JP2018202468A - Laser processing method and laser processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウェーハなどの被加工物をレーザ加工するレーザ加工方法及びレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing method and a laser processing apparatus for laser processing a workpiece such as a wafer.
ウェーハの分割予定ラインに沿って切削ブレードを切り込ませてダイシングすると、ウェーハに被覆されたLow−k膜等の膜が剥がれやすい。この問題を解決するために、ウェーハの分割予定ラインに沿ってレーザ加工溝を形成した後に、切削ブレードによって切断を行う方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 When the cutting blade is cut along the wafer dividing line and dicing is performed, a film such as a low-k film coated on the wafer is easily peeled off. In order to solve this problem, there has been proposed a method of cutting with a cutting blade after forming a laser-processed groove along the division line of the wafer (see, for example, Patent Document 1).
上述した特許文献1に開示された方法では、レーザビームをウェーハに照射してレーザ加工溝を形成するに当たり、レーザビームのスポット形状をマスクで整形することにより、所定の溝幅のレーザ加工溝が形成されるようにしている。
In the method disclosed in
しかし、経時変化や温度変化などによってレーザビームとマスクとの相対位置がずれる場合がある。レーザビームに対するマスクの位置がずれると、照射されるレーザビームのエネルギー分布に偏りが生じるため、レーザ加工溝の溝形状(断面形状)が崩れてしまうという問題がある。そして、レーザ加工溝の溝形状が崩れると、切削ブレードによるダイシングの際に切削ブレードが蛇行し破損するおそれがある。 However, the relative position of the laser beam and the mask may shift due to changes over time or temperature. If the position of the mask with respect to the laser beam is deviated, the energy distribution of the irradiated laser beam is biased, and there is a problem that the groove shape (cross-sectional shape) of the laser processing groove is destroyed. If the shape of the laser processing groove is broken, the cutting blade may meander and be damaged during dicing by the cutting blade.
そこで、従来は定期的にダミーウェーハを加工してそのレーザ加工溝の溝形状の良否を判定することも行われていたが、定期的にダミーウェーハを加工してレーザ加工溝の溝形状の良否を判定することは非常に手間を要していた。また、ダミーウェーハに異常が発見された時には既に異常な状態で製品ウェーハの加工がなされているため、ダミーワークに異常が発見される前に加工された製品ウェーハの損傷が避けられないという問題もある。 Therefore, conventionally, a dummy wafer is periodically processed to determine whether the groove shape of the laser processing groove is good or bad. However, the dummy wafer is periodically processed to check the groove shape of the laser processing groove. It was very time-consuming to judge. In addition, since the product wafer is already processed in an abnormal state when an abnormality is found in the dummy wafer, there is a problem that damage to the processed product wafer is inevitable before the abnormality is detected in the dummy workpiece. is there.
本発明は、上記事実にかんがみなされたものであり、レーザ加工溝の溝形状を容易かつ迅速に確認できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above facts, and an object of the present invention is to make it possible to easily and quickly confirm the shape of a laser-processed groove.
本発明は、被加工物にパルスレーザビームを照射してレーザ加工溝を形成するレーザ加工方法であって、エネルギー強度分布がガウシアン分布のパルスレーザビームを、該パルスレーザビームの通過範囲を規制するスリットが形成されたマスクを介して被加工物に照射してレーザ加工溝を形成するレーザ加工溝形成ステップと、該レーザ加工溝形成ステップの実施中に、該パルスレーザビームが被加工物に照射されて発生する発光を撮像して撮像画像を形成する撮像画像形成ステップと、該撮像画像上の該発光の形状をもとに該レーザ加工溝の溝形状の良否を判定する溝形状判定ステップと、を備える。
このレーザ加工方法において、前記溝形状判定ステップによって前記レーザ加工溝の溝形状が否と判定された場合に、前記マスクを前記パルスレーザビームに対して移動させて該マスクの位置を調整するマスク位置調整ステップを更に備えることが望ましい。
The present invention is a laser processing method for forming a laser processing groove by irradiating a workpiece with a pulsed laser beam, and restricts a passing range of the pulsed laser beam having a Gaussian energy intensity distribution. A laser processing groove forming step for forming a laser processing groove by irradiating the workpiece through a mask in which slits are formed, and the workpiece is irradiated with the pulse laser beam during the laser processing groove forming step. A captured image forming step of capturing the emitted light to form a captured image, and a groove shape determining step of determining the quality of the groove shape of the laser processing groove based on the shape of the light emission on the captured image; .
