JP2005268325A - Workpiece cutting method - Google Patents
Workpiece cutting method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005268325A JP2005268325A JP2004074993A JP2004074993A JP2005268325A JP 2005268325 A JP2005268325 A JP 2005268325A JP 2004074993 A JP2004074993 A JP 2004074993A JP 2004074993 A JP2004074993 A JP 2004074993A JP 2005268325 A JP2005268325 A JP 2005268325A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- workpiece
- region
- silicon wafer
- shape holding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 147
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 65
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 21
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 claims description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 10
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 5
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 122
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 121
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 121
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 110
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 description 21
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 17
- 238000010128 melt processing Methods 0.000 description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 10
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 10
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 8
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 6
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
- B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/40—Semiconductor devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Dicing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ウェハ状の加工対象物を切断予定ラインに沿って切断する加工対象物切断方法に関する。 The present invention relates to a workpiece cutting method for cutting a wafer-like workpiece along a planned cutting line.
従来におけるこの種の技術として、下記の特許文献1には次のようなレーザ加工方法が記載されている。すなわち、平板状の加工対象物にその表面を保護する部材を装着し、加工対象物の裏面をレーザ光入射面としてレーザ光を照射することで、切断予定ラインに沿って加工対象物の内部に改質領域による切断起点領域を形成する。続いて、加工対象物の裏面に伸張性のフィルムを装着し、その伸張性のフィルムを伸張させることで、切断起点領域を起点として加工対象物が切断されて生じた複数の部分を互いに分離する。
ところで、上述したレーザ加工方法においては、切断起点領域が形成された加工対象物は切断起点領域を起点として切断され易い状態にあり、しかも、切断起点領域を起点として加工対象物が切断された場合、それにより生じた複数の部分は互いに密接した状態にある。そのため、例えば、表面を保護する部材として保護フィルムを用いた場合において、切断されて生じた複数の部分にチッピングやクラッキング等の不具合が発生するのを防止するためには、切断起点領域が形成された加工対象物を慎重に取り扱う必要がある。 By the way, in the above-described laser processing method, the processing object on which the cutting start area is formed is in a state of being easily cut from the cutting start area, and the processing object is cut from the cutting start area. The resulting parts are in close contact with each other. Therefore, for example, when a protective film is used as a member for protecting the surface, a cutting start region is formed in order to prevent problems such as chipping and cracking from occurring in a plurality of portions generated by cutting. It is necessary to handle the processed object carefully.
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、切断起点領域が形成された加工対象物の取り扱いを容易化し、且つ切断起点領域を起点として加工対象物が切断されて生じた複数の部分にチッピングやクラッキング等の不具合が発生するのを防止することができる加工対象物切断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, and facilitates the handling of the processing object on which the cutting start area is formed, and is generated by cutting the processing object from the cutting start area. Another object of the present invention is to provide a method for cutting an object to be processed that can prevent problems such as chipping and cracking from occurring in a plurality of portions.
上記目的を達成するために、本発明に係る加工対象物切断方法は、ウェハ状の加工対象物を切断予定ラインに沿って切断する加工対象物切断方法であって、加工対象物の表面に形状保持体が取り付けられた状態で、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として加工対象物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することで改質領域を形成し、その改質領域によって、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する工程と、切断起点領域が形成された加工対象物の裏面に拡張可能フィルムを取り付ける工程と、拡張可能フィルムが取り付けられた加工対象物の表面から形状保持体を取り外す工程と、拡張可能フィルムを拡張させることで、切断起点領域を起点として加工対象物が切断されて生じた複数の部分を互いに離間させる工程とを含むことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, a processing object cutting method according to the present invention is a processing object cutting method for cutting a wafer-shaped processing object along a scheduled cutting line, and is formed on the surface of the processing object. With the holding body attached, a modified region is formed by irradiating a laser beam with the back surface of the workpiece being the laser light incident surface and aligning the condensing point inside the workpiece. Forming a cutting start area on the inner side of the laser light incident surface along a predetermined cutting line by a predetermined distance, attaching an expandable film to the back surface of the workpiece on which the cutting start area is formed, and an expandable film Removing the shape holder from the surface of the workpiece to which the workpiece is attached, and expanding the expandable film, so that the workpiece is cut from the cutting origin region as a starting point. Characterized in that a and a step of separating each other.
この加工対象物切断方法においては、加工対象物の裏面をレーザ光入射面として切断予定ラインに沿って加工対象物の内部に改質領域による切断起点領域を形成する際中から、その加工対象物の裏面に拡張可能フィルムを取り付けるまでは、加工対象物の表面に形状保持体が取り付けられている。この形状保持体により、加工対象物の変形が確実に防止されるため、切断起点領域が形成された加工対象物の取り扱いを容易化することができる。そして、加工対象物の表面から形状保持体を取り外し、拡張可能フィルムを拡張させることで、切断起点領域を起点として加工対象物が切断されて生じた複数の部分を互いに離間させる。これにより、切断起点領域が形成された加工対象物は、その変形が確実に防止された状態を経て複数の部分に切断されることになるため、切断されて生じた複数の部分にチッピングやクラッキング等の不具合が発生するのを防止することができる。ここで、切断起点領域とは、加工対象物が切断される際に切断の起点となる領域を意味する。この切断起点領域は、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。また、改質領域は、加工対象物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することで、多光子吸収或いはそれと同等の光吸収を加工対象物の内部で生じさせることにより形成される。 In this method of cutting an object to be processed, the object to be processed is formed during the process of forming the cutting start region by the modified region inside the object to be processed along the line to be cut using the back surface of the object to be processed as the laser light incident surface. Until the expandable film is attached to the back surface, the shape holder is attached to the surface of the workpiece. Since the deformation of the workpiece is reliably prevented by the shape holding body, it is possible to facilitate the handling of the workpiece having the cutting start region. And the shape holding body is removed from the surface of the workpiece, and the expandable film is expanded, thereby separating a plurality of portions generated by cutting the workpiece from the cutting start region. As a result, the workpiece on which the cutting start region is formed is cut into a plurality of parts through a state in which the deformation is surely prevented. Therefore, chipping or cracking is performed on the plurality of parts generated by the cutting. It is possible to prevent the occurrence of problems such as these. Here, the cutting starting point region means a region that becomes a starting point of cutting when the workpiece is cut. The cutting start region may be formed by continuously forming the modified region, or may be formed by intermittently forming the modified region. Further, the modified region is formed by causing multi-photon absorption or equivalent light absorption inside the processing object by irradiating the processing object with a laser beam with a focusing point inside. .
