JP2016040809A - Processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、板状ワークにレーザ光線を照射して加工を施し、チップを生成する加工方法に関する。 The present invention relates to a processing method for generating chips by irradiating a plate workpiece with a laser beam.
従来、板状ワークとして、格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域に発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスが形成されたウエーハが知られている。このウエーハにあっては、ストリートに沿って切断することにより個々の光デバイスとなるチップが製造される。このようなウエーハの切断方法として、ストリートに沿ってレーザ光線を照射し、アブレーション加工を施す方法が提案されている(特許文献1及び2参照)。 Conventionally, a wafer in which optical devices such as light emitting diodes and laser diodes are formed in a plurality of regions partitioned by a plurality of streets formed in a lattice shape is known as a plate-like workpiece. In this wafer, chips that become individual optical devices are manufactured by cutting along the streets. As such a wafer cutting method, a method of performing ablation processing by irradiating a laser beam along a street has been proposed (see Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、ウエーハにレーザ光線を照射すると、レーザ光線が照射された領域に熱エネルギーが集中してデブリ(溶解物)が発生し、このデブリがチップの表面に付着してチップの品質を低下させる、という問題がある。そこで、特許文献1及び2では、デブリの付着を回避するため、保護部材で形成される保護膜によってウエーハの加工面側を被覆する方法が提案されている。 However, when a wafer is irradiated with a laser beam, thermal energy is concentrated in the region irradiated with the laser beam, and debris (dissolved material) is generated, and this debris adheres to the surface of the chip and degrades the quality of the chip. There is a problem. Therefore, Patent Documents 1 and 2 propose a method of covering the processed surface side of the wafer with a protective film formed of a protective member in order to avoid adhesion of debris.
一方、光デバイス用のウエーハとなる板状ワークとして、基板の上面に、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂で形成される樹脂層を備えたものが知られている。樹脂層は発光部の表面を保護するものであり、高出力の基板では、発熱による樹脂層の変色防止を図るため、樹脂層がシリコーン樹脂で形成される。 On the other hand, as a plate-like work serving as a wafer for an optical device, one having a resin layer formed of a silicone resin or an epoxy resin on the upper surface of a substrate is known. The resin layer protects the surface of the light emitting part. In a high-power substrate, the resin layer is formed of a silicone resin in order to prevent discoloration of the resin layer due to heat generation.
特許文献1において、ウエーハの加工面を被覆するための保護部材は、ポリビニルアルコール等を主成分とする水溶性樹脂により構成されている。この保護部材をシリコーン樹脂で形成された樹脂層の表面に塗布して乾燥させた場合、シリコーン樹脂の表面が撥水性を有するため、保護部材が撥水されて保護膜が形成されない領域が存在し、その領域にデブリが付着する、という問題がある。また、シリコーン樹脂の表面に対し、保護膜の密着性が弱くなるため、レーザ加工によって保護膜が剥がれ、シリコーン樹脂やウエーハにレーザ焼けや、デブリの付着が発生する、という問題がある。 In Patent Document 1, a protective member for covering a processed surface of a wafer is made of a water-soluble resin whose main component is polyvinyl alcohol or the like. When this protective member is applied to the surface of a resin layer formed of a silicone resin and dried, the surface of the silicone resin has water repellency, so there is a region where the protective member is water repellent and no protective film is formed. There is a problem that debris adheres to the region. Further, since the adhesion of the protective film to the surface of the silicone resin is weakened, there is a problem that the protective film is peeled off by laser processing, and laser burning or debris adhesion occurs on the silicone resin or the wafer.
また、特許文献2では、水溶性シリコーンオイルを主体とする液状保護部材をウエーハの加工面に被覆し、保護部材が流動性を有する状態でレーザ光線を照射している。このレーザ光線の照射では、シリコーン樹脂をアブレーション加工する際にアシストガスをウエーハの加工面側に噴射することが望ましい。かかる液状の保護部材をシリコーン樹脂で形成された樹脂層の表面に塗布してレーザ光線を照射し、これと同時にアシストガスを噴射すると、保護部材がアシストガスの勢いで飛散してしまう。このため、シリコーン樹脂の表面が保護できなくなり、これによっても、シリコーン樹脂やウエーハにレーザ焼けや、デブリの付着が発生するという問題がある。 Moreover, in patent document 2, the liquid protection member which has water-soluble silicone oil as a main body is coat | covered on the process surface of a wafer, and the laser beam is irradiated in the state in which the protection member has fluidity | liquidity. In this laser beam irradiation, it is desirable that the assist gas is jetted to the processed surface side of the wafer when the silicone resin is ablated. When such a liquid protective member is applied to the surface of a resin layer formed of a silicone resin and irradiated with a laser beam, and assist gas is injected at the same time, the protective member is scattered by the force of the assist gas. For this reason, the surface of the silicone resin cannot be protected, and this also causes a problem that laser burning or debris adhesion occurs on the silicone resin or the wafer.