In this laser processing method, a mask position for adjusting the position of the mask by moving the mask with respect to the pulse laser beam when the groove shape determination step determines that the groove shape of the laser processing groove is NO It is desirable to further include an adjustment step.
また、本発明は、被加工物にパルスレーザビームを照射してレーザ加工溝を形成するレーザ加工装置であって、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段によって保持された被加工物に照射するエネルギー強度分布がガウシアン分布のパルスレーザビームを発振するパルスレーザビーム発振手段と、該パルスレーザビーム発振手段から発振された該パルスレーザビームを集光して該保持手段によって保持された被加工物に集光する集光レンズを含む集光器と、該保持手段と該パルスレーザビーム照射手段とを加工送り方向に相対移動させる加工送り手段と、該保持手段と該パルスレーザビーム照射手段とを該加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対移動させる割り出し送り手段と、該パルスレーザビーム照射手段と該加工送り手段と該割り出し送り手段とを制御する制御手段と、該パルスレーザビーム発振手段と該集光レンズとの間に配設されて該パルスレーザビームの通過範囲を規制するスリットが形成されたマスクと、該パルスレーザビームが被加工物に照射されて発生する発光を撮像して撮像画像を形成する撮像手段と、を備え、該制御手段は、該撮像画像上の該発光の形状をもとに該レーザ加工溝の溝形状の良否を判定する溝形状判定部を有する。
このレーザ加工装置において、前記マスクを前記パルスレーザビームに対して移動させるマスク移動手段を備え、前記制御手段は、前記溝形状判定部での判定をもとに該マスク移動手段を作動させて該マスクの位置を調整するマスク位置調整部を更に備えることが望ましい。
Further, the present invention is a laser processing apparatus for forming a laser processing groove by irradiating a workpiece with a pulsed laser beam, the holding means for holding the workpiece, and the workpiece held by the holding means A pulsed laser beam oscillating means for oscillating a pulsed laser beam having a Gaussian distribution of energy intensity, and a target that is held by the holding means by condensing the pulsed laser beam emitted from the pulsed laser beam oscillating means A condenser including a condensing lens for condensing on a workpiece, a processing feed means for relatively moving the holding means and the pulse laser beam irradiation means in the processing feed direction, the holding means and the pulse laser beam irradiation means Indexing feed means for relatively moving in the indexing feed direction orthogonal to the machining feed direction, the pulse laser beam irradiation means, and the machining feed means A control means for controlling the index feed means; a mask provided between the pulse laser beam oscillating means and the condenser lens and formed with a slit for restricting the passage range of the pulse laser beam; and Imaging means for imaging light emission generated by irradiating a workpiece with a pulse laser beam and forming a captured image, and the control means is configured to control the laser based on the shape of the light emission on the captured image. A groove shape determining unit that determines the quality of the groove shape of the processed groove is provided.
The laser processing apparatus includes a mask moving unit that moves the mask with respect to the pulsed laser beam, and the control unit operates the mask moving unit based on the determination by the groove shape determining unit. It is desirable to further include a mask position adjustment unit that adjusts the position of the mask.
本発明に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置では、マスクを通してエネルギー強度分布がガウシアン分布のパルスレーザビームを被加工物に照射してレーザ加工溝を形成しつつ、パルスレーザビームが被加工物に照射されて発生する発光を撮像して撮像画像を形成し、その撮像画像上の発光の形状をもとにレーザ加工溝の溝形状の良否を判定するため、レーザ加工溝の溝形状の良否を容易かつ迅速に判定することができる。したがって、ウェーハが損傷するおそれを低減することができる。 In the laser processing method and the laser processing apparatus according to the present invention, the workpiece is irradiated with a pulsed laser beam having a Gaussian distribution of energy intensity through a mask to form a laser processing groove, and the workpiece is irradiated with the pulsed laser beam. The captured light emission is imaged to form a captured image, and the quality of the laser processing groove is determined based on the shape of the light emission on the captured image. And it can be determined quickly. Therefore, the possibility that the wafer is damaged can be reduced.