また、切断起点領域を形成する工程は、レーザ加工装置において行われ、形状保持体を取り外す工程、及び複数の部分を互いに離間させる工程は、フィルム拡張装置において行われることが好ましい。このようにレーザ加工装置とフィルム拡張装置とを用いることで、各装置の構成を簡易化することができる。そして、レーザ加工装置からフィルム拡張装置への加工対象物の搬送においては、加工対象物の内部に切断起点領域が形成されているものの、加工対象物の表面には形状保持体が取り付けられているため、搬送中に切断起点領域を起点として加工対象物が不意に切断されてしまうというような事態を防止することができる。 Moreover, it is preferable that the process of forming a cutting | disconnection start area | region is performed in a laser processing apparatus, and the process of removing a shape holding body and the process of separating a some part mutually are performed in a film expansion apparatus. Thus, the configuration of each apparatus can be simplified by using the laser processing apparatus and the film expanding apparatus. And in conveyance of the processing target object from a laser processing apparatus to a film expansion apparatus, although the cutting origin area | region is formed inside the processing target object, the shape holding body is attached to the surface of the processing target object. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the object to be processed is unexpectedly cut from the cutting start area during conveyance.
また、加工対象物がその表面に機能素子が形成された半導体基板である場合には、半導体基板の表面には形状保持体が取り付けられるため、機能素子を保護することができる。更に、例えば機能素子にレーザ光を反射する部分が存在しても、切断起点領域を形成する工程では裏面がレーザ光入射面となるため、半導体基板の内部に切断起点領域を確実に形成することができる。ここで、機能素子とは、例えば、結晶成長により形成された半導体動作層、フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、回路として形成された回路素子等を意味する。 Further, in the case where the object to be processed is a semiconductor substrate having a functional element formed on the surface thereof, the shape holding body is attached to the surface of the semiconductor substrate, so that the functional element can be protected. Further, for example, even if there is a portion that reflects the laser beam in the functional element, the cutting origin region is reliably formed inside the semiconductor substrate because the back surface becomes the laser beam incident surface in the step of forming the cutting origin region. Can do. Here, the functional element means, for example, a semiconductor operation layer formed by crystal growth, a light receiving element such as a photodiode, a light emitting element such as a laser diode, a circuit element formed as a circuit, and the like.
また、切断起点領域を形成する工程の前に、加工対象物の表面に形状保持体が取り付けられた状態で、加工対象物の裏面を研磨する工程を含んでもよいし、或いは、切断起点領域を形成する工程と拡張可能フィルムを取り付ける工程との間に、加工対象物の表面に形状保持体が取り付けられた状態で、加工対象物の裏面を研磨する工程を含んでもよい。これらにより、加工対象物の表面を保護し、且つ加工対象物の変形を防止しつつ、加工対象物を薄型化することができる。これらは、半導体デバイスの小型化に伴って半導体基板の薄型化が望まれているため、加工対象物が半導体基板である場合に特に有効である。ここで、研磨とは、切削、研削、ケミカルエッチング等を含む意味である。 In addition, before the step of forming the cutting start region, the method may include a step of polishing the back surface of the processing target object with the shape holding body attached to the surface of the processing target object. Between the process of forming and the process of attaching an expandable film, you may include the process of grind | polishing the back surface of a process target object in the state in which the shape holding body was attached to the surface of a process target object. Accordingly, it is possible to reduce the thickness of the processing object while protecting the surface of the processing object and preventing the deformation of the processing object. These are particularly effective when the object to be processed is a semiconductor substrate, since it is desired to reduce the thickness of the semiconductor substrate as the semiconductor device becomes smaller. Here, polishing means to include cutting, grinding, chemical etching, and the like.
また、形状保持体は、ガラス製又は樹脂製であり、粘着剤層を介して加工対象物の表面に取り付けられ、形状保持体を取り外す工程では、形状保持体側から粘着剤層に電磁波を照射すること、又は粘着剤層を加熱することで粘着剤層の粘着力を低下させ、加工対象物の表面から形状保持体を取り外すことが好ましい。これにより、加工対象物の表面に対する形状保持体の取り付け、取り外しを容易に行うことができる。 The shape holder is made of glass or resin, and is attached to the surface of the object to be processed via the pressure-sensitive adhesive layer. In the step of removing the shape holder, the pressure-sensitive adhesive layer is irradiated with electromagnetic waves from the shape holder side. It is preferable to reduce the adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive layer by heating the pressure-sensitive adhesive layer, and to remove the shape holder from the surface of the workpiece. Thereby, attachment and detachment of the shape holding body with respect to the surface of the workpiece can be easily performed.
