provided with a gap from the substrate. Examples include a semiconductor operation layer formed by crystal growth on a substrate, another glass substrate bonded to a glass substrate, and the like, and the laminated portion includes a plurality of layers made of different materials. Moreover, the inside of a board | substrate is the meaning also including on the surface of the board | substrate with which the laminated part is provided. Furthermore, a condensing point is a location where the laser beam is condensed. The cutting start region may be formed by continuously forming the modified region, or may be formed by intermittently forming the modified region.

また、本発明に係るレーザ加工方法は、基板と、基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、加工対象物の積層部側の表面に保護フィルムを装着し、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより多光子吸収による改質領域を形成し、この改質領域によって、加工対象物の切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、加工対象物に外力を印加することにより切断起点領域を起点として加工対象物を複数の部分に切断し、伸張性のフィルムを伸張させることにより加工対象物の複数の部分を分離する工程を備えることを特徴とする。或いは、本発明に係るレーザ加工方法は、基板と、基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、加工対象物の積層部側の表面を緩衝効果を有する部材により保護しながら、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより多光子吸収による改質領域を形成し、この改質領域によって、加工対象物の切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、加工対象物に外力を印加することにより切断起点領域を起点として加工対象物を複数の部分に切断し、伸張性のフィルムを伸張させることにより加工対象物の複数の部分を分離する工程を備えることを特徴とする。   Further, the laser processing method according to the present invention is a laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a substrate and a laminated portion provided on the substrate, the surface on the laminated portion side of the workpiece. A modified region by multiphoton absorption is formed by irradiating a laser beam with a focusing point on the inside of the substrate with the back surface of the workpiece as the laser beam incident surface. To form a cutting start area inside the predetermined distance from the laser light incident surface along the planned cutting line of the workpiece, attach an extensible film on the back surface of the workpiece, and apply an external force to the workpiece In this way, the method includes a step of cutting the workpiece into a plurality of portions starting from the cutting start region and separating the plurality of portions of the workpiece by stretching an extensible film. Alternatively, the laser processing method according to the present invention is a laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a substrate and a laminated portion provided on the substrate, the surface on the laminated portion side of the workpiece. And forming a modified region by multiphoton absorption by irradiating a laser beam with a focusing point inside the substrate with the back surface of the workpiece as a laser light incident surface while protecting the surface by a member having a buffering effect, By this modified region, a cutting start region is formed inside a predetermined distance from the laser light incident surface along the planned cutting line of the workpiece, and an extensible film is attached to the back surface of the workpiece, A step of cutting an object to be processed into a plurality of parts starting from a cutting start region by applying an external force, and separating a plurality of parts of the object to be processed by stretching an extensible film. That.

また、本発明に係るレーザ加工方法は、基板と、基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、加工対象物の積層部側の表面に保護フィルムを装着し、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより多光子吸収による改質領域を形成し、この改質領域によって、加工対象物の切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、加工対象物に外力を印加することにより切断起点領域を起点として加工対象物を複数の部分に切断し、伸張性のフィルムを伸張させることにより加工対象物の複数の部分を分離する工程を備えることを特徴とする。或いは、本発明に係るレーザ加工方法は、半導体基板と、半導体基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、加工対象物の積層部側の表面を緩衝効果を有する部材により保護しながら、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより溶融処理領域を形成し、この溶融処理領域によって、加工対象物の切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、加工対象物に外力を印加することにより切断起点領域を起点として加工対象物を複数の部分に切断し、伸張性のフィルムを伸張させることにより加工対象物の複数の部分を分離する工程を備えることを特徴とする。   Further, the laser processing method according to the present invention is a laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a substrate and a laminated portion provided on the substrate, the surface on the laminated portion side of the workpiece. A modified region by multiphoton absorption is formed by irradiating a laser beam with a focusing point on the inside of the substrate with the back surface of the workpiece as the laser beam incident surface. To form a cutting start area inside the predetermined distance from the laser light incident surface along the planned cutting line of the workpiece, attach an extensible film on the back surface of the workpiece, and apply an external force to the workpiece In this way, the method includes a step of cutting the workpiece into a plurality of portions starting from the cutting start region and separating the plurality of portions of the workpiece by stretching an extensible film. Alternatively, the laser processing method according to the present invention is a laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a semiconductor substrate and a laminated portion provided on the semiconductor substrate, and the laminated portion side of the workpiece. While the surface of the substrate is protected by a member having a buffering effect, a fusion processing region is formed by irradiating a laser beam with a converging point inside the semiconductor substrate with the back surface of the processing object as a laser beam incident surface, By the melt processing area, a cutting start area is formed inside the predetermined distance from the laser light incident surface along the planned cutting line of the workpiece, an extensible film is attached to the back surface of the workpiece, and external force is applied to the workpiece. Cutting the workpiece to be cut into a plurality of parts starting from the cutting start region, and separating the parts of the workpiece by stretching an extensible film. The features.

これらのレーザ加工方法によれば、上述したレーザ加工方法と同様の理由により、加工対象物が種々の積層構造を有する場合においても該加工対象物を高精度に切断することができる。また、加工対象物を複数の部分に切断する際に加工対象物に外力を印加することによって、切断起点領域を起点として加工対象物を容易に切断することができる。   According to these laser processing methods, for a reason similar to the laser processing method described above, the processing target can be cut with high accuracy even when the processing target has various laminated structures. In addition, by applying an external force to the processing object when cutting the processing object into a plurality of portions, the processing object can be easily cut from the cutting start region.

また、本発明に係るレーザ加工方法は、基板と、基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、加工対象物の積層部側の表面に保護フィルムを装着し、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより多光子吸収による改質領域を形成し、この改質領域によって、加工対象物の切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、伸張性のフィルムを伸張させることにより切断起点領域を起点として加工対象物を複数の部分に切断するとともに加工対象物の複数の部分を分離する工程を備えることを特徴とする。或いは、本発明に係るレーザ加工方法は、基板と、基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、加工対象物の積層部側の表面を緩衝効果を有する部材により保護しながら、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより多光子吸収による改質領域を形成し、この改質領域によって、加工対象物の切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、伸張性のフィルムを伸張させることにより切断起点領域を起点として加工対象物を複数の部分に切断するとともに加工対象物の複数の部分を分離する工程を備えることを特徴とする。   Further, the laser processing method according to the present invention is a laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a substrate and a laminated portion provided on the substrate, the surface on the laminated portion side of the workpiece. A modified region by multiphoton absorption is formed by irradiating a laser beam with a focusing point on the inside of the substrate with the back surface of the workpiece as the laser beam incident surface. To form a cutting start area inside the predetermined distance from the laser light incident surface along the planned cutting line of the workpiece, attach an extensible film on the back surface of the workpiece, and stretch the extensible film The method includes a step of cutting the workpiece into a plurality of parts starting from the cutting start region and separating the plurality of parts of the workpiece. Alternatively, the laser processing method according to the present invention is a laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a substrate and a laminated portion provided on the substrate, the surface on the laminated portion side of the workpiece. And forming a modified region by multiphoton absorption by irradiating a laser beam with a focusing point inside the substrate with the back surface of the workpiece as a laser light incident surface while protecting the surface by a member having a buffering effect, By this modified region, a cutting origin region is formed inside a predetermined distance from the laser light incident surface along the planned cutting line of the workpiece, and an extensible film is attached to the back surface of the workpiece, and the extensible film And a step of cutting the workpiece into a plurality of parts starting from the cutting start region and separating the plurality of parts of the workpiece.

また、本発明に係るレーザ加工方法は、半導体基板と、半導体基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、加工対象物の積層部側の表面に保護フィルムを装着し、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより溶融処理領域を形成し、この溶融処理領域によって、加工対象物の切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、伸張性のフィルムを伸張させることにより切断起点領域を起点として加工対象物を複数の部分に切断するとともに加工対象物の複数の部分を分離する工程を備えることを特徴とする。或いは、本発明に係るレーザ加工方法は、半導体基板と、半導体基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、加工対象物の積層部側の表面を緩衝効果を有する部材により保護しながら、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより溶融処理領域を形成し、この溶融処理領域によって、加工対象物の切断予定ラインに沿ってレーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、伸張性のフィルムを伸張させることにより切断起点領域を起点として加工対象物を複数の部分に切断するとともに加工対象物の複数の部分を分離する工程を備えることを特徴とする。   The laser processing method according to the present invention is a laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a semiconductor substrate and a laminated portion provided on the semiconductor substrate, the laminated workpiece side of the workpiece. A protective film is attached to the surface of the substrate, and the back surface of the object to be processed is a laser light incident surface. By forming a cutting start area inside the predetermined distance from the laser light incident surface along the planned cutting line of the workpiece, attaching an extensible film to the back surface of the workpiece, and stretching the extensible film The method includes a step of cutting a processing object into a plurality of parts starting from a cutting start region and separating the plurality of parts of the processing object. Alternatively, the laser processing method according to the present invention is a laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a semiconductor substrate and a laminated portion provided on the semiconductor substrate, and the laminated portion side of the workpiece. While the surface of the substrate is protected by a member having a buffering effect, a fusion processing region is formed by irradiating a laser beam with a converging point inside the semiconductor substrate with the back surface of the processing object as a laser beam incident surface, A melting start area forms a cutting start area inside a predetermined distance from the laser light incident surface along a planned cutting line of the workpiece, and attaches an extensible film to the back surface of the workpiece, It is characterized by comprising a step of cutting the workpiece to be divided into a plurality of parts starting from the cutting start region by separating the plurality of parts and separating the plurality of parts of the workpiece.

これらのレーザ加工方法によれば、上述したレーザ加工方法と同様の理由により、加工対象物が種々の積層構造を有する場合においても該加工対象物を高精度に切断することができる。また、伸張性のフィルムを伸張させることにより、加工対象物の切断起点領域に引張応力が印加されるので、加工対象物を切断する工程と複数の部分を分離する工程とを同時に行うことができ、製造工程を削減することができる。   According to these laser processing methods, for a reason similar to the laser processing method described above, the processing target can be cut with high accuracy even when the processing target has various laminated structures. In addition, by stretching the stretchable film, tensile stress is applied to the cutting start region of the workpiece, so that the step of cutting the workpiece and the step of separating a plurality of parts can be performed simultaneously. The manufacturing process can be reduced.

また、上述した本発明に係るレーザ加工方法においては、加工対象物に切断起点領域を形成する前に、加工対象物の基板が薄くなるように加工対象物の裏面を研削することが好ましい。これによって、切断起点領域を起点としてより小さな力で、或いは特別な力を必要とせずに加工対象物を精度良く切断することができる。   Moreover, in the laser processing method according to the present invention described above, it is preferable to grind the back surface of the processing object so that the substrate of the processing object becomes thin before forming the cutting start region on the processing object. As a result, the workpiece can be accurately cut from the cutting start region with a smaller force or without requiring a special force.

また、上述した本発明に係るレーザ加工方法においては、伸張性のフィルムを加工対象物に装着した後、保護フィルム(緩衝効果を有する部材)を除去することが好ましい。これによって、切断起点領域が形成された加工対象物を離散させることなく保持することができる。或いは、伸張性のフィルムを伸張させることにより加工対象物の複数の部分を分離した後、保護フィルム(緩衝効果を有する部材)を除去することが好ましい。これによって、加工対象物を切断してから複数の部分を取り出すまでの間、該複数の部分を保護することができる。   In the laser processing method according to the present invention described above, it is preferable to remove the protective film (a member having a buffering effect) after the extensible film is attached to the object to be processed. Thereby, it is possible to hold the processing object on which the cutting start region is formed without making it discrete. Alternatively, it is preferable to remove the protective film (a member having a buffering effect) after separating a plurality of portions of the workpiece by stretching the stretchable film. Thus, the plurality of parts can be protected from the time the workpiece is cut until the plurality of parts are taken out.

本発明に係るレーザ加工方法によれば、加工対象物の表面に保護フィルムを装着することによって、加工対象物を裏面を上にして台上に載置することができるので、加工対象物の裏面から基板の内部にレーザ光を好適に照射することができる。そして、多光子吸収という現象により形成される改質領域でもって、加工対象物を切断すべき所望の切断予定ラインに沿った切断起点領域を基板の内部に形成し、この切断起点領域を起点として加工対象物を切断することができる。そして、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着してこれを伸張させることにより、切断された加工対象物の複数の部分を容易に分離することができる。すなわち、本レーザ加工方法によれば、加工対象物の表面にある積層部にレーザ光を直接照射せずに切断起点領域を形成できるとともに、切断起点領域を起点として基板を比較的小さな力で精度良く割って切断し、切断された加工対象物を容易に分離することができる。従って、このレーザ加工方法によれば、加工対象物が種々の積層構造を有する場合においても該加工対象物を高精度に切断することができる。   According to the laser processing method of the present invention, by attaching a protective film to the surface of the object to be processed, the object to be processed can be placed on the table with the back surface facing up. Thus, the inside of the substrate can be suitably irradiated with laser light. Then, with the modified region formed by the phenomenon of multiphoton absorption, a cutting start region along a desired cutting planned line to be cut of the workpiece is formed inside the substrate, and this cutting starting region is used as the starting point. The workpiece can be cut. Then, by attaching an extensible film to the back surface of the workpiece and extending it, the plurality of parts of the cut workpiece can be easily separated. That is, according to this laser processing method, a cutting start region can be formed without directly irradiating a laser beam onto the laminated portion on the surface of the workpiece, and the substrate can be accurately formed with a relatively small force starting from the cutting start region. It is possible to divide well and cut and to easily separate the cut workpiece. Therefore, according to this laser processing method, even when the processing object has various laminated structures, the processing object can be cut with high accuracy.