図1に示すレーザ加工装置1は、保持手段2に保持された図示しないウェーハにパルスレーザビーム照射手段3によってパルスレーザビームを照射する装置である。
A
レーザ加工装置1の基台10の前部(−Y方向)には、保持手段2をパルスレーザビーム照射手段3に対してX軸方向(加工送り方向)に加工送りする加工送り手段4と、保持手段2をパルスレーザビーム照射手段3に対してY軸方向(割り出し送り方向)に割り出し送りする割り出し送り手段5とが設けられている。
At the front part (−Y direction) of the
加工送り手段4は、X軸方向の軸心を有するボールネジ41と、ボールネジ41と平行に配設された一対のガイドレール42と、ボールネジ41を回動させるパルスモータ43と、内部のナットがボールネジ41に螺合し底部がガイドレール42に摺接する可動板44とを有している。パルスモータ43がボールネジ41を回動させると、これに伴い可動板44がガイドレール42にガイドされてX軸方向に移動する。可動板44がX軸方向に移動することで、保持手段2に保持されたウェーハが加工送りされる。パルスモータ43は、制御手段6から供給されるパルス信号によって動作する。制御手段6は、パルスモータ43に供給したパルス信号数をカウントすることにより、保持手段2の加工送り量を認識し、保持手段2のX軸方向における位置を制御する。
The processing feed means 4 includes a
保持手段2と加工送り手段4との間には、保持手段2とパルスレーザビーム照射手段3とをY軸方向(割り出し送り方向)に相対移動させる割り出し送り手段5が設けられている。すなわち、保持手段2は、加工送り手段4によりX軸方向に往復移動が可能であるとともに、割り出し送り手段5により、X軸方向と直交するY軸方向に割り出し送り可能となっている。割り出し送り手段5は、Y軸方向の軸心を有するボールネジ51と、ボールネジ51と平行に配設された一対のガイドレール52と、ボールネジ51を回動させるパルスモータ53と、内部のナットがボールネジ51に螺合し底部がガイドレール52に摺接する可動板54とを有している。パルスモータ53がボールネジ51を回動させると、これに伴い可動板54がガイドレール51にガイドされてY軸方向に移動する。可動板54がY軸方向に移動することで、保持手段2に保持されたウェーハが割り出し送りされる。パルスモータ53は、制御手段6から供給されるパルス信号によって動作する。制御手段6は、パルスモータ53に供給したパルス信号数をカウントすることにより、保持手段2の割り出し送り量を認識し、保持手段2のY軸方向における位置を制御する。
Between the
保持手段2は、ウェーハを吸着する吸着部21を有するチャックテーブル22と、チャックテーブル22を割り出し送り手段5の可動板54上において回転可能に支持する円柱状の支持部23とを有する。チャックテーブル22の吸着部21の周囲には、ウェーハに装着された図示しないリングフレームをチャックテーブル22に固定するためのクランプ24が配設されている。チャックテーブル22は、支持部23内の図示しないパルスモータにより回転駆動される。支持テーブル22の回転に伴い、支持テーブル22上の吸着部21に吸着保持されたウェーハが回転する。制御手段6は、当該パルスモータに供給したパルス信号数をカウントすることにより、チャックテーブル22の回転量を認識し、ウェーハの回転量を調節する。
The
レーザ加工装置1の基台10の後端部(+Y方向端部)には、支柱部11が立設されており、支柱部11の上端部にパルスレーザビーム照射手段3が設けられている。また、この例では、支柱部11内に制御手段6が設けられている。支柱部11の上端部には前方(−Y方向)に張り出した張出部12が設けられている。張出部12内には、パルスレーザビーム発振手段31が設けられている。張出部12の先端近傍の下面には、パルスレーザビーム発振手段31から発振されたパルスレーザビームを保持手段2に保持されたウェーハの表面に集光する集光器32と、ウェーハの分割予定ラインと集光器32との相対的な位置を調整するためのアライメント手段7とがX方向に並べて設けられている。
A
アライメント手段7は、保持手段2に保持されたウェーハを撮像する機能を備えている。撮像された画像は制御手段6に送られる。制御手段6は、アライメント手段7により撮像された画像に基づいて、割り出し送り手段5を駆動することにより、集光器32とウェーハの分割予定ラインとのY軸方向の位置合わせを行う。
The alignment unit 7 has a function of imaging the wafer held by the
図2に示すように、パルスレーザビーム照射手段3は、パルスレーザビーム発振手段31と、ダイクロイックミラー33と、集光器32とを具備している。
As shown in FIG. 2, the pulse laser beam irradiation means 3 includes a pulse laser beam oscillation means 31, a dichroic mirror 33, and a
パルスレーザビーム発振手段31は、パルスレーザビーム発振器311と繰り返し周波数設定手段312とを有している。パルスレーザビーム発振器311は、エネルギー強度分布がガウシアン分布のパルスレーザビームLBを発振する。パルスレーザビーム発振器311の発振周波数は、繰り返し周波数設定手段312によって所定の値に設定される。
The pulse laser beam oscillating means 31 has a pulse
ダイクロイックミラー33は、パルスレーザビーム発振手段31と集光器32との間に設けられている。ダイクロイックミラー33は、パルスレーザビーム発振手段31から発振されたパルスレーザビームLBを反射して集光器32に導くとともに、パルスレーザビームLBの発振波長以外の波長の光を透過する機能を有している。
The dichroic mirror 33 is provided between the pulse laser beam oscillating means 31 and the
