JP2017006950A - Laser processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス板や半導体ウエーハ等の被加工物にレーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成するレーザー加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing method for forming a laser processing groove by irradiating a workpiece such as a glass plate or a semiconductor wafer with a laser beam.
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状であるシリコン基板の表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are defined by a plurality of division lines formed in a lattice shape on the surface of a substantially disk-shaped silicon substrate, and devices such as ICs, LSIs, etc. are defined in the partitioned regions. Form. Then, by cutting the semiconductor wafer along the planned dividing line, the region where the device is formed is divided to manufacture individual devices.
上述した半導体ウエーハ等のウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射することによりアブレーション加工を施してレーザー加工溝を形成する技術が実用化されている。 As a method of dividing a wafer such as the above-described semiconductor wafer along a planned division line, the laser processing groove is formed by performing ablation processing by irradiating the wafer with a laser beam having a wavelength having an absorption property along the planned division line. The forming technology has been put into practical use.
上述したようにウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射するレーザー加工装置は、被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備しており、曲線加工が可能なことからガラス等の被加工物を複雑な形状に加工することができる（例えば、特許文献１参照）。 As described above, a laser processing apparatus for irradiating a wafer with a laser beam having an absorptivity with respect to a wafer includes a workpiece holding means for holding a workpiece, and a workpiece held by the workpiece holding means. A laser beam irradiating means for irradiating a laser beam, and a moving means for relatively moving the workpiece holding means and the laser beam irradiating means; It can be processed into a complicated shape (see, for example, Patent Document 1).
上述したように、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すと、アブレーション加工によって形成されたレーザー加工溝の両側にクラックが発生して製品の品質を低下させるという問題がある。 As described above, when ablation processing is performed by irradiating the workpiece with a laser beam having an absorptive wavelength, cracks are generated on both sides of the laser processing groove formed by ablation processing, thereby reducing the quality of the product. There is a problem of making it.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、アブレーション加工によって形成されたレーザー加工溝に沿って発生するクラックを除去することができるレーザー加工方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above facts, and its main technical problem is to provide a laser processing method capable of removing cracks generated along laser processing grooves formed by ablation processing. is there.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を集光して照射する集光器を備えたレーザー光線照射手段と、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備するレーザー加工装置を用いたレーザー加工方法であって、
該被加工物保持手段に保持された被加工物に設定された加工ラインに沿って被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、被加工物に加工ラインに沿って第１のレーザー加工溝を形成する第１の加工工程と、
該第１のレーザー加工溝に隣接して該集光器によって集光されるレーザー光線の集光スポットを位置付け、該第１のレーザー加工溝に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、被加工物に該第１のレーザー加工溝に沿って第２のレーザー加工溝を形成する第２の加工工程と、を含み、
該第２の加工工程は、該集光スポットを該第１のレーザー加工溝に重合して照射する、
ことを特徴とするレーザー加工方法が提供される。
In order to solve the above-mentioned main technical problem, according to the present invention, a workpiece holding means for holding a workpiece and a workpiece held by the workpiece holding means are focused and irradiated with a laser beam. A laser processing method using a laser processing apparatus comprising a laser beam irradiation means including a condenser, and a moving means for moving the workpiece holding means and the laser beam irradiation means relatively,
By subjecting the workpiece to ablation processing by irradiating the workpiece with a laser beam having an absorptive wavelength along the processing line set in the workpiece held by the workpiece holding means, A first processing step of forming a first laser processing groove along the processing line;
By positioning a condensing spot of the laser beam collected by the condenser adjacent to the first laser processing groove, and performing ablation processing by irradiating the laser beam along the first laser processing groove, Forming a second laser processing groove on the workpiece along the first laser processing groove, and
In the second processing step, the focused spot is polymerized and irradiated on the first laser processing groove.
A laser processing method is provided.
上記第２の加工工程は、レーザー光線の集光スポットを第１のレーザー加工溝に対して１０〜９０％の範囲で重合して照射する。
被加工物が第１のレーザー加工溝を挟んで製品となる製品領域と廃棄する廃棄領域とに分かれる場合、上記第２の加工工程は製品領域側に実施する。
また、被加工物が第１のレーザー加工溝を挟んで両側が製品となる製品領域である場合、上記第２の加工工程は製品領域の両側にそれぞれ実施する。
In the second processing step, the focused spot of the laser beam is polymerized and irradiated in the range of 10 to 90% with respect to the first laser processing groove.
When the work piece is divided into a product area to be a product and a disposal area to be discarded with the first laser machining groove interposed, the second processing step is performed on the product area side.
Further, when the workpiece is a product region in which both sides are products with the first laser processing groove interposed therebetween, the second processing step is performed on both sides of the product region.
本発明によるレーザー加工方法は、被加工物保持手段に保持された被加工物に設定された加工ラインに沿って被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、被加工物に加工ラインに沿って第１のレーザー加工溝を形成する第１の加工工程と、第１のレーザー加工溝に隣接して集光器によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポットを位置付け、第１のレーザー加工溝に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、被加工物に該第１のレーザー加工溝に沿って第２のレーザー加工溝を形成する第２の加工工程とを含み、該第２の加工工程は、集光スポットを第１のレーザー加工溝に重合して照射するので、被加工物に形成された第１のレーザー加工溝に沿って発生したクラックが第２の加工工程によってアブレーション加工されて消滅するとともに、第２の加工工程で照射されるレーザー光線のエネルギーが第１のレーザー加工溝に吸収されてクラックの発生が抑制される。従って、第２のレーザー加工溝に沿ってクラックが発生することがなく、クラックの発生によって製品の品質の低下を招くという問題が解消される。 The laser processing method according to the present invention performs ablation processing by irradiating a workpiece with a laser beam having an absorptive wavelength along a processing line set on the workpiece held by the workpiece holding means. Thus, a first processing step for forming a first laser processing groove along the processing line in the workpiece, and a collection of pulse laser beams collected by a condenser adjacent to the first laser processing groove. A second laser processing groove is formed in the workpiece along the first laser processing groove by positioning the light spot and performing ablation processing by irradiating the laser beam along the first laser processing groove. The second processing step superimposes and irradiates the focused spot on the first laser processing groove, so that the first laser processing groove formed on the workpiece is irradiated with the second processing step. The generated crack is ablated by the second processing step and disappears, and the energy of the laser beam irradiated in the second processing step is absorbed by the first laser processing groove to suppress the generation of the crack. . Therefore, no crack is generated along the second laser processed groove, and the problem that the quality of the product is deteriorated due to the generation of the crack is solved.
以下、本発明によるレーザー加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the laser processing method according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
図１には、本発明によるレーザー加工方法を実施するためのレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置１は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示すＸ軸方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２上に配設されたレーザー光線照射手段としてのレーザー光線照射ユニット４とを具備している。 FIG. 1 is a perspective view of a laser processing apparatus for carrying out the laser processing method according to the present invention. A laser processing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a stationary base 2, a chuck table mechanism 3 that is disposed on the stationary base 2 so as to be movable in the X-axis direction indicated by an arrow X, and holds a workpiece. And a laser beam irradiation unit 4 as a laser beam irradiation means disposed on the table 2.