なお、上述した問題については、樹脂層をエポキシ樹脂で形成した場合も同様に発生する。 In addition, about the problem mentioned above, when the resin layer is formed of an epoxy resin, the same problem occurs.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂で形成された樹脂層の表面に保護膜を密着させることができ、樹脂層や基板にデブリが付着することを防止することができる加工方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and can adhere a protective film to the surface of the resin layer formed with the silicone resin or the epoxy resin, and prevents that a debris adheres to a resin layer or a board | substrate. It aims at providing the processing method which can be performed.
本発明に係る加工方法は、基板の上面にシリコーン樹脂又はエポキシ樹脂で形成される樹脂層を備え、分割予定ラインで区画される板状ワークの樹脂層側からレーザ光線を照射させ、分割予定ラインに沿って樹脂層と基板とを切断してチップを生成する加工方法であって、樹脂層の上面に、水溶性樹脂とシラン化合物またはコロイダルシリカとを混合させた保護部材を塗布し、樹脂層の上面全面に保護部材で保護膜を形成する保護膜形成工程と、保護膜が形成された基板をチャックテーブルで保持して、保護膜の上面からレーザ光線を照射させ、保護膜を通過したレーザ光線で樹脂層を切断する樹脂層切断工程と、基板の樹脂層が切断された部分にレーザ光線を照射させて切断し、チップを生成するチップ生成工程と、から構成されることを特徴とする。 A processing method according to the present invention includes a resin layer formed of a silicone resin or an epoxy resin on an upper surface of a substrate, and irradiates a laser beam from the resin layer side of a plate-like workpiece defined by the division schedule line, Is a processing method of generating a chip by cutting the resin layer and the substrate along with a protective member in which a water-soluble resin and a silane compound or colloidal silica are mixed on the upper surface of the resin layer. A protective film forming step of forming a protective film on the entire upper surface of the substrate with a protective member, a substrate on which the protective film is formed is held by a chuck table, a laser beam is irradiated from the upper surface of the protective film, and the laser passes through the protective film A resin layer cutting step of cutting the resin layer with a light beam, and a chip generation step of generating a chip by irradiating a laser beam to a portion of the substrate where the resin layer is cut to generate a chip. And butterflies.
この構成によれば、水溶性樹脂とシラン化合物とを混合させた保護部材を用いたので、シラン化合物が接着助剤として機能し、樹脂層に対する保護膜の密着性を高めることができる。これにより、樹脂層上面において、保護部材が撥水されて保護膜の非形成領域が生じたり、レーザ加工による保護膜の剥離領域が生じたりすることを回避でき、それらの領域でデブリが付着したりレーザ焼けしたりすることを防止することができる。しかも、レーザ光線の照射時に、保護部材が流動性を有する状態とせずに乾燥した状態で保護膜を樹脂層の上面全面に形成することができる。従って、アシストガスを使用したレーザ加工を行うことができ、これによっても、樹脂層や基板にデブリが付着することを防止することができる。 According to this configuration, since the protective member in which the water-soluble resin and the silane compound are mixed is used, the silane compound functions as an adhesion assistant, and the adhesion of the protective film to the resin layer can be improved. This prevents the protective member from being water-repellent on the upper surface of the resin layer, resulting in non-protective film formation regions or the formation of protective film peeling regions due to laser processing, and debris adhering to those regions. Or laser burn can be prevented. In addition, the protective film can be formed on the entire top surface of the resin layer in a dry state without the protective member having fluidity at the time of laser beam irradiation. Therefore, laser processing using assist gas can be performed, and this can also prevent debris from adhering to the resin layer and the substrate.
