JP2023100498A - レーザ加工補助具、レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物の表面側に形成された複数の機能素子に破損が発生するのを抑制しつつ、対象物に改質領域を精度良く形成することができるレーザ加工補助具、レーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供する。【解決手段】レーザ加工補助具５は、第１シート５１及び第２シート５２を備える。テープ１４が対象物１１の裏面１１ｂに貼り付けられ且つテープ１４がフレーム１５によって保持された状態で、テープ１４を介して裏面１１ｂ側から対象物１１にレーザ光Ｌが入射するように、保持部２１によってフレーム１５が保持される場合に、第１シート５１には対象物１１が載置される。第２シート５２は、裏面１１ｂよりも低い位置において、テープ１４の中間部分１４ｃに吸引テーブル２２の吸引作用を生じさせる。第１シート５１が対象物１１に生じさせる吸引テーブル２２の吸引作用は、第２シート５２が中間部分１４ｃに生じさせる吸引テーブル２２の吸引作用よりも弱い。【選択図】図５

Description

本発明は、レーザ加工補助具、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。

表面側に複数の機能素子が形成された対象物にレーザ光を照射することで、対象物を機能素子ごとに切断するための改質領域を対象物に形成するレーザ加工装置が知られている。このようなレーザ加工装置では、テープ（いわゆるバックグラインドテープ）が対象物の表面に貼り付けられ且つテープがフレームによって保持された状態で、対象物の裏面側から対象物にレーザ光を入射させる場合がある。裏面側から対象物にレーザ光を入射させるレーザ加工方法には、複数の機能素子が形成された表面側から対象物にレーザ光を入射させるレーザ加工方法と比較して、「レーザ光の照射が、対象物の表面のストリート領域（複数の機能素子の間の領域）に形成された膜及び構造物の影響も、ストリート領域の幅の影響も受け難い」、「改質領域からストリート領域に至る亀裂の直進性が向上する」といったメリットがある。

しかしながら、機能素子が脆弱な構造を有する場合には、対象物の表面へのテープの貼り付けによって機能素子が破損するおそれがある。また、レーザ加工装置の吸引テーブル（いわゆるチャックテーブル）上においては、テープを介して対象物の表面に吸引作用が生じることになるため、吸引テーブルの吸引作用によっても機能素子が破損するおそれがある。

そこで、テープが対象物の裏面に貼り付けられ且つテープがフレームによって保持された状態で、フレームを保持すると共に、対象物の表面のうち複数の機能素子が形成されていない外縁領域のみを支持するレーザ加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－２９９２７号公報

しかしながら、対象物の表面のうち複数の機能素子が形成されていない外縁領域のみを支持した状態で加工を実施すると、対象物に生じる変形及び位置ずれが加工の途中で大きくなり、対象物における所望の位置に改質領域を適切に形成することができなくなるおそれがある。

本発明は、機能素子が脆弱な構造を有する場合であっても、対象物の表面側に形成された複数の機能素子に破損が発生するのを抑制しつつ、対象物に改質領域を精度良く形成することができるレーザ加工補助具、レーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。

本発明のレーザ加工補助具は、表面側に複数の機能素子が形成された対象物にレーザ光を照射することで、複数の機能素子の間を通るように設定された複数のラインのそれぞれに沿って対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置において使用されるレーザ加工補助具である。レーザ加工装置は、対象物を支持する支持部と、対象物にレーザ光を照射する照射部と、複数のラインのそれぞれに沿ってレーザ光の集光点が相対的に移動するように、支持部及び照射部の少なくとも一つを制御する制御部と、を備える。本発明のレーザ加工補助具は、レーザ光に対して透過性を有するテープが対象物の裏面に貼り付けられ且つテープがフレームによって保持された状態で、テープを介して裏面側から対象物にレーザ光が入射するように、支持部が含む保持部によってフレームが保持される場合に、支持部が含む吸引テーブル上に配置され、対象物が載置される第１シートと、上記場合に、吸引テーブル上に配置され、第１シートに載置された対象物の裏面よりも低い位置において、テープのうち対象物とフレームとの間の中間部分に吸引テーブルの吸引作用を生じさせる第２シートと、を備え、第１シートが対象物に生じさせる吸引テーブルの吸引作用は、第２シートが中間部分に生じさせる吸引テーブルの吸引作用よりも弱い。

