JP2005109324A - Laser beam dicing device - Google Patents

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Yasuyuki Sakatani
康之 酒谷
Masayuki Azuma
正幸 東
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Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam dicing device with which the formed state of a reformed area in a wafer can be observed. <P>SOLUTION: The laser beam dicing device 10 is provided with an infrared microscope 30 through which a reformed area formed in the wafer W is observed, and a lighting means 50 for the infrared microscope 30. Therefore, the formed state of the reformed area in the wafer W can be recognized from the outside, in a non-destructive manner. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置や電子部品等のチップを製造するダイシング装置に関するもので、特にレーザー光を利用したダイシング装置に関する。   The present invention relates to a dicing apparatus for manufacturing a chip such as a semiconductor device or an electronic component, and more particularly to a dicing apparatus using laser light.

従来、表面に半導体装置や電子部品等が形成されたウエーハを個々のチップに分割するには、ダイシングブレードと呼ばれる砥石でウエーハに研削溝を入れてウエーハをカットするダイシング装置が用いられていた。ダイシングブレードは、微細なダイヤモンド砥粒をＮｉで電着したもので、厚さ３０μｍ程度の極薄のものが用いられる。   Conventionally, in order to divide a wafer having a semiconductor device or electronic component formed on its surface into individual chips, a dicing apparatus called a dicing blade that cuts the wafer by inserting grinding grooves into the wafer has been used. The dicing blade is obtained by electrodepositing fine diamond abrasive grains with Ni, and an extremely thin one having a thickness of about 30 μm is used.

このダイシングブレードを３０，０００〜６０，０００ｒｐｍで高速回転させてウエーハに切込み、ウエーハを完全切断（フルカット）又は不完全切断（ハーフカット或いはセミフルカット）していた。ハーフカットはウエーハに厚さの半分程度切り込む方法で、セミフルカットは１０μｍ程度の肉厚を残して研削溝を形成する方法のことである。   The dicing blade was rotated at a high speed of 30,000 to 60,000 rpm and cut into the wafer, and the wafer was completely cut (full cut) or incompletely cut (half cut or semi-full cut). Half-cut is a method of cutting about half the thickness of a wafer, and semi-full cut is a method of forming a grinding groove while leaving a thickness of about 10 μm.

ところで、このダイシングブレードによる研削加工の場合、ウエーハが高脆性材料であるため脆性モード加工となり、ウエーハの表面や裏面にチッピングが生じ、このチッピングが分割されたチップの性能を低下させる要因になっていた。   By the way, in the case of grinding with this dicing blade, since the wafer is a highly brittle material, it becomes brittle mode processing, and chipping occurs on the front and back surfaces of the wafer, and this chipping is a factor that deteriorates the performance of the divided chips. It was.

ダイシング工程におけるこのチッピングの問題を解決する手段として、従来のダイシングブレードによる切断に替えて、ウエーハの内部に集光点を合わせたレーザー光を入射し、ウエーハ内部に多光子吸収による改質領域を形成して個々のチップに分割するレーザ加工方法に関する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜６参照。）。
特開２００２−１９２３６７号公報 特開２００２−１９２３６８号公報 特開２００２−１９２３６９号公報 特開２００２−１９２３７０号公報 特開２００２−１９２３７１号公報 特開２００２−２０５１８０号公報 As a means to solve this chipping problem in the dicing process, instead of cutting with a conventional dicing blade, a laser beam having a focused point is incident on the inside of the wafer, and a modified region by multiphoton absorption is formed inside the wafer. Techniques relating to a laser processing method of forming and dividing into individual chips have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 6).
JP 2002-192367 A JP 2002-192368 A JP 2002-192369 A JP 2002-192370 A JP 2002-192371 A JP 2002-205180 A

しかし、上記の特許文献１〜６で提案されているレーザー加工装置は、ウエーハの内部に改質層を形成し、形成された改質層を起点としてウェーハを割断するもので、チッピングの問題は解決されるが、形成される改質層がウェーハの内部であるため、改質層の形成状況を観察することができなかった。   However, the laser processing apparatus proposed in Patent Documents 1 to 6 described above forms a modified layer inside the wafer, and cleaves the wafer starting from the formed modified layer. Although it is solved, since the modified layer to be formed is inside the wafer, the formation state of the modified layer could not be observed.