以下、図面と共に本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係るレーザ加工方法では、加工対象物の内部に多光子吸収による改質領域を形成する。そこで、このレーザ加工方法、特に多光子吸収について最初に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the laser processing method according to the present embodiment, a modified region by multiphoton absorption is formed inside a workpiece. This laser processing method, particularly multiphoton absorption, will be described first.

材料の吸収のバンドギャップEGよりも光子のエネルギーhνが小さいと光学的に透明となる。よって、材料に吸収が生じる条件はhν>EGである。しかし、光学的に透明でも、レーザ光の強度を非常に大きくするとnhν>EGの条件(n=2,3,4,・・・)で材料に吸収が生じる。この現象を多光子吸収という。パルス波の場合、レーザ光の強度はレーザ光の集光点のピークパワー密度(W/cm2)で決まり、例えばピークパワー密度が1×108(W/cm2)以上の条件で多光子吸収が生じる。ピークパワー密度は、(集光点におけるレーザ光の1パルス当たりのエネルギー)÷(レーザ光のビームスポット断面積×パルス幅)により求められる。また、連続波の場合、レーザ光の強度はレーザ光の集光点の電界強度(W/cm2)で決まる。 If the photon energy hν is smaller than the absorption band gap E G of the material, the material becomes optically transparent. Therefore, a condition under which absorption occurs in the material is hv> E G. However, even when optically transparent, increasing the intensity of the laser beam very Nhnyu> of E G condition (n = 2,3,4, ···) the intensity of laser light becomes very high. This phenomenon is called multiphoton absorption. In the case of a pulse wave, the intensity of the laser beam is determined by the peak power density (W / cm 2 ) at the condensing point of the laser beam. For example, the multiphoton is obtained under the condition that the peak power density is 1 × 10 8 (W / cm 2 ) or more. Absorption occurs. The peak power density is determined by (energy per pulse of laser light at the condensing point) / (laser beam cross-sectional area of laser light × pulse width). In the case of a continuous wave, the intensity of the laser beam is determined by the electric field intensity (W / cm 2 ) at the condensing point of the laser beam.

このような多光子吸収を利用する本実施形態に係るレーザ加工の原理について、図1〜図6を参照して説明する。図1はレーザ加工中の加工対象物1の平面図であり、図2は図1に示す加工対象物1のII−II線に沿った断面図であり、図3はレーザ加工後の加工対象物1の平面図であり、図4は図3に示す加工対象物1のIV−IV線に沿った断面図であり、図5は図3に示す加工対象物1のV−V線に沿った断面図であり、図6は切断された加工対象物1の平面図である。   The principle of laser processing according to this embodiment using such multiphoton absorption will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of a workpiece 1 during laser processing, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the workpiece 1 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a workpiece after laser processing. 4 is a plan view of the workpiece 1, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of the workpiece 1 shown in FIG. 3, and FIG. 5 is taken along line V-V of the workpiece 1 shown in FIG. FIG. 6 is a plan view of the cut workpiece 1.

図1及び図2に示すように、加工対象物1の面10には、加工対象物1を切断すべき所望の切断予定ライン5がある。切断予定ライン5は直線状に延びた仮想線である(加工対象物1に実際に線を引いて切断予定ライン5としてもよい)。本実施形態に係るレーザ加工は、多光子吸収が生じる条件で加工対象物1の内部に集光点Pを合わせてレーザ光Lを加工対象物1に照射して改質領域7を形成する。なお、集光点とはレーザ光Lが集光した箇所のことである。また、加工対象物1の面10はレーザ光が入射されるレーザ光入射面となっており、該面10においてレーザ光Lが散乱することを防ぐため、平坦かつ滑面であることが好ましい。   As shown in FIGS. 1 and 2, the surface 10 of the workpiece 1 has a desired scheduled cutting line 5 on which the workpiece 1 is to be cut. The planned cutting line 5 is a virtual line extending in a straight line (the actual cutting line 5 may be drawn on the workpiece 1 to form the planned cutting line 5). In the laser processing according to the present embodiment, the modified region 7 is formed by irradiating the processing object 1 with the laser beam L by aligning the condensing point P inside the processing object 1 under the condition that multiphoton absorption occurs. In addition, a condensing point is a location where the laser beam L is condensed. Further, the surface 10 of the workpiece 1 is a laser light incident surface on which laser light is incident, and in order to prevent the laser light L from being scattered on the surface 10, the surface 10 is preferably flat and smooth.

レーザ光Lを切断予定ライン5に沿って(すなわち矢印A方向に沿って)相対的に移動させることにより、集光点Pを切断予定ライン5に沿って移動させる。これにより、図3〜図5に示すように改質領域7が切断予定ライン5に沿って加工対象物1の内部にのみ形成され、この改質領域7でもって切断起点領域8が形成される。本実施形態に係るレーザ加工方法は、加工対象物1がレーザ光Lを吸収することにより加工対象物1を発熱させて改質領域7を形成するのではない。加工対象物1にレーザ光Lを透過させ加工対象物1の内部に多光子吸収を発生させて改質領域7を形成している。よって、加工対象物1の面10ではレーザ光Lがほとんど吸収されないので、加工対象物1の面10が溶融することはない。   The condensing point P is moved along the planned cutting line 5 by relatively moving the laser light L along the planned cutting line 5 (that is, along the direction of the arrow A). As a result, as shown in FIGS. 3 to 5, the modified region 7 is formed only inside the workpiece 1 along the planned cutting line 5, and the cutting start region 8 is formed by the modified region 7. . The laser processing method according to the present embodiment does not form the modified region 7 by causing the workpiece 1 to generate heat by causing the workpiece 1 to absorb the laser light L. The modified region 7 is formed by transmitting the laser beam L through the workpiece 1 and generating multiphoton absorption inside the workpiece 1. Therefore, since the laser beam L is hardly absorbed by the surface 10 of the workpiece 1, the surface 10 of the workpiece 1 is not melted.

加工対象物1の切断において、切断する箇所に起点があると加工対象物1はその起点から割れるので、図6に示すように比較的小さな力で加工対象物1を切断することができる。よって、加工対象物1の面10に不必要な割れを発生させることなく加工対象物1の切断が可能となる。   In the cutting of the workpiece 1, if there is a starting point at the location to be cut, the workpiece 1 is broken from the starting point, so that the workpiece 1 can be cut with a relatively small force as shown in FIG. 6. Therefore, the processing object 1 can be cut without causing unnecessary cracks in the surface 10 of the processing object 1.

さて、本実施形態において多光子吸収により形成される改質領域としては、次の(1)〜(3)がある。   In the present embodiment, the modified regions formed by multiphoton absorption include the following (1) to (3).

(1)改質領域が1つ又は複数のクラックを含むクラック領域の場合
基板(例えばサファイア、ガラス、またはLiTaO3からなる圧電材料)の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が1×108(W/cm2)以上で且つパルス幅が1μs以下の条件でレーザ光を照射する。このパルス幅の大きさは、多光子吸収を生じさせつつ基板の面に余計なダメージを与えずに、基板の内部にのみクラック領域を形成できる条件である。これにより、基板の内部には多光子吸収による光学的損傷という現象が発生する。この光学的損傷により基板の内部に熱ひずみが誘起され、これにより基板の内部にクラック領域が形成される。電界強度の上限値としては、例えば1×1012(W/cm2)である。パルス幅は例えば1ns〜200nsが好ましい。
(1) When the modified region is a crack region including one or a plurality of cracks, the focusing point is set inside the substrate (for example, a piezoelectric material made of sapphire, glass, or LiTaO 3 ), and the electric field intensity at the focusing point. Is 1 × 10 8 (W / cm 2 ) or more and the pulse width is 1 μs or less. The magnitude of this pulse width is a condition that a crack region can be formed only inside the substrate without causing extra damage to the surface of the substrate while causing multiphoton absorption. As a result, a phenomenon of optical damage due to multiphoton absorption occurs inside the substrate. This optical damage induces thermal strain inside the substrate, thereby forming a crack region inside the substrate. The upper limit value of the electric field strength is, for example, 1 × 10 12 (W / cm 2 ). The pulse width is preferably 1 ns to 200 ns, for example.

本発明者は、電界強度とクラックの大きさとの関係を実験により求めた。実験条件は次ぎの通りである。
(A)基板:パイレックス(登録商標)ガラス(厚さ700μm)
(B)レーザ
光源:半導体レーザ励起Nd:YAGレーザ
波長:1064nm
レーザ光スポット断面積:3.14×10-8cm2
発振形態:Qスイッチパルス
繰り返し周波数:100kHz
パルス幅:30ns
出力:出力<1mJ/パルス
レーザ光品質:TEM00
偏光特性:直線偏光
(C)集光用レンズ
レーザ光波長に対する透過率:60パーセント
(D)基板が載置される載置台の移動速度:100mm/秒
The inventor obtained the relationship between the electric field strength and the size of the cracks by experiment. The experimental conditions are as follows.
(A) Substrate: Pyrex (registered trademark) glass (thickness 700 μm)
(B) Laser Light source: Semiconductor laser excitation Nd: YAG laser Wavelength: 1064 nm
Laser beam spot cross-sectional area: 3.14 × 10 −8 cm 2
Oscillation form: Q switch pulse Repeat frequency: 100 kHz
Pulse width: 30ns
Output: Output <1 mJ / pulse Laser light quality: TEM 00
Polarization characteristics: linearly polarized light (C) Condensing lens Transmittance to laser light wavelength: 60 percent

なお、レーザ光品質がTEM00とは、集光性が高くレーザ光の波長程度まで集光可能を意味する。 Note that the laser light quality TEM 00 means that the light condensing property is high and the light can be condensed to the wavelength of the laser light.

図7は上記実験の結果を示すグラフである。横軸はピークパワー密度であり、レーザ光がパルスレーザ光なので電界強度はピークパワー密度で表される。縦軸は1パルスのレーザ光により基板の内部に形成されたクラック部分(クラックスポット)の大きさを示している。クラックスポットが集まりクラック領域となる。クラックスポットの大きさは、クラックスポットの形状のうち最大の長さとなる部分の大きさである。グラフ中の黒丸で示すデータは集光用レンズ(C)の倍率が100倍、開口数(NA)が0.80の場合である。一方、グラフ中の白丸で示すデータは集光用レンズ(C)の倍率が50倍、開口数(NA)が0.55の場合である。ピークパワー密度が1011(W/cm2)程度から基板の内部にクラックスポットが発生し、ピークパワー密度が大きくなるに従いクラックスポットも大きくなることが分かる。 FIG. 7 is a graph showing the results of the experiment. The horizontal axis represents the peak power density. Since the laser beam is a pulsed laser beam, the electric field strength is represented by the peak power density. The vertical axis indicates the size of a crack portion (crack spot) formed inside the substrate by one pulse of laser light. Crack spots gather to form a crack region. The size of the crack spot is the size of the portion having the maximum length in the shape of the crack spot. Data indicated by black circles in the graph is for the case where the magnification of the condenser lens (C) is 100 times and the numerical aperture (NA) is 0.80. On the other hand, the data indicated by the white circles in the graph is when the magnification of the condenser lens (C) is 50 times and the numerical aperture (NA) is 0.55. It can be seen that crack spots are generated inside the substrate from the peak power density of about 10 11 (W / cm 2 ), and the crack spots increase as the peak power density increases.

次に、本実施形態に係るレーザ加工において、クラック領域形成による加工対象物の切断のメカニズムについて図8〜図11を用いて説明する。図8に示すように、多光子吸収が生じる条件で加工対象物1の内部に集光点Pを合わせてレーザ光Lを加工対象物1に照射して切断予定ラインに沿って内部にクラック領域9を形成する。クラック領域9は1つ又は複数のクラックを含む領域である。このクラック領域9でもって切断起点領域が形成される。図9に示すように、人為的な力(例えば引張応力)を加工対象物1に印加することにより、クラック領域9を起点として(すなわち、切断起点領域を起点として)クラックがさらに成長し、図10に示すようにクラックが加工対象物1の両面に到達し、図11に示すように加工対象物1が割れることにより加工対象物1が切断される。   Next, in the laser processing according to the present embodiment, a mechanism for cutting a workpiece by forming a crack region will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 8, the laser beam L is irradiated to the workpiece 1 by aligning the condensing point P inside the workpiece 1 under the condition that multiphoton absorption occurs, and a crack region is formed along the planned cutting line. 9 is formed. The crack region 9 is a region including one or more cracks. A cutting start region is formed by the crack region 9. As shown in FIG. 9, when an artificial force (for example, tensile stress) is applied to the workpiece 1, the crack further grows from the crack region 9 (that is, from the cutting start region), As shown in FIG. 10, the crack reaches both surfaces of the workpiece 1, and the workpiece 1 is cut as the workpiece 1 is broken as shown in FIG. 11.