上記レーザ加工補助具では、テープを介して裏面側から対象物にレーザ光が入射するように、保持部によってフレームが保持されると共に、対象物の表面が第１シートと向かい合った状態で対象物が第１シートに載置される。そして、第２シートが、対象物の裏面よりも低い位置において、テープの中間部分に吸引テーブルの吸引作用を生じさせる。これにより、テープの弾性力によって対象物が吸引テーブル側に押し付けられるため、対象物に生じる変形及び位置ずれを抑制しつつ、対象物に改質領域を精度良く形成することができる。また、対象物の表面にテープを貼り付ける必要がなく、しかも、第１シートが対象物に生じさせる吸引テーブルの吸引作用が、第２シートがテープの中間部分に生じさせる吸引テーブルの吸引作用よりも弱い。これにより、機能素子が脆弱な構造を有する場合であっても、対象物の表面側に形成された複数の機能素子に破損が発生するのを抑制することができる。以上により、上記レーザ加工補助具によれば、機能素子が脆弱な構造を有する場合であっても、対象物の表面側に形成された複数の機能素子に破損が発生するのを抑制しつつ、対象物に改質領域を精度良く形成することができる。

本発明のレーザ加工補助具では、第１シートは、第１シートの外縁が第２シートの外縁の内側に位置するように、第２シートに積層されていてもよい。或いは、第２シートは、第１シートの外縁に沿って延在していてもよい。これらによれば、レーザ加工補助具を簡易に構成することができる。

本発明のレーザ加工補助具では、第２シートに対するテープの粘着力は、吸引テーブルに対するテープの粘着力よりも低くてもよい。これによれば、加工後にテープの中間部分を第２シートから容易に剥離することができる。

本発明のレーザ加工補助具では、複数の機能素子のそれぞれは、ＭＥＭＳデバイスであってもよい。この場合に、対象物の表面側に形成された複数の機能素子に破損が発生するのを抑制し得るレーザ加工補助具は特に有効である。

本発明のレーザ加工装置は、表面側に複数の機能素子が形成された対象物にレーザ光を照射することで、複数の機能素子の間を通るように設定された複数のラインのそれぞれに沿って対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置であって、レーザ光に対して透過性を有するテープが対象物の裏面に貼り付けられ且つテープがフレームによって保持された状態で、テープを介して裏面側から対象物にレーザ光が入射するように、対象物を支持する支持部と、対象物にレーザ光を照射する照射部と、複数のラインのそれぞれに沿ってレーザ光の集光点が相対的に移動するように、支持部及び照射部の少なくとも一つを制御する制御部と、を備え、支持部は、フレームを保持する保持部と、対象物が載置される載置部と、載置部に載置された対象物の裏面よりも低い位置において、テープのうち対象物とフレームとの間の中間部分に吸引作用を生じさせる吸引部と、を含み、載置部が対象物に生じさせる吸引作用は、吸引部が中間部分に生じさせる吸引作用よりも弱い。

本発明のレーザ加工方法は、表面側に複数の機能素子が形成された対象物にレーザ光を照射することで、複数の機能素子の間を通るように設定された複数のラインのそれぞれに沿って対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置において使用されるレーザ加工方法である。レーザ加工装置は、対象物を支持する支持部と、対象物にレーザ光を照射する照射部と、複数のラインのそれぞれに沿ってレーザ光の集光点が相対的に移動するように、支持部及び照射部の少なくとも一つを制御する制御部と、を備える。本発明のレーザ加工方法は、レーザ光に対して透過性を有するテープが対象物の裏面に貼り付けられ且つテープがフレームによって保持される第１ステップと、テープを介して裏面側から対象物にレーザ光が入射するように、支持部が含む保持部がフレームを保持すると共に、支持部が含む載置部に対象物が載置され、支持部が含む吸引部が、載置部に載置された対象物の裏面よりも低い位置において、テープのうち対象物とフレームとの間の中間部分に吸引作用を生じさせる第２ステップと、複数のラインのそれぞれに沿って集光点が相対的に移動するように、制御部が支持部及び照射部の少なくとも一つを制御する第３ステップと、を備え、第２ステップにおいて、載置部が対象物に生じさせる吸引作用は、吸引部が中間部分に生じさせる吸引作用よりも弱い。

上記レーザ加工装置及び上記レーザ加工方法では、テープを介して裏面側から対象物にレーザ光が入射するように、保持部によってフレームが保持されると共に、対象物の表面が載置部と向かい合った状態で対象物が載置部に載置される。そして、吸引部が、対象物の裏面よりも低い位置において、テープの中間部分に吸引作用を生じさせる。これにより、テープの弾性力によって対象物が載置部側に押し付けられるため、対象物に生じる変形及び位置ずれを抑制しつつ、対象物に改質領域を精度良く形成することができる。また、対象物の表面にテープを貼り付ける必要がなく、しかも、載置部が対象物に生じさせる吸引作用が、吸引部がテープの中間部分に生じさせる吸引作用よりも弱い。これにより、機能素子が脆弱な構造を有する場合であっても、対象物の表面側に形成された複数の機能素子に破損が発生するのを抑制することができる。以上により、上記レーザ加工装置及び上記レーザ加工方法によれば、機能素子が脆弱な構造を有する場合であっても、対象物の表面側に形成された複数の機能素子に破損が発生するのを抑制しつつ、対象物に改質領域を精度良く形成することができる。

