JP2012164974A - Laser processing device and laser processing method - Google Patents

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Takasuke Shimizu
貴介 清水
Takashi Fujita
隆 藤田
Tasuku Shimizu
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a stable modified layer inside a wafer even when a laser beam is radiated over a film stuck to a back surface of the wafer during laser processing of the wafer.SOLUTION: A transparent expanding tape 15 is stuck to a back surface of a wafer 13 facing a front surface of the wafer 13 where a metal film is formed, and the wafer 13 is conveyed to a prescribed position of a liquid tank 12 with the front surface down. Thereafter, the liquid tank 12 is filled with liquid 11 and the wafer 13 is supported on a liquid level of the liquid 11. Further, a laser radiation part including a laser head 40 and a condenser lens 24 is driven in directions of X, Y, Z and θ by the control of a control part 50, the wafer 13 is irradiated with a laser beam P over the expanding tape 15, and the inside or front surface of the wafer 13 is modified. After the inside or front surface of the wafer 13 is modified, the liquid 11 is discharged from the liquid tank 12, division and separation are performed in the area of the wafer 13 where the modified layer is formed, and a chip is generated.

Description

本発明は、レーザー光を使用して半導体ウェハなどのワークを加工するレーザー加工装置及びレーザー加工方法に関するものであり、特に、ワークの裏面側からレーザー光を照射して該ワークの分割予定ラインに改質領域を形成してチップを生成するレーザー加工装置、及びレーザー加工方法に関するものである。   The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method for processing a workpiece such as a semiconductor wafer using a laser beam, and in particular, irradiates a laser beam from the back side of the workpiece to a division line of the workpiece. The present invention relates to a laser processing apparatus that forms a modified region and generates a chip, and a laser processing method.

近年、レーザー光を照射して半導体ウェハ(以下、ウェハ)内に改質層を形成し、その改質層を起点として該ウェハを破断してチップを生成する技術が広く知られている。例えば、特許文献1などにおいて、ウェハの表面にレーザー光を照射して該ウェハ内に改質層を形成し、形成された改質層に沿ってウェハをへき開して切断することによってチップを生成する技術が開示されている。   2. Description of the Related Art In recent years, a technique is widely known in which a laser beam is irradiated to form a modified layer in a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), and the wafer is broken from the modified layer to generate a chip. For example, in Patent Document 1, a chip is generated by irradiating the surface of a wafer with laser light to form a modified layer in the wafer, and cleaving the wafer along the formed modified layer and cutting it. Techniques to do this are disclosed.

一方、最近では、ウェハの表面が金属膜に覆われたデバイス、特に、ウェハの切断予定ラインに金属膜が形成されたデバイスが多く存在している。このような構成のデバイスの場合は、前記特許文献1に示されるようにウェハの表面からレーザー光を照射して、該ウェハの内部に改質層を形成しようとしても、表面の金属膜によってレーザー光が反射してしまうので、該ウェハの内部にレーザー光が到達しないという不具合が発生する。このような場合はウェハの表面からレーザー光を照射することができないため、ウェハの裏面側からレーザー光を照射しなければならない。ところが、ウェハの裏面側には、通常、後工程において該ウェハにエキスパンド(伸長)を行うためのエキスパンドテープが貼られているため、このエキスパンドテープを介してウェハにレーザー光を照射する必要がある。   On the other hand, recently, there are many devices in which the surface of a wafer is covered with a metal film, in particular, devices in which a metal film is formed on a planned cutting line of the wafer. In the case of a device having such a configuration, as shown in Patent Document 1, even if an attempt is made to irradiate a laser beam from the surface of the wafer to form a modified layer inside the wafer, the laser is formed by the metal film on the surface. Since the light is reflected, there is a problem that the laser beam does not reach the inside of the wafer. In such a case, the laser beam cannot be irradiated from the front surface of the wafer, so the laser beam must be irradiated from the back side of the wafer. However, since an expand tape for expanding (elongating) the wafer is usually attached to the back side of the wafer in the subsequent process, it is necessary to irradiate the wafer with laser light through the expand tape. .

そこで、エキスパンドテープ越しにウェハにレーザーを照射して、切断の起点となる溶融処理領域をウェハ(基板)の内部に形成する方法が、例えば特許文献2などに開示されている。この技術では、エキスパンドテープの貼られたウェハの裏面を上側にし、該ウェハの表面を下側にしてステージ上に載せるため、ウェハの表面に微小で脆弱な凹凸構造を有する素子の場合は、ウェハの表面に僅かな固体物が接触すると、該ウェハの表面で脆弱な構造を持つ素子を破損させるおそれがある。従って、このような構造のウェハに対しては、ウェハの表面を裏側にしてステージ上に載せる方法を採用することはできない。   Therefore, for example, Patent Document 2 discloses a method in which a laser is irradiated onto a wafer through an expanded tape to form a melt processing region as a starting point of cutting inside the wafer (substrate). In this technique, the wafer with the expanded tape is placed on the stage with the back side of the wafer on the upper side and the surface of the wafer on the lower side. If a small amount of solid material comes into contact with the surface of the wafer, there is a risk of damaging an element having a fragile structure on the surface of the wafer. Therefore, for a wafer having such a structure, it is not possible to adopt a method of placing the wafer on the stage with the front side of the wafer facing back.

また、ウェハに対してレーザー光を照射する場合には、ウェハ自体がレーザーパワーによる改質によって部分的に溶融状態になるため、そのレーザーパワーによってウェハが徐々に熱くなる傾向がある。特に、エキスパンドフィルム越し(エキスパンドテープ越し)にウェハにレーザー光を照射する場合は、該エキスパンドフィルムの透過率にも左右されるが、若干のレーザー光がエキスパンドフィルムにも吸収されるため、レーザー光が照射されたエキスパンドフィルムの部分も加熱して軟化するおそれもある。   Further, when the wafer is irradiated with laser light, the wafer itself is partially melted by the modification with the laser power, and therefore the wafer tends to be gradually heated by the laser power. In particular, when irradiating a wafer with a laser beam through an expanded film (through an expanded tape), the laser beam is absorbed by the expanded film, although it depends on the transmittance of the expanded film. The portion of the expanded film irradiated with may also be softened by heating.

さらに、ウェハ自体がエキスパンドフィルム越しに照射されることに起因してエネルギー損失が発生するため、ウェハ内に確実な改質層領域を形成させるためには比較的強いレーザー光を照射する必要がある。ところが、このような強いレーザー光の照射によって局所的に発生した熱は、ウェハ表面の素子に影響を及ぼすため、素子の表面近傍に打ち込まれたドーパント(不純物)がさらに拡散してしまうので、素子の性能を劣化させる要因となる。そのため、ウェハの改質層で形成された熱が、該ウェハの表面に伝達しないようにすばやく熱を発散させる必要がある。   Furthermore, since energy loss occurs due to the wafer itself being irradiated through the expanded film, it is necessary to irradiate a relatively strong laser beam in order to form a reliable modified layer region in the wafer. . However, since the heat generated locally by such intense laser light irradiation affects the device on the wafer surface, dopants (impurities) implanted near the surface of the device are further diffused. It becomes a factor which degrades the performance of the. Therefore, it is necessary to quickly dissipate heat so that the heat formed in the modified layer of the wafer does not transfer to the surface of the wafer.

ところが、このような局所的に発生した熱に対しては、ウェハの雰囲気を冷却したとし
ても、改質層からウェハの表面に伝わる局所熱を効率よく排出することはできない。また、ウェハの表面に微小かつ脆弱な素子が形成されている場合は、ウェハの表面をステージで支持することはできないが、仮に、ウェハの表面を冷凍チャックなどで支持したとしても、ウェハの表面とチャックとは面状態で接触しているのではなく、実質的な接触状態は点群の集まりによる点接触の状態である。そのため、ウェハの表面に伝達される熱を効率よく熱伝達によって排出し、且つ、レーザー加工処理中においても、ウェハの表面を一定温度に維持することは極めて難しい。
However, with respect to such locally generated heat, even if the atmosphere of the wafer is cooled, the local heat transmitted from the modified layer to the surface of the wafer cannot be efficiently discharged. In addition, when a minute and fragile element is formed on the wafer surface, the wafer surface cannot be supported by a stage, but even if the wafer surface is supported by a freezing chuck or the like, The chuck and the chuck are not in contact with each other in a surface state, but the substantial contact state is a point contact state due to a collection of point groups. Therefore, it is extremely difficult to efficiently dissipate heat transferred to the wafer surface by heat transfer and maintain the wafer surface at a constant temperature even during laser processing.

さらに、レーザー加工によってウェハの内部に改質層を形成する場合は、その改質層は、エキスパンドフィルム(エキスパンドテープ)の貼り付けられているウェハの裏面側から遠い、ウェハの表面側に近い部分に集光させるように、レーザー光を照射する必要がある。この場合、ウェハの内部に改質層は形成されるが、一部の照射エネルギーはウェハを通り越して、ウェハを貫通してしまうレーザー光も存在する。そのような場合は、例えば、ウェハの表面に微小かつ脆弱な素子が形成されている場合はウェハの表面を支持することはできないが、仮に、ウェハの表面を何らかのチャックで支持したとしても、そのチャックの部分にも部分的にレーザー光が照射されてしまう。従って、そのレーザー光は、その支持体(チャック)の表面で反射・散乱して、ウェハ表面の他の部分にも照射してしまうことがある。このような場合は、ウェハの切断予定ラインとは異なる部分にレーザー焼けが生じてしまうので、ウェハ表面の他の部分を極度に劣化させるおそれがある。このようにしてレーザー光が反射して、ウェハの別の部分が反射光で照射されて改質する現象を近接効果というが、この近接効果によるウェハ表面の劣化の低減も考慮しなければならない。   Furthermore, when a modified layer is formed inside the wafer by laser processing, the modified layer is a portion that is far from the back side of the wafer to which the expanded film (expanded tape) is attached and is close to the front side of the wafer. It is necessary to irradiate the laser beam so that the light is condensed. In this case, the modified layer is formed inside the wafer, but there is also laser light that passes through the wafer with a part of the irradiation energy passing through the wafer. In such a case, for example, if a microscopic and fragile element is formed on the surface of the wafer, the surface of the wafer cannot be supported, but even if the surface of the wafer is supported by some chuck, The laser beam is also partially irradiated to the chuck portion. Therefore, the laser light may be reflected / scattered on the surface of the support (chuck) and irradiate other portions of the wafer surface. In such a case, laser burn occurs in a portion different from the cutting line of the wafer, and there is a risk that other portions of the wafer surface will be extremely deteriorated. The phenomenon in which the laser beam is reflected in this manner and another portion of the wafer is irradiated with the reflected light to be modified is referred to as a proximity effect. However, reduction of the deterioration of the wafer surface due to the proximity effect must also be considered.

また、このような近接効果によるレーザー光の反射に起因する弊害は、ウェハの裏面側から上記フィルム越しにレーザー光を照射し、ウェハの表面付近に改質層を形成するプロセスだけではなく、ウェハの表面からレーザー光を照射する従来のプロセスであっても、ウェハを支持するステージと該ウェハの裏面との間でレーザー光が散乱して、該ウェハの一部にレーザー焼けが発生する。これによってウェハの裏面に欠け(破片)が生じ、ウェハの微細な破片がウェハの支持台(ステージ)上にごみとして残るおそれがある。また、ウェハを支持する支持台(ステージ)が、圧縮空気などで浮かせる構成のものであっても、ウェハ自身の撓みを考慮すると、ウェハを一様な平面状態に支持することが難しいため、ウェハに安定したレーザー加工を施すことは困難である。   In addition, the adverse effect caused by the reflection of the laser beam due to the proximity effect is not only the process of irradiating the laser beam from the back side of the wafer through the film and forming a modified layer near the surface of the wafer, but also the wafer. Even in the conventional process of irradiating laser light from the front surface of the wafer, the laser light is scattered between the stage that supports the wafer and the back surface of the wafer, and laser burn occurs in a part of the wafer. As a result, chips (debris) are formed on the back surface of the wafer, and fine debris of the wafer may remain as dust on the wafer support (stage). Even if the support stage (stage) that supports the wafer is floated by compressed air or the like, it is difficult to support the wafer in a uniform plane state considering the deflection of the wafer itself. It is difficult to perform stable laser processing.

尚、関連技術として、デバイスの形成領域に触れることなくワークを保持し、該ワークの裏面側から分割予定ラインに沿ってレーザー光を照射して、チップを生成する技術が開示されている(例えば、特許文献3、4参照)。この技術によれば、デバイスが形成されているウェハの裏面を上側にして、該ウェハの裏面に粘着テープを貼付し、この粘着テープの表面側からレーザー光を照射して、ウェハの切断予定ラインを改質することにより、ウェハから容易にチップを生成することができる。   As a related technique, there is disclosed a technique for generating a chip by holding a work without touching a device formation region and irradiating a laser beam along a planned division line from the back side of the work (for example, Patent Documents 3 and 4). According to this technology, a wafer is scheduled to be cut by attaching a pressure-sensitive adhesive tape to the back surface of the wafer with the back surface of the wafer on which the device is formed and irradiating laser light from the front surface side of the pressure-sensitive adhesive tape. By modifying the chip, chips can be easily generated from the wafer.