このため、ウェーハを割断するに十分な改質領域が形成されたかどうか不明のままレーザーダイシングを行うことになり、改質領域の形成が不良の場合には良好な割断を行うことができず、高価なウェーハを損傷してしまうという問題があった。   For this reason, laser dicing will be performed without knowing whether a modified region sufficient to cleave the wafer has been formed, and if the modified region is poorly formed, good cleaving cannot be performed, There was a problem of damaging expensive wafers.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ウエーハの内部に集光点を合わせたレーザー光を入射し、ウエーハ内部に多光子吸収による改質領域を形成して個々のチップに分割するレーザダイシング装置であって、ウェーハ内部の改質領域形成状況を観察することのできるレーザーダイシング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances. A laser beam having a focused point is incident on the inside of the wafer, and a modified region by multiphoton absorption is formed inside the wafer to form individual chips. An object of the present invention is to provide a laser dicing apparatus that can divide the wafer and that can observe the state of formation of a modified region inside the wafer.

本発明は前記目的を達成するために、ウエーハの表面からレーザー光を入射して前記ウエーハの内部に多光子吸収による改質領域を形成し、前記ウエーハを個々のチップに分割するレーザーダイシング装置において、前記改質領域を観察する赤外線顕微鏡と、該赤外線顕微鏡用の照明手段と、が設けられていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a laser dicing apparatus in which a laser beam is incident from the surface of a wafer to form a modified region by multiphoton absorption inside the wafer, and the wafer is divided into individual chips. An infrared microscope for observing the modified region and illumination means for the infrared microscope are provided.

本発明によれば、ウエーハの内部に形成された改質領域を観察する赤外線顕微鏡と、赤外線顕微鏡用の照明手段とが設けられているので、ウェーハ内部の改質領域形成状況をウェーハを非破壊で外部から認識することができる。   According to the present invention, the infrared microscope for observing the modified region formed inside the wafer and the illumination means for the infrared microscope are provided. Can be recognized from the outside.

また本発明は、前記赤外線顕微鏡は、前記改質領域を斜め上方から観察する顕微鏡であることを特徴とする。   Moreover, the present invention is characterized in that the infrared microscope is a microscope for observing the modified region from obliquely above.

本発明によれば、改質領域を斜め上方から観察できるので、改質層の厚さも含めた形成状況を観察することができる。   According to the present invention, since the modified region can be observed obliquely from above, the formation state including the thickness of the modified layer can be observed.

また本発明は、前記照明手段は、前記ウェーハに対して前記赤外線顕微鏡が設置された面とは反対側の面に光を照射する照明手段であることを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the illuminating unit is an illuminating unit that irradiates light onto a surface opposite to a surface on which the infrared microscope is installed with respect to the wafer.

本発明によれば、赤外線顕微鏡の照明が赤外線透過照明のため、ＳＮ比が高く、改質領域の観察が容易である。   According to the present invention, since the illumination of the infrared microscope is infrared transmission illumination, the SN ratio is high, and the modified region can be easily observed.

更に本発明は、前記赤外線顕微鏡による改質領域の観察結果に基いて、単位時間当たりの前記ウェーハの多光子吸収量を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする。   Furthermore, the present invention is characterized in that a control means is provided for controlling the multiphoton absorption amount of the wafer per unit time based on the observation result of the modified region by the infrared microscope.

本発明によれば、ウェーハ内部に形成された改質領域の形成状況によってウェーハの多光子吸収量を制御するので、所望の改質領域を形成することができ、ウェーハを良好に割断して個々のチップに分割することができる。   According to the present invention, since the multiphoton absorption amount of the wafer is controlled according to the formation state of the modified region formed inside the wafer, the desired modified region can be formed, and the wafer can be cleaved satisfactorily. Can be divided into chips.

また本発明は、前記制御手段が、前記ウェーハに入射させるレーザー光の出力を制御することによって前記単位時間当たりのウェーハの多光子吸収量を制御する制御手段であり、前記制御されたレーザー光の出力を検出するレーザーパワーメータが設けられていることを特徴とする。   Further, the present invention is a control means for controlling the amount of multiphoton absorption of the wafer per unit time by controlling the output of the laser light incident on the wafer, and the control means A laser power meter for detecting the output is provided.

本発明によれば、レーザー光の出力制御によって単位時間当たりのウェーハの多光子吸収量を制御するので、制御を容易に行うことができ、またレーザー光の出力はレーザーパワーメータでチェックできるので、正確な制御ができる。   According to the present invention, since the multiphoton absorption amount of the wafer per unit time is controlled by the laser light output control, the control can be easily performed, and the output of the laser light can be checked with a laser power meter. Accurate control is possible.