本発明によれば、機能素子が脆弱な構造を有する場合であっても、対象物の表面側に形成された複数の機能素子に破損が発生するのを抑制しつつ、対象物に改質領域を精度良く形成することができるレーザ加工補助具、レーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することが可能となる。

一実施形態のレーザ加工装置の構成図である。 図１に示されるレーザ加工装置の支持部に取り付けられる対象物ユニットの斜視図である。 図１に示されるレーザ加工装置の支持部、及びレーザ加工補助具の構成図である。 図１に示されるレーザ加工装置の支持部、及びレーザ加工補助具の構成図である。 図１に示されるレーザ加工装置の支持部、及びレーザ加工補助具の構成図である。 図１に示されるレーザ加工装置の支持部、及びレーザ加工補助具の構成図である。 エキスパンド装置の一部分の構成図である。 対象物の裏面の変位量を示すグラフである。 対象物に形成された改質領域の状態を示す写真である。 変形例のレーザ加工補助具の構成図である。 変形例の支持部、及び変形例のレーザ加工補助具の構成図である。 変形例の支持部の構成図である。 変形例の対象物ユニットの分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［レーザ加工装置の構成］

図１に示されるように、レーザ加工装置１は、支持部２と、照射部３と、制御部４と、を備えている。支持部２は、対象物１１を支持する。本実施形態では、支持部２は、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って移動可能である。また、支持部２は、Ｚ方向に平行な軸線を中心線として回転可能である。一例として、Ｘ方向は第１水平方向であり、Ｙ方向は第１水平方向に垂直な第２水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。

照射部３は、対象物１１にレーザ光Ｌを照射する。照射部３は、光源３１と、空間光変調器３２と、集光レンズ３３と、を含んでいる。光源３１は、例えばパルス発振方式によって、対象物１１に対して透過性を有するレーザ光Ｌを出力する。空間光変調器３２は、光源３１から出力されたレーザ光Ｌを変調する。空間光変調器３２は、例えば反射型液晶（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）の空間光変調器（ＳＬＭ：SpatialLight Modulator）である。集光レンズ３３は、空間光変調器３２によって変調されたレーザ光Ｌを集光する。本実施形態では、照射部３は、Ｚ方向に沿って移動可能である。なお、Ｚ方向における集光レンズ３３の位置は、測距センサ（図示省略）によって取得された対象物１１のレーザ光入射面の変位データに基づいて、圧電素子（図示省略）によって微調整される。

支持部２に支持された対象物１１の内部にレーザ光Ｌが集光されると、レーザ光Ｌの集光点Ｃに対応する部分においてレーザ光Ｌが特に吸収され、対象物１１の内部に改質領域Ｍが形成される。改質領域Ｍは、密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲の非改質領域とは異なる領域である。改質領域Ｍとしては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等がある。

一例として、支持部２をＸ方向に沿って移動させ、対象物１１に対して集光点ＣをＸ方向に沿って相対的に移動させると、複数の改質スポットがＸ方向に沿って１列に並ぶように形成される。１つの改質スポットは、１パルスのレーザ光Ｌの照射によって形成される。１列の改質領域Ｍは、１列に並んだ複数の改質スポットの集合である。隣り合う改質スポットは、対象物１１に対する集光点Ｃの相対的な移動速度及びレーザ光Ｌの繰り返し周波数によって、互いに繋がる場合も、互いに離れる場合もある。

制御部４は、支持部２、光源３１、空間光変調器３２及び集光レンズ３３を制御する。制御部４は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部４では、メモリ等に読み込まれたソフトウェア（プログラム）が、プロセッサによって実行され、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信が、プロセッサによって制御される。これにより、制御部４は、各種機能を実現する。
［対象物ユニットの構成］

図２に示されるように、対象物ユニット１０は、対象物１１と、テープ１４と、フレーム１５と、を備えている。対象物１１は、基板１２と、複数の機能素子１３と、を含んでいる。複数の機能素子１３は、対象物１１の表面１１ａ側に形成されている。本実施形態では、複数の機能素子１３は、基板１２上に二次元に（例えば、マトリックス状に）配置されている。基板１２は、例えば、シリコン基板等の半導体基板である。各機能素子１３は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスである。レーザ加工装置１において、対象物１１には、複数の機能素子１３の間を通るように複数のライン１６が設定される。例えば、複数の機能素子１３がマトリックス状に配置されている場合には、複数のライン１６は、格子状に延在することになる。