本発明によれば、切断起点領域が形成された加工対象物の取り扱いを容易化し、且つ切断起点領域を起点として加工対象物が切断されて生じた複数の部分にチッピングやクラッキング等の不具合が発生するのを防止することができる。 According to the present invention, it is easy to handle a workpiece having a cutting start area formed therein, and defects such as chipping and cracking occur in a plurality of portions generated by cutting the workpiece from the cutting start area. Can be prevented.
以下、本発明に係る加工対象物切断方法の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、加工対象物の内部に改質領域を形成するために多光子吸収という現象を利用する。そこで、最初に、多光子吸収により改質領域を形成するためのレーザ加工方法について説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a workpiece cutting method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a phenomenon called multiphoton absorption is used to form a modified region inside the workpiece. Therefore, first, a laser processing method for forming a modified region by multiphoton absorption will be described.
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。 Photon energy hν is smaller than the band gap E G of absorption of the material becomes 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 conditions where 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方法の原理について、図1〜図6を参照して説明する。図1に示すように、ウェハ状(平板状)の加工対象物1の表面3には、加工対象物1を切断するための切断予定ライン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。本実施形態に係るレーザ加工方法では、図2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を照射して改質領域7を形成する。なお、集光点Pとは、レーザ光Lが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン5は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物1に実際に引かれた線であってもよい。
The principle of the laser processing method according to this embodiment using such multiphoton absorption will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, there is a scheduled
そして、レーザ光Lを切断予定ライン5に沿って(すなわち、図1の矢印A方向に)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の内部に形成され、この改質領域7が切断起点領域8となる。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を形成するものではない。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の表面3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の表面3が溶融することはない。
Then, the condensing point P is moved along the planned
加工対象物1の内部に切断起点領域8を形成すると、この切断起点領域8を起点として割れが発生し易くなるため、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の表面3に不必要な割れを発生させることなく、加工対象物1を高精度に切断することが可能になる。
If the cutting
この切断起点領域8を起点とした加工対象物1の切断には、次の2通りが考えられる。1つは、切断起点領域8形成後、加工対象物1に人為的な力が印加されることにより、切断起点領域8を起点として加工対象物1が割れ、加工対象物1が切断される場合である。これは、例えば加工対象物1の厚さが大きい場合の切断である。人為的な力が印加されるとは、例えば、加工対象物1の切断起点領域8に沿って加工対象物1に曲げ応力やせん断応力を加えたり、加工対象物1に温度差を与えることにより熱応力を発生させたりすることである。他の1つは、切断起点領域8を形成することにより、切断起点領域8を起点として加工対象物1の断面方向(厚さ方向)に向かって自然に割れ、結果的に加工対象物1が切断される場合である。これは、例えば加工対象物1の厚さが小さい場合には、1列の改質領域7により切断起点領域8が形成されることで可能となり、加工対象物1の厚さが大きい場合には、厚さ方向に複数列形成された改質領域7により切断起点領域8が形成されることで可能となる。なお、この自然に割れる場合も、切断する箇所において、切断起点領域8が形成されていない部位に対応する部分の表面3上にまで割れが先走ることがなく、切断起点領域8を形成した部位に対応する部分のみを割断することができるので、割断を制御よくすることができる。近年、シリコンウェハ等の加工対象物1の厚さは薄くなる傾向にあるので、このような制御性のよい割断方法は大変有効である。
The following two types of cutting of the
さて、本実施形態に係るレーザ加工方法において、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)の場合がある。 In the laser processing method according to the present embodiment, there are the following cases (1) to (3) as modified regions formed by multiphoton absorption.
(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
加工対象物(例えばガラスや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加工対象物の表面に余計なダメージを与えずに、加工対象物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、加工対象物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加工対象物の内部に熱ひずみが誘起され、これにより加工対象物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。なお、多光子吸収によるクラック領域の形成は、例えば、第45回レーザ熱加工研究会論文集(1998年.12月)の第23頁〜第28頁の「固体レーザー高調波によるガラス基板の内部マーキング」に記載されている。
(1) In the case where the modified region is a crack region including one or a plurality of cracks, the focusing point is set inside the object to be processed (for example, a piezoelectric material made of glass or LiTaO 3 ), and the electric field strength at the focusing point is Irradiation with laser light is performed under conditions of 1 × 10 8 (W / cm 2 ) or more and a pulse width of 1 μs or less. The magnitude of this pulse width is a condition that allows a crack region to be formed only inside the workpiece without causing extra damage to the surface of the workpiece while causing multiphoton absorption. As a result, a phenomenon of optical damage due to multiphoton absorption occurs inside the workpiece. This optical damage induces thermal strain inside the workpiece, thereby forming a crack region inside the workpiece. 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. The formation of the crack region by multiphoton absorption is described in, for example, “Inside of glass substrate by solid-state laser harmonics” on pages 23-28 of the 45th Laser Thermal Processing Research Papers (December 1998). It is described in “Marking”.
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。 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)加工対象物: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)加工対象物が載置される載置台の移動速度:100mm/秒
(A) Workpiece: Pyrex (registered trademark) glass (thickness 700 μm)
(B) Laser
Light source: Semiconductor laser pumped Nd: YAG laser
Wavelength: 1064nm
Laser light spot cross-sectional area: 3.14 × 10 −8 cm 2
Oscillation form: Q switch pulse
Repeat frequency: 100 kHz
Pulse width: 30ns
Output: Output <1mJ / pulse
Laser light quality: TEM 00
Polarization characteristics: Linearly polarized light (C) Condensing lens
Transmittance with respect to laser beam wavelength: 60% (D) Moving speed of mounting table on which workpiece is mounted: 100 mm / second
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 performance is high and the light can be condensed up 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加工対象物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)程度から加工対象物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 represents the size of a crack portion (crack spot) formed inside the workpiece 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. From the peak power density of about 10 11 (W / cm 2 ), it can be seen that a crack spot is generated inside the workpiece, and the crack spot increases as the peak power density increases.
