JP6215558B2 - Processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物に設定された複数の分割予定ラインに沿って加工を施すための加工装置に関する。 The present invention relates to a processing apparatus for performing processing along a plurality of division lines set on a workpiece such as a semiconductor wafer.
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by division lines arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially disc-shaped semiconductor wafer, and devices such as ICs and LSIs are formed in the partitioned regions. . Then, by cutting the semiconductor wafer along the planned dividing line, the region where the device is formed is divided to manufacture individual devices.
上述した半導体ウエーハ等のウエーハを分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を位置付けてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法が実用化されている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を位置付けてウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って改質層を連続的に形成し、この改質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、ウエーハを分割する技術である。(例えば、特許文献1参照。) As a method of dividing a wafer such as the semiconductor wafer described above, there is a laser processing method using a pulsed laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer, and irradiating the pulsed laser beam with a focusing point positioned inside the region to be divided. It has been put into practical use. The division method using this laser processing method is to divide the inside of the work piece by irradiating a pulse laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer by positioning a condensing point from one side of the wafer inside. This is a technique for dividing a wafer by continuously forming a modified layer along a line and applying an external force along a line to be divided whose strength is reduced by forming the modified layer. (For example, refer to Patent Document 1.)
被加工物の内部に分割予定ラインに沿って改質層を形成するレーザー加工装置は、被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射する集光器を備えたレーザー光線照射手段と、被加工物保持手段とレーザー光線照射手段とを加工送り方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、被加工物保持手段とレーザー光線照射手段とを加工送り方向に直交する割り出し送り方向に割り出し送りする割り出し送り手段と、被加工物保持手段に保持された被加工物の加工すべき領域を検出する撮像手段とを具備している。(例えば、特許文献2参照。) A laser processing apparatus for forming a modified layer along a division line inside a workpiece includes a workpiece holding means for holding the workpiece, and a workpiece held by the workpiece holding means. Laser beam irradiating means provided with a condenser for irradiating a laser beam, processing feed means for processing and feeding the workpiece holding means and laser beam irradiating means relative to the processing feed direction, workpiece holding means and laser beam irradiating means Are fed in an indexing feed direction orthogonal to the machining feed direction, and an imaging means for detecting a region to be machined of the workpiece held by the workpiece holding means. (For example, see Patent Document 2.)
上述したレーザー加工装置を用いて被加工物保持手段に保持された被加工物にレーザー加工を施している途中で、電源の遮断や機械トラブル等に起因して作業が中断し、その後電源やトラブルが回復し作業が再開される際には、自動的に作業が中断した状態から作業が再開されるようになっているため、次のような問題がある。
即ち、レーザー加工装置は稼働することにより各構成機構が温まり、電源の遮断や機械トラブル等に起因して作業が中断すると再開するまで冷却されるので、加工位置に狂いが生ずる。従って、作業が中断した状態から作業を再開すると、加工すべき分割予定ラインから外れた領域にレーザー光線が照射されてデバイスを破損するという問題がある。
このような問題は、切削ブレードによって被加工物を切削する切削装置においても起こり得る問題である。
While laser processing is being performed on the workpiece held by the workpiece holding means using the laser processing device described above, the work is interrupted due to power interruption or machine trouble, etc. However, when the work is recovered and the work is resumed, the work is automatically resumed from the state where the work is interrupted.
In other words, the laser processing apparatus is operated to warm each component mechanism, and is cooled until the operation is resumed when the operation is interrupted due to power interruption, machine trouble, or the like. Therefore, when the work is resumed from a state where the work is interrupted, there is a problem that the laser beam is irradiated to an area that is out of the division planned line to be machined and the device is damaged.