以上説明したように本発明のレーザーダイシング装置は、ウエーハの内部に形成された改質領域を観察する赤外線顕微鏡と、赤外線顕微鏡用の照明手段とが設けられているので、ウェーハ内部の改質領域形成状況をウェーハを非破壊で外部から認識することができる。   As described above, the laser dicing apparatus of the present invention is provided with the infrared microscope for observing the modified region formed inside the wafer and the illumination means for the infrared microscope. The formation status can be recognized from the outside without destructing the wafer.

以下添付図面に従って本発明に係るレーザーダイシング装置の好ましい実施の形態について詳説する。尚、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。   The preferred embodiments of the laser dicing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same number or symbol is attached to the same member.

図１は、本発明に係るレーザーダイシング装置の概略構成図である。ダイシング装置１０では、ウェーハは図５に示すように、一方の面に粘着材を有するダイシングシートＳに貼付され、このダイシングシートＳを介してフレームＦと一体化された状態で搬入され、ダイシング装置１０内を搬送される。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser dicing apparatus according to the present invention. In the dicing apparatus 10, as shown in FIG. 5, the wafer is affixed to a dicing sheet S having an adhesive material on one surface, and is carried in a state integrated with the frame F via the dicing sheet S. 10 is conveyed.

レーザーダイシング装置１０は、図１に示すように、ウェーハ移動部１１、レーザーヘッド２０、赤外線顕微鏡３０、レーザーパワーメータ４１、照明手段５０、制御手段６０、テレビモニタ３６等から構成されている。   As shown in FIG. 1, the laser dicing apparatus 10 includes a wafer moving unit 11, a laser head 20, an infrared microscope 30, a laser power meter 41, an illumination unit 50, a control unit 60, a television monitor 36, and the like.

ウェーハ移動部１１は、レーザーダイシング装置１０の本体ベース１６に設けられたＸＹテーブル１２、ＸＹテーブル１２に載置されたＺθテーブル１５、Ｚθテーブル１５に取り付けられダイシングシートＳを介してフレームＦにマウントされたウェーハＷを吸着保持する吸着ステージ１３、同じくＺθテーブル１５に取り付けられフレームＦを吸着保持するフレームチャック１４等からなっている。   The wafer moving unit 11 is mounted on the frame F via the dicing sheet S attached to the XY table 12 provided on the main body base 16 of the laser dicing apparatus 10, the Zθ table 15 mounted on the XY table 12, and the Zθ table 15. A suction stage 13 for sucking and holding the wafer W, a frame chuck 14 attached to the Zθ table 15 for sucking and holding the frame F, and the like.

このウェーハ移動部１１によって、ウェーハＷがダイシングシートＳを介してフレームＦにマウントされた状態で図のＸＹＺθ方向に精密に移動される。   The wafer moving unit 11 precisely moves the wafer W in the XYZθ direction of the drawing while being mounted on the frame F via the dicing sheet S.

図２は、レーザーヘッド２０の概略構成を示す概念図である。レーザーヘッド２０は、図２に示すように、レーザー光Ｌを発振するレーザー発振器２１、発振されたレーザー光Ｌを平行に揃えるコリメートレンズ２２、レーザー光Ｌを集光するコンデンスレンズ２３、コンデンスレンズ２３を光軸上で微小移動させる駆動手段（集光点位置調節手段）２６、等で構成されている。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of the laser head 20. As shown in FIG. 2, the laser head 20 includes a laser oscillator 21 that oscillates the laser light L, a collimator lens 22 that aligns the oscillated laser light L in parallel, a condensation lens 23 that collects the laser light L, and a condensation lens 23. Is constituted by a driving means (condensing point position adjusting means) 26 for moving the lens slightly on the optical axis.

レーザーヘッド２０では、レーザー発振器２１から発振されたレーザー光Ｌはコリメートレンズ２２、コンデンスレンズ２３等を経由してウエーハＷの内部に集光される。   In the laser head 20, the laser light L oscillated from the laser oscillator 21 is condensed inside the wafer W via the collimating lens 22, the condensation lens 23, and the like.

レーザー光Ｌの集光点Ｐの光軸上の位置は、駆動手段２６によってコンデンスレンズ２３を光軸上で微小移動させることにより調整される。   The position of the condensing point P of the laser light L on the optical axis is adjusted by moving the condensation lens 23 by the driving means 26 on the optical axis.