次に、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を参照して説明する。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。このように形成されたクラック領域9が切断起点領域となる。図9に示すように、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の表面3と裏面21とに到達し、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。加工対象物1の表面3と裏面21とに到達するクラックは自然に成長する場合もあるし、加工対象物1に力が印加されることにより成長する場合もある。
Next, the mechanism of cutting the workpiece by forming the crack region will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 8, the laser beam L is irradiated with the focusing point P inside the
(2)改質領域が溶融処理領域の場合
加工対象物(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。これにより加工対象物の内部は多光子吸収によって局所的に加熱される。この加熱により加工対象物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。加工対象物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 reforming region is a melt processing region The focusing point is set inside the object to be processed (for example, a semiconductor material such as silicon), and the electric field strength at the focusing point is 1 × 10 8 (W / cm 2). ) Irradiation with laser light is performed under the above conditions with a pulse width of 1 μs or less. As a result, the inside of the workpiece is locally heated by multiphoton absorption. By this heating, a melt processing region is formed inside the workpiece. 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 object to be processed 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。 The inventor has confirmed through experiments that a melt-processed region is formed inside a silicon wafer. The experimental conditions are as follows.
(A)加工対象物: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)加工対象物が載置される載置台の移動速度:100mm/秒
(A) Workpiece: silicon wafer (thickness 350 μm, outer diameter 4 inches)
(B) Laser
Light source: Semiconductor laser pumped Nd: YAG laser
Wavelength: 1064nm
Laser light spot cross-sectional area: 3.14 × 10 −8 cm 2
Oscillation form: Q switch pulse
Repeat frequency: 100 kHz
Pulse width: 30ns
Output: 20μJ / pulse
Laser light quality: TEM 00
Polarization characteristics: Linearly polarized light (C) Condensing lens
Magnification: 50 times
N. A. : 0.55
Transmittance with respect to laser beam wavelength: 60% (D) Moving speed of mounting table on which workpiece 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
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
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であるので、多光子吸収による溶融処理領域13はシリコンウェハ11の中心付近、つまり表面から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。多光子吸収による溶融処理領域の形成は、例えば、溶接学会全国大会講演概要第66集(2000年4月)の第72頁〜第73頁の「ピコ秒パルスレーザによるシリコンの加工特性評価」に記載されている。
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
なお、シリコンウェハは、溶融処理領域によ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させ、その割れがシリコンウェハの表面と裏面とに到達することにより、結果的に切断される。シリコンウェハの表面と裏面に到達するこの割れは自然に成長する場合もあるし、シリコンウェハに力が印加されることにより成長する場合もある。そして、切断起点領域からシリコンウェハの表面と裏面とに割れが自然に成長する場合には、切断起点領域を形成する溶融処理領域が溶融している状態から割れが成長する場合と、切断起点領域を形成する溶融処理領域が溶融している状態から再固化する際に割れが成長する場合とのいずれもある。ただし、どちらの場合も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。このように、加工対象物の内部に溶融処理領域によって切断起点領域を形成すると、割断時、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、割断制御が容易となる。 Note that a silicon wafer is cracked as a result of generating cracks in the cross-sectional direction starting from the cutting start region formed by the melt processing region and reaching the front and back surfaces of the silicon wafer. The The cracks that reach the front and back surfaces of the silicon wafer may grow naturally or may grow by applying force to the silicon wafer. And when a crack naturally grows from the cutting start region to the front and back surfaces of the silicon wafer, the case where the crack grows from a state where the melt treatment region forming the cutting starting region is melted, and the cutting starting region There are both cases where cracks grow when the solidified region is melted from the molten state. However, in either case, 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. In this way, when the cutting start region is formed by the melt processing region inside the workpiece, unnecessary cracking off the cutting start region line is unlikely to occur during cleaving, so that cleaving control is facilitated.
(3)改質領域が屈折率変化領域の場合
加工対象物(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、多光子吸収を加工対象物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、加工対象物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。多光子吸収による屈折率変化領域の形成は、例えば、第42回レーザ熱加工研究会論文集(1997年.11月)の第105頁〜第111頁の「フェムト秒レーザー照射によるガラス内部への光誘起構造形成」に記載されている。
(3) When the modified region is a refractive index changing region The focusing point is set inside the object to be processed (for example, glass), and the electric field intensity at the focusing point is 1 × 10 8 (W / cm 2 ) or more. Laser light is irradiated under the condition that the pulse width is 1 ns or less. When the pulse width is made extremely short and multiphoton absorption occurs inside the workpiece, the energy due to the multiphoton absorption is not converted into thermal energy, and the ion valence change and crystallization occur inside the workpiece. Alternatively, a permanent structural change such as polarization orientation is induced to form a refractive index change 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. The formation of the refractive index change region by multiphoton absorption is described in, for example, “The Femtosecond Laser Irradiation to the Inside of the Glass” on pages 105 to 111 of the 42nd Laser Thermal Processing Workshop Papers (November 1997). Photo-induced structure formation ”.
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、ウェハ状の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. However, considering the crystal structure of the wafer-like workpiece and its cleavage property, the cutting origin region is described below. If it forms in this way, it will become possible to cut | disconnect a process target object with much smaller force from the cutting | disconnection starting point area | region as a starting point, and still more accurately.