Such a problem may also occur in a cutting apparatus that cuts a workpiece with a cutting blade.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、加工作業を中断した後に再開しても設定された分割予定ラインに沿って確実に加工することができる加工装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above facts, and its main technical problem is to provide a processing apparatus that can reliably perform processing along a set division schedule line even if the processing operation is interrupted and resumed. It is to provide.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物に設定された複数の分割予定ラインに沿って加工を施す加工装置であって、
被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物に加工を施す加工手段と、該被加工物保持手段と該加工手段とをX軸方向に相対的に加工送りするX軸移動手段と、該被加工物保持手段と該加工手段とをX軸方向に直交するY軸方向に割り出し送りするY軸移動手段と、該X軸移動手段によるX軸方向移動位置を検出するX軸方向位置検出手段と、該Y軸移動手段によるY軸方向移動位置を検出するY軸方向位置検出手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物に設定された分割予定ラインを検出する撮像手段と、該X軸方向位置検出手段と該Y軸方向位置検出手段および該撮像手段の検出信号に基づいて該加工手段と該X軸移動手段および該Y軸移動手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、被加工物に設定された複数の分割予定ラインの座標を記録する第1の記録領域および加工が施された分割予定ラインの座標を記録する第2の記録領域を備えたメモリと、計時手段とを具備しており、該撮像手段を作動して該被加工物保持手段に保持され被加工物の加工領域を検出するアライメントを実行して加工作業を実施し、加工作業が中断した後に加工作業を再開する際には、該計時手段によって計時された加工作業が中断した時点から加工作業を再開する時点までの経過時間が所定時間を経過したか否かを判定し、該経過時間が所定時間を経過した場合に該第2の記録領域に記録された加工情報と該第1の記録領域に記録されている被加工物に設定された複数の分割予定ラインの座標情報に基づいて未加工の分割予定ラインを特定し、該撮像手段を作動して該被加工物保持手段に保持され加工作業が中断された被加工物に設定されている未加工の分割予定ラインを検出する再アライメントを実行した後、該X軸移動手段と該Y軸移動手段および該加工手段を制御することにより、被加工物の未加工の分割予定ラインに沿って加工し、該経過時間が所定時間に達していない場合には該第1の記録領域および該第2の記録領域に記録された情報に基づいて該再アライメントをせずに被加工物の未加工の分割予定ラインに沿って加工する、
ことを特徴とする加工装置が提供される。
In order to solve the above main technical problem, according to the present invention, a processing apparatus that performs processing along a plurality of division scheduled lines set on a workpiece,
A workpiece holding means for holding the workpiece, a processing means for processing the workpiece held by the workpiece holding means, and the workpiece holding means and the processing means in the X-axis direction. X-axis moving means for relatively machining and feeding, Y-axis moving means for indexing and feeding the workpiece holding means and the machining means in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and X by the X-axis moving means X-axis direction position detection means for detecting the axial movement position, Y-axis direction position detection means for detecting the Y-axis direction movement position by the Y-axis movement means, and the workpiece held by the workpiece holding means An imaging means for detecting a division-scheduled line set to the X-axis direction position detecting means, the Y-axis direction position detecting means, and the processing means, the X-axis moving means, and the Control means for controlling the Y-axis moving means,
The control means includes a first recording area for recording the coordinates of a plurality of scheduled division lines set on the workpiece, and a memory having a second recording area for recording the coordinates of the scheduled division lines that have been processed. And time measuring means, and performing the machining operation by executing the alignment for detecting the machining area of the workpiece held by the workpiece holding means by operating the imaging means. When resuming the machining operation after the interruption, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed from the time when the machining operation timed by the time measuring means is interrupted to the time when the machining operation is resumed. When the elapsed time exceeds a predetermined time, the processing information recorded in the second recording area and the coordinate information of the plurality of scheduled division lines set in the workpiece recorded in the first recording area Raw splitting plan based on After performing the realignment to detect the unscheduled division line set on the workpiece that is held by the workpiece holding unit and the machining operation is interrupted by operating the imaging unit When the X-axis moving means, the Y-axis moving means and the machining means are controlled to process along the unscheduled division line of the workpiece and the elapsed time has not reached the predetermined time Is processed along the unscheduled division lines of the workpiece without the realignment based on the information recorded in the first recording area and the second recording area ,
The processing apparatus characterized by this is provided.