集光器32は、集光レンズ321を有する。集光レンズ321は、パルスレーザビーム発振手段31から発振されダイクロイックミラー33において反射したパルスレーザビームLBを集光して、保持手段2に保持されたウェーハWに照射する。
The
ダイクロイックミラー33と集光レンズ321との間には、マスク34が配設されている。マスク34には、パルスレーザビームLBの通過範囲を規制するスリット34aが形成されている。マスク34は、マスク移動手段35によって保持されている。マスク移動手段35は、制御手段6により制御されて、パルスレーザビームLBの照射方向であるZ方向に対して直交する方向(XY方向)にマスク34を移動させる。
A
また、パルスレーザビーム照射手段3は、照明手段36とビームスプリッター37とを備えている。
The pulse laser beam irradiation means 3 includes an illumination means 36 and a
照明手段36は、照明光(白色光)を発光するストロボ光源361と、ストロボ光源361から発光された照明光の視野サイズを規定する絞り362と、絞り362を通過した照明光を集光するレンズ363と、レンズ363によって集光された照明光をビームスプリッター37に向けて反射する方向変換ミラー364とを有する。
The
ビームスプリッター37は、照明手段36の方向変換ミラー364により反射された照明光をダイクロイックミラー33に導くとともに、保持手段2に保持されたウェーハWからの光を撮像手段38に向けて分岐する。
The
撮像手段38は、組レンズ381と、組レンズ381によって捕らえられた像を撮像する撮像素子(CCD)382とを有する。組レンズ381は、収差補正レンズ381aと結像レンズ381bとからなる。撮像手段38は、パルスレーザビームLBがウェーハWに照射されて発生する発光を撮像素子382で受光し光電変換することにより撮像画像を形成する。撮像手段38は、撮像画像を制御手段6に送る。
The imaging means 38 includes a
制御手段6は、パルスレーザビーム発振手段31のパルスレーザビーム発振器311によるパルスレーザビームLBの発振動作を制御するパルスレーザビーム発振手段制御部61と、照明手段36のストロボ光源361の発光動作を制御する照明手段制御部62と、パルスレーザビームLBがウェーハWに照射されて発生する発光の形状(撮像画像上の発光の形状)をもとにレーザ加工溝の溝形状の良否を判定する溝形状判定部63と、溝形状判定部63による判定結果に基づいてマスク移動手段35を作動させ、パルスレーザビームLBに対するマスク34の位置を調整するマスク位置調整部64とを有する。
The control means 6 controls the light emission operation of the pulse laser beam oscillation means
制御手段6は、少なくともCPU、ROM及びRAMを備え、CPUが、RAMを作業領域に使用してプログラムを実行することにより、パルスレーザビーム発振手段制御部61、照明手段制御部62、溝形状判定部63、及びマスク位置調整部64の機能を実現する。
The control means 6 includes at least a CPU, a ROM, and a RAM. When the CPU executes a program using the RAM as a work area, the pulse laser beam oscillation means
制御手段6に備える例えばRAMには、レーザビーム照射時の正常時の発光の画像が記憶されており、溝形状判定部63は、その正常時の発光の形状と撮像画像上の発光の形状とのパターンマッチングを行い、そのQ値(一致度)が閾値以上であれば良、閾値未満であれば否と判定する。
For example, the RAM included in the
次に、上記のように構成されたレーザ加工装置1の動作について説明する。なお、以下の動作は、概ね制御手段6の制御下でなされる。
Next, the operation of the
(1)レーザ加工溝形成ステップ
被加工物であるウェーハWをチャックテーブル22の吸着部21に吸着保持させると、加工送り手段4によってチャックテーブル22が−X方向に駆動されることにより、ウェーハWがアライメント手段7の直下に位置付けられる。そして、アライメント手段7によりウェーハWが撮像され、その撮像された画像に基づいて、ウェーハWの分割予定ラインと集光器32とのY軸方向の位置合わせがなされる。
(1) Laser processing groove forming step When the wafer W, which is a workpiece, is sucked and held by the
次に、加工送り手段4が、ウェーハWの分割予定ラインの一端を集光器32の直下に位置付ける。そして、パルスレーザビームLBの集光点をウェーハWの表面に合わせてパルスレーザビームLBを照射しつつ、加工送り手段4によりチャックテーブル22をX方向に所定の加工送り速度で移動させていく。ウェーハWの分割予定ラインの他端が集光器32の直下に位置するまでチャックテーブル22が移動したら、パルスレーザビームLBの照射を中止するとともにチャックテーブル22の移動を停止する。これにより、ウェーハWの所定方向に延びる分割予定ラインに沿って、ウェーハWの裏面まで貫通しないレーザ加工溝が形成される。
Next, the processing feed means 4 positions one end of the division planned line of the wafer W directly below the