(2)改質領域が溶融処理領域の場合
基板(例えばシリコンのような半導体材料)の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が1×108(W/cm2)以上で且つパルス幅が1μs以下の条件でレーザ光を照射する。これにより基板の内部は多光子吸収によって局所的に加熱される。この加熱により基板の内部に溶融処理領域が形成される。溶融処理領域とは一旦溶融後再固化した領域や、まさに溶融状態の領域や、溶融状態から再固化する状態の領域であり、相変化した領域や結晶構造が変化した領域ということもできる。また、溶融処理領域とは単結晶構造、非晶質構造、多結晶構造において、ある構造が別の構造に変化した領域ということもできる。つまり、例えば、単結晶構造から非晶質構造に変化した領域、単結晶構造から多結晶構造に変化した領域、単結晶構造から非晶質構造及び多結晶構造を含む構造に変化した領域を意味する。基板がシリコン単結晶構造の場合、溶融処理領域は例えば非晶質シリコン構造である。電界強度の上限値としては、例えば1×1012(W/cm2)である。パルス幅は例えば1ns〜200nsが好ましい。
(2) When the modified region is a melt-processed region The focusing point is set inside the substrate (for example, a semiconductor material such as silicon), and the electric field strength at the focusing point is 1 × 10 8 (W / cm 2 ) or more. In addition, the laser beam is irradiated under the condition that the pulse width is 1 μs or less. As a result, the inside of the substrate is locally heated by multiphoton absorption. By this heating, a melt processing region is formed inside the substrate. The melt treatment region is a region once solidified after melting, a region in a molten state, or a region re-solidified from a molten state, and can also be referred to as a phase-changed region or a region in which the crystal structure has changed. The melt treatment region can also be said to be a region in which one structure is changed to another structure in a single crystal structure, an amorphous structure, or a polycrystalline structure. In other words, for example, a region changed from a single crystal structure to an amorphous structure, a region changed from a single crystal structure to a polycrystalline structure, or a region changed from a single crystal structure to a structure including an amorphous structure and a polycrystalline structure. To do. When the substrate has a silicon single crystal structure, the melt processing region has, for example, an amorphous silicon structure. The upper limit value of the electric field strength is, for example, 1 × 10 12 (W / cm 2 ). The pulse width is preferably 1 ns to 200 ns, for example.

本発明者は、シリコンウェハの内部で溶融処理領域が形成されることを実験により確認した。実験条件は次の通りである。
(A)基板:シリコンウェハ(厚さ350μm、外径4インチ)
(B)レーザ
光源:半導体レーザ励起Nd:YAGレーザ
波長:1064nm
レーザ光スポット断面積:3.14×10-8cm2
発振形態:Qスイッチパルス
繰り返し周波数:100kHz
パルス幅:30ns
出力:20μJ/パルス
レーザ光品質:TEM00
偏光特性:直線偏光
(C)集光用レンズ
倍率:50倍
N.A.:0.55
レーザ光波長に対する透過率:60パーセント
(D)基板が載置される載置台の移動速度:100mm/秒
The inventor has confirmed through experiments that a melt-processed region is formed inside a silicon wafer. The experimental conditions are as follows.
(A) Substrate: Silicon wafer (thickness 350 μm, outer diameter 4 inches)
(B) Laser Light source: Semiconductor laser excitation Nd: YAG laser Wavelength: 1064 nm
Laser beam spot cross-sectional area: 3.14 × 10 −8 cm 2
Oscillation form: Q switch pulse Repeat frequency: 100 kHz
Pulse width: 30ns
Output: 20 μJ / pulse Laser light quality: TEM 00
Polarization characteristics: linearly polarized light (C) Condensing lens Magnification: 50 times A. : 0.55
Transmittance with respect to wavelength of laser beam: 60% (D) Moving speed of mounting table on which substrate is mounted: 100 mm / second

図12は、上記条件でのレーザ加工により切断されたシリコンウェハの一部における断面の写真を表した図である。シリコンウェハ11の内部に溶融処理領域13が形成されている。なお、上記条件により形成された溶融処理領域13の厚さ方向の大きさは100μm程度である。   FIG. 12 is a view showing a photograph of a cross section of a part of a silicon wafer cut by laser processing under the above conditions. A melt processing region 13 is formed inside the silicon wafer 11. The size in the thickness direction of the melt processing region 13 formed under the above conditions is about 100 μm.

溶融処理領域13が多光子吸収により形成されたことを説明する。図13は、レーザ光の波長とシリコン基板の内部の透過率との関係を示すグラフである。ただし、シリコン基板の表面側と裏面側それぞれの反射成分を除去し、内部のみの透過率を示している。シリコン基板の厚さtが50μm、100μm、200μm、500μm、1000μmの各々について上記関係を示した。   The fact that the melt processing region 13 is formed by multiphoton absorption will be described. FIG. 13 is a graph showing the relationship between the wavelength of the laser beam and the transmittance inside the silicon substrate. However, the reflection components on the front side and the back side of the silicon substrate are removed to show the transmittance only inside. The above relationship was shown for each of the thickness t of the silicon substrate of 50 μm, 100 μm, 200 μm, 500 μm, and 1000 μm.

例えば、Nd:YAGレーザの波長である1064nmにおいて、シリコン基板の厚さが500μm以下の場合、シリコン基板の内部ではレーザ光が80%以上透過することが分かる。図12に示すシリコンウェハ11の厚さは350μmなので、多光子吸収による溶融処理領域13をシリコンウェハ11の中心付近に形成すると、シリコンウェハ11の表面から175μmの部分に形成される。この場合の透過率は、厚さ200μmのシリコンウェハを参考にすると、90%以上なので、レーザ光がシリコンウェハ11の内部で吸収されるのは僅かであり、ほとんどが透過する。このことは、シリコンウェハ11の内部でレーザ光が吸収されて、溶融処理領域13がシリコンウェハ11の内部に形成(つまりレーザ光による通常の加熱で溶融処理領域が形成)されたものではなく、溶融処理領域13が多光子吸収により形成されたことを意味する。   For example, when the thickness of the silicon substrate is 500 μm or less at the wavelength of the Nd: YAG laser of 1064 nm, it can be seen that the laser light is transmitted by 80% or more inside the silicon substrate. Since the thickness of the silicon wafer 11 shown in FIG. 12 is 350 μm, when the melting region 13 by multiphoton absorption is formed near the center of the silicon wafer 11, the silicon wafer 11 is formed at a portion of 175 μm from the surface of the silicon wafer 11. In this case, the transmittance is 90% or more with reference to a silicon wafer having a thickness of 200 μm. Therefore, the laser beam is hardly absorbed inside the silicon wafer 11 and almost all is transmitted. This is not because the laser beam is absorbed inside the silicon wafer 11 and the melt processing region 13 is formed inside the silicon wafer 11 (that is, the melt processing region is formed by normal heating with laser light) It means that the melt processing region 13 is formed by multiphoton absorption.

なお、シリコンウェハは、溶融処理領域でもって形成される切断起点領域を起点として断面方向に向かって割れを発生し、その割れがシリコンウェハの両面に到達することにより、結果的に切断される。発明者らの考察によれば、溶融処理領域を起点とした亀裂が生じるのは、溶融処理領域とそれ以外の領域との物性的な違いによってシリコンウェハの内部に歪みが生じ易くなる為だと考えられる。また、図12に示された写真からも判るように、溶融処理領域13の上下には尖頭状の溶融痕が存在する。この溶融痕によって、溶融処理領域を起点とした亀裂が精度良くシリコンウェハの両面に到達するものと考えられる。また、溶融処理領域はシリコンウェハの内部のみに形成され、切断後の切断面には、図12のように内部にのみ溶融処理領域が形成されている。基板の内部に溶融処理領域でもって切断起点領域を形成すると、切断時、切断起点領域ラインから外れた不必要な割れが生じにくいので、切断制御が容易となる。   Note that the silicon wafer is cracked in the cross-sectional direction starting from the cutting start region formed in the melt processing region, and is cut as a result when the crack reaches both surfaces of the silicon wafer. According to the inventor's consideration, the crack starting from the melt processing region is caused by the fact that distortion is likely to occur inside the silicon wafer due to physical differences between the melt processing region and other regions. Conceivable. Further, as can be seen from the photograph shown in FIG. 12, there are pointed melting marks above and below the melting processing region 13. It is considered that cracks starting from the melt processing region reach both surfaces of the silicon wafer with high accuracy due to the melt marks. Further, the melt processing region is formed only inside the silicon wafer, and the melt processing region is formed only inside the cut surface after cutting as shown in FIG. When the cutting start region is formed in the substrate with the melt processing region, unnecessary cracks that are out of the cutting start region line are less likely to occur during cutting, and cutting control is facilitated.

(3)改質領域が屈折率変化領域の場合
基板(例えばガラス)の内部に集光点を合わせて、集光点における電界強度が1×108(W/cm2)以上で且つパルス幅が1ns以下の条件でレーザ光を照射する。パルス幅を極めて短くして、多光子吸収を基板の内部に起こさせると、多光子吸収によるエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、基板の内部にはイオン価数変化、結晶化又は分極配向等の永続的な構造変化が誘起されて屈折率変化領域が形成される。電界強度の上限値としては、例えば1×1012(W/cm2)である。パルス幅は例えば1ns以下が好ましく、1ps以下がさらに好ましい。
(3) When the modified region is a refractive index changing region The focusing point is aligned with the inside of the substrate (for example, glass), the electric field strength at the focusing point is 1 × 10 8 (W / cm 2 ) or more, and the pulse width Is irradiated with laser light under the condition of 1 ns or less. When the pulse width is made extremely short and multiphoton absorption occurs inside the substrate, the energy due to the multiphoton absorption is not converted into thermal energy, and the ionic valence change, crystallization, polarization orientation, etc. are inside the substrate. A permanent structural change is induced to form a refractive index changing region. The upper limit value of the electric field strength is, for example, 1 × 10 12 (W / cm 2 ). For example, the pulse width is preferably 1 ns or less, and more preferably 1 ps or less.

以上、多光子吸収により形成される改質領域として(1)〜(3)の場合を説明したが、加工対象物の結晶構造やその劈開性などを考慮して切断起点領域を次のように形成すれば、その切断起点領域を起点として、より一層小さな力で、しかも精度良く加工対象物を切断することが可能になる。   As described above, the cases of (1) to (3) have been described as the modified regions formed by multiphoton absorption, but the cutting origin region is determined as follows in consideration of the crystal structure of the object to be processed and its cleavage property. If it forms, it becomes possible to cut | disconnect a process target object with much smaller force from the cutting start area | region with a still smaller force.

すなわち、シリコンなどのダイヤモンド構造の単結晶半導体からなる基板の場合は、(111)面(第1劈開面)や(110)面(第2劈開面)に沿った方向に切断起点領域を形成するのが好ましい。また、GaAsなどの閃亜鉛鉱型構造のIII−V族化合物半導体からなる基板の場合は、(110)面に沿った方向に切断起点領域を形成するのが好ましい。さらに、サファイア(Al)などの六方晶系の結晶構造を有する基板の場合は、(0001)面(C面)を主面として(1120)面(A面)或いは(1100)面(M面)に沿った方向に切断起点領域を形成するのが好ましい。 That is, in the case of a substrate made of a single crystal semiconductor having a diamond structure such as silicon, the cutting start region is formed in a direction along the (111) plane (first cleavage plane) or the (110) plane (second cleavage plane). Is preferred. In the case of a substrate made of a zinc-blende-type III-V group compound semiconductor such as GaAs, it is preferable to form the cutting start region in the direction along the (110) plane. Further, in the case of a substrate having a hexagonal crystal structure such as sapphire (Al 2 O 3 ), the (1120) plane (A plane) or (1100) plane ( It is preferable to form the cutting start region in a direction along the (M plane).

なお、基板として例えば円盤状のウェハを切断する場合、上述した切断起点領域を形成すべき方向(例えば、単結晶シリコン基板における(111)面に沿った方向)、或いは切断起点領域を形成すべき方向に直交する方向に沿ってウェハにオリエンテーションフラットを形成すれば、そのオリエンテーションフラットを基準とすることで、切断起点領域を形成すべき方向に沿った切断起点領域を容易且つ正確にウェハに形成することが可能になる。   Note that, for example, when a disc-shaped wafer is cut as a substrate, the above-described cutting start region should be formed (for example, the direction along the (111) plane in the single crystal silicon substrate) or the cutting start region should be formed. If the orientation flat is formed on the wafer along the direction orthogonal to the direction, the cutting start region along the direction in which the cutting start region should be formed can be easily and accurately formed on the wafer by using the orientation flat as a reference. It becomes possible.