本発明の加工方法において、保護部材は、水溶性樹脂とシラン化合物と有機溶剤とを混合させてもよい。この構成では、有機溶剤が混合されるので、板状ワークに対するレーザ加工時に、放熱性が良くなってレーザ焼けを防止することができる。 In the processing method of the present invention, the protective member may be a mixture of a water-soluble resin, a silane compound, and an organic solvent. In this configuration, since the organic solvent is mixed, heat dissipation is improved and laser burn can be prevented at the time of laser processing for the plate-like workpiece.
本発明によれば、水溶性樹脂とシラン化合物とを混合させた保護部材を用いたので、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂で形成された樹脂層の表面に保護膜を密着させることができ、樹脂層や基板にデブリが付着することを防止することができる。 According to the present invention, since the protective member in which the water-soluble resin and the silane compound are mixed is used, the protective film can be adhered to the surface of the resin layer formed of a silicone resin or an epoxy resin. It is possible to prevent debris from adhering to the substrate.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る加工方法ついて説明する。先ず、図1Aを参照して、本実施の形態に係る加工方法によって加工される板状ワークについて説明する。図1Aは、板状ワークの概略斜視図である。 Hereinafter, a processing method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, with reference to FIG. 1A, the plate-shaped workpiece processed by the processing method according to the present embodiment will be described. FIG. 1A is a schematic perspective view of a plate-like workpiece.
図1Aに示すように、板状ワークWは、長方形状のアルミナセラミック板で形成された基材94を備えている。基材94は、格子状の分割予定ライン96によって複数の領域に区画されている。分割予定ライン96で区画された各領域には、各領域に光デバイスが形成されている。基材94の表面には透光性を有するシリコーン樹脂が塗布されて、光デバイスを保護する樹脂層95が形成されている。
As shown in FIG. 1A, the plate-like workpiece W includes a
樹脂層95には、各光デバイスに対応して凸状(ドーム状)の半球面93が形成されている。この半球面93は、レンズとして機能しており、光デバイスの発光部から照射された光を拡散させることで輝度を向上させている。なお、板状ワークWは、光デバイス用のワークに限らず、半導体用のワークでもよいし、各種パッケージ基板でもよい。よって、基材94は、ガラス、サファイア系の無機材料基板でもよいし、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板でもよい。また、板状ワークWの樹脂層95は、シリコーン樹脂に替えてエポキシ樹脂によってデバイスを保護してもよい。
The
続いて、図1Bを参照して、本発明に係る加工方法が適用されるレーザ加工装置について説明する。図1Bは、本実施の形態に係るレーザ加工装置の斜視図である。なお、本発明に係るレーザ加工装置は、図1Bに示すレーザ加工装置に限定されない。レーザ加工装置は、本発明に係る加工方法が適用される構成であれば、どのように構成されてもよい。 Subsequently, a laser processing apparatus to which the processing method according to the present invention is applied will be described with reference to FIG. 1B. FIG. 1B is a perspective view of the laser processing apparatus according to the present embodiment. The laser processing apparatus according to the present invention is not limited to the laser processing apparatus shown in FIG. 1B. The laser processing apparatus may be configured in any way as long as the processing method according to the present invention is applied.
図1Bに示すように、レーザ加工装置1は、チャックテーブル20上の矩形板状の板状ワークWにレーザ光線を照射して、板状ワークWを個々のチップC(図4参照)に切断するように構成されている。 As shown in FIG. 1B, the laser processing apparatus 1 irradiates a rectangular plate-like plate-like workpiece W on the chuck table 20 with a laser beam, and cuts the plate-like workpiece W into individual chips C (see FIG. 4). Is configured to do.
