JP5098665B2 - Laser processing apparatus and laser processing method - Google Patents

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Description

本発明は、レーザー加工装置に係り、特にウェーハから半導体装置や電子部品などの個々のチップにレーザー光を用いて分割するレーザー加工装置に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly to a laser processing apparatus that divides a wafer into individual chips such as semiconductor devices and electronic components using laser light.

従来、表面に半導体装置や電子部品などが形成されたウェーハを個々のチップに分割するには、ダイシングブレードと呼ばれる砥石でウェーハに研削溝を入れて、ウェーハをカットするダイシング装置が用いられていた。ダイシングブレードは、微細なダイヤモンド砥粒をNiで電着したもので、厚さ30μm程度の極薄のものが用いられる。   Conventionally, in order to divide a wafer having a semiconductor device or electronic component formed on its surface into individual chips, a dicing machine that uses a grinding wheel called a dicing blade to form a grinding groove in the wafer and cut the wafer has been used. . The dicing blade is obtained by electrodepositing fine diamond abrasive grains with Ni, and an extremely thin one having a thickness of about 30 μm is used.

このダイシングブレードを30,000〜60,000rpmで高速回転させてウェーハに切込み、ウェーハを完全切断(フルカット)又は不完全切断(ハーフカット或いはセミフルカット)していた。ハーフカットはウェーハに厚さの半分程度切り込む方法で、セミフルカットは10μm程度の肉厚を残して研削溝を形成する方法のことである。   The dicing blade was rotated at a high speed of 30,000 to 60,000 rpm and cut into the wafer, and the wafer was completely cut (full cut) or incompletely cut (half cut or semi-full cut). Half-cut is a method of cutting about half of the thickness into a wafer, and semi-full cut is a method of forming a grinding groove leaving a thickness of about 10 μm.

しかし、このダイシングブレードによる研削加工の場合、ウェーハが高脆性材料であるため、脆性モード加工となり、ウェーハの表面や裏面にチッピングが生じ、このチッピングが分割されたチップの性能を低下させる要因になっていた。特に裏面に生じたチッピングはクラックが除々に内部に進行するため大きな問題となっていた。   However, in the case of grinding with this dicing blade, since the wafer is a highly brittle material, it becomes brittle mode processing, chipping occurs on the front and back surfaces of the wafer, and this chipping reduces the performance of the divided chips. It was. In particular, chipping generated on the back surface is a serious problem because cracks gradually progress inside.

このような問題に対して、従来のダイシングブレードにより切断に替えて、ウェーハの内部に集光点を合わせたレーザー光を入射し、ウェーハ内部に多光市吸収による改質領域を複数形成して引き離し、個々のチップに分割するレーザーダイシング装置及びダイシング方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−111946号公報To solve this problem, instead of cutting with a conventional dicing blade, a laser beam with a converging point is incident on the inside of the wafer, and a plurality of modified regions by multi-light absorption are formed inside the wafer. A laser dicing apparatus and a dicing method for separating and dividing into individual chips have been proposed (for example, see Patent Document 1).
JP 2004-111946 A
このような問題に対して、従来のダイシングブレードにより切断に替えて、ウェーハの内部に集光点を合わせたレーザー光を入射し、ウェーハ内部に多光市吸収による改質領域を複数形成して引き離し、個々のチップに分割するレーザーダイシング装置及びダイシング方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−111946号公報To solve this problem, instead of cutting with a conventional dicing blade, a laser beam with a converging point is incident on the inside of the wafer, and a plurality of modified regions by multi-light absorption are formed inside the wafer. A laser dicing apparatus and a dicing method for separating and dividing into individual chips have been proposed (for example, see Patent Document 1).
JP 2004-111946 A
このような問題に対して、従来のダイシングブレードにより切断に替えて、ウェーハの内部に集光点を合わせたレーザー光を入射し、ウェーハ内部に多光市吸収による改質領域を複数形成して引き離し、個々のチップに分割するレーザーダイシング装置及びダイシング方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−111946号公報
To solve this problem, instead of cutting with a conventional dicing blade, a laser beam with a converging point is incident on the inside of the wafer, and a plurality of modified regions by multi-light absorption are formed inside the wafer. A laser dicing apparatus and a dicing method for separating and dividing into individual chips have been proposed (for example, see Patent Document 1).
JP 2004-111946 A
このような問題に対して、従来のダイシングブレードにより切断に替えて、ウェーハの内部に集光点を合わせたレーザー光を入射し、ウェーハ内部に多光市吸収による改質領域を複数形成して引き離し、個々のチップに分割するレーザーダイシング装置及びダイシング方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−111946号公報
To solve this problem, instead of cutting with a conventional dicing blade, a laser beam with a converging point is incident on the inside of the wafer, and a plurality of modified regions by multi-light absorption are formed inside the wafer. A laser dicing apparatus and a dicing method for separating and dividing into individual chips have been proposed (for example, see Patent Document 1).
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しかしながら、上記特許文献1に記載されているレーザーダイシング装置では、改質層の厚さ方向の幅が小さいため、厚い加工対象物(以下、「ワーク」ともいう)を加工する際には、複数回の操作を行う必要があり、加工に時間がかかっていた。   However, in the laser dicing apparatus described in Patent Document 1, since the width of the modified layer in the thickness direction is small, when processing a thick workpiece (hereinafter also referred to as “workpiece”), a plurality of layers are used. It was necessary to perform the operation once, and processing took time.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、幅広い厚みの加工対象物に対して、加工時間の短縮が可能なレーザー加工装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the laser processing apparatus which can shorten processing time with respect to the workpiece of wide thickness.