1ライン分のレーザ加工が終了する毎に、割り出し送り手段5によりチャックテーブル22が分割予定ラインの間隔分だけY方向に割り出し送りされ、上記と同様にレーザビームが照射される。そして、ウェーハWの所定方向に延びる全ての分割予定ラインのレーザ加工が終了したら、チャックテーブル22を90°回転させる。そして、当該所定方向と直交する方向に延びる分割予定ラインにも同様のレーザ加工を実施する。これにより、ウェーハWに格子状にレーザ加工溝が形成される。 Each time the laser processing for one line is completed, the index table 5 indexes and feeds the chuck table 22 by the interval of the scheduled division lines, and irradiates the laser beam in the same manner as described above. Then, when the laser processing of all the scheduled division lines extending in the predetermined direction of the wafer W is completed, the chuck table 22 is rotated by 90 °. Then, the same laser processing is performed on the planned dividing line extending in the direction orthogonal to the predetermined direction. As a result, laser processing grooves are formed on the wafer W in a lattice pattern.
上記レーザ加工は、例えば以下の加工条件にて行われる。
パルスレーザビームの光源 :YVO4レーザまたはYAGレーザ
波長 :355nm
繰り返し周波数 :50kHz
平均出力 :3W
集光スポット径 :φ10μm
加工送り速度 :100mm/秒
The laser processing is performed, for example, under the following processing conditions.
Pulse laser beam light source: YVO4 laser or YAG laser Wavelength: 355 nm
Repetition frequency: 50 kHz
Average output: 3W
Condensing spot diameter: φ10μm
Processing feed rate: 100 mm / sec
上述したレーザ加工において、レーザビーム照射手段3から照射されるパルスレーザビームLBは、マスク34のスリット34aを通過することにより整形されてウェーハWに照射される。
In the laser processing described above, the pulse laser beam LB irradiated from the laser
図3(a)に示すように、パルスレーザビームLBの光軸(エネルギー強度分布の中心)L1がマスク34の光軸(スリット34aの中心)L2と一致しているときには、パルスレーザビームLBのエネルギー強度分布(ガウシアン分布)Cの裾野部分がその光軸L1に関して対称に切り落とされ、パルスレーザビームLBがエネルギー強度分布に偏りのない状態でウェーハWに照射されるため、図3(b)に示すように、マスク34の光軸L2に関して対称(図示の例では左右対称)な溝形状のレーザ加工溝G1がウェーハWに形成される。図3(b)の例では、側面が垂直で溝底が平坦ないわゆるバスタブ状のレーザ加工溝Gが形成されているが、溝底が凹曲面のいわゆるU字状のレーザ加工溝を形成することも可能である。
As shown in FIG. 3A, when the optical axis (center of energy intensity distribution) L1 of the pulse laser beam LB coincides with the optical axis (center of the
しかし、経時変化や温度変化によって、パルスレーザビーム発振手段31とダイクロイックミラー33の互いの光軸にずれが生じたり、ダイクロイックミラー33とマスク34の互いの光軸にずれが生じたりすると、図4(a)に示すように、パルスレーザビームLBの光軸L1がマスク34の光軸L2と一致しなくなる。レーザビームLBとマスク34の互いの光軸L1、L2が一致していないと、マスク34を介してウェーハWに照射されるパルスレーザビームLBのエネルギー強度分布Cに偏りが生じる。図4(a)の例では、パルスレーザビームLBの光軸L1がマスク34の光軸L2に対して右側にずれていることにより、スリット34aを通過するパルスレーザビームLBのエネルギー強度分布に偏りが生じている。この場合、照射スポット内の左側部分よりも右側部分の方のエネルギー強度が大きくなる。その結果、図4(b)に示すように、右側が深く左側が浅い左右非対称の崩れた溝形状のレーザ加工溝G2が形成される。このようにレーザ加工溝G2の溝形状が崩れると、後の切削ブレードによるダイシングにおいて切削ブレードが破損するおそれがある。
However, if the optical axis of the pulse laser beam oscillating means 31 and the dichroic mirror 33 is deviated from each other or the optical axis of the dichroic mirror 33 and the
そこで、このレーザ加工装置1においては、マスク34を介してパルスレーザビームLBをウェーハWに照射してレーザ加工溝を形成するレーザ加工溝形成ステップにおいて、パルスレーザビームLBがウェーハWに照射されて発生する発光を撮像して撮像画像を形成し(撮像画像形成ステップ)、その撮像画像上の発光の形状をもとにレーザ加工溝の溝形状の良否を判定する(溝形状判定ステップ)。その良否判定の結果、レーザ加工溝の溝形状が否と判定された場合には、マスク34を移動させてマスク34の水平方向の位置を調整する(マスク位置調整ステップ)。