チャックテーブル20は、基台となるベース部材21に板状ワークWの分割後の各チップCを個別に保持可能な保持ブロック22が配設されて構成される。保持ブロック22の上面(保持面)に形成された多数の穴は、ベース部材21の内部に形成された吸引路を介して吸引源(不図示)に連通されている。吸引源からの吸引力によって保持ブロック22の上面が負圧になることで、板状ワークWが保持ブロック22の上面に吸引保持される。
The chuck table 20 is configured such that a holding
レーザ加工装置1の基台10上には、チャックテーブル20をX軸方向及びY軸方向に移動するチャックテーブル移動機構30が設けられている。チャックテーブル移動機構30は、基台10上に配置されたX軸方向に平行な一対のガイドレール31と、一対のガイドレール31にスライド可能に設置されたモータ駆動のX軸テーブル32とを有している。また、チャックテーブル移動機構30は、X軸テーブル32上に配置されたY軸方向に平行な一対のガイドレール33と、一対のガイドレール33にスライド可能に設置されたモータ駆動のY軸テーブル34とを有している。
A chuck
X軸テーブル32及びY軸テーブル34の背面側には、それぞれ図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ35、36が螺合されている。そして、ボールネジ35、36の一端部に連結された駆動モータ37、38が回転駆動されることで、チャックテーブル20がガイドレール31、33に沿ってX軸方向及びY軸方向に移動される。Y軸テーブル34上には、θテーブル39を介してチャックテーブル20が回転可能に設けられている。
Nut portions (not shown) are formed on the back sides of the X-axis table 32 and the Y-axis table 34, and ball screws 35 and 36 are screwed into these nut portions. Then, the
また、基台10の後方には、チャックテーブル移動機構30の後方に立壁部11が立設されており、立壁部11からはチャックテーブル20の上方に向かってアーム12が突出している。アーム12の先端には、板状ワークWの分割予定ライン96に沿ってレーザ光線を照射するレーザ照射手段50が設けられている。レーザ照射手段50には、レーザ光線の照射領域にアシストガスを噴射するガス供給部52と、レーザ光線のレーザ出力を可変する出力可変部53とが接続されている(図3、図4参照)。
In addition, a standing
レーザ照射手段50による板状ワークWの加工は、板状ワークWに対して吸収性を有する波長のレーザ光線を用いたアブレーション加工によって実施される。なお、アブレーションとは、レーザ光線の照射強度が所定の加工閾値以上になると、固体表面で電子、熱的、光科学的及び力学的エネルギーに変換され、その結果、中性原子、分子、正負のイオン、ラジカル、クラスタ、電子、光が爆発的に放出され、固体表面がエッチングされる現象をいう。また、本実施の形態に係るアシストガスは、圧縮エアであり、板状ワークWの材質等に応じて酸素や窒素等のガスに適宜変更される。 The processing of the plate-like workpiece W by the laser irradiation means 50 is performed by ablation processing using a laser beam having a wavelength that has an absorptivity for the plate-like workpiece W. Ablation means that when the irradiation intensity of the laser beam exceeds a predetermined processing threshold, it is converted into electronic, thermal, photochemical and mechanical energy on the solid surface, and as a result, neutral atoms, molecules, positive and negative A phenomenon in which ions, radicals, clusters, electrons, and light are explosively emitted and the solid surface is etched. The assist gas according to the present embodiment is compressed air, and is appropriately changed to a gas such as oxygen or nitrogen according to the material of the plate-like workpiece W or the like.
このように構成されたレーザ加工装置1では、レーザ照射手段50から板状ワークWにレーザ光線が照射されると共にレーザ光線の照射領域にアシストガスが噴射される。そして、レーザ光線が照射された状態でチャックテーブル20が移動されることで分割予定ライン96に沿って板状ワークWがアブレーション加工される。なお、本実施の形態では、アブレーション加工で板状ワークWを加工する構成にしたが、この構成に限定されない。レーザ光線によって板状ワークWを溶融させながら熱加工できる構成であれば、どのような加工でもよい。
In the laser processing apparatus 1 configured as described above, the laser beam is irradiated from the laser irradiation means 50 onto the plate-like workpiece W, and the assist gas is injected into the irradiation region of the laser beam. Then, by moving the chuck table 20 in the state of being irradiated with the laser beam, the plate-like workpiece W is ablated along the scheduled
本実施の形態に係る板状ワークWを分割するために、シリコーン樹脂製の樹脂層95の加工時とアルミナセラミック製の基材94の加工時とでレーザ出力が変更される。
In order to divide the plate-like workpiece W according to the present embodiment, the laser output is changed between processing of the
基台10の側方であって立壁部11の前方には、保護膜形成手段40が設けられている。保護膜形成手段40は、板状ワークWを保持する保護膜形成用テーブル(保持部)41と、上面に略方形状の開口部42を有すると共に開口部42内に保護膜形成用テーブル41を収容可能な筐体43とを有している。筐体43の上面の開口部42近傍には、板状ワークWに液状の保護部材を供給する供給ノズル44と、開口部42を開放及び閉塞可能なシャッター機構45とが設けられている。筐体43の内部には、板状ワークWに洗浄水を供給する洗浄用ノズル(不図示)が設けられている。
