JP2019000856A - Laser processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被加工物を加工するレーザー加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus for processing a workpiece.
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスに分割される。分割された各デバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。 A wafer formed by dividing a plurality of devices such as ICs and LSIs on the surface by dividing lines is divided into individual devices by a dicing apparatus and a laser processing apparatus. Each divided device is used for an electric device such as a mobile phone or a personal computer.
レーザー加工装置は下記（１）及び（２）のタイプのものが存在し、被加工物の種類や加工品質等を考慮して適宜選択される。
（１）被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の上面に位置づけてレーザー光線を被加工物に照射しアブレーション加工を施して被加工物の上面に溝を形成するタイプ（たとえば特許文献１参照。）
（２）被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を被加工物の内部に位置づけてレーザー光線を被加工物に照射し被加工物の内部に改質層を形成するタイプ（たとえば特許文献２参照。）
Laser processing apparatuses of the following types (1) and (2) exist, and are appropriately selected in consideration of the type of workpiece, processing quality, and the like.
(1) A focusing point of a laser beam having a wavelength that is absorptive with respect to the workpiece is positioned on the upper surface of the workpiece, the laser beam is irradiated to the workpiece, ablation is performed, and a groove is formed on the upper surface of the workpiece. Type to be formed (for example, see Patent Document 1)
(2) A type in which a condensing point of a laser beam having a wavelength transmissive to the workpiece is positioned inside the workpiece, and the workpiece is irradiated with the laser beam to form a modified layer inside the workpiece. (For example, refer to Patent Document 2.)
しかし、アブレーション加工を施すレーザー加工装置と改質層を形成するレーザー加工装置との２種類のレーザー加工装置を準備しなければならず不経済であるという問題がある。 However, there is a problem that it is uneconomical because two types of laser processing apparatuses, a laser processing apparatus that performs ablation processing and a laser processing apparatus that forms a modified layer, must be prepared.
上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、被加工物にアブレーション加工を施すことができると共に被加工物の内部に改質層を形成することができるレーザー加工装置を提供することである。 An object of the present invention made in view of the above-mentioned fact is to provide a laser processing apparatus capable of performing ablation processing on a workpiece and forming a modified layer inside the workpiece.
上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下のレーザー加工装置である。すなわち、被加工物を加工するレーザー加工装置であって、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、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を少なくとも含み、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し集光点を該保持手段に保持された被加工物の内部に位置づけると共に上面に位置づける集光器と、を備え、該発振器は、被加工物に対して透過性を有すると共に吸収性を有する波長のレーザー光線を発振するレーザー加工装置である。 In order to solve the above problems, the present invention provides the following laser processing apparatus. That is, a laser processing apparatus for processing a workpiece, a holding means for holding the workpiece, a laser beam irradiating means for irradiating the workpiece held by the holding means with a laser beam, the holding means and the holding means Processing feed means for relatively processing and feeding the laser beam irradiating means, the laser beam irradiating means comprising: an oscillator for oscillating the laser beam; and condensing the laser beam oscillated by the oscillator to hold the condensing point. And a condenser that is positioned on the upper surface and positioned on the upper surface of the workpiece, and the oscillator oscillates a laser beam having a wavelength that is transmissive and absorbable to the workpiece. Device.
好ましくは、該集光器を保護するカバーガラスが選択的に位置づけられ、レーザー光線を透過して被加工物の内部に改質層が形成される内部加工が施される際は、該カバーガラスが該集光器の端部から外され、レーザー光線を吸収して被加工物の上面にアブレーション加工が施される際は、該カバーガラスが該集光器の端部に位置づけられる。該発振器が発振するレーザー光線の波長は５３２ｎｍであり、被加工物は、ガラス、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）のいずれかであるのが好適である。 Preferably, when a cover glass that protects the light collector is selectively positioned and internal processing is performed in which a modified layer is formed inside the workpiece by transmitting a laser beam, the cover glass is The cover glass is positioned at the end of the concentrator when it is removed from the end of the concentrator and the laser beam is absorbed to ablate the upper surface of the workpiece. The wavelength of the laser beam oscillated by the oscillator is 532 nm, and the workpiece is made of glass, sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), lithium tantalate (LiTaO 3 ), or lithium niobate (LiNbO 3 ). Either one is preferred.
本発明が提供するレーザー加工装置は、被加工物を保持する保持手段と、該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、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を少なくとも含み、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し集光点を該保持手段に保持された被加工物の内部に位置づけると共に上面に位置づける集光器と、を備え、該発振器は、被加工物に対して透過性を有すると共に吸収性を有する波長のレーザー光線を発振するように構成されているので、被加工物にアブレーション加工を施すことができると共に被加工物の内部に改質層を形成することができ、したがって、アブレーション加工を施すレーザー加工装置と改質層を形成するレーザー加工装置との２種類のレーザー加工装置を準備しなければならず不経済であるという問題がない。 A laser processing apparatus provided by the present invention includes: a holding unit that holds a workpiece; a laser beam irradiation unit that irradiates a workpiece with a laser beam; and the holding unit and the laser beam irradiation unit. A processing feed means for relatively processing and feeding, the laser beam irradiation means comprising an oscillator that oscillates the laser beam, and an object that condenses the laser beam oscillated by the oscillator and holds the focusing point on the holding means. A concentrator positioned inside the workpiece and positioned on the top surface, and the oscillator is configured to oscillate a laser beam having a wavelength that is both transmissive and absorptive to the workpiece. The work piece can be ablated and a modified layer can be formed inside the work piece, thus ablating There is no problem that must be prepared two types of laser processing apparatus with laser processing apparatus for forming a laser processing apparatus and a modified layer for applying a factory which is uneconomical.
以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of a laser processing apparatus configured according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図１に示すレーザー加工装置２は、被加工物を保持する保持手段４と、保持手段４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６と、保持手段４とレーザー光線照射手段６とを相対的に加工送りする加工送り手段８と、を少なくとも含む。 A laser processing apparatus 2 shown in FIG. 1 includes a holding unit 4 that holds a workpiece, a laser beam irradiation unit 6 that irradiates a workpiece held by the holding unit 4 with a laser beam, a holding unit 4, and a laser beam irradiation unit 6. And at least machining feed means 8 for machining and feeding.
図１に示すとおり、保持手段４は、Ｘ軸方向において移動自在に基台１０に搭載された矩形状のＸ軸方向可動板１２と、Ｙ軸方向において移動自在にＸ軸方向可動板１２に搭載された矩形状のＹ軸方向可動板１４と、Ｙ軸方向可動板１４の上面に固定された円筒状の支柱１６と、支柱１６の上端に固定された矩形状のカバー板１８とを含む。カバー板１８にはＹ軸方向に延びる長穴１８ａが形成され、長穴１８ａを通って上方に延びる円形状のチャックテーブル２０が支柱１６の上端に回転自在に搭載されている。チャックテーブル２０の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック２２が配置され、吸着チャック２２は流路によって吸引手段（図示していない。）に接続されている。そして、チャックテーブル２０においては、吸引手段によって吸着チャック２２の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック２２の上面に載置された被加工物を吸着して保持することができる。また、チャックテーブル２０の周縁には、周方向に間隔をおいて複数のクランプ２４が配置されている。なお、Ｘ軸方向は図１に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ軸方向は図１に矢印Ｙで示す方向であってＸ軸方向に直交する方向である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向が規定する平面は実質上水平である。 As shown in FIG. 1, the holding means 4 includes a rectangular X-axis movable plate 12 that is mounted on a base 10 so as to be movable in the X-axis direction, and an X-axis movable plate 12 that is movable in the Y-axis direction. It includes a mounted rectangular Y-axis movable plate 14, a cylindrical column 16 fixed to the upper surface of the Y-axis movable plate 14, and a rectangular cover plate 18 fixed to the upper end of the column 16. . A long hole 18 a extending in the Y-axis direction is formed in the cover plate 18, and a circular chuck table 20 extending upward through the long hole 18 a is rotatably mounted on the upper end of the column 16. A circular suction chuck 22 made of a porous material and extending substantially horizontally is disposed on the upper surface of the chuck table 20, and the suction chuck 22 is connected to suction means (not shown) by a flow path. ing. In the chuck table 20, the workpiece placed on the upper surface of the suction chuck 22 can be sucked and held by generating a suction force on the upper surface of the suction chuck 22 by the suction means. A plurality of clamps 24 are arranged on the periphery of the chuck table 20 at intervals in the circumferential direction. The X-axis direction is a direction indicated by an arrow X in FIG. 1, and the Y-axis direction is a direction indicated by an arrow Y in FIG. 1 and is a direction orthogonal to the X-axis direction. The plane defined by the X-axis direction and the Y-axis direction is substantially horizontal.