Therefore, in the
(2)撮像画像形成ステップ
撮像画像形成ステップでは、照明手段36のストロボ光源361を所定のタイミングで発光させる。その光は、絞り362、レンズ363、方向変換ミラー364を経て出射され、ビームスプリッター37、ダイクロイックミラー33、集光器32を介してウェーハWに照射される。そして、パルスレーザビームLBがウェーハWに照射されて発生する発光が、集光レンズ321、ダイクロイックミラー33、ビームスプリッター37を介して撮像手段38に導かれる。撮像手段38に導かれた光は組レンズ381を介して撮像素子382に結像される。撮像素子382は、結像された光を光電変換して撮像画像を形成する。その撮像画像は制御手段6に送られる。制御手段6は、その撮像画像をRAM上に展開する。RAM上には、例えば図5(a)及び図5(b)に示すような、撮像画像P1、P2が展開される。
(2) Captured image forming step In the captured image forming step, the
図5(a)の撮像画像P1は、正常時、すなわち、パルスレーザビームLBの光軸L1とマスク34の光軸L2とが互いに一致している状態(図3(a)参照)のときに撮像された撮像画像であり、撮像画像P1上の発光の形状S1は、Y方向(長手方向)の幅が大部分均一な形状を呈している。一方、図5(b)の撮像画像P2は、異常時、すなわち、パルスレーザビームLBの光軸L1とマスク34の光軸L2とが互いにずれている状態(図4(a)参照)のときに撮像された撮像画像であり、撮像画像P2上の発光の形状S2は、Y方向(長手方向)の幅が均一でない形状を呈している。
The captured image P1 of FIG. 5A is normal, that is, when the optical axis L1 of the pulse laser beam LB and the optical axis L2 of the
(3)溝形状判定ステップ
溝形状判定ステップでは、制御手段6の溝形状判定部63が、RAM上に展開した撮像画像上の発光の形状S1、S2の画像とあらかじめ記憶されている正常時の発光の形状の画像とのパターンマッチングを実施する。そして、両者の一致度が閾値以上であれば良、閾値未満であれば否と判定する。例えば、図5(a)の場合、撮像画像P1上の発光の形状S1と正常時の発光の形状との一致度は閾値以上であるとして、溝形状は良と判定される。一方、図5(b)の場合、撮像画像P2上の発光の形状S2と正常時の発光の形状との一致度は閾値未満であるとして、溝形状は否と判定される。
(3) Groove shape determination step In the groove shape determination step, the groove
(4)マスク位置調整ステップ
マスク位置調整ステップでは、制御手段6のマスク位置調整部64が、溝形状判定ステップでの判定結果に応じてマスク移動手段35を駆動させ、パルスレーザビームLBに対するマスク34の位置を調整する。この調整は、例えば、溝形状が否と判定された分割予定ラインの次の分割予定ラインから実施される。その際、マスク位置調整部64は、撮像画像上の発光の形状に応じてマスク移動手段35の駆動を制御することにより、撮像画像上の発光の形状が正常時の発光の形状により近くなるようにマスク34の位置を調整する。例えば、図5(b)示す撮像画像P2の場合、発光の形状S2の幅(Y方向の寸法)が均一になるようにX方向にマスク34を移動させる。
(4) Mask Position Adjustment Step In the mask position adjustment step, the mask
こうしてマスク34の位置を調整した後、ウェーハWに対して前記と同様にパルスレーザビームを照射すると、所望の位置に所望の形状のレーザ加工溝を形成することができる。そしてその後、そのレーザ加工溝に切削ブレードを切り込ませて完全切断することにより、ウェーハWが個々のチップに分割される。
After adjusting the position of the
以上説明したように、本発明によれば、マスク34を介してエネルギー強度分布Cがガウシアン分布のパルスレーザビームLBをウェーハWに照射してレーザ加工溝を形成しつつ、パルスレーザビームLBがウェーハWに照射されて発生する発光を撮像して撮像画像P1、P2を形成し、その撮像画像P1、P2上の発光の形状S1、S2をもとにレーザ加工溝の溝形状の良否を判定するため、レーザ加工溝の溝形状の良否を容易かつ迅速に判定することができる。したがって、溝形状の検査のためだけの時間を要せず、レーザ加工装置1の稼働効率が向上する。
As described above, according to the present invention, the pulse laser beam LB is formed on the wafer while forming the laser processing groove by irradiating the wafer W with the pulse laser beam LB having the Gaussian energy intensity distribution C through the
また、本実施形態では、溝形状の良否の判定結果に応じてパルスレーザビームLBに対するマスク34の位置が自動調整されるため、異常な状態でレーザ加工がなされることによるウェーハWの損傷を最小限に抑えるとともに、マスク34の位置調整に要する時間を短縮して生産性をより向上させることができる。また、マスク34の位置が調整されることにより、異常な溝形状のレーザ加工溝が形成されにくくなるため、切削ブレードによるダイシングの際の切削ブレードの変形による破損が減少する。
In the present embodiment, the position of the