テープ１４は、対象物１１の裏面１１ｂ（表面１１ａとは反対側の面）に貼り付けられている。具体的には、テープ１４の中央部分１４ａが対象物１１の裏面１１ｂに貼り付けられている。テープ１４は、レーザ光Ｌに対して透過性を有している。テープ１４は、ダイシングテープであり、拡張可能なテープである。一例として、テープ１４の基材の材料は、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等であり、テープ１４の粘着剤の材料は、アクリル系樹脂等ある。テープ１４によるレーザ光Ｌの透過率は７０％以上である。テープ１４の拡張率は１０３％以上である。

フレーム１５は、テープ１４を保持している。具体的には、フレーム１５は、テープ１４の外縁部分１４ｂがフレーム１５に貼り付けられることで、テープ１４を保持している。フレーム１５は、例えば、金属板によって環状に形成されている。対象物ユニット１０では、対象物１１がフレーム１５の内側に位置しており、テープ１４のうち対象物１１とフレーム１５との間の中間部分１４ｃ（すなわち、テープ１４のうち中央部分１４ａと外縁部分１４ｂとの間の部分）が外部に露出している。
［レーザ加工装置の支持部、及びレーザ加工補助具の構成］

図３及び図４に示されるように、対象物ユニット１０は、レーザ加工補助具５を介して支持部２に取り付けられる。支持部２は、保持部２１と、吸引テーブル２２と、を備えている。保持部２１は、対象物ユニット１０のフレーム１５を保持する。保持部２１は、例えば、複数のクランプによって構成されている。吸引テーブル２２は、吸引面２２ａにおいて空気の吸引作用を生じさせる。吸引テーブル２２は、例えば、空気を吸引する複数のノズルにおける複数の吸引口が吸引面２２ａ上に位置するように構成されたチャックテーブルである。本実施形態では、支持部２は、対象物ユニット１０が構成された状態で（すなわち、テープ１４が対象物１１の裏面１１ｂに貼り付けられ且つテープ１４がフレーム１５によって保持された状態で）、テープ１４を介して裏面１１ｂ側から対象物１１にレーザ光Ｌが入射するように、対象物１１を支持する。

レーザ加工補助具５は、第１シート５１と、第２シート５２と、を備えている。第２シート５２は、吸引面２２ａを覆うように吸引テーブル２２上に配置されている。第１シート５１は、第１シート５１の外縁５１ａが第２シート５２の外縁５２ａの内側に位置するように、第２シート５２に積層されている。つまり、第１シート５１は、第２シート５２を介して吸引テーブル２２上に配置されている。Ｚ方向から見た場合に、第１シート５１の形状は、対象物１１の形状と略同じである。Ｚ方向から見た場合に、第２シート５２の形状は、吸引面２２ａの形状と略同じであり、第２シート５２のうち第１シート５１の外縁５１ａの外側の部分の形状は、テープ１４の中間部分１４ｃの形状と略同じである。

第１シート５１の空気透過度は、第２シート５２の空気透過度よりも低い。本実施形態では、第２シート５２が多孔質状のシートであるのに対し、第１シート５１が非多孔質状のシートであるため、第１シート５１の空気透過度は略０である。第１シート５１が対象物１１に生じさせる吸引テーブル２２の吸引作用は、第２シート５２がテープ１４の中間部分１４ｃに生じさせる吸引テーブル２２の吸引作用よりも弱い。つまり、第１シート５１が対象物１１に作用させる吸引力は、第２シート５２がテープ１４の中間部分１４ｃに作用させる吸引力よりも弱い。本実施形態では、第１シート５１の空気透過度が略０であるため、第１シート５１が対象物１１に作用させる吸引力は略０である。第２シート５２に対するテープ１４の粘着力は、吸引テーブル２２に対するテープ１４の粘着力よりも低い。

なお、「空気透過度」とは、一定の条件下でシート（第１シート５１又は第２シート５２）を透過する空気の「単位面積、単位時間及びシートの両面間の単位分圧差当たりの体積」を意味する。「吸引力」とは、一定の条件下で吸引対象を吸引する力の「単位面積当たりの大きさ」を意味する。「粘着力」とは、一定の条件下で粘着対象からテープ１４を剥離するために要する力の「単位面積当たりの大きさ」を意味する。