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上にＸ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上にＸ軸方向に移動可能に配設された第１の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上にＸ軸方向と直交する矢印Yで示すY軸方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持されたカバーテーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３６には、被加工物を保護テープを介して支持する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。 The chuck table mechanism 3 includes a pair of guide rails 31 and 31 disposed in parallel along the X-axis direction on the stationary base 2, and is arranged on the guide rails 31 and 31 so as to be movable in the X-axis direction. A first sliding block 32 provided, a second sliding block 33 disposed on the first sliding block 32 so as to be movable in the Y-axis direction indicated by an arrow Y orthogonal to the X-axis direction, A cover table 35 supported by a cylindrical member 34 on the second sliding block 33 and a chuck table 36 as a workpiece holding means are provided. The chuck table 36 includes a suction chuck 361 formed of a porous material, and holds a workpiece on a holding surface which is the upper surface of the suction chuck 361 by operating a suction means (not shown). ing. The chuck table 36 configured as described above is rotated by a pulse motor (not shown) disposed in the cylindrical member 34. The chuck table 36 is provided with a clamp 362 for fixing an annular frame that supports the workpiece via a protective tape.
上記第１の滑動ブロック３２は、下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、上面にY軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成される。図示のチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動させるためのＸ軸方向移動手段３７を具備している。Ｘ軸方向移動手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第１の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動せしめられる。 The first sliding block 32 is provided with a pair of guided grooves 321 and 321 fitted to the pair of guide rails 31 and 31 on the lower surface, and is formed on the upper surface in parallel along the Y-axis direction. A pair of guide rails 322 and 322 are provided. The first sliding block 32 configured in this manner moves in the X-axis direction along the pair of guide rails 31, 31 when the guided grooves 321, 321 are fitted into the pair of guide rails 31, 31. Configured to be possible. The illustrated chuck table mechanism 3 includes X-axis direction moving means 37 for moving the first sliding block 32 along the pair of guide rails 31, 31 in the X-axis direction. The X-axis direction moving means 37 includes a male screw rod 371 disposed in parallel between the pair of guide rails 31 and 31, and a drive source such as a pulse motor 372 for rotationally driving the male screw rod 371. Yes. One end of the male screw rod 371 is rotatably supported by a bearing block 373 fixed to the stationary base 2, and the other end is connected to the output shaft of the pulse motor 372 by transmission. The male screw rod 371 is screwed into a penetrating female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided on the lower surface of the central portion of the first sliding block 32. Therefore, the first slide block 32 is moved in the X-axis direction along the guide rails 31 and 31 by driving the male screw rod 371 forward and backward by the pulse motor 372.
図示のレーザー加工装置１は、上記チャックテーブル３６のX軸方向位置を検出するためのX軸方向位置検出手段３７４を備えている。X軸方向位置検出手段３７４は、案内レール３１に沿って配設されたリニアスケール３７４aと、第１の滑動ブロック３２に配設され第１の滑動ブロック３２とともにリニアスケール３７４aに沿って移動する読み取りヘッド３７４bとからなっている。このX軸方向位置検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bは、例えば1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のX軸方向位置を検出する。なお、上記X軸方向移動手段３７の駆動源としてパルスモータ３７２を用いた場合には、パルスモータ３７２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６のX軸方向位置を検出することもできる。また、上記Ｘ軸方向移動手段３７の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のX軸方向位置を検出することもできる。 The illustrated laser processing apparatus 1 is provided with X-axis direction position detecting means 374 for detecting the X-axis direction position of the chuck table 36. The X-axis direction position detecting means 374 is a linear scale 374a disposed along the guide rail 31, and a reading that is disposed along the linear scale 374a together with the first sliding block 32 disposed along the first sliding block 32. It consists of a head 374b. The reading head 374b of the X-axis direction position detecting unit 374 sends a pulse signal of one pulse to, for example, a later-described control unit every 1 μm. The control means described later detects the position of the chuck table 36 in the X-axis direction by counting the input pulse signals. When the pulse motor 372 is used as the drive source of the X-axis direction moving means 37, the drive pulse of the control means (described later) that outputs a drive signal to the pulse motor 372 is counted, so that the X of the chuck table 36 is counted. An axial position can also be detected. Further, when a servo motor is used as a drive source for the X-axis direction moving means 37, a pulse signal output from a rotary encoder that detects the rotation speed of the servo motor is sent to the control means described later, and the control means inputs it. The position of the chuck table 36 in the X-axis direction can also be detected by counting the pulse signals.
上記第２の滑動ブロック３３は、下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、Y軸方向に移動可能に構成される。図示のチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿ってY軸方向に移動させるためのY軸方向移動手段３８を具備している。Y軸方向移動手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿ってY軸方向に移動せしめられる。 The second sliding block 33 is provided with a pair of guided grooves 331 and 331 which are fitted to a pair of guide rails 322 and 322 provided on the upper surface of the first sliding block 32 on the lower surface. By fitting the guided grooves 331 and 331 to the pair of guide rails 322 and 322, the guide grooves 331 and 331 are configured to be movable in the Y-axis direction. The illustrated chuck table mechanism 3 includes a Y-axis direction moving means 38 for moving the second slide block 33 in the Y-axis direction along a pair of guide rails 322 and 322 provided on the first slide block 32. It has. The Y-axis direction moving means 38 includes a male screw rod 381 disposed in parallel between the pair of guide rails 322 and 322, and a drive source such as a pulse motor 382 for rotationally driving the male screw rod 381. Yes. One end of the male screw rod 381 is rotatably supported by a bearing block 383 fixed to the upper surface of the first sliding block 32, and the other end is connected to the output shaft of the pulse motor 382. The male screw rod 381 is screwed into a penetrating female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided on the lower surface of the central portion of the second sliding block 33. Therefore, by driving the male screw rod 381 forward and backward by the pulse motor 382, the second slide block 33 is moved along the guide rails 322 and 322 in the Y-axis direction.