A protective film forming means 40 is provided on the side of the
保護膜形成用テーブル41は、上記チャックテーブル20と同様の構造とされ、板状ワークWを吸着保持可能に構成される。保護膜形成用テーブル41は、回転手段46を介してZ軸周りに回転可能に構成されている。また、保護膜形成用テーブル41は、筐体43の開口部42と筐体43内部との間で昇降可能に構成されている。供給ノズル44は、保護部材を貯留する保護部材タンク47に接続され、この保護部材タンク47から供給ノズル44に保護部材が供給される。
The protective film forming table 41 has the same structure as that of the chuck table 20 and is configured to be able to suck and hold the plate-like workpiece W. The protective film forming table 41 is configured to be rotatable around the Z axis via a rotating
保護膜形成手段40の上方における立壁部11の前面には、基台10内のレーザ加工領域と保護膜形成手段40内の保護膜形成・除去領域との間で板状ワークWを搬送する搬送手段80が設けられている。
Conveying the plate-like workpiece W between the laser processing area in the
搬送手段80は、立壁部11の前面においてY軸方向に延在する上下一対のガイドレール81、81と、一対のガイドレール81、81にスライド可能に係合された搬送用アーム82とを有している。搬送用アーム82には、Y軸方向に延在するボールネジ83が螺合されている。ボールネジ83の一端には駆動モータ84が連結されており、この駆動モータ84によりボールネジ83が回転駆動され搬送用アーム82がY軸方向に移動される。搬送用アーム82の下端側には、板状ワークWの外周を挟み込んで保持する保持部85が設けられている。このように構成された搬送手段80は、板状ワークWへの保護膜の成膜後、保護膜形成手段40の保護膜形成用テーブル41から板状ワークWをピックアップして、チャックテーブル20上に板状ワークWを載置する。そして、搬送手段80は、板状ワークWへのレーザ加工後に、チャックテーブル20から板状ワークWをピックアップして保護膜形成手段40の保護膜形成用テーブル41に載置する。
The transport means 80 has a pair of upper and
ここで、保護部材の構成について以下に説明する。保護部材は、水溶性樹脂と、シラン化合物またはコロイダルシリカとを混合させて構成され、好ましくは、更に有機溶剤を混合させて構成される。シラン化合物は、シランカップリング剤単体、又は、シランカップリング剤とコロイダルシリカとを混合したものからなる。 Here, the configuration of the protection member will be described below. The protective member is configured by mixing a water-soluble resin and a silane compound or colloidal silica, and is preferably configured by further mixing an organic solvent. The silane compound is composed of a single silane coupling agent or a mixture of a silane coupling agent and colloidal silica.
シランカップリング剤は、下記[化1]の化学式で示すように構成される。この化学式において、X:メチル、エチル、ケトン等になり、Y:なし、エポキシ、メタクリル、ビニル、メルカプト等になる。
コロイダルシリカは、下記[化2]の化学式で示すように構成される。この化学式において、Y:なし、エポキシ、メタクリル、ビニル、メルカプト等になる。コロイダルシリカは、5〜200nmの粒径のシリカを含んで構成される。シリカの粒子は、レーザ光がシリカによって散乱するため粒子が細かい方(5nm)が良い。
水溶性樹脂は、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコールなどの非イオン性水溶性樹脂とされる。有機溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコール、乳酸を含む溶剤が例示できる。保護部材が有機溶剤を含むことによって、板状ワークに対するレーザ光線の照射時に、放熱性が良くなり、後述する保護膜の焼けを防止することができる。本実施の形態では、溶剤として、水溶性樹脂、有機溶剤及び水を混合したものが用いられる。その一例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル(有機溶剤):18wt%、水:82wt%の配合で混合した溶液の質量に対し、20wt%のポリビニルアルコール(PVA(水溶性樹脂))を調製した溶剤が挙げられる。なお、溶剤は、PVA:1〜15wt%、有機溶剤:1〜20wt%、水:60〜90wt%で総和が100wt%になるものでも良い。 The water-soluble resin is a nonionic water-soluble resin such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyacrylamide, or polyethylene glycol. Examples of the organic solvent include solvents containing propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol, and lactic acid. When the protective member contains the organic solvent, the heat dissipation is improved when the plate-shaped workpiece is irradiated with the laser beam, and the protective film described later can be prevented from being burned. In the present embodiment, a solvent in which a water-soluble resin, an organic solvent, and water are mixed is used. As an example, a solvent in which 20 wt% of polyvinyl alcohol (PVA (water-soluble resin)) is prepared with respect to the mass of a mixed solution of propylene glycol monomethyl ether (organic solvent): 18 wt% and water: 82 wt%. Can be mentioned. The solvent may be PVA: 1 to 15 wt%, organic solvent: 1 to 20 wt%, water: 60 to 90 wt%, and the total may be 100 wt%.