次に、上述したレーザ加工方法に使用されるレーザ加工装置について、図14を参照して説明する。図14はレーザ加工装置100の概略構成図である。   Next, a laser processing apparatus used in the laser processing method described above will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a schematic configuration diagram of the laser processing apparatus 100.

レーザ加工装置100は、レーザ光Lを発生するレーザ光源101と、レーザ光Lの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源101を制御するレーザ光源制御部102と、レーザ光Lの反射機能を有しかつレーザ光Lの光軸の向きを90°変えるように配置されたダイクロイックミラー103と、ダイクロイックミラー103で反射されたレーザ光Lを集光する集光用レンズ105と、集光用レンズ105で集光されたレーザ光Lが照射される加工対象物1が載置される載置台107と、載置台107をX軸方向に移動させるためのX軸ステージ109と、載置台107をX軸方向に直交するY軸方向に移動させるためのY軸ステージ111と、載置台107をX軸及びY軸方向に直交するZ軸方向に移動させるためのZ軸ステージ113と、これら3つのステージ109,111,113の移動を制御するステージ制御部115とを備える。   The laser processing apparatus 100 includes a laser light source 101 that generates laser light L, a laser light source control unit 102 that controls the laser light source 101 to adjust the output and pulse width of the laser light L, and the reflection function of the laser light L. And a dichroic mirror 103 arranged to change the direction of the optical axis of the laser light L by 90 °, a condensing lens 105 for condensing the laser light L reflected by the dichroic mirror 103, and a condensing lens A mounting table 107 on which the workpiece 1 to be irradiated with the laser beam L condensed by the lens 105 is mounted; an X-axis stage 109 for moving the mounting table 107 in the X-axis direction; A Y-axis stage 111 for moving in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and a Z-axis stage 1 for moving the mounting table 107 in the Z-axis direction orthogonal to the X-axis and Y-axis directions 3, and a stage controller 115 for controlling the movement of these three stages 109, 111 and 113.

この集光点PのX(Y)軸方向の移動は、加工対象物1をX(Y)軸ステージ109(111)によりX(Y)軸方向に移動させることにより行う。Z軸方向は、加工対象物1の面10と直交する方向なので、加工対象物1に入射するレーザ光Lの焦点深度の方向となる。よって、Z軸ステージ113をZ軸方向に移動させることにより、加工対象物1の内部にレーザ光Lの集光点Pを合わせることができる。   The converging point P is moved in the X (Y) axis direction by moving the workpiece 1 in the X (Y) axis direction by the X (Y) axis stage 109 (111). Since the Z-axis direction is a direction perpendicular to the surface 10 of the workpiece 1, the Z-axis direction is the direction of the focal depth of the laser light L incident on the workpiece 1. Therefore, by moving the Z-axis stage 113 in the Z-axis direction, the condensing point P of the laser light L can be adjusted inside the workpiece 1.

レーザ光源101はパルスレーザ光を発生するNd:YAGレーザである。レーザ光源101に用いることができるレーザとして、この他、Nd:YVO4レーザ、Nd:YLFレーザやチタンサファイアレーザがある。本実施形態では、加工対象物1の加工にパルスレーザ光を用いているが、多光子吸収を起こさせることができるなら連続波レーザ光でもよい。 The laser light source 101 is an Nd: YAG laser that generates pulsed laser light. Other lasers that can be used for the laser light source 101 include Nd: YVO 4 laser, Nd: YLF laser, and titanium sapphire laser. In this embodiment, pulsed laser light is used for processing the workpiece 1, but continuous wave laser light may be used as long as multiphoton absorption can be caused.

レーザ加工装置100はさらに、載置台107に載置された加工対象物1を可視光線により照明するために可視光線を発生する観察用光源117と、ダイクロイックミラー103及び集光用レンズ105と同じ光軸上に配置された可視光用のビームスプリッタ119とを備える。ビームスプリッタ119と集光用レンズ105との間にダイクロイックミラー103が配置されている。ビームスプリッタ119は、可視光線の約半分を反射し残りの半分を透過する機能を有しかつ可視光線の光軸の向きを90°変えるように配置されている。観察用光源117から発生した可視光線はビームスプリッタ119で約半分が反射され、この反射された可視光線がダイクロイックミラー103及び集光用レンズ105を透過し、加工対象物1の切断予定ライン5等を含む面10を照明する。   The laser processing apparatus 100 further includes an observation light source 117 that generates visible light to illuminate the workpiece 1 placed on the mounting table 107 with visible light, and the same light as the dichroic mirror 103 and the condensing lens 105. A beam splitter 119 for visible light disposed on the axis. A dichroic mirror 103 is disposed between the beam splitter 119 and the condensing lens 105. The beam splitter 119 has a function of reflecting about half of visible light and transmitting the other half, and is arranged so as to change the direction of the optical axis of visible light by 90 °. About half of the visible light generated from the observation light source 117 is reflected by the beam splitter 119, and the reflected visible light passes through the dichroic mirror 103 and the condensing lens 105, and the line 5 to be cut of the workpiece 1 or the like. Illuminate the surface 10 containing.

レーザ加工装置100はさらに、ビームスプリッタ119、ダイクロイックミラー103及び集光用レンズ105と同じ光軸上に配置された撮像素子121及び結像レンズ123を備える。撮像素子121としては例えばCCDカメラがある。切断予定ライン5等を含む面10を照明した可視光線の反射光は、集光用レンズ105、ダイクロイックミラー103、ビームスプリッタ119を透過し、結像レンズ123で結像されて撮像素子121で撮像され、撮像データとなる。   The laser processing apparatus 100 further includes an imaging element 121 and an imaging lens 123 disposed on the same optical axis as the beam splitter 119, the dichroic mirror 103, and the condensing lens 105. An example of the image sensor 121 is a CCD camera. The reflected light of the visible light that illuminates the surface 10 including the line 5 to be cut passes through the condensing lens 105, the dichroic mirror 103, and the beam splitter 119, and is imaged by the imaging lens 123 and imaged by the imaging device 121. And becomes imaging data.

レーザ加工装置100はさらに、撮像素子121から出力された撮像データが入力される撮像データ処理部125と、レーザ加工装置100全体を制御する全体制御部127と、モニタ129とを備える。撮像データ処理部125は、撮像データを基にして観察用光源117で発生した可視光の焦点を加工対象物1の面10上に合わせるための焦点データを演算する。この焦点データを基にしてステージ制御部115がZ軸ステージ113を移動制御することにより、可視光の焦点が加工対象物1の面10に合うようにする。よって、撮像データ処理部125はオートフォーカスユニットとして機能する。また、撮像データ処理部125は、撮像データを基にして面10の拡大画像等の画像データを演算する。この画像データは全体制御部127に送られ、全体制御部で各種処理がなされ、モニタ129に送られる。これにより、モニタ129に拡大画像等が表示される。   The laser processing apparatus 100 further includes an imaging data processing unit 125 to which imaging data output from the imaging element 121 is input, an overall control unit 127 that controls the entire laser processing apparatus 100, and a monitor 129. The imaging data processing unit 125 calculates focus data for focusing the visible light generated by the observation light source 117 on the surface 10 of the workpiece 1 based on the imaging data. The stage control unit 115 controls the movement of the Z-axis stage 113 based on the focus data so that the visible light is focused on the surface 10 of the workpiece 1. Therefore, the imaging data processing unit 125 functions as an autofocus unit. Further, the imaging data processing unit 125 calculates image data such as an enlarged image of the surface 10 based on the imaging data. This image data is sent to the overall control unit 127, where various processes are performed by the overall control unit, and sent to the monitor 129. Thereby, an enlarged image or the like is displayed on the monitor 129.

全体制御部127には、ステージ制御部115からのデータ、撮像データ処理部125からの画像データ等が入力し、これらのデータも基にしてレーザ光源制御部102、観察用光源117及びステージ制御部115を制御することにより、レーザ加工装置100全体を制御する。よって、全体制御部127はコンピュータユニットとして機能する。   Data from the stage controller 115, image data from the imaging data processor 125, and the like are input to the overall controller 127. Based on these data, the laser light source controller 102, the observation light source 117, and the stage controller By controlling 115, the entire laser processing apparatus 100 is controlled. Therefore, the overall control unit 127 functions as a computer unit.

次に、上述したレーザ加工装置100を用いた、本実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。図15は、本実施形態に係るレーザ加工方法における加工対象物であるウェハ1aを示す斜視図である。また、図16は、図15に示されたウェハ1aの底面図である。また、図17は、図16に示されたウェハ1aのVI−VI断面及びVII−VII断面を示す拡大図である。   Next, a laser processing method according to this embodiment using the laser processing apparatus 100 described above will be described. FIG. 15 is a perspective view showing a wafer 1a that is an object to be processed in the laser processing method according to the present embodiment. FIG. 16 is a bottom view of the wafer 1a shown in FIG. FIG. 17 is an enlarged view showing a VI-VI section and a VII-VII section of the wafer 1a shown in FIG.

図15〜図17を参照すると、ウェハ1aは、平板状であり略円盤状を呈している。図16を参照すると、ウェハ1aの裏面21には縦横に交差する複数の切断予定ライン5が設定されている。切断予定ライン5は、ウェハ1aを複数のチップ状部分に切断するために想定される仮想線である。この切断予定ライン5は、例えばウェハ1aの劈開面に沿って想定されるとよい。   Referring to FIGS. 15 to 17, the wafer 1 a is flat and has a substantially disk shape. Referring to FIG. 16, a plurality of scheduled cutting lines 5 that intersect vertically and horizontally are set on the back surface 21 of the wafer 1a. The planned cutting line 5 is a virtual line assumed for cutting the wafer 1a into a plurality of chip portions. This scheduled cutting line 5 may be assumed along the cleavage plane of the wafer 1a, for example.

また、ウェハ1aは、オリエンテーションフラット(以下「OF」という)19を有している。本実施形態では、OF19は縦横に交差する切断予定ライン5のうちの一方向と平行な方向を長手方向として形成されている。OF19は、ウェハ1aを切断予定ライン5に沿って切断する際に、切断方向を容易に判別する目的で設けられている。   The wafer 1 a has an orientation flat (hereinafter referred to as “OF”) 19. In the present embodiment, the OF 19 is formed with the direction parallel to one direction of the planned cutting lines 5 intersecting vertically and horizontally as the longitudinal direction. The OF 19 is provided for the purpose of easily discriminating the cutting direction when the wafer 1a is cut along the scheduled cutting line 5.

また、図17を参照すると、ウェハ1aは、半導体(Si)からなる基板15と、基板15の表面6上に積層された積層部4を備えている。積層部4は、絶縁性材料(SiO)からなる層間絶縁層17a及び17b、並びに金属(W)からなる第1の配線層19a及び第2の配線層19bを有している。層間絶縁層17aは基板15の表面6上に積層されており、表面6上に複数互いに分割されて設定された素子形成領域上に第1の配線層19aが積層されている。第1の配線層19a及び基板15は、層間絶縁層17aを貫通するように設けられたプラグ20aによって互いに電気的に接続されている。層間絶縁層17bは層間絶縁層17a及び第1の配線層19a上に積層されており、層間絶縁層17b上であって第1の配線層19aに対応する領域に第2の配線層19bが積層されている。第2の配線層19b及び第1の配線層19aは、層間絶縁層17bを貫通するように設けられたプラグ20bによって互いに電気的に接続されている。 Referring to FIG. 17, the wafer 1 a includes a substrate 15 made of semiconductor (Si) and a stacked portion 4 stacked on the surface 6 of the substrate 15. The stacked portion 4 includes interlayer insulating layers 17a and 17b made of an insulating material (SiO 2 ), and a first wiring layer 19a and a second wiring layer 19b made of metal (W). The interlayer insulating layer 17 a is laminated on the surface 6 of the substrate 15, and a first wiring layer 19 a is laminated on the element forming region set on the surface 6 by being divided from each other. The first wiring layer 19a and the substrate 15 are electrically connected to each other by a plug 20a provided so as to penetrate the interlayer insulating layer 17a. The interlayer insulating layer 17b is stacked on the interlayer insulating layer 17a and the first wiring layer 19a, and the second wiring layer 19b is stacked on the interlayer insulating layer 17b in a region corresponding to the first wiring layer 19a. Has been. The second wiring layer 19b and the first wiring layer 19a are electrically connected to each other by a plug 20b provided so as to penetrate the interlayer insulating layer 17b.

層間絶縁層17b上であって第2の配線層19b同士の隙間にある領域には、切断予定ライン5が想定される。この切断予定ライン5においては、層間絶縁層17bの表面(すなわち、ウェハ1aの表面3)が平坦かつ滑面となっている。   In the region on the interlayer insulating layer 17b and in the gap between the second wiring layers 19b, a planned cutting line 5 is assumed. In the planned cutting line 5, the surface of the interlayer insulating layer 17b (that is, the surface 3 of the wafer 1a) is flat and smooth.