本発明による加工装置は、制御手段が被加工物に設定された複数の分割予定ラインの座標を記録する第1の記録領域および加工が施された分割予定ラインの座標を記録する第2の記録領域を備えたメモリと、計時手段とを具備しており、該撮像手段を作動して該被加工物保持手段に保持され被加工物の加工領域を検出するアライメントを実行して加工作業を実施し、加工作業が中断した後に加工作業を再開する際には、計時手段によって計時された加工作業が中断した時点から加工作業を再開する時点までの経過時間が所定時間を経過したか否かを判定し、該経過時間が所定時間を経過した場合に第2の記録領域に記録された加工情報と第1の記録領域に記録されている被加工物に設定された複数の分割予定ラインの座標情報に基づいて未加工の分割予定ラインを特定し、撮像手段を作動して被加工物保持手段に保持され加工作業が中断された被加工物に設定されている未加工の分割予定ラインを検出する再アライメントを実行した後、X軸移動手段とY軸移動手段および加工手段を制御することにより、被加工物の未加工の分割予定ラインに沿って加工し、該経過時間が所定時間に達していない場合には該第1の記録領域および該第2の記録領域に記録された情報に基づいて該再アライメントをせずに被加工物の未加工の分割予定ラインに沿って加工するので、加工作業の中断により各構成機構が冷却されても未加工の分割予定ラインに沿って確実に加工することができる。 In the machining apparatus according to the present invention, the control unit records a first recording area for recording the coordinates of a plurality of scheduled division lines set on the workpiece and a second recording for recording the coordinates of the scheduled division lines subjected to the machining. A memory having a region and a timing unit are provided, and the processing is performed by executing the alignment that detects the processing region of the workpiece held by the workpiece holding unit by operating the imaging unit. When the machining operation is resumed after the machining operation is interrupted, it is determined whether the elapsed time from the time when the machining operation timed by the timing means is interrupted to the time when the machining operation is resumed has passed a predetermined time. When the predetermined time has passed, the processing information recorded in the second recording area and the coordinates of the plurality of scheduled division lines set in the workpiece recorded in the first recording area Not added based on information Re-alignment was performed to identify the unscheduled division line set on the workpiece that was held by the workpiece holding means and the machining operation was interrupted by operating the imaging means Thereafter, by controlling the X-axis moving means, the Y-axis moving means, and the processing means, the workpiece is processed along the unscheduled division line , and when the elapsed time does not reach the predetermined time, Based on the information recorded in the first recording area and the second recording area, the processing is performed along the unscheduled division lines of the workpiece without performing the realignment. Even if the component mechanism is cooled, it can be reliably processed along the unscheduled dividing line.
以下、本発明に従って構成された加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a processing apparatus configured according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
図1には、本発明に従って構成された加工装置としてのレーザー加工装置の斜視図が示されている。図1に示すレーザー加工装置は、静止基台2と、該静止基台2に矢印Xで示す加工送り方向(X軸方向)に移動可能に配設され被加工物であるウエーハを保持するチャックテーブル機構3と、静止基台2にX軸方向と直交する矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構4と、該レーザー光線照射ユニット支持機構4に矢印Zで示す集光点位置調整方向(Z軸方向)に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット5とを具備している。
FIG. 1 is a perspective view of a laser processing apparatus as a processing apparatus configured according to the present invention. The laser processing apparatus shown in FIG. 1 includes a stationary base 2 and a chuck for holding a wafer as a workpiece, which is disposed on the stationary base 2 so as to be movable in a machining feed direction (X-axis direction) indicated by an arrow X. A
上記チャックテーブル機構3は、静止基台2上にX軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール31、31と、該案内レール31、31上にX軸方向に移動可能に配設された第1の滑動ブロック32と、該第1の滑動ブロック32上にY軸方向に移動可能に配設された第2の滑動ブロック33と、該第2の滑動ブロック33上に円筒部材34によって支持されたカバーテーブル35と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル36を具備している。このチャックテーブル36は多孔性材料から形成された吸着チャック361を具備しており、吸着チャック361上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル36は、円筒部材34内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル36には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ362が配設されている。