次いで、図2を参照して、レーザ加工装置を用いた加工方法について説明する。図2乃至図4は、本実施の形態に係る加工方法の説明図である。図2は保護膜形成工程、図3は樹脂層切断工程、図4はチップ生成工程をそれぞれ示している。なお、図2乃至図4に示す各種の動作は一例に過ぎず、適宜変更が可能である。 Next, a processing method using a laser processing apparatus will be described with reference to FIG. 2 to 4 are explanatory diagrams of the processing method according to the present embodiment. 2 shows a protective film forming step, FIG. 3 shows a resin layer cutting step, and FIG. 4 shows a chip generation step. Note that the various operations shown in FIGS. 2 to 4 are merely examples, and can be changed as appropriate.
図2Aに示すように、先ず保護層形成工程が実施される。保護層形成工程では、板状ワークWの樹脂層95が上方に向けられた状態で、板状ワークWの下面側が保護膜形成用テーブル41によって吸引保持される。次いで、保護膜形成用テーブル41が供給ノズル44に対峙する位置まで上昇され、供給ノズル44から液状の保護部材Lが板状ワークWの被加工面に塗布される。そして、保護膜形成用テーブル41が筐体43(図1B参照)内部に下降され、図2Bに示すように、高速回転されて保護部材Lが板状ワークWにおける樹脂層95の上面全体に広がって保護膜98が形成される。この保護膜98は、所定時間経過することによって乾燥して固化される。
As shown in FIG. 2A, a protective layer forming step is first performed. In the protective layer forming step, the lower surface side of the plate-like workpiece W is sucked and held by the protective film forming table 41 with the
保護層形成工程が実施された後、保護膜98が形成された板状ワークWが搬送手段80によってチャックテーブル20上に搬送される(図1B参照)。その後、図3に示すように、樹脂層切断工程が実施される。この工程では、板状ワークWの樹脂層95が上方に向けられた状態で、基板94の下面側がチャックテーブル20の保持ブロック22で吸引保持される。チャックテーブル20がレーザ照射手段50の下方に移動され、レーザ照射手段50が板状ワークWの分割予定ライン96に位置付けられる。そして、レーザ照射手段50から出射されたレーザ光線が保護膜98を通過されて板状ワークWの樹脂層95に照射されると共に、レーザ光線の照射領域にアシストガスが吹き付けられる。
After the protective layer forming step is performed, the plate-like workpiece W on which the
このとき、レーザ光線の集光点が調整されながら、板状ワークWに対してレーザ照射手段50が相対移動されることで、分割予定ライン96に沿って板状ワークWの樹脂層95を切断する分割溝99が形成される。分割溝99は、レーザ加工の熱エネルギーによって保護膜98に亘って形成される。樹脂層切断工程における加工条件は、シリコーン樹脂に対応した加工条件であり、例えば、以下のように設定されている。
レーザ種類:CO2レーザ
波長:9.4um
繰返し周波数:CW
出力:50[W]
加工送り速度:600[mm/sec]
ガス(アシストガス):エア200[L/min]
このような加工条件でレーザ加工することで、シリコーン樹脂からなる樹脂層95が適切に除去されて切断される。また、レーザ光線はパルス波を用いても良く、例えば、以下のように設定される。
レーザ種類:CO2レーザ
出力:20[W]
繰返し周波数:100[kHz]
加工送り速度:200[mm/sec]
ガス(アシストガス):エア200[L/min]
At this time, the laser irradiation means 50 is moved relative to the plate-like workpiece W while the condensing point of the laser beam is adjusted, so that the
Laser Type: CO 2 laser wavelength: 9.4Um
Repetition frequency: CW
Output: 50 [W]
Processing feed rate: 600 [mm / sec]
Gas (assist gas): Air 200 [L / min]
By performing laser processing under such processing conditions, the
Laser type: CO 2 laser Output: 20 [W]
Repetition frequency: 100 [kHz]
Processing feed rate: 200 [mm / sec]
Gas (assist gas): Air 200 [L / min]
樹脂層切断工程が実施された後、図4に示すように、チップ生成工程が実施される。この工程では、シリコーン樹脂製の樹脂層95に対応した加工条件からアルミナセラミック製の基材94に対応した加工条件に変更される。また、レーザ照射手段50が板状ワークWの分割予定ライン96(分割溝99)に位置付けられる。そして、出力可変部53によってレーザ出力を増加させた状態で、レーザ照射手段50から、板状ワークWの樹脂層95が切断された部分となる分割溝99に対し、レーザ光線と共にアシストガスが吹き付けられる。
After the resin layer cutting step is performed, a chip generation step is performed as shown in FIG. In this step, the processing conditions corresponding to the