図示のレーザー加工装置１は、上記第２の滑動ブロック３３のY軸方向位置を検出するためのY軸方向位置検出手段３８４を備えている。Y軸方向位置検出手段３８４は、案内レール３２２に沿って配設されたリニアスケール３８４aと、第２の滑動ブロック３３に配設され第２の滑動ブロック３３とともにリニアスケール３８４aに沿って移動する読み取りヘッド３８４bとからなっている。このY軸方向位置検出手段３８４の読み取りヘッド３８４bは、例えば1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のY軸方向位置を検出する。なお、上記Y軸方向移動手段３８の駆動源としてパルスモータ３８２を用いた場合には、パルスモータ３８２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６のY軸方向位置を検出することもできる。また、上記Y軸方向移動手段３８の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６のY軸方向位置を検出することもできる。 The illustrated laser processing apparatus 1 includes Y-axis direction position detecting means 384 for detecting the Y-axis direction position of the second sliding block 33. The Y-axis direction position detecting means 384 is a linear scale 384a disposed along the guide rail 322, and a reading which is disposed along the linear scale 384a together with the second sliding block 33 disposed along the second sliding block 33. And a head 384b. The reading head 384b of the Y-axis direction position detecting means 384 sends a pulse signal of one pulse for every 1 μm, for example, to the control means described later. The control means described later detects the position of the chuck table 36 in the Y-axis direction by counting the input pulse signals. When a pulse motor 382 is used as a drive source for the Y-axis direction moving means 38, the Y of the chuck table 36 is counted by counting the drive pulses of the control means to be described later that outputs a drive signal to the pulse motor 382. An axial position can also be detected. When a servo motor is used as the drive source of the Y-axis direction moving means 38, a pulse signal output from a rotary encoder that detects the rotation speed of the servo motor is sent to the control means described later, and the control means inputs it. By counting the pulse signal, the position of the chuck table 36 in the Y-axis direction can also be detected.
上記レーザー光線照射ユニット４は、上記静止基台２上に配設された支持部材４１と、該支持部材４１によって支持され実質上水平に延出するケーシング４２と、該ケーシング４２に配設されたレーザー光線照射手段５と、ケーシング４２の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段６を具備している。なお、撮像手段６は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。 The laser beam irradiation unit 4 includes a support member 41 disposed on the stationary base 2, a casing 42 supported by the support member 41 and extending substantially horizontally, and a laser beam disposed on the casing 42. Irradiation means 5 and imaging means 6 that is disposed at the front end of the casing 42 and detects a machining area to be laser machined are provided. The imaging unit 6 includes an illuminating unit that illuminates the workpiece, an optical system that captures an area illuminated by the illuminating unit, and an imaging device (CCD) that captures an image captured by the optical system. Then, the captured image signal is sent to the control means described later.
上記レーザー光線照射手段５について、図２を参照して説明する。
図示のレーザー光線照射手段５は、パルスレーザー光線発振手段５１と、該パルスレーザー光線発振手段５１から発振されたパルスレーザー光線の出力を調整する出力調整手段５２と、該出力調整手段５２によって出力が調整されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物に照射する集光器５３を具備している。パルスレーザー光線発振手段５１は、パルスレーザー光線発振器５１１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段５１２とから構成されている。なお、パルスレーザー光線発振手段５１のパルスレーザー光線発振器５１１は、図示の実施形態においては波長が３５５nmのパルスレーザー光線LBを発振する。上記集光器５３は、上記パルスレーザー光線発振手段５１から発振され出力調整手段５２によって出力が調整されたパルスレーザー光線を図２において下方に向けて方向変換する方向変換ミラー５３１と、該方向変換ミラー５３１によって方向変換されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに照射する集光レンズ５３２とからなっている。なお、集光器５３によって集光されるパルスレーザー光線の集光点(集光スポット)位置は、図示しない集光点位置調整手段によってチャックテーブル３６の上面である保持面に対して垂直な方向（Z軸方向）に調整されるようになっている。このように構成されたレーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１および出力調整手段５２は、後述する制御手段によって制御される。
The laser beam irradiation means 5 will be described with reference to FIG.
The illustrated laser beam application means 5 includes a pulse laser beam oscillation means 51, an output adjustment means 52 that adjusts the output of the pulse laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillation means 51, and a pulse whose output is adjusted by the output adjustment means 52. A condenser 53 for condensing the laser beam and irradiating the workpiece held on the chuck table 36 is provided. The pulse laser beam oscillating means 51 includes a pulse laser beam oscillator 511 and a repetition frequency setting means 512 attached thereto. The pulse laser beam oscillator 511 of the pulse laser beam oscillation means 51 oscillates a pulse laser beam LB having a wavelength of 355 nm in the illustrated embodiment. The condenser 53 includes a direction changing mirror 531 for changing the direction of the pulse laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillating means 51 and having its output adjusted by the output adjusting means 52 downward in FIG. 2, and the direction changing mirror 531. And a condensing lens 532 for condensing the pulse laser beam whose direction has been changed by irradiating the workpiece W held on the chuck table 36. It should be noted that the focal point (condensed spot) position of the pulsed laser beam condensed by the condenser 53 is a direction perpendicular to the holding surface which is the upper surface of the chuck table 36 by a focal point position adjusting means (not shown) (Z-axis direction) is adjusted. The thus configured pulsed laser beam oscillating unit 51 and output adjusting unit 52 of the laser beam irradiating unit 5 are controlled by a control unit described later.
図示のレーザー加工装置１は、図３に示す制御手段８を具備している。制御手段８はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）８１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）８２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３と、入力インターフェース８４および出力インターフェース８５とを備えている。制御手段８の入力インターフェース８４には、上記X軸方向位置検出手段３７４、Y軸方向位置検出手段３８４、撮像手段６等からの検出信号が入力される。そして、制御手段８の出力インターフェース８５からは、上記Ｘ軸方向移動手段３７、Y軸方向移動手段３８、レーザー光線照射手段５のパルスレーザー光線発振手段５１および出力調整手段５２等に制御信号を出力する。 The illustrated laser processing apparatus 1 includes control means 8 shown in FIG. The control means 8 is constituted by a computer, and a central processing unit (CPU) 81 that performs arithmetic processing according to a control program, a read-only memory (ROM) 82 that stores a control program and the like, and a readable and writable data that stores arithmetic results A random access memory (RAM) 83, an input interface 84 and an output interface 85 are provided. Detection signals from the X-axis direction position detection unit 374, the Y-axis direction position detection unit 384, the imaging unit 6 and the like are input to the input interface 84 of the control unit 8. A control signal is output from the output interface 85 of the control means 8 to the X-axis direction moving means 37, the Y-axis direction moving means 38, the pulse laser beam oscillation means 51 of the laser beam irradiation means 5, the output adjustment means 52, and the like.
以上のように構成されたレーザー加工装置１を用いて実施する本発明によるレーザー加工方法について説明する。
図４の(a)には、本発明の第１の実施形態におけるレーザー加工方法によって加工される被加工物としてのガラス板１０が示されている。図４の(a)に示すガラス板１０は、例えば厚みが２００μmの正方形に形成されており、表面１０aには加工すべき加工ライン１０１および加工開始位置１０１aが印されている。このガラス板１０に形成された加工ライン１０１の座標および加工開始位置１０１aは、制御手段８を構成するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納される。なお、加工ライン１０１および加工開始位置１０１aは必ずしもガラス板１０の表面１０aに形成する必要はなく、設定された加工ライン１０１の座標および加工開始位置１０１aの座標を制御手段８を構成するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３に格納しておけばよい。このように構成されたガラス板１０は、図４の(b)に示すように、環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着された保護テープTの表面に貼着される(被加工物支持工程)。
A laser processing method according to the present invention performed using the laser processing apparatus 1 configured as described above will be described.