The
上記第1の滑動ブロック32は、その下面に上記一対の案内レール31、31と嵌合する一対の被案内溝321、321が設けられているとともに、その上面にY軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール322、322が設けられている。このように構成された第1の滑動ブロック32は、被案内溝321、321が一対の案内レール31、31に嵌合することにより、一対の案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構3は、第1の滑動ブロック32を一対の案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動させるためのX軸移動手段37を具備している。このX軸移動手段37は、上記一対の案内レール31と31の間に平行に配設された雄ネジロッド371と、該雄ネジロッド371を回転駆動するためのパルスモータ372等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド371は、その一端が上記静止基台2に固定された軸受ブロック373に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ372の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド371は、第1の滑動ブロック32の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ372によって雄ネジロッド371を正転および逆転駆動することにより、第1の滑動ブロック32は案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動せしめられる。
The first sliding block 32 has a pair of guided
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記チャックテーブル36の加工送り量即ちX軸方向位置を検出するためのX軸方向位置検出手段374を備えている。X軸方向位置検出手段374は、案内レール31に沿って配設されたリニアスケール374aと、第1の滑動ブロック32に配設され第1の滑動ブロック32とともにリニアスケール374aに沿って移動する読み取りヘッド374bとからなっている。このX軸方向位置検出手段374の読み取りヘッド374bは、図示の実施形態においては1μm毎に1パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル36の加工送り量即ちX軸方向の位置を検出する。なお、上記加工送り手段37の駆動源としてパルスモータ372を用いた場合には、パルスモータ372に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル36の加工送り量即ちX軸方向の位置を検出することもできる。
The laser processing apparatus in the illustrated embodiment includes X-axis direction position detecting means 374 for detecting the processing feed amount of the chuck table 36, that is, the X-axis direction position. The X-axis direction position detecting means 374 is a
上記第2の滑動ブロック33は、その下面に上記第1の滑動ブロック32の上面に設けられた一対の案内レール322、322と嵌合する一対の被案内溝331、331が設けられており、この被案内溝331、331を一対の案内レール322、322に嵌合することにより、Y軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構3は、第2の滑動ブロック33を第1の滑動ブロック32に設けられた一対の案内レール322、322に沿ってY軸方向に移動させるための第1のY軸移動手段38を具備している。この第1のY軸移動手段38は、上記一対の案内レール322と322の間に平行に配設された雄ネジロッド381と、該雄ネジロッド381を回転駆動するためのパルスモータ382等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド381は、その一端が上記第1の滑動ブロック32の上面に固定された軸受ブロック383に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ382の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド381は、第2の滑動ブロック33の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ382によって雄ネジロッド381を正転および逆転駆動することにより、第2の滑動ブロック33は案内レール322、322に沿ってY軸方向に移動せしめられる。
The second sliding
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、上記第2の滑動ブロック33の割り出し加工送り量即ちY軸方向位置を検出するためのY軸方向位置検出手段384を備えている。このY軸方向位置検出手段384は、案内レール322に沿って配設されたリニアスケール384aと、第2の滑動ブロック33に配設され第2の滑動ブロック33とともにリニアスケール384aに沿って移動する読み取りヘッド384bとからなっている。このY軸方向位置検出手段384の読み取りヘッド384bは、図示の実施形態においては1μm毎に1パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル36の割り出し送り量即ちY軸方向の位置を検出する。なお、上記第1のY軸移動手段38の駆動源としてパルスモータ382を用いた場合には、パルスモータ382に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル36の割り出し送り量即ちY軸方向の位置を検出することもできる。
The laser processing apparatus in the illustrated embodiment includes Y-axis direction position detection means 384 for detecting the indexing processing feed amount of the second sliding
上記レーザー光線照射ユニット支持機構4は、静止基台2上にY軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール41、41と、該案内レール41、41上に矢印Yで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台42を具備している。この可動支持基台42は、案内レール41、41上に移動可能に配設された移動支持部421と、該移動支持部421に取り付けられた装着部422とからなっている。装着部422は、一側面にZ軸方向に延びる一対の案内レール423、423が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構4は、可動支持基台42を一対の案内レール41、41に沿ってY軸方向に移動させるための第2のY軸移動手段43を具備している。この第2のY軸移動手段43は、上記一対の案内レール41、41の間に平行に配設された雄ネジロッド431と、該雄ネジロッド431を回転駆動するためのパルスモータ432等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド431は、その一端が上記静止基台2に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ432の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド431は、可動支持基台42を構成する移動支持部421の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ432によって雄ネジロッド431を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台42は案内レール41、41に沿ってY軸方向に移動せしめられる。