これにより、板状ワークWの溶解で生じるデブリがアシストガスで吹き飛ばされながら、レーザ光線によって基材94が切断される。そして、基材94が貫通して樹脂層95の分割溝99に連なることで、板状ワークWが完全切断されて個々のチップCが生成される。
Thereby, the
チップ生成工程における加工条件は、アルミナセラミックに対応した加工条件であり、例えば、以下のように設定されている。この場合、アルミナセラミックに対応した加工条件は、シリコーン樹脂に対応した加工条件に対して、レーザ出力が増加されると共に、送り速度が低下されている。
レーザ種類:CO2レーザ
出力:50[W]
繰返し周波数:100[kHz]
送り速度:40[mm/s]
ガス(アシストガス):エア200[L/min]
切断工程においては、CO2レーザの代わりにファイバーレーザを使用してもよい。
The processing conditions in the chip generation process are processing conditions corresponding to alumina ceramic, and are set as follows, for example. In this case, the processing conditions corresponding to the alumina ceramic are such that the laser output is increased and the feed rate is decreased with respect to the processing conditions corresponding to the silicone resin.
Laser type: CO 2 laser Output: 50 [W]
Repetition frequency: 100 [kHz]
Feeding speed: 40 [mm / s]
Gas (assist gas): Air 200 [L / min]
In the cutting process, a fiber laser may be used instead of the CO 2 laser.
チップ生成工程が実施された後、板状ワークWが搬送手段80(図1B参照)によって保護膜形成用テーブル41上に搬送される。その後、板状ワークWが高速回転されつつ洗浄用ノズルから洗浄水が噴射されることで、保護膜98が洗浄水によって溶解され、保護膜98に付着したデブリと共に除去されて板状ワークWが洗浄される。
After the chip generation process is performed, the plate-like workpiece W is transferred onto the protective film forming table 41 by the transfer means 80 (see FIG. 1B). Thereafter, the cleaning water is sprayed from the cleaning nozzle while the plate-like workpiece W is rotated at a high speed, so that the
以上のように、本実施の形態に係る加工方法によれば、シラン化合物が混合された保護部材Lによって保護膜98を形成したので、シラン化合物の作用によって保護膜98と樹脂層95との密着性を高めることができる。これにより、レーザ加工やアシストガスの噴射によって保護膜98が剥がれることを防止でき、樹脂層95や基板94にレーザ焼けや、デブリの付着が発生することを防ぐことができる。
As described above, according to the processing method according to the present embodiment, since the
また、保護部材Lがシラン化合物を含むことによって、シリコーン樹脂からなる樹脂層95の上面で保護部材Lが撥水されて保護膜98の非形成領域が生じることを防ぐことができる。従って、保護膜98の非形成領域に起因する樹脂層95や基板94のレーザ焼けや、デブリの付着を回避することができる。しかも、樹脂層95の上面全面に対し、保護部材Lが乾燥した状態で保護膜98を万遍なく形成でき、アシストガスを利用したレーザ加工を行うことができる。
In addition, when the protective member L includes the silane compound, it is possible to prevent the protective member L from being repellent on the upper surface of the
本発明の実施例では、プロピレングリコールモノメチルエーテル(有機溶剤):18wt%、水:82wt%の配合で混合した溶液の質量に対し、20wt%のポリビニルアルコール(PVA(水溶性樹脂))を調製した溶液が20gに対し、トリメトキシフェニルシラン(シランカップリング剤)を1g加えて保護部材を調製した。この保護部材を、平面サイズが60mm×60mmとなる板状ワークの樹脂層上面に50ml塗布し、板状ワークを2000rpmで60秒回転させて保護膜を形成した。乾燥後の保護膜は、膜厚が20〜2000nmとなり、板状ワークにおける樹脂層の上面全面に形成された。 In the examples of the present invention, 20 wt% polyvinyl alcohol (PVA (water-soluble resin)) was prepared with respect to the mass of a solution mixed with a composition of propylene glycol monomethyl ether (organic solvent): 18 wt% and water: 82 wt%. A protective member was prepared by adding 1 g of trimethoxyphenylsilane (silane coupling agent) to 20 g of the solution. 50 ml of this protective member was applied to the upper surface of the resin layer of a plate-like workpiece having a planar size of 60 mm × 60 mm, and the plate-like workpiece was rotated at 2000 rpm for 60 seconds to form a protective film. The dried protective film had a thickness of 20 to 2000 nm and was formed on the entire upper surface of the resin layer in the plate-like workpiece.