駆動手段２６は、コンデンスレンズ２３を保持する図示しないレンズフレーム、レンズフレームの上面に取り付けられレンズフレームを光軸方向に微小移動させる不図示の圧電素子等からなっている。   The driving means 26 includes a lens frame (not shown) that holds the condensation lens 23, a piezoelectric element (not shown) that is attached to the upper surface of the lens frame and moves the lens frame in the optical axis direction.

電圧印加によって伸縮する圧電素子は中空の円筒形状で、上端がレーザーヘッド本体に固定され、下端でコンデンスレンズ２３を保持するレンズフレームと接合されている。この圧電素子の伸縮によってコンデンスレンズ２３が光軸方向に微小送りされて、レーザー光Ｌの集光点Ｐの光軸方向位置が精密に位置決めされるようになっている。   The piezoelectric element that expands and contracts when a voltage is applied has a hollow cylindrical shape, the upper end of which is fixed to the laser head body, and the lower end is joined to a lens frame that holds the condensation lens 23. Due to the expansion and contraction of the piezoelectric element, the condensation lens 23 is finely fed in the optical axis direction so that the position of the condensing point P of the laser light L in the optical axis direction is precisely positioned.

レーザー発振器２１から発振されるレーザー光Ｌは、例えば、集光点Ｐにおけるピークパワー密度が１×１０8 ( Ｗ／c ｍ2 ）以上でかつパルス幅が１μｓ以下の条件で、ダイシングシートＳに対して透過性を有するレーザー光が用いられる。 The laser light L oscillated from the laser oscillator 21 is applied to the dicing sheet S under the condition that the peak power density at the condensing point P is 1 × 10 8 (W / cm 2 ) or more and the pulse width is 1 μs or less. On the other hand, a laser beam having transparency is used.

ダイシングシートＳに対して透過性を有するレーザー光を用いるのは、例えば、ダイシングシートＳが貼付されたウェーハＷの裏面側からレーザー光を照射する場合等の変形例にも対応できるからである。   The reason why laser light having transparency with respect to the dicing sheet S is used is that, for example, it is possible to cope with modifications such as when laser light is irradiated from the back side of the wafer W to which the dicing sheet S is attached.

このレーザー光Ｌの集光点ＰをウェーハＷの内部に設定してウェーハＷに入射すると、ウェーハＷの集光点近傍に多光子吸収による改質領域Ｒが形成される。   When the condensing point P of the laser beam L is set inside the wafer W and is incident on the wafer W, a modified region R by multiphoton absorption is formed in the vicinity of the condensing point of the wafer W.

図３は、ウェーハＷの内部に形成された改質領域Ｒを観察する赤外線顕微鏡３０の配置状態を表わす斜視図である。図３では、ウェーハＷの１部を切り欠いて内部に形成された改質領域Ｒを分りやすいように表わしている。   FIG. 3 is a perspective view showing an arrangement state of the infrared microscope 30 for observing the modified region R formed inside the wafer W. FIG. In FIG. 3, the modified region R formed inside by cutting out a part of the wafer W is shown so as to be easily understood.

赤外線顕微鏡３０は、図３に示すように、ウェーハＷの上面の垂直線に対してＹ方向に所定角度傾斜して取り付けられ、改質領域Ｒを斜め上方から観察するようになっている。この赤外線顕微鏡３０の傾斜角度は、ウェーハＷ上面の垂直線に対してＹ方向に０°〜７０°の範囲で可変となっており、観察目的によって改質領域Ｒを真上（０°）又は斜め上方（４５°近傍）で調整される。   As shown in FIG. 3, the infrared microscope 30 is attached to the vertical line on the upper surface of the wafer W so as to be inclined at a predetermined angle in the Y direction, and the modified region R is observed obliquely from above. The tilt angle of the infrared microscope 30 is variable in the range of 0 ° to 70 ° in the Y direction with respect to the vertical line on the upper surface of the wafer W, and the modified region R is directly above (0 °) or depending on the observation purpose. It is adjusted diagonally upward (near 45 °).

赤外線顕微鏡３０にはＣＣＤカメラ３８が組込まれ、赤外線顕微鏡３０で拡大された改質領域Ｒの像を撮影し、撮像信号は制御手段６０で処理されてテレビモニタ３６に表示される。   A CCD camera 38 is incorporated in the infrared microscope 30, and an image of the modified region R magnified by the infrared microscope 30 is taken. The imaging signal is processed by the control means 60 and displayed on the television monitor 36.