The laser beam irradiation
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット5は、ユニットホルダ51と、該ユニットホルダ51に取り付けられたレーザー光線照射手段52を具備している。ユニットホルダ51は、上記装着部422に設けられた一対の案内レール423、423に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝511、511が設けられており、この被案内溝511、511を上記案内レール423、423に嵌合することにより、Z軸方向に移動可能に支持される。
The laser
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット5は、ユニットホルダ51を一対の案内レール423、423に沿ってZ軸方向に移動させるための集光点位置調整手段53を具備している。集光点位置調整手段53は、一対の案内レール423、423の間に配設された雄ネジロッド(図示せず)と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ532等の駆動源を含んでおり、パルスモータ532によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ51およびレーザー光線照射手段52を案内レール423、423に沿ってZ軸方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ532を正転駆動することによりレーザー光線照射手段52を上方に移動し、パルスモータ532を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段52を下方に移動するようになっている。
The laser
図示のレーザー光線照射手段52は、上記ユニットホルダ51に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング521と、該ケーシング521内に配設されたYAGレーザー発振器或いはYVO4レーザー発振器等のレーザー光線発振手段(図示せず)と、ケーシング521の先端に配設されレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光して上記チャックテーブル36に保持された被加工物に照射する集光器524を具備している。
The illustrated laser beam irradiation means 52 includes a
上記レーザー光線照射手段52を構成するケーシング521の先端部には、レーザー光線照射手段52によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段6が配設されている。この撮像手段6は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子(CCD)の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子(赤外線CCD)等で構成されており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。
An
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、図2に示す制御手段7を具備している。制御手段7はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置(CPU)71と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ(ROM)72と、後述する被加工物の設計値のデータや演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)73と、カウンター74と、計時手段としてのタイマー75、入力インターフェース76および出力インターフェース77とを備えている。制御手段7の入力インターフェース76には、上記X軸方向位置検出手段374、Y軸方向位置検出手段384および撮像手段6等からの検出信号が入力される。そして、制御手段7の出力インターフェース77からは、上記パルスモータ372、パルスモータ382、パルスモータ432、パルスモータ532、レーザー光線照射手段52等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ(RAM)73は、上記撮像手段6によって後述する半導体ウエーハに設定された分割予定ラインの座標を記録する第1の記録領域73aや後述する加工が施された分割予定ラインの座標を記録する第2の記録領域73bおよびその他の記憶領域を備えている。
The laser processing apparatus in the illustrated embodiment includes a control means 7 shown in FIG. The control means 7 is constituted by a computer, and a central processing unit (CPU) 71 that performs arithmetic processing according to a control program, a read only memory (ROM) 72 that stores a control program and the like, and a design value of a workpiece to be described later. A readable / writable random access memory (RAM) 73 for storing data, calculation results, and the like, a
上述した制御手段7は、レーザー加工装置を構成する上記各機構および装置に電力を供給するための電源8およびバックアップ電源80に接続されている。従って、電源8が遮断されても制御手段7にはバックアップ電源80から電力が供給される。
The control means 7 described above is connected to a power source 8 and a
次に、上述したレーザー加工装置を用いて被加工物としてのウエーハの内部に改質層を形成するレーザー加工について説明する。
図3には、被加工物としての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図3に示す半導体ウエーハ10は例えば厚みが100μmのシリコンウエーハからなっており、表面10aには複数の分割予定ライン101が格子状に形成されている。このように構成された半導体ウエーハ10は、図4に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に表面10aが貼着される(ウエーハ貼着工程)。従って、ダイシングテープTの表面に貼着された半導体ウエーハ10は、裏面10bが上側となる。
Next, laser processing for forming a modified layer inside a wafer as a workpiece using the above-described laser processing apparatus will be described.