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、方向などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, direction, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.
また、上記した実施の形態では、単一のレーザ加工装置1によって保護膜形成工程、樹脂層切断工程、チップ生成工程が実施されたが、この構成に限定されず、各工程は、それぞれ別々の装置で実施されてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the protective film forming process, the resin layer cutting process, and the chip generating process are performed by the single laser processing apparatus 1, but the present invention is not limited to this configuration, and each process is separately performed. It may be implemented in the apparatus.
以上説明したように、本発明は、レーザ加工によるレーザ焼けや、デブリの付着を防止できるという効果を有し、特に、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂保護層を有する光デバイス用のウエーハを個々のチップに分割する加工方法に有用である。 As described above, the present invention has an effect of preventing laser burn by laser processing and adhesion of debris. In particular, each wafer for an optical device having a resin protective layer such as silicone resin or epoxy resin is individually provided. It is useful for the processing method of dividing into chips.
1 レーザ加工装置
20 チャックテーブル
94 基板
95 樹脂層
96 分割予定ライン
98 保護膜
C チップ
L 保護部材
W 板状ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
該樹脂層の上面に、水溶性樹脂とシラン化合物またはコロイダルシリカとを混合させた保護部材を塗布し、該樹脂層の上面全面に該保護部材で保護膜を形成する保護膜形成工程と、
該保護膜が形成された該基板をチャックテーブルで保持して、該保護膜の上面からレーザ光線を照射させ、該保護膜を通過した該レーザ光線で該樹脂層を切断する樹脂層切断工程と、
該基板の該樹脂層が切断された部分にレーザ光線を照射させて切断し、チップを生成するチップ生成工程と、
から構成される加工方法。 A resin layer formed of a silicone resin or an epoxy resin is provided on the upper surface of the substrate, and a laser beam is irradiated from the resin layer side of the plate-like workpiece defined by the division line, and the resin layer and the resin layer along the division line A processing method for generating a chip by cutting the substrate,
A protective film forming step in which a protective member in which a water-soluble resin and a silane compound or colloidal silica are mixed is applied to the upper surface of the resin layer, and a protective film is formed on the entire upper surface of the resin layer with the protective member;
A resin layer cutting step of holding the substrate on which the protective film is formed with a chuck table, irradiating a laser beam from the upper surface of the protective film, and cutting the resin layer with the laser beam passing through the protective film; ,
A chip generating step of generating a chip by irradiating a laser beam to a portion of the substrate where the resin layer has been cut;
A processing method comprising:
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