照明手段５０は、赤外線顕微鏡３０でウェーハＷの内部に形成された改質領域Ｒを観察するために、ウェーハＷに赤外光を照射するためのもので、Ｚθテーブル１５に取り付けられた取付け板１７に固定された光源５１、ライトガイド５２、及び吸着ステージ１３とからなっている。   The illumination means 50 is for irradiating the wafer W with infrared light in order to observe the modified region R formed inside the wafer W with the infrared microscope 30, and is a mounting plate attached to the Zθ table 15. 17 includes a light source 51, a light guide 52, and a suction stage 13 fixed to 17.

光源５１から出射された赤外光はライトガイド５２によって吸着ステージ１３に導かれる。吸着ステージ１３はウェーハを吸着する機能と、光を透過する機能とを有したもので、例えば、特開２００２−３３７０３４号公報に記載されたような、吸着テーブル本体と、吸着テーブル本体の上面に配置された吸着板と、吸着テーブル本体の内部に設けられた空気室とから構成され、吸着板は光透過性材質から成るとともに通気性を有した面発光式吸着テーブル等が用いられる。   Infrared light emitted from the light source 51 is guided to the suction stage 13 by the light guide 52. The suction stage 13 has a function of sucking a wafer and a function of transmitting light. For example, as shown in JP-A-2002-337034, a suction table main body and an upper surface of the suction table main body are provided. The suction plate is composed of an arranged suction plate and an air chamber provided inside the suction table main body. The suction plate is made of a light-transmitting material and has a surface emitting suction table having air permeability.

この照明手段５０によってウェーハＷの裏面から照射された赤外光は、ウェーハＷ内部を透過して表面に出射する。このとき、ウェーハＷ内部に形成された改質領域Ｒと改質されていない部分とで赤外光の透過特性が異なるため、赤外線顕微鏡３０で観察することにより改質領域Ｒと改質されていない部分とが判別可能となる。   The infrared light irradiated from the back surface of the wafer W by the illumination unit 50 passes through the inside of the wafer W and is emitted to the front surface. At this time, since the infrared light transmission characteristics are different between the modified region R formed inside the wafer W and the unmodified portion, the modified region R is modified by observing with the infrared microscope 30. It is possible to discriminate from a non-part.

吸着ステージ１３はまた、特許第２９３７２４４号公報に記載されたような反射部材を内蔵したウェーハテーブルとし、光源５１をウェーハＷの表面側に配置してウェーハＷに照射するようにしてもよい。この場合はウェーハＷ表面に照射された赤外光はウェーハＷを透過した後、吸着ステージ１３内の反射部材で反射し、再度ウェーハＷを透過した赤外光が赤外線顕微鏡３０で観察される。   The suction stage 13 may also be a wafer table incorporating a reflecting member as described in Japanese Patent No. 2937244, and the light source 51 may be disposed on the front side of the wafer W to irradiate the wafer W. In this case, the infrared light irradiated on the surface of the wafer W is transmitted through the wafer W, then reflected by the reflecting member in the suction stage 13, and the infrared light transmitted through the wafer W again is observed by the infrared microscope 30.

図４は、赤外線顕微鏡３０を経由して赤外線カメラとしてのＣＣＤカメラ３８で撮像した画像を表わしたモニター画面である。図４（ａ）は、赤外線顕微鏡３０をウェーハＷに対して垂直に配置し、改質領域Ｒを真上から撮像したものである。実際の改質領域Ｒの幅は数μｍと狭いので、モニター画像は１本の線として観察される。   FIG. 4 is a monitor screen showing an image captured by the CCD camera 38 as an infrared camera via the infrared microscope 30. In FIG. 4A, the infrared microscope 30 is arranged perpendicular to the wafer W, and the modified region R is imaged from directly above. Since the actual width of the modified region R is as narrow as several μm, the monitor image is observed as a single line.

また、図４（ｂ）は、赤外線顕微鏡３０をウェーハＷに対してＹ方向に４５°傾斜させ、改質領域Ｒを斜め上方から撮像したものである。この場合は改質領域Ｒの深さ方向を観察することができる。   FIG. 4B is an image obtained by tilting the infrared microscope 30 with respect to the wafer W in the Y direction by 45 ° and imaging the modified region R from above. In this case, the depth direction of the modified region R can be observed.

赤外線顕微鏡３０によって改質領域Ｒを観察するだけでなく、改質領域Ｒの寸法を測定することもできる。改質領域Ｒの寸法測定は、図６に示すように、赤外線顕微鏡３０を垂直に立てた状態で改質領域Ｒを真上から撮像し、画像認識手段でその画像データを処理して改質領域Ｒの幅Ｂを求める。   In addition to observing the modified region R with the infrared microscope 30, the dimensions of the modified region R can also be measured. As shown in FIG. 6, the dimensions of the modified region R are measured by imaging the modified region R from directly above with the infrared microscope 30 standing vertically, and processing the image data by the image recognition means to modify the region. The width B of the region R is obtained.