FIG. 4A shows a glass plate 10 as a workpiece to be processed by the laser processing method according to the first embodiment of the present invention. The glass plate 10 shown in FIG. 4A is formed in a square having a thickness of 200 μm, for example, and a processing line 101 to be processed and a processing start position 101a are marked on the surface 10a. The coordinates of the processing line 101 formed on the glass plate 10 and the processing start position 101 a are stored in a random access memory (RAM) 83 constituting the control means 8. Note that the processing line 101 and the processing start position 101a are not necessarily formed on the surface 10a of the glass plate 10, and the set coordinates of the processing line 101 and the coordinates of the processing start position 101a are set in the random access memory constituting the control means 8. (RAM) 83 may be stored. As shown in FIG. 4B, the glass plate 10 configured in this manner is attached to the surface of the protective tape T on which the outer peripheral portion is mounted so as to cover the inner opening of the annular frame F. (Workpiece support process).
上述した被加工物支持工程を実施したならば、図１に示すレーザー加工装置１のチャックテーブル３６上にガラス板１０の保護テープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保護テープTを介してガラス板１０をチャックテーブル３６上に吸引保持する（被加工物保持工程）。従って、チャックテーブル３６に保持されたガラス板１０は、表面１０aが上側となる。なお、ガラス板１０が貼着された保護テープTが装着された環状のフレームFは、クランプ３６２によって固定される。 If the workpiece support process described above is performed, the protective tape T side of the glass plate 10 is placed on the chuck table 36 of the laser processing apparatus 1 shown in FIG. Then, by operating a suction means (not shown), the glass plate 10 is sucked and held on the chuck table 36 via the protective tape T (workpiece holding step). Accordingly, the glass plate 10 held by the chuck table 36 has the surface 10a on the upper side. The annular frame F on which the protective tape T with the glass plate 10 attached is fixed by a clamp 362.
上述したようにガラス板１０を吸引保持したチャックテーブル３６は、Ｘ軸方向移動手段３７によって撮像手段６の直下に位置付けられる。チャックテーブル３６が撮像手段６の直下に位置付けられると、撮像手段６および制御手段８によってガラス板１０のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち、撮像手段６および制御手段８は、ガラス板１０に形成すべき加工ライン１０１の加工開始位置１０１aを所定の座標（x1,y1）に位置付けるためのアライメント工程を実施する。このようにしてアライメント工程が行われると、チャックテーブル３６上のガラス板１０は、図５に示す座標位置に位置付けられた状態となる。 As described above, the chuck table 36 that sucks and holds the glass plate 10 is positioned immediately below the imaging unit 6 by the X-axis direction moving unit 37. When the chuck table 36 is positioned immediately below the image pickup means 6, an alignment process for detecting a processing region of the glass plate 10 to be laser processed by the image pickup means 6 and the control means 8 is executed. That is, the imaging unit 6 and the control unit 8 perform an alignment process for positioning the processing start position 101a of the processing line 101 to be formed on the glass plate 10 at predetermined coordinates (x1, y1). When the alignment process is performed in this manner, the glass plate 10 on the chuck table 36 is positioned at the coordinate position shown in FIG.
上述したガラス板１０に形成すべき加工ライン１０１の加工開始位置１０１aのアライメント作業を実施したならば、制御手段８はＸ軸方向移動手段３７およびY軸方向移動手段３８を作動してチャックテーブル３６に保持されたガラス板１０に形成すべき加工ライン１０１の加工開始位置１０１aをレーザー光線照射手段５の集光器５３の直下に位置付ける。次に、図示しない集光点位置調整手段を作動して図６に示すように集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線LBの集光スポット(s)をガラス板１０の表面１０a(上面)に位置付ける（集光スポット位置付け工程）。 When the above-described alignment operation of the processing start position 101a of the processing line 101 to be formed on the glass plate 10 is performed, the control means 8 operates the X-axis direction moving means 37 and the Y-axis direction moving means 38 to operate the chuck table 36. The processing start position 101a of the processing line 101 to be formed on the glass plate 10 held by the laser beam is positioned directly below the condenser 53 of the laser beam irradiation means 5. Next, a condensing spot position adjusting means (not shown) is operated, and the condensing spot (s) of the pulsed laser beam LB condensed by the condensing lens 532 of the condenser 53 as shown in FIG. Positioning on the surface 10a (upper surface) (focusing spot positioning step).
上述したように集光スポット位置付け工程を実施したならば、レーザー光線照射手段５を作動して集光器５３からガラス板１０に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線LBを照射しつつX軸方向移動手段３７およびY軸方向移動手段３８を作動してチャックテーブル３６をガラス板１０に形成すべき加工ライン１０１に沿って移動せしめる（第１の加工工程）。このX軸方向移動手段３７およびY軸方向移動手段３８によるチャックテーブル３６の移動は、X軸方向位置検出手段３７４およびY軸方向位置検出手段３８４から送られる位置情報に基づいて制御される。そして、加工開始位置１０１aが集光器５３の直下に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにX軸方向移動手段３７およびY軸方向移動手段３８の作動を停止してチャックテーブル３６の移動を停止する。この結果、ガラス板１０は加工ライン１０１に沿ってアブレーション加工され、図７の(a)および(b)に示すように加工ラインに沿って第１のレーザー加工溝１１０が形成される。このようにしてアブレーション加工によって第１のレーザー加工溝１１０が形成されたガラス板１０には、図７の(a)および(b)に示すように第１のレーザー加工溝１１０の両側にクラック１１１が発生する。 When the focused spot positioning step is performed as described above, the laser beam irradiation means 5 is operated to irradiate the glass plate 10 with the pulsed laser beam LB having an absorptive wavelength from the collector 53 and in the X-axis direction. The moving means 37 and the Y-axis direction moving means 38 are operated to move the chuck table 36 along the processing line 101 to be formed on the glass plate 10 (first processing step). The movement of the chuck table 36 by the X-axis direction moving means 37 and the Y-axis direction moving means 38 is controlled based on position information sent from the X-axis direction position detecting means 374 and the Y-axis direction position detecting means 384. When the processing start position 101a reaches just below the condenser 53, the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the operations of the X-axis direction moving means 37 and the Y-axis direction moving means 38 are stopped to move the chuck table 36. Stop. As a result, the glass plate 10 is ablated along the processing line 101, and a first laser processing groove 110 is formed along the processing line as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). As shown in FIGS. 7A and 7B, the glass plate 10 on which the first laser processing groove 110 is formed by ablation in this way has cracks 111 on both sides of the first laser processing groove 110. Will occur.