なお、上述した実施形態においては、被加工物としてウェーハWを例示したが、本発明に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置は、ウェーハW以外の被加工物のレーザ加工にも適用可能である。 In the above-described embodiment, the wafer W is exemplified as the workpiece. However, the laser processing method and the laser processing apparatus according to the present invention can be applied to laser processing of a workpiece other than the wafer W.
また、撮像画像形成ステップ、溝形状判定ステップ及びマスク位置調整ステップは、ウェーハWのすべての分割予定ラインのレーザ加工において実施することが可能であるが、1枚のウェーハにつき例えば2ライン程度のレーザ溝加工が行われている間に実施されれば十分である。 Further, the imaged image forming step, the groove shape determining step, and the mask position adjusting step can be performed in the laser processing of all the divided lines of the wafer W, but for example, about two lines of laser per wafer. It is sufficient if it is carried out during the grooving.
1:レーザ加工装置
10:基台 11:支持部 12:張出部
2:保持手段
21:吸着部 22:チャックテーブル 23:支持部 24:クランプ
3:レーザビーム照射手段
31:パルスレーザビーム発振手段
311:パルスレーザビーム発振器 312:繰り返し周波数設定手段
32:集光器 321:集光レンズ 33:ダイクロイックミラー
34:マスク 34a:スリット 35:マスク移動手段
36:照明手段
361:ストロボ光源 362:絞り 363:レンズ 364:方向変換ミラー
37:ビームスプリッター
38:撮像手段
381:組レンズ 381a:収差補正レンズ 381b:結像レンズ
382:撮像素子
4:加工送り手段
41:ボールネジ 42:ガイドレール 43:パルスモータ 44:可動板
5:割り出し送り手段
51:ボールネジ 52:ガイドレール 53:パルスモータ 54:可動板
6:制御手段
61:パルスレーザビーム発振手段制御部 62:照明手段制御部
63:溝形状判定部 64:マスク位置調整部
7:アライメント手段
G1、G2:レーザ加工溝
LB:パルスレーザビーム
L1:光軸 L2:光軸
P1:撮像画像 P2:撮像画像
S1:発光の形状 S2:発光の形状
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Laser processing apparatus 10: Base 11: Support part 12: Overhang part 2: Holding means 21: Adsorption part 22: Chuck table 23: Support part 24: Clamp 3: Laser beam irradiation means 31: Pulse laser beam oscillation means 311: Pulse laser beam oscillator 312: Repetitive frequency setting means 32: Condenser 321: Condensing lens 33: Dichroic mirror 34:
Claims (4)
エネルギー強度分布がガウシアン分布のパルスレーザビームを、該パルスレーザビームの通過範囲を規制するスリットが形成されたマスクを介して被加工物に照射してレーザ加工溝を形成するレーザ加工溝形成ステップと、
該レーザ加工溝形成ステップの実施中に、該パルスレーザビームが被加工物に照射されて発生する発光を撮像して撮像画像を形成する撮像画像形成ステップと、
該撮像画像上の該発光の形状をもとに該レーザ加工溝の溝形状の良否を判定する溝形状判定ステップと、を備えたレーザ加工方法。 A laser processing method for forming a laser processing groove by irradiating a workpiece with a pulsed laser beam,
A laser processing groove forming step for forming a laser processing groove by irradiating a workpiece with a pulse laser beam having an energy intensity distribution of a Gaussian distribution through a mask in which a slit for restricting a passage range of the pulse laser beam is formed; ,
An imaging image forming step of imaging a light emission generated by irradiating the workpiece with the pulsed laser beam during the laser processing groove forming step to form a captured image;
A groove shape determining step for determining whether or not the groove shape of the laser processed groove is good based on the shape of the light emission on the captured image.