特開2002−192370号公報JP 2002-192370 A 特開2006−148175号公報JP 2006-148175 A 特開2010−29927号公報JP 2010-29927 A 特開2010−29930号公報JP 2010-29930 A

上述したように、前記特許文献1の技術の如く、ウェハの表面からレーザー光を照射する場合は、該ウェハの表面に金属膜が形成されているデバイスでは、レーザー光を適正に照射して該ウェハの内部に改質層を形成することができない。また、特許文献2の技術のように、ウェハの裏面に貼られた上記フィルム越しにレーザー光を照射する場合は、レーザー光のエネルギー損失、前記ウェハの局部加熱、該フィルムの加熱軟化、ウェハの加熱による不純物の再拡散、ウェハの撓み、及び近接効果などによって、ウェハに安定したレーザー加工を施して改質層を形成することができない。尚、特許文献3、4の技術においても、前記フィルム越しにウェハの裏面からレーザー光を照射しているので、特許文献2の技術と同様に、ウェハに安定した改質層を形成することができない。   As described above, when the laser beam is irradiated from the surface of the wafer as in the technique of Patent Document 1, in a device in which a metal film is formed on the surface of the wafer, the laser beam is appropriately irradiated and the laser beam is irradiated. A modified layer cannot be formed inside the wafer. Moreover, when irradiating a laser beam through the said film stuck on the back surface of a wafer like the technique of patent document 2, the energy loss of a laser beam, the local heating of the said wafer, the heating softening of this film, Due to re-diffusion of impurities due to heating, deflection of the wafer, proximity effect, and the like, the modified layer cannot be formed by performing stable laser processing on the wafer. In the techniques of Patent Documents 3 and 4, since laser light is irradiated from the back surface of the wafer through the film, a stable modified layer can be formed on the wafer as in the technique of Patent Document 2. Can not.

そこで、ウェハ(基板)のレーザー加工時において、該ウェハの水準(水平状態)を精度よく維持し、且つ、ウェハの表面温度を一定にすると共に、近接効果が無いようにすることにより、該ウェハの裏面に貼付された前記フィルム越しにレーザー光を照射しても、ウェハの内部又は表面に安定した改質層を形成することができるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。   Therefore, at the time of laser processing of the wafer (substrate), the wafer level (horizontal state) is accurately maintained, the surface temperature of the wafer is kept constant, and the proximity effect is eliminated. Even if the laser beam is irradiated through the film affixed to the back surface of the wafer, there arises a technical problem to be solved in order to be able to form a stable modified layer inside or on the surface of the wafer. Therefore, an object of the present invention is to solve this problem.

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、レーザー光によって基板をチップに分割するための基板改質を行うレーザー加工装置であって、液体の液面で支持された前記基板と、前記基板の裏面に貼付された透明なエキスパンドフィルムと、前記エキスパンドフィルムを介して前記基板に前記レーザー光を照射して該基板の内部又は表面の改質を行うレーザー光照射手段とを備えることを特徴とするレーザー加工装置を提供する。   The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is a laser processing apparatus for modifying a substrate to divide the substrate into chips by laser light, wherein the liquid processing apparatus The substrate supported on the liquid surface, a transparent expanded film attached to the back surface of the substrate, and the substrate is irradiated with the laser light through the expanded film to modify the inside or the surface of the substrate. There is provided a laser processing apparatus comprising a laser beam irradiation means for performing.

この構成によれば、基板(ウェハ)の裏面側にエキスパンドフィルム(エキスパンドテープ)を貼付して該基板の裏面側を上向きにし、該基板の表面側を下向きにして液体の液面で支持している。そして、レーザー光照射手段によってエキスパンドフィルム越しに基板にレーザー光を照射し、該基板の内部又は表面に改質層を形成している。これによって、基板を水平状態に維持したまま該基板にレーザー光を照射することができるので、基板に対して高精度に改質層を形成してチップを生成することができる。   According to this configuration, an expanded film (expanded tape) is attached to the back side of the substrate (wafer), the back side of the substrate is faced up, and the front side of the substrate is faced down and supported by the liquid level. Yes. And a laser beam is irradiated to a board | substrate through an expanded film by a laser beam irradiation means, and the modified layer is formed in the inside or surface of this board | substrate. As a result, the substrate can be irradiated with laser light while maintaining the substrate in a horizontal state, so that a modified layer can be formed on the substrate with high accuracy to produce a chip.

また、レーザー光は基板の内部または表面に集光されて基板が改質されるが、基板の表面が液体と接することによって、基板が空気に接する場合に比べて当該屈折率の差は小さくなる。例えば、シリコン基板の表面には、シリコン酸化膜が形成されるが、シリコン酸化膜の屈折率は1.45程度である。   Further, the laser beam is focused on the inside or the surface of the substrate to modify the substrate. However, when the surface of the substrate is in contact with the liquid, the difference in the refractive index is smaller than when the substrate is in contact with air. . For example, a silicon oxide film is formed on the surface of a silicon substrate, and the refractive index of the silicon oxide film is about 1.45.

それに対して、空気の屈折率は1.0であるため、基板が通常の空気に接する場合、基板と空気の屈折率の違いや基板表面のラフネス形状によって散乱が起こり、基板表面付近で大きくレーザー光のエネルギーが損失する。その結果、前記表面付近で発熱して、素子の品質・性能を低下させる可能性がある。   On the other hand, since the refractive index of air is 1.0, when the substrate is in contact with normal air, scattering occurs due to the difference in refractive index between the substrate and air and the roughness shape of the substrate surface. Energy is lost. As a result, there is a possibility that heat is generated in the vicinity of the surface and the quality and performance of the element are deteriorated.

本発明では、基板表面に接する液体が例えば水であれば、その屈折率は1.3程度であるため、液体と基板表面との屈折率の差は大幅に小さくなる。また、表面のラフネス形状についても、該形状の周囲を液体がくまなく回り込んで当該形状を埋め込むため、基板表面のラフネス形状による散乱の影響を受けにくくする効果がある。   In the present invention, if the liquid in contact with the substrate surface is, for example, water, the refractive index is about 1.3, so the difference in refractive index between the liquid and the substrate surface is greatly reduced. Further, the roughness shape of the surface also has an effect of making it less susceptible to scattering due to the roughness shape of the substrate surface because the liquid wraps around the shape and embeds the shape.

結果的に、液体の表面で基板を支持すれば前記屈折率の差を小さくし、基板表面のラフネス形状による影響をなくしてレーザー光の散乱を大幅に低減するため、基板表面と液体の界面付近で生じるレーザー光のエネルギー損失を大幅に低下させる。その結果、基板表面での発熱を抑えて素子表面を保護するとともに、液体内に余分なレーザー光を効率よく導いて、そのエネルギーを液中にて効果的に減衰させることが可能になる。   As a result, if the substrate is supported on the surface of the liquid, the difference in refractive index is reduced, the influence of the roughness shape of the substrate surface is eliminated, and the scattering of laser light is greatly reduced. Greatly reduces the energy loss of the laser light generated in As a result, it is possible to protect the element surface by suppressing heat generation on the substrate surface, efficiently guide excess laser light into the liquid, and effectively attenuate the energy in the liquid.

請求項2記載の発明は、レーザー光によって基板をチップに分割するための基板改質を行うレーザー加工装置であって、液体が充填された液槽と、前記液槽に充填された液体の液面で支持された前記基板と、前記基板の裏面に貼付された透明なエキスパンドフィルムと、前記エキスパンドフィルムに前記レーザー光を照射して前記基板の内部又は表面の改質を行うレーザー光照射手段とを備えることを特徴とするレーザー加工装置を提供する。   The invention described in claim 2 is a laser processing apparatus for performing substrate modification for dividing a substrate into chips by laser light, wherein a liquid tank filled with a liquid, and a liquid liquid filled in the liquid tank A substrate supported by a surface; a transparent expanded film affixed to the back surface of the substrate; and laser light irradiation means for modifying the interior or surface of the substrate by irradiating the expanded film with the laser light; A laser processing apparatus is provided.

この構成によれば、液槽には液体が充填されていて、エキスパンドフィルムを貼付した基板の裏面側を上向きし、該基板の表面側を下向きにして前記液体の液面で支持している。そして、レーザー光照射手段によってエキスパンドフィルム越しに基板にレーザー光を照射し、該基板の内部又は表面に改質層を形成している。これにより、基板の表面の脆弱な構造を破壊することなく、基板を液体の液面で支持することができ、且つ、自重で大きく撓む程度の大きい基板であっても、液槽に充填された液体の液面で該基板を水平状態に支持することができる。従って、水平状態の基板に対して適正にレーザー光を照射することができるので、該基板に対して高精度に改質層を形成して、チップを生成することが可能となる。   According to this configuration, the liquid tank is filled with a liquid, and is supported by the liquid surface of the liquid with the back side of the substrate having the expanded film attached facing upward and the surface side of the substrate facing downward. And a laser beam is irradiated to a board | substrate through an expanded film by a laser beam irradiation means, and the modified layer is formed in the inside or surface of this board | substrate. As a result, the substrate can be supported by the liquid level without destroying the fragile structure on the surface of the substrate, and even a large substrate that is largely bent by its own weight is filled in the liquid tank. The substrate can be horizontally supported by the liquid level of the liquid. Accordingly, since the laser beam can be appropriately irradiated to the substrate in the horizontal state, it is possible to form a chip by forming the modified layer with high accuracy on the substrate.

請求項3記載の発明においては、前記レーザー光照射手段は、金属膜の形成された基板表面に対向する基板裏面を上側にして、該基板の裏面に貼付された前記エキスパンドフィルムの表面側に前記レーザー光を照射することを特徴とする請求項1又は2記載のレーザー加工装置を提供する。   In the invention of claim 3, the laser beam irradiation means has the substrate back surface facing the substrate surface on which the metal film is formed on the upper side, and the surface of the expanded film attached to the back surface of the substrate is the surface of the expanded film. 3. A laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser beam is irradiated with a laser beam.

この構成によれば、金属膜が形成されている基板の表面側を下向きにして、液体の液面に基板を支持させている。そして、エキスパンドフィルムが貼付されている基板の裏面側を上側にして、レーザー光照射手段によってエキスパンドフィルム越しに基板にレーザー光を照射している。これによって、基板の表面の脆弱な構造を破壊することなく、液体の液面で基板を支持することができ、且つ、自重で大きく撓む程度の大きい基板であっても、液槽に充填された液体にて基板を水平状態に支持することができる。   According to this configuration, the substrate is supported on the liquid surface with the surface side of the substrate on which the metal film is formed facing downward. And the laser beam is irradiated to the board | substrate through an expanded film by the laser beam irradiation means by making the back surface side of the board | substrate with which the expanded film was stuck up. As a result, the substrate can be supported by the liquid level without destroying the fragile structure on the surface of the substrate, and even the substrate that is large enough to bend due to its own weight is filled into the liquid tank. The substrate can be horizontally supported by the liquid.

また、レーザー光の照射による基板の表面付近の過度な加熱は、液槽に充填された液体の液面に基板が接触することにより、基板全面が均一に液体に浸されるので、基板の熱を効率的に冷却して該基板の表面温度を一定に保持することができる。さらに、液体の熱容量は大きいため、基板を冷却している液体が急激に温度上昇することはなく、その結果、基板に対して安定した温度環境を維持することができる。   In addition, excessive heating near the surface of the substrate due to laser light irradiation causes the entire surface of the substrate to be immersed in the liquid uniformly when the substrate contacts the liquid surface of the liquid filled in the liquid tank. Can be efficiently cooled to keep the surface temperature of the substrate constant. Furthermore, since the heat capacity of the liquid is large, the temperature of the liquid that is cooling the substrate does not rapidly increase, and as a result, a stable temperature environment can be maintained for the substrate.

請求項4記載の発明では、前記液槽は、前記レーザー光を透過して吸収する性質を有することを特徴とする請求項2又は3記載のレーザー加工装置を提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the laser processing apparatus according to the second or third aspect, wherein the liquid tank has a property of transmitting and absorbing the laser light.

この構成によれば、液槽はレーザー光を透過して吸収するので、レーザー光の透過や乱反射による近接効果を防止することができる。   According to this configuration, since the liquid tank transmits and absorbs the laser beam, the proximity effect due to the transmission and irregular reflection of the laser beam can be prevented.

請求項5記載の発明は、前記液体の屈折率が、前記基板の屈折率とほぼ同等であることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載のレーザー加工装置を提供する。   A fifth aspect of the present invention provides the laser processing apparatus according to the first, second, third, or fourth aspect, wherein the refractive index of the liquid is substantially equal to the refractive index of the substrate.

この構成によれば、基板の屈折率と液体の屈折率を同等に近づけることで、さらに基板の屈折率と液体界面の屈折率との差が可及的になくなり、当該界面で生じる散乱等によるレーザー光のエネルギー損失が大幅に低下する。   According to this configuration, the difference between the refractive index of the substrate and the refractive index of the liquid interface is made as small as possible by bringing the refractive index of the substrate and the refractive index of the liquid close to each other. The energy loss of laser light is greatly reduced.

請求項6記載の発明は、前記レーザー光照射手段がパルス的にレーザー光を照射することを特徴とする請求項1,2,3又は4記載のレーザー加工装置を提供する。   A sixth aspect of the present invention provides the laser processing apparatus according to the first, second, third or fourth aspect, wherein the laser beam irradiation means irradiates the laser beam in a pulsed manner.

この構成によれば、レーザー光がパルス的に照射されるので、該レーザー光の照射により液体が大きく発熱するおそれがなく、液体の温度が極力安定かつ一様な温度分布を有するように調整できる。   According to this configuration, since the laser beam is irradiated in a pulsed manner, there is no possibility that the liquid generates a large amount of heat due to the irradiation of the laser beam, and the temperature of the liquid can be adjusted to have a stable and uniform temperature distribution as much as possible. .

請求項7記載の発明は、レーザー光によって基板をチップに分割するための基板改質を行うレーザー加工方法であって、液体の液面で前記基板を支持させる第1の工程と、前記液面に支持された前記基板に対してレーザー光を照射し、該基板の内部又は表面の改質を行う第2の工程とを含むことを特徴とするレーザー加工方法を提供する。   The invention according to claim 7 is a laser processing method for performing substrate modification for dividing a substrate into chips by laser light, the first step of supporting the substrate by a liquid level, and the liquid level And a second step of modifying the inside or the surface of the substrate by irradiating the substrate supported by the laser beam with a laser beam.