図１及び図２を参照してレーザー光線照射手段６について説明する。レーザー光線照射手段６は、基台１０の上面から上方に延び次いで実質上水平に延びる枠体２６（図１参照。）と、枠体２６に内蔵された発振器２８（図２参照。）と、枠体２６の先端下面に配置された集光器３０（図１参照。）とを含む。発振器２８は、被加工物に対して透過性を有すると共に吸収性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢを発振するように構成されている。たとえば、被加工物がガラス、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）のいずれかである場合に発振器２８が発振するパルスレーザー光線ＬＢの波長は、ガラス、サファイア、炭化ケイ素、リチウムタンタレート及びリチウムナイオベートのいずれに対しても透過性を有すると共に吸収性を有する波長である５３２ｎｍに設定される。 The laser beam irradiation means 6 will be described with reference to FIGS. The laser beam irradiation means 6 includes a frame body 26 (see FIG. 1) that extends upward from the upper surface of the base 10 and then extends substantially horizontally, an oscillator 28 (see FIG. 2) built in the frame body 26, and a frame. And a condenser 30 (see FIG. 1) disposed on the lower surface of the tip of the body 26. The oscillator 28 is configured to oscillate a pulsed laser beam LB having a wavelength that is transmissive to the workpiece and has an absorptivity. For example, the pulse that the oscillator 28 oscillates when the workpiece is glass, sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), lithium tantalate (LiTaO 3 ), or lithium niobate (LiNbO 3 ). The wavelength of the laser beam LB is set to 532 nm, which is a wavelength that is transparent and absorbs any of glass, sapphire, silicon carbide, lithium tantalate, and lithium niobate.
図１を参照してレーザー光線照射手段６についての説明を続けると、レーザー光線照射手段６の集光器３０は、枠体２６の先端下面に昇降自在に装着された円筒状のケーシング３２と、ケーシング３２に内蔵され発振器２８が発振したパルスレーザー光線ＬＢを集光する集光レンズ３４と、集光レンズ３４で集光するパルスレーザー光線ＬＢの集光点を上下方向に移動させる集光点位置調整手段（図示していない。）とを含む。集光点位置調整手段は、たとえば、ナット部が集光器３０のケーシング３２に固定され上下方向に延びるボールねじ（図示していない。）と、このボールねじの片端部に連結されたモータ（図示していない。）とを有する構成でよい。このような構成の集光点位置調整手段においては、ボールねじによりモータの回転運動を直線運動に変換してケーシング３２に伝達し、上下方向に延びる案内レール（図示していない。）に沿ってケーシング３２を昇降させ、これによって集光レンズ３４で集光するパルスレーザー光線ＬＢの集光点を上下方向に移動させる。そして集光器３０においては、集光点位置調整手段でパルスレーザー光線ＬＢの集光点を上下方向に移動させることにより、保持手段４に保持された被加工物の内部にパルスレーザー光線ＬＢの集光点を位置づけることができると共に、保持手段４に保持された被加工物の上面にパルスレーザー光線ＬＢの集光点を位置づけることができる。 Continuing the description of the laser beam irradiation means 6 with reference to FIG. 1, the condenser 30 of the laser beam irradiation means 6 includes a cylindrical casing 32 that is mounted on the lower surface of the front end of the frame 26 so as to be movable up and down, and a casing 32. And a focusing point position adjusting means for moving the focusing point of the pulsed laser beam LB focused by the focusing lens 34 in the vertical direction (see FIG. Not shown). The condensing point position adjusting means includes, for example, a ball screw (not shown) whose nut portion is fixed to the casing 32 of the concentrator 30 and extending in the vertical direction, and a motor (not shown) connected to one end of the ball screw. (Not shown)). In the condensing point position adjusting means having such a configuration, the rotational motion of the motor is converted into a linear motion by the ball screw and transmitted to the casing 32, and along a guide rail (not shown) extending in the vertical direction. The casing 32 is moved up and down, whereby the condensing point of the pulse laser beam LB condensed by the condensing lens 34 is moved in the vertical direction. In the condenser 30, the focusing point of the pulse laser beam LB is moved in the vertical direction by the focusing point position adjusting unit, so that the pulse laser beam LB is focused inside the workpiece held by the holding unit 4. The point can be positioned, and the condensing point of the pulsed laser beam LB can be positioned on the upper surface of the workpiece held by the holding unit 4.
レーザー光線照射手段６においては、集光器３０を保護するカバーガラスが選択的に位置づけられ、レーザー光線を透過して被加工物の内部に改質層が形成される内部加工が施される際は、カバーガラスが集光器３０の端部から外され、レーザー光線を吸収して被加工物の上面にアブレーション加工が施される際は、カバーガラスが集光器３０の端部に位置づけられるのが好ましい。図示の実施形態では図１に示すとおり、レーザー光線照射手段６は、集光器３０に隣接して枠体２６の先端下面から下方に延びる支持棒３６と、支持棒３６の軸線を中心として回転自在に支持棒３６の下端に支持されたカバーガラス３８とを含む。カバーガラス３８は、上下方向に延びる支持棒３６の軸線を中心として回転することにより、集光器３０のケーシング３２の下端部から遠ざかる非作用位置（図１に実線で示す位置）と、集光器３０のケーシング３２の下端部に位置する作用位置（図１に二点鎖線で示す位置）との間を移動自在に構成されている。そしてカバーガラス３８は、被加工物の内部に改質層が形成される内部加工が施される際には加工領域からデブリが飛散することがないので非作用位置に位置づけられる。一方、被加工物の上面にアブレーション加工が施される際には加工領域からデブリが飛散するため、カバーガラス３８が作用位置に位置づけられることにより、カバーガラス３８によって集光器３０が保護され、すなわち、カバーガラス３８によって集光器３０へのデブリの付着が防止される。また、図示の実施形態では図２に示すとおり、レーザー光線照射手段６は、更に、発振器２８が発振したパルスレーザー光線ＬＢの出力を調整するアッテネーター４０と、アッテネーター４０によって出力が調整されたパルスレーザー光線ＬＢを反射して集光器３０の集光レンズ３４に導くミラー４２とを含む。 In the laser beam irradiation means 6, when a cover glass that protects the condenser 30 is selectively positioned and internal processing is performed in which a modified layer is formed inside the workpiece through the laser beam, When the cover glass is removed from the end of the collector 30 and the laser beam is absorbed to ablate the upper surface of the workpiece, the cover glass is preferably positioned at the end of the collector 30. . In the illustrated embodiment, as shown in FIG. 1, the laser beam application means 6 is rotatable about a support bar 36 adjacent to the collector 30 and extending downward from the lower surface of the front end of the frame 26, and the axis of the support bar 36. And a cover glass 38 supported at the lower end of the support bar 36. The cover glass 38 rotates around the axis of the support rod 36 extending in the vertical direction, thereby moving away from the lower end of the casing 32 of the collector 30 (the position indicated by the solid line in FIG. 1) and the light collection. It is configured to be movable between an action position (a position indicated by a two-dot chain line in FIG. 1) located at the lower end of the casing 32 of the container 30. The cover glass 38 is positioned at the non-operating position because debris does not scatter from the processing region when the internal processing is performed in which the modified layer is formed inside the workpiece. On the other hand, when ablation processing is performed on the upper surface of the work piece, debris scatters from the processing region, so that the concentrator 30 is protected by the cover glass 38 by positioning the cover glass 38 at the working position. That is, the cover glass 38 prevents debris from adhering to the condenser 30. In the illustrated embodiment, as shown in FIG. 2, the laser beam irradiation means 6 further includes an attenuator 40 for adjusting the output of the pulse laser beam LB oscillated by the oscillator 28, and a pulse laser beam LB whose output is adjusted by the attenuator 40. And a mirror 42 that reflects and guides the light to the condenser lens 34 of the condenser 30.