一例として、第１シート５１の材料は、ポリエチレンテレフタレートであり、第２シート５２の材料は、ポリエチレンである。第１シート５１は、クッション性を有する材料によって形成されていてもよいし、平坦であれば硬質の材料（例えば、ガラス）によって形成されていてもよい。第２シート５２は、テープ１４の粘着力を低下させるコーティングが施されたものであってもよいし、テープ１４の粘着力を低下させる表面形状を有するものであってもよい。第２シート５２は、低発塵性を有するものであることが好ましく、帯電防止処理が施されたものであることが好ましい。

対象物ユニット１０が構成された状態で、テープ１４を介して裏面１１ｂ側から対象物１１にレーザ光Ｌが入射するように、保持部２１によってフレーム１５が保持される場合に、第１シート５１には、対象物１１が載置される。その状態で、第２シート５２は、第１シート５１に載置された対象物１１の裏面１１ｂよりも低い位置において、テープ１４の中間部分１４ｃに吸引テーブル２２の吸引作用を生じさせる。これにより、テープ１４の中間部分１４ｃが、第２シート５２によって吸引されて、第２シート５２に接触する。なお、「裏面１１ｂよりも低い位置」とは、裏面１１ｂを含む面に対して、複数の機能素子１３が存在する側（本実施形態では、吸引テーブル２２が存在する側）の位置を意味する。

本実施形態において、吸引テーブル２２及びレーザ加工補助具５は、一体的に構成されていてもよい。その場合、第１シート５１は、対象物１１が載置される載置部２３として機能する。第２シート５２のうち第１シート５１の外縁５１ａの外側の部分は、載置部２３に載置された対象物１１の裏面１１ｂよりも低い位置において、テープ１４の中間部分１４ｃに吸引作用を生じさせる吸引部２４として機能する。載置部２３が対象物１１に生じさせる吸引作用は、吸引部２４がテープ１４の中間部分１４ｃに生じさせる吸引作用よりも弱い。
［レーザ加工補助具を用いたレーザ加工方法］

図３及び図４に示されるように、まず、テープ１４が対象物１１の裏面１１ｂに貼り付けられ且つテープ１４がフレーム１５によって保持されることで、対象物ユニット１０が構成される（第１ステップ）。続いて、対象物ユニット１０が支持部２に取り付けられる（第２ステップ）。具体的には、テープ１４を介して裏面１１ｂ側から対象物１１にレーザ光Ｌが入射するように、保持部２１がフレーム１５を保持すると共に、第１シート５１に対象物１１が載置される。その状態で、第２シート５２（より具体的には、第２シート５２のうち第１シート５１の外縁５１ａの外側の部分）が、第１シート５１に載置された対象物１１の裏面１１ｂよりも低い位置において、テープ１４の中間部分１４ｃに吸引作用を生じさせる。

続いて、図５に示されるように、各ライン１６に沿って集光点Ｃが相対的に移動するように、制御部４が支持部２及び照射部３の少なくとも一つを制御する（第３ステップ）。このとき、裏面１１ｂから集光点Ｃまでの距離が一定となるように、Ｚ方向における集光レンズ３３の位置が、測距センサによって取得された裏面１１ｂの変位データに基づいて、圧電素子によって微調整される。このように対象物１１にレーザ光Ｌが照射されることで、各ライン１６に沿って対象物１１に改質領域Ｍが形成される。続いて、図６に示されるように、対象物ユニット１０が支持部２から取り外される。続いて、図７に示されるように、対象物１１とは反対側からテープ１４に押圧部材６が押し当てられることで、テープ１４が拡張させられる。これにより、各ライン１６に沿って形成された改質領域Ｍを起点として対象物１１が機能素子１３ごとに切断され、切断されることで得られた複数の半導体チップ１１０が互いに離間させられる。続いて、テープ１４に紫外線が照射されることで、テープ１４の粘着力が低下させられ、各半導体チップ１１０がピックアップされる。

なお、吸引テーブル２２及びレーザ加工補助具５が一体的に構成されている場合には、図３及び図４に示されるように、テープ１４を介して裏面１１ｂ側から対象物１１にレーザ光Ｌが入射するように、保持部２１がフレーム１５を保持すると共に、載置部２３に対象物１１が載置される。その状態で、吸引部２４が、載置部２３に載置された対象物１１の裏面１１ｂよりも低い位置において、テープ１４の中間部分１４ｃに吸引作用を生じさせる。
［作用及び効果］