この方法によれば、液体の液面で基板を支持させた後、該基板に対してレーザー光を照射してその基板の内部又は表面の改質を行っているので、大型の基板であっても該基板が自重で撓むこともなく、基板の水平状態を精度よく維持することができる。さらに、レーザー光の照射に伴って基板の表面に蓄積される熱量を液体へ効果的に排出することにより、基板の表面温度を一定に保つことができる。   According to this method, after the substrate is supported by the liquid surface, the substrate is irradiated with laser light to modify the inside or the surface of the substrate. However, the horizontal state of the substrate can be accurately maintained without the substrate being bent by its own weight. Furthermore, the surface temperature of the substrate can be kept constant by effectively discharging the amount of heat accumulated on the surface of the substrate with the irradiation of the laser light to the liquid.

請求項8記載の発明は、レーザー光によって基板をチップに分割するための基板改質を行うレーザー加工方法であって、透明なエキスパンドフィルムが貼付された前記基板を液体の液面で支持させる第1の工程と、前記エキスパンドフィルムを介して、前記液面に支持された前記基板に対して前記レーザー光を照射し、該基板の内部又は表面の改質を行う第2の工程とを含むことを特徴とするレーザー加工方法を提供する。   The invention according to claim 8 is a laser processing method for performing substrate modification for dividing a substrate into chips by laser light, wherein the substrate on which a transparent expanded film is attached is supported by a liquid surface. And a second step of irradiating the substrate supported by the liquid surface through the expanded film with the laser light to modify the inside or the surface of the substrate. A laser processing method is provided.

この方法によれば、透明なエキスパンドフィルムが貼付された基板を液体の液面で支持した後、該エキスパンドフィルムを介して、液体の液面で支持された基板に対してレーザー光を照射して基板の内部又は表面の改質を行っている。これによって、基板の表面が微小かつ脆弱な構造を有していても、該基板の表面が液体の液面で支持されているので、基板の表面を傷付けることなく、安定した支持状態でレーザー加工を行うことができる。   According to this method, after supporting the substrate on which the transparent expanded film is adhered on the liquid surface of the liquid, the substrate supported on the liquid surface of the liquid is irradiated with laser light through the expanded film. The inside or surface of the substrate is modified. As a result, even if the surface of the substrate has a minute and fragile structure, the surface of the substrate is supported by the liquid surface, so that laser processing is performed in a stable support state without damaging the surface of the substrate. It can be performed.

また、エキスパンドフィルムと基板が自重で撓むことにより、レーザー光の照射面の水準がとれずに、ミスアライメントを起こすような現象を防止することもできる。   Further, since the expanded film and the substrate are bent by their own weight, it is possible to prevent a phenomenon in which misalignment occurs without taking the level of the laser light irradiation surface.

請求項9記載の発明は、レーザー光によって基板をチップに分割するための基板改質を行うレーザー加工方法であって、金属膜の形成された基板表面に対向する基板裏面に対して透明なエキスパンドフィルムを貼付する第1の工程と、前記エキスパンドフィルムの貼付された前記基板を液槽へ搬送する第2の工程と、前記液槽に液体を充填し、前記エキスパンドフィルムの貼付された前記基板を、該液体の液面で支持する第3の工程と、前記液面で支持された前記基板に対して、前記エキスパンドフィルムを介して前記レーザー光を照射し、該基板の内部又は表面の改質を行う第4の工程と、前記基板の内部又は表面に対して改質層が形成された後、該基板を支持していた前記液体を前記液槽から排出する第5の工程と、前記液槽から前記液体が排出された後、前記エキスパンドフィルムが貼付された状態の前記基板を、該液槽から外部へ搬送する第6の工程と、前記エキスパンドフィルムが貼付された前記基板に対して、前記改質層の形成された領域で分割離間してチップを生成する第7の工程とを含むことを特徴とするレーザー加工方法を提供する。   The invention according to claim 9 is a laser processing method for performing substrate modification for dividing a substrate into chips by laser light, and is an expanded transparent to the substrate back surface facing the substrate surface on which the metal film is formed. A first step of attaching a film; a second step of conveying the substrate on which the expanded film is attached to a liquid tank; and filling the liquid in the liquid tank and attaching the substrate on which the expanded film is attached. A third step of supporting the liquid level of the liquid, and irradiating the substrate supported by the liquid level with the laser light through the expanded film to modify the inside or the surface of the substrate. And a fourth step of discharging the liquid supporting the substrate from the liquid tank after the modified layer is formed on or inside the substrate, and the liquid. Said liquid from the tank And the modified layer is applied to the substrate on which the expanded film is adhered, and a sixth step of conveying the substrate on which the expanded film is adhered to the outside from the liquid tank. And a seventh step of generating chips separated and separated in the formed region.

この方法によれば、基板の裏面にエキスパンドフィルムを貼付して該基板を液槽へ搬送した後、該液槽に液体を充填してエキスパンドフィルムの貼付された基板裏面を上側にして液体の液面で該基板を支持している。そして、液体の液面に支持された基板に対して、エキスパンドフィルムを介してレーザー光を照射し、基板の内部又は表面に対して改質を行っている。さらに、基板の内部又は表面に対して改質層が形成された後に、液槽から液体を排出し、該基板を液槽から外部へ搬送して、改質層の形成された基板の領域で分割離間してチップを生成している。   According to this method, after the expanded film is pasted on the back surface of the substrate and the substrate is transported to the liquid tank, the liquid tank is filled with liquid and the back surface of the substrate on which the expanded film is pasted is directed upward. The substrate is supported by a surface. Then, the substrate supported on the liquid surface is irradiated with laser light through an expanded film to modify the inside or the surface of the substrate. Further, after the modified layer is formed on the inside or the surface of the substrate, the liquid is discharged from the liquid tank, and the substrate is transported from the liquid tank to the outside, so that the modified layer is formed in the region of the substrate. Chips are generated separately.

請求項10記載の発明は、前記金属膜の形成された基板表面に対向する基板裏面を上側にして、該基板裏面に貼付された前記エキスパンドフィルムの表面側に前記レーザー光を照射することにより、前記基板の改質を行うことを特徴とする請求項9記載のレーザー加工方法を提供する。   The invention according to claim 10, by irradiating the laser beam on the surface side of the expanded film attached to the back surface of the substrate, with the back surface of the substrate facing the substrate surface on which the metal film is formed facing upward. The laser processing method according to claim 9, wherein the substrate is modified.

この方法によれば、金属膜が形成されている基板の表面側を下向きにして、液体の液面で基板を支持している。そして、エキスパンドフィルムが貼付されている基板の裏面側を上側にして、レーザー光照射手段によってエキスパンドフィルム越しに基板にレーザー光を照射している。これによって、基板の表面の脆弱な構造を破壊することなく、液体の液面で基板を支持することができ、且つ、自重で大きく撓む程度の大きい基板であっても、液槽に充填された液体の表面で基板を水平状態に支持することができる。   According to this method, the substrate is supported by the liquid level with the surface side of the substrate on which the metal film is formed facing downward. And the laser beam is irradiated to the board | substrate through an expanded film by the laser beam irradiation means by making the back surface side of the board | substrate with which the expanded film was stuck up. As a result, the substrate can be supported by the liquid level without destroying the fragile structure on the surface of the substrate, and even the substrate that is large enough to bend due to its own weight is filled into the liquid tank. The substrate can be supported horizontally on the surface of the liquid.

また、レーザー光の照射による基板の表面付近の過度な加熱は、液槽に充填された液体の液面に基板が接触することにより、基板全面が均一に液体に浸されるので、基板の熱を効率的に冷却して該基板の表面温度を一定に保持することができる。さらに、液体の熱容量は大きいため、基板を冷却している液体が急激に温度上昇することがないので、基板に対して安定した温度環境を維持することができる。   In addition, excessive heating near the surface of the substrate due to laser light irradiation causes the entire surface of the substrate to be immersed in the liquid uniformly when the substrate contacts the liquid surface of the liquid filled in the liquid tank. Can be efficiently cooled to keep the surface temperature of the substrate constant. Furthermore, since the heat capacity of the liquid is large, the temperature of the liquid that is cooling the substrate does not increase rapidly, and a stable temperature environment can be maintained with respect to the substrate.

請求項11記載の発明は、前記液体の屈折率が前記基板の屈折率とほぼ同等であることを特徴とする請求項7、8、9又は10記載のレーザー加工方法を提供する。   The invention according to claim 11 provides the laser processing method according to claim 7, 8, 9 or 10, wherein the refractive index of the liquid is substantially equal to the refractive index of the substrate.

この方法によれば、該基板の屈折率と液体の屈折率を同等に近づけることで、さらに基板と液体界面の屈折率の差が可及的になくなり、当該界面で生じるレーザー光の散乱等によるエネルギー損失が大幅に低下する。
請求項12記載の発明は、前記レーザー光がパルス的に照射されることを特徴とする請求項7、8、9又は10記載のレーザー加工方法を提供する。
According to this method, by making the refractive index of the substrate and the refractive index of the liquid close to each other, the difference in refractive index between the substrate and the liquid interface is further reduced as much as possible. Energy loss is greatly reduced.
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the laser processing method according to the seventh, eighth, ninth or tenth aspect, wherein the laser beam is irradiated in a pulse manner.

この方法によれば、レーザー光がパルス的に照射されるので、レーザー光の照射により液体が大きく発熱するおそれがなく、液体の温度が極力安定かつ一様な温度分布を有するように調整することができる。   According to this method, since the laser beam is irradiated in a pulsed manner, there is no possibility that the liquid generates a large amount of heat due to the laser beam irradiation, and the temperature of the liquid is adjusted to have a stable and uniform temperature distribution as much as possible. Can do.

請求項1記載の発明は、基板を液体の液面で支持してエキスパンドフィルム越しに基板にレーザー光を照射しているので、該基板を水平状態に維持したまま、基板に対して高精度な改質層を形成してチップを生成することができる。   In the first aspect of the present invention, since the substrate is supported by the liquid level and the laser beam is irradiated to the substrate through the expanded film, the substrate is maintained in a horizontal state, and the substrate is highly accurate. A modified layer can be formed to produce a chip.

請求項2記載の発明は、液槽に充填された液体の表面で基板を水平状態に支持しているので、基板に撓みが生じることなくレーザー光を照射することができる。そのため、該基板に対して高精度に改質層を形成してチップを生成することが可能となる。   According to the second aspect of the present invention, since the substrate is supported in a horizontal state by the surface of the liquid filled in the liquid tank, the laser beam can be irradiated without causing the substrate to bend. Therefore, it is possible to form a chip by forming a modified layer on the substrate with high accuracy.

請求項3記載の発明は、金属膜が形成された基板表面を下向きにして液体の液面で支持し、エキスパンドフィルムが貼付されている基板裏面側からレーザー光を照射しているので、請求項1又は2記載の発明の効果に加えて、基板表面の脆弱な構造を破壊することなく液体の液面で基板を支持することができ、且つ、自重で大きく撓む程度の大きい基板であっても、液槽に充填された液体の液面にて基板を水平状態に支持することができる。   Since the invention according to claim 3 is supported by the liquid level with the substrate surface on which the metal film is formed facing downward, and the laser beam is irradiated from the back side of the substrate to which the expanded film is attached, In addition to the effects of the invention described in 1 or 2, the substrate can be supported by the liquid level without destroying the fragile structure on the substrate surface, and the substrate is large enough to bend by its own weight. In addition, the substrate can be supported in a horizontal state by the liquid level of the liquid filled in the liquid tank.

また、レーザー光の照射による基板の表面付近の過度な加熱は、液槽に充填された液体の液面に基板が接触することにより、基板全面が均一に液体に浸されるので、基板の熱を効率的に冷却して該基板の表面温度を一定に保持することができる。さらに、液体の熱容量は大きいため、基板を冷却している液体が急激に温度上昇することがないので、基板に対して安定した温度環境を維持することができる。   In addition, excessive heating near the surface of the substrate due to laser light irradiation causes the entire surface of the substrate to be immersed in the liquid uniformly when the substrate contacts the liquid surface of the liquid filled in the liquid tank. Can be efficiently cooled to keep the surface temperature of the substrate constant. Furthermore, since the heat capacity of the liquid is large, the temperature of the liquid that is cooling the substrate does not increase rapidly, and a stable temperature environment can be maintained with respect to the substrate.

請求項4記載の発明では、液槽はレーザー光を透過して吸収するので、請求項2又は3記載の発明の効果に加えて、レーザー光の透過や乱反射による近接効果を適正に防止することができる。   In the invention described in claim 4, since the liquid tank transmits and absorbs the laser beam, in addition to the effect of the invention described in claim 2 or 3, it is possible to appropriately prevent the proximity effect due to the transmission or irregular reflection of the laser beam. Can do.

請求項5記載の発明は、液体の界面で生じる散乱等によるエネルギー損失が大幅に低下するので、請求項1、2、3又は4記載の発明の効果に加えて、基板表面から液体中へ一部のレーザー光が抜ける際に、その界面付近でレーザー光のエネルギーが局部的に使用されることで、該基板表面が局部的に発熱することを無くすことができる。   According to the fifth aspect of the present invention, energy loss due to scattering or the like occurring at the interface of the liquid is greatly reduced. When the laser beam of the portion is removed, the energy of the laser beam is locally used in the vicinity of the interface, so that the substrate surface can be prevented from generating heat locally.

請求項6記載の発明は、液体の温度が極力安定し、かつ一様な温度分布になるように調整できるので、請求項1、2、3又は4記載の発明の効果に加えて、照射回数を重ねて徐々に熱を帯びて基板に温度差が生ずる恐れがある場合でも、基板の形状が温度差によって変形することを抑制することができる。   In the invention described in claim 6, since the temperature of the liquid can be adjusted to be as stable as possible and to have a uniform temperature distribution, in addition to the effect of the invention described in claim 1, 2, 3 or 4, the number of irradiation times Even when there is a possibility that a temperature difference may occur in the substrate due to the heat being gradually accumulated, the deformation of the substrate shape due to the temperature difference can be suppressed.