(第1の実施例)
図18及び図19は、本実施形態に係るレーザ加工方法の第1実施例を説明するためのフローチャートである。また、図20〜図22は、本実施例に係るレーザ加工方法を説明するためのウェハ1aの断面図である。
(First embodiment)
18 and 19 are flowcharts for explaining a first example of the laser processing method according to the present embodiment. 20 to 22 are cross-sectional views of the wafer 1a for explaining the laser processing method according to this embodiment.

図18を参照すると、まず、ウェハ1aの表面3に積層部4を保護するための保護フィルムとして保護テープ25を装着する(S1、図20(a))。保護テープ25の材料としては、積層部4を保護する緩衝効果を有しており積層部4の動作特性に影響がなければ様々な材料を用いることができる。本実施形態では、保護テープ25の材料として、衝撃を吸収するとともに紫外線を照射することにより除去することが可能な材料を選択する。   Referring to FIG. 18, first, a protective tape 25 is mounted as a protective film for protecting the laminated portion 4 on the surface 3 of the wafer 1a (S1, FIG. 20 (a)). As a material for the protective tape 25, various materials can be used as long as they have a buffering effect for protecting the laminated portion 4 and do not affect the operation characteristics of the laminated portion 4. In this embodiment, a material that can be removed by absorbing the impact and irradiating with ultraviolet rays is selected as the material of the protective tape 25.

続いて、ウェハ1aの基板15の内部に、切断予定ライン5に沿って切断起点領域8を形成する(S3、図20(b))。ここで、図20(b)に示されるウェハ1aは、表面3が図の下方になるように描かれている。すなわち、ウェハ1aの裏面21における切断予定ライン5に対応する領域をレーザ光入射面として基板15の内部の集光点Pへレーザ光Lを照射することにより、基板15の内部に改質領域として溶融処理領域13を形成する。この溶融処理領域13が、ウェハ1aを切断する際の切断起点領域8となる。   Subsequently, a cutting starting point region 8 is formed along the planned cutting line 5 inside the substrate 15 of the wafer 1a (S3, FIG. 20B). Here, the wafer 1a shown in FIG. 20B is drawn so that the surface 3 is at the bottom of the figure. That is, by irradiating the condensing point P inside the substrate 15 with the laser beam L using the region corresponding to the planned cutting line 5 on the back surface 21 of the wafer 1a as a modified region inside the substrate 15 A melt processing region 13 is formed. This melting treatment area 13 becomes a cutting start area 8 when the wafer 1a is cut.

ここで、図19は、図14に示されたレーザ加工装置100を用いてウェハ1aに切断起点領域8を形成する方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態において、ウェハ1aは、レーザ加工装置100の載置台107に、裏面21が集光用レンズ105と対向するように配置される。すなわち、レーザ光Lは、ウェハ1aの裏面21から入射される。   Here, FIG. 19 is a flowchart showing a method of forming the cutting start region 8 on the wafer 1a using the laser processing apparatus 100 shown in FIG. In the present embodiment, the wafer 1 a is disposed on the mounting table 107 of the laser processing apparatus 100 so that the back surface 21 faces the condensing lens 105. That is, the laser beam L is incident from the back surface 21 of the wafer 1a.

図14及び図19を参照すると、まず、基板15の光吸収特性を図示しない分光光度計等により測定する。この測定結果に基づいて、基板15に対して透明な波長又は吸収の少ない波長のレーザ光Lを発生するレーザ光源101を選定する(S101)。   14 and 19, first, the light absorption characteristics of the substrate 15 are measured by a spectrophotometer or the like (not shown). Based on the measurement result, the laser light source 101 that generates the laser light L having a wavelength transparent to the substrate 15 or a wavelength with little absorption is selected (S101).

続いて、基板15の厚さ、材質、及び屈折率等を考慮して、ウェハ1aのZ軸方向の移動量を決定する(S103)。これは、ウェハ1aの裏面21から所定距離内側の所望の位置にレーザ光Lの集光点Pを合わせるために、ウェハ1aの裏面21に位置するレーザ光Lの集光点Pを基準としたウェハ1aのZ軸方向の移動量である。この移動量は全体制御部127に入力される。   Subsequently, the amount of movement of the wafer 1a in the Z-axis direction is determined in consideration of the thickness, material and refractive index of the substrate 15 (S103). This is based on the condensing point P of the laser beam L positioned on the back surface 21 of the wafer 1a in order to align the condensing point P of the laser beam L with a desired position inside a predetermined distance from the back surface 21 of the wafer 1a. This is the amount of movement of the wafer 1a in the Z-axis direction. This movement amount is input to the overall control unit 127.

ウェハ1aをレーザ加工装置100の載置台107にウェハ1aの裏面21が集光用レンズ105側と対向するよう載置する。このとき、積層部4が設けられているウェハ1aの表面3には保護テープ25が装着されているので、ウェハ1aの表面3側を下にして載置台107に載置しても何ら問題ない。そして、観察用光源117から可視光を発生させてウェハ1aの裏面21を照明する(S105)。照明されたウェハ1aの裏面21を撮像素子121により撮像する。撮像素子121により撮像された撮像データは撮像データ処理部125に送られる。この撮像データに基づいて撮像データ処理部125は、観察用光源117の可視光の焦点がウェハ1aの裏面21に位置するような焦点データを演算する(S107)。   The wafer 1a is mounted on the mounting table 107 of the laser processing apparatus 100 so that the back surface 21 of the wafer 1a faces the condensing lens 105 side. At this time, since the protective tape 25 is attached to the front surface 3 of the wafer 1a on which the laminated portion 4 is provided, there is no problem even if it is mounted on the mounting table 107 with the front surface 3 side of the wafer 1a facing down. . Then, visible light is generated from the observation light source 117 to illuminate the back surface 21 of the wafer 1a (S105). The back surface 21 of the illuminated wafer 1 a is imaged by the image sensor 121. Imaging data captured by the imaging element 121 is sent to the imaging data processing unit 125. Based on the imaging data, the imaging data processing unit 125 calculates focus data such that the visible light focus of the observation light source 117 is located on the back surface 21 of the wafer 1a (S107).

この焦点データはステージ制御部115に送られる。ステージ制御部115は、この焦点データを基にしてZ軸ステージ113をZ軸方向の移動させる(S109)。これにより、観察用光源117の可視光の焦点がウェハ1aの裏面21に位置する。なお、撮像データ処理部125は撮像データに基づいて、切断予定ライン5を含む裏面21の拡大画像データを演算する。この拡大画像データは全体制御部127を介してモニタ129に送られ、これによりモニタ129に切断予定ライン5付近の拡大画像が表示される。   This focus data is sent to the stage controller 115. The stage controller 115 moves the Z-axis stage 113 in the Z-axis direction based on the focus data (S109). Thereby, the focus of the visible light of the observation light source 117 is located on the back surface 21 of the wafer 1a. The imaging data processing unit 125 calculates enlarged image data of the back surface 21 including the planned cutting line 5 based on the imaging data. This enlarged image data is sent to the monitor 129 via the overall control unit 127, whereby an enlarged image near the planned cutting line 5 is displayed on the monitor 129.

全体制御部127には予めステップS103で決定された移動量データが入力されており、この移動量データがステージ制御部115に送られる。ステージ制御部115はこの移動量データに基づいて、レーザ光Lの集光点Pの位置がウェハ1aの裏面21から所定距離内側となるように、Z軸ステージ113によりウェハ1aをZ軸方向に移動させる(S111)。   The movement amount data determined in advance in step S <b> 103 is input to the overall control unit 127, and this movement amount data is sent to the stage control unit 115. Based on this movement amount data, the stage controller 115 moves the wafer 1a in the Z-axis direction by the Z-axis stage 113 so that the position of the condensing point P of the laser beam L is a predetermined distance inside from the back surface 21 of the wafer 1a. Move (S111).

続いて、レーザ光源101からレーザ光Lを発生させて、レーザ光Lをウェハ1aの裏面21に照射する。レーザ光Lの集光点Pは基板15の内部に位置しているので、改質領域である溶融処理領域13は基板15の内部にのみ形成される。そして、切断予定ライン5に沿うようにX軸ステージ109やY軸ステージ111を移動させて溶融処理領域13を複数形成するか、あるいは切断予定ライン5に沿って連続して溶融処理領域13を形成することにより、切断予定ライン5に沿う切断起点領域8を基板15の内部に形成する(S113)。   Subsequently, the laser light L is generated from the laser light source 101, and the back surface 21 of the wafer 1a is irradiated with the laser light L. Since the condensing point P of the laser beam L is located inside the substrate 15, the melting processing region 13 that is a modified region is formed only inside the substrate 15. Then, the X-axis stage 109 and the Y-axis stage 111 are moved along the planned cutting line 5 to form a plurality of melting processing regions 13, or the melting processing region 13 is formed continuously along the planned cutting line 5. As a result, the cutting start region 8 along the planned cutting line 5 is formed inside the substrate 15 (S113).

再び図18を参照すると、ウェハ1aの裏面21に伸張性のフィルムであるエキスパンドテープ23を装着する(S5、図20(c))。エキスパンドテープ23は、例えば伸張方向に力を加えることによって伸びる材料からなり、後の工程において、ウェハ1aをチップ状に分離させるために用いられる。エキスパンドテープ23としては、伸張方向に力を加えることによって伸びるもの以外にも例えば加熱により伸びるものでもよい。   Referring to FIG. 18 again, the expand tape 23, which is an extensible film, is attached to the back surface 21 of the wafer 1a (S5, FIG. 20 (c)). The expanded tape 23 is made of, for example, a material that stretches by applying a force in the stretching direction, and is used to separate the wafer 1a into chips in a subsequent process. The expanding tape 23 may be one that elongates by heating, for example, in addition to one that elongates by applying force in the extending direction.

続いて、切断起点領域8に沿ってウェハ1aを複数のチップ状部分24に切断する(S7、図21(a))。すなわち、ウェハ1aの裏面21に装着されたエキスパンドテープ23の上から切断起点領域8にあわせてナイフエッジ33を当て、ウェハ1aに曲げ応力を印加することにより切断起点領域8を起点としてウェハ1aを割断(ブレーキング)する。このとき、ウェハ1a内部には切断起点領域8から表面3及び裏面21へ達する亀裂18が生じ、基板15が切断されると同時に、層間絶縁層17a及び17bも切断される。ウェハ1aに応力を印加する手段としては、ナイフエッジ33以外にも例えばブレーキング装置、ローラー装置などがある。また、ウェハ1aの表面3や裏面21にその面が溶融しないエネルギーにてウェハ1aに対して吸収性を有するレーザ光を照射することで切断起点領域8を起点として亀裂が生じるような熱応力を発生させて切断してもよい。また、ウェハ1aの表面3に装着された保護テープ25の上からナイフエッジ33等を当てて曲げ応力を印加してもよい。   Subsequently, the wafer 1a is cut into a plurality of chip-like portions 24 along the cutting start region 8 (S7, FIG. 21A). That is, the knife edge 33 is applied to the cutting start region 8 from above the expanded tape 23 mounted on the back surface 21 of the wafer 1a, and bending stress is applied to the wafer 1a so that the wafer 1a starts from the cutting start region 8. Break (braking). At this time, a crack 18 that reaches the front surface 3 and the rear surface 21 from the cutting start region 8 is generated inside the wafer 1a, and at the same time the substrate 15 is cut, the interlayer insulating layers 17a and 17b are also cut. As means for applying stress to the wafer 1a, there are, for example, a braking device, a roller device and the like in addition to the knife edge 33. Also, thermal stress that causes a crack starting from the cutting start region 8 is generated by irradiating the front surface 3 and the back surface 21 of the wafer 1a with laser light having an absorptivity on the wafer 1a with energy that the surface does not melt. It may be generated and cut. Further, a bending stress may be applied by applying a knife edge 33 or the like on the protective tape 25 mounted on the surface 3 of the wafer 1a.

続いて、ウェハ1aの表面3に装着された保護テープ25に紫外線Vを照射する(S9、図21(b))。保護テープ25に紫外線Vを照射することによって、保護テープ25を除去可能な状態とする。そして、保護テープ25をウェハ1aの表面3から剥離する(S11、図21(c))。なお、保護テープ25の剥離はウェハ1aを切断する工程(S7)の前に行っても良い。   Subsequently, the protective tape 25 mounted on the surface 3 of the wafer 1a is irradiated with ultraviolet rays V (S9, FIG. 21 (b)). By irradiating the protective tape 25 with ultraviolet rays V, the protective tape 25 is made removable. Then, the protective tape 25 is peeled from the surface 3 of the wafer 1a (S11, FIG. 21 (c)). The protective tape 25 may be peeled off before the step (S7) for cutting the wafer 1a.