図１に示すとおり、レーザー光線照射手段６の枠体２６の先端下面には、保持手段４に保持された被加工物を撮像してレーザー加工すべき領域を検出するための撮像手段４４が集光器３０とＸ軸方向に間隔をおいて装着されている。撮像手段４４は、可視光線により被加工物を撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）と、被加工物に赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段により照射された赤外線を捕らえる光学系と、光学系が捕らえた赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）とを含む（いずれも図示していない。）。 As shown in FIG. 1, an imaging means 44 for picking up an image of the workpiece held by the holding means 4 and detecting a region to be laser processed is condensed on the lower surface of the front end of the frame 26 of the laser beam irradiation means 6. Attached to the container 30 at an interval in the X-axis direction. The imaging unit 44 includes a normal imaging device (CCD) that images a workpiece with visible light, an infrared irradiation unit that irradiates the workpiece with infrared rays, an optical system that captures infrared rays irradiated by the infrared irradiation unit, It includes an image sensor (infrared CCD) that outputs an electrical signal corresponding to the infrared rays captured by the optical system (none is shown).
図１を参照して加工送り手段８について説明する。図示の実施形態における加工送り手段８は、レーザー光線照射手段６に対して保持手段４のチャックテーブル２０をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動手段４６と、レーザー光線照射手段６に対して保持手段４のチャックテーブル２０をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動手段４８と、保持手段４の支柱１６に対してチャックテーブル２０を回転させる回転手段（図示していない。）とを含む。Ｘ軸方向移動手段４６は、基台１０上においてＸ軸方向に延びるボールねじ５０と、ボールねじ５０の片端部に連結されたモータ５２とを有する。ボールねじ５０のナット部（図示していない。）は、Ｘ軸方向可動板１２の下面に固定されている。そしてＸ軸方向移動手段４６は、ボールねじ５０によりモータ５２の回転運動を直線運動に変換してＸ軸方向可動板１２に伝達し、基台１０上の案内レール１０ａに沿ってＸ軸方向可動板１２をＸ軸方向に進退させ、これによってレーザー光線照射手段６に対してチャックテーブル２０をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸方向移動手段４８は、Ｘ軸方向可動板１２上においてＹ軸方向に延びるボールねじ５４と、ボールねじ５４の片端部に連結されたモータ５６とを有する。ボールねじ５４のナット部（図示していない。）は、Ｙ軸方向可動板１４の下面に固定されている。そしてＹ軸方向移動手段４８は、ボールねじ５４によりモータ５６の回転運動を直線運動に変換してＹ軸方向可動板１４に伝達し、Ｘ軸方向可動板１２上の案内レール１２ａに沿ってＹ軸方向可動板１４をＹ軸方向に進退させ、これによってレーザー光線照射手段６に対してチャックテーブル２０をＹ軸方向に移動させる。回転手段は、支柱１６に内蔵されたモータ（図示していない。）を有し、上下方向に延びる軸線を中心として支柱１６に対してチャックテーブル２０を回転させる。 The processing feed means 8 will be described with reference to FIG. The processing feed means 8 in the illustrated embodiment includes an X-axis direction moving means 46 for moving the chuck table 20 of the holding means 4 in the X-axis direction with respect to the laser beam irradiation means 6, and a holding means 4 for the laser beam irradiation means 6. Y-axis direction moving means 48 for moving the chuck table 20 in the Y-axis direction, and rotating means (not shown) for rotating the chuck table 20 relative to the support column 16 of the holding means 4. The X-axis direction moving means 46 includes a ball screw 50 extending in the X-axis direction on the base 10 and a motor 52 connected to one end of the ball screw 50. A nut portion (not shown) of the ball screw 50 is fixed to the lower surface of the X-axis direction movable plate 12. The X-axis direction moving means 46 converts the rotational movement of the motor 52 into a linear movement by the ball screw 50 and transmits it to the X-axis direction movable plate 12, and is movable along the guide rail 10 a on the base 10 in the X-axis direction. The plate 12 is moved back and forth in the X-axis direction, whereby the chuck table 20 is moved in the X-axis direction with respect to the laser beam irradiation means 6. The Y-axis direction moving means 48 has a ball screw 54 extending in the Y-axis direction on the X-axis direction movable plate 12 and a motor 56 connected to one end of the ball screw 54. A nut portion (not shown) of the ball screw 54 is fixed to the lower surface of the Y-axis direction movable plate 14. Then, the Y-axis direction moving means 48 converts the rotational motion of the motor 56 into a linear motion by the ball screw 54 and transmits it to the Y-axis direction movable plate 14, along the guide rail 12 a on the X-axis direction movable plate 12. The axially movable plate 14 is moved back and forth in the Y-axis direction, whereby the chuck table 20 is moved in the Y-axis direction with respect to the laser beam irradiation means 6. The rotating means has a motor (not shown) built in the column 16 and rotates the chuck table 20 relative to the column 16 about an axis extending in the vertical direction.
図３には、被加工物の一例としてのウエーハ６０が示されている。円盤状のウエーハ６０は、ガラス、サファイア、炭化ケイ素、リチウムタンタレート又はリチウムナイオベートから形成されている。ウエーハ６０の表面６０ａは、格子状の分割予定ライン６２によって複数の矩形領域に区画され、複数の矩形領域のそれぞれにはデバイス６４が形成されている。図示の実施形態では、周縁が環状フレーム６６に固定された粘着テープ６８にウエーハ６０の裏面６０ｂが貼り付けられている。なお、ウエーハ６０の表面６０ａが粘着テープ６８に貼り付けられていてもよい。 FIG. 3 shows a wafer 60 as an example of a workpiece. The disk-shaped wafer 60 is made of glass, sapphire, silicon carbide, lithium tantalate, or lithium niobate. The front surface 60a of the wafer 60 is partitioned into a plurality of rectangular areas by grid-like division planned lines 62, and a device 64 is formed in each of the plurality of rectangular areas. In the illustrated embodiment, the back surface 60 b of the wafer 60 is affixed to an adhesive tape 68 whose periphery is fixed to the annular frame 66. The surface 60 a of the wafer 60 may be attached to the adhesive tape 68.