請求項7記載の発明は、液体の液面で基板を支持して該基板にレーザー光を照射しているので、大きな基板であっても該基板が自重で撓むこともなく、水平状態を精度よく維持することができる。さらに、レーザー光の照射に伴って、基板の表面に蓄積される熱量を液体へ効果的に排出することにより、基板の表面温度を一定に保つことができる。   In the invention according to claim 7, since the substrate is supported by the liquid level and the substrate is irradiated with the laser beam, even if the substrate is large, the substrate is not bent by its own weight, and the horizontal state is maintained. It can be maintained with high accuracy. Furthermore, the surface temperature of the substrate can be kept constant by effectively discharging the amount of heat accumulated on the surface of the substrate to the liquid as the laser light is irradiated.

請求項8記載の発明は、透明なエキスパンドフィルムを貼付した基板を液体の液面で支持して、該エキスパンドフィルム越しにレーザー光を照射しているので、基板の表面が微小かつ脆弱な構造を有していても、該基板の表面を傷付けることなく、安定した支持状態でレーザー加工を行うことができる。また、エキスパンドフィルムと基板が自重で撓むことにより、レーザー光の照射面の水準がとれずに、ミスアライメントを起こすような現象を防止することもできる。   In the invention according to claim 8, since the substrate on which the transparent expanded film is attached is supported by the liquid surface of the liquid and the laser beam is irradiated through the expanded film, the surface of the substrate has a minute and fragile structure. Even if it has, laser processing can be performed in a stable support state without damaging the surface of the substrate. Further, since the expanded film and the substrate are bent by their own weight, it is possible to prevent a phenomenon in which misalignment occurs without taking the level of the laser light irradiation surface.

請求項9記載の発明は、基板を液槽の液面に浮かせながら一連のレーザー加工工程を行うことにより、レーザー光による基板の改質からチップ処理化までを流れ作業で行うことができるので、基板の表面を傷付けることなく安定した状態でレーザー加工を行うことが可能となる。   Since the invention according to claim 9 can be performed in a flow operation from the modification of the substrate by laser light to the chip processing by performing a series of laser processing steps while floating the substrate on the liquid surface of the liquid tank, Laser processing can be performed in a stable state without damaging the surface of the substrate.

請求項10記載の発明は、金属膜が形成されている基板の表面側を下向きにして液体の液面で支持し、エキスパンドフィルムが貼付されている基板の裏面側を上側にしてエキスパンドフィルム越しに基板にレーザー光を照射しているので、請求項9記載の発明の効果に加えて、基板の表面の脆弱な構造を破壊することなく、液体の液面で基板を支持することができ、且つ、自重で大きく撓む程度の大きい基板であっても、液槽に充填された液体の表面にて基板を水平状態に支持することができる。   The invention according to claim 10 is supported over the liquid surface with the surface side of the substrate on which the metal film is formed facing downward, and over the expanded film with the back side of the substrate on which the expanded film is attached facing upward. Since the substrate is irradiated with laser light, in addition to the effect of the invention of claim 9, the substrate can be supported by the liquid level without destroying the fragile structure on the surface of the substrate, and Even if the substrate is large enough to bend due to its own weight, the substrate can be supported in a horizontal state on the surface of the liquid filled in the liquid tank.

また、レーザー光の照射による基板の表面付近の過度な加熱は、液槽に充填された液体の液面に基板が接触することにより、基板全面が均一に液体に浸されるので、基板の熱を効率的に冷却して該基板の表面温度を一定に保持することができる。さらに、液体の熱容量は大きいため、基板を冷却している液体が急激に温度上昇することはないので、基板に対して安定した温度環境を維持することができる。   In addition, excessive heating near the surface of the substrate due to laser light irradiation causes the entire surface of the substrate to be immersed in the liquid uniformly when the substrate contacts the liquid surface of the liquid filled in the liquid tank. Can be efficiently cooled to keep the surface temperature of the substrate constant. Furthermore, since the heat capacity of the liquid is large, the temperature of the liquid that is cooling the substrate does not rapidly increase, and a stable temperature environment can be maintained with respect to the substrate.

請求項11記載の発明は、液体の界面で生じる散乱等によるレーザー光のエネルギー損失を大幅に低下させることができるので、請求項7、8、9又は10記載の発明の効果に加えて、基板表面から液体へ一部のレーザー光が抜ける際に、その界面付近でレーザー光のエネルギーが局部的に使用されて、該表面が局部的に発熱することを無くすことができる。   Since the invention according to claim 11 can significantly reduce the energy loss of the laser beam due to scattering or the like generated at the liquid interface, in addition to the effect of the invention according to claim 7, 8, 9 or 10, the substrate When a part of the laser beam is released from the surface to the liquid, the energy of the laser beam is locally used in the vicinity of the interface, and the surface can be prevented from generating heat locally.

請求項12記載の発明は、液体に温度が極力安定かつ一様な温度分布になるように調整できるので、請求項7、8、9又は10記載の発明の効果に加えて、照射回数を重ねて徐々に熱を帯びて基板に温度差が生ずる恐れがある場合でも、基板の形状が温度差によって変形することを抑制することができる。   In the invention described in claim 12, since the temperature of the liquid can be adjusted so that the temperature distribution is as stable and uniform as possible, in addition to the effect of the invention described in claim 7, 8, 9 or 10, the number of irradiations is repeated. Even when the substrate is gradually heated and a temperature difference may occur in the substrate, the shape of the substrate can be prevented from being deformed by the temperature difference.

本発明に適用されるレーザー加工装置の構成図。The block diagram of the laser processing apparatus applied to this invention. 図1に示す駆動手段の細部を示す概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram showing details of the driving means shown in FIG. 図2に示す駆動手段の平面図。The top view of the drive means shown in FIG. 本発明のレーザー加工装置によるレーザー加工工程の流れを示す工程図。Process drawing which shows the flow of the laser processing process by the laser processing apparatus of this invention. エキスパンド装置によるウェハのチップ化処理を示す工程図。The process figure which shows the chip-forming process of the wafer by an expand apparatus.

本発明は、ウェハのレーザー加工時において、該ウェハの水準(水平状態)を精度よく維持し、且つ、ウェハの表面温度を一定にすると共に、近接効果が無いようにすることにより、該ウェハの裏面に貼付されたエキスパンドフィルム越しにレーザー光を照射しても、ウェハの内部に安定した改質層を形成することができるようにするという目的を達成するために、レーザー光によって基板をチップに分割するための基板改質を行うレーザー加工装置であって、液体の液面で支持された前記基板と、前記基板の裏面に貼付された透明なエキスパンドフィルムと、前記エキスパンドフィルムを介して前記基板に前記レーザー光を照射して該基板の内部又は表面に改質を行うレーザー光照射手段とを備えるレーザー加工装置を構成したことによって実現した。以下、本発明に係るレーザー加工装置の好適な実施例を図1乃至図5に従って詳細に説明する。   The present invention maintains the level (horizontal state) of the wafer with high precision during the laser processing of the wafer, makes the surface temperature of the wafer constant, and eliminates the proximity effect. In order to achieve the purpose of forming a stable modified layer inside the wafer even when laser light is irradiated through the expanded film attached to the back side, the substrate is applied to the chip by laser light. A laser processing apparatus for modifying a substrate for dividing, the substrate supported by a liquid surface of the liquid, a transparent expanded film attached to the back surface of the substrate, and the substrate through the expanded film And a laser beam irradiating means for modifying the inside or the surface of the substrate by irradiating the laser beam on the substrate. It was realized. Hereinafter, a preferred embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

先ず、本発明に適用されるレーザー加工装置の構成について説明する。図1は、本発明に適用されるレーザー加工装置の構成図である。図1に示すように、レーザー加工装置1は、主として、ウェハ載置部10、レーザー光学部20と観察光学部30とからなるレーザーヘッド40及び制御部50などによって構成されている。   First, the structure of the laser processing apparatus applied to this invention is demonstrated. FIG. 1 is a configuration diagram of a laser processing apparatus applied to the present invention. As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 1 is mainly configured by a wafer mounting unit 10, a laser head 40 including a laser optical unit 20 and an observation optical unit 30, a control unit 50, and the like.

ウェハ載置部10は、液体11を貯えた液槽12と、裏面を上側にして表面側を液体11の液面で支持したウェハ13と、該ウェハ13の裏面とダイシングフレーム14、14の表面とに一体的に貼り付けられたエキスパンドフィルム(ダイシングテープ)15とによって構成されている。このような構成において、ウェハ13は液体11の液面に浮いているため、液槽12を動かすと液体11が波打ってウェハ13の水平状態が不安定になるため、液槽12を含めたウェハ載置部10は固定化されている。従って、レーザーヘッド40やコンデンスレンズ(集光レンズ)24などの光学系を有するレーザー光照射部が移動する構成となっている。   The wafer mounting unit 10 includes a liquid tank 12 in which the liquid 11 is stored, a wafer 13 with the back side facing up and the front side supported by the liquid level of the liquid 11, the back side of the wafer 13, and the surfaces of the dicing frames 14, 14. And an expanded film (dicing tape) 15 that is integrally attached to each other. In such a configuration, since the wafer 13 is floating on the liquid surface of the liquid 11, if the liquid tank 12 is moved, the liquid 11 undulates and the horizontal state of the wafer 13 becomes unstable. The wafer placement unit 10 is fixed. Therefore, the laser light irradiation unit having an optical system such as the laser head 40 and the condensation lens (condensing lens) 24 is moved.

本実施例では、前記液槽12に充填された液体11の屈折率は、ウェハ13の屈折率とほぼ同等に調整でき、又 前記レーザー光の照射手段はレーザー光をパルス的に照射するものを採択できる。   In this embodiment, the refractive index of the liquid 11 filled in the liquid tank 12 can be adjusted to be substantially the same as the refractive index of the wafer 13, and the laser beam irradiation means can irradiate the laser beam in a pulsed manner. Can be adopted.

尚、別の実施例では、液槽12において、液槽12を動かすと液体11が波打って、水平状態が不安定になることに対しては、液槽12の液体11を非常に薄くし(例えば液体11の厚みを1mm以下にするなど)、そこへウェハ13を載置してウェハ13の周囲と液槽12とで封止するようにしても良い。ウェハ13のずれはウェハ13の周囲で固定すれば、液槽12を移動してもウェハ13が横方向にずれることはない。   In another embodiment, the liquid 11 in the liquid tank 12 is made very thin to prevent the liquid 11 from undulating and moving in a horizontal state when the liquid tank 12 is moved. (For example, the thickness of the liquid 11 may be 1 mm or less), and the wafer 13 may be placed on the liquid 11 and sealed around the wafer 13 and the liquid tank 12. If the displacement of the wafer 13 is fixed around the wafer 13, the wafer 13 will not be displaced laterally even if the liquid tank 12 is moved.

また、液体11を薄くする場合、液体11と液槽12表面である固体との間に働く界面張力の影響で、液体11自体はあまり波打たなくなる。例えば、液槽12表面を荒らしておくと、液槽12表面に対する液体11の濡れ性、すなわち界面張力は上昇し、液槽12の液体11は液槽12表面にへばりつくようになる。こうした状態で液槽12を移動しても、液体11は固体である液槽12に伴って移動し、液面が大きくふれることはない。よって、液槽12を動かす加速度の大きさにもよるが、液槽12を急激に移動させないのであれば、液体11の波打ちを抑制しつつ液槽12自体を移動させることも可能である。   Further, when the liquid 11 is thinned, the liquid 11 itself does not wave much due to the influence of the interface tension acting between the liquid 11 and the solid that is the surface of the liquid tank 12. For example, when the surface of the liquid tank 12 is roughened, the wettability of the liquid 11 with respect to the surface of the liquid tank 12, that is, the interfacial tension increases, and the liquid 11 in the liquid tank 12 sticks to the surface of the liquid tank 12. Even if the liquid tank 12 is moved in such a state, the liquid 11 is moved along with the liquid tank 12 which is a solid, and the liquid level is not greatly touched. Therefore, although depending on the magnitude of the acceleration for moving the liquid tank 12, if the liquid tank 12 is not moved rapidly, the liquid tank 12 itself can be moved while suppressing the undulation of the liquid 11.

また、ウェハ13は少しでも液体11が存在すれば、液体11は気体と違って非圧縮性の流体であるため、液体11の液面全面において均一に静水圧が作用する。よって、大きいサイズのウェハ13であっても、ウェハ13面内を一様な応力でウェハ13を支持することが可能となる。   Further, if even a little liquid 11 is present on the wafer 13, the liquid 11 is an incompressible fluid unlike gas, so that the hydrostatic pressure acts uniformly on the entire liquid surface of the liquid 11. Therefore, even if the wafer 13 has a large size, it becomes possible to support the wafer 13 with uniform stress within the surface of the wafer 13.

また、液体11の温度は可能な限りウェハ13の温度と同じか、せいぜい室温程度に保持しておくことが望ましい。ウェハ13内部にレーザー光を照射するが、レーザー光照射は、パルス的に照射できるため、ウェハ13が大きく発熱する虞はないが、照射回数を重ねると徐々に熱を帯び、前記液面の温度に関し温度差が生ずる場合、ウェハ13の形状が温度差によって変形することが考えられる。こうしたことを防ぐために、前記液面の温度分布についてはあまり温度勾配を形成することなく、安定かつ一様な温度分布になるように液体11の温度を調整するのが良い。   In addition, it is desirable that the temperature of the liquid 11 is kept as high as the temperature of the wafer 13 as much as possible, or at most about room temperature. Although the laser beam is irradiated inside the wafer 13, since the laser beam irradiation can be performed in a pulsed manner, there is no fear that the wafer 13 generates a large amount of heat. However, as the number of irradiations increases, the temperature gradually increases. When a temperature difference occurs, the shape of the wafer 13 may be deformed due to the temperature difference. In order to prevent this, it is preferable to adjust the temperature of the liquid 11 so as to obtain a stable and uniform temperature distribution without forming a temperature gradient with respect to the temperature distribution of the liquid surface.