FIG. 3 is a perspective view of a semiconductor wafer as a workpiece. A
上述したウエーハ貼着工程を実施したならば、図1に示すレーザー加工装置のチャックテーブル36上に半導体ウエーハ10のダイシングテープT側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、ダイシングテープTを介して半導体ウエーハ10をチャックテーブル36上に吸引保持する(ウエーハ保持工程)。従って、チャックテーブル36にダイシングテープTを介して保持された半導体ウエーハ10は、裏面10bが上側となる。また、環状のフレームFは、クランプ362によって固定される。
If the wafer sticking step described above is performed, the dicing tape T side of the
上述したように半導体ウエーハ10を吸引保持したチャックテーブル36は、X軸移動手段37によって撮像手段6の直下に位置付けられる。このようにしてチャックテーブル36が撮像手段6の直下に位置付けられると、撮像手段6および制御手段7によって半導体ウエーハ10のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段6および制御手段7は、半導体ウエーハ10の表面10aに所定方向に形成されている分割予定ライン101と、該分割予定ライン101に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段52を構成する集光器524との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する(アライメント工程)。また、半導体ウエーハ10の表面10aに形成されている所定方向と直交する方向に形成されている分割予定ライン101に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される(アライメント工程)。このとき、半導体ウエーハ10の複数の分割予定ライン101が形成されている表面10aは下側に位置しているが、撮像手段6が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子(赤外線CCD)等で構成された撮像手段を備えているので、裏面10bから透かして分割予定ライン101を撮像することができる。
As described above, the chuck table 36 that sucks and holds the
上述したようにアライメント工程が実施されると、チャックテーブル36上の半導体ウエーハ10は、図5の(a)に示す座標位置に位置付けられた状態となる。なお、図5の(b)はチャックテーブル36即ち半導体ウエーハ10を図5の(a)に示す状態から90度回転した状態を示している。
As described above, when the alignment process is performed, the
上述したように図5の(a)および図5の(b)に示す座標位置に位置付けられた状態の半導体ウエーハ10における複数の分割予定ライン101の設計上の座標が制御手段7のランダムアクセスメモリ(RAM)73の第1の記録領域73aに記録されている。
As described above, the design coordinates of the plurality of scheduled
以上のようにしてアライメント工程を実施したならば、チャックテーブル36を移動して図5の(a)において最下位の分割予定ライン101をレーザー光線照射手段52の集光器524の直下に位置付ける。そして、更に図6の(a)で示すように分割予定ライン101の一端(図6の(a)において左端)を集光器524の直下に位置付ける。そして、集光器524を通して照射されるパルスレーザー光線の集光点Pを半導体ウエーハ10の厚み方向中間位置に位置付ける。
When the alignment process is performed as described above, the chuck table 36 is moved so that the
次に、レーザー光線照射手段52を作動し集光器524を通してシリコンウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射するとともに、X軸移動手段37を作動してチャックテーブル36を図6の(a)において矢印X1で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図6の(b)で示すようにレーザー光線照射手段52の集光器524の照射位置が分割予定ライン101の他端(図6の(b)において右端)の位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル36の移動を停止する(改質層形成工程)。この結果、ウエーハ10には図6の(b)に示すように分割予定ライン101に沿って改質層110が形成される。
Next, the laser beam irradiating means 52 is operated to irradiate a pulse laser beam having a wavelength that is transmissive to the silicon wafer through the
上記の改質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 :半導体励起固体レーザー(Nd:YAG)
レーザー光線の波長 :1064nm
繰り返し周波数 :100kHz
平均出力 :0.3W
集光スポット径 :φ1μm
加工送り速度 :400mm/秒
The processing conditions in the modified layer forming step are set as follows, for example.