上述したとおりのレーザー加工装置２では、被加工物の内部に改質層を形成することができると共に、被加工物にアブレーション加工を施すことができるところ、まず、ウエーハ６０を被加工物として、レーザー加工装置２を用いて、分割予定ライン６２に沿ってウエーハ６０の内部に改質層を形成する場合について説明する。ウエーハ６０の内部に改質層を形成する場合には、加工領域からデブリが飛散することがないことから、まず、集光器３０のケーシング３２の下端部から遠ざかる非作用位置にカバーガラス３８を位置づける。次いで、ウエーハ６０の表面６０ａを上に向けて、保持手段４のチャックテーブル２０の上面にウエーハ６０を吸着させる。また、環状フレーム６６の外周縁部を複数のクランプ２４で固定する。次いで、撮像手段４４で上方からウエーハ６０を撮像する。次いで、撮像手段４４で撮像したウエーハ６０の画像に基づいて、加工送り手段８のＸ軸方向移動手段４６、Ｙ軸方向移動手段４８及び回転手段でチャックテーブル２０を移動及び回転させることにより、格子状の分割予定ライン６２をＸ軸方向及びＹ軸方向に整合させると共に、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン６２の片端部の上方に集光器３０を位置づける。次いで、集光点位置調整手段でパルスレーザー光線ＬＢの集光点ＦＰを上下方向に移動させることにより、図４に示すとおり、ウエーハ６０の内部にパルスレーザー光線ＬＢの集光点ＦＰを位置づける。次いで、ウエーハ６０と集光点ＦＰとを相対的にＸ軸方向に移動させながら、ウエーハ６０に対して透過性を有する波長（図示の実施形態では、ガラス、サファイア、炭化ケイ素、リチウムタンタレート及びリチウムナイオベートのいずれに対しても透過性を有すると共に吸収性を有する波長である５３２ｎｍ）のパルスレーザー光線ＬＢを分割予定ライン６２に沿って照射する改質層形成加工を施す。図示の実施形態では改質層形成加工において、集光点ＦＰを移動させずに集光点ＦＰに対してチャックテーブル２０を所定の加工送り速度でＸ軸方向移動手段４６によってＸ軸方向に加工送りする。改質層形成加工を行うと、図４に示すとおり、分割予定ライン６２に沿ってウエーハ６０の内部に改質層７０が形成されると共に、改質層７０から上方及び下方に向かって延びるクラック７２が形成される。改質層形成加工において照射するパルスレーザー光線ＬＢの波長はウエーハ６０に対して透過性を有すると共に吸収性を有する波長であるが、ウエーハ６０の内部に集光点ＦＰを位置づけることで、ウエーハ６０の表面６０ａに形成されるスポットの径がウエーハ６０の内部に位置づけられた集光点ＦＰの径よりも大きく、ウエーハ６０の表面６０ａにおけるスポットのエネルギー密度は集光点ＦＰのエネルギー密度よりも小さくなることから、ウエーハ６０の内部に分割の起点となる改質層７０及びクラック７２が形成される一方、ウエーハ６０の上面にアブレーション加工が施されることはない。次いで、分割予定ライン６２の間隔の分だけウエーハ６０と集光点ＦＰとを相対的にＹ軸方向にインデックス送りする。図示の実施形態ではインデックス送りにおいて、分割予定ライン６２の間隔の分だけ、集光点ＦＰを移動させずに集光点ＦＰに対してチャックテーブル２０をＹ軸方向移動手段４８でＹ軸方向にインデックス送りする。そして、改質層形成加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン６２のすべてに改質層形成加工を施す。また、加工送り手段８の回転手段によってチャックテーブル２０を９０度回転させた上で、改質層形成加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより、先に改質層形成加工を施した分割予定ライン６２と直交する分割予定ライン６２のすべてにも改質層形成加工を施し、格子状の分割予定ライン６２に沿って改質層７０及びクラック７２を形成する。ウエーハ６０の内部に改質層７０及びクラック７２を形成するには、たとえば以下の加工条件で実施することができる。
集光レンズの開口数（ＮＡ） ：０．８
繰り返し周波数 ：１５ｋＨｚ
平均出力 ：０．８Ｗ
加工送り速度 ：１５０ｍｍ／ｓ
In the laser processing apparatus 2 as described above, the modified layer can be formed inside the workpiece and the workpiece can be ablated. First, the wafer 60 is used as the workpiece. A case where a modified layer is formed inside the wafer 60 along the scheduled division line 62 using the laser processing apparatus 2 will be described. When the modified layer is formed inside the wafer 60, debris will not scatter from the processing region. Therefore, first, the cover glass 38 is placed at a non-acting position away from the lower end of the casing 32 of the condenser 30. Position it. Next, the wafer 60 is attracted to the upper surface of the chuck table 20 of the holding means 4 with the surface 60 a of the wafer 60 facing upward. Further, the outer peripheral edge portion of the annular frame 66 is fixed by a plurality of clamps 24. Next, the wafer 60 is imaged from above by the imaging means 44. Next, the chuck table 20 is moved and rotated by the X-axis direction moving means 46, the Y-axis direction moving means 48 and the rotating means of the processing feed means 8 based on the image of the wafer 60 picked up by the image pickup means 44. The concentric dividing line 62 is aligned in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the condenser 30 is positioned above one end of the dividing line 62 aligned in the X-axis direction. Next, the condensing point FP of the pulse laser beam LB is positioned inside the wafer 60 as shown in FIG. Next, a wavelength having transparency to the wafer 60 (in the illustrated embodiment, glass, sapphire, silicon carbide, lithium tantalate, and the like) while moving the wafer 60 and the focusing point FP relatively in the X-axis direction. A modified layer forming process is performed in which a pulse laser beam LB having a wavelength of 532 nm, which is transmissive and absorbable with respect to any of the lithium niobates, is irradiated along the division line 62. In the illustrated embodiment, in the modified layer forming process, the chuck table 20 is processed in the X-axis direction by the X-axis direction moving means 46 at a predetermined processing feed speed without moving the condensing point FP. To send. When the modified layer forming process is performed, as shown in FIG. 4, the modified layer 70 is formed inside the wafer 60 along the scheduled division line 62, and the crack extends upward and downward from the modified layer 70. 72 is formed. The wavelength of the pulsed laser beam LB irradiated in the modified layer forming process is a wavelength that has transparency and absorption to the wafer 60. By positioning the condensing point FP inside the wafer 60, the wavelength of the wafer 60 is increased. The diameter of the spot formed on the surface 60a is larger than the diameter of the condensing point FP positioned inside the wafer 60, and the energy density of the spot on the surface 60a of the wafer 60 is smaller than the energy density of the condensing point FP. As a result, the modified layer 70 and the crack 72 that are the starting points of the division are formed inside the wafer 60, while the upper surface of the wafer 60 is not ablated. Next, the wafer 60 and the condensing point FP are indexed relative to each other in the Y-axis direction by an amount corresponding to the interval between the division lines 62. In the illustrated embodiment, in the index feed, the chuck table 20 is moved in the Y-axis direction by the Y-axis direction moving means 48 with respect to the condensing point FP without moving the condensing point FP by the interval of the scheduled division lines 62. Send index. Then, the modified layer forming process is performed on all the planned division lines 62 aligned in the X-axis direction by alternately repeating the modified layer forming process and the index feed. Further, after the chuck table 20 is rotated by 90 degrees by the rotating means of the processing feed means 8, the modified layer forming processing and the index feed are alternately repeated, so that the divided layer formation processing that has been subjected to the modified layer forming processing first is performed. All of the planned division lines 62 orthogonal to the line 62 are also subjected to the modified layer forming process, and the modified layers 70 and cracks 72 are formed along the grid-like divided division lines 62. In order to form the modified layer 70 and the crack 72 inside the wafer 60, for example, the following processing conditions can be used.