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(Al2O3)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、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基板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基板に形成することが可能になる。 Note that the orientation flat is formed on the substrate along the direction in which the above-described cutting start region is to be formed (for example, the direction along the (111) plane in the single crystal silicon substrate) or the direction perpendicular to the direction in which the cutting start region is to be formed. By using the orientation flat as a reference, it is possible to easily and accurately form the cutting start area along the direction in which the cutting start area is to be formed on the substrate.
以下、本発明に係る加工対象物切断方法の好適な実施形態について説明する。なお、図15〜図17は、図14のシリコンウェハのXV−XV線に沿っての部分断面図である。 Hereinafter, a suitable embodiment of a processing object cutting method concerning the present invention is described. 15 to 17 are partial cross-sectional views along the line XV-XV of the silicon wafer in FIG.
図14に示すように、加工対象物となるシリコンウェハ(半導体基板)11の表面3には、複数の機能素子15がオリエンテーションフラット16に平行な方向及び垂直な方向にマトリックス状にパターン形成されている。このようなシリコンウェハ11を次のようにして機能素子15毎に切断する。
As shown in FIG. 14, a plurality of
まず、図15(a)に示すように、シリコンウェハ11の表面3に両面粘着テープ17を貼り付ける。この両面粘着テープ17のシリコンウェハ11側の粘着剤層17aは、紫外線の照射により粘着力が低下し、且つシリコンウェハ11との界面にガスが発生することで、シリコンウェハ11を自ら剥離させるものである。このような自己剥離型の両面粘着テープ17としては、例えば、積水化学工業株式会社の「セルファ(SELFA)(商品名)」がある。そして、図15(b)に示すように、両面粘着テープ17のシリコンウェハ11と反対側の粘着剤層17bにガラス製の形状保持プレート(形状保持体)18を貼り付ける。このように、機能素子15が形成されたシリコンウェハ11の表面3に形状保持プレート18が取り付けられるため、機能素子15を保護することができる。
First, as shown in FIG. 15A, a double-sided
続いて、図15(c)に示すように、表面3に形状保持プレート18が取り付けられた状態でシリコンウェハ11を研削装置50に搬送し、研削装置50の加工台51上に、シリコンウェハ11の裏面21を上方に向けて形状保持プレート18を固定する。そして、シリコンウェハ11の裏面21を回転砥石52により平面研削し、例えば、厚さ350μmのシリコンウェハ11を厚さ100μmに薄型化する。このように形状保持プレート18を用いることで、シリコンウェハ11の表面3及び表面3に形成された機能素子15を保護し、且つシリコンウェハ11の変形を防止しつつ、シリコンウェハ11を薄型化することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 15C, the
続いて、図16(a)に示すように、表面3に形状保持プレート18が取り付けられた状態でシリコンウェハ11をレーザ加工装置60に搬送し、レーザ加工装置60の加工台61上に、シリコンウェハ11の裏面21を上方に向けて形状保持プレート18を固定する。そして、隣り合う機能素子15,15間を通るように切断予定ライン5を格子状に設定し(図14の二点鎖線参照)、裏面21をレーザ光入射面としてシリコンウェハ11の内部に集光点Pを合わせて、多光子吸収が生じる条件でレーザ光Lを照射しながら、加工台61の移動により切断予定ライン5に沿って集光点Pを相対移動させる。これにより、シリコンウェハ11の内部には、図16(b)に示すように、切断予定ライン5に沿って溶融処理領域13による切断起点領域8が形成される。このようにシリコンウェハ11の裏面21をレーザ光入射面とすることで、例えば機能素子15にレーザ光Lを反射する部分が存在しても、シリコンウェハ11の内部に切断起点領域8を確実に形成することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 16A, the
続いて、形状保持プレート18が取り付けられたシリコンウェハ11を加工台61から取り外し、図16(c)に示すように、テープ貼付機(図示せず)を用いて、シリコンウェハ11の裏面21に、エキスパンドテープ(拡張可能フィルム)19を貼り付ける。このエキスパンドテープ19は、その外周部分がリング状のテープ固定枠22に貼り付けられて、このテープ固定枠22に固定されている。
Subsequently, the
続いて、図17(a)に示すように、裏面21にエキスパンドテープ19が貼り付けられたシリコンウェハ11を、表面3に形状保持プレート18が取り付けられた状態でフィルム拡張装置70に搬送し、テープ固定枠22をリング状の受け部材71とリング状の押え部材72とで挟持することで、シリコンウェハ11をフィルム拡張装置70に装着する。この状態で形状保持プレート18側から紫外線を照射し、粘着剤層17aの粘着力を低下させ、且つシリコンウェハ11との界面にガスを発生させることで、シリコンウェハ11の表面3から両面粘着テープ17及び形状保持プレート18を取り外す。そして、図17(b)に示すように、受け部材71の内側に配置された円柱状の押圧部材73をエキスパンドテープ19の下側から上昇させ、図17(c)に示すように、エキスパンドテープ19を拡張させることで、切断起点領域8を起点としてシリコンウェハ11を切断すると共に、切断されて生じた各チップ23を互いに離間させる。これにより、各チップ23を容易且つ確実にピックアップすることが可能になる。
Subsequently, as shown in FIG. 17A, the