改質領域ＲのＺ方向の厚さＨは、先ず、赤外線顕微鏡３０を垂直方向に対してＹ方向にθだけ傾斜させて、改質領域Ｒを斜め上方から撮像し、データー処理によって図の寸法Ｅを求める。改質領域ＲのＺ方向の厚さＨと図の寸法Ｅとの間には、「Ｈ＝Ｅ／ｓｉｎθ」の関係が有るから寸法Ｅを測定することによって改質領域ＲのＺ方向の厚さＨが算出される。   The thickness H in the Z direction of the modified region R is determined by first tilting the infrared microscope 30 by θ in the Y direction with respect to the vertical direction, imaging the modified region R from diagonally above, E is determined. Since there is a relationship of “H = E / sin θ” between the thickness H in the Z direction of the modified region R and the dimension E in the figure, the thickness in the Z direction of the modified region R is measured by measuring the dimension E. The height H is calculated.

レーザーパワーメータ４１は、図１に示すように、取付け板１７に取り付けられており、ＸＹテーブル１２の移動によってレーザーヘッド２０の真下に位置付けられ、レーザー光Ｌの集光点Ｐのレーザー強度を測定するようになっている。   As shown in FIG. 1, the laser power meter 41 is attached to the mounting plate 17, and is positioned directly below the laser head 20 by the movement of the XY table 12, and measures the laser intensity of the condensing point P of the laser light L. It is supposed to be.

制御手段６０は、ＣＰＵ、メモリ、入出力回路部等からなり、レーザーダイシング装置１０の各部の動作を制御する。   The control unit 60 includes a CPU, a memory, an input / output circuit unit, and the like, and controls the operation of each unit of the laser dicing apparatus 10.

レーザーダイシング装置１０はこの他に、図示しないウエーハカセットエレベータ、ウエーハ搬送手段、操作板、及び表示灯等から構成されている。   In addition to this, the laser dicing apparatus 10 includes a wafer cassette elevator (not shown), a wafer transfer means, an operation plate, an indicator lamp, and the like.

ウエーハカセットエレベータは、ウエーハが格納されたカセットを上下移動して搬送位置に位置決めする。搬送手段はカセットと吸着ステージ１３との間でウエーハを搬送する。   The wafer cassette elevator moves the cassette in which the wafer is stored up and down to position it at the transfer position. The conveying means conveys the wafer between the cassette and the suction stage 13.

操作板には、レーザーダイシング装置１０の各部を操作するスイッチ類や表示装置が取付けられている。表示灯は、レーザーダイシング装置１０の加工中、加工終了、非常停止等の稼動状況を表示する。   On the operation plate, switches for operating each part of the laser dicing apparatus 10 and a display device are attached. The indicator lamp displays an operation status such as processing end or emergency stop during processing of the laser dicing apparatus 10.

次に、本発明に係るレーザーダイシング装置１０の作用について説明する。ダイシングに当たって、最初に吸着ステージ１３に載置されたウエーハＷは、図示しないアライメント用のＣＣＤカメラで表面の回路パターンやアライメントマークが撮影され、画像処理装置を有するアライメント手段によってアライメントされる。   Next, the operation of the laser dicing apparatus 10 according to the present invention will be described. When dicing, the wafer W initially placed on the suction stage 13 is photographed on the surface of the circuit pattern and alignment marks by an alignment CCD camera (not shown) and aligned by an alignment means having an image processing apparatus.

次に、レーザー発振器２１からレーザー光Ｌが出射される。レーザー光Ｌはコリメートレンズ２２、コンデンスレンズ２３等の光学系を経由してウェーハＷの上面に照射される。照射されるレーザー光Ｌの集光点ＰのＺ方向位置は、コンデンスレンズ２３を駆動手段２６で位置調整することによって、ウェーハ内部の所定位置に正確に設定される。   Next, laser light L is emitted from the laser oscillator 21. The laser beam L is applied to the upper surface of the wafer W through an optical system such as a collimator lens 22 and a condensation lens 23. The position of the condensing point P of the irradiated laser light L in the Z direction is accurately set to a predetermined position inside the wafer by adjusting the position of the condensation lens 23 by the driving means 26.