上記第１の加工工程における加工条件は、次のように設定されている。
波長 ：３５５ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数 ：２００ｋＨｚ
平均出力 ：３．７Ｗ
集光スポット径 ：φ１５μｍ
移動速度 ：１０ｍｍ／秒
The processing conditions in the first processing step are set as follows.
Wavelength: 355 nm pulse laser Repeat frequency: 200 kHz
Average output: 3.7W
Condensing spot diameter: φ15μm
Movement speed: 10mm / sec
上述したように第１の加工工程を実施しガラス板１０に設定された加工ライン１０１に沿って第１のレーザー加工溝１１０を形成することにより、図７の(a)および(b)に示すようにレーザー加工溝１１０の両側にクラック１１１が発生すると、製品の品質が低下する。従って、第１のレーザー加工溝１１０に沿って発生したクラック１１１を除去することが望ましい。第１のレーザー加工溝１１０に沿って発生したクラック１１１を除去するために、本発明においては第１のレーザー加工溝１１０に隣接して集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポットを位置付け、第１のレーザー加工溝１１０に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、ガラス板１０に第１のレーザー加工溝１１０に沿って第２のレーザー加工溝を形成する第２の加工工程を実施する。 As shown above, the first laser processing groove 110 is formed along the processing line 101 set in the glass plate 10 by performing the first processing step, and the results are shown in FIGS. Thus, when the crack 111 occurs on both sides of the laser processing groove 110, the quality of the product is deteriorated. Therefore, it is desirable to remove the crack 111 generated along the first laser processing groove 110. In order to remove the crack 111 generated along the first laser processing groove 110, in the present invention, a pulse collected by the condenser lens 532 of the condenser 53 adjacent to the first laser processing groove 110. The second laser processing groove is formed on the glass plate 10 along the first laser processing groove 110 by locating a focused spot of the laser beam and irradiating the laser beam along the first laser processing groove 110 to perform ablation processing. A second processing step for forming is performed.
上記図７の(a)および(b)に示すように加工ラインに沿って第１のレーザー加工溝１１０が形成されたガラス板１０において、第１のレーザー加工溝１１０の内側を製品領域１２０とし、第１のレーザー加工溝１１０の外側が廃棄領域１３０として分かれる場合には、第１のレーザー加工溝１１０に沿って製品領域１２０に発生したクラック１１１を除去する。従って、ガラス板１０に第１のレーザー加工溝１１０に沿って第２のレーザー加工溝を形成する第２の加工工程は、製品領域１２０に実施する。即ち、図８の(a)に示すように第１のレーザー加工溝１１０に隣接して集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を位置付け、第１のレーザー加工溝１１０に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、ガラス板１０に第１のレーザー加工溝１１０に沿って第２のレーザー加工溝を形成する第２の加工工程を実施する。このとき、集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝１１０に重合する。この集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝１１０に対して重合する割合は、図示の実施形態においては４０％に設定されている。なお、集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝１１０に対して重合する割合は、１０〜９０％の範囲が望ましい。 In the glass plate 10 in which the first laser processing groove 110 is formed along the processing line as shown in FIGS. 7A and 7B, the inside of the first laser processing groove 110 is a product region 120. When the outside of the first laser processing groove 110 is separated as the disposal region 130, the crack 111 generated in the product region 120 along the first laser processing groove 110 is removed. Therefore, the second processing step for forming the second laser processing groove along the first laser processing groove 110 in the glass plate 10 is performed in the product region 120. That is, as shown in FIG. 8A, a condensing spot (s) of a pulsed laser beam condensed by the condenser lens 532 of the condenser 53 is positioned adjacent to the first laser processing groove 110, and the first A second processing step of forming a second laser processing groove on the glass plate 10 along the first laser processing groove 110 by performing ablation processing by irradiating the laser beam along the one laser processing groove 110. carry out. At this time, the focused spot (s) of the pulsed laser beam collected by the condenser lens 532 of the condenser 53 is superposed on the first laser processing groove 110. The ratio of superimposing the focused spot (s) on the first laser processing groove 110 is set to 40% in the illustrated embodiment. It should be noted that the ratio of polymerizing the focused spot (s) with respect to the first laser processing groove 110 is desirably in the range of 10 to 90%.
以上のようにして、集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝１１０に対して４０％の位置に位置付けたならば、上記第１の加工工程と同様にレーザー光線照射手段５を作動して集光器５３からガラス板１０に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつX軸方向移動手段３７およびY軸方向移動手段３８を作動してチャックテーブル３６をガラス板１０に形成すべき加工ライン１０１に沿って移動せしめる（第２の加工工程）。この結果、ガラス板１０の製品領域１２０の外周部には図８の(b)に示すように第１のレーザー加工溝１１０に沿って第２のレーザー加工溝１４０が形成される。この第２の加工工程においては、集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝１１０に重合して照射されるので、ガラス板１０の製品領域１２０の外周部に第１のレーザー加工溝１１０に沿って発生したクラック１１１(図８の(a)参照)が第２の加工工程によってアブレーション加工されて消滅するとともに、第２の加工工程で照射されるパルスレーザー光線のエネルギーが第１のレーザー加工溝１１０に吸収されてクラックの発生が抑制される。従って、第２のレーザー加工溝１４０に沿ってクラックが発生することがなく、クラックの発生によって製品の品質の低下を招くという問題が解消される。なお、第２の加工工程における加工条件は、上記第１の加工工程における加工条件と同じでよい。 As described above, if the condensing spot (s) of the pulse laser beam condensed by the condensing lens 532 of the condenser 53 is positioned at a position of 40% with respect to the first laser processing groove 110, Similarly to the first processing step, the laser beam irradiating means 5 is operated to irradiate a pulsed laser beam having an absorptive wavelength from the condenser 53 to the glass plate 10 while moving in the X axis direction moving means 37 and the Y axis direction. The moving means 38 is operated to move the chuck table 36 along the processing line 101 to be formed on the glass plate 10 (second processing step). As a result, a second laser processing groove 140 is formed along the first laser processing groove 110 in the outer peripheral portion of the product region 120 of the glass plate 10 as shown in FIG. In this second processing step, the condensing spot (s) of the pulsed laser beam collected by the condensing lens 532 of the condenser 53 is superposed on the first laser processing groove 110 and irradiated. A crack 111 (see FIG. 8A) generated in the outer peripheral portion of the product region 120 of the plate 10 along the first laser processing groove 110 is ablated by the second processing step and disappears. The energy of the pulsed laser beam irradiated in this processing step is absorbed by the first laser processing groove 110, and the generation of cracks is suppressed. Therefore, no crack is generated along the second laser processed groove 140, and the problem that the quality of the product is deteriorated due to the generation of the crack is solved. Note that the processing conditions in the second processing step may be the same as the processing conditions in the first processing step.