尚、ダイシングフレーム14、14は、液槽12の縁部に精度よく所定の位置に、位置決めされて固定されている。または、液槽12の縁部ではなく別の箇所に固定されていてもよいが、ダイシングフレーム14、14は、液体11に浮かせることなく固定するのがよい。これにより、ウェハ13のXY方向は、固定されたダイシングフレーム14、14を基に、ダイシングフィルム14,14を介してウェハ13の位置が決まる。   The dicing frames 14 and 14 are positioned and fixed at predetermined positions on the edge of the liquid tank 12 with high accuracy. Alternatively, the dicing frames 14 and 14 may be fixed without being floated on the liquid 11, although they may be fixed to other portions instead of the edge of the liquid tank 12. As a result, the position of the wafer 13 in the XY directions of the wafer 13 is determined via the dicing films 14 and 14 based on the fixed dicing frames 14 and 14.

また、前記液面の多少の上下動において、ウェハ13も追従して上下動することもあるが、これはダイシングフレーム14、14が固定されており、ダイシングフレーム14、14とウェハ13をつなぐエキスパンドフィルム15がダンパーの働きをして、上下動や揺れを抑えるように働く。   In addition, the wafer 13 may follow and move up and down with some vertical movement of the liquid level. This is because the dicing frames 14 and 14 are fixed and the dicing frames 14 and 14 and the wafer 13 are connected to each other. The film 15 acts as a damper so as to suppress vertical movement and shaking.

また、液面の水位が多少異なる場合においても、固定されたダイシングフレーム14、14を基準として、ウェハ13面との間にある微小な高低差に対して、エキスパンドフィルム15が追従して位置決めされる。このことにより、安定してXY方向を位置決めするとともに上下方向であるZ方向に対して、レーザー照射するウェハ13面を液面に追従しながら静置させることが可能となる。   Further, even when the liquid level is slightly different, the expanded film 15 is positioned to follow the minute height difference between the wafer 13 and the fixed dicing frames 14 and 14. The As a result, the XY direction can be stably positioned and the surface of the wafer 13 to be irradiated with the laser can be allowed to stand while following the liquid level with respect to the Z direction which is the vertical direction.

尚、液槽12の中に充填された液体11の液面は、ダイシングフレーム14、14まで浮かせてしまうと、基準となる面をとれなくなり、安定したレーザー加工を行うことはできない。よって、固定されたダイシングフレーム14、14と、液体11の液面で支持されたウェハ13と、前記ダイシングフレーム14、14とウェハ12とをつなぐフレキシブルなエキスパンドフィルム15の構成が重要になる。   If the liquid 11 filled in the liquid tank 12 floats up to the dicing frames 14 and 14, the reference surface cannot be taken, and stable laser processing cannot be performed. Therefore, the structures of the fixed dicing frames 14 and 14, the wafer 13 supported by the liquid surface of the liquid 11, and the flexible expanded film 15 that connects the dicing frames 14 and 14 and the wafer 12 are important.

すなわち、制御部50からの制御信号によって、レーザーヘッド40やコンデンスレンズ24などを含む光学系のレーザー光照射部が、XYZθ方向へ精密に移動するように構成されている。これによって、コンデンスレンズ24からウェハ13へ照射されるレーザー光PがXYZθ方向へ精密に移動するので、ウェハ13の改質予定ラインに沿ってレーザー光Pを走査させることができる。尚、ウェハ13を液体11の液面で支持することにより、該ウェハ13が自重によって撓むことを防止することができる。特に、大型のウェハ13の場合は自重による撓み防止効果が一層顕著となる。   That is, the laser light irradiation unit of the optical system including the laser head 40, the condensation lens 24, and the like is configured to move precisely in the XYZθ direction according to a control signal from the control unit 50. As a result, the laser beam P irradiated from the condensation lens 24 onto the wafer 13 moves precisely in the XYZθ direction, so that the laser beam P can be scanned along the planned modification line of the wafer 13. In addition, by supporting the wafer 13 with the liquid surface of the liquid 11, it is possible to prevent the wafer 13 from being bent by its own weight. In particular, in the case of a large wafer 13, the effect of preventing deflection due to its own weight becomes even more remarkable.

また、ウェハ13の裏面側には、へき開してチップ化されたウェハ13をエキスパンド(伸長)するための透明なエキスパンドテープ15が貼付されている。すなわち、ウェハ13は、一方の面(裏面)側に粘着材を有するエキスパンドテープ15が貼付され、このエキスパンドテープ15を介してダイシングフレーム14と一体化された状態で裏面が上側に向けられ、該ウェハ13の表面側が液槽12に貯えられた液体11の液面に浮上する状態で載置されている。従って、ウェハ13の裏面の上部に位置するレーザー光照射部のコンデンスレンズ24から照射されたレーザー光Pは、透明なエキスパンドテープ15を透過することによってウェハ13の内部に改質層を形成する。   Further, a transparent expanding tape 15 for expanding (expanding) the wafer 13 that has been cleaved into chips is attached to the back surface side of the wafer 13. That is, an expanded tape 15 having an adhesive material is attached to one side (back side) of the wafer 13, and the back side is directed upward while being integrated with the dicing frame 14 via the expanded tape 15. The surface side of the wafer 13 is placed in a state where it floats on the liquid surface of the liquid 11 stored in the liquid tank 12. Therefore, the laser beam P irradiated from the condensation lens 24 of the laser beam irradiation unit located on the upper surface of the back surface of the wafer 13 passes through the transparent expanding tape 15 to form a modified layer inside the wafer 13.

また、レーザー光学部20は、レーザー発振器21、コリメートレンズ22、ハーフミラー23、コンデンスレンズ(集光レンズ)24、及びレーザー光Pをウェハ13に対して平行に微小移動させる駆動手段25などによって構成されている。従って、レーザー発振器21で発振されたレーザー光線L(図2参照)は、コリメートレンズ22、ハーフミラー23、コンデンスレンズ24などの光学系を経て、レーザー光Pとしてウェハ13の内部に集光される。このとき、レーザー光Pの集光点のZ方向位置は、後述するZ微動手段27(図2参照)によるコンデンスレンズ24のZ方向微動によって調整される。   The laser optical unit 20 includes a laser oscillator 21, a collimating lens 22, a half mirror 23, a condensation lens (condensing lens) 24, and driving means 25 that minutely moves the laser light P in parallel with the wafer 13. Has been. Accordingly, the laser beam L (see FIG. 2) oscillated by the laser oscillator 21 is condensed inside the wafer 13 as the laser beam P through the optical system such as the collimating lens 22, the half mirror 23, and the condensation lens 24. At this time, the Z direction position of the condensing point of the laser beam P is adjusted by the Z direction fine movement of the condensation lens 24 by the Z fine movement means 27 (see FIG. 2) described later.

なお、レーザー光Pの条件としては、光源が半導体レーザー励起Nd:イットリウム、アルミニウム、ガーネットを用いた固体レーザーであるYAGレーザー、波長が1064nm、レーザー光スポット断面積が3.14×10-8cm2、発振形態がQスイッチパルス、繰り返し周波数が100kHz、パルス幅が30ns、出力パワーが20μJ/パルス、レーザー光品質がTEM00(シングルモード)、及び偏光特性が直線偏光である。また、コンデンスレンズ24の条件は、倍率が50倍、分解能や焦点深度や像の明るさを表わすN.A.(Numerical Aperture:開口数)が0.55、レーザー光波長に対する透過率が60パーセントである。   The conditions of the laser beam P are as follows: the light source is a semiconductor laser pumped Nd: YAG laser which is a solid laser using yttrium, aluminum, garnet, the wavelength is 1064 nm, the laser beam spot cross-sectional area is 3.14 × 10 −8 cm 2, The oscillation form is a Q switch pulse, the repetition frequency is 100 kHz, the pulse width is 30 ns, the output power is 20 μJ / pulse, the laser light quality is TEM00 (single mode), and the polarization characteristic is linearly polarized light. The condition of the condensation lens 24 is that the magnification is 50 times, N.V. representing the resolution, the depth of focus, and the brightness of the image. A. (Numerical Aperture) is 0.55, and the transmittance with respect to the wavelength of the laser beam is 60%.

尚、別の実施例では、液槽12において、該液槽12を動かすと液体11が波打って、水平状態が不安定になるが、これに対しては、液槽12の液体11を非常に薄くし(例えば液体11の厚みを1mm以下にするなど)、そこへウェハ13を載置しウェハ13の周囲と液槽12とで封止するようにしても良い。ウェハ13のずれは、ウェハ13周囲で固定すれば、液槽12を移動しても、ウェハ13が横方向にずれることはない。   In another embodiment, in the liquid tank 12, when the liquid tank 12 is moved, the liquid 11 undulates and the horizontal state becomes unstable. It is also possible to reduce the thickness of the liquid 13 (for example, the thickness of the liquid 11 to 1 mm or less), place the wafer 13 thereon, and seal the periphery of the wafer 13 and the liquid tank 12. If the wafer 13 is fixed around the wafer 13, the wafer 13 will not be displaced laterally even if the liquid tank 12 is moved.

また、液体11を薄くする場合、液体11と液槽12表面である個体の間に働く界面張力の影響で、あまり液体11自体は波打たなくなる。例えば、液槽12表面を荒らしておくと、液槽12表面に対する液体11の濡れ性、すなわち界面張力は上昇し、液槽12内の液体11は、液槽12表面にへばりつくようになる。こうした状態で液槽12を移動しても、液体11は固体である液槽12に伴って移動し、液体11の液面が大きくふれることはない。よって、液槽12を動かす加速度にもよるが、急激に移動させないのであれば、液槽12自体を移動することも可能である。   Further, when the liquid 11 is thinned, the liquid 11 itself does not wave much due to the influence of the interfacial tension acting between the liquid 11 and the solid surface of the liquid tank 12. For example, when the surface of the liquid tank 12 is roughened, the wettability of the liquid 11 with respect to the surface of the liquid tank 12, that is, the interface tension increases, and the liquid 11 in the liquid tank 12 sticks to the surface of the liquid tank 12. Even if the liquid tank 12 is moved in such a state, the liquid 11 moves with the liquid tank 12 which is a solid, and the liquid surface of the liquid 11 is not greatly touched. Therefore, although depending on the acceleration of moving the liquid tank 12, the liquid tank 12 itself can be moved if it is not moved rapidly.

また、ウェハ13は少しでも液体が存在すれば、液体11は気体と違って非圧縮性の流体であるため、その液面全面において均一に静水圧が作用し、大きいサイズのウェハ13であっても、ウェハ13面内を一様な応力でウェハ13を支持することが可能となる。   Further, if there is even a small amount of liquid in the wafer 13, the liquid 11 is an incompressible fluid unlike gas, so that hydrostatic pressure acts uniformly over the entire liquid surface, and the wafer 13 is a large size wafer 13. However, it becomes possible to support the wafer 13 with uniform stress in the surface of the wafer 13.

また、液体11の温度は、できる限りウェハ13の温度と同じか、せいぜい室温程度に保持しておくことが望ましい。ウェハ13内部にレーザー光を照射するが、レーザー光照射は、パルス的に照射することにより、ウェハ13が大きく発熱するおそれはないが、照射回数を重ねると徐々に熱を帯び、前記液面の温度分布において温度差が発生する場合、ウェハ13の形状が温度差によって変形することが考えられる。こうしたことを防ぐために、あまり温度勾配を形成することなく、安定かつ一様な温度分布になるように液体11の温度を調整するのが良い。   Further, it is desirable that the temperature of the liquid 11 is kept as high as the temperature of the wafer 13 as much as possible, or at most about room temperature. Although the laser beam is irradiated inside the wafer 13, there is no possibility that the wafer 13 generates a large amount of heat by irradiating the laser beam in a pulsed manner. When a temperature difference occurs in the temperature distribution, the shape of the wafer 13 may be deformed due to the temperature difference. In order to prevent this, it is preferable to adjust the temperature of the liquid 11 so that a stable and uniform temperature distribution is obtained without forming a temperature gradient.

観察光学部30は、観察用光源31、コリメートレンズ32、ハーフミラー33、コンデンスレンズ(集光レンズ)34、観察手段としてのCCDカメラ35、画像処理部38、及びテレビモニタ36などによって構成されている。   The observation optical unit 30 includes an observation light source 31, a collimating lens 32, a half mirror 33, a condensation lens (condensing lens) 34, a CCD camera 35 as an observation means, an image processing unit 38, a television monitor 36, and the like. Yes.

この観察光学部30では、観察用光源31から出射された照明光がコリメートレンズ32、ハーフミラー33、コンデンスレンズ24などの光学系を経てウェハ13の表面に照射される。そして、このウェハ13の表面からの反射光は、コンデンスレンズ24、ハーフミラー23及び33、コンデンスレンズ34を経由して、観察手段としてのCCDカメラ35に入射し、ウェハ13の表面画像が撮像される。   In the observation optical unit 30, the illumination light emitted from the observation light source 31 is irradiated on the surface of the wafer 13 through an optical system such as a collimator lens 32, a half mirror 33, and a condensation lens 24. Then, the reflected light from the surface of the wafer 13 is incident on a CCD camera 35 as observation means via the condensation lens 24, the half mirrors 23 and 33, and the condensation lens 34, and a surface image of the wafer 13 is captured. The

そして、撮像された撮像データは画像処理部38に入力され、ウェハ13のアライメントに用いられると共に、制御部50を経由してテレビモニタ36に写し出される。ここで、制御部50は、CPU、メモリ、及び入出力回路部等からなり、レーザー加工装置1の各部動作の制御を行う。   The captured image data is input to the image processing unit 38 and used for alignment of the wafer 13 and is also displayed on the television monitor 36 via the control unit 50. Here, the control unit 50 includes a CPU, a memory, an input / output circuit unit, and the like, and controls the operation of each unit of the laser processing apparatus 1.