レーザ加工補助具５では、テープ１４を介して裏面１１ｂ側から対象物１１にレーザ光Ｌが入射するように、保持部２１によってフレーム１５が保持されると共に、対象物１１の表面１１ａが第１シート５１と向かい合った状態で対象物１１が第１シート５１に載置される。そして、第２シート５２が、対象物１１の裏面１１ｂよりも低い位置において、テープ１４の中間部分１４ｃに吸引テーブル２２の吸引作用を生じさせる。これにより、テープ１４の弾性力によって対象物１１が吸引テーブル２２側に押し付けられるため、対象物１１に生じる変形及び位置ずれを抑制しつつ、対象物１１に改質領域Ｍを精度良く形成することができる。また、対象物１１の表面１１ａにテープ１４を貼り付ける必要がなく、しかも、第１シート５１が対象物１１に生じさせる吸引テーブル２２の吸引作用が、第２シート５２がテープ１４の中間部分１４ｃに生じさせる吸引テーブル２２の吸引作用よりも弱い。これにより、機能素子１３が脆弱な構造を有する場合であっても、対象物１１の表面１１ａ側に形成された複数の機能素子１３に破損が発生するのを抑制することができる。以上により、レーザ加工補助具５によれば、機能素子１３が脆弱な構造を有する場合であっても、対象物１１の表面１１ａ側に形成された複数の機能素子１３に破損が発生するのを抑制しつつ、対象物１１に改質領域Ｍを精度良く形成することができる。本実施形態では、各機能素子１３がＭＥＭＳデバイスであるため、対象物１１の表面１１ａ側に形成された複数の機能素子１３に破損が発生するのを抑制し得るレーザ加工補助具５は特に有効である。

レーザ加工補助具５では、第１シート５１の外縁５１ａが第２シート５２の外縁５２ａの内側に位置するように、第１シート５１が第２シート５２に積層されている。これにより、レーザ加工補助具５を簡易に構成することができる。

レーザ加工補助具５では、第２シート５２に対するテープ１４の粘着力が、吸引テーブル２２に対するテープ１４の粘着力よりも低い。これにより、加工後にテープ１４の中間部分１４ｃを第２シート５２から容易に剥離することができる。

なお、吸引テーブル２２及びレーザ加工補助具５が一体的に構成されている場合にも、上述した理由により、レーザ加工装置１及びレーザ加工方法によれば、機能素子１３が脆弱な構造を有する場合であっても、対象物１１の表面１１ａ側に形成された複数の機能素子１３に破損が発生するのを抑制しつつ、対象物１１に改質領域Ｍを精度良く形成することができる。
［実験結果］

上述した「レーザ加工補助具を用いたレーザ加工方法」の手順に従い、下記の条件で、Ｘ方向に沿って延在する各ライン１６に沿って対象物１１に改質領域Ｍを形成し、その状態で、Ｙ方向に沿って対象物１１の裏面１１ｂの変位を測定したところ、図８に示される結果が得られた。図８において、横軸は、Ｙ方向における位置であり、二つの立ち上がりの間の領域が対象物１１に相当する。図８において、縦軸は、裏面１１ｂの変位を示す信号の電圧値であり、１Ｖが約８μｍに相当する。図８に示されるように、Ｘ方向に沿って延在する各ライン１６に沿って対象物１１に改質領域Ｍを形成した後の「Ｙ方向に沿った裏面１１ｂの変位」は、約８μｍの範囲に収まった。この程度の変位であれば、Ｚ方向における集光レンズ３３の位置の微調整が可能であるため、Ｙ方向に沿って延在する各ライン１６に沿って対象物１１に改質領域Ｍを精度良く形成することができる。
対象物１１：シリコンウェハ
対象物１１の直径：８inch
対象物１１の厚さ：３００μｍ
吸引面２２ａの直径：１２inch
隣り合うライン１６の間の距離：１ｍｍ
各ライン１６に沿った集光点Ｃの相対的移動速度：５３０ｍｍ/sec
レーザ光Ｌの波長：１０９９ｎｍ
レーザ光Ｌの繰り返し周波数：８０ｋＨｚ
ライン１６ごとの改質領域Ｍの列数：４列

上記実験に続いて、上記の条件で、Ｙ方向に沿って延在する各ライン１６に沿って対象物１１に改質領域Ｍを形成し、対象物１１を複数のチップに切断したところ、図９に示される結果が得られた。図９の（ａ）は、対象物１１の表面１１ａに吸引作用を生じさせた場合（比較例）におけるチップの切断面の写真であり、図９の（ｂ）は、上述した「レーザ加工補助具を用いたレーザ加工方法」の手順に従って、対象物１１の表面１１ａに吸引作用を生じさせなかった場合（実施例）におけるチップの切断面の写真である。図９の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、実施例によっても、比較例と同等の精度で改質領域Ｍを精度良く形成することができた。また、対象物１１から複数のチップへの切断の達成率、表面１１ａにおける亀裂の直進性、及び裏面１１ｂにおける亀裂の直進性についても、それぞれ、１００％、３μｍ以内、５μｍ以内というように、実施例と比較例とで同等の結果が得られた。なお、対象物１１の表面１１ａに吸引作用を生じさせる比較例は、改質領域Ｍを精度良く形成するという点のみに着目すれば有効であるが、機能素子１３が脆弱な構造を有する場合に、対象物１１の表面１１ａ側に形成された複数の機能素子１３に破損が発生し易いという課題を有している。
［変形例］