Condenser lens numerical aperture (NA): 0.8
Repetition frequency: 15 kHz
Average output: 0.8W
Processing feed rate: 150 mm / s
次に、ウエーハ６０を被加工物として、レーザー加工装置２を用いて、分割予定ライン６２に沿ってウエーハ６０の上面にアブレーション加工を施す場合について説明する。ウエーハ６０の上面にアブレーション加工を施す場合には、カバーガラス３８によって集光器３０を保護すべく、まず、集光器３０のケーシング３２の下端部に位置する作用位置にカバーガラス３８を位置づける。次いで、ウエーハ６０の表面６０ａを上に向けて、保持手段４のチャックテーブル２０の上面にウエーハ６０を吸着させる。また、環状フレーム６６の外周縁部を複数のクランプ２４で固定する。次いで、撮像手段４４で上方からウエーハ６０を撮像する。次いで、撮像手段４４で撮像したウエーハ６０の画像に基づいて、加工送り手段８のＸ軸方向移動手段４６、Ｙ軸方向移動手段４８及び回転手段でチャックテーブル２０を移動及び回転させることにより、格子状の分割予定ライン６２をＸ軸方向及びＹ軸方向に整合させると共に、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン６２の片端部の上方に集光器３０を位置づける。次いで、集光点位置調整手段でパルスレーザー光線ＬＢの集光点ＦＰを上下方向に移動させることにより、図５に示すとおり、ウエーハ６０の表面６０ａにパルスレーザー光線ＬＢの集光点ＦＰを位置づける。次いで、ウエーハ６０と集光点ＦＰとを相対的にＸ軸方向に移動させながら、ウエーハ６０に対して吸収性を有する波長（図示の実施形態では、ガラス、サファイア、炭化ケイ素、リチウムタンタレート及びリチウムナイオベートのいずれに対しても透過性を有すると共に吸収性を有する波長である５３２ｎｍ）のパルスレーザー光線ＬＢを分割予定ライン６２に沿って照射するアブレーション加工を施す。図示の実施形態ではアブレーション加工において、集光点ＦＰを移動させずに集光点ＦＰに対してチャックテーブル２０を所定の加工送り速度でＸ軸方向移動手段４６によってＸ軸方向に加工送りする。アブレーション加工を行うと、図５に示すとおり、分割予定ライン６２に沿ってウエーハ６０の表面６０ａに溝７４が形成される。アブレーション加工において照射するパルスレーザー光線ＬＢの波長はウエーハ６０に対して透過性を有すると共に吸収性を有する波長であるが、スポット径が小さくエネルギー密度が高い集光点ＦＰをウエーハ６０の表面６０ａに位置づけることで、集光点ＦＰが位置づけられたウエーハ６０の表面６０ａにおいてパルスレーザー光線ＬＢが吸収されアブレーション加工が施されて分割の起点となる溝７４が形成される一方、ウエーハ６０の内部に改質層７０及びクラック７２が形成されることはない。また、アブレーション加工の際には加工領域からデブリが飛散するが、カバーガラス３８が作用位置に位置づけられているので、集光器３０へのデブリの付着が防止される。次いで、分割予定ライン６２の間隔の分だけウエーハ６０と集光点ＦＰとを相対的にＹ軸方向にインデックス送りする。図示の実施形態ではインデックス送りにおいて、分割予定ライン６２の間隔の分だけ、集光点ＦＰを移動させずに集光点ＦＰに対してチャックテーブル２０をＹ軸方向移動手段４８でＹ軸方向にインデックス送りする。そして、アブレーション加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン６２のすべてにアブレーション加工を施す。また、加工送り手段８の回転手段によってチャックテーブル２０を９０度回転させた上で、アブレーション加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより、先にアブレーション加工を施した分割予定ライン６２と直交する分割予定ライン６２のすべてにもアブレーション加工を施し、図６に示すとおり、格子状の分割予定ライン６２に沿って溝７４を形成する。ウエーハ６０の表面６０ａに溝７４を形成するには、たとえば以下の加工条件で実施することができる。
集光レンズの開口数（ＮＡ） ：０．８
繰り返し周波数 ：１５ｋＨｚ
平均出力 ：０．８Ｗ
加工送り速度 ：９０ｍｍ／ｓ
Next, a case where the wafer 60 is a workpiece and the upper surface of the wafer 60 is ablated along the scheduled division line 62 using the laser processing apparatus 2 will be described. When ablation processing is performed on the upper surface of the wafer 60, the cover glass 38 is first positioned at the operation position located at the lower end portion of the casing 32 of the light collector 30 in order to protect the light collector 30 by the cover glass 38. Next, the wafer 60 is attracted to the upper surface of the chuck table 20 of the holding means 4 with the surface 60 a of the wafer 60 facing upward. Further, the outer peripheral edge portion of the annular frame 66 is fixed by a plurality of clamps 24. Next, the wafer 60 is imaged from above by the imaging means 44. Next, the chuck table 20 is moved and rotated by the X-axis direction moving means 46, the Y-axis direction moving means 48 and the rotating means of the processing feed means 8 based on the image of the wafer 60 picked up by the image pickup means 44. The concentric dividing line 62 is aligned in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the condenser 30 is positioned above one end of the dividing line 62 aligned in the X-axis direction. Next, the condensing point FP of the pulse laser beam LB is positioned on the surface 60a of the wafer 60 as shown in FIG. Next, while moving the wafer 60 and the condensing point FP relative to each other in the X-axis direction, a wavelength that absorbs the wafer 60 (in the illustrated embodiment, glass, sapphire, silicon carbide, lithium tantalate, and Ablation processing is performed by irradiating along the planned division line 62 with a pulse laser beam LB having a wavelength of 532 nm) that is transmissive and absorbable for any of the lithium niobates. In the illustrated embodiment, in the ablation process, the chuck table 20 is processed and fed in the X-axis direction by the X-axis direction moving means 46 at a predetermined processing feed speed with respect to the focused point FP without moving the focused point FP. When the ablation process is performed, a groove 74 is formed on the surface 60a of the wafer 60 along the planned division line 62 as shown in FIG. The wavelength of the pulsed laser beam LB irradiated in the ablation processing is a wavelength that is transmissive and absorbable with respect to the wafer 60, but the condensing point FP having a small spot diameter and high energy density is positioned on the surface 60a of the wafer 60. Thus, the pulse laser beam LB is absorbed on the surface 60a of the wafer 60 where the condensing point FP is positioned, and ablation processing is performed to form a groove 74 serving as a starting point of the division, while the modified layer is formed inside the wafer 60. 70 and crack 72 are not formed. Further, debris scatters from the processing area during the ablation process, but the cover glass 38 is positioned at the working position, so that the debris is prevented from adhering to the condenser 30. Next, the wafer 60 and the condensing point FP are indexed relative to each other in the Y-axis direction by an amount corresponding to the interval between the division lines 62. In the illustrated embodiment, in the index feed, the chuck table 20 is moved in the Y-axis direction by the Y-axis direction moving means 48 with respect to the condensing point FP without moving the condensing point FP by the interval of the scheduled division lines 62. Send index. Then, by alternately repeating the ablation process and the index feed, the ablation process is performed on all the planned division lines 62 aligned in the X-axis direction. Further, the chuck table 20 is rotated 90 degrees by the rotating means of the processing feed means 8, and then the ablation processing and the index feed are alternately repeated, so that the division orthogonal to the planned division line 62 that has been previously ablated is performed. All of the planned lines 62 are also ablated, and grooves 74 are formed along the grid-shaped divided planned lines 62 as shown in FIG. In order to form the groove 74 on the surface 60a of the wafer 60, for example, the following processing conditions can be used.