尚、レーザー加工装置1は、図示しないフレームウェハ搬送機構、操作板及び表示灯等を構成している。ここで、フレームウェハ搬送機構は、詳細は後述するが、エキスパンドテープ15に貼付されたウェハ13とダイシングフレーム14とを一体的に上下移動させて、液槽12の所定の場所へ位置決めして搬送を行う。   The laser processing apparatus 1 constitutes a frame wafer transfer mechanism, an operation plate, an indicator lamp and the like (not shown). Here, as will be described in detail later, the frame wafer transport mechanism moves the wafer 13 affixed to the expanded tape 15 and the dicing frame 14 up and down, and positions and transports them to a predetermined location in the liquid tank 12. I do.

このとき、操作板には、ウェハ載置部10の各部を操作するスイッチ類や表示装置が取り付けられている。また、表示灯は、レーザー加工装置1の稼動中、稼動終了時、及び非常停止時などの稼動状況などをタイムリーに表示する。   At this time, switches and a display device for operating each part of the wafer placement unit 10 are attached to the operation plate. In addition, the indicator lamp displays in a timely manner the operation status of the laser processing apparatus 1 during operation, at the end of operation, and at an emergency stop.

図2は、図1に示す駆動手段25の細部を示す概念図である。図2に示すように、駆動手段25は、コンデンスレンズ24を保持するレンズフレーム26、該レンズフレーム26の上面に取り付けられて該レンズフレーム26を図のZ方向に微小移動させるZ微動手段27、該Z微動手段27を保持する保持フレーム28、及び該保持フレーム28をウェハ13と平行に微小移動させるリニア微動手段であるPZ1、PZ2などによって構成されている。尚、ウェハ13は液槽12に貯えられた液体11の液面で支持されている。これによって、コンデンスレンズ24などの光学系を含むレーザー照射部がウェハ13上をスキャンして該ウェハ13の内面を改質する。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing details of the driving means 25 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the driving means 25 includes a lens frame 26 that holds the condensation lens 24, a Z fine movement means 27 that is attached to the upper surface of the lens frame 26 and slightly moves the lens frame 26 in the Z direction in the figure. A holding frame 28 for holding the Z fine moving means 27, and PZ1, PZ2, and the like which are linear fine moving means for moving the holding frame 28 in parallel with the wafer 13 are configured. The wafer 13 is supported by the liquid surface of the liquid 11 stored in the liquid tank 12. As a result, a laser irradiation unit including an optical system such as the condensation lens 24 scans the wafer 13 to modify the inner surface of the wafer 13.

また、図2に示すZ微動手段27には、電圧印加によって伸縮する圧電素子(図示せず)が用いられている。この圧電素子の伸縮によってコンデンスレンズ24がZ方向に微小送りされて、レーザー光Pの集光点のZ方向位置が精密に位置決めされるようになっている。   2 uses a piezoelectric element (not shown) that expands and contracts when a voltage is applied. Due to the expansion and contraction of the piezoelectric element, the condensation lens 24 is finely fed in the Z direction, and the position of the condensing point of the laser beam P in the Z direction is precisely positioned.

図2に示す保持フレーム28は、図示しない4本のピアノ線からなる2対の平行バネで支持され、XY方向には移動自在であって、Z方向の移動は拘束されている。なお、保持フレーム28の支持方法は、上記の方法に限定されることなく、例えば、複数のボールによって保持フレーム28の上下を挟み込み、Z方向の移動を拘束すると共にXY方向に移動自在に支持するようにしてもよい。   The holding frame 28 shown in FIG. 2 is supported by two pairs of parallel springs composed of four piano wires (not shown), is movable in the XY directions, and is restricted from moving in the Z direction. The support method of the holding frame 28 is not limited to the above method. For example, the upper and lower sides of the holding frame 28 are sandwiched by a plurality of balls to restrain the movement in the Z direction and support the movement in the XY direction. You may do it.

また、図2に示すリニア微動手段PZ1、PZ2には、Z微動手段27と同じく圧電素子(図示せず)が用いられており、一端がレーザーヘッド40(図1参照)のケース本体に固定され、他端は保持フレーム28の側面に当接している。   Also, the linear fine movement means PZ1 and PZ2 shown in FIG. 2 use a piezoelectric element (not shown) like the Z fine movement means 27, and one end is fixed to the case main body of the laser head 40 (see FIG. 1). The other end is in contact with the side surface of the holding frame 28.

図3は、図2に示す駆動手段25の平面図である。図3に示すように、リニア微動手段PZ1、PZ2はX方向に2個配置されており、それぞれの一端がレーザーヘッド40(図1参照)のケース本体に固定され、他端が保持フレーム28の側面に当接している。したがって、リニア微動手段PZ1、PZ2への印加電圧を制御することによってコンデンスレンズ24をX方向に往復微動送りすることができ、レーザー光P(図2参照)をX方向に往復微動送りさせたり振動させたりすることができる。   FIG. 3 is a plan view of the driving means 25 shown in FIG. As shown in FIG. 3, two linear fine movement means PZ <b> 1 and PZ <b> 2 are arranged in the X direction, one end of each being fixed to the case main body of the laser head 40 (see FIG. 1) and the other end of the holding frame 28. It is in contact with the side. Therefore, by controlling the voltage applied to the linear fine movement means PZ1 and PZ2, the condensation lens 24 can be finely fed back and forth in the X direction, and the laser beam P (see FIG. 2) can be finely fed back and forth in the X direction or vibrated. You can make it.

なお、リニア微動手段PZ1、PZ2のうちの何れか一方に圧電素子を用い、他方をバネ材などの弾性部材にしてもよい。また、図3に示すように、リニア微動手段PZ1、PZ2を2個にするのではなく、円周上に3個以上のリニア微動手段を配置するようにしてもよい。この場合は、円周上の均等な位置にリニア微動手段を配置することが望ましい。   A piezoelectric element may be used for one of the linear fine movement means PZ1 and PZ2, and the other may be an elastic member such as a spring material. In addition, as shown in FIG. 3, instead of using two linear fine movement means PZ1 and PZ2, three or more linear fine movement means may be arranged on the circumference. In this case, it is desirable to arrange the linear fine movement means at equal positions on the circumference.

上述のような構成により、図1及び図2に示すように、レーザー発振器21からレーザー光線Lが出射され、このレーザー光線Lはコリメートレンズ22、ハーフミラー23、コンデンスレンズ24等の光学系を経由してウェハ13の内部にレーザー光Pとして照射される。このとき、照射されるレーザー光Pの集光点のZ方向位置は、制御部50からの制御信号(XYZθ信号)による光学系(レーザー光照射部)のZ方向位置調整、及びZ微動手段27によるコンデンスレンズ24の位置制御によって、ウェハ13の内部の所定位置に正確に設定される。   1 and 2, the laser beam L is emitted from the laser oscillator 21, and this laser beam L passes through an optical system such as a collimator lens 22, a half mirror 23, a condensation lens 24, and the like. The inside of the wafer 13 is irradiated as laser light P. At this time, the Z direction position of the condensing point of the irradiated laser beam P is adjusted in the Z direction position of the optical system (laser beam irradiation unit) by the control signal (XYZθ signal) from the control unit 50 and the Z fine movement means 27. By the position control of the condensation lens 24 by the above, it is accurately set to a predetermined position inside the wafer 13.

この状態で制御部50からの制御信号(XYZθ信号)がウェハ13のダイシング方向であるX方向に加工送りされると共に、レーザーヘッド40に設けられたリニア微動手段PZ1、PZ2によってコンデンスレンズ24が往復微小移動される。そして、レーザー光Pがウェハ13と平行にX方向、又は任意のXY方向に振動され、レーザー光Pの集光点がウェハ13の内部で微小振動しながら改質領域を形成してゆく。これによって、ウェハ13の切断予定ラインに沿って、該ウェハ13の内部に多光子吸収による改質領域が1ライン形成される。   In this state, a control signal (XYZθ signal) from the control unit 50 is processed and sent in the X direction, which is the dicing direction of the wafer 13, and the condensation lens 24 is reciprocated by the linear fine movement means PZ1 and PZ2 provided in the laser head 40. It is moved slightly. Then, the laser beam P is vibrated in the X direction or an arbitrary XY direction in parallel with the wafer 13, and the condensing point of the laser beam P forms a modified region while slightly vibrating inside the wafer 13. As a result, one line of the modified region by multiphoton absorption is formed inside the wafer 13 along the planned cutting line of the wafer 13.

尚、必要に応じて、Z微動手段27によるZ方向の振動を加えてもよい。また、レーザー光Pを加工方向であるX方向にゆっくり往復微動送りさせながら光学系(レーザー光照射部)をX方向に送ることにより、レーザー光Pをミシン目のように行きつ戻りつの状態で繰返し照射するようにしてもよい。このようにして切断予定ラインに沿って改質領域が1ライン形成されると、順次、レーザー光Pが移動して、次のラインも同様に改質領域が形成される。   In addition, you may add the vibration of the Z direction by the Z fine movement means 27 as needed. In addition, the laser beam P is sent back and forth like a perforation by sending the optical system (laser beam irradiation part) in the X direction while slowly reciprocating and finely feeding the laser beam P in the X direction which is the processing direction. You may make it irradiate repeatedly. When one modified region is formed along the planned cutting line in this way, the laser beam P is sequentially moved, and the modified region is similarly formed on the next line.

ここで、ウェハ13の裏面とダイシングフレーム14の表面とに一体的に貼付されるエキスパンドテープ15などのエキスパンド用の透明フィルムは、ポリオレフィンシートなどを使用することができる。また、ウェハ13を浮かせる液体11としては、カーギル製の標準屈折液などを使用することができる。このカーギル製の標準屈折液の屈折率は、僅かに揮発性のある無色のプロロカーボン系液体である「シリーズAAA」の1.300〜1.395から、沃化エチレン系の揮発性液体である「シリーズM」の1.705〜1.800まで数種類のものがあり、ウェハ13の表面の材料に応じて屈折率差をできる限り小さくする液体11を使用することが望ましい。すなわち、ウェハ13の屈折率と液体11の屈折率とが差がなく略同等であれば、レーザー光Pはそのまま液体11の界面で反射することなく液体11内に導入される。   Here, as the transparent film for expanding, such as the expanding tape 15 attached integrally to the back surface of the wafer 13 and the surface of the dicing frame 14, a polyolefin sheet or the like can be used. As the liquid 11 for floating the wafer 13, a standard refraction liquid made of Cargill can be used. The refractive index of this standard refraction liquid made of Cargill is from 1.000 to 1.395 of “Series AAA” which is a slightly volatile colorless prolocarbon liquid, and is an ethylene iodide volatile liquid. There are several types of “Series M” from 1.705 to 1.800, and it is desirable to use the liquid 11 that makes the refractive index difference as small as possible depending on the material of the surface of the wafer 13. That is, if the refractive index of the wafer 13 and the refractive index of the liquid 11 are not substantially different and are substantially equal, the laser beam P is introduced into the liquid 11 without being reflected at the interface of the liquid 11 as it is.

参考までに、カーギル製の標準屈折液の参考資料としては次のようなものがある。HYPERLINK "http://www.moritex.co.jp/products/func/list#refraction.php?c#code=5-2-1-1" http://www.moritex.co.jp/products/func/list#refraction.php?c#code=5-2-1-1
HYPERLINK "http://www.kyoto-kem.com/ja/products/stdsol/ref#sol.html" http://www.kyoto-kem.com/ja/products/stdsol/ref#sol.html。
For reference, reference materials for standard refraction liquid made by Cargill include the following. HYPERLINK "http://www.moritex.co.jp/products/func/list#refraction.php?c#code=5-2-1-1" http://www.moritex.co.jp/products/ func / list # refraction.php? c # code = 5-2-1-1
HYPERLINK "http://www.kyoto-kem.com/en/products/stdsol/ref#sol.html"http://www.kyoto-kem.com/en/products/stdsol/ref#sol.html.

また、ウェハ13を支持する液体11は、できる限りレーザー光Pを吸収する液体11を使用することが望ましい。例えば、水であれば赤外域の光を特に吸収する性質を持ち、赤外光であれば3300cm-1又は1520cm-1付近に吸収帯を持つ。このように、レーザー光Pの使用される波長域によって、そのレーザー光Pを吸収するような液体11を使用すると、ウェハ13への余分な反射はなくなるので、反射光によるレーザー焼けは起こり難くなる。   The liquid 11 that supports the wafer 13 is desirably a liquid 11 that absorbs the laser beam P as much as possible. For example, in the case of water, it has a property of particularly absorbing infrared light, and in the case of infrared light, it has an absorption band in the vicinity of 3300 cm −1 or 1520 cm −1. As described above, when the liquid 11 that absorbs the laser beam P is used depending on the wavelength range in which the laser beam P is used, excess reflection on the wafer 13 is eliminated, and therefore laser burning due to the reflected beam hardly occurs. .

次に、ウェハ13をレーザー加工する一連の工程について説明する。図4は、本発明のレーザー加工装置によるレーザー加工工程の流れを示す工程図である。先ず、図4(a)において、ウェハ13の裏面とダイシングフレーム14、14の表面とに一体的に貼付されたエキスパンドテープ(ダイシングテープ)15の表面を、フレームウェハ搬送機構61の吸着手段61a、61b、61cによって吸着し、図1に示すウェハ載置部10における液槽12の所定位置へ搬送する。このとき、ウェハ13の裏面とダイシングフレーム14、14の表面は、共に吸着手段61a、61b、61cによって真空吸着されて水平状態(水準)が保たれている。   Next, a series of steps for laser processing the wafer 13 will be described. FIG. 4 is a process diagram showing a flow of a laser processing process by the laser processing apparatus of the present invention. First, in FIG. 4A, the surface of the expanded tape (dicing tape) 15 attached integrally to the back surface of the wafer 13 and the surfaces of the dicing frames 14 and 14 is attached to the suction means 61a of the frame wafer transport mechanism 61. Adsorbed by 61b and 61c and transported to a predetermined position of the liquid tank 12 in the wafer mounting portion 10 shown in FIG. At this time, the back surface of the wafer 13 and the front surfaces of the dicing frames 14 and 14 are both vacuum-sucked by the suction means 61a, 61b and 61c, and the horizontal state (level) is maintained.