本発明者の実験によると、上述した第２の加工工程において、パルスレーザー光線の集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝１１０に対して重合する割合が１０％より小さいと、第１のレーザー加工溝１１０に吸収されるパルスレーザー光線のエネルギーの割合が少なくガラス板１０の製品領域１２０にクラックが発生し易くなる。一方、パルスレーザー光線の集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝１１０に対して重合する割合が９０％より大きいと、ガラス板１０の製品領域１２０に照射されるパルスレーザー光線のエネルギーが少なく第１のレーザー加工溝１１０に沿って発生したクラック１１１を消滅させることが困難となることが判った。従って、パルスレーザー光線の集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝１１０に重合する割合は、１０〜９０％の範囲が望ましい。 According to the experiment by the present inventor, in the second processing step described above, if the ratio of superimposing the focused spot (s) of the pulse laser beam with respect to the first laser processing groove 110 is less than 10%, the first The ratio of the energy of the pulse laser beam absorbed in the laser processing groove 110 is small, and cracks are likely to occur in the product region 120 of the glass plate 10. On the other hand, if the ratio of superimposing the focused spot (s) of the pulse laser beam on the first laser processing groove 110 is larger than 90%, the energy of the pulse laser beam irradiated on the product region 120 of the glass plate 10 is small. It has been found that it is difficult to eliminate the crack 111 generated along the one laser processed groove 110. Therefore, the ratio of superimposing the focused spot (s) of the pulse laser beam on the first laser processing groove 110 is desirably in the range of 10 to 90%.
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図９の(a)には、本発明の第２の実施形態によって加工される被加工物としての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図９の(a)に示す半導体ウエーハ２０は、例えば厚みが３００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２０ａに複数の加工ライン２１が格子状に形成されているとともに、該複数の加工ライン２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ２０は、図９の(b)に示すように、環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着された保護テープTの表面に裏面２０bが貼着される(被加工物支持工程)。従って、保護テープTの表面に貼着された半導体ウエーハ２０は、表面２０aが上側となる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9A is a perspective view of a semiconductor wafer as a workpiece to be processed according to the second embodiment of the present invention. A semiconductor wafer 20 shown in FIG. 9A is made of, for example, a silicon wafer having a thickness of 300 μm, and a plurality of processing lines 21 are formed in a lattice shape on the surface 20a. Devices 22 such as ICs and LSIs are formed in a plurality of partitioned areas. As shown in FIG. 9B, the semiconductor wafer 20 configured in this manner has a back surface 20b pasted on the surface of the protective tape T with the outer peripheral portion mounted so as to cover the inner opening of the annular frame F. Is worn (workpiece support step). Therefore, the surface 20a of the semiconductor wafer 20 attached to the surface of the protective tape T is on the upper side.
上述した被加工物支持工程を実施したならば、図１に示すレーザー加工装置１のチャックテーブル３６上に半導体ウエーハ２０の保護テープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保護テープTを介して半導体ウエーハ２０をチャックテーブル３６上に吸引保持する（被加工物保持工程）。従って、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ２０は、表面２０aが上側となる。なお、半導体ウエーハ２０が貼着された保護テープTが装着された環状のフレームFは、クランプ３６２によって固定される。 If the workpiece support process described above is performed, the protective tape T side of the semiconductor wafer 20 is placed on the chuck table 36 of the laser processing apparatus 1 shown in FIG. Then, by operating a suction means (not shown), the semiconductor wafer 20 is sucked and held on the chuck table 36 via the protective tape T (workpiece holding step). Therefore, the surface 20a of the semiconductor wafer 20 held on the chuck table 36 is on the upper side. Note that the annular frame F on which the protective tape T to which the semiconductor wafer 20 is attached is attached is fixed by a clamp 362.
上述したように半導体ウエーハ２０を吸引保持したチャックテーブル３６は、Ｘ軸方向移動手段３７によって撮像手段６の直下に位置付けられる。チャックテーブル３６が撮像手段６の直下に位置付けられると、撮像手段６および制御手段８によって半導体ウエーハ２０のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち、撮像手段６および制御手段８は、半導体ウエーハ２０の所定方向に形成されている加工ライン２１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５の集光器５３との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置を検出するアライメント工程を遂行する。また、半導体ウエーハ２０に形成されている所定方向と直交する方向に形成されている加工ライン２１に対しても、同様にレーザー光線照射位置を検出するアライメント工程を遂行する。 As described above, the chuck table 36 that sucks and holds the semiconductor wafer 20 is positioned immediately below the imaging unit 6 by the X-axis direction moving unit 37. When the chuck table 36 is positioned immediately below the image pickup means 6, the image pickup means 6 and the control means 8 execute an alignment process for detecting a processing region to be laser processed of the semiconductor wafer 20. That is, the image pickup means 6 and the control means 8 are patterns for aligning with the condenser 53 of the laser beam irradiation means 5 that irradiates a laser beam along the processing line 21 formed in a predetermined direction of the semiconductor wafer 20. Image processing such as matching is performed, and an alignment process for detecting the laser beam irradiation position is performed. In addition, the alignment process for detecting the laser beam irradiation position is similarly performed on the processing line 21 formed in the direction orthogonal to the predetermined direction formed on the semiconductor wafer 20.
以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持された半導体ウエーハ２０に形成されている加工ラインを検出し、レーザー光線照射位置のアライメント工程を実施したならば、図１０の（a）で示すようにチャックテーブル３６をレーザー光線照射手段５の集光器５３が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の加工ラインの一端(図１０の（ａ）において左端)を集光器５３の直下に位置付ける。そして、集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を半導体ウエーハ２０の表面（上面）付近に合わせる。次に、レーザー光線照射手段５の集光器５３から半導体ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル３６を図１０の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の移動速度で移動せしめる。そして、加工ライン２１の他端（図１０の（ｂ）において右端）が集光器５３の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル３６の移動を停止する。この結果、図１０の（ｂ）および図１０の（c）に示すように半導体ウエーハ２０には、加工ライン２１に沿って第１のレーザー加工溝２１０が形成される（第１の加工工程）。なお、第１の加工工程における加工条件は、上記第１の実施形態における加工条件と同様でよい。 When the processing line formed on the semiconductor wafer 20 held on the chuck table 36 is detected as described above and the alignment step of the laser beam irradiation position is performed, the chuck is shown as shown in FIG. The table 36 is moved to the laser beam irradiation area where the condenser 53 of the laser beam irradiation means 5 is located, and one end of the predetermined processing line (the left end in FIG. 10A) is positioned directly below the collector 53. Then, the focused spot (s) of the pulsed laser beam collected by the condenser lens 532 of the condenser 53 is matched with the vicinity of the surface (upper surface) of the semiconductor wafer 20. Next, the chuck table 36 is moved in a predetermined direction in the direction indicated by the arrow X1 in FIG. 10A while irradiating the semiconductor wafer with a pulsed laser beam having an absorptive wavelength from the condenser 53 of the laser beam irradiation means 5. Move at speed. When the other end of the processing line 21 (the right end in FIG. 10B) reaches a position directly below the condenser 53, the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the movement of the chuck table 36 is stopped. As a result, as shown in FIG. 10B and FIG. 10C, the first laser processing groove 210 is formed along the processing line 21 in the semiconductor wafer 20 (first processing step). . Note that the processing conditions in the first processing step may be the same as the processing conditions in the first embodiment.