Condenser lens numerical aperture (NA): 0.8
Repetition frequency: 15 kHz
Average output: 0.8W
Processing feed rate: 90 mm / s
次に、ウエーハ６０を被加工物として、レーザー加工装置２を用いて、分割予定ライン６２に沿ってウエーハ６０の内部に改質層を形成すると共に分割予定ライン６２に沿ってウエーハ６０の表面６０ａにアブレーション加工を施す複合加工について説明する。複合加工では、まず、上述のとおりの方法で分割予定ライン６２に沿ってウエーハ６０の内部に改質層７０及びクラック７２を形成する。次いで、カバーガラス３８を作用位置に位置づける。次いで、改質層７０及びクラック７２を形成した際に撮像手段４４で撮像したウエーハ６０の画像に基づいて、改質層７０が形成されたウエーハ６０を吸着しているチャックテーブル２０を加工送り手段８で適宜移動させることにより、Ｘ軸方向に整合している分割予定ライン６２の片端部の上方に集光器３０を位置づける。次いで、集光点位置調整手段でパルスレーザー光線ＬＢの集光点ＦＰを上下方向に移動させることにより、図７に示すとおり、ウエーハ６０の表面６０ａにパルスレーザー光線ＬＢの集光点ＦＰを位置づけた上で、上述のアブレーション加工を施す。そうすると、図７に示すとおり、分割予定ライン６２に沿ってウエーハ６０の表面６０ａに溝７４が形成されると共に、改質層７０から上方に向かって延びるクラック７２を介して改質層７０と溝７４とが連結される。次いで、分割予定ライン６２の間隔の分だけウエーハ６０と集光点ＦＰとを相対的にＹ軸方向にインデックス送りする。図示の実施形態ではインデックス送りにおいて、分割予定ライン６２の間隔の分だけ、集光点ＦＰを移動させずに集光点ＦＰに対してチャックテーブル２０をＹ軸方向移動手段４８でＹ軸方向にインデックス送りする。そして、アブレーション加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより、Ｘ軸方向に整合させた分割予定ライン６２のすべてにアブレーション加工を施す。また、加工送り手段８の回転手段によってチャックテーブル２０を９０度回転させた上で、アブレーション加工とインデックス送りとを交互に繰り返すことにより、先にアブレーション加工を施した分割予定ライン６２と直交する分割予定ライン６２のすべてにもアブレーション加工を施す。これにより格子状の分割予定ライン６２に沿って、ウエーハ６０の内部に分割の起点となる改質層７０及びクラック７２を形成することができると共にウエーハ６０の表面６０ａに分割の起点となる溝７４を形成することができ、かつ、改質層７０から上方に向かって延びるクラック７２を介して改質層７０と溝７４とを連結させることができる。ウエーハ６０の内部に改質層７０及びクラック７２を形成すると共にウエーハ６０の表面６０ａに溝７４を形成するには、たとえば以下の加工条件で実施することができる。
集光レンズの開口数（ＮＡ） ：０．８
繰り返し周波数 ：１５ｋＨｚ
平均出力 ：０．８Ｗ
加工送り速度 ：１５０ｍｍ／ｓ（改質層形成加工）
加工送り速度 ：９０ｍｍ／ｓ（アブレーション加工）
Next, a modified layer is formed inside the wafer 60 along the planned division line 62 using the laser processing apparatus 2 with the wafer 60 as a workpiece, and the surface 60a of the wafer 60 along the planned division line 62. A description will be given of the composite processing in which the ablation processing is performed. In the composite processing, first, the modified layer 70 and the crack 72 are formed inside the wafer 60 along the division line 62 by the method as described above. Next, the cover glass 38 is positioned at the operating position. Next, on the basis of the image of the wafer 60 imaged by the imaging means 44 when the modified layer 70 and the crack 72 are formed, the chuck table 20 adsorbing the wafer 60 on which the modified layer 70 is formed is processed and fed. 8, the condenser 30 is positioned above one end of the scheduled division line 62 aligned in the X-axis direction. Next, the focusing point FP of the pulse laser beam LB is positioned on the surface 60a of the wafer 60 as shown in FIG. Then, the ablation process described above is performed. Then, as shown in FIG. 7, a groove 74 is formed on the surface 60 a of the wafer 60 along the planned division line 62, and the modified layer 70 and the groove are formed via a crack 72 extending upward from the modified layer 70. 74 is connected. Next, the wafer 60 and the condensing point FP are indexed relative to each other in the Y-axis direction by an amount corresponding to the interval between the division lines 62. In the illustrated embodiment, in the index feed, the chuck table 20 is moved in the Y-axis direction by the Y-axis direction moving means 48 with respect to the condensing point FP without moving the condensing point FP by the interval of the scheduled division lines 62. Send index. Then, by alternately repeating the ablation process and the index feed, the ablation process is performed on all the planned division lines 62 aligned in the X-axis direction. Further, the chuck table 20 is rotated 90 degrees by the rotating means of the processing feed means 8, and then the ablation processing and the index feed are alternately repeated, so that the division orthogonal to the planned division line 62 that has been previously ablated is performed. Ablation processing is also applied to all the planned lines 62. As a result, the modified layer 70 and the crack 72 that become the starting point of the division can be formed inside the wafer 60 along the grid-like division planned line 62, and the groove 74 that becomes the starting point of the division on the surface 60a of the wafer 60. And the modified layer 70 and the groove 74 can be connected via a crack 72 extending upward from the modified layer 70. In order to form the modified layer 70 and the crack 72 in the wafer 60 and to form the groove 74 in the surface 60a of the wafer 60, for example, the following processing conditions can be used.