本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、図１０に示されるように、レーザ加工補助具５では、第２シート５２が、第１シート５１の外縁５１ａに沿って延在していてもよい。この場合にも、レーザ加工補助具５を簡易に構成することができる。この形態においても、吸引テーブル２２及びレーザ加工補助具５は、一体的に構成されていてもよい。その場合、第１シート５１は載置部２３として機能し、第２シート５２は吸引部２４として機能する。

図１１に示されるように、Ｚ方向から見た場合に、第１シート５１の形状が吸引面２２ａの形状と略同じであり、第２シート５２の形状が吸引面２２ａの形状よりも大きくてもよい。この場合、レーザ加工補助具５は、第１シート５１及び第２シート５２を吸引テーブル２２に対して位置決めすると共に固定するガイド５３を備えていてもよい。この形態においても、吸引テーブル２２及びレーザ加工補助具５は、一体的に構成されていてもよい。その場合、第１シート５１は載置部２３として機能し、第２シート５２は吸引部２４として機能する。

図１２に示されるように、支持部２は、載置部２３及び吸引部２４を別体として備えるものであってもよい、また、吸引テーブル２２において、吸引面２２ａのうち対象物１１に対応する領域に生じさせる吸引作用が、吸引面２２ａのうちテープ１４の中間部分１４ｃに対応する領域に生じさせる吸引作用よりも弱くなるように、複数のノズルの吸引力が調整されてもよい。

図１３に示されるように、テープ１４は、中間部分１４ｃでの粘着力が中央部分１４ａ及び外縁部分１４ｂでの粘着力よりも低いものであってもよい。そのようなテープ１４は、中間部分１４ｃのみに剥離フィルム（粘着剤用の保護フィルム）が残されたものであってもよいし、中間部分１４ｃのみに粘着剤が形成されていないものであってもよい。その場合には、第２シート５２に対するテープ１４の粘着力を考慮することが不要となる。なお、中間部分１４ｃのみに残された剥離フィルムは、複数の部分に分割されていてもよい。その場合、隣り合う部分の間に、隙間が形成されていてもよいし、隙間が形成されていなくてもよい。また、対象物ユニット１０が支持部２から取り外される前に、テープ１４の中間部分１４ｃに紫外線が照射されることで、テープ１４の中間部分１４ｃの粘着力が低下させられる場合にも、第２シート５２に対するテープ１４の粘着力を考慮することが不要となる。

第１シート５１は、Ｚ方向から見た場合に対象物１１の形状と略同じ形状を有するものに限定されない。第１シート５１は、Ｚ方向から見た場合に複数の機能素子１３を含む形状を有していればよい。また、各機能素子１３は、ＭＥＭＳデバイスに限定されない。機能素子１３が脆弱な構造を有する場合であれば、対象物１１の表面１１ａ側に形成された複数の機能素子１３に破損が発生するのを抑制し得るレーザ加工補助具５、レーザ加工装置１及びレーザ加工方法は有効である。一例として、表面１１ａ側に複数のバンプが設けられた対象物１１（いわゆるバンプウェハ）についても、対象物１１の表面１１ａに吸引作用が生じると、対象物１１に反りが発生して対象物１１が破損するおそれがあるため、上述したレーザ加工補助具５、レーザ加工装置１及びレーザ加工方法は有効である。その場合、複数のバンプが接触することになる第１シート５１は、クッション性を有する材料によって形成されていることが適している場合がある。

１…レーザ加工装置、２…支持部、３…照射部、４…制御部、５…レーザ加工補助具、１１…対象物、１１ａ…表面、１１ｂ…裏面、１３…機能素子、１４…テープ、１４ｃ…中間部分、１５…フレーム、１６…ライン、２１…保持部、２２…吸引テーブル、２３…載置部、２４…吸引部、５１…第１シート、５１ａ…外縁、５２…第２シート、５２ａ…外縁、Ｌ…レーザ光、Ｃ…集光点、Ｍ…改質領域。

Claims (7)