前記溝形状判定ステップによって前記レーザ加工溝の溝形状が否と判定された場合に、前記マスクを前記パルスレーザビームに対して移動させて該マスクの位置を調整するマスク位置調整ステップを更に備えた、レーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 1,
A mask position adjusting step of adjusting the position of the mask by moving the mask with respect to the pulse laser beam when the groove shape determining step determines that the groove shape of the laser processing groove is NO , Laser processing method.
被加工物を保持する保持手段と、
該保持手段によって保持された被加工物に照射するエネルギー強度分布がガウシアン分布のパルスレーザビームを発振するパルスレーザビーム発振手段と、該パルスレーザビーム発振手段から発振された該パルスレーザビームを集光して該保持手段によって保持された被加工物に集光する集光レンズを含む集光器と、を有するパルスレーザビーム照射手段と、
該保持手段と該パルスレーザビーム照射手段とを加工送り方向に相対移動させる加工送り手段と、
該保持手段と該パルスレーザビーム照射手段とを該加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対移動させる割り出し送り手段と、
該パルスレーザビーム照射手段と該加工送り手段と該割り出し送り手段とを制御する制御手段と、
該パルスレーザビーム発振手段と該集光レンズとの間に配設されて該パルスレーザビームの通過範囲を規制するスリットが形成されたマスクと、
該パルスレーザビームが被加工物に照射されて発生する発光を撮像して撮像画像を形成する撮像手段と、を備え、
該制御手段は、該撮像画像上の該発光の形状をもとに該レーザ加工溝の溝形状の良否を判定する溝形状判定部を有する、レーザ加工装置。 A laser processing apparatus for forming a laser processing groove by irradiating a workpiece with a pulsed laser beam,
Holding means for holding the workpiece;
A pulse laser beam oscillating unit that oscillates a pulse laser beam having a Gaussian distribution of energy intensity applied to the workpiece held by the holding unit, and the pulse laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillating unit is condensed. And a condenser including a condenser lens for condensing on the workpiece held by the holding means, and a pulsed laser beam irradiation means having
A machining feed means for relatively moving the holding means and the pulsed laser beam irradiation means in a machining feed direction;
Indexing feeding means for relatively moving the holding means and the pulsed laser beam irradiation means in an indexing feeding direction orthogonal to the machining feeding direction;
Control means for controlling the pulse laser beam irradiation means, the processing feed means and the index feed means;
A mask formed between the pulse laser beam oscillation means and the condenser lens and formed with a slit for restricting the passage range of the pulse laser beam;
Imaging means for imaging light emission generated by irradiating the workpiece with the pulsed laser beam to form a captured image;
The laser processing apparatus, wherein the control unit includes a groove shape determination unit that determines the quality of the groove shape of the laser processing groove based on the shape of the light emission on the captured image.
前記マスクを前記パルスレーザビームに対して移動させるマスク移動手段を備え、
前記制御手段は、前記溝形状判定部での判定をもとに該マスク移動手段を作動させて該マスクの位置を調整するマスク位置調整部を更に備えた、レーザ加工装置。 It is a laser processing apparatus of Claim 3, Comprising:
A mask moving means for moving the mask with respect to the pulsed laser beam;
The laser processing apparatus, further comprising: a mask position adjusting unit that adjusts a position of the mask by operating the mask moving unit based on the determination by the groove shape determining unit.
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