続いて、ウェハ1aを個々のチップ状部分24に分離する(S13、図22)すなわち、エキスパンドテープ23を伸張させることにより複数のチップ状部分24の間に間隔26をあける。こうすることにより、複数のチップ状部分24のそれぞれをピックアップし易くなる。   Subsequently, the wafer 1a is separated into individual chip-like portions 24 (S13, FIG. 22). That is, the expanding tape 23 is extended to leave a space 26 between the plurality of chip-like portions 24. By doing so, it becomes easy to pick up each of the plurality of chip-like portions 24.

以上説明したように、本実施例に係るレーザ加工方法においては、ウェハ1aの表面3に保護テープ25を装着することによって、ウェハ1aを裏面21を上にして載置台107上に載置することができるので、ウェハ1aの裏面21から基板15の内部にレーザ光Lを好適に照射することができる。   As described above, in the laser processing method according to the present embodiment, the wafer 1a is mounted on the mounting table 107 with the back surface 21 facing upward by attaching the protective tape 25 to the front surface 3 of the wafer 1a. Therefore, the laser beam L can be suitably irradiated from the back surface 21 of the wafer 1a to the inside of the substrate 15.

そして、多光子吸収という現象により形成される改質領域でもって、ウェハ1aを切断すべき所望の切断予定ライン5に沿った切断起点領域8を基板15の内部に形成し、この切断起点領域8を起点としてウェハ1aを切断することができる。そして、ウェハ1aの裏面21にエキスパンドテープ23を装着してこれを伸張させることにより、切断されたウェハ1aの複数のチップ状部分24を容易に分離することができる。   Then, with the modified region formed by the phenomenon of multiphoton absorption, a cutting start region 8 along the desired cutting planned line 5 to be cut from the wafer 1a is formed inside the substrate 15, and this cutting starting region 8 The wafer 1a can be cut from the starting point. A plurality of chip-like portions 24 of the cut wafer 1a can be easily separated by mounting the expanded tape 23 on the back surface 21 of the wafer 1a and extending it.

すなわち、本実施例に係るレーザ加工方法によれば、ウェハ1aの表面3にある積層部4にレーザ光Lを直接照射せずに切断起点領域8を形成できるので、レーザ光Lによる積層部4の損傷を防止することができる。また、基板15内部に切断起点領域8を形成することにより、切断起点領域8を起点としてウェハ1aを比較的小さな力で精度良く割って切断し、切断されたウェハ1aを容易に分離することができる。従って、このレーザ加工方法によれば、ウェハ1aが積層部4を有する場合においてもウェハ1aを高精度に切断することができる。   That is, according to the laser processing method according to the present embodiment, the cutting start region 8 can be formed without directly irradiating the laser beam L on the stacked portion 4 on the surface 3 of the wafer 1a. Can prevent damage. Further, by forming the cutting start region 8 inside the substrate 15, the wafer 1a can be divided and cut with high accuracy with a relatively small force from the cutting start region 8, and the cut wafer 1a can be easily separated. it can. Therefore, according to this laser processing method, even when the wafer 1a has the laminated portion 4, the wafer 1a can be cut with high accuracy.

また、本実施例に係るレーザ加工方法によれば、従来のブレードダイシング法などと比べてチップ状部分24の間のダイシング幅を格段に小さくすることができる。そして、そのようにダイシング幅を小さくした場合、個々のチップ状部分24同士の間隔を小さくし、より多くのチップ状部分24を取り出すことが可能になる。   Further, according to the laser processing method according to the present embodiment, the dicing width between the chip-like portions 24 can be remarkably reduced as compared with the conventional blade dicing method or the like. When the dicing width is reduced in such a manner, the distance between the individual chip-like portions 24 can be reduced, and more chip-like portions 24 can be taken out.

また、積層部4の構成材料やレーザ光Lの照射条件などによっては、積層部4の素子形成領域にレーザ光Lが照射されないように考慮する必要が生じる場合がある。特に本方法では多光子吸収現象を利用するためにレーザ光Lを急激に絞り込んでいるので、積層部4の素子形成領域にレーザ光Lが照射されないようにしつつ表面3からレーザ光Lを照射することが困難な場合がある。また、一般的に、ウェハの素子形成領域間には素子用に積層された半導体層が存在することが多い。或いは、メモリや集積回路素子などにおいては素子形成領域間にTEG(Test Element Group)等の機能素子が形成されている場合もある。これらのような場合に、本実施例に係るレーザ加工方法を用いれば、積層部4が設けられていない裏面21からレーザ光Lを照射して基板15の内部に切断起点領域8を好適に形成することができる。   Further, depending on the constituent material of the laminated portion 4 and the irradiation condition of the laser light L, it may be necessary to consider that the laser beam L is not irradiated on the element formation region of the laminated portion 4. In particular, in this method, since the laser light L is sharply narrowed in order to use the multiphoton absorption phenomenon, the laser light L is irradiated from the surface 3 while preventing the laser light L from being irradiated on the element formation region of the stacked portion 4. It can be difficult. In general, there are many semiconductor layers stacked for elements between element formation regions of a wafer. Alternatively, in a memory or an integrated circuit element, a functional element such as a TEG (Test Element Group) may be formed between element formation regions. In such a case, if the laser processing method according to the present embodiment is used, the cutting start region 8 is suitably formed inside the substrate 15 by irradiating the laser beam L from the back surface 21 where the laminated portion 4 is not provided. can do.

また、本実施例に係るレーザ加工方法では、ウェハ1aにナイフエッジ33等による外力を印加することにより切断起点領域8を起点としてウェハ1aを複数のチップ状部分24に切断している。これによって、切断起点領域8を起点としてウェハ1aを容易に切断することができる。   In the laser processing method according to the present embodiment, the wafer 1a is cut into a plurality of chip-like portions 24 from the cutting start region 8 by applying an external force from the knife edge 33 or the like to the wafer 1a. Thus, the wafer 1a can be easily cut from the cutting start region 8 as a starting point.

また、本実施例に係るレーザ加工方法では、エキスパンドテープ23をウェハ1aに装着した後に、保護テープ25を除去している。これによって、切断起点領域8が形成されたウェハ1aを個々のチップ状部分24に離散させることなく保持することができる。   In the laser processing method according to the present embodiment, the protective tape 25 is removed after the expanded tape 23 is mounted on the wafer 1a. Thus, the wafer 1a on which the cutting start region 8 is formed can be held without being separated into the individual chip portions 24.

図23は、本実施例に係るレーザ加工方法の変形例を説明するための断面図である。本変形例では、基板15の内部において、基板15の厚さ方向に複数の溶融処理領域13を形成する。溶融処理領域13をこのように形成するには、図19に示されたフローチャートのステップS111(ウェハをZ軸方向に移動)とステップS113(改質領域の形成)とを交互に複数回行うとよい。また、ウェハ1aをZ軸方向に移動するのと改質領域の形成とを同時に行うことにより、基板15の厚さ方向に連続して溶融処理領域13を形成してもよい。   FIG. 23 is a cross-sectional view for explaining a modification of the laser processing method according to the present embodiment. In the present modification, a plurality of melting regions 13 are formed in the thickness direction of the substrate 15 inside the substrate 15. In order to form the melt processing region 13 in this manner, step S111 (moving the wafer in the Z-axis direction) and step S113 (forming the modified region) in the flowchart shown in FIG. 19 are alternately performed a plurality of times. Good. Alternatively, the melt processing region 13 may be formed continuously in the thickness direction of the substrate 15 by simultaneously moving the wafer 1a in the Z-axis direction and forming the modified region.

本変形例のように溶融処理領域13を形成することにより、基板15の厚さ方向に延びた切断起点領域8を形成することができる。従って、ウェハ1aをより小さな力で割って切断することができる。さらに、基板15の厚さ方向に溶融処理領域13による亀裂を成長させれば、外部からの力を必要とせずウェハ1aを分離することもできる。   By forming the melt processing region 13 as in this modification, the cutting start region 8 extending in the thickness direction of the substrate 15 can be formed. Therefore, the wafer 1a can be cut with a smaller force. Furthermore, if a crack due to the melt processing region 13 is grown in the thickness direction of the substrate 15, the wafer 1a can be separated without requiring external force.

(第2の実施例)
図24は、本実施形態によるレーザ加工方法の第2実施例を示すフローチャートである。また、図25〜図27は、本実施例を説明するためのウェハ1aの断面図である。本実施例と上述した第1実施例との相違点は、(1)基板15が薄くなるように研削する点、(2)ナイフエッジ33等を用いたブレーキングを行わない点、(3)ウェハ1aを複数のチップ状部分24に分離した後に保護テープ25を剥離する点、の3点である。
(Second embodiment)
FIG. 24 is a flowchart showing a second example of the laser processing method according to the present embodiment. FIGS. 25 to 27 are sectional views of the wafer 1a for explaining the present embodiment. The difference between the present embodiment and the first embodiment described above is that (1) the substrate 15 is ground so as to be thin, (2) the braking using the knife edge 33 or the like is not performed, (3) This is the point of separating the protective tape 25 after separating the wafer 1a into a plurality of chip-like portions 24.

図24を参照すると、まず、ウェハ1aの表面3に保護テープ25を装着する(S21、図25(a))。この工程は、第1実施例におけるステップS1と同様なので、詳細な説明を省略する。   Referring to FIG. 24, first, the protective tape 25 is attached to the surface 3 of the wafer 1a (S21, FIG. 25 (a)). Since this step is the same as step S1 in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

続いて、ウェハ1aの裏面21を研削する(S23、図25(b))。このとき、基板15の厚さを例えば30μm〜50μmまで薄くなるように研削(グラインド)する。また、次の工程においてレーザ光Lを裏面21から好適に入射させるために、研削後の裏面21が平坦かつ滑面となるように裏面21を研削するとよい。   Subsequently, the back surface 21 of the wafer 1a is ground (S23, FIG. 25 (b)). At this time, the substrate 15 is ground (grinded) so that the thickness is reduced to, for example, 30 μm to 50 μm. Further, in order to allow the laser beam L to be preferably incident from the back surface 21 in the next step, the back surface 21 may be ground so that the ground back surface 21 is flat and smooth.

続いて、ウェハ1aの基板15の内部に、切断予定ライン5に沿って切断起点領域8を形成する(S25、図25(c))。続いて、ウェハ1aの研削後の裏面21に、エキスパンドテープ23を装着する(S27、図26(a))。これらの工程は、それぞれ上述した第1実施例におけるステップS3及びS5と同様なので、詳細な説明を省略する。   Subsequently, a cutting starting point region 8 is formed along the planned cutting line 5 inside the substrate 15 of the wafer 1a (S25, FIG. 25C). Subsequently, the expanded tape 23 is attached to the back surface 21 of the wafer 1a after grinding (S27, FIG. 26 (a)). Since these steps are the same as steps S3 and S5 in the first embodiment described above, detailed description thereof is omitted.

続いて、エキスパンドテープ23を伸張させることにより、切断起点領域8を起点としてウェハ1aを複数のチップ状部分24に切断するとともに、個々のチップ状部分24を互いに分離させる(S29、図26(b))。このとき、前述したステップS23において基板15が充分に薄くなるように研削したので、エキスパンドテープ23を伸張させることによる引張応力のみによって、切断起点領域8を起点としてウェハ1aが切断される。そして、エキスパンドテープ23をそのまま伸張させることにより複数のチップ状部分24の間に間隔26をあける。   Subsequently, by expanding the expand tape 23, the wafer 1a is cut into a plurality of chip-like portions 24 starting from the cutting start region 8, and the individual chip-like portions 24 are separated from each other (S29, FIG. 26 (b)). )). At this time, since the substrate 15 is ground so as to be sufficiently thin in the above-described step S23, the wafer 1a is cut starting from the cutting start region 8 only by the tensile stress due to the expansion tape 23 being stretched. And the space | interval 26 is opened between several chip-shaped parts 24 by extending the expanded tape 23 as it is.

続いて、保護テープ25に紫外線を照射し(S31、図26(c))、保護テープ25をウェハ1aの表面3から剥離する(S33、図27)。これらの工程は、それぞれ上述した第1実施例におけるステップS9及びS11と同様なので、詳細な説明を省略する。なお、保護テープ25の剥離はエキスパンドテープ23を伸張させウェハ1aを切断する工程(S29)の前に行っても良い。   Subsequently, the protective tape 25 is irradiated with ultraviolet rays (S31, FIG. 26 (c)), and the protective tape 25 is peeled off from the surface 3 of the wafer 1a (S33, FIG. 27). Since these steps are the same as steps S9 and S11 in the first embodiment described above, detailed description thereof is omitted. The protective tape 25 may be peeled off before the step (S29) of expanding the expanded tape 23 and cutting the wafer 1a.