上述した第１の加工工程を半導体ウエーハ２０に形成された全ての加工ライン２１に沿って実施する。この結果、半導体ウエーハ２０には全ての加工ライン２１に沿ってアブレーション加工が施され、図１１に示すように全ての加工ライン２１に沿って第１のレーザー加工溝２１０が形成される。このようにしてアブレーション加工によって第１のレーザー加工溝２１０が形成された半導体ウエーハ２０には、図１０の（c）および図１１に示すように第１のレーザー加工溝２１０の両側にクラック２１１が発生する。半導体ウエーハ２０に形成された第１のレーザー加工溝２１０の両側にクラック２１１が発生すると、製品としてのデバイスの品質が低下する。従って、第１のレーザー加工溝２１０に沿って発生したクラック２１１を除去することが望ましい。従って、半導体ウエーハ２０のように加工ライン２１に沿って形成された第１のレーザー加工溝２１０の両側がデバイス２２として製品領域となる場合には、第１のレーザー加工溝２１０に沿って両側に発生したクラック２１１を除去する。 The first processing step described above is performed along all the processing lines 21 formed on the semiconductor wafer 20. As a result, the semiconductor wafer 20 is ablated along all the processing lines 21, and first laser processing grooves 210 are formed along all the processing lines 21 as shown in FIG. 11. In the semiconductor wafer 20 in which the first laser processing groove 210 is formed by ablation in this way, cracks 211 are formed on both sides of the first laser processing groove 210 as shown in FIG. 10 (c) and FIG. Occur. When cracks 211 occur on both sides of the first laser processing groove 210 formed in the semiconductor wafer 20, the quality of the device as a product is degraded. Therefore, it is desirable to remove the crack 211 generated along the first laser processing groove 210. Therefore, when both sides of the first laser processing groove 210 formed along the processing line 21 as the semiconductor wafer 20 become product regions as the device 22, the both sides along the first laser processing groove 210 are provided. The generated crack 211 is removed.
第１のレーザー加工溝２１０に沿って両側に発生したクラック２１１を除去するために、先ず、第１のレーザー加工溝２１０の一方の側に隣接して集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポットを位置付け、第１のレーザー加工溝２１０に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、半導体ウエーハ２０に第１のレーザー加工溝２１０に沿って第２のレーザー加工溝を形成する第２の加工工程を実施する。即ち、図１２の(a)に示すように第１のレーザー加工溝２１０に隣接して一方の側（図１２の(a)において上側）に集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を位置付け、第１のレーザー加工溝２１０に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、半導体ウエーハ２０に第１のレーザー加工溝２１０に沿って第２のレーザー加工溝を形成する第２の加工工程を実施する。このとき、集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝２１０に重合する。この集光スポット(s)が第１のレーザー加工溝２１０に対して重合する割合は、図示の実施形態においては上記第１の実施形態と同様に４０％に設定されている。なお、集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝２１０に対して重合する割合は、上述したように１０〜９０％の範囲が望ましい。 In order to remove the cracks 211 generated on both sides along the first laser processing groove 210, first, the light is collected by the condenser lens 532 of the condenser 53 adjacent to one side of the first laser processing groove 210. The focused spot of the pulsed laser beam to be emitted is positioned, and ablation processing is performed by irradiating the laser beam along the first laser processing groove 210, whereby the semiconductor wafer 20 is subjected to the second laser processing along the first laser processing groove 210. A second processing step for forming the laser processing groove is performed. That is, as shown in FIG. 12 (a), the light is condensed by the condenser lens 532 of the condenser 53 on one side (upper side in FIG. 12 (a)) adjacent to the first laser processing groove 210. The focused spot (s) of the pulsed laser beam is positioned and irradiated with the laser beam along the first laser processing groove 210 to perform ablation processing, whereby the semiconductor wafer 20 is subjected to the first laser processing groove 210 along the first laser processing groove 210. A second processing step for forming the second laser processing groove is performed. At this time, the focused spot (s) of the pulse laser beam condensed by the condenser lens 532 of the condenser 53 is superposed on the first laser processing groove 210. The rate at which the focused spot (s) is superposed on the first laser processing groove 210 is set to 40% in the illustrated embodiment, as in the first embodiment. It should be noted that the ratio of polymerizing the focused spot (s) with respect to the first laser processing groove 210 is desirably in the range of 10 to 90% as described above.
以上のようにして、集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝２１０に対して４０％の位置に位置付けたならば、上記第１の加工工程と同様にレーザー光線照射手段５を作動して集光器５３から半導体ウエーハ２０に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつ半導体ウエーハ２０を保持したチャックテーブル３６を所定の移動速度で移動せしめる（第２の加工工程）。この結果、半導体ウエーハ２０における第１のレーザー加工溝２１０の一方の側には図１２の(b)に示すように第１のレーザー加工溝２１０に沿って第２のレーザー加工溝２２０が形成される。この第２の加工工程においては、集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)が第１のレーザー加工溝２１０に重合して照射されるので、半導体ウエーハ２０における第１のレーザー加工溝２１０の一方の側に沿って発生したクラック２１１(図１２の(a)参照)が第２の加工工程によってアブレーション加工されて消滅するとともに、第２の加工工程で照射されるパルスレーザー光線のエネルギーが第１のレーザー加工溝２１０に吸収されてクラックの発生が抑制される。 As described above, if the condensing spot (s) of the pulse laser beam condensed by the condensing lens 532 of the condenser 53 is positioned at 40% of the first laser processing groove 210, The chuck table 36 holding the semiconductor wafer 20 while irradiating the semiconductor wafer 20 with a pulsed laser beam having an absorptive wavelength from the condenser 53 by operating the laser beam irradiating means 5 as in the first processing step. Move at a predetermined moving speed (second processing step). As a result, a second laser processed groove 220 is formed along the first laser processed groove 210 on one side of the first laser processed groove 210 in the semiconductor wafer 20 as shown in FIG. The In this second processing step, the focused spot (s) of the pulsed laser beam focused by the condenser lens 532 of the condenser 53 is superimposed on the first laser processed groove 210 and irradiated. A crack 211 (see FIG. 12A) generated along one side of the first laser processing groove 210 in the wafer 20 is ablated by the second processing step and disappears, and the second processing step. The energy of the pulse laser beam irradiated in step 1 is absorbed in the first laser processing groove 210, and the generation of cracks is suppressed.