この状態でＸＹテーブル１２がダイシング方向であるＸ方向に加工送りされる。これによりウェーハ内部に多光子吸収による改質領域Ｒが１ライン形成される。   In this state, the XY table 12 is processed and fed in the X direction which is the dicing direction. As a result, one line of the modified region R by multiphoton absorption is formed inside the wafer.

また、改質領域Ｒの形成とともに赤外線顕微鏡３０によって改質領域Ｒが観察され、その寸法が測定される。この場合、照明手段５０によってウェーハＷの裏面側から赤外光が照射される。この測定結果が制御手段６０に取り込まれて、単位時間あたりのウェーハＷの多光子吸収量が制御され、所望の改質領域Ｒが形成されるようにフィードバックされる。   Further, the modified region R is observed by the infrared microscope 30 together with the formation of the modified region R, and the dimension thereof is measured. In this case, the illumination unit 50 irradiates infrared light from the back side of the wafer W. The measurement result is taken into the control means 60, and the multiphoton absorption amount of the wafer W per unit time is controlled and fed back so that a desired modified region R is formed.

このフィードバック制御は、レーザー光Ｌの出力を制御することによって行われる。制御されたレーザー光Ｌの出力はレーザーパワーメータ４１によって確認することができる。また、このフィードバック制御は、ウェーハＷのＸ方向加工送り速度を制御して行ってもよい。また、レーザーパルス周波数を制御してもよく、これらの組み合わせ制御であってもよい。   This feedback control is performed by controlling the output of the laser beam L. The output of the controlled laser beam L can be confirmed by the laser power meter 41. Further, this feedback control may be performed by controlling the X-direction processing feed rate of the wafer W. Further, the laser pulse frequency may be controlled, or a combination control thereof may be used.

１ラインのレーザーダイシングが行われると、ＸＹテーブル１２がＹ方向に１ピッチ割り出し送りされ、次のラインも同様にレーザーダイシングされる。   When one line of laser dicing is performed, the XY table 12 is indexed and fed by one pitch in the Y direction, and the next line is similarly laser-diced.

全てのラインがレーザーダイシングされると、Ｚθテーブル１５が９０°回転され、先程のラインと直交するラインも同様にして全てレーザーダイシングされ、ウェーハＷは個々のチップに分割されて１枚のウエーハＷのレーザーダイシングが完了する。   When all the lines are laser-diced, the Zθ table 15 is rotated by 90 °, and all the lines orthogonal to the previous line are also laser-diced, and the wafer W is divided into individual chips to form one wafer W. Laser dicing is completed.

このように、レーザー光ＬによってウェーハＷの内部に改質領域Ｒが形成され、改質領域Ｒが赤外線顕微鏡３０によって観察され、制御手段６０によって改質領域Ｒの形成状態が適切に制御されるので、ウェーハＷは自然に、或いは僅かな力を加えることにより、改質領域Ｒに沿って安定して割断され、チッピング等のほとんど生じない高品質なダイシングが行われる。   Thus, the modified region R is formed inside the wafer W by the laser light L, the modified region R is observed by the infrared microscope 30, and the formation state of the modified region R is appropriately controlled by the control means 60. Therefore, the wafer W is naturally or, by applying a slight force, stably cleaved along the modified region R, and high-quality dicing that hardly causes chipping or the like is performed.

また、ウエーハＷは、図５に示すように、裏面にダイシングシートＳが貼られダイシング用のフレームＦにマウントされているので、個々のチップに分割されても個々のチップが１個１個バラバラになることがない。   Further, as shown in FIG. 5, since the dicing sheet S is pasted on the back surface and the wafer W is mounted on the dicing frame F, the wafer W is separated into individual chips even if divided into individual chips. Never become.

また、赤外線顕微鏡３０を適切な位置に配置することにより、改質領域Ｒの観察と改質領域Ｒの形成状態制御とをインサイチュウ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）で行うことができる。   Further, by arranging the infrared microscope 30 at an appropriate position, the observation of the modified region R and the control of the formation state of the modified region R can be performed in-situ.

図７は、本実施の形態の変形例を表わしたものである。この変形例では、赤外線顕微鏡３０は対物レンズの先端に４５°偏角プリズム３１が揺動調節可能に設けられている。この４５°偏角プリズム３１は、４５°方向から入射した光を同じ面を反射と透過の二つの役目をさせて垂直上方に方向変換し、対物レンズに導く。   FIG. 7 shows a modification of the present embodiment. In this modification, the infrared microscope 30 is provided with a 45 ° declination prism 31 at the tip of the objective lens so that the swing adjustment is possible. The 45 ° declination prism 31 changes the direction of light incident from the 45 ° direction vertically upward using the same surface as two functions of reflection and transmission, and guides it to the objective lens.