次に、図4(b)において、ウェハ13とダイシングフレーム14、14が吸着手段61a、61b、61cによって真空吸着されて、液槽12の所定位置へ載置された状態で、液体注入口12aから液槽12の内部へ液体11を注入する。   Next, in FIG. 4B, the wafer 13 and the dicing frames 14 and 14 are vacuum-sucked by the suction means 61a, 61b and 61c and placed at a predetermined position in the liquid tank 12, and the liquid inlet 12a. The liquid 11 is injected into the liquid tank 12 from the inside.

次に、図4(c)において、液槽12の内部へ液体11が一杯に充填された後、フレームウェハ搬送機構61にエアーを入れて吸着手段61a、61b、61cを開放状態にし、フレームウェハ搬送機構61をエキスパンドテープ15の表面から取り除く。   Next, in FIG. 4C, after the liquid 11 is fully filled into the liquid tank 12, the frame wafer transport mechanism 61 is filled with air to open the suction means 61a, 61b, 61c, and the frame wafer. The transport mechanism 61 is removed from the surface of the expanding tape 15.

次に、図4(d)において、ウェハ13が液体11の液面にて支持された状態で、レーザー加工部62をXY方向へ移動させながら、レーザー光Pをエキスパンドテープ15越しにウェハ13の裏面に照射してレーザー加工を行う。すなわち、レーザー光PがXY方向へ移動することによって、ウェハ13の内部のXY方向にレーザー改質層が形成される。このとき、ウェハ13は液体11の液面で支持して水平状態が保たれているので、ウェハ13の内部には高精度且つ均一に改質層が形成される。   Next, in FIG. 4D, in a state where the wafer 13 is supported by the liquid surface of the liquid 11, the laser beam P is passed through the expand tape 15 while moving the laser processing unit 62 in the XY direction. Laser processing is performed by irradiating the back surface. That is, the laser modified layer is formed in the XY direction inside the wafer 13 by moving the laser beam P in the XY direction. At this time, since the wafer 13 is supported by the liquid surface of the liquid 11 and kept in a horizontal state, a modified layer is formed in the wafer 13 with high accuracy and uniformity.

次に、図4(e)において、フレームウェハ搬送機構61を液槽12の上の所定位置へ移動させ、該フレームウェハ搬送機構61の吸着手段61a、61b、61cによってエキスパンドテープ15を吸着した状態で、ウェハ13とダイシングフレーム14、14とを支持する。このとき、液槽12に充填されていた液体11を液体排出口12bより排出する。   Next, in FIG. 4E, the frame wafer transport mechanism 61 is moved to a predetermined position on the liquid tank 12, and the expanded tape 15 is sucked by the suction means 61a, 61b, 61c of the frame wafer transport mechanism 61. Thus, the wafer 13 and the dicing frames 14 and 14 are supported. At this time, the liquid 11 filled in the liquid tank 12 is discharged from the liquid discharge port 12b.

次に、図4(f)において、液体11による表面張力が働かなくなるので、ウェハ13の表面を乾燥させたのち、フレームウェハ搬送機構61によってウェハ13とダイシングフレーム14、14とを持ち上げて所定の位置へ搬送する。   Next, in FIG. 4F, since the surface tension due to the liquid 11 does not work, after the surface of the wafer 13 is dried, the wafer 13 and the dicing frames 14 and 14 are lifted up by the frame wafer transport mechanism 61 to a predetermined level. Transport to position.

上述のようにしてレーザー加工装置によってダイシング処理(改質処理)されたウェハ13は、外的応力が印加されることによってチップに分割される。このチップ化処理は、例えば、以下に述べるエキスパンド装置によって行われる。   The wafer 13 diced (modified) by the laser processing apparatus as described above is divided into chips by applying an external stress. This chip processing is performed by, for example, an expanding apparatus described below.

次に、ウェハ13をレーザー加工した後にチップに分割するチップ化処理について説明する。図5は、エキスパンド装置によるウェハのチップ化処理を示す工程図である。すなわち、レーザー加工装置によってレーザダイシング(改質)されたウェハ13は、図5(a)に示すように、表面を上側にして剥離テーブル71の上に載置される。言い換えると、ウェハ13の裏面に貼付されたエキスパンドテープ15が、剥離テーブル71の上に載置される状態となる。尚、ダイシングフレーム14、14は、図示しないフレーム固定機構によって所定位置に固定されている。   Next, a chip forming process for dividing the wafer 13 into laser chips after laser processing will be described. FIG. 5 is a process diagram showing the wafer chip processing by the expanding apparatus. That is, the wafer 13 that has been laser diced (modified) by the laser processing apparatus is placed on the peeling table 71 with the surface facing up, as shown in FIG. In other words, the expanded tape 15 attached to the back surface of the wafer 13 is placed on the peeling table 71. The dicing frames 14 and 14 are fixed at predetermined positions by a frame fixing mechanism (not shown).

このようにして、ウェハ13が剥離テーブル71の上に載置され、ダイシングフレーム14、14が固定されると、図5(b)に示すように、剥離テーブル71の周部を囲むように配置されたリング72が、図示しない昇降機構により押し上げられて上昇する。これにより、ウェハ13の裏面側に貼付されたエキスパンドテープ15が、放射状にエキスパンド(伸張)される。   In this way, when the wafer 13 is placed on the peeling table 71 and the dicing frames 14 and 14 are fixed, the wafer 13 is disposed so as to surround the peripheral portion of the peeling table 71 as shown in FIG. The ring 72 is pushed up by an elevating mechanism (not shown) and rises. Thereby, the expanding tape 15 affixed to the back side of the wafer 13 is expanded (expanded) radially.

そして、このエキスパンドテープ15がエキスパンドされることにより、ウェハ13に外的応力が印加され、図5(b)に示すように、改質層を起点としてウェハ13が分割される。このとき、ウェハ13の改質層は、ストリートに沿って形成されているので、ウェハ13はストリートに沿って分割される。すなわち、ストリートは個々のチップの間に設定されているので、ウェハ13は個々のチップに分割されることになる。このようにしてレーザダイシングされたウェハ13は、外的応力を印加することにより個々のチップに分割された状態となる。   Then, when the expand tape 15 is expanded, an external stress is applied to the wafer 13, and the wafer 13 is divided starting from the modified layer as shown in FIG. 5B. At this time, since the modified layer of the wafer 13 is formed along the street, the wafer 13 is divided along the street. That is, since the street is set between individual chips, the wafer 13 is divided into individual chips. The wafer 13 that has been laser diced in this manner is in a state of being divided into individual chips by applying an external stress.

なお、上記実施の形態では、ダイシングフレーム14、14にマウントされたウェハ13をウェハテーブル(図示せず)で吸着保持して、レーザダイシングする構成としているが、ウェハ13をダイシングフレーム14、14にマウントせず、直接ウェハテーブルで保持して、レーザダイシングすることもできる。また、ダイシングフレーム14、14にはマウントせず、ウェハ13の裏面にレーザー光を透過可能なテープ(ダイシングテープ)のみ貼着してレーザダイシングする構成とすることもできる。   In the above embodiment, the wafer 13 mounted on the dicing frames 14 and 14 is sucked and held by a wafer table (not shown) and laser dicing is performed. However, the wafer 13 is attached to the dicing frames 14 and 14. Laser dicing can also be performed by holding the wafer table directly without mounting. Further, it is possible to adopt a configuration in which laser dicing is performed by attaching only a tape (dicing tape) capable of transmitting laser light to the back surface of the wafer 13 without mounting on the dicing frames 14 and 14.

以上説明したように、本発明のレーザー加工装置は、基板をチップに分割するための基板改質を行うレーザー加工装置であって、基本的には、液体を充填して基板全体を支える液槽と、該液槽に充填された液体の液面によって支持された基板と、展延性を有する弾性力を持ち、基板を保持するように該基板の裏面に貼付された透明なエキスパンドフィルムと、透明なエキスパンドフィルムを介して基板にレーザー光を照射して該基板の内部又は表面の改質を行うレーザー光照射手段とを備えた構成となっている。   As described above, the laser processing apparatus of the present invention is a laser processing apparatus that performs substrate modification for dividing a substrate into chips, and is basically a liquid tank that fills a liquid and supports the entire substrate. And a substrate supported by the liquid level of the liquid filled in the liquid tank, a transparent expanded film attached to the back surface of the substrate so as to hold the substrate, and has a stretchable elasticity. And a laser beam irradiating means for modifying the inside or the surface of the substrate by irradiating the substrate with a laser beam through an expanded film.

このような構成のレーザー加工装置によれば、基板の表面の脆弱な構造を破壊することなく基板を支持することができ、且つ、自重で大きく撓む程度の大きいワークであっても、液槽に充填された液体表面で基板を水平状態に支持することができる。また、レーザー光の照射による基板の表面付近の過度な加熱は、液槽に充填された液体の液面にウェハが接触することにより、基板全面が均一に液体に浸されるので、基板の熱を効率的に冷却して該基板の表面温度を一定に保持することができる。さらに、液体の熱容量は大きいため、ウェハを冷却している液体が急激に温度上昇することはないので、ウェハに対して安定した温度環境を維持することができる。   According to the laser processing apparatus having such a configuration, even if the workpiece can support the substrate without destroying the fragile structure on the surface of the substrate and bends largely by its own weight, the liquid tank The substrate can be supported in a horizontal state with the liquid surface filled in the substrate. In addition, excessive heating near the surface of the substrate due to laser light irradiation causes the entire surface of the substrate to be immersed in the liquid uniformly when the wafer comes into contact with the liquid surface of the liquid filled in the liquid tank. Can be efficiently cooled to keep the surface temperature of the substrate constant. Furthermore, since the heat capacity of the liquid is large, the temperature of the liquid that is cooling the wafer does not rapidly increase, so that a stable temperature environment for the wafer can be maintained.

また、基板にレーザー光を照射したときに一部のレーザー光が基板から透過してしまう現象については、液体の屈折率は空気などよりも高く、例えば、水の屈折率は1.3程度である。従って、基板の表面がシリコン酸化膜などの酸化膜で構成されている場合は、レーザー光を空気中に放出するのに比べて、基板と液体の方が屈折率の差を小さくすることができる。また、液体の液面は、基板表面の凹凸部分にも入り込むことができる。   As for the phenomenon in which a part of the laser light is transmitted from the substrate when the substrate is irradiated with the laser light, the refractive index of the liquid is higher than that of air, for example, the refractive index of water is about 1.3. Therefore, when the surface of the substrate is composed of an oxide film such as a silicon oxide film, the difference in refractive index between the substrate and the liquid can be made smaller than when laser light is emitted into the air. . Further, the liquid level of the liquid can also enter the uneven portion of the substrate surface.

結果的に、液体の表面で基板を支持すれば前記屈折率の差を小さくし、基板表面のラフネス形状による影響をなくして、レーザー光の散乱を大幅に低減するため、基板表面と液体の界面付近で生じるレーザー光のエネルギー損失を大幅に低下させる。その結果、基板表面での発熱を抑えて素子表面を保護するとともに、液体内に余分なレーザー光を効率よく導いて、そのエネルギーを効果的に減衰させることが可能になる。   As a result, if the substrate is supported by the liquid surface, the difference in refractive index is reduced, the influence of the roughness shape of the substrate surface is eliminated, and the scattering of laser light is greatly reduced. It greatly reduces the energy loss of laser light that occurs in the vicinity. As a result, it is possible to protect the element surface by suppressing heat generation on the substrate surface, efficiently guide excess laser light into the liquid, and effectively attenuate the energy.

このような現象によって、基板と液体の液面の屈折率差が小さくなり、また、基板表面のラフネス形状については、該形状の周囲を液体がくまなく回り込んで当該形状を埋め込む。このため、基板表面のラフネス形状による散乱の影響を受けにくくする。即ち、基板から一部が透過したレーザー光は液体の内部に入り込みやすく、且つレーザー光の散乱も小さくなる。さらに、液槽でレーザー光の透過および反射を低減するようにすることで、散乱や反射したレーザー光による基板面のレーザー焼けを抑えることが可能となる。   Due to such a phenomenon, the difference in refractive index between the substrate and the liquid surface becomes small, and the roughness shape on the surface of the substrate embeds the shape by the liquid all around the shape. For this reason, it becomes difficult to receive the influence of the scattering by the roughness shape of the substrate surface. That is, laser light partially transmitted from the substrate is likely to enter the liquid, and laser light scattering is also reduced. Furthermore, by reducing the transmission and reflection of laser light in the liquid tank, it is possible to suppress laser burn on the substrate surface due to scattered or reflected laser light.

液槽でレーザー光の透過および反射を低減することとしては、例えば、単純な方法では、液槽の内面を黒く着色することにより、液槽内面からのレーザー光の反射を防ぐことが可能となる。また、液槽内面に使用するレーザー光の波長λに対応した反射防止膜(例えばλ/4の膜厚)をコーティングしてもよい。   In order to reduce the transmission and reflection of laser light in the liquid tank, for example, in a simple method, it is possible to prevent the reflection of laser light from the inner surface of the liquid tank by coloring the inner surface of the liquid tank black. Become. Further, an antireflection film (for example, a film thickness of λ / 4) corresponding to the wavelength λ of the laser beam used on the inner surface of the liquid tank may be coated.

さらには、液体の内部に入ったレーザー光は、使用するレーザー光の波長に対し吸収帯を有する分子を内在した適切な液体を選ぶことによってレーザー光を吸収して減衰させることもできる。尚、どのような種類の液体を使用するかについては、使用するレーザー光の波長によって変わるため、使用するレーザー光に応じて適宜吸収性の良い液体を使用することが望ましい。   Further, the laser light entering the liquid can be absorbed and attenuated by selecting an appropriate liquid containing molecules having an absorption band with respect to the wavelength of the laser light to be used. In addition, since what kind of liquid is used depends on the wavelength of the laser light to be used, it is desirable to use a liquid having good absorbency as appropriate according to the laser light to be used.