Condenser lens numerical aperture (NA): 0.8
Repetition frequency: 15 kHz
Average output: 0.8W
Processing feed rate: 150 mm / s (modified layer forming processing)
Processing feed rate: 90 mm / s (ablation processing)
レーザー加工装置２によって、分割予定ライン６２に沿って改質層７０及びクラック７２が形成され、あるいは、分割予定ライン６２に沿って溝７４が形成され、あるいは、分割予定ライン６２に沿って改質層７０及びクラック７２と共に溝７４が形成されたウエーハ６０は、外力が付与されて分割予定ライン６２に沿って個々のデバイス６４に分割される。レーザー加工装置２によって分割予定ライン６２に沿ってレーザー加工が施されたウエーハ６０を個々のデバイス６４に分割するには、たとえば、図８に示す分割装置８０を用いて実施することができる。分割装置８０は、上下方向に延びる円筒状の拡張ドラム８２と、拡張ドラム８２の径方向外方において昇降自在に配置された環状の保持部材８４と、拡張ドラム８２に対して相対的に保持部材８４を昇降させる複数のエアシリンダ８６と、保持部材８４の外周縁に周方向に間隔をおいて付設された複数のクランプ８８とを含む。拡張ドラム８２の内径はウエーハ６０の外径よりも大きく、拡張ドラム８２の外径は環状フレーム６６の内径よりも小さい。保持部材８４の外径及び内径は環状フレーム６６の外径及び内径に対応しており、保持部材８４の上面に環状フレーム６６が載せられるようになっている。また、拡張ドラム８２の外周面と保持部材８４の内周面との間には間隙が存在する。図８に示すとおり、上下方向に延びる複数のエアシリンダ８６のピストンロッド８６ａは、保持部材８４の周方向に間隔をおいて保持部材８４の下面に連結されている。そして複数のエアシリンダ８６は、保持部材８４の上面が拡張ドラム８２の上端とほぼ同じ高さの基準位置（図８において実線で示す位置）と、保持部材８４の上面が拡張ドラム８２の上端よりも下方に位置する拡張位置（図８において二点鎖線で示す位置）との間で、拡張ドラム８２に対して相対的に保持部材８４を昇降させる。 The laser processing apparatus 2 forms the modified layer 70 and the crack 72 along the planned division line 62, or forms the groove 74 along the planned division line 62, or modifies along the planned division line 62. The wafer 60 in which the groove 74 is formed together with the layer 70 and the crack 72 is divided into individual devices 64 along the division line 62 by applying an external force. In order to divide the wafer 60 subjected to laser processing along the division line 62 by the laser processing apparatus 2 into the individual devices 64, for example, a dividing apparatus 80 shown in FIG. 8 can be used. The dividing device 80 includes a cylindrical expansion drum 82 extending in the vertical direction, an annular holding member 84 disposed so as to be movable up and down radially outward of the expansion drum 82, and a holding member relative to the expansion drum 82. A plurality of air cylinders 86 for moving up and down 84 and a plurality of clamps 88 attached to the outer peripheral edge of the holding member 84 at intervals in the circumferential direction. The inner diameter of the expansion drum 82 is larger than the outer diameter of the wafer 60, and the outer diameter of the expansion drum 82 is smaller than the inner diameter of the annular frame 66. The outer diameter and inner diameter of the holding member 84 correspond to the outer diameter and inner diameter of the annular frame 66, and the annular frame 66 is placed on the upper surface of the holding member 84. A gap exists between the outer peripheral surface of the expansion drum 82 and the inner peripheral surface of the holding member 84. As shown in FIG. 8, the piston rods 86 a of the plurality of air cylinders 86 extending in the vertical direction are connected to the lower surface of the holding member 84 at intervals in the circumferential direction of the holding member 84. In the plurality of air cylinders 86, the upper surface of the holding member 84 has a reference position (a position indicated by a solid line in FIG. 8) whose height is substantially the same as the upper end of the expansion drum 82, and the upper surface of the holding member 84 is higher than the upper end of the expansion drum 82. Also, the holding member 84 is moved up and down relative to the expansion drum 82 between the lower expansion position (the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 8).
図８を参照して説明を続けると、分割装置８０を用いてウエーハ６０を個々のデバイス６４に分割する際は、まず、各エアシリンダ８６を作動させ、保持部材８４を基準位置に位置づける。次いで、レーザー加工装置２によって分割予定ライン６２に沿ってレーザー加工が施されたウエーハ６０を上に向けて、粘着テープ６８を介してウエーハ６０を保持している環状フレーム６６を保持部材８４の上面に載せる。次いで、環状フレーム６６の外周縁部を複数のクランプ８８で固定する。次いで、各エアシリンダ８６を作動させ、保持部材８４を基準位置から拡張位置まで下降させる。そうすると、保持部材８４と共に環状フレーム６６も下降するので、図８に二点鎖線で示すとおり、環状フレーム６６に周縁が固定されている粘着テープ６８は相対的に上昇する拡張ドラム８２によって拡張される。これによって、粘着テープ６８に貼り付けられているウエーハ６０には放射状張力が作用するので、改質層７０や溝７４が形成された分割予定ライン６２に沿ってウエーハ６０を個々のデバイス６４に分割することができる。 When the description is continued with reference to FIG. 8, when the wafer 60 is divided into the individual devices 64 using the dividing device 80, first, the air cylinders 86 are actuated to position the holding member 84 at the reference position. Next, the wafer 60 that has been subjected to laser processing along the scheduled division line 62 by the laser processing apparatus 2 faces upward, and the annular frame 66 that holds the wafer 60 via the adhesive tape 68 is placed on the upper surface of the holding member 84. Put it on. Next, the outer peripheral edge of the annular frame 66 is fixed with a plurality of clamps 88. Next, each air cylinder 86 is operated, and the holding member 84 is lowered from the reference position to the extended position. Then, the annular frame 66 is lowered together with the holding member 84, and therefore, as shown by a two-dot chain line in FIG. 8, the adhesive tape 68 whose peripheral edge is fixed to the annular frame 66 is expanded by the expansion drum 82 that relatively rises. . As a result, radial tension acts on the wafer 60 affixed to the adhesive tape 68, so that the wafer 60 is divided into individual devices 64 along the planned division line 62 in which the modified layer 70 and the groove 74 are formed. can do.
以上のとおり、図示の実施形態におけるレーザー加工装置２は、ガラス、サファイア、炭化ケイ素、リチウムタンタレート又はリチウムナイオベートから形成されているウエーハ６０（被加工物）に対して透過性を有すると共に吸収性を有する波長（５３２ｎｍ）のパルスレーザー光線ＬＢを発振するように発振器２８が構成されているので、ウエーハ６０の上面に溝７４を形成するアブレーション加工を施すことができると共に、ウエーハ６０の内部に改質層７０を形成する内部加工を施すことができ、したがって、アブレーション加工を施すレーザー加工装置と改質層を形成するレーザー加工装置との２種類のレーザー加工装置を準備しなければならず不経済であるという問題がない。 As described above, the laser processing apparatus 2 in the illustrated embodiment has transparency and absorption with respect to the wafer 60 (workpiece) formed of glass, sapphire, silicon carbide, lithium tantalate, or lithium niobate. Since the oscillator 28 is configured to oscillate a pulsed laser beam LB having a characteristic wavelength (532 nm), it is possible to perform ablation processing for forming a groove 74 on the upper surface of the wafer 60 and to modify the interior of the wafer 60. The internal processing for forming the quality layer 70 can be performed. Therefore, two types of laser processing devices, ie, a laser processing device for performing ablation processing and a laser processing device for forming a modified layer, must be prepared, which is uneconomical. There is no problem of being.
多結晶構造のガラス板や、結晶方位に強い癖があるサファイア、炭化ケイ素、リチウムタンタレート、リチウムナイオベート等の被加工物を分割する際に、アブレーション加工を施して被加工物の上面に分割の起点となる溝を形成し、その後外力を付与して分割すると分割面に微細な凹凸が生じてしまい加工品質が悪くなってしまう場合があり、また、被加工物の内部に分割の起点となる改質層を形成し、その後外力を付与して分割すると分割面の品質は向上するものの上面のコーナー部がきれいに形成されない（たとえば、分割面の上端側部分が上面に対して傾斜してしまう等）場合がある。しかしながら、ウエーハ６０の内部に改質層７０を形成すると共にウエーハ６０の表面６０ａにアブレーション加工を施す上述の複合加工を行うと、改質層７０からウエーハ６０の表面６０ａに向かって延びるクラック７２を介して改質層７０と溝７４とが連結するので、分割装置８０を用いて分割予定ライン６２に沿ってウエーハ６０を個々のデバイス６４に分割した際には、デバイス６４の分割面に微細な凹凸が生じることがないと共にアブレーション加工が施されたウエーハ６０の表面６０ａのコーナー部がきれいに（すなわち、分割面の上端側部分が上面に対して傾斜してしまうことなく）加工され、したがって加工品質が向上する。 When dividing a glass plate with a polycrystalline structure or a sapphire, silicon carbide, lithium tantalate, or lithium niobate that has a strong crystallographic flaw, ablation is performed to divide the workpiece into the upper surface. If the groove is formed as a starting point of the groove and then divided by applying an external force, fine unevenness may occur on the dividing surface, and the processing quality may deteriorate, and the dividing point may be formed inside the workpiece. If the modified layer is formed and then divided by applying an external force, the quality of the divided surface is improved, but the corner portion of the upper surface is not formed cleanly (for example, the upper end portion of the divided surface is inclined with respect to the upper surface) Etc.). However, when the modified layer 70 is formed inside the wafer 60 and the above-described composite processing is performed in which the surface 60a of the wafer 60 is ablated, cracks 72 extending from the modified layer 70 toward the surface 60a of the wafer 60 are formed. Since the modified layer 70 and the groove 74 are connected to each other, when the wafer 60 is divided into the individual devices 64 along the division line 62 using the dividing device 80, the dividing surface of the device 64 is finely divided. The corner portion of the surface 60a of the wafer 60 that has been subjected to the ablation process without any unevenness is processed cleanly (that is, without the upper end side portion of the dividing surface being inclined with respect to the upper surface), and therefore the processing quality Will improve.