本実施例に係るレーザ加工方法においては、上述した第1実施例と同様に、ウェハ1aの表面3にある積層部4にレーザ光Lを直接照射せずに切断起点領域8を形成できるので、レーザ光Lによる積層部4の損傷を防止することができる。また、基板15内部に切断起点領域8を形成することにより、切断起点領域8を起点としてウェハ1aを比較的小さな力で精度良く割って切断し、切断されたウェハ1aを容易に分離することができる。従って、このレーザ加工方法によれば、ウェハ1aが積層部4を有する場合においてもウェハ1aを高精度に切断することができる。   In the laser processing method according to the present embodiment, the cutting start region 8 can be formed without directly irradiating the laser beam L on the laminated portion 4 on the surface 3 of the wafer 1a, as in the first embodiment described above. Damage to the stacked portion 4 due to the laser light L can be prevented. Further, by forming the cutting start region 8 inside the substrate 15, the wafer 1a can be divided and cut with high accuracy with a relatively small force from the cutting start region 8, and the cut wafer 1a can be easily separated. it can. Therefore, according to this laser processing method, even when the wafer 1a has the laminated portion 4, the wafer 1a can be cut with high accuracy.

また、本実施例に係るレーザ加工方法においては、ウェハ1aの基板15が薄くなるようにウェハ1aの裏面21を研削している。これによって、切断起点領域8を起点としてより小さな力で、或いは特別な力を必要とせずにウェハ1aを切断することができる。また、基板15が比較的厚い場合に比べてより精度良くウェハ1aを切断することができる。   In the laser processing method according to the present embodiment, the back surface 21 of the wafer 1a is ground so that the substrate 15 of the wafer 1a is thin. Thus, the wafer 1a can be cut with a smaller force or without requiring a special force, starting from the cutting start region 8. Further, the wafer 1a can be cut with higher accuracy than when the substrate 15 is relatively thick.

また、本実施例に係るレーザ加工方法においては、ウェハ1aの裏面21に装着したエキスパンドテープ23を伸張させることにより、切断起点領域8を起点としてウェハ1aを複数のチップ状部分24に切断するとともに複数のチップ状部分24を互いに分離している。エキスパンドテープ23を伸張させる際には、ウェハ1aの切断起点領域8に引張応力が印加されるので、切断起点領域8を起点としてウェハ1aを好適に切断することができる。従って、本実施形態によれば、ウェハ1aを切断する工程と、複数のチップ状部分24を互いに分離する工程とを同時に行うことができるので、製造工程を削減することができる。   In the laser processing method according to the present embodiment, the expanded tape 23 attached to the back surface 21 of the wafer 1a is stretched to cut the wafer 1a into a plurality of chip-like portions 24 starting from the cutting start region 8. The plurality of chip-like portions 24 are separated from each other. When the expand tape 23 is stretched, tensile stress is applied to the cutting start region 8 of the wafer 1a, so that the wafer 1a can be suitably cut using the cutting start region 8 as a starting point. Therefore, according to the present embodiment, the step of cutting the wafer 1a and the step of separating the plurality of chip-like portions 24 from each other can be performed at the same time, so that the number of manufacturing steps can be reduced.

また、本実施例に係るレーザ加工方法においては、ウェハ1aの裏面21をレーザ光入射面としてレーザ光Lを照射している。発明者らの実験によれば、溶融処理領域13などの改質領域は、基板15内部のうちレーザ光入射面側に偏って形成される傾向がある。従って、本レーザ加工方法では、エキスパンドテープ25が装着される裏面21側に偏って切断起点領域13が形成される傾向がある。一方、エキスパンドテープ23を伸張させると、基板15の裏面21付近のほうが表面6付近に比べてより大きな引張応力を印加される。従って、基板15内部において切断起点領域8が裏面21側に偏っていれば、エキスパンドテープ25を伸張させることによる引張応力をより効果的に切断起点領域8に作用させることができる。以上のことから、本実施例に係るレーザ加工方法によれば、切断起点領域8に引張応力をより効果的に作用させ、より小さな力でウェハ1aを切断することができる。   Further, in the laser processing method according to the present embodiment, the laser beam L is irradiated with the back surface 21 of the wafer 1a as the laser beam incident surface. According to the experiments by the inventors, the modified region such as the melt processing region 13 tends to be formed so as to be biased toward the laser light incident surface side in the substrate 15. Therefore, in this laser processing method, there is a tendency that the cutting start region 13 is formed biased toward the back surface 21 side on which the expanded tape 25 is mounted. On the other hand, when the expanded tape 23 is stretched, a larger tensile stress is applied near the back surface 21 of the substrate 15 than near the front surface 6. Therefore, if the cutting start region 8 is biased toward the back surface 21 in the substrate 15, the tensile stress caused by expanding the expanded tape 25 can be applied to the cutting start region 8 more effectively. From the above, according to the laser processing method according to the present embodiment, the tensile stress can be more effectively applied to the cutting start region 8, and the wafer 1a can be cut with a smaller force.

また、本実施例に係るレーザ加工方法においては、エキスパンドテープ23を伸張させることによりウェハ1aの複数のチップ状部分24を分離した後に、保護テープ25を除去している。これによって、ウェハ1aを切断してから複数のチップ状部分24を取り出すまでの間、該複数のチップ状部分24を保護することができる。   Further, in the laser processing method according to the present embodiment, the protective tape 25 is removed after separating the plurality of chip-like portions 24 of the wafer 1a by extending the expanded tape 23. Thus, the plurality of chip-like portions 24 can be protected from the time when the wafer 1a is cut until the plurality of chip-like portions 24 are taken out.

(第3の実施例)
図28は、本実施形態によるレーザ加工方法の第3実施例を示すフローチャートである。本実施例と上述した第1実施例との相違点は、(1)ナイフエッジ33等を用いたブレーキングを行わない点、の1点である。本変形例では、第1実施例にて示した図20〜図22を参照しながら説明する。
(Third embodiment)
FIG. 28 is a flowchart showing a third example of the laser processing method according to the present embodiment. The difference between this embodiment and the first embodiment described above is (1) the point that braking using the knife edge 33 or the like is not performed. This modification will be described with reference to FIGS. 20 to 22 shown in the first embodiment.

図28を参照すると、まず、ウェハ1aの表面3に保護テープ25を装着する(S41、図20(a))。続いて、ウェハ1aの基板15の内部に、切断予定ライン5に沿って切断起点領域8を形成する(S43、図20(b))。続いて、ウェハ1aの裏面21に、エキスパンドテープ23を装着する(S45、図20(c))。これらの工程は、それぞれ上述した第1実施例におけるステップS1〜S5と同様なので、詳細な説明を省略する。   Referring to FIG. 28, first, the protective tape 25 is attached to the surface 3 of the wafer 1a (S41, FIG. 20 (a)). Subsequently, the cutting starting point region 8 is formed along the planned cutting line 5 inside the substrate 15 of the wafer 1a (S43, FIG. 20B). Subsequently, the expanded tape 23 is mounted on the back surface 21 of the wafer 1a (S45, FIG. 20 (c)). Since these steps are the same as steps S1 to S5 in the first embodiment described above, detailed description thereof is omitted.

続いて、保護テープ25に紫外線を照射し(S47、図21(b))、保護テープ25をウェハ1aの表面3から剥離する(S49、図21(c))。これらの工程は、それぞれ上述した第1実施例におけるステップS9及びS11と同様なので、詳細な説明を省略する。ただし、本変形例ではナイフエッジ33による応力の印加を行わないので、図21(b)及び(c)に示されている亀裂18は生じない。   Subsequently, the protective tape 25 is irradiated with ultraviolet rays (S47, FIG. 21 (b)), and the protective tape 25 is peeled off from the surface 3 of the wafer 1a (S49, FIG. 21 (c)). Since these steps are the same as steps S9 and S11 in the first embodiment described above, detailed description thereof is omitted. However, in this modification, since the stress is not applied by the knife edge 33, the crack 18 shown in FIGS. 21B and 21C does not occur.

続いて、エキスパンドテープ23を伸張させることにより、切断起点領域8を起点としてウェハ1aを複数のチップ状部分24に切断するとともに、個々のチップ状部分24を互いに分離させる(S51、図22)。このとき、本実施例では前述した第2実施例のように基板15を薄く研削していないので、エキスパンドテープ23を伸張させることによる引張応力を第2実施例よりも大きくすることにより、切断起点領域8を起点としてウェハ1aが切断される。そして、エキスパンドテープ23をそのまま伸張させることにより複数のチップ状部分24の間に間隔26をあける。   Subsequently, by expanding the expand tape 23, the wafer 1a is cut into a plurality of chip-like portions 24 starting from the cutting start region 8, and the individual chip-like portions 24 are separated from each other (S51, FIG. 22). At this time, since the substrate 15 is not thinly ground in the present embodiment as in the second embodiment described above, the tensile stress due to the expansion of the expanded tape 23 is made larger than that in the second embodiment, thereby starting the cutting. The wafer 1a is cut from the region 8 as a starting point. And the space | interval 26 is opened between several chip-shaped parts 24 by extending the expanded tape 23 as it is.

本実施例に係るレーザ加工方法においては、上述した第1実施例と同様の理由により、ウェハ1aが積層部4を有する場合においてもウェハ1aを高精度に切断することができる。   In the laser processing method according to the present embodiment, the wafer 1a can be cut with high accuracy even when the wafer 1a has the laminated portion 4 for the same reason as in the first embodiment.

また、本実施例に係るレーザ加工方法においては、上述した第2実施例と同様に、エキスパンドテープ23を伸張させることにより、切断起点領域8を起点としてウェハ1aを複数のチップ状部分24に切断するとともに複数のチップ状部分24を互いに分離している。これによって、ウェハ1aを切断する工程と、複数のチップ状部分24を互いに分離する工程とを同時に行うことができるので、製造工程を削減することができる。   In the laser processing method according to the present embodiment, the wafer 1a is cut into a plurality of chip-like portions 24 from the cutting start region 8 by extending the expanded tape 23 as in the second embodiment described above. In addition, the plurality of chip-like portions 24 are separated from each other. Thereby, since the process of cutting the wafer 1a and the process of separating the plurality of chip-like portions 24 from each other can be performed simultaneously, the manufacturing process can be reduced.

(第4の実施例)
図29は、本実施形態によるレーザ加工方法の第4実施例を示すフローチャートである。本実施例と上述した第1実施例との相違点は、(1)基板15が薄くなるように研削する点、の1点である。本変形例では、第1実施例にて示した図20〜図22と、第2実施例にて示した図25とを参照しながら説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 29 is a flowchart showing a fourth example of the laser processing method according to the present embodiment. The difference between this embodiment and the first embodiment described above is (1) the point that the substrate 15 is ground so as to be thin. This modification will be described with reference to FIGS. 20 to 22 shown in the first embodiment and FIG. 25 shown in the second embodiment.

図29を参照すると、まず、ウェハ1aの表面3に保護テープ25を装着する(S61、図20(a))。この工程は、第1実施例におけるステップS1と同様なので、詳細な説明を省略する。続いて、ウェハ1aの裏面21を研削する(S63、図25(b))。この工程は、第2実施例におけるステップS23と同様なので、詳細な説明を省略する。続いて、ウェハ1aの基板15の内部に、切断予定ライン5に沿って切断起点領域8を形成する(S65、図25(c))。この工程は、第1実施例におけるステップS3と同様なので、詳細な説明を省略する。   Referring to FIG. 29, first, the protective tape 25 is mounted on the surface 3 of the wafer 1a (S61, FIG. 20 (a)). Since this step is the same as step S1 in the first embodiment, detailed description thereof is omitted. Subsequently, the back surface 21 of the wafer 1a is ground (S63, FIG. 25 (b)). Since this step is the same as step S23 in the second embodiment, detailed description thereof is omitted. Subsequently, the cutting starting point region 8 is formed along the planned cutting line 5 inside the substrate 15 of the wafer 1a (S65, FIG. 25C). Since this step is the same as step S3 in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

続いて、ウェハ1aの裏面21に、エキスパンドテープ23を装着し(S67、図20(c))、ウェハ1aに外力を印加することにより切断起点領域8に沿ってウェハ1aを複数のチップ状部分24に切断し(S69、図21(a))、保護テープ25に紫外線を照射し(S71、図21(b))、保護テープ25をウェハ1aの表面3から剥離し(S73、図21(c))、エキスパンドテープ23を伸張させることにより、ウェハ1aの個々のチップ状部分24を互いに分離させる(S75、図22)。これらの工程は、それぞれ上述した第1実施例におけるステップS5〜S13と同様なので、詳細な説明を省略する。ただし、本実施例ではステップS63においてウェハ1aの裏面21を研削しているので、基板15の厚さは図20(c)、図21(a)〜(c)、及び図22に示された基板15よりも薄くなっている。なお、保護テープ25の剥離はウェハ1aを切断する工程(S69)の前に行っても良い。   Subsequently, the expanded tape 23 is attached to the back surface 21 of the wafer 1a (S67, FIG. 20C), and an external force is applied to the wafer 1a so that the wafer 1a is divided into a plurality of chip-like portions along the cutting start region 8. 24 (S69, FIG. 21 (a)), the protective tape 25 is irradiated with ultraviolet rays (S71, FIG. 21 (b)), and the protective tape 25 is peeled off from the surface 3 of the wafer 1a (S73, FIG. c)) By extending the expanded tape 23, the individual chip-like portions 24 of the wafer 1a are separated from each other (S75, FIG. 22). Since these steps are the same as steps S5 to S13 in the first embodiment described above, detailed description thereof will be omitted. However, in this embodiment, since the back surface 21 of the wafer 1a is ground in step S63, the thickness of the substrate 15 is shown in FIGS. 20 (c), 21 (a) to (c), and FIG. It is thinner than the substrate 15. The protective tape 25 may be peeled off before the step of cutting the wafer 1a (S69).