1. 表面側に複数の機能素子が形成された対象物にレーザ光を照射することで、前記複数の機能素子の間を通るように設定された複数のラインのそれぞれに沿って前記対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置であって、前記対象物を支持する支持部と、前記対象物に前記レーザ光を照射する照射部と、前記複数のラインのそれぞれに沿って前記レーザ光の集光点が相対的に移動するように、前記支持部及び前記照射部の少なくとも一つを制御する制御部と、を備える前記レーザ加工装置において使用されるレーザ加工補助具であって、
   前記レーザ光に対して透過性を有するテープが前記対象物の裏面に貼り付けられ且つ前記テープがフレームによって保持された状態で、前記テープを介して前記裏面側から前記対象物に前記レーザ光が入射するように、前記支持部が含む保持部によって前記フレームが保持される場合に、前記支持部が含む吸引テーブル上に配置され、前記対象物が載置される第１シートと、
   前記場合に、前記吸引テーブル上に配置され、前記第１シートに載置された前記対象物の前記裏面よりも低い位置において、前記テープのうち前記対象物と前記フレームとの間の中間部分に前記吸引テーブルの吸引作用を生じさせる第２シートと、を備え、
   前記第１シートが前記対象物に生じさせる前記吸引テーブルの吸引作用は、前記第２シートが前記中間部分に生じさせる前記吸引テーブルの吸引作用よりも弱い、レーザ加工補助具。
2. 前記第１シートは、前記第１シートの外縁が前記第２シートの外縁の内側に位置するように、前記第２シートに積層されている、請求項１に記載のレーザ加工補助具。
3. 前記第２シートは、前記第１シートの外縁に沿って延在している、請求項１に記載のレーザ加工補助具。
4. 前記第２シートに対する前記テープの粘着力は、前記吸引テーブルに対する前記テープの粘着力よりも低い、請求項１～３のいずれか一項に記載のレーザ加工補助具。
5. 前記複数の機能素子のそれぞれは、ＭＥＭＳデバイスである、請求項１～４のいずれか一項に記載のレーザ加工補助具。
6. 表面側に複数の機能素子が形成された対象物にレーザ光を照射することで、前記複数の機能素子の間を通るように設定された複数のラインのそれぞれに沿って前記対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置であって、
   前記レーザ光に対して透過性を有するテープが前記対象物の裏面に貼り付けられ且つ前記テープがフレームによって保持された状態で、前記テープを介して前記裏面側から前記対象物に前記レーザ光が入射するように、前記対象物を支持する支持部と、
   前記対象物に前記レーザ光を照射する照射部と、
   前記複数のラインのそれぞれに沿って前記レーザ光の集光点が相対的に移動するように、前記支持部及び前記照射部の少なくとも一つを制御する制御部と、を備え、
   前記支持部は、
   前記フレームを保持する保持部と、
   前記対象物が載置される載置部と、
   前記載置部に載置された前記対象物の前記裏面よりも低い位置において、前記テープのうち前記対象物と前記フレームとの間の中間部分に吸引作用を生じさせる吸引部と、を含み、
   前記載置部が前記対象物に生じさせる吸引作用は、前記吸引部が前記中間部分に生じさせる吸引作用よりも弱い、レーザ加工装置。
7. 表面側に複数の機能素子が形成された対象物にレーザ光を照射することで、前記複数の機能素子の間を通るように設定された複数のラインのそれぞれに沿って前記対象物に改質領域を形成するレーザ加工装置であって、前記対象物を支持する支持部と、前記対象物に前記レーザ光を照射する照射部と、前記複数のラインのそれぞれに沿って前記レーザ光の集光点が相対的に移動するように、前記支持部及び前記照射部の少なくとも一つを制御する制御部と、を備える前記レーザ加工装置において使用されるレーザ加工方法であって、
   前記レーザ光に対して透過性を有するテープが前記対象物の裏面に貼り付けられ且つ前記テープがフレームによって保持される第１ステップと、
   前記テープを介して前記裏面側から前記対象物に前記レーザ光が入射するように、前記支持部が含む保持部が前記フレームを保持すると共に、前記支持部が含む載置部に前記対象物が載置され、前記支持部が含む吸引部が、前記載置部に載置された前記対象物の前記裏面よりも低い位置において、前記テープのうち前記対象物と前記フレームとの間の中間部分に吸引作用を生じさせる第２ステップと、
   前記複数のラインのそれぞれに沿って前記集光点が相対的に移動するように、前記制御部が前記支持部及び前記照射部の少なくとも一つを制御する第３ステップと、を備え、
   前記第２ステップにおいて、前記載置部が前記対象物に生じさせる吸引作用は、前記吸引部が前記中間部分に生じさせる吸引作用よりも弱い、レーザ加工方法。

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