この変形例では、赤外線顕微鏡３０を傾斜させることなく垂直にしたまま、改質領域Ｒを斜め上方から観察することができる。また、４５°偏角プリズム３１を揺動させることにより、微小な位置調整を行うことができる。なお、偏角プリズムとして４５°偏角プリズム３１を用いたが、３０°等他の偏角プリズムを用いてもよく、また、偏角プリズムでなく、ミラー等の他の偏角部材を用いてもよい。   In this modification, the modified region R can be observed obliquely from above while the infrared microscope 30 is kept vertical without being inclined. Further, minute position adjustment can be performed by swinging the 45 ° declination prism 31. Although the 45 ° declination prism 31 is used as the declination prism, other declination prisms such as 30 ° may be used, and other declination members such as mirrors may be used instead of the declination prism. Also good.

本発明の実施の形態に係るレーザーダイシング装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a laser dicing apparatus according to an embodiment of the present invention レーザーヘッドの構成を表わす概念図Conceptual diagram showing the configuration of the laser head 赤外線顕微鏡の配置を表わす斜視図Perspective view showing arrangement of infrared microscope モニター画面を表わす概念図Conceptual diagram showing the monitor screen フレームにマウントされたウェーハを表わす斜視図Perspective view showing wafer mounted on frame 改質領域の寸法測定を説明する概念図Conceptual diagram explaining dimension measurement of the modified region 本発明の実施形態の変形例を説明する概念図The conceptual diagram explaining the modification of embodiment of this invention

符号の説明Explanation of symbols

１０…レーザーダイシング装置、２０…レーザーヘッド、３０…赤外線顕微鏡、４１…レーザーパワーメータ、５０…照明手段、６０…制御手段、Ｆ…フレーム、Ｌ…レーザー光、Ｐ…集光点、Ｒ…改質領域、Ｓ…ダイシングシート、Ｗ…ウエーハ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser dicing apparatus, 20 ... Laser head, 30 ... Infrared microscope, 41 ... Laser power meter, 50 ... Illuminating means, 60 ... Control means, F ... Frame, L ... Laser beam, P ... Condensing point, R ... Kai Quality area, S ... Dicing sheet, W ... Wafer

Claims (5)

ウエーハの表面からレーザー光を入射して前記ウエーハの内部に多光子吸収による改質領域を形成し、前記ウエーハを個々のチップに分割するレーザーダイシング装置において、
前記改質領域を観察する赤外線顕微鏡と、
該赤外線顕微鏡用の照明手段と、が設けられていることを特徴とするレーザーダイシング装置。 In a laser dicing apparatus that divides the wafer into individual chips by forming a modified region by multiphoton absorption inside the wafer by entering laser light from the surface of the wafer,
An infrared microscope for observing the modified region;
A laser dicing apparatus, comprising: an illumination unit for the infrared microscope. 前記赤外線顕微鏡は、前記改質領域を斜め上方から観察する顕微鏡であることを特徴とする、請求項１に記載のレーザーダイシング装置。   The laser dicing apparatus according to claim 1, wherein the infrared microscope is a microscope that observes the modified region obliquely from above. 前記照明手段は、前記ウェーハに対して前記赤外線顕微鏡が設置された面とは反対側の面に光を照射する照明手段であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のレーザーダイシング装置。   3. The laser according to claim 1, wherein the illuminating unit is an illuminating unit that irradiates light to a surface opposite to a surface on which the infrared microscope is installed with respect to the wafer. Dicing equipment. 前記赤外線顕微鏡による改質領域の観察結果に基いて、単位時間当たりの前記ウェーハの多光子吸収量を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレーザーダイシング装置。   2. The laser dicing apparatus according to claim 1, further comprising a control unit configured to control a multiphoton absorption amount of the wafer per unit time based on an observation result of the modified region by the infrared microscope. 前記制御手段が、前記ウェーハに入射させるレーザー光の出力を制御することによって前記単位時間当たりのウェーハの多光子吸収量を制御する制御手段であり、
前記制御されたレーザー光の出力を検出するレーザーパワーメータが設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のレーザーダイシング装置。 The control means is a control means for controlling the multiphoton absorption amount of the wafer per unit time by controlling the output of laser light incident on the wafer,
The laser dicing apparatus according to claim 4, further comprising a laser power meter that detects an output of the controlled laser beam.
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