以上説明した加工対象物切断方法においては、シリコンウェハ11の裏面21をレーザ光入射面として切断予定ライン5に沿ってシリコンウェハ11の内部に溶融処理領域13による切断起点領域8を形成する際中から、そのシリコンウェハ11の裏面21にエキスパンドテープ19を貼り付けるまでは、シリコンウェハ11の表面3に形状保持プレート18が取り付けられている。この形状保持プレート18により、シリコンウェハ11の変形が確実に防止されるため、切断起点領域8が形成されたシリコンウェハ11の取り扱いを容易化することができる。そして、シリコンウェハ11の表面3から形状保持プレート18を取り外し、エキスパンドテープ19を拡張させることで、切断起点領域8を起点としてシリコンウェハ11が切断されて生じた複数のチップ23を互いに離間させる。これにより、切断起点領域8が形成されたシリコンウェハ11は、その変形が確実に防止された状態を経て複数のチップ23に切断されることになるため、切断されて生じた複数のチップ23にチッピングやクラッキング等の不具合が発生するのを防止することができる。
In the processing object cutting method described above, when forming the cutting
また、切断起点領域8の形成はレーザ加工装置60において行われ、形状保持プレート18の取り外し及び各チップ23の離間はフィルム拡張装置70において行われるため、各装置60,70の構成を簡易化することができる。そして、レーザ加工装置60からフィルム拡張装置70へのシリコンウェハ11の搬送においては、シリコンウェハ11の内部に切断起点領域8が形成されているものの、シリコンウェハ11の表面3には形状保持プレート18が取り付けられているため、搬送中に切断起点領域8を起点としてシリコンウェハ11が不意に切断されてしまうというような事態を防止することができる。
Further, the formation of the cutting
次に、上述したフィルム拡張装置70の構成について説明する。図18〜図20に示すように、フィルム拡張装置70は、受け部材71、押え部材72及び押圧部材73が設けられた本体部74と、この本体部74に並設された載置台75とを有している。本体部74には開閉自在なカバー79が取り付けられており、このカバー79の内面には紫外線ランプ76が取り付けられている。更に、本体部74には、吸着パッド77が先端に固定された揺動自在なアーム78が取り付けられている。
Next, the configuration of the
このように構成されたフィルム拡張装置70の使用方法について説明する。まず、図18(a)に示すように、カバー79を開放した状態で受け部材71及び押え部材72によりシリコンウェハ11をフィルム拡張装置70に装着する。そして、図18(b)に示すように、カバー79を閉鎖し、この状態で紫外線ランプ75により形状保持プレート18側から紫外線を照射する。これにより、シリコンウェハ11の表面3から両面粘着テープ17及び形状保持プレート18が取り外し可能となる。
The usage method of the
続いて、図19(a)に示すように、カバー79を開放し、この状態でアーム78を揺動させて吸着パッド77を形状保持プレート18上に移動して、吸着パッド77により形状保持プレート18を吸着する。その後、図19(b)に示すように、アーム78を揺動させて両面粘着テープ17及び形状保持プレート18を載置台75上に移動する。そして、図20に示すように、押圧部材73をエキスパンドテープ19の下側から上昇させ、エキスパンドテープ19を拡張させることで、切断起点領域を起点としてシリコンウェハ11が切断されて生じた各チップ23を互いに離間させる。
Subsequently, as shown in FIG. 19A, the
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態は、加工対象物1の内部で多光子吸収を生じさせて改質領域7を形成する場合であったが、加工対象物1の内部で多光子吸収と同等の光吸収を生じさせて改質領域7を形成することができる場合もある。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the modified
また、上記実施形態は、エキスパンドテープ19を拡張させることで、切断起点領域8を起点としてシリコンウェハ11を切断すると共に、切断されて生じた各チップ23を互いに離間させる場合であったが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、表面3に形状保持プレート18が取り付けられた状態で、切断起点領域8が形成されたシリコンウェハ11に対して裏面21側から熱応力等の外力を印加することで、エキスパンドテープ19を拡張させる前に、切断起点領域8を起点としてシリコンウェハ11を切断しておいてもよい。
In the above embodiment, the expanded
また、シリコンウェハ11の内部に切断起点領域8を形成した後、シリコンウェハ11の裏面21にエキスパンドテープ19を貼り付ける前に、表面3に形状保持プレート18が取り付けられた状態で、シリコンウェハ11の裏面21を研磨し、例えば、厚さ100μmのシリコンウェハ11を厚さ50μm〜25μmにより一層薄型化してもよい。この場合にも、シリコンウェハ11の表面3を保護し、且つシリコンウェハ11の変形を防止しつつ、シリコンウェハ11の更なる薄型化を達成することができる。
In addition, after the cutting
また、上記実施形態は、形状保持プレート18がガラス製の場合であったが、形状保持プレート18は、それが取り付けられたシリコンウェハ11の変形を防止し得る程度の剛性を有するものであればよい(例えば、アクリル樹脂等の樹脂製であってもよい)。ただし、上記実施形態のように、ガラス製の形状保持プレート18を、粘着剤層17aを介してシリコンウェハ11の表面3に取り付け、その一方で、形状保持プレート18側から粘着剤層17aに紫外線を照射することで粘着剤層17aの粘着力を低下させ、シリコンウェハ11の表面3から形状保持プレート18を取り外すようにすれば、シリコンウェハ11の表面3に対する形状保持プレート18の取り付け、取り外しを容易に行うことができる。なお、シリコンウェハ11の表面3に形状保持プレート18を取り付けるために介在させる粘着剤層として、紫外線その他の電磁波の照射又は加熱により粘着力が低下するものを用いてもよい。これにより、粘着剤層に電磁波を照射すること、又は粘着剤層を加熱することで粘着剤層の粘着力を低下させ、シリコンウェハ11の表面3から形状保持プレート18を容易に取り外すことが可能になる。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態は、形状保持体が形状保持プレート18の場合であったが、形状保持体は、複数枚の保護フィルムが貼り合わされたものであってもよい。この場合、図21(a)に示すように、シリコンウェハ11の表面3に保護フィルム25を貼り付けた後、研削装置50の加工台51上に、シリコンウェハ11の裏面21を上方に向けてシリコンウェハ11を固定し、シリコンウェハ11の裏面21を回転砥石52により平面研削してシリコンウェハ11を薄型化する。続いて、図21(b)に示すように、テープマウンター80の吸着台81上に、シリコンウェハ11の表面3を上方に向けてシリコンウェハ11を固定し、既に貼り付けられている保護フィルム25上に、更に1枚又は複数枚の保護フィルム25を貼り付ける。その後は、貼り合わされることでシリコンウェハ11の変形を防止し得る程度の剛性を有することとなった複数枚の保護フィルム25を形状保持体として、上記実施形態と同様の工程を実施する。なお、シリコンウェハ11の表面3から保護フィルム25を剥がし易くするための電磁波(例えば、紫外線)の照射は、複数枚の保護フィルム25を貼り合わせてから、フィルム拡張装置70においてシリコンウェハ11の表面3から複数枚の保護フィルム25を剥がすまでの間であれば、いつ行ってもよい。また、保護フィルム25を1枚ずつ剥がす場合、それぞれ剥がすタイミングで電磁波(例えば、紫外線)を照射してもよい。