本発明の請求項1は、前記目的を達成するために、ウェーハの表面からレーザー光を入射させて前記ウェーハの内部に改質領域を形成し、前記ウェーハを個々のチップに分割するレーザー加工装置において、前記ウェーハに向けてレーザー光を照射するレーザーヘッドが設けられ、該レーザーヘッドは、レーザー発信器と、前記レーザー光の強度分布を均一にするレーザー光均一手段と、前記レーザー光の断面形状を方形にするレーザー形状変換手段と、前記レーザー光を線状に集光するレーザー光線状集光手段と、線状に集光した前記レーザー光前記ウェーハに対して傾斜して入射する入射角変更手段であって、線状に集光した線に沿って傾斜させる入射角変更手段と、を備え、前記ウェーハの厚み方向に改質領域を形成することを特徴とするレーザー加工装置を提供する。 According to a first aspect of the present invention, in order to achieve the above-mentioned object, a laser processing apparatus for dividing a wafer into individual chips by forming a modified region inside the wafer by making laser light incident from the surface of the wafer. A laser head for irradiating the wafer with laser light, the laser head comprising a laser transmitter, laser light uniform means for making the intensity distribution of the laser light uniform, and a cross-sectional shape of the laser light a laser shaping means to square the incident angle changes and laser-like condensing means for condensing the laser light into a linear shape, said laser beam condensed into a linear shape enters inclined against the wafer and means, including an incident angle changing means for tilting along the line condensed into a linear shape, a feature that you forming the modified region in the thickness direction of the wafer To provide a laser processing apparatus for.

請求項1によれば、まず、レーザー発振器から照射されたレーザーの強度分布を均一にするためのレーザー光均一手段およびレーザー光の断面形状を方形にするレーザー形状変形手段を備える。これにより、次のレーザー光線状集光手段により、ビームを線状に集光した際に、強度分布に差が生じないように、することができ、ウェーハに対して、均一な強度でレーザー光を照射することができる。したがって、ウェーハに対して、線状に均一に改質領域を形成することができる。   According to the first aspect of the present invention, first, there is provided laser light uniforming means for making the intensity distribution of the laser irradiated from the laser oscillator uniform and laser shape deforming means for making the cross-sectional shape of the laser light square. As a result, when the beam is condensed into a linear shape by the next laser beam condensing means, it is possible to prevent a difference in intensity distribution, and the laser beam can be applied to the wafer with a uniform intensity. Can be irradiated. Therefore, the modified region can be formed linearly and uniformly on the wafer.

また、レーザー光を線状に集光するレーザー光線状集光手段を備える。レーザー光を線状に集光させることにより、この線状となったレーザー光を屈折させ、内部に改質領域を形成することができる。また、入射角変更手段を備えることにより、さまざまな厚みのウェーハに対して、ウェーハの内部まで改質領域の形成を行うことができる。また、レーザー光の入射角がウェーハに対して、斜めになることで、ウェーハの厚さ方向に改質領域を形成することができる。 In addition, a laser beam condensing means for condensing the laser light in a linear shape is provided. By condensing the laser beam in a linear shape, the linear laser beam can be refracted and a modified region can be formed inside. In addition, by providing the incident angle changing means, it is possible to form the modified region up to the inside of the wafer with various thicknesses. Further, the modified region can be formed in the thickness direction of the wafer by making the incident angle of the laser light oblique to the wafer.

請求項2は請求項1において、前記レーザー光均一手段、前記レーザー形状変形手段および前記レーザー光線状集光手段が非球面レンズであることを特徴とする。   A second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the laser beam uniforming unit, the laser shape deforming unit, and the laser beam condensing unit are aspherical lenses.

請求項2によれば、レーザー光均一手段、レーザー形状変形手段およびレーザー光線状集光手段として、非球面レンズを使用しているため、レーザー発振器から照射されたレーザー光線のレーザーの形状を容易に変更させることができる。   According to the second aspect, since the aspherical lens is used as the laser beam uniforming unit, the laser shape deforming unit, and the laser beam condensing unit, the laser shape of the laser beam irradiated from the laser oscillator can be easily changed. be able to.

請求項3は請求項1または2において、前記レーザー光均一手段がビームホモジナイザーであることを特徴とする。 A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect, the laser light uniforming means is a beam homogenizer.

請求項3は、レーザー光均一手段として用いられる具体的な手段を規定したものであり、請求項3によれば、ビームホモジナイザーであることが好ましい。 The third aspect defines specific means used as the laser beam uniforming means. According to the third aspect, the beam homogenizer is preferable.

請求項4は請求項1から3いずれかにおいて、前記レーザー光線状集光手段がシリンドリカルレンズであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the laser beam condensing means is a cylindrical lens.

請求項4は、レーザー光線状集光手段として用いられる具体的な手段を規定してものであり、請求項4によれば、シリンドリカルレンズであることが好ましい。 The fourth aspect defines specific means used as the laser beam condensing means, and according to the fourth aspect, a cylindrical lens is preferable.

本発明の請求項は、前記目的を達成するために、ウェーハ表面からレーザー光を入射させて前記ウェーハの内部に改質領域を形成し、前記ウェーハを個々のチップに分割するレーザー加工方法において、レーザーヘッドから照射されたレーザー光の強度分布を均一にするレーザー光均一工程と、前記レーザー光の断面形状を方形にするレーザー形状変換工程と、前記レーザー光を線状に集光するレーザー光線状集光工程と、線状に集光した前記レーザー光前記ウェーハに対して傾斜して入射する入射角変更工程であって、線状に集光した線に沿って傾斜させる入射角変更工程と、を有し、前記ウェーハの厚み方向に改質領域を形成することを特徴とするレーザー加工方法を提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a laser processing method in which a laser beam is incident from a wafer surface to form a modified region inside the wafer and the wafer is divided into individual chips in order to achieve the object. , A laser beam homogenization step for making the intensity distribution of the laser beam irradiated from the laser head uniform, a laser shape conversion step for making the cross-sectional shape of the laser beam a square shape, and a laser beam shape for condensing the laser beam into a linear shape and the condensing step, a incident angle changing step of the laser light condensed into a linear shape enters inclined against the wafer, and the incident angle changing step of tilting along the line condensed into a linear shape , have a, to provide a laser processing method characterized by forming the modified region in the thickness direction of the wafer.

請求項5は、請求項1に記載のレーザー加工装置をレーザー加工方法として展開したものであり、請求項5によれば請求項1と同様の効果を得ることができる。   In the fifth aspect, the laser processing apparatus according to the first aspect is developed as a laser processing method. According to the fifth aspect, the same effect as that of the first aspect can be obtained.

本発明によれば、レーザー光の強度分布を一定にし、レーザー光の断面形状を方形にして、レーザー光を線状に集光することにより、形成された線状のレーザー光の強度を一定にすることができる。また、この形成された線状のレーザー光を屈折させることにより、ウェーハ内部の厚み方向に改質領域を形成することができるので、幅広い厚みのウェーハに対して、一括で改質領域を形成することができ、加工時間を短縮することができ、品質を向上させることができる。   According to the present invention, the intensity distribution of the laser beam is made constant, the cross-sectional shape of the laser beam is made rectangular, and the laser beam is condensed into a linear shape, thereby making the intensity of the formed linear laser beam constant. can do. Further, by refracting the formed linear laser light, a modified region can be formed in the thickness direction inside the wafer, so that the modified region is formed in a lump on a wide thickness wafer. And processing time can be shortened, and quality can be improved.

以下、添付図面にしたがって本発明の好ましい実施の形態について説明する。なお、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same number or symbol is attached to the same member.

図1は、本発明に係るレーザー加工装置10の概略を示す上面図である。レーザー加工装置10は、本体19内部に、チャックテーブル12、Xガイドベース15、Yガイドベース41、Zガイドベース51、エレベータ13、待機テーブル14、レーザーヘッド31、測定手段16、制御手段21、及び記録手段22が備えられている。   FIG. 1 is a top view schematically showing a laser processing apparatus 10 according to the present invention. The laser processing apparatus 10 includes a chuck table 12, an X guide base 15, a Y guide base 41, a Z guide base 51, an elevator 13, a standby table 14, a laser head 31, a measuring unit 16, a control unit 21, and a main body 19. Recording means 22 is provided.

チャックテーブル12は、ウェーハWを吸着載置し、不図示のθ回転軸により、矢印θ方向に回転されるとともに、Xガイドベース上に取り付けられた不図示のXテーブルにより矢印X方向に加工送りされる。   The chuck table 12 sucks and mounts the wafer W, is rotated in the arrow θ direction by a θ rotation shaft (not shown), and is processed and processed in the arrow X direction by an X table (not shown) mounted on the X guide base. Is done.

チャックテーブル12の上方にはYガイドベース41が設けられている。Yガイドベース41には、図示しない2個のYテーブルが設けられ、夫々のYテーブルには、Zガイドベース51、51が取り付けられている。   A Y guide base 41 is provided above the chuck table 12. The Y guide base 41 is provided with two Y tables (not shown), and Z guide bases 51 and 51 are attached to the respective Y tables.

夫々のZガイドベース51、51には、不図示のZテーブルが設けられ、夫々のZテーブルには、ホルダ32を介してレーザーヘッド31が取付けられており、2個のレーザーヘッド31、31は夫々独立してZ方向に移動されるとともに、独立してY方向に割り出し送りされるようになっている。   Each Z guide base 51, 51 is provided with a Z table (not shown), and a laser head 31 is attached to each Z table via a holder 32. The two laser heads 31, 31 are Each is independently moved in the Z direction and is independently indexed and fed in the Y direction.

エレベータ13は、ウェーハWが格納されたカセットを収納して上下に移動し、ウェーハWを不図示の搬送装置によりXガイドベース(待機テーブル)15へ供給する。待機テーブルは、チャックテーブル12と同等の高さに設けられ、待機テーブル上に載置されたウェーハWには、加工前後に必要な各種処理が行われる。   The elevator 13 accommodates a cassette in which the wafers W are stored, moves up and down, and supplies the wafers W to the X guide base (standby table) 15 by a transfer device (not shown). The standby table is provided at the same height as the chuck table 12, and various processes necessary before and after processing are performed on the wafer W placed on the standby table.

測定手段16は、接触、又は非接触式の変位測定器であり、ウェーハWの高さを変位量から測定する。測定手段として接触式の変位量測定器を用いる場合は、エアシリンダなどにより、測定子をZ方向へ上下に移動させ、測定時以外は、測定子を測定面より退避するようにしている。また、測定手段として、非接触式の測定手段を用いる場合は、レーザー変位計、IRカメラなどを用いることができる。測定されたウェーハWの厚みは、制御手段21へ送られて処理される。   The measuring means 16 is a contact or non-contact type displacement measuring device, and measures the height of the wafer W from the amount of displacement. When a contact-type displacement measuring device is used as a measuring means, the measuring element is moved up and down in the Z direction by an air cylinder or the like, and the measuring element is retracted from the measuring surface except during measurement. Further, when a non-contact type measuring unit is used as the measuring unit, a laser displacement meter, an IR camera, or the like can be used. The measured thickness of the wafer W is sent to the control means 21 for processing.

本体19内部に収納された制御手段21は、CPU、メモリ、入出力回路部などからなる。制御手段21は、同じく本体19内部に収納された記録手段22に保存されているデータベースより、加工に必要な情報を呼び出しレーザー加工装置10の各部の動作を制御する。   The control means 21 housed in the main body 19 includes a CPU, a memory, an input / output circuit unit, and the like. The control means 21 calls information necessary for processing from a database stored in the recording means 22 housed in the main body 19 and controls the operation of each part of the laser processing apparatus 10.

レーザー加工装置10はこの他に、図示しないウェーハ搬送手段、操作板、テレビモニタ、および表示灯などから構成されている。   In addition, the laser processing apparatus 10 includes a wafer transfer means, an operation plate, a television monitor, an indicator lamp, and the like (not shown).

操作板には、レーザー加工装置10の各部を操作するスイッチ類や表示装置が取付けられている。テレビモニタは、図示しないCCDカメラで撮像したウェーハ画像の表示、又はプログラム内容や各種メッセージなどを表示する。表示灯は、レーザー加工装置10の加工中、加工終了、非常停止などの稼動状況を表示する。   A switch and a display device for operating each part of the laser processing apparatus 10 are attached to the operation plate. The television monitor displays a wafer image captured by a CCD camera (not shown) or displays program contents and various messages. The indicator lamp displays an operation status such as processing end or emergency stop during the processing of the laser processing apparatus 10.

図2は、レーザーヘッドの構成を摸式的に示した側面図である。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。レーザーヘッドは、レーザー加工装置10に設けられたチャックテーブル12にダイシングテープTにより載置されたウェーハWにレーザー光Lを照射するよう、ウェーハWの上方に位置付けられる。   FIG. 2 is a side view schematically showing the configuration of the laser head. The present invention is not limited to these. The laser head is positioned above the wafer W so that the wafer W placed on the chuck table 12 provided in the laser processing apparatus 10 by the dicing tape T is irradiated with the laser light L.

レーザー発振器60から発振されたレーザー光Lは、コリメートレンズ61、ビームエキスパンダ62を構成する平凹レンズ、平凸レンズ、ビームホモジナイザー63、シリンドリカルレンズ65を通過し、ウェーハWに照射される。   The laser light L oscillated from the laser oscillator 60 passes through a collimating lens 61, a plano-concave lens, a plano-convex lens, a beam homogenizer 63, and a cylindrical lens 65 constituting a beam expander 62, and is irradiated onto the wafer W.

図2に示すように、レーザー発振器60から発振されたレーザー光Lは、コリメートレンズ61で水平方向に平行光線とされ、ビームエキスパンダ62により、ビーム径が拡張される。次にミラー66によりビームホモジナイザー63の方向に反射され、ビームホモジナイザー63を通過する。この時、ビームホモジナイザー63の通過前(図2中のA点)においては、レーザー光Lは、ビーム形状は円形で、ビーム断面強度はガウシアン分布である。そして、ビームホモジナイザー63を通過することにより、ビームエネルギーが平均化されるため、B点においては、ビーム形状は方形で、ビーム断面強度がトップハット分布に変形する。   As shown in FIG. 2, the laser light L oscillated from the laser oscillator 60 is converted into parallel rays in the horizontal direction by the collimator lens 61, and the beam diameter is expanded by the beam expander 62. Next, the light is reflected by the mirror 66 toward the beam homogenizer 63 and passes through the beam homogenizer 63. At this time, before passing through the beam homogenizer 63 (point A in FIG. 2), the laser light L has a circular beam shape and a Gaussian distribution of beam cross-sectional intensity. Since the beam energy is averaged by passing through the beam homogenizer 63, the beam shape is square at the point B, and the beam cross-sectional intensity is transformed into a top hat distribution.

さらに、レーザー光Lは、ミラー66によりウェーハWの方向に反射され、しぼり64でレーザー光Lの幅が所望の範囲であるwからからwに削られる(図2中C点)。次に、シリンドリカルレンズ65を通過させることにより、レーザー光Lを一方向に集光させ、ビームの断面強度も集光点において上げることができる(図2中D点)。 Further, the laser beam L is reflected in the direction of the wafer W by the mirror 66, the width of the laser beam L is scraped w 0 Karakara w 1 is the desired range diaphragm 64 (in FIG. 2 C point). Next, by passing through the cylindrical lens 65, the laser beam L can be condensed in one direction, and the cross-sectional intensity of the beam can be increased at the focal point (point D in FIG. 2).

この、シリンドリカルレンズ65により線状に集光されたレーザー光LをウェーハWに照射することにより、wの幅でウェーハ内に改質領域を形成することができ、ウェーハWの垂直方向に対して膜厚wの改質領域Pを形成することができる。 This, by irradiating the laser light L linearly focused by the cylindrical lens 65 to the wafer W, it is possible to form a modified region in the wafer with a width of w 2, with respect to the vertical direction of the wafer W it is possible to form the modified region P having a thickness of w f Te.

このように、ビームエネルギーが平均化され、ビームプロファイルが、方形でトップハット分布に変形させるレーザー光均一手段としては、図2に示すようなビームホモジナイザーの他に、マイクロレンズアレイなどの非球面レンズを挙げることができる。   As described above, as a laser beam uniform means for averaging the beam energy and deforming the beam profile into a square top hat distribution, in addition to the beam homogenizer as shown in FIG. 2, an aspheric lens such as a microlens array Can be mentioned.

また、レーザー光Lを線状に集光するレーザー光線状集光手段としては、シリンドリカルレンズの他に、一軸方向凹面鏡などを挙げることができる。   Further, examples of the laser beam condensing unit that condenses the laser light L in a linear shape include a uniaxial concave mirror in addition to the cylindrical lens.

また、図2のレーザー加工装置10においては、レーザー光Lの断面形状を方形にするレーザー形状変換手段を、ビームホモジナイザーを用いてレーザー光均一手段と同時に行っているが、別々に行うことも可能である。   In the laser processing apparatus 10 of FIG. 2, the laser shape converting means for making the cross-sectional shape of the laser light L square is performed simultaneously with the laser light uniforming means using a beam homogenizer, but can also be performed separately. It is.

このように、本発明のレーザー加工装置は、レーザー光線状集光手段により、線状に集光されるため、図2に示すように、ウェーハW内部に入射されたレーザー光Lは、深さ方向に幅広く改質領域Pを形成することができる。この改質領域Pの厚さは、レーザー光LのウェーハWの入射角θにより調節が可能である。 Thus, since the laser processing apparatus of the present invention is focused linearly by the laser beam focusing means, as shown in FIG. The modified region P can be formed widely. The thickness of the modified region P can be adjusted by the incident angle θ 1 of the wafer W of the laser light L.

したがって、ミラー66は入射角変更手段として、レーザー発振器60から発振されたレーザー光Lを反射させる角度を変更可能に配置する。ミラー66により、レーザー光Lを反射させることにより、ウェーハ面に対して、レーザー光Lの入射角θを変更することができる。この場合、ビームホモジナイザー63、しぼり64およびシリンドリカルレンズ65にレーザー光Lが垂直に当たるように、ビームホモジナイザー63、しぼり64およびシリンドリカルレンズ65の傾斜も調節する必要がある。なお、本発明において、入射角とは、ウェーハWの垂線とレーザー光Lのなす角度を指し、図中θで表わし、屈折角とは、レーザー光Lが、ウェーハW内に入ることにより屈折した角度であり、ウェーハWの垂線とウェーハW内のレーザー光Lとのなす角度を指し、図中θで表わす。 Therefore, the mirror 66 is arranged as an incident angle changing means so that the angle at which the laser beam L oscillated from the laser oscillator 60 is reflected can be changed. By the mirror 66 by reflecting the laser beam L, to the wafer surface, it is possible to change the incident angle theta 1 of the laser beam L. In this case, it is necessary to adjust the inclination of the beam homogenizer 63, the aperture 64, and the cylindrical lens 65 so that the laser light L strikes the beam homogenizer 63, the aperture 64, and the cylindrical lens 65 vertically. In the present invention, the incident angle refers to the angle formed by the perpendicular of the wafer W and the laser light L, and is represented by θ 1 in the figure. The refraction angle refers to the refraction when the laser light L enters the wafer W. The angle formed by the perpendicular of the wafer W and the laser beam L in the wafer W is indicated by θ 2 in the figure.

例えば、膜厚の薄いウェーハに対しては、レーザー光LのウェーハWに対する入射角を小さくする。入射角を小さくすることにより、レーザー光LがウェーハW内の厚み方向に接触する部分が小さくなるため、厚みの薄い改質領域を形成することができる。逆に膜厚の厚いウェーハに対しては、レーザー光Lの入射角を大きくする。これにより、ウェーハの厚み方向に接触する部分が大きくなるため、厚みの厚い改質領域Pを形成することができる。   For example, for a thin wafer, the incident angle of the laser light L with respect to the wafer W is reduced. By reducing the incident angle, the portion of the wafer W that contacts the thickness direction in the wafer W is reduced, so that a modified region having a small thickness can be formed. Conversely, the incident angle of the laser beam L is increased for a thick wafer. Thereby, since the part which contacts the thickness direction of a wafer becomes large, the thick modification area | region P can be formed.

なお、レーザー光Lの入射角としては、光軸がウェーハWに対して斜入射となるため0°以上であることが好ましい。具体的に対象物がシリコン単結晶の場合、入射角が0°のとき、深さ方向wは0となり、入射角が22°のとき、wはwの約10%、同38°のとき、wはwの約20%、同50°のとき、wはwの約30%となる。 The incident angle of the laser beam L is preferably 0 ° or more because the optical axis is obliquely incident on the wafer W. Specifically, when the object is a silicon single crystal, when the incident angle is 0 °, the depth direction w f is 0, and when the incident angle is 22 °, w f is about 10% of w 1 and 38 °. In this case, w f is about 20% of w 1 and at 50 °, w f is about 30% of w 1 .

このように本発明のレーザー加工装置においては、深さ方向に幅の広い改質領域を形成することができるため、スキャンの回数を減らすことができる。従来のレーザー加工装置では、集光点を起点として、改質領域が形成されるため、改質層の深さ方向の厚みには限界があった。そのため、改質領域を深さ方向に形成するためには、1本の加工ラインに対して、焦点位置をずらしながらスキャンを複数回行う必要があった。しかしながら、本発明においては、この問題点を解消することができる。   As described above, in the laser processing apparatus of the present invention, a modified region having a wide width in the depth direction can be formed, so that the number of scans can be reduced. In the conventional laser processing apparatus, since the modified region is formed starting from the condensing point, the thickness of the modified layer in the depth direction has a limit. Therefore, in order to form the modified region in the depth direction, it is necessary to scan a single processing line a plurality of times while shifting the focal position. However, in the present invention, this problem can be solved.

ただし、1回のスキャンで充分な改質領域が形成できない場合は、複数回行うことも可能である。   However, when a sufficient modified region cannot be formed by one scan, it can be performed a plurality of times.

改質領域Pは、ウェーハWの厚み方向に形成され、ウェーハWは改質領域Pを起点として自然に割断するか、或いは僅かな外力を加えることによって、改質領域Pを起点として割断される。この場合、ウェーハWは表面や裏面にはチッピングが発生せずに容易にチップに分割される。   The modified region P is formed in the thickness direction of the wafer W, and the wafer W is naturally cleaved from the modified region P as a starting point, or is cleaved from the modified region P as a starting point by applying a slight external force. . In this case, the wafer W is easily divided into chips without causing chipping on the front and back surfaces.

以上より、ウェーハWの各厚さに対応して、レーザー光LのウェーハWに対する入射角を変更することにより、ウェーハWの各厚さに最適な改質領域を形成して、ウェーハWを割断することができる。したがって、一回の走査で深さ方向に改質領域を形成することができるので、幅広い厚みのウェーハに対して一括、または数回の走査で改質領域を形成することができるため、加工時間を短縮することができる。また、ウェーハWの厚さ方向に改質領域が形成されているため、チップの割断の失敗による不良などの発生を減らすことができる。   As described above, by changing the incident angle of the laser beam L to the wafer W corresponding to each thickness of the wafer W, an optimum modified region is formed for each thickness of the wafer W, and the wafer W is cleaved. can do. Therefore, since the modified region can be formed in the depth direction by one scan, the modified region can be formed by batch or several scans on a wide thickness wafer. Can be shortened. In addition, since the modified region is formed in the thickness direction of the wafer W, it is possible to reduce the occurrence of defects and the like due to chip breaking failure.

本発明に係るレーザー加工装置の構成を摸式的に示した上面図である。 It is the top view which showed typically the structure of the laser processing apparatus which concerns on this invention. レーザーヘッドの構成を摸式的に示した側面図である。 It is the side view which showed the structure of the laser head typically.

符号の説明Explanation of symbols

10…レーザー加工装置、12…チャックテーブル、13…エレベータ、14…待機テーブル、15…Xガイドベース、16…測定手段、19…本体、21…制御手段、22…記録手段、31…レーザーヘッド、32…ホルダ、41…Yガイドベース、51…Zガイドベース、60…レーザー発振器、61…コリメートレンズ、62…ビームエキスパンダ、63・・・ビームホモジナイザー、64…しぼり、65…シリンドリカルレンズ、66…ミラー、L…レーザー光、P…改質領域、T…ダイシングテープ、W…ウェーハ、θ…入射角、θ…屈折角、 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser processing apparatus, 12 ... Chuck table, 13 ... Elevator, 14 ... Standby table, 15 ... X guide base, 16 ... Measuring means, 19 ... Main body, 21 ... Control means, 22 ... Recording means, 31 ... Laser head, 32 ... Holder, 41 ... Y guide base, 51 ... Z guide base, 60 ... Laser oscillator, 61 ... Collimating lens, 62 ... Beam expander, 63 ... Beam homogenizer, 64 ... Shrinking, 65 ... Cylindrical lens, 66 ... Mirror, L ... Laser beam, P ... Modified region, T ... Dicing tape, W ... Wafer, [theta] 1 ... incident angle, [theta] 2 ... refractive angle

Claims (5)

  1. ウェーハの表面からレーザー光を入射させて前記ウェーハの内部に改質領域を形成し、前記ウェーハを個々のチップに分割するレーザー加工装置において、
    前記ウェーハに向けてレーザー光を照射するレーザーヘッドが設けられ、
    該レーザーヘッドは、
    レーザー発信器と、
    前記レーザー光の強度分布を均一にするレーザー光均一手段と、
    前記レーザー光の断面形状を方形にするレーザー形状変換手段と、
    前記レーザー光を線状に集光するレーザー光線状集光手段と、
    線状に集光した前記レーザー光前記ウェーハに対して傾斜して入射する入射角変更手段であって、線状に集光した線に沿って傾斜させる入射角変更手段と、を備え
    前記ウェーハの厚み方向に改質領域を形成することを特徴とするレーザー加工装置。 Laser processing apparatus characterized that you forming the modified region in the thickness direction of the wafer. In a laser processing apparatus that makes a laser beam incident from the surface of a wafer to form a modified region inside the wafer, and divides the wafer into individual chips, In a laser processing apparatus that makes a laser beam incident from the surface of a wafer to form a modified region inside the wafer, and divides the wafer into individual chips,
    A laser head for irradiating a laser beam toward the wafer is provided, A laser head for irradiating a laser beam toward the wafer is provided,
    The laser head The laser head
    A laser transmitter, A laser transmitter,
    Laser light uniform means for uniforming the intensity distribution of the laser light; Laser light uniform means for uniforming the intensity distribution of the laser light;
    Laser shape conversion means for making the cross-sectional shape of the laser beam a square, Laser shape conversion means for making the cross-sectional shape of the laser beam a square,
    A laser beam condensing means for condensing the laser beam in a line; A laser beam condensing means for condensing the laser beam in a line;
    A incident angle changing means for the laser light condensed into a linear shape enters inclined against the wafer, comprising the incident angle changing means for tilting along the line condensed into a linear shape, a A incident angle changing means for the laser light condensed into a linear shape enters inclined against the wafer, comprising the incident angle changing means for tilting along the line condensed into a linear shape, a
    Laser processing apparatus characterized that you forming the modified region in the thickness direction of the wafer. Laser processing apparatus characterized that you forming the modified region in the thickness direction of the wafer.
  2. 前記レーザー光均一手段、前記レーザー形状変換手段および前記レーザー光線状集光手段が非球面レンズであることを特徴とする請求項1に記載のレーザー加工装置。 2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser beam uniforming unit, the laser shape converting unit, and the laser beam condensing unit are aspherical lenses.
  3. 前記レーザー光均一手段がビームホモジナイザーであることを特徴とする請求項1または2に記載のレーザー加工装置。 3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser beam uniforming means is a beam homogenizer.
  4. 前記レーザー光線状集光手段がシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項1から3いずれかに記載のレーザー加工装置。 4. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser beam condensing means is a cylindrical lens.
  5. ウェーハ表面からレーザー光を入射させて前記ウェーハの内部に改質領域を形成し、前記ウェーハを個々のチップに分割するレーザー加工方法において、
    レーザーヘッドから照射されたレーザー光の強度分布を均一にするレーザー光均一工程と、
    前記レーザー光の断面形状を方形にするレーザー形状変換工程と、
    前記レーザー光を線状に集光するレーザー光線状集光工程と、
    線状に集光した前記レーザー光前記ウェーハに対して傾斜して入射する入射角変更工程であって、線状に集光した線に沿って傾斜させる入射角変更工程と、を有し、
    前記ウェーハの厚み方向に改質領域を形成することを特徴とするレーザー加工方法。 A laser processing method characterized in that a modified region is formed in the thickness direction of the wafer . In a laser processing method in which a laser beam is incident from the wafer surface to form a modified region inside the wafer, and the wafer is divided into individual chips. In a laser processing method in which a laser beam is incident from the wafer surface to form a modified region inside the wafer, and the wafer is divided into individual chips.
    A laser light uniform process for making the intensity distribution of the laser light emitted from the laser head uniform, A laser light uniform process for making the intensity distribution of the laser light emitted from the laser head uniform,
    A laser shape conversion step of making the cross-sectional shape of the laser beam a square, A laser shape conversion step of making the cross-sectional shape of the laser beam a square,
    A laser beam condensing step for condensing the laser light in a linear form; A laser beam condensing step for condensing the laser light in a linear form;
    A incident angle changing step of the laser light condensed into a linear shape enters inclined against the wafer, possess the incident angle changing step of tilting along the line condensed into a linear shape, a A incident angle changing step of the laser light condensed into a linear shape enters inclined against the wafer, possess the incident angle changing step of tilting along the line condensed into a linear shape, a
    A laser processing method, wherein a modified region is formed in a thickness direction of the wafer . A laser processing method, which a modified region is formed in a thickness direction of the wafer .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100516386C (en) * 2004-07-22 2009-07-22 日立建机株式会社 Rotation rack structure of engineering machine

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010089143A (en) * 2008-10-10 2010-04-22 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd Method and device for cutting brittle material substrate
WO2012063348A1 (en) * 2010-11-11 2012-05-18 パイオニア株式会社 Laser processing method and device
KR101124347B1 (en) * 2011-01-25 2012-03-23 주식회사아톤 Method and apparatus for machining based on titled laser scanning
JP5984038B2 (en) * 2011-04-06 2016-09-06 株式会社東京精密 Dicing machine
JP5775811B2 (en) 2011-12-26 2015-09-09 浜松ホトニクス株式会社 Laser processing apparatus and laser processing method
EP2754524B1 (en) * 2013-01-15 2015-11-25 Corning Laser Technologies GmbH Method of and apparatus for laser based processing of flat substrates being wafer or glass element using a laser beam line
JP6265522B2 (en) * 2013-02-28 2018-01-24 国立大学法人埼玉大学 Method for manufacturing surface three-dimensional structural member
EP2781296A1 (en) 2013-03-21 2014-09-24 Corning Laser Technologies GmbH Device and method for cutting out contours from flat substrates using a laser
US10442719B2 (en) 2013-12-17 2019-10-15 Corning Incorporated Edge chamfering methods
US20150165560A1 (en) 2013-12-17 2015-06-18 Corning Incorporated Laser processing of slots and holes
CN107073641A (en) 2014-07-14 2017-08-18 康宁股份有限公司 Interface block;System and method for cutting substrate transparent in wave-length coverage using this interface block
EP3169635A1 (en) 2014-07-14 2017-05-24 Corning Incorporated Method and system for forming perforations
WO2016010943A2 (en) 2014-07-14 2016-01-21 Corning Incorporated Method and system for arresting crack propagation
JP2016076520A (en) * 2014-10-02 2016-05-12 株式会社ディスコ Wafer processing method
KR20170105562A (en) 2015-01-12 2017-09-19 코닝 인코포레이티드 Laser cutting of thermally tempered substrates using multiple photon absorption methods
KR20170131638A (en) 2015-03-27 2017-11-29 코닝 인코포레이티드 Gas Permeable Glass Window and Method of Making the Same
US10522963B2 (en) 2016-08-30 2019-12-31 Corning Incorporated Laser cutting of materials with intensity mapping optical system
US10752534B2 (en) 2016-11-01 2020-08-25 Corning Incorporated Apparatuses and methods for laser processing laminate workpiece stacks
US10626040B2 (en) 2017-06-15 2020-04-21 Corning Incorporated Articles capable of individual singulation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08197271A (en) * 1995-01-27 1996-08-06 Ricoh Co Ltd Method for cracking brittle material and device for cracking brittle material
JP2007095952A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Tokyo Seimitsu Co Ltd Laser dicing equipment and laser dicing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100516386C (en) * 2004-07-22 2009-07-22 日立建机株式会社 Rotation rack structure of engineering machine

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