次に、図１２の(c)に示すように第１のレーザー加工溝２１０の他方の側（図１２の(c)において下側）に隣接して集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を位置付け、第１のレーザー加工溝２１０に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、半導体ウエーハ２０に第１のレーザー加工溝２１０に沿って第２のレーザー加工溝を形成する第２の加工工程を実施する。このとき、集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝２１０に重合する。この集光スポット(s)が第１のレーザー加工溝２１０に対して重合する割合は、図示の実施形態においては４０％に設定されている。なお、集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝２１０に対して重合する割合は、上述したように１０〜９０％の範囲が望ましい。このようにして集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第１のレーザー加工溝２１０に対して重合する割合は４０％の位置に位置付け、上述したように第２の加工工程を実施することにより、半導体ウエーハ２０における第１のレーザー加工溝２１０の他方の側には図１２の(d)に示すように第１のレーザー加工溝２１０に沿って第２のレーザー加工溝２３０が形成される。この第２の加工工程においては、集光器５３の集光レンズ５３２によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)が第１のレーザー加工溝２１０に重合して照射されるので、半導体ウエーハ２０における第１のレーザー加工溝２１０の他方の側に沿って発生したクラック２１１(図１２の(a)および(c)参照)が第２の加工工程によってアブレーション加工されて消滅するとともに、第２の加工工程で照射されるパルスレーザー光線のエネルギーが第１のレーザー加工溝２１０に吸収されてクラックの発生が抑制される。 Next, as shown in FIG. 12C, the light is collected by the condenser lens 532 of the condenser 53 adjacent to the other side of the first laser processing groove 210 (the lower side in FIG. 12C). The focused spot (s) of the emitted pulsed laser beam is positioned, and the semiconductor wafer 20 is ablated by irradiating the laser beam along the first laser processing groove 210, along the first laser processing groove 210. Then, the second processing step for forming the second laser processing groove is performed. At this time, the focused spot (s) of the pulse laser beam condensed by the condenser lens 532 of the condenser 53 is superposed on the first laser processing groove 210. The rate at which the focused spot (s) is superposed on the first laser processing groove 210 is set to 40% in the illustrated embodiment. It should be noted that the ratio of polymerizing the focused spot (s) with respect to the first laser processing groove 210 is desirably in the range of 10 to 90% as described above. In this way, the ratio of superimposing the focused spot (s) of the pulse laser beam collected by the condenser lens 532 of the condenser 53 with respect to the first laser processing groove 210 is positioned at 40%. As described above, by performing the second processing step, the other side of the first laser processing groove 210 in the semiconductor wafer 20 extends along the first laser processing groove 210 as shown in FIG. Thus, the second laser processing groove 230 is formed. In this second processing step, the focused spot (s) of the pulsed laser beam focused by the condenser lens 532 of the condenser 53 is superimposed on the first laser processed groove 210 and irradiated. A crack 211 (see (a) and (c) of FIG. 12) generated along the other side of the first laser processing groove 210 in the wafer 20 is ablated by the second processing step and disappears. The energy of the pulsed laser beam irradiated in the second processing step is absorbed by the first laser processing groove 210, and the generation of cracks is suppressed.
以上のようにして、半導体ウエーハ２０に形成された所定の第１のレーザー加工溝２１０の両側に隣接して上記第２の加工工程を実施したならば、半導体ウエーハ２０に形成された全ての第１のレーザー加工溝２１０の両側に隣接して上記第２の加工工程を実施する。この結果、上記第１の加工工程を実施することによって半導体ウエーハ２０における第１のレーザー加工溝２１０の両側に沿って発生したクラック２１１が除去されるとともに第２のレーザー加工溝２２０、２３０に沿ってクラックが発生することがなく、クラックの発生によってデバイスの品質の低下を招くという問題が解消される。 As described above, if the second processing step is performed adjacent to both sides of the predetermined first laser processing groove 210 formed in the semiconductor wafer 20, all the second processing steps formed in the semiconductor wafer 20 are performed. The second processing step is performed adjacent to both sides of one laser processing groove 210. As a result, by performing the first processing step, the cracks 211 generated along both sides of the first laser processing groove 210 in the semiconductor wafer 20 are removed and along the second laser processing grooves 220 and 230. Thus, the problem that the cracks do not occur and the quality of the device is deteriorated due to the cracks is solved.
１：レーザー加工装置
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：X軸方向移動手段
３８：Y軸方向移動手段
４：レーザー光線照射ユニット
５：レーザー光線照射手段
５１：パルスレーザー光線発振手段
５２：出力調整手段
５３：集光器
６：撮像手段
８：制御手段
１０：ガラス板
１０１：加工ライン
１１０：第１のレーザー加工溝
１４０：第２のレーザー加工溝
１１１：クラック
２０：半導体ウエーハ
２１：加工ライン
２１０：第１のレーザー加工溝
２１１：クラック
２２０、２３０：第２のレーザー加工溝
F：環状のフレーム
T：保護テープ
1: laser processing device 2: stationary base 3: chuck table mechanism 36: chuck table 37: X-axis direction moving means 38: Y-axis direction moving means 4: laser beam irradiation unit 5: laser beam irradiation means 51: pulsed laser beam oscillation means 52 : Output adjusting means 53: light collector 6: imaging means 8: control means 10: glass plate 101: processing line 110: first laser processing groove 140: second laser processing groove 111: crack 20: semiconductor wafer 21: Processing line 210: first laser processing groove 211: crack 220, 230: second laser processing groove
F: Ring frame
T: Protective tape
Claims (4)
該被加工物保持手段に保持された被加工物に設定された加工ラインに沿って被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、被加工物に加工ラインに沿って第１のレーザー加工溝を形成する第１の加工工程と、
該第１のレーザー加工溝に隣接して該集光器によって集光されるレーザー光線の集光スポットを位置付け、該第１のレーザー加工溝に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、被加工物に該第１のレーザー加工溝に沿って第２のレーザー加工溝を形成する第２の加工工程と、を含み、
該第２の加工工程は、該集光スポットを該第１のレーザー加工溝に重合して照射する、
ことを特徴とするレーザー加工方法。 A workpiece holding means for holding a workpiece, a laser beam irradiation means having a condenser for condensing and irradiating a laser beam onto the workpiece held by the workpiece holding means, and the workpiece A laser processing method using a laser processing apparatus comprising a holding means and a moving means for relatively moving the laser beam irradiation means,
By subjecting the workpiece to ablation processing by irradiating the workpiece with a laser beam having an absorptive wavelength along the processing line set in the workpiece held by the workpiece holding means, A first processing step of forming a first laser processing groove along the processing line;
By positioning a condensing spot of the laser beam collected by the condenser adjacent to the first laser processing groove, and performing ablation processing by irradiating the laser beam along the first laser processing groove, Forming a second laser processing groove on the workpiece along the first laser processing groove, and
In the second processing step, the focused spot is polymerized and irradiated on the first laser processing groove.
A laser processing method characterized by the above.
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