Moreover, although the said embodiment was a case where a shape holding body is the
更に、形状保持体は、シリコンウェハ11の表面3に貼り付けられる保護フィルム25と、形状保持プレート18とが貼り合わされたものであってもよい。この場合、図22(a)に示すように、シリコンウェハ11の表面3に保護フィルム25を貼り付けた後、研削装置50の加工台51上に、シリコンウェハ11の裏面21を上方に向けてシリコンウェハ11を固定し、シリコンウェハ11の裏面21を回転砥石52により平面研削してシリコンウェハ11を薄型化する。続いて、図22(b)に示すように、テープマウンター80の吸着台81上に、シリコンウェハ11の表面3を上方に向けてシリコンウェハ11を固定し、既に貼り付けられている保護フィルム25上に、更に形状保持プレート18を貼り付ける。その後は、保護フィルム25及び形状保持プレート18を形状保持体として、上記実施形態と同様の工程を実施する。なお、シリコンウェハ11の表面3から保護フィルム25及び形状保持プレート18を剥がし易くするための紫外線の照射は、保護フィルム25上に形状保持プレート18を貼り付けてから、フィルム拡張装置70においてシリコンウェハ11の表面3から保護フィルム25及び形状保持プレート18を剥がすまでの間であれば、いつ行ってもよい。
Further, the shape holding body may be one in which the
1…加工対象物、3…表面、5…切断予定ライン、7…改質領域、8…切断起点領域、11…シリコンウェハ(半導体基板)、13…溶融処理領域、15…機能素子、18…形状保持プレート(形状保持体)、19…エキスパンドテープ(拡張可能フィルム)、21…裏面(レーザ光入射面)、23…チップ、25…保護フィルム、60…レーザ加工装置、70…フィルム拡張装置、L…レーザ光、P…集光点。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記加工対象物の表面に形状保持体が取り付けられた状態で、前記加工対象物の裏面をレーザ光入射面として前記加工対象物の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することで改質領域を形成し、その改質領域によって、前記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する工程と、
前記切断起点領域が形成された前記加工対象物の裏面に拡張可能フィルムを取り付ける工程と、
前記拡張可能フィルムが取り付けられた前記加工対象物の表面から前記形状保持体を取り外す工程と、
前記拡張可能フィルムを拡張させることで、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て生じた複数の部分を互いに離間させる工程とを含むことを特徴とする加工対象物切断方法。 A processing object cutting method for cutting a wafer-like processing object along a scheduled cutting line,
With the shape holder attached to the surface of the object to be processed, the rear surface of the object to be processed is used as a laser light incident surface, and the laser beam is irradiated with a focusing point inside the object to be processed. Forming a cutting region on the inner side of the laser light incident surface along the predetermined cutting line by the modified region,
Attaching an expandable film to the back surface of the workpiece on which the cutting start region is formed;
Removing the shape holder from the surface of the workpiece to which the expandable film is attached;
And a step of separating the plurality of portions generated by cutting the workpiece from the cutting start region as a starting point by expanding the expandable film.
前記形状保持体を取り外す工程、及び複数の部分を互いに離間させる工程は、フィルム拡張装置において行われることを特徴とする請求項1記載の加工対象物切断方法。 The step of forming the cutting start region is performed in a laser processing apparatus,
The method of cutting a workpiece according to claim 1, wherein the step of removing the shape holding body and the step of separating the plurality of portions from each other are performed in a film expansion device.
前記形状保持体を取り外す工程では、前記形状保持体側から前記粘着剤層に電磁波を照射すること、又は前記粘着剤層を加熱することで前記粘着剤層の粘着力を低下させ、前記加工対象物の表面から前記形状保持体を取り外すことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の加工対象物切断方法。 The shape holding body is made of glass or resin, and is attached to the surface of the object to be processed via an adhesive layer.