本実施例に係るレーザ加工方法においては、上述した第1実施例と同様の理由により、ウェハ1aが積層部4を有する場合においてもウェハ1aを高精度に切断することができる。   In the laser processing method according to the present embodiment, the wafer 1a can be cut with high accuracy even when the wafer 1a has the laminated portion 4 for the same reason as in the first embodiment.

また、本実施例に係るレーザ加工方法においては、第2実施例と同様に、ウェハ1aの基板15が薄くなるようにウェハ1aの裏面21を研削している。これによって、切断起点領域8を起点としてより小さな力で、或いは特別な力を必要とせずにウェハ1aをより精度良く切断することができる。   In the laser processing method according to the present embodiment, the back surface 21 of the wafer 1a is ground so that the substrate 15 of the wafer 1a is thin, as in the second embodiment. As a result, the wafer 1a can be cut with higher accuracy from the cutting start region 8 with a smaller force or without requiring a special force.

また、本実施例に係るレーザ加工方法では、第1実施例と同様に、ウェハ1aに外力を印加することにより切断起点領域8を起点としてウェハ1aを複数のチップ状部分24に切断している。これによって、切断起点領域8を起点としてウェハ1aを容易に切断することができる。   In the laser processing method according to the present embodiment, as in the first embodiment, an external force is applied to the wafer 1a to cut the wafer 1a into a plurality of chip portions 24 starting from the cutting start region 8. . Thus, the wafer 1a can be easily cut from the cutting start region 8 as a starting point.

以上、本発明の実施形態及び実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されないことはいうまでもない。   As mentioned above, although embodiment and the Example of this invention were described in detail, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment and Example.

例えば、上記した実施形態及び実施例においては基板として半導体基板を用いているが、本発明は半導体基板に限らず、導電性基板や絶縁性基板を有するウェハに対しても好適に適用することができる。   For example, although the semiconductor substrate is used as the substrate in the above-described embodiments and examples, the present invention is not limited to the semiconductor substrate, and can be suitably applied to a wafer having a conductive substrate or an insulating substrate. it can.

本実施形態に係るレーザ加工方法によるレーザ加工中の加工対象物の平面図である。It is a top view of the processing target object during laser processing by the laser processing method concerning this embodiment. 図1に示す加工対象物のII−II線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of the workpiece shown in FIG. 本実施形態に係るレーザ加工方法によるレーザ加工後の加工対象物の平面図である。It is a top view of the processing target after laser processing by the laser processing method concerning this embodiment. 図3に示す加工対象物のIV−IV線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the IV-IV line of the workpiece shown in FIG. 図3に示す加工対象物のV−V線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VV line of the workpiece shown in FIG. 本実施形態に係るレーザ加工方法により切断された加工対象物の平面図である。It is a top view of the processed object cut | disconnected by the laser processing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るレーザ加工方法における電界強度とクラックスポットの大きさとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric field strength and the magnitude | size of a crack spot in the laser processing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るレーザ加工方法の第1工程における加工対象物の断面図である。It is sectional drawing of the process target object in the 1st process of the laser processing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るレーザ加工方法の第2工程における加工対象物の断面図である。It is sectional drawing of the process target object in the 2nd process of the laser processing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るレーザ加工方法の第3工程における加工対象物の断面図である。It is sectional drawing of the process target object in the 3rd process of the laser processing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るレーザ加工方法の第4工程における加工対象物の断面図である。It is sectional drawing of the process target object in the 4th process of the laser processing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るレーザ加工方法により切断されたシリコンウェハの一部における断面の写真を表した図である。It is a figure showing the photograph of the section in the part of silicon wafer cut by the laser processing method concerning this embodiment. 本実施形態に係るレーザ加工方法におけるレーザ光の波長とシリコン基板の内部の透過率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the wavelength of the laser beam and the transmittance | permeability inside a silicon substrate in the laser processing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the laser processing apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るレーザ加工方法において用いられるウェハを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the wafer used in the laser processing method which concerns on this embodiment. 図15に示されたウェハの平面図である。FIG. 16 is a plan view of the wafer shown in FIG. 15. 図16に示されたウェハのVI−VI断面及びVII−VII断面を示す拡大図である。FIG. 17 is an enlarged view showing a VI-VI cross section and a VII-VII cross section of the wafer shown in FIG. 16. 本実施形態に係るレーザ加工方法の第1実施例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the 1st Example of the laser processing method which concerns on this embodiment. 図14に示されたレーザ加工装置を用いてウェハに切断起点領域を形成する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of forming a cutting | disconnection start area | region on a wafer using the laser processing apparatus shown by FIG. (a)〜(c)第1実施例に係るレーザ加工方法を説明するためのウェハの断面図である。(A)-(c) It is sectional drawing of the wafer for demonstrating the laser processing method which concerns on 1st Example. (a)〜(c)第1実施例に係るレーザ加工方法を説明するためのウェハの断面図である。(A)-(c) It is sectional drawing of the wafer for demonstrating the laser processing method which concerns on 1st Example. 第1実施例に係るレーザ加工方法を説明するためのウェハの断面図である。It is sectional drawing of the wafer for demonstrating the laser processing method which concerns on 1st Example. 第1実施例に係るレーザ加工方法の変形例を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the modification of the laser processing method which concerns on 1st Example. 本実施形態に係るレーザ加工方法の第2実施例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the 2nd Example of the laser processing method which concerns on this embodiment. (a)〜(c)第2実施例に係るレーザ加工方法を説明するためのウェハの断面図である。(A)-(c) It is sectional drawing of the wafer for demonstrating the laser processing method which concerns on 2nd Example. (a)〜(c)第2実施例に係るレーザ加工方法を説明するためのウェハの断面図である。(A)-(c) It is sectional drawing of the wafer for demonstrating the laser processing method which concerns on 2nd Example. 第2実施例に係るレーザ加工方法を説明するためのウェハの断面図である。It is sectional drawing of the wafer for demonstrating the laser processing method which concerns on 2nd Example. 本実施形態に係るレーザ加工方法の第3実施例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the 3rd Example of the laser processing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るレーザ加工方法の第4実施例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the 4th Example of the laser processing method which concerns on this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…加工対象物、1a…ウェハ、3…表面、4…積層部、5…切断予定ライン、6…表面、7…改質領域、8…切断起点領域、9…クラック領域、11…シリコンウェハ、13…溶融処理領域、15…基板、17a、17b…層間絶縁層、18…亀裂、19a、19b…配線層、20a、20b…プラグ、21…裏面、23…エキスパンドテープ、24…チップ状部分、25…保護テープ、100…レーザ加工装置、101…レーザ光源、102…レーザ光源制御部、103…ダイクロイックミラー、105…集光用レンズ、107…載置台、109…X軸ステージ、111…Y軸ステージ、113…Z軸ステージ、115…ステージ制御部、117…観察用光源、119…ビームスプリッタ、121…撮像素子、123…結像レンズ、125…撮像データ処理部、127…全体制御部、129…モニタ、L…レーザ光、P…集光点。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processing object, 1a ... Wafer, 3 ... Surface, 4 ... Laminate part, 5 ... Planned cutting line, 6 ... Surface, 7 ... Modified area | region, 8 ... Cutting origin area | region, 9 ... Crack area | region, 11 ... Silicon wafer , 13 ... Melting region, 15 ... Substrate, 17a, 17b ... Interlayer insulating layer, 18 ... Crack, 19a, 19b ... Wiring layer, 20a, 20b ... Plug, 21 ... Back side, 23 ... Expanded tape, 24 ... Chip-like part , 25 ... protective tape, 100 ... laser processing apparatus, 101 ... laser light source, 102 ... laser light source controller, 103 ... dichroic mirror, 105 ... condensing lens, 107 ... mounting table, 109 ... X-axis stage, 111 ... Y Axis stage, 113 ... Z-axis stage, 115 ... Stage controller, 117 ... Light source for observation, 119 ... Beam splitter, 121 ... Image sensor, 123 ... Imaging lens, 12 ... imaging data processing unit, 127 ... overall control unit, 129 ... monitor, L ... laser light, P ... converging point.

Claims (4)

基板と、前記基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、
前記加工対象物の前記積層部側の表面に保護フィルムを装着し、前記加工対象物の裏面をレーザ光入射面として前記基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより多光子吸収による改質領域を形成し、この改質領域によって、前記加工対象物の切断予定ラインに沿って前記レーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、前記加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、前記切断起点領域を起点として前記加工対象物が切断されることにより生じた複数の部分を、前記伸張性のフィルムを伸張させることにより互いに分離する工程を備える、レーザ加工方法。
A laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a substrate and a laminated portion provided on the substrate,
A multi-photon is obtained by attaching a protective film to the surface of the processing object on the side of the laminated portion, irradiating a laser beam with a condensing point inside the substrate with the back surface of the processing object as a laser light incident surface. A modified region by absorption is formed, and by this modified region, a cutting start region is formed on the inner side of the laser light incident surface by a predetermined distance along a planned cutting line of the workpiece, and on the back surface of the workpiece. A laser comprising a step of attaching an extensible film and separating a plurality of portions generated by cutting the workpiece from the cutting start region as a starting point by stretching the extensible film. Processing method.
半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、
前記加工対象物の前記積層部側の表面に保護フィルムを装着し、前記加工対象物の裏面をレーザ光入射面として前記半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより溶融処理領域を形成し、この溶融処理領域によって、前記加工対象物の切断予定ラインに沿って前記レーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、前記加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、前記切断起点領域を起点として前記加工対象物が切断されることにより生じた複数の部分を、前記伸張性のフィルムを伸張させることにより互いに分離する工程を備える、レーザ加工方法。
A laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a semiconductor substrate and a stacked portion provided on the semiconductor substrate,
A protective film is attached to the surface of the processing object on the side of the laminated portion, and the back surface of the processing object is used as a laser light incident surface, and the laser beam is irradiated by irradiating a laser beam with a focusing point inside the semiconductor substrate. A processing region is formed, and by this melting processing region, a cutting start region is formed on the inner side of the laser light incident surface by a predetermined distance along a planned cutting line of the processing object, and a stretchable region is formed on the back surface of the processing object. A laser processing method comprising a step of attaching a film and separating a plurality of portions generated by cutting the workpiece from the cutting start region as a starting point by stretching the extensible film.
基板と、前記基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、
前記加工対象物の前記積層部側の表面を緩衝効果を有する部材により保護しながら、前記加工対象物の裏面をレーザ光入射面として前記基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより多光子吸収による改質領域を形成し、この改質領域によって、前記加工対象物の切断予定ラインに沿って前記レーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、前記加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、前記切断起点領域を起点として前記加工対象物が切断されることにより生じた複数の部分を、前記伸張性のフィルムを伸張させることにより互いに分離する工程を備える、レーザ加工方法。
A laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a substrate and a laminated portion provided on the substrate,
While protecting the surface of the processing object on the side of the laminated portion with a member having a buffering effect, the back surface of the processing object is used as a laser light incident surface, and the laser beam is irradiated with a focusing point inside the substrate. Thereby forming a modified region by multiphoton absorption, and by this modified region, a cutting start region is formed on the inner side of the laser light incident surface by a predetermined distance along the planned cutting line of the workpiece. Attaching a stretchable film to a back surface of an object, and separating a plurality of portions generated by cutting the workpiece from the cutting start region as a starting point by stretching the stretchable film; A laser processing method comprising:
半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた積層部とを含む平板状の加工対象物を切断するレーザ加工方法であって、
前記加工対象物の前記積層部側の表面を緩衝効果を有する部材により保護しながら、前記加工対象物の裏面をレーザ光入射面として前記半導体基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより溶融処理領域を形成し、この溶融処理領域によって、前記加工対象物の切断予定ラインに沿って前記レーザ光入射面から所定距離内側に切断起点領域を形成し、前記加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、前記切断起点領域を起点として前記加工対象物が切断されることにより生じた複数の部分を、前記伸張性のフィルムを伸張させることにより互いに分離する工程を備える、レーザ加工方法。
A laser processing method for cutting a flat plate-like workpiece including a semiconductor substrate and a stacked portion provided on the semiconductor substrate,
While protecting the surface of the processing object on the side of the stacked portion with a member having a buffering effect, the back surface of the processing object is used as a laser light incident surface, and the laser beam is irradiated with a focusing point inside the semiconductor substrate. By forming the melt processing region, a cutting start region is formed on the inner side of the laser light incident surface by a predetermined distance along the planned cutting line of the processing target, and the back surface of the processing target is formed. Attaching a stretchable film to a plurality of portions formed by cutting the workpiece from the cutting origin region, and separating the plurality of portions from each other by stretching the stretchable film. Laser processing method.
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