なお、上述の複合加工では、改質層７０及びクラック７２を形成した後に溝７４を形成する例を説明したが、溝７４を形成した後に改質層７０及びクラック７２を形成してもよい。たとえば、図９に示すとおり、まず、ウエーハ６０の表面６０ａを上に向けて溝７４を形成し、次いで、ウエーハ６０の裏面６０ｂを上に向けて改質層７０及びクラック７２を形成してもよく、この場合においても、分割予定ライン６２に沿ってウエーハ６０の表面６０ａに形成した溝７４と、分割予定ライン６２に沿ってウエーハ６０の内部に形成した改質層７０とが、改質層７０からウエーハ６０の表面６０ａに向かって延びるクラック７２を介して連結するので、分割装置７０を用いて分割予定ライン６２に沿ってウエーハ６０を個々のデバイス６４に分割した際には、デバイス６４の分割面に微細な凹凸が生じることがないと共にアブレーション加工が施されたウエーハ６０の表面６０ａのコーナー部がきれいに加工され、したがって加工品質が向上する。溝７４を形成した後に改質層７０及びクラック７２を形成する場合は、改質層７０及びクラック７２を形成する際に、ウエーハ６０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢの集光点ＦＰを溝７４が形成された反対側（図９に示す例のようにウエーハ６０の表面６０ａに溝７４を形成した場合には、ウエーハ６０の裏面６０ｂ側）からウエーハ６０の内部に位置づけて、ウエーハ６０に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線ＬＢを分割予定ライン６２に沿って照射することによりウエーハ６０の内部に改質層７０を形成して改質層７０と溝７４とを連結させる。これによって、改質層７０及びクラック７２を形成する際にウエーハ６０に照射するパルスレーザー光線ＬＢが溝７４で乱反射せず、意図したとおりの改質層７０及びクラック７２がウエーハ６０の内部に形成され、改質層７０と溝７４とがクラック７２を介して連結され得る。また、ウエーハ６０の裏面６０ｂを上に向けて改質層７０及びクラック７２を形成する場合は、チャックテーブル２０に保持されたウエーハ６０を撮像手段４４で撮像してレーザー加工すべき領域を検出する際に、分割予定ライン６２が形成されているウエーハ６０の表面６０ａが下を向いているが、上述のとおり、撮像手段４４は、赤外線照射手段と、赤外線を捕らえる光学系と、赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）とを含むので、ウエーハ６０の裏面６０ｂから透かして表面６０ａの分割予定ライン６２を撮像することができる。 In the composite processing described above, the example in which the groove 74 is formed after the modified layer 70 and the crack 72 are formed has been described. However, the modified layer 70 and the crack 72 may be formed after the groove 74 is formed. For example, as shown in FIG. 9, first, the groove 74 is formed with the front surface 60a of the wafer 60 facing upward, and then the modified layer 70 and the crack 72 are formed with the back surface 60b of the wafer 60 facing upward. In this case as well, the groove 74 formed on the surface 60a of the wafer 60 along the planned division line 62 and the modified layer 70 formed inside the wafer 60 along the planned division line 62 include the modified layer. Since the connection is made through the crack 72 extending from the 70 toward the surface 60 a of the wafer 60, when the wafer 60 is divided into the individual devices 64 along the planned division line 62 using the dividing device 70, As a result, fine irregularities are not generated on the divided surface, and the corner portion of the surface 60a of the wafer 60 which has been subjected to the ablation processing is cleanly processed. Processing quality is improved. In the case where the modified layer 70 and the crack 72 are formed after the groove 74 is formed, when the modified layer 70 and the crack 72 are formed, the condensing point of the pulse laser beam LB having a wavelength that is transmissive to the wafer 60. The FP is positioned inside the wafer 60 from the opposite side where the groove 74 is formed (when the groove 74 is formed on the front surface 60a of the wafer 60 as in the example shown in FIG. 9), the FP is positioned inside the wafer 60. By irradiating the wafer 60 with a pulsed laser beam LB having a wavelength having transparency, the modified layer 70 is formed inside the wafer 60 to connect the modified layer 70 and the groove 74. . As a result, the pulsed laser beam LB irradiated to the wafer 60 when forming the modified layer 70 and the crack 72 is not irregularly reflected by the groove 74, and the modified layer 70 and the crack 72 as intended are formed inside the wafer 60. The modified layer 70 and the groove 74 can be connected through the crack 72. When the modified layer 70 and the crack 72 are formed with the back surface 60b of the wafer 60 facing upward, the wafer 60 held on the chuck table 20 is imaged by the imaging means 44 to detect the region to be laser processed. In this case, the surface 60a of the wafer 60 on which the division line 62 is formed faces downward. As described above, the imaging unit 44 corresponds to the infrared irradiation unit, the optical system that captures the infrared ray, and the infrared ray. Since the image pickup device (infrared CCD) that outputs an electric signal is included, it is possible to pick up an image of the planned division line 62 on the front surface 60a through the back surface 60b of the wafer 60.
２：レーザー加工装置
４：保持手段
６：レーザー光線照射手段
８：加工送り手段
２８：発振器
３０：集光器
３８：カバーガラス
６０：ウエーハ（被加工物）
７０：改質層
ＬＢ：パルスレーザー光線
ＦＰ：集光点
2: Laser processing apparatus 4: Holding means 6: Laser beam irradiation means 8: Processing feed means 28: Oscillator 30: Condenser 38: Cover glass 60: Wafer (workpiece)
70: Modified layer LB: Pulsed laser beam FP: Focusing point
Claims (3)
被加工物を保持する保持手段と、該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、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、を少なくとも含み、
該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し集光点を該保持手段に保持された被加工物の内部に位置づけると共に上面に位置づける集光器と、を備え、
該発振器は、被加工物に対して透過性を有すると共に吸収性を有する波長のレーザー光線を発振するレーザー加工装置。 A laser processing apparatus for processing a workpiece,
A holding means for holding the workpiece, a laser beam irradiation means for irradiating the workpiece held by the holding means with a laser beam, and a processing feed means for relatively processing and feeding the holding means and the laser beam irradiation means; Including at least
The laser beam irradiating means includes an oscillator that oscillates a laser beam, a condenser that condenses the laser beam oscillated by the oscillator and positions a condensing point inside the work piece held by the holding means and an upper surface; With
The oscillator is a laser processing apparatus that oscillates a laser beam having a wavelength that is transparent to the workpiece and has an absorptivity.
レーザー光線を透過して被加工物の内部に改質層が形成される内部加工が施される際は、該カバーガラスが該集光器の端部から外され、
レーザー光線を吸収して被加工物の上面にアブレーション加工が施される際は、該カバーガラスが該集光器の端部に位置づけられる請求項１記載のレーザー加工装置。 A cover glass that protects the concentrator is selectively positioned;
When an internal processing is performed in which a modified layer is formed inside the workpiece by transmitting a laser beam, the cover glass is removed from the end of the collector,
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the cover glass is positioned at an end of the light collector when the laser beam is absorbed and ablation processing is performed on the upper surface of the workpiece.
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