In the step of removing the shape holding body, the adhesive force of the pressure-sensitive adhesive layer is reduced by irradiating the pressure-sensitive adhesive layer with electromagnetic waves from the shape holding body side or heating the pressure-sensitive adhesive layer, and the processing object 6. The method of cutting a workpiece according to claim 1, wherein the shape holder is removed from the surface of the workpiece.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004074993A JP4584607B2 (en) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | Processing object cutting method |
PCT/JP2005/003491 WO2005088689A1 (en) | 2004-03-16 | 2005-03-02 | Method for cutting object to be processed |
TW094107247A TWI350223B (en) | 2004-03-16 | 2005-03-10 | A cutting method for manufactruing targeted objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004074993A JP4584607B2 (en) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | Processing object cutting method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005268325A true JP2005268325A (en) | 2005-09-29 |
JP4584607B2 JP4584607B2 (en) | 2010-11-24 |
Family
ID=34975855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004074993A Expired - Lifetime JP4584607B2 (en) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | Processing object cutting method |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4584607B2 (en) |
TW (1) | TWI350223B (en) |
WO (1) | WO2005088689A1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005286003A (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Nitto Denko Corp | Method of subdividing semiconductor wafer |
JP2007134510A (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Wafer mounter |
JP2008042110A (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method of dividing wafer |
JP2009289773A (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method of dividing wafer |
JP2010251661A (en) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method of processing optical device wafer |
CN103568138A (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-12 | 三星钻石工业股份有限公司 | Rolling break apparatus for brittle material substrate |
JP2017112269A (en) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | 株式会社ディスコ | Wafer processing method |
US9919945B2 (en) | 2013-11-14 | 2018-03-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Laser processing method and laser processing apparatus |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11024501B2 (en) | 2018-12-29 | 2021-06-01 | Cree, Inc. | Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region |
US10562130B1 (en) | 2018-12-29 | 2020-02-18 | Cree, Inc. | Laser-assisted method for parting crystalline material |
US10576585B1 (en) | 2018-12-29 | 2020-03-03 | Cree, Inc. | Laser-assisted method for parting crystalline material |
US10611052B1 (en) | 2019-05-17 | 2020-04-07 | Cree, Inc. | Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1092776A (en) * | 1996-09-12 | 1998-04-10 | Disco Abrasive Syst Ltd | Protection member for material to be worked and wafer polishing method |
JP2002367934A (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-20 | Nec Kansai Ltd | Method for manufacturing semiconductor element |
JP2003115469A (en) * | 2001-10-03 | 2003-04-18 | Nitto Denko Corp | Method for pasting/stripping protective tape |
WO2003077295A1 (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-18 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method for dicing substrate |
WO2003085714A1 (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-16 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor chip |
JP2004001076A (en) * | 2002-03-12 | 2004-01-08 | Hamamatsu Photonics Kk | The laser beam machining method |
JP2004072084A (en) * | 2002-06-12 | 2004-03-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Method for manufacturing wafer and adhesive tape |
JP2004079768A (en) * | 2002-08-19 | 2004-03-11 | Lintec Corp | Pasting device |
JP2005222986A (en) * | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method for dividing wafer |
-
2004
- 2004-03-16 JP JP2004074993A patent/JP4584607B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-03-02 WO PCT/JP2005/003491 patent/WO2005088689A1/en active Application Filing
- 2005-03-10 TW TW094107247A patent/TWI350223B/en active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1092776A (en) * | 1996-09-12 | 1998-04-10 | Disco Abrasive Syst Ltd | Protection member for material to be worked and wafer polishing method |
JP2002367934A (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-20 | Nec Kansai Ltd | Method for manufacturing semiconductor element |
JP2003115469A (en) * | 2001-10-03 | 2003-04-18 | Nitto Denko Corp | Method for pasting/stripping protective tape |
WO2003077295A1 (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-18 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method for dicing substrate |
JP2004001076A (en) * | 2002-03-12 | 2004-01-08 | Hamamatsu Photonics Kk | The laser beam machining method |
WO2003085714A1 (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-16 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor chip |
JP2004072084A (en) * | 2002-06-12 | 2004-03-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Method for manufacturing wafer and adhesive tape |
JP2004079768A (en) * | 2002-08-19 | 2004-03-11 | Lintec Corp | Pasting device |
JP2005222986A (en) * | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method for dividing wafer |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005286003A (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Nitto Denko Corp | Method of subdividing semiconductor wafer |
JP4514490B2 (en) * | 2004-03-29 | 2010-07-28 | 日東電工株式会社 | Semiconductor wafer fragmentation method |
JP2007134510A (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Wafer mounter |
JP2008042110A (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method of dividing wafer |
JP2009289773A (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method of dividing wafer |
KR101418613B1 (en) * | 2008-05-27 | 2014-07-14 | 가부시기가이샤 디스코 | Wafer dividing method |
JP2010251661A (en) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method of processing optical device wafer |
CN103568138A (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-12 | 三星钻石工业股份有限公司 | Rolling break apparatus for brittle material substrate |
US9919945B2 (en) | 2013-11-14 | 2018-03-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Laser processing method and laser processing apparatus |
JP2017112269A (en) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | 株式会社ディスコ | Wafer processing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW200539978A (en) | 2005-12-16 |
JP4584607B2 (en) | 2010-11-24 |
WO2005088689A1 (en) | 2005-09-22 |
TWI350223B (en) | 2011-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4907965B2 (en) | Laser processing method | |
US10622255B2 (en) | Substrate dividing method | |
US10315403B2 (en) | Method for cutting object to be processed | |
JP4440582B2 (en) | Semiconductor substrate cutting method | |
JP4536407B2 (en) | Laser processing method and object to be processed | |
JP4563097B2 (en) | Semiconductor substrate cutting method | |
JP5134928B2 (en) | Workpiece grinding method | |
JP4954653B2 (en) | Laser processing method | |
KR101721709B1 (en) | Method for cutting processing target | |
WO2005088689A1 (en) | Method for cutting object to be processed | |
JP2007142206A (en) | Laser machining method | |
JPWO2005098915A1 (en) | Laser processing method and semiconductor chip | |
JP5177992B2 (en) | Processing object cutting method | |
JP2005012203A (en) | Laser machining method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070306 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100608 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100806 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100831 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100902 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4584607 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130910 Year of fee payment: 3 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |