JP5243139B2 - Laser processing apparatus and laser processing method - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ光を使用して半導体ウエハなどのワークを加工する装置及び方法に関する。より詳しくは、ワークの裏面側からレーザ光を照射して、ワークの分割予定ラインに改質領域を形成する技術に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for processing a workpiece such as a semiconductor wafer using a laser beam. More specifically, the present invention relates to a technique for forming a modified region on a work division planned line by irradiating a laser beam from the back side of the work.

半導体デバイスの製造工程においては、略円板形状の半導体ウエハの表面に、IC(integrated circuit:集積回路)又はLSI(large-scale integration:大規模集積回路)などの回路をマトリクス状に形成し、その後、この複数の回路が形成されたウエハを、所定のストリート(切断ライン)に沿って格子状に切断することにより、各回路を分離してチップ化している。   In the manufacturing process of a semiconductor device, a circuit such as an IC (integrated circuit) or an LSI (large-scale integration) is formed in a matrix on the surface of a substantially disc-shaped semiconductor wafer, Thereafter, the wafer on which the plurality of circuits are formed is cut into a lattice shape along a predetermined street (cutting line) to separate each circuit into chips.

通常、半導体ウエハの切断(ダイシング)には、ダイサーと称される切断装置が使用されている。近年、レーザ光を利用して、半導体ウエハなどのワークを切断する方法も開発されている。例えば、特許文献1に記載の加工方法では、酸化物単結晶からなるワークにレーザ光を照射して、光化学的な反応によって酸化物単結晶の分子を解離及び蒸発させることで、ワークの所定位置に溝を形成し、この溝に沿ってワークを劈開している。   Usually, a cutting device called a dicer is used for cutting (dicing) a semiconductor wafer. In recent years, a method of cutting a workpiece such as a semiconductor wafer using a laser beam has been developed. For example, in the processing method described in Patent Document 1, a workpiece made of an oxide single crystal is irradiated with laser light, and the molecules of the oxide single crystal are dissociated and evaporated by a photochemical reaction, whereby a predetermined position of the workpiece is obtained. A groove is formed in the workpiece, and the workpiece is cleaved along the groove.

また、特許文献2に記載の切断方法では、ワークに対して透過性を有するパルスレーザ光を、ワーク内部に集光点を合わせて照射し、分割予定ラインに沿って変質領域を形成している。この変質領域は、他の部分よりも強度が低いため、分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、変質層が起点となってワークが分割される。   Further, in the cutting method described in Patent Document 2, pulsed laser light having transparency to the work is irradiated to the inside of the work with a converging point, and an altered region is formed along the planned division line. . Since this deteriorated region has a lower strength than the other portions, the work is divided by applying the external force along the planned dividing line and starting from the deteriorated layer.

一方、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)などのように表面に凹凸があるワークや、分割予定ライン上にTEGが形成されているワークでは、この凹凸やTEGの影響で、ワーク内部までレーザ光が届かないことがある。特に、凹凸の幅が広いワーク、及びデバイスが狭ピッチで形成されストリートが狭いワークでは、これらの影響が大きい。   On the other hand, for workpieces with irregularities on the surface, such as MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), and workpieces with TEGs formed on the lines to be divided, the laser beam reaches the inside of the workpiece due to the irregularities and TEGs. There may not be. In particular, these effects are large in a work having a wide unevenness and a work having devices with narrow pitches and narrow streets.

そこで、従来、ワーク内に変質層を形成する際に、膜や凹凸がない裏面側からレーザ光を照射する方法が提案されている。例えば、特許文献3及び特許文献4に記載のレーザ加工方法では、ワークを、表面を下側にしてチャックテーブル上に載置し、ワーク裏面に貼付されたダイシングフィルムを介して、ワーク内部にレーザ光を照射している。これらの方法では、ダイシングフィルム及びワークの両方に透過性を有する波長のレーザ光を使用することで、ダイシングフィルムへの影響及びレーザ光のエネルギーロスを少なくしている。   Therefore, conventionally, a method of irradiating a laser beam from the back side without a film or unevenness when forming a deteriorated layer in a workpiece has been proposed. For example, in the laser processing methods described in Patent Literature 3 and Patent Literature 4, a workpiece is placed on a chuck table with the front side facing down, and a laser is applied to the inside of the workpiece via a dicing film attached to the back surface of the workpiece. Irradiating light. In these methods, the influence of the laser beam on the dicing film and the energy loss of the laser beam are reduced by using laser light having a wavelength having transparency for both the dicing film and the workpiece.

また、特許文献5に記載の割断方法では、両面に粘着性があるダイシングテープを使用し、このダイシングテープを介してリングフレームに保持されているワークを、ガラスなどからなる透明な支持板上に載置している。そして、この透明支持板及びダイシングテープを介して、ワーク裏面にレーザ光を照射している。   Further, in the cleaving method described in Patent Document 5, a dicing tape having adhesiveness on both sides is used, and a work held on the ring frame via the dicing tape is placed on a transparent support plate made of glass or the like. It is placed. The back surface of the workpiece is irradiated with laser light through the transparent support plate and the dicing tape.

特開平10−305420号公報JP-A-10-305420 特開2002−192370号公報JP 2002-192370 A 特開2006−148175号公報JP 2006-148175 A 特開2007−173475号公報JP 2007-173475 A 特開2008−132710号公報JP 2008-132710 A

半導体ウエハなどのように表面に種々の材質の膜が形成されているワークや、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)などのように表面にデバイスが形成されているワークでは、ダイシング工程に至るまでの過程でワークに反りやうねりが生じていることがある。このような反りやうねりは、ワークに対するレーザ光の照射位置のずれや、ワーク内部におけるレーザ光の焦点位置のずれの原因となり、加工精度の低下を引き起こす。   Processes leading to the dicing process for workpieces with various materials formed on the surface such as semiconductor wafers and workpieces with devices formed on the surface such as MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) The work may be warped or swelled. Such warping and undulation cause a shift in the irradiation position of the laser beam on the workpiece and a shift in the focal position of the laser beam inside the workpiece, causing a reduction in processing accuracy.

ワークに反りやうねりがある場合は、その度合いに応じてレーザ光の焦点位置を調整することが望ましい。ワークの厚さ方向における集光位置を調整するための機構にはピエゾ素子が利用されており、集光位置の調整可能な範囲は素子の性能に大きく影響される。このため、ワークの変位が調整可能な範囲内であれば問題ないが、反りやうねりの度合いが大きい場合には、ワークの変位に合わせてレーザ光の集光点位置を調整することができないことがある。従って、高い加工精度を得るためには、ワークの反りやうねりを、予めレーザ光の焦点位置の追従が可能な範囲に矯正してやることが必要と考えられる。   If the workpiece has warping or undulation, it is desirable to adjust the focal position of the laser light according to the degree. A piezo element is used as a mechanism for adjusting the condensing position in the thickness direction of the workpiece, and the adjustable range of the condensing position is greatly influenced by the performance of the element. For this reason, there is no problem as long as the displacement of the workpiece is within an adjustable range, but when the degree of warping or waviness is large, the condensing point position of the laser beam cannot be adjusted according to the displacement of the workpiece. There is. Therefore, in order to obtain high machining accuracy, it is considered necessary to correct the warping and undulation of the work in advance to the extent that the focal position of the laser beam can be followed.

そこで、本発明は、ワークに生じた反りやうねりを矯正して、精度良くレーザ光を照射することができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを主目的とする。   In view of the above, a main object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a laser processing method capable of correcting a warp and undulation generated in a workpiece and irradiating laser light with high accuracy.

上記課題解決のため、本発明は、表面に複数のデバイスが形成されたワークの内部に改質領域を形成するレーザ加工装置であって、(1)前記ワーク表面の前記デバイスが形成された領域に対向する凹部と、該凹部を囲繞して立設され、前記ワーク表面の周縁部に設けられた前記デバイスが形成されていない領域を接触保持する保持面を有する外周部と、を備えた保持手段と、(2)前記ワークの変位を検出する変位検出手段と、(3)前記ワークと前記凹部と前記外周部とによって形成される空間内の圧力を調整する圧力調整手段と、前記ワーク裏面に向けて該ワークを透過する波長のレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、を具備するレーザ加工装置を提供する。   In order to solve the above problems, the present invention provides a laser processing apparatus for forming a modified region inside a workpiece having a plurality of devices formed on the surface, wherein (1) the region on which the device is formed on the workpiece surface And a peripheral portion having a holding surface that stands and surrounds the concave portion and has a holding surface that contacts and holds a region where the device is not formed, which is provided on a peripheral portion of the work surface. Means, (2) displacement detection means for detecting the displacement of the workpiece, (3) pressure adjusting means for adjusting the pressure in the space formed by the workpiece, the concave portion and the outer peripheral portion, and the back surface of the workpiece And a laser beam irradiating means for irradiating a laser beam having a wavelength that passes through the workpiece toward the workpiece.

このレーザ加工装置において、前記圧力調整手段は、(3A)前記圧力調整手段は、前記変位検出手段からの信号出力に基づき前記空間内に空気を導入するブロー手段と、該出力に基づき前記空間内から空気を排出する排気手段と、を備える。この圧力調整手段によって、前記空間内を陰圧としてワークを保持手段側に吸引することにより、又は、空間内を陽圧にしてワークをレーザ光照射手段側に押し出すことにより、ワークの反り及び/又はうねりを矯正することができる。圧力調整手段をブロー手段及び排気手段として構成した場合、前記変位検出手段は、前記凹部の前記ワーク表面に臨む位置に配置してもよい。さらに、前記空間をワーク表面方向に沿って複数の区画に分割し、該区分毎に前記ブロー手段と前記排気手段と前記変位検出手段とをそれぞれ配置することもできる。   In this laser processing apparatus, the pressure adjusting means is (3A) the pressure adjusting means is a blow means for introducing air into the space based on a signal output from the displacement detecting means; And an exhaust means for exhausting air from the air. By this pressure adjusting means, the work is warped and / or sucked by suctioning the work to the holding means side with negative pressure in the space, or pushing the work to the laser light irradiation means side with positive pressure in the space. Or swell can be corrected. When the pressure adjusting means is configured as a blow means and an exhaust means, the displacement detection means may be arranged at a position facing the work surface of the recess. Further, the space may be divided into a plurality of sections along the workpiece surface direction, and the blow means, the exhaust means, and the displacement detection means may be arranged for each of the sections.

また、このレーザ加工装置において、前記圧力調整手段は、(3B)前記空間内においてワーク表面方向に沿った気流を噴射する気流形成手段を備えていてもよい。この圧力調整手段によれば、前記気流によるベルヌーイ効果に基づいて前記ワークの反り及び/又はうねりを矯正することができる。圧力調整手段を気流形成手段として構成した場合、前記外周部には、前記気流を前記空間外へ通流させるための切欠を設けることが望ましい。   In this laser processing apparatus, the pressure adjusting means may include (3B) airflow forming means for injecting an airflow along the workpiece surface direction in the space. According to this pressure adjusting means, it is possible to correct warping and / or waviness of the workpiece based on the Bernoulli effect caused by the airflow. When the pressure adjusting unit is configured as an air flow forming unit, it is preferable that a cutout for allowing the air flow to flow out of the space is provided in the outer peripheral portion.

本発明は、また、表面に複数のデバイスが形成され、裏面に貼付された粘着テープを介して環状フレームの開口部に支持されているワークに対して、レーザ光を照射し、該ワーク内に改質領域を形成するレーザ加工方法であって、(1)前記ワーク表面の前記デバイスが形成された領域に対向する凹部と、該凹部を囲繞して立設され、前記ワーク表面の周縁部に設けられた前記デバイスが形成されていない領域を接触保持する保持面を有する外周部と、を備えた保持手段により前記ワークを保持する工程と、(2)前記ワークの変位を検出する工程と、(3)検出された変位に基づいて、前記ワークと前記凹部と前記外周部とによって形成される空間内の圧力を調整して、前記ワークの反り及び/又はうねりを矯正する工程と、(4)前記ワークの裏面側から、前記ワーク及び前記粘着テープを透過する波長のレーザ光を、前記ワーク内部に焦点を合わせて、分割予定ラインに沿って照射する工程と、を有するレーザ加工方法を提供する。   The present invention also irradiates a workpiece having a plurality of devices formed on the front surface and supported by the opening of the annular frame via an adhesive tape attached to the rear surface, A laser processing method for forming a modified region, comprising: (1) a recess facing the region on the workpiece surface where the device is formed; and a standing portion surrounding the recess, A step of holding the workpiece by a holding means having a holding surface that holds and holds a region where the device is not formed, and (2) a step of detecting displacement of the workpiece; (3) adjusting the pressure in the space formed by the workpiece, the concave portion and the outer peripheral portion based on the detected displacement, and correcting the warpage and / or waviness of the workpiece; ) From the back side of the click, a laser beam having a wavelength that passes through the workpiece and the adhesive tape, focused on the work inside, provides a laser processing method and a step of irradiating along the dividing lines.

本発明により、ワークに生じた反りやうねりを矯正して、精度良くレーザ光を照射することができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法が提供される。   According to the present invention, there are provided a laser processing apparatus and a laser processing method capable of correcting a warp and undulation generated in a workpiece and irradiating laser light with high accuracy.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付の図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below.

1.レーザ加工装置1
まず、図1及び図2を参照し、本発明の第一実施形態に係るレーザ加工装置の構成を概説する。図1は、レーザ加工装置の構成を示す斜視図である。図2は、図1に示す保持手段2の具体的構成を示す斜視図である。
1. Laser processing equipment 1
First, the configuration of the laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be outlined with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a laser processing apparatus. FIG. 2 is a perspective view showing a specific configuration of the holding means 2 shown in FIG.

図1中、符号1で示すレーザ加工装置1は、少なくとも、ワーク10を保持する保持手段2と、ワーク10の所定位置にレーザ光を照射するレーザ光照射手段3と、ワーク10の変位を測定する変位検出手段4とを具備している。   In FIG. 1, a laser processing apparatus 1 denoted by reference numeral 1 includes at least a holding unit 2 that holds a workpiece 10, a laser beam irradiation unit 3 that irradiates a predetermined position on the workpiece 10, and a displacement of the workpiece 10. Displacement detecting means 4 is provided.

レーザ加工装置1が加工対象とするワーク10は、例えば、半導体ウエハ、DAF(Die Attach Film)などの粘着テープ、ガラス、シリコン及びサファイヤなどの無機材料、金属材料又はプラスチックなどからなる各種基板、半導体製品のパッケージ、並びにミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料などが挙げられる。これらのワーク10は、図2に示すように、その裏面に粘着テープ10が貼付されており、この粘着テープ10を介してリングフレーム11の開口部に支持されている。そして、このリングフレーム11に支持された状態で加工される。   Workpieces 10 to be processed by the laser processing apparatus 1 include, for example, semiconductor wafers, adhesive tapes such as DAF (Die Attach Film), various substrates made of inorganic materials such as glass, silicon and sapphire, metal materials or plastics, and semiconductors. Product packages and various processing materials that require micron-order accuracy are included. As shown in FIG. 2, these works 10 have an adhesive tape 10 affixed to the back surface thereof, and are supported by the openings of the ring frame 11 via the adhesive tape 10. Then, it is processed while being supported by the ring frame 11.

保持手段2には、ワーク10表面のデバイス10aが形成された領域に対向する凹部21aと、ワーク10表面の周縁部に設けられたデバイスが形成されていない領域10bを接触保持する環状の保持面を有する外周部21bと、が設けられている。この外周部21bは、凹部21aを囲繞するように立設されている。図2中、符号22は、リングフレーム11を脱着自在に固定するクランプを示す。クランプ22は、保持手段2に1以上設けられ得る。   The holding means 2 includes an annular holding surface that holds and holds the concave portion 21a facing the region where the device 10a is formed on the surface of the workpiece 10 and the region 10b provided on the peripheral portion of the surface of the workpiece 10 where the device 10a is not formed. And an outer peripheral portion 21b. The outer peripheral portion 21b is erected so as to surround the concave portion 21a. In FIG. 2, reference numeral 22 denotes a clamp for detachably fixing the ring frame 11. One or more clamps 22 may be provided on the holding means 2.

保持手段2は、送り手段によって図1中x軸方向及びy軸方向に移動可能とされている。具体的には、台座31上に相互に平行に配置された一対の案内レール32a, 32b間にボールねじ33aが配置され、このボールねじ33aの一方の端部にはモータ33bが取り付けられており、他方の端部は軸受けブロック33cに回転可能に支持されている。   The holding means 2 can be moved in the x-axis direction and the y-axis direction in FIG. 1 by the feeding means. Specifically, a ball screw 33a is arranged between a pair of guide rails 32a and 32b arranged parallel to each other on the base 31, and a motor 33b is attached to one end of the ball screw 33a. The other end is rotatably supported by the bearing block 33c.

また、案内レール32a,32b及びボールねじ33aの上には、滑動ブロック34が載置されており、この滑動ブロック34上に、一対の案内レール35a,35b及びボールねじ36aが相互に平行に配置されている。このボールねじ36aも、一方の端部にモータ36bが取り付けられ、他方の端部は軸受けブロック36cに回転可能に支持されている。更に、案内レール35a,35b及びボールねじ36aの上には、滑動ブロック37が載置されており、この滑動ブロック37上に保持手段2が設置されている。   A sliding block 34 is placed on the guide rails 32a and 32b and the ball screw 33a. On the sliding block 34, a pair of guide rails 35a and 35b and a ball screw 36a are arranged in parallel to each other. Has been. The ball screw 36a also has a motor 36b attached to one end, and the other end is rotatably supported by the bearing block 36c. Further, a sliding block 37 is placed on the guide rails 35a and 35b and the ball screw 36a, and the holding means 2 is installed on the sliding block 37.

そして、これらの部材により構成される送り手段においては、モータ33bによりボールねじ33aを駆動させると、滑動ブロック34が案内レール32a,32bによって案内されて移動し、これにより保持手段2がx軸方向に移動する。一方、モータ36bによりボールねじ36aを駆動させると、滑動ブロック37が案内レール35a,35bによって案内されて移動し、これにより保持手段2がy軸方向に移動する。   In the feeding means constituted by these members, when the ball screw 33a is driven by the motor 33b, the sliding block 34 is guided and moved by the guide rails 32a and 32b, whereby the holding means 2 is moved in the x-axis direction. Move to. On the other hand, when the ball screw 36a is driven by the motor 36b, the sliding block 37 is guided and moved by the guide rails 35a and 35b, thereby moving the holding means 2 in the y-axis direction.

レーザ光照射手段3は、保持手段2の上方に配置されており、例えばYAGレーザ発振器又はYVOレーザ発振器などのようにワーク10を透過する波長のレーザ光を発振可能な発振器と、発振したレーザ光をワーク10に照射するためのミラー及び集光レンズなどの光学部品を備えている。   The laser beam irradiation means 3 is disposed above the holding means 2, and an oscillator capable of oscillating a laser beam having a wavelength that passes through the workpiece 10 such as a YAG laser oscillator or a YVO laser oscillator, and an oscillated laser beam. Are provided with optical components such as a mirror and a condensing lens.

レーザ光照射手段3には、レーザ光の焦点位置を制御するための機構が設けられる。この焦点位置調節機構は、例えばボイスコイルやピエゾ素子を用いて集光レンズを図1中Z軸方向に移動させることで構成され、ワーク10の反りやうねり、凹凸(以下、単に「反り」という)に応じてレーザ光の焦点位置を図1中z軸方向に調整するものである。   The laser beam irradiation means 3 is provided with a mechanism for controlling the focal position of the laser beam. This focal position adjustment mechanism is configured by moving the condensing lens in the Z-axis direction in FIG. 1 using, for example, a voice coil or a piezo element, and warping or waviness or unevenness of the workpiece 10 (hereinafter simply referred to as “warping”). ) To adjust the focal position of the laser beam in the z-axis direction in FIG.

変位検出手段4は、ワーク10の反りを示す変位を検出するものである。変位検出手段4の構成及び方法は特に限定するものではないが、例えば、保持手段2の上方に、レーザ発振器などを備えたレーザ光照射部と、センサなどからなるレーザ光検出部とを設置し、ワーク10の表面で反射される波長のレーザ光をワーク10に照射して、その反射光を検出する構成とすることができる。その場合、レーザ光検出部において反射光の光量を測定し、その値の変化からワーク10の裏面からレーザ光検出部までの距離の変動、すなわち、ワーク10の変位を求めることができる。例えば、ワーク10がシリコン基板を使用した半導体ウエハの場合は、ワーク10に対して反射性を有する波長が635nmのレーザ光を照射し、その反射光の光量の変化を測定することにより、ワーク10の裏面の変位を測定することができる。なお、変位検出手段は、ワーク10の変位が検出可能であれば、その構成及び検出方法は特に限定されるものではない。例えば、図1に示すレーザ加工装置1では、変位検出手段4とレーザ光照射手段3とを別々に設けているが、これらを一体化し、加工用のレーザ光と変位測定用のレーザ光とが同軸となるようにしてもよい。   The displacement detection means 4 detects a displacement indicating the warp of the workpiece 10. The configuration and method of the displacement detection unit 4 are not particularly limited. For example, a laser beam irradiation unit including a laser oscillator and a laser beam detection unit including a sensor are installed above the holding unit 2. The laser beam having a wavelength reflected by the surface of the workpiece 10 can be irradiated to the workpiece 10 and the reflected light can be detected. In this case, the amount of reflected light is measured in the laser light detection unit, and the change in the distance from the back surface of the work 10 to the laser light detection unit, that is, the displacement of the work 10 can be obtained from the change in the value. For example, when the workpiece 10 is a semiconductor wafer using a silicon substrate, the workpiece 10 is irradiated with a laser beam having a wavelength of 635 nm having reflectivity, and the change in the amount of reflected light is measured. It is possible to measure the displacement of the back surface of the plate. Note that the configuration and detection method of the displacement detection means are not particularly limited as long as the displacement of the workpiece 10 can be detected. For example, in the laser processing apparatus 1 shown in FIG. 1, the displacement detection means 4 and the laser light irradiation means 3 are provided separately. However, these are integrated so that the processing laser light and the displacement measurement laser light are combined. It may be coaxial.

次に、図3及び図4を参照し、レーザ加工装置1の構成をより具体的に説明する。図3及び図4は、レーザ加工装置1の構成の一部を示す断面図である。なお、これらの図では、それぞれ一部の構成(圧力調整手段7又は吸引手段6)の図示を省略した。   Next, the configuration of the laser processing apparatus 1 will be described more specifically with reference to FIG. 3 and FIG. 3 and 4 are cross-sectional views showing a part of the configuration of the laser processing apparatus 1. FIG. In these drawings, illustration of a part of the configuration (pressure adjusting means 7 or suction means 6) is omitted.

保持手段2には、ワーク10表面のデバイス10aが形成された領域に対向する位置に凹部21aが形成されている。また、この凹部21aを囲繞して、ワーク10表面の周縁部に設けられたデバイスが形成されていない領域10bを接触保持する環状の保持面を有する外周部21bが形成されている。ワーク10を接触保持する外周部21bは、その内径がワーク10全体の外径よりも小さく、かつ、ワーク10のデバイス10aが形成されている領域の外径よりも大きく形成されている。   In the holding means 2, a recess 21a is formed at a position facing the region where the device 10a is formed on the surface of the workpiece 10. Further, an outer peripheral portion 21b having an annular holding surface that contacts and holds the region 10b in which the device provided on the peripheral portion of the surface of the workpiece 10 is not formed is formed surrounding the concave portion 21a. The outer peripheral portion 21b that holds the workpiece 10 in contact is formed so that its inner diameter is smaller than the outer diameter of the entire workpiece 10 and larger than the outer diameter of the region of the workpiece 10 where the device 10a is formed.

すなわち、ワーク10を、裏面をレーザ光照射手段3側にして保持手段2上に載置したとき、外周部21bが、ワーク10の周縁部に設けられたデバイス10aが形成されていない領域(余剰領域)10bのみに接触するようになっている。これにより、レーザ加工装置1では、保持手段2がデバイス10aに触れずにワーク10を保持することにより、加工時のデバイス10aの変形を防止することが可能とされている。   That is, when the work 10 is placed on the holding means 2 with the back surface facing the laser beam irradiation means 3, the outer peripheral portion 21b is a region where the device 10a provided on the peripheral edge of the work 10 is not formed (surplus) (Region) 10b is brought into contact only. Thereby, in the laser processing apparatus 1, the holding means 2 holds the workpiece 10 without touching the device 10a, so that the deformation of the device 10a during processing can be prevented.

また、保持手段2には、外周部21bの余剰領域10bと接触する部位に開孔を有する吸引手段6が設けられている。吸引手段6は、通常使用される減圧ポンプ等によって構成される。吸引手段6は、外周部21bの余剰領域10bと接触する部位に設けられた開孔に接続され、この開孔から空気を吸引する。これにより、ワーク10の余剰領域10bを開孔へ吸引し、ワーク10を外周部21b上に安定して吸着保持することができる。   Further, the holding means 2 is provided with suction means 6 having an opening at a portion that contacts the surplus region 10b of the outer peripheral portion 21b. The suction means 6 is constituted by a normally used decompression pump or the like. The suction means 6 is connected to an opening provided in a portion in contact with the surplus region 10b of the outer peripheral portion 21b, and sucks air from the opening. Thereby, the surplus area 10b of the workpiece 10 can be sucked into the opening, and the workpiece 10 can be stably adsorbed and held on the outer peripheral portion 21b.

半導体ウエハなどのワークは、ダイシング工程に至るまでの過程で反りが生じていることがある。レーザ光照射手段3に設けた焦点位置調節機構によれば、ワーク10の反りに応じてレーザ光の焦点位置を調整することで、このような変位に対してもある程度の追従が可能である。しかし、一般的なピエゾ素子によって焦点位置の調節を行う機構では、集光位置の調整可能な範囲が素子の性能に大きく依存し、反りやうねりの度合いが大きい場合には十分な追従ができない場合がある。このため、レーザ光照射手段3がワーク10の反りを補償しきれず、ワーク10内部におけるレーザ光5の焦点位置にずれが生じることとなる。   A workpiece such as a semiconductor wafer may be warped in the process up to the dicing process. According to the focal position adjusting mechanism provided in the laser light irradiation means 3, by adjusting the focal position of the laser light in accordance with the warp of the workpiece 10, it is possible to follow to some extent against such displacement. However, with a mechanism that adjusts the focal position using a general piezo element, the adjustable range of the condensing position largely depends on the performance of the element, and sufficient follow-up is not possible if the degree of warpage or undulation is large. There is. For this reason, the laser beam irradiation means 3 cannot compensate for the warp of the workpiece 10 and the focal position of the laser beam 5 in the workpiece 10 is displaced.

そこで、レーザ加工装置1においては、焦点位置調節機構による追従が不能な程の大きなワークの反りを矯正するため、図4に示すように、ワーク10と凹部21aと外周部21bとによって形成される空間102内の圧力を調整する圧力調整手段7を設けている。この圧力調整手段7は、ブロー手段71と排気手段72とから構成される。   Therefore, in the laser processing apparatus 1, in order to correct a large warp of the work that cannot be followed by the focal position adjustment mechanism, as shown in FIG. 4, it is formed by the work 10, the concave portion 21a, and the outer peripheral portion 21b. Pressure adjusting means 7 for adjusting the pressure in the space 102 is provided. The pressure adjusting means 7 includes a blow means 71 and an exhaust means 72.

ブロー手段71は、通常使用される加圧ポンプ等によって構成され、凹部21aに開孔する導入口711に接続され、導入口711から空間102内へ空気を導入する。この空気は、加圧されたものとすることができる。導入口711は、凹部21aの底面又は凹部21aを囲繞して立設された外周部21bの凹部21aに連続する壁面に1つ以上設けられる。   The blow means 71 is configured by a normally used pressure pump or the like, is connected to an introduction port 711 that opens in the recess 21a, and introduces air into the space 102 from the introduction port 711. This air can be pressurized. One or more introduction ports 711 are provided on the bottom surface of the concave portion 21a or on the wall surface continuous with the concave portion 21a of the outer peripheral portion 21b erected so as to surround the concave portion 21a.

排気手段72は、通常使用される減圧ポンプ等によって構成され、凹部21aに開孔する導入口721に接続され、排出口721から空間102外へ空気を排出する。排出口721も、凹部21aの底面又は凹部21aを囲繞して立設された外周部21bの凹部21aに連続する壁面に1つ以上設けられる。   The exhaust means 72 is constituted by a normally used decompression pump or the like, connected to an introduction port 721 that opens in the recess 21a, and exhausts air from the exhaust port 721 to the outside of the space 102. One or more discharge ports 721 are also provided on the bottom surface of the concave portion 21a or on the wall surface continuous with the concave portion 21a of the outer peripheral portion 21b erected so as to surround the concave portion 21a.

これらブロー手段71及び排気手段72は、変位測定手段4に接続されており、変位測定手段4で測定されたワーク10の変位に基づいて、空間102内に導入する空気又は排出する空気の流量を制御する。   The blow means 71 and the exhaust means 72 are connected to the displacement measuring means 4, and based on the displacement of the workpiece 10 measured by the displacement measuring means 4, the flow rate of the air introduced into the space 102 or the discharged air is determined. Control.

レーザ加工装置1では、この圧力調整手段7によって、保持手段2上に載置されたワーク10と凹部21aと外周部21bとによって形成される空間102内の圧力を調整することによって、ワークの反りを矯正することができる。   In the laser processing apparatus 1, the pressure adjustment means 7 adjusts the pressure in the space 102 formed by the work 10 placed on the holding means 2, the concave portion 21a, and the outer peripheral portion 21b, thereby warping the work. Can be corrected.

2.レーザ加工装置1の動作
次に、レーザ加工装置1の動作、すなわち、レーザ加工装置1を用いたワーク10の加工方法について説明する。
2. Operation of Laser Processing Apparatus 1 Next, the operation of the laser processing apparatus 1, that is, a method for processing the workpiece 10 using the laser processing apparatus 1 will be described.

図3に示したように、本実施形態に係るレーザ加工方法においては、まず、加工対象のワーク10を、粘着テープ12を介してリングフレーム11の開口部に支持させる。このとき、ワーク10の裏面に粘着テープ12を貼付する。   As shown in FIG. 3, in the laser processing method according to the present embodiment, first, the workpiece 10 to be processed is supported on the opening of the ring frame 11 via the adhesive tape 12. At this time, the adhesive tape 12 is attached to the back surface of the workpiece 10.

次に、リングフレーム11に支持されたワーク10を、裏面をレーザ光照射手段3側にして、レーザ加工装置1の保持手段2上に載置し、クランプ22で固定する。この状態において、ワーク10の周縁部に設けられた余剰領域10bは、外周部21bによって接触保持される。さらに、図3で説明した吸引手段6を使用することにより、余剰領域10bを吸引して、外周部21b上にワーク10を安定して吸着保持することもできる。   Next, the work 10 supported by the ring frame 11 is placed on the holding means 2 of the laser processing apparatus 1 with the back surface facing the laser beam irradiation means 3 side, and fixed by the clamp 22. In this state, the surplus area 10b provided at the peripheral edge portion of the workpiece 10 is held in contact with the outer peripheral portion 21b. Furthermore, by using the suction means 6 described with reference to FIG. 3, it is possible to suck the surplus area 10b and stably hold the workpiece 10 on the outer peripheral portion 21b.

そして、変位検出手段4によって、ワーク10の反りやうねり、凹凸を示す変位を検出する。変位検出手段4によって、ワーク10に焦点位置調節機構による追従が不能な「裏面側に凸」の反りが生じていることが検出された場合、圧力調整手段7は変位検出手段4からの信号出力を受け、ワーク10と凹部21aと外周部21bとによって形成される空間102内の圧力を外気圧よりも陰圧になるように調整する。すなわち、排気手段72が排出口721から空気を排出して、空間102内の圧力を低下させる。これにより、ワーク10は、保持手段2側に吸引されるため、裏面側に凸の反りが矯正される。   Then, the displacement detection means 4 detects the displacement of the workpiece 10 indicating warpage, undulation, and unevenness. When the displacement detection means 4 detects that the workpiece 10 has a “convex on the back side” warp that cannot be followed by the focal position adjustment mechanism, the pressure adjustment means 7 outputs a signal from the displacement detection means 4 In response, the pressure in the space 102 formed by the workpiece 10, the concave portion 21a, and the outer peripheral portion 21b is adjusted to be a negative pressure rather than the external pressure. That is, the exhaust means 72 discharges air from the discharge port 721 and reduces the pressure in the space 102. Thereby, since the workpiece | work 10 is attracted | sucked to the holding means 2 side, the convex curvature on the back side is corrected.

一方、ワーク10に焦点位置調節機構による追従が不能な「表面側に凸」の反りが生じていることが、変位検出手段4によって検出された場合には、圧力調整手段7は空間102内の圧力を外気圧よりも陽圧になるように調整する。すなわち、ブロー手段71が導入口711から空気を導入して、空間102内の圧力を上昇させる。これにより、ワーク10は、レーザ照射手段3側に押し出されるため、表面側に凸の反りが矯正される。   On the other hand, when the displacement detecting means 4 detects that the workpiece 10 has a “convex to the front side” warp that cannot be followed by the focal position adjusting mechanism, the pressure adjusting means 7 Adjust the pressure so that it is more positive than the external pressure. That is, the blow means 71 introduces air from the introduction port 711 to increase the pressure in the space 102. Thereby, since the workpiece | work 10 is extruded to the laser irradiation means 3 side, convex curvature is corrected to the surface side.

変位検出手段4によるワーク10の反り等を示す変位の検出は、焦点位置調節機構による追従が不能な反りが検出されなくなるまで繰り返し行うことができる。すなわち、変位検出手段4からのワークの反りに関する信号出力と、この信号に基づく圧力調整手段7による空間102内の圧力調整は繰り返し行われて、ワーク10の反りが焦点位置調節機構による追従可能範囲に収束するまで続けられる。   The displacement detection means 4 can detect the displacement indicating the warp of the workpiece 10 or the like repeatedly until no warp that cannot be followed by the focus position adjusting mechanism is detected. That is, a signal output related to the warpage of the workpiece from the displacement detection means 4 and the pressure adjustment in the space 102 by the pressure adjustment means 7 based on this signal are repeatedly performed, and the warpage of the workpiece 10 can be followed by the focal position adjustment mechanism. Continue until convergence.

変位検出手段4からのワークの反りに関する信号出力に基づく、圧力調整手段7による空間102内の圧力調節は、空間102内の圧力を検出する圧力検出部(不図示)を設けることで、より正確に行うことができる。この場合、圧力検出部は、凹部21aの底面又は凹部21aを囲繞して立設された外周部21bの凹部21aに連続する壁面に、空間102内に臨んで配設される。圧力検出部による空間102内の圧力測定結果は圧力調整手段7に出力され、圧力調整手段7は変位検出手段4及び圧力検出部から入力される両信号に基づいて空間102内の圧力を調節する。   The pressure adjustment in the space 102 by the pressure adjustment means 7 based on the signal output related to the warp of the workpiece from the displacement detection means 4 is more accurate by providing a pressure detection unit (not shown) for detecting the pressure in the space 102. Can be done. In this case, the pressure detection unit is disposed facing the inside of the space 102 on the bottom surface of the recess 21a or on the wall surface continuous with the recess 21a of the outer peripheral portion 21b erected so as to surround the recess 21a. The pressure measurement result in the space 102 by the pressure detection unit is output to the pressure adjustment unit 7, and the pressure adjustment unit 7 adjusts the pressure in the space 102 based on both signals input from the displacement detection unit 4 and the pressure detection unit. .

なお、レーザ加工装置1によって、同一型のワークを連続して加工する場合において、各ワークが一律の反りを生じているような場合には、変位検出手段4による変位の検出工程は省略することもできる。この場合、レーザ加工装置1に、当該ワークについて予め得られた反りに関する情報を保持するための記憶手段を設け、圧力調整手段7にこの情報を参照させることにより、空間102内の圧力を調整させる。   In the case where the same type of workpiece is continuously processed by the laser processing apparatus 1, if the workpieces are uniformly warped, the displacement detection step by the displacement detection means 4 should be omitted. You can also. In this case, the laser processing apparatus 1 is provided with storage means for holding information about the warp obtained in advance for the workpiece, and the pressure adjusting means 7 is referred to this information, thereby adjusting the pressure in the space 102. .

このように反りを矯正し、ワークの変位を焦点位置調節機構による追従可能範囲とした後は、図3に示すように、ワーク10の裏面側から、粘着テープ12及びワーク10を透過する波長のレーザ光5を、その変位に追従するように集光レンズを移動させながらワーク10の内部に焦点を合わせて照射する。レーザ光5の照射は、分割予定ラインに沿って行う。例えば、ワーク10がシリコン基板を使用した半導体ウエハである場合は、波長が1064nmのパルスレーザ光を照射する。これにより、ワーク10の分割予定ラインに改質領域が形成される。   After correcting the warpage and making the displacement of the workpiece within the range that can be followed by the focal position adjusting mechanism, as shown in FIG. 3, from the back side of the workpiece 10, the wavelength of the wavelength that transmits the adhesive tape 12 and the workpiece 10 is increased. The laser beam 5 is irradiated while focusing on the inside of the workpiece 10 while moving the condenser lens so as to follow the displacement. The laser beam 5 is irradiated along the division line. For example, when the workpiece 10 is a semiconductor wafer using a silicon substrate, pulse laser light having a wavelength of 1064 nm is irradiated. As a result, a modified region is formed on the division line of the workpiece 10.

このとき、ワーク10の分割予定ラインの位置は、例えば、ワーク10の裏面から、粘着テープ12を介して、赤外線などのワーク10の内部まで透過する光を照射し、ワーク10の表面からの反射光を検出することにより確認することができる。   At this time, the position of the division line of the workpiece 10 is reflected from the surface of the workpiece 10 by irradiating light that passes through the workpiece 10 such as infrared rays from the back surface of the workpiece 10 through the adhesive tape 12, for example. This can be confirmed by detecting light.

上述した工程により分割予定ラインに改質領域が形成されたワーク10は、外力を加えることにより、改質領域が起点となって、分割予定ラインに沿って、容易にかつ精度よく分割することができる。   The workpiece 10 in which the reformed region is formed on the planned dividing line by the above-described process can be easily and accurately divided along the planned dividing line by applying an external force and starting from the modified region. it can.

以上のように、レーザ加工装置1においては、ワーク10に「裏面側に凸」の反りがある場合には、圧力調整手段7により空間102内を陰圧として、ワーク10を保持手段2側に吸引することで、反りを矯正することが可能である。また、「表面側に凸」の反りがある場合には、圧力調整手段7により空間102内を陽圧にして、ワーク10をレーザ光照射手段3側に押し出すことで、反りを矯正することが可能である。   As described above, in the laser processing apparatus 1, when the workpiece 10 has a “convex on the back side” warpage, the pressure adjustment means 7 causes the space 102 to be a negative pressure and the workpiece 10 is moved to the holding means 2 side. Warping can be corrected by suction. Also, if there is a “convex on the surface side” warp, the warp can be corrected by making the inside of the space 102 positive pressure by the pressure adjusting means 7 and pushing the workpiece 10 toward the laser light irradiation means 3 side. Is possible.

これにより、レーザ加工装置1では、レーザ光が照射されるワーク10の裏面をほぼ平坦にして、ワーク10の反りをレーザ光の焦点位置の追従が可能な範囲に矯正することできる。このため、レーザ光照射手段3に設けられる焦点位置調節機構を、一般的なピエゾ素子を用いて構成した場合にも、ワークの反りを十分に補償して、ワークに対するレーザ光の照射位置やワーク内部におけるレーザ光の焦点位置を一定に保つことができる。そして、その結果、切断ライン又は分割予定ラインに沿った高精度な加工を行うことができる。   Thereby, in the laser processing apparatus 1, the back surface of the work 10 irradiated with the laser light can be made substantially flat, and the warp of the work 10 can be corrected to a range in which the focal position of the laser light can be followed. For this reason, even when the focal position adjustment mechanism provided in the laser beam irradiation means 3 is configured using a general piezo element, the warp of the workpiece is sufficiently compensated, and the laser beam irradiation position and workpiece The focal position of the laser beam inside can be kept constant. As a result, it is possible to perform highly accurate processing along the cutting line or the division line.

以上に説明したレーザ加工装置1では、保持手段2の上方に設置した変位検出手段4により、焦点位置調節機構による追従可能範囲外及び範囲内の変位を同時に検出する構成としているが、これらは別体に設けた変位検出手段4によってそれぞれ検出を行うこともできる。   In the laser processing apparatus 1 described above, the displacement detection means 4 installed above the holding means 2 is configured to simultaneously detect displacements outside and within the followable range by the focus position adjustment mechanism. Detection can also be performed by the displacement detection means 4 provided on the body.

図5は、保持手段2の凹部21aのワーク表面に臨む位置に変位検出手段4が配置された、レーザ加工装置1の保持手段2の変形例の構成を示す斜視図である。   FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a modified example of the holding means 2 of the laser processing apparatus 1 in which the displacement detection means 4 is arranged at a position facing the work surface of the concave portion 21a of the holding means 2. FIG.

図5に示す変形例の保持手段2の凹部21aは、保持されたワークの表面方向に沿って、隔壁により4つの区画211a, 212a, 213a, 214aに分割されている。これにより、リングフレームに支持されたワークを保持手段2上に載置すると、ワークと凹部21aと外周部21bとによって形成される空間102が、区画211a, 212a, 213a, 214aに対応する4つの空間に分割される。   The recess 21a of the holding means 2 of the modification shown in FIG. 5 is divided into four sections 211a, 212a, 213a, and 214a by partition walls along the surface direction of the held work. Thereby, when the work supported by the ring frame is placed on the holding means 2, the space 102 formed by the work, the concave portion 21a and the outer peripheral portion 21b has four spaces corresponding to the sections 211a, 212a, 213a and 214a. Divided into space.

そして、区画211a, 212a, 213a, 214aには、変位検出手段4及び導入口711、排出口721がそれぞれ配置されている。変位検出手段4は、区画211a, 212a, 213a, 214aのワーク表面に臨む位置に配置されている。この変位検出手段4は、先に説明した通り、レーザ光照射部とレーザ光検出部等から構成され、ワークの表面にレーザ光を照射して反射光を検出することにより、ワークの変位、特に焦点位置調節機構による追従が不能な変位を測定するものである。各区画に配置された導入口711及び排出口721は、それぞれブロー手段71及び排気手段72に接続されている。各区画に接続されるブロー手段71及び排気手段72は独立した圧力調整手段7として構成されており、4つに分割された空間102内の圧力を独立して調整することが可能とされている。   In the partitions 211a, 212a, 213a, 214a, the displacement detection means 4, the introduction port 711, and the discharge port 721 are arranged, respectively. The displacement detecting means 4 is arranged at a position facing the workpiece surface of the sections 211a, 212a, 213a, 214a. As described above, the displacement detection means 4 is composed of a laser beam irradiation unit and a laser beam detection unit, etc., and detects the reflected light by irradiating the surface of the workpiece with the laser beam, in particular, the displacement of the workpiece. It measures the displacement that cannot be followed by the focal position adjustment mechanism. The introduction port 711 and the discharge port 721 arranged in each section are connected to the blow unit 71 and the exhaust unit 72, respectively. The blow means 71 and the exhaust means 72 connected to each section are configured as independent pressure adjusting means 7, and the pressure in the space 102 divided into four can be adjusted independently. .

すなわち、各区画に配置された変位検出手段4が各区画上に位置するワークの一部分についての変位を検出すると、各区画に配置された圧力調整手段7が変位検出手段4からの信号出力を受け、各区画に導入する空気又は排出する空気の流量を制御して内部の圧力を調整する。   That is, when the displacement detecting means 4 arranged in each section detects a displacement of a part of the workpiece located on each section, the pressure adjusting means 7 arranged in each section receives a signal output from the displacement detecting means 4. The internal pressure is adjusted by controlling the flow rate of air introduced into each compartment or exhausted air.

このように各区画内の圧力を独立して調整することで、この変形例の保持手段2を備えるレーザ加工装置では、ワーク全体のうち、焦点位置調節機構による追従が不能な変位が検出された特定領域の部分の反りを矯正することができ、より精密な反りの矯正が可能となる。   By independently adjusting the pressure in each section in this way, in the laser processing apparatus provided with the holding means 2 of this modification, a displacement that cannot be followed by the focal position adjustment mechanism is detected in the entire workpiece. It is possible to correct the warpage of the specific area, and it is possible to correct the warpage more precisely.

加えて、この変形例のレーザ加工装置では、保持手段2側に複数の変位検出手段4を配置したことによって、ワークを加工位置まで搬送する間に反りを測定でき、さらに加工中にも随時ワークの反りを矯正することが可能となる。   In addition, in the laser processing apparatus of this modified example, by arranging a plurality of displacement detection means 4 on the holding means 2 side, the warpage can be measured while the work is transported to the processing position, and the work piece can be measured at any time during processing. It becomes possible to correct the warp.

すなわち、変位検出手段をレーザ光照射手段の近傍に1つ設けた場合(図1参照)、変位検出手段によってワークの変位を測定するためには、まず、ワークが加工位置に配置されていることが必要となる。また、この場合、変位検出手段によって検出された変位を、焦点位置調節機構の追従可能な範囲に矯正した後に一旦加工を開始すると、加工中のワークに再度の反りが生じたとしてもこの反りを検出し、適切に矯正することは難しい。これは、一旦加工を開始すると、変位検出手段は、ワークの分割予定ラインに沿ってレーザ光を照射するレーザ光照射手段と一体に駆動され、レーザ光の焦点位置調節のための追従可能な変位の検出に機能することとなるためである。   That is, when one displacement detection means is provided in the vicinity of the laser light irradiation means (see FIG. 1), in order to measure the displacement of the workpiece by the displacement detection means, the work must first be placed at the machining position. Is required. Also, in this case, once the machining is started after the displacement detected by the displacement detecting means is corrected to the range in which the focus position adjusting mechanism can follow, even if the workpiece being machined is warped again, It is difficult to detect and correct properly. This is because once the machining is started, the displacement detecting means is driven integrally with the laser light irradiating means for irradiating the laser light along the planned division line of the workpiece, and a followable displacement for adjusting the focal position of the laser light. This is because it will function to detect this.

これに対して、本変形例の保持手段2を備えるレーザ加工装置では、レーザ光照射手段3の近傍に加えて、保持手段2の各区分にも変位検出手段4を配したことにより、ワークを加工位置まで搬送する間に、各区分に配した変位検出手段4によって変位を測定しておくことができる。これにより、加工に要する時間を短縮し、タクトアップすることができる。   On the other hand, in the laser processing apparatus provided with the holding means 2 of the present modified example, the displacement detecting means 4 is arranged in each section of the holding means 2 in addition to the vicinity of the laser light irradiation means 3, so that the workpiece is While transporting to the processing position, the displacement can be measured by the displacement detection means 4 arranged in each section. Thereby, the time required for processing can be shortened and tact-up can be achieved.

さらに、この変形例のレーザ加工装置では、加工中にレーザ光照射手段3の近傍に設けた変位検出手段4が追従可能な変位検出に機能している際にも、保持手段2側に配した変位検出手段4によって随時ワークの変位を検出して、圧力調整手段7による矯正を行うことができる。このため、加工中のワークに焦点位置調節機構が追従できないような変位が生じることを防止して、ワークを安定して保持することができ、一層精緻な加工を行うことが可能となる。   Further, in the laser processing apparatus of this modified example, the displacement detection means 4 provided in the vicinity of the laser light irradiation means 3 during processing functions on the holding means 2 side even when the displacement detection function functions. The displacement of the workpiece can be detected at any time by the displacement detecting means 4, and correction by the pressure adjusting means 7 can be performed. For this reason, it is possible to prevent a displacement that the focal position adjusting mechanism cannot follow the workpiece being processed, to stably hold the workpiece, and to perform more precise processing.

ここでは、保持手段2の凹部21aを4区画に分割した場合を例に説明したが、区画数は任意とすることができ、凹部21aに形成する隔壁を増やすことによって多数の区画を形成することができる。また、各区画に設ける変位検出手段4及び導入口711、排出口721を1つに限定されず、2以上を配置してもよい。   Here, the case where the concave portion 21a of the holding means 2 is divided into four sections has been described as an example, but the number of sections can be arbitrary, and a large number of sections can be formed by increasing the number of partition walls formed in the concave section 21a. Can do. Further, the displacement detection means 4, the introduction port 711, and the discharge port 721 provided in each section are not limited to one, and two or more may be arranged.

保持手段2の凹部21aに多数の区分を形成し、各区分に変位検出手段4等を配置することで、さらに精密に反りを矯正することができる。   By forming a large number of sections in the recess 21a of the holding means 2 and disposing the displacement detecting means 4 etc. in each section, the warp can be corrected more precisely.

3.レーザ加工装置2
次に、図6を参照し、本発明の第二実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。図は、本発明の第二実施形態に係るレーザ加工装置の構成の一部を示す。(a)は保持手段2の凹部21aと外周部21bの平面図であり、(b)は(a)中、A-A断面に対応する断面図に対応する。
3. Laser processing equipment 2
Next, a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The figure shows a part of the configuration of the laser processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. (A) is a top view of the recessed part 21a and the outer peripheral part 21b of the holding means 2, (b) respond | corresponds to sectional drawing corresponding to an AA cross section in (a).

図6(a)及び(b)に示すように、本実施形態のレーザ加工装置2は、保持手段2の凹部21a内に、エアーノズル8が設けられている。このエアーノズル8は、ワーク10と凹部21aと外周部21bとによって形成される空間102内において、保持されたワーク表面方向(凹部21aに平行方向)に沿った気流(図(a)中の矢印及び図(b)中のブロック矢印参照)を複数方向に向けて噴射する気流形成手段として機能し、気流(エアー)の周囲に負圧を発生させる圧力調整手段となる。   As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), in the laser processing apparatus 2 of the present embodiment, an air nozzle 8 is provided in the recess 21a of the holding means 2. This air nozzle 8 has an airflow along the workpiece surface direction (parallel to the recess 21a) in the space 102 formed by the workpiece 10, the recess 21a, and the outer peripheral portion 21b (the arrow in the figure (a)). In addition, it functions as an air flow forming unit that injects the air in a plurality of directions and serves as a pressure adjusting unit that generates a negative pressure around the air flow (air).

また、図6(a)に示すように、外周部21bの上面には複数の段差が形成されている。外周部21bの上面のうち、高さが高い部分の上面は、ワーク10を接触保持するための保持面211bとなる。この保持面211bには、吸引手段6に接続された1又は複数の開孔61が形成されている。吸引手段6は、この開孔61から空気を吸引することにより、ワーク10の余剰領域10bを開孔へ吸引し、ワーク10を外周部21b上に安定して吸着保持する。   Further, as shown in FIG. 6 (a), a plurality of steps are formed on the upper surface of the outer peripheral portion 21b. Of the upper surface of the outer peripheral portion 21b, the upper surface of the portion having a high height serves as a holding surface 211b for holding the workpiece 10 in contact. The holding surface 211b is formed with one or a plurality of apertures 61 connected to the suction means 6. The suction means 6 sucks air from the opening 61 to suck the surplus area 10b of the workpiece 10 into the opening, and stably holds the workpiece 10 on the outer peripheral portion 21b.

外周部21bの上面のうち、高さが低い部分は、エアーノズル8から噴射されたエアーが通流するための切欠212bとなる。ワーク10を保持手段2上に載置すると、外周部21b上面の高さが低く形成された部分とワーク10との間には間隙が生じる。エアーノズル8から凹部21aと略平行に噴射されたエアーは、この間隙を通って空間102外へ通流される。   Of the upper surface of the outer peripheral portion 21b, a portion having a low height becomes a notch 212b through which air jetted from the air nozzle 8 flows. When the workpiece 10 is placed on the holding means 2, a gap is generated between the workpiece 10 and the portion where the height of the upper surface of the outer peripheral portion 21b is low. The air jetted from the air nozzle 8 substantially in parallel with the concave portion 21a flows outside the space 102 through this gap.

ここでは、エアーを通流させるための切欠212bを、外周部21bの上面の一部を保持面211bよりも一段低く形成し、ワーク10との間に間隙を形成することによって設けた。切欠212bの構成は、これに限定されず、外周部21bの一部を欠落させることにより、当該欠落部をエアーが通流し得るような構成であれば広く採用し得る。具体的には、例えば、凹部21aと略平行方向に外周部21bを貫通する排気孔を設け、エアーを通流させてもよい。   Here, the notch 212b for allowing air to flow is provided by forming a part of the upper surface of the outer peripheral portion 21b one step lower than the holding surface 211b and forming a gap with the workpiece 10. The configuration of the notch 212b is not limited to this, and can be widely adopted as long as air can flow through the missing portion by missing a portion of the outer peripheral portion 21b. Specifically, for example, an exhaust hole penetrating the outer peripheral portion 21b in a direction substantially parallel to the concave portion 21a may be provided to allow air to flow.

4.レーザ加工装置2の動作
次に、レーザ加工装置2の動作、すなわち、レーザ加工装置2を用いたワーク10の加工方法について説明する。なお、本実施形態のレーザ加工装置における上記以外の構成は、前述したレーザ加工装置1と同様である。
4). Operation of Laser Processing Device 2 Next, the operation of the laser processing device 2, that is, the processing method of the workpiece 10 using the laser processing device 2 will be described. The configuration other than the above in the laser processing apparatus of the present embodiment is the same as that of the laser processing apparatus 1 described above.

図6(b)に示したように、本実施形態のレーザ加工方法においては、まず、粘着シート12を介してリングフレーム11の開口部に支持されたワーク10を、裏面がレーザ照射手段側になるように裏返した状態で保持手段2上に載置し、クランプ22でリングフレーム11を固定する。   As shown in FIG. 6 (b), in the laser processing method of the present embodiment, first, the work 10 supported by the opening of the ring frame 11 via the adhesive sheet 12 is placed on the back surface on the laser irradiation means side. In this state, the ring frame 11 is fixed on the holding means 2 with the clamp 22.

次に、変位検出手段4(図1も参照)によって、ワーク10の反りを示す変位を検出する。変位検出手段4によって、ワーク10に「裏面側に凸」の反りが生じていることが検出された場合、エアーノズル8から切欠212bに向けて、エアーを所定の流量及び流速で噴射する。これにより、このワーク表面方向に沿ったエアーのベルヌーイ効果によって、エアーの周囲が負圧に調整され、ワーク10がエアーに引き寄せられる。その結果、ワーク10の反りが矯正される。   Next, the displacement detection means 4 (see also FIG. 1) detects a displacement indicating warpage of the workpiece 10. When it is detected by the displacement detecting means 4 that the workpiece 10 is warped “convex on the back side”, air is injected from the air nozzle 8 toward the notch 212b at a predetermined flow rate and flow velocity. As a result, due to the Bernoulli effect of air along the workpiece surface direction, the periphery of the air is adjusted to a negative pressure, and the workpiece 10 is attracted to the air. As a result, the warp of the workpiece 10 is corrected.

その後、第一実施形態の加工方法と同様に、ワーク10の裏面側から、ワーク10及び粘着テープ12を透過する波長のレーザ光を、ワーク10の内部に集光点を合わせて、分割予定ラインに沿って照射し、ワーク10に改質領域を形成する。   Thereafter, as in the processing method of the first embodiment, from the back side of the workpiece 10, the laser beam having a wavelength that passes through the workpiece 10 and the adhesive tape 12 is aligned with the condensing point inside the workpiece 10, and the line to be divided The modified region is formed on the workpiece 10 by irradiating along the workpiece 10.

レーザ加工装置2においては、エアーノズル8から噴射されるエアーによるベルヌーイ効果によって、ワーク10の「裏面側に凸」の反りを矯正している。この方法によれば、空間102内のエアーが障壁となることで、ワーク10が必要以上に凹部21a側に引き寄せられることがない。そのため、エアーを噴出させるのみの単純な操作によって、ワーク10の反りを矯正し、一定位置に保持することができる。従って、レーザ加工装置2では、上述したレーザ加工装置1で説明したように、変位検出手段4によるワーク10の変位の検出を繰り返し行って、ワーク10の反りが一定範囲に収束するまで圧力調整手段7による空間102内の圧力調節を繰り返し行うというような制御が不要となる。その結果、レーザ加工装置2によれば、装置構成を簡略化することができ、ワークの反り矯正に要する時間も短縮することができる。   In the laser processing apparatus 2, the “convex to the back side” warpage of the workpiece 10 is corrected by the Bernoulli effect caused by the air jetted from the air nozzle 8. According to this method, since the air in the space 102 becomes a barrier, the workpiece 10 is not attracted more than necessary to the concave portion 21a side. Therefore, the warp of the workpiece 10 can be corrected and held at a fixed position by a simple operation of simply ejecting air. Therefore, in the laser processing device 2, as described in the laser processing device 1 described above, the displacement detection unit 4 repeatedly detects the displacement of the workpiece 10, and the pressure adjustment unit until the warpage of the workpiece 10 converges to a certain range. Control such as repeatedly adjusting the pressure in the space 102 by 7 becomes unnecessary. As a result, according to the laser processing apparatus 2, the apparatus configuration can be simplified, and the time required to correct the warpage of the workpiece can also be shortened.

以上に説明した、レーザ加工装置1及び2では、ワーク10を、裏面をレーザ光照射手段3側にして保持手段2上に載置したとき、外周部21bが余剰領域10bのみに接触するようになっている。これにより、レーザ加工装置1では、保持手段2がデバイス10aに触れずにワーク10を保持するため、デバイス10aの変形などによる不良の発生を低減し、歩留まりを向上させることができる。   In the laser processing apparatuses 1 and 2 described above, when the work 10 is placed on the holding means 2 with the back surface facing the laser light irradiation means 3, the outer peripheral portion 21b comes into contact with only the surplus area 10b. It has become. Thereby, in the laser processing apparatus 1, since the holding means 2 holds the workpiece 10 without touching the device 10a, it is possible to reduce the occurrence of defects due to deformation of the device 10a and improve the yield.

これらのレーザ加工装置は、前述した各種ワークの加工に適用することができるが、特に、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)素子のように表面側からレーザ光を照射すると、レーザ光の影響で膜が変質したり、素子が溶融したりするおそれがあるもの、レーザ光照射により発生した塵が素子に付着して不具合が発生するおそれがあるもの、MEMSなどの表面に微細な加工が施されているもの、分割予定ラインの表面にTEGが形成されているもの、及び分割予定ラインの幅が狭いものなどの加工に好適である。   These laser processing devices can be applied to the processing of various workpieces described above. In particular, when laser light is irradiated from the surface side like an LED (Light Emitting Diode) element, the influence of the laser light. The film may be altered or the element may melt, the dust generated by laser light irradiation may adhere to the element, causing problems, or the surface of MEMS or other materials may be finely processed. It is suitable for processing such as those in which TEG is formed on the surface of the planned dividing line and those in which the width of the planned dividing line is narrow.

本発明の第一実施形態に係るレーザ加工装置1の構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a configuration of a laser processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す保持手段2の具体的構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the specific structure of the holding means 2 shown in FIG. 本発明に係るレーザ加工装置の構成の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of structure of the laser processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るレーザ加工装置の構成の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of structure of the laser processing apparatus which concerns on this invention. レーザ加工装置1の保持手段2の変形例の構成を示す斜視図である。6 is a perspective view showing a configuration of a modified example of the holding means 2 of the laser processing apparatus 1. FIG. 本発明の第二実施形態に係るレーザ加工装置2の構成の一部を示す図である。(a)は保持手段2の凹部21aと外周部21bの平面図、(b)は(a)中、A-A断面に対応する断面図である。FIG. 5 is a diagram showing a part of the configuration of a laser processing apparatus 2 according to a second embodiment of the present invention. (A) is a top view of the recessed part 21a and the outer peripheral part 21b of the holding means 2, (b) is sectional drawing corresponding to an AA cross section in (a).

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザ加工装置
2 保持手段
3 レーザ光照射手段
4 変位検出手段
5 レーザ光
6 吸引手段
7 圧力調整手段
71 ブロー手段
711 導入口
72 排気手段
721 排出口
8 エアーノズル
10 ワーク
10a デバイス
10b 余剰領域
102 空間
11 リングフレーム
12 粘着テープ
21a 凹部
211a、212a、213a、214a 区画
21b 外周部
211b 保持面
212b 切欠
22 クランプ
31 台座
32a、32b、35a、35b 案内レール
33a、36a ボールねじ
33b、36b モータ
33c、36c 軸受けブロック
34、37 滑動ブロック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 2 Holding means 3 Laser beam irradiation means 4 Displacement detection means 5 Laser light 6 Suction means 7 Pressure adjustment means 71 Blow means 711 Inlet 72 Evacuation means 721 Ejection port 8 Air nozzle 10 Work 10a Device 10b Surplus area 102 Space 11 Ring frame 12 Adhesive tape 21a Recessed portion 211a, 212a, 213a, 214a Partition 21b Outer peripheral portion 211b Holding surface 212b Notch 22 Clamp 31 Base 32a, 32b, 35a, 35b Guide rail 33a, 36a Ball screw 33b, 36b Motor 33c, 36c Bearing Block 34, 37 Sliding block

Claims (1)

表面に複数のデバイスが形成され、裏面に貼付された粘着テープを介して環状フレームの開口部に支持されているワークに対して、レーザ光を照射し、該ワーク内に改質領域を形成するレーザ加工方法であって、
前記ワーク表面の前記デバイスが形成された領域に対向する凹部と、
該凹部を囲繞して立設され、前記ワーク表面の周縁部に設けられた前記デバイスが形成されていない領域を接触保持する保持面を有する外周部と、を備えた保持手段により前記ワークを保持する工程と、
前記ワークの変位を検出する工程と、
検出された変位に基づいて、前記ワークと前記凹部と前記外周部とによって形成される空間内の圧力を調整して、前記ワークの反り及び/又はうねりを矯正する工程と、
前記ワークの裏面側から、前記ワーク及び前記粘着テープを透過する波長のレーザ光を、前記ワーク内部に焦点を合わせて、分割予定ラインに沿って照射する工程と、を有し、
前記ワークの反り及び/又はうねりを矯正する工程では、ワークに焦点位置調節機構による追従が不能な反り及び/又はうねりが生じている場合に、ワークの反り及び/又はうねりが焦点位置調節機構による追従可能範囲に収束するまでワークの矯正を行う、レーザ加工方法。

A plurality of devices are formed on the front surface, and a workpiece is supported on the opening of the annular frame via an adhesive tape attached to the back surface, and a laser beam is irradiated to form a modified region in the workpiece. A laser processing method,
A recess facing the region where the device is formed on the workpiece surface;
The work is held by holding means provided with an outer peripheral part having a holding surface that stands and surrounds the concave part and that is provided at a peripheral part of the work surface and does not form the device. And a process of
Detecting the displacement of the workpiece;
Adjusting the pressure in the space formed by the workpiece, the concave portion and the outer peripheral portion based on the detected displacement, and correcting the warpage and / or undulation of the workpiece;
From the back side of the workpiece, a laser beam having a wavelength that passes through the workpiece and the adhesive tape is focused on the inside of the workpiece and irradiated along a planned division line.
In the step of correcting the warp and / or waviness of the workpiece, when the warp and / or waviness that cannot be followed by the focus position adjusting mechanism occurs in the work, the warp and / or waviness of the work is caused by the focus position adjusting mechanism. A laser processing method that corrects the workpiece until it converges to the followable range .

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