このような効果により、基板(ワーク)から漏れ出た一部のレーザー光が散乱する現象や、レーザー光が反射することによって基板表面の他の部分が焼けて劣化するなどの近接効果による弊害を防止することができる。   Due to these effects, some laser light leaking from the substrate (workpiece) is scattered, and other effects such as proximity effects such as burning and deterioration of other parts of the substrate surface due to reflection of the laser light. Can be prevented.

また、本発明のレーザー加工方法は、基板の裏面に貼付されたエキスパンドフィルム越しにレーザー光を照射して、基板の内部に改質層を形成するレーザー加工方法であり、大型のワーク(基板)であっても基板が自重で撓むこともなく、基板の水平状態(水準)を精度よく簡易な方法で維持することができる。さらに、レーザー光の照射に伴って、基板の表面に蓄積される熱量を液体へ効果的に排出することにより、基板の表面温度を一定に保つことができる。   The laser processing method of the present invention is a laser processing method in which a modified layer is formed inside a substrate by irradiating a laser beam through an expanded film attached to the back surface of the substrate, and a large workpiece (substrate). Even in this case, the substrate is not bent by its own weight, and the horizontal state (level) of the substrate can be maintained with a simple method with high accuracy. Furthermore, the surface temperature of the substrate can be kept constant by effectively discharging the amount of heat accumulated on the surface of the substrate to the liquid as the laser light is irradiated.

また、レーザー光の照射により、基板の表面側から抜けていくレーザー光が反射され、再度、基板の表面に照射されるような近接効果が生じないようにし、基板の表面にレーザー光を反射する材料が使用されている。さらに、基板の表面が微小かつ脆弱な構造を有していて、表面を下側にして支持できない基板であっても、基板の表面が液体の液面で支持されているので、基板の表面を傷付けることなく、安定した支持状態でレーザー加工を行うことができる。また、エキスパンドフィルムと基板が自重で撓むことにより、レーザー光の照射面の水準がとれずに、ミスアライメントを起こすような現象を防止することもできる。   In addition, the laser light that escapes from the surface side of the substrate is reflected by the laser light irradiation, so that the proximity effect that is irradiated again on the surface of the substrate does not occur, and the laser light is reflected on the surface of the substrate. Material is used. Furthermore, even if the surface of the substrate has a minute and fragile structure and cannot be supported with the surface facing down, the surface of the substrate is supported by the liquid level. Laser processing can be performed in a stable support state without being damaged. Further, since the expanded film and the substrate are bent by their own weight, it is possible to prevent a phenomenon in which misalignment occurs without taking the level of the laser light irradiation surface.

上記実施例によると、前記液体の屈折が基板の屈折率とほぼ同等であるので、液体であっても、基板の屈折率と液体の屈折率を同等に近づけることで、さらに基板と液体界面の屈折率差がなくなり、その界面で生じる散乱等によるエネルギー損失が大幅に低下する。従って、表面から液体中へ一部のレーザー光が抜ける際に、その界面付近でレーザー光のエネルギーが局部的に使用されて、該基板の表面が局部的に発熱することを無くすことができる。   According to the above embodiment, since the refraction of the liquid is almost equal to the refractive index of the substrate, even if it is a liquid, by making the refractive index of the substrate and the refractive index of the liquid close to each other, There is no difference in refractive index, and energy loss due to scattering or the like occurring at the interface is greatly reduced. Therefore, when a part of the laser beam escapes from the surface into the liquid, the energy of the laser beam is locally used in the vicinity of the interface, and the surface of the substrate can be prevented from generating heat locally.

又、レーザー光の照射手段がパルス的にレーザー光を照射する場合、液体界面が大きく発熱するおそれがなく、液体の温度が極力安定かつ一様な温度分布になるように調整できる。その結果、照射回数を重ねて徐々に熱を帯びて液面に温度差が生ずる恐れがある場合でも、基板の形状が温度差によって変形することを抑制できる。即ち、レーザー光をパルス的、即ち、断続的又は強弱を付けて不連続的に照射することで、過剰な温度勾配は発生せず、熱応力によるウェハの割れを軽減して品質性能の向上を図ることができる。   Further, when the laser beam irradiation means irradiates the laser beam in a pulsed manner, there is no fear that the liquid interface greatly generates heat, and the temperature of the liquid can be adjusted to be as stable and uniform as possible. As a result, it is possible to suppress the deformation of the substrate shape due to the temperature difference even when there is a possibility that a temperature difference may be caused on the liquid surface by gradually heating up the number of irradiations. In other words, by irradiating laser light in a pulsed manner, that is, intermittently or intermittently, without excessive temperature gradients, wafer cracking due to thermal stress is reduced and quality performance is improved. Can be planned.

以上、本発明に係るレーザー加工装置及びレーザー加工方方について具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、本発明は、上記の実施例の内容に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。   As described above, the laser processing apparatus and the laser processing method according to the present invention have been described in detail based on the specific examples. However, the present invention is not limited to the contents of the above examples, Various modifications can be made without departing from the spirit, and the present invention naturally extends to the modifications.

本発明のレーザー加工装置は、基板に対して高精度に改質層を形成してチップを生成することができるので、各種の半導体製造装置などに有効に利用することが可能である。   Since the laser processing apparatus according to the present invention can form a chip by forming a modified layer with high accuracy on a substrate, it can be effectively used for various semiconductor manufacturing apparatuses.

1 レーザー加工装置
10 ウェハ載置部
11 液体
12 液槽
12a 液体注入口
12b 液体排出口
13 ウェハ(基板)
14 ダイシングフレーム
15 エキスパンドテープ(ダイシングテープ)
20 レーザー光学部
21 レーザー発振器
22、32 コリメートレンズ
23、33 ハーフミラー
24、34 コンデンスレンズ(集光レンズ)
25 駆動手段
26 レンズフレーム
27 Z微動手段
28 保持フレーム
30 観察光学部
31 観察用光源
35 CCDカメラ
36 テレビモニタ
38 画像処理部
40 レーザーヘッド
50 制御部
61 フレームウェハ搬送機構
61a、61b、61c 吸着手段
62 レーザー加工部
71 剥離テープ
72 リング
L レーザー光線
P レーザー光
PZ1、PZ2 リニア微動手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 10 Wafer mounting part 11 Liquid 12 Liquid tank 12a Liquid inlet 12b Liquid outlet 13 Wafer (substrate)
14 Dicing frame 15 Expanding tape (dicing tape)
20 Laser optics 21 Laser oscillator 22, 32 Collimate lens 23, 33 Half mirror 24, 34 Condensation lens (Condensing lens)
25 Driving means 26 Lens frame 27 Z fine movement means 28 Holding frame 30 Observation optical part 31 Observation light source 35 CCD camera 36 Television monitor 38 Image processing part 40 Laser head 50 Control part 61 Frame wafer transport mechanism 61a, 61b, 61c Adsorption means 62 Laser processing part 71 Peeling tape 72 Ring L Laser beam P Laser beam PZ1, PZ2 Linear fine movement means

Claims (12)

レーザー光によって基板をチップに分割するための基板改質を行うレーザー加工装置であって、
液体の液面で支持された前記基板と、
前記基板の裏面に貼付された透明なエキスパンドフィルムと、
前記エキスパンドフィルムを介して、前記基板に前記レーザー光を照射して該基板の内部又は表面の改質を行うレーザー光照射手段と
を備えることを特徴とするレーザー加工装置。
A laser processing apparatus for modifying a substrate for dividing a substrate into chips by laser light,
The substrate supported by a liquid surface;
A transparent expanded film affixed to the back surface of the substrate;
A laser processing apparatus, comprising: a laser beam irradiation unit that irradiates the substrate with the laser beam through the expanded film to modify the inside or the surface of the substrate.
レーザー光によって基板をチップに分割するための基板改質を行うレーザー加工装置であって、
液体が充填された液槽と、
前記液槽に充填された液体の液面で支持された前記基板と、
前記基板の裏面に貼付された透明なエキスパンドフィルムと、
前記エキスパンドフィルムに前記レーザー光を照射して前記基板の内部又は表面の改質を行うレーザー光照射手段と
を備えることを特徴とするレーザー加工装置。
A laser processing apparatus for modifying a substrate for dividing a substrate into chips by laser light,
A liquid tank filled with liquid;
The substrate supported by the liquid level of the liquid filled in the liquid tank;
A transparent expanded film affixed to the back surface of the substrate;
A laser processing apparatus comprising: a laser beam irradiation unit configured to irradiate the expanded film with the laser beam to modify the inside or the surface of the substrate.
前記レーザー光照射手段は、金属膜の形成された基板表面に対向する基板裏面を上側にして、該基板裏面に貼付された前記エキスパンドフィルムの表面側に前記レーザー光を照射することを特徴とする請求項1又は2記載のレーザー加工装置。   The laser beam irradiation means irradiates the laser beam on the surface side of the expanded film attached to the back surface of the substrate with the back surface of the substrate facing the substrate surface on which the metal film is formed facing upward. The laser processing apparatus according to claim 1 or 2. 前記液槽は、前記レーザー光を透過して吸収する性質を有することを特徴とする請求項2又は3記載のレーザー加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the liquid tank has a property of transmitting and absorbing the laser light. 前記液体の屈折率は、前記基板の屈折率とほぼ同等であることを特徴とする請求項1,2,3又は4記載のレーザー加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the refractive index of the liquid is substantially equal to the refractive index of the substrate. 前記レーザー光照射手段は、パルス的にレーザー光を照射することを特徴とする請求項1,2,3又は4記載のレーザー加工装置。   5. A laser processing apparatus according to claim 1, wherein said laser beam irradiation means irradiates laser beam in a pulsed manner. レーザー光によって基板をチップに分割するための基板改質を行うレーザー加工方法であって、
液体の液面で前記基板を支持させる第1の工程と、
前記液面に支持された前記基板に対してレーザー光を照射し、該基板の内部又は表面の改質を行う第2の工程と
を含むことを特徴とするレーザー加工方法。
A laser processing method for modifying a substrate to divide a substrate into chips by laser light,
A first step of supporting the substrate with a liquid surface;
And a second step of irradiating the substrate supported by the liquid surface with laser light to modify the inside or the surface of the substrate.
レーザー光によって基板をチップに分割するための基板改質を行うレーザー加工方法であって、
透明なエキスパンドフィルムが貼付された前記基板を液体の液面で支持させる第1の工程と、
前記エキスパンドフィルムを介して、前記液面に支持された前記基板に対して前記レーザー光を照射し、該基板の内部又は表面の改質を行う第2の工程と
を含むことを特徴とするレーザー加工方法。
A laser processing method for modifying a substrate to divide a substrate into chips by laser light,
A first step of supporting the substrate, to which the transparent expanded film is attached, on the liquid surface;
And a second step of modifying the inside or the surface of the substrate by irradiating the substrate supported by the liquid surface with the laser light through the expanded film. Processing method.
レーザー光によって基板をチップに分割するための基板改質を行うレーザー加工方法であって、
金属膜の形成された基板表面に対向する基板裏面に対して透明なエキスパンドフィルムを貼付する第1の工程と、
前記エキスパンドフィルムの貼付された前記基板を液槽へ搬送する第2の工程と、
前記液槽に液体を充填し、前記エキスパンドフィルムの貼付された前記基板を、該液体の液面で支持する第3の工程と、
前記液面で支持された前記基板に対して、前記エキスパンドフィルムを介して前記レーザー光を照射し、該基板の内部又は表面の改質を行う第4の工程と、
前記基板の内部又は表面に対して改質層が形成された後、該基板を支持していた前記液体を前記液槽から排出する第5の工程と、
前記液槽から前記液体が排出された後、前記エキスパンドフィルムが貼付された状態の前記基板を、該液槽から外部へ搬送する第6の工程と、
前記エキスパンドフィルムが貼付された前記基板に対して、前記改質層の形成された領域で分割離間してチップを生成する第7の工程と
を含むことを特徴とするレーザー加工方法。
A laser processing method for modifying a substrate to divide a substrate into chips by laser light,
A first step of attaching a transparent expanded film to the back surface of the substrate facing the substrate surface on which the metal film is formed;
A second step of transporting the substrate with the expanded film attached thereto to a liquid tank;
A third step of filling the liquid tank with a liquid and supporting the substrate to which the expanded film is attached on the liquid surface of the liquid;
A fourth step in which the substrate supported by the liquid surface is irradiated with the laser light through the expanded film to modify the inside or the surface of the substrate;
After a modified layer is formed on the inside or the surface of the substrate, a fifth step of discharging the liquid supporting the substrate from the liquid tank;
After the liquid is discharged from the liquid tank, the sixth step of conveying the substrate with the expanded film attached thereto from the liquid tank to the outside;
A laser processing method comprising: a seventh step of generating chips by dividing and separating the substrate on which the expanded film is attached in a region where the modified layer is formed.
前記金属膜の形成された基板表面に対向する基板裏面を上側にして、該基板裏面に貼付された前記エキスパンドフィルムの表面側に前記レーザー光を照射することにより、前記基板の改質を行うことを特徴とする請求項9記載のレーザー加工方法。   The substrate is modified by irradiating the surface of the expanded film attached to the back surface of the substrate with the laser beam facing upward on the back surface of the substrate facing the substrate surface on which the metal film is formed. The laser processing method according to claim 9. 前記液体の屈折率は、前記基板の屈折率とほぼ同等であることを特徴とする請求項7,8,9又は10記載のレーザー加工方法。   11. The laser processing method according to claim 7, 8, 9, or 10, wherein a refractive index of the liquid is substantially equal to a refractive index of the substrate. 前記レーザー光は、パルス的に照射されること特徴とする請求項7,8,9又は10記載のレーザー加工方法。   The laser processing method according to claim 7, wherein the laser beam is irradiated in a pulse manner.
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