Light source: Semiconductor-excited solid-state laser (Nd: YAG)
Laser beam wavelength: 1064 nm
Repetition frequency: 100 kHz
Average output: 0.3W
Condensing spot diameter: φ1μm
Processing feed rate: 400 mm / sec
以上のようにして、半導体ウエーハ10の図5の(a)において最下位の分割予定ライン101に沿って上記改質層形成工程を実施したならば、第1のY軸移動手段38を作動してチャックテーブル36を分割予定ライン101の間隔だけY軸方向に移動して最下位から2本目の分割予定ライン101をレーザー光線照射手段52の集光器524の直下に位置付ける。そして、最下位から2本目の分割予定ライン101に沿って上記改質層形成工程を実施する。そして、順次上側の分割予定ライン101に沿って上記改質層形成工程を実施する。なお、上述した改質層形成工程を実施している際には、制御手段7は上記X軸方向位置検出手段374およびY軸方向位置検出手段384からの検出信号に基づいて改質層形成加工が施された分割予定ライン101の座標をランダムアクセスメモリ(RAM)73の第2の記録領域73bに記録する。
As described above, when the modified layer forming step is performed along the
上述したように改質層形成工程を実施している際に、電源8の遮断や機械トラブル等に起因して作業が中断する場合がある。そして、その後電源8やトラブルが回復したら作業を再開する。なお、電源8が遮断した場合にはバックアップ電源80によって制御手段7に電力が供給されるので、ランダムアクセスメモリ(RAM)73等に記録されたデータが消滅することはない。しかるに、レーザー加工装置の各構成機構は上述した加工を継続することにより温まり、作業が中断することによって冷却される。このため、作業が中断した状態から作業を再開するまでの時間が例えば5分以上になると、各構成機構が冷却して変位する量が多くなるので、チャックテーブル36に保持された半導体ウエーハ10の加工位置に狂いが生ずる。そこで、上述したレーザー加工装置においては、作業を再開するための信号が制御手段7に入力されると、制御手段7は第2の記録領域73bに記録された加工情報と第1の記録領域73aに記録されている半導体ウエーハ10に設定された複数の分割予定ラインの座標情報に基づいて未加工の分割予定ラインを特定する。そして、制御手段7は計時手段としてのタイマー75によって計時された作業が中断した時点から作業を再開する時点までの経過時間が例えば5分以上か否かを判定し、経過時間が5分以上である場合にはX軸移動手段37を作動して半導体ウエーハ10を吸引保持したチャックテーブル36を撮像手段6の撮像領域に移動し、図7に示すようにチャックテーブル36に保持された半導体ウエーハ10における作業が中断された位置を撮像手段6の直下に位置付ける。そして、制御手段7は、撮像手段6を作動して未加工の分割予定ライン101の座標を検出する再アライメントを実行する(再アライメント工程)。この再アライメント工程は、上述したアライメント工程と同様に実施することができる。
As described above, when the modified layer forming step is being performed, the work may be interrupted due to the interruption of the power supply 8 or mechanical troubles. Then, when the power source 8 and the trouble are recovered, the operation is resumed. When the power supply 8 is cut off, power is supplied to the control means 7 by the
以上のようにして再アライメント工程を実施したならば、制御手段7はX軸移動手段37および第1のY軸移動手段38を制御してチャックテーブル36を移動し、図8で示すようにチャックテーブル36に保持された半導体ウエーハ10における未加工の分割予定ライン101の作業が中断された位置を集光器524の直下に位置付ける。そして、制御手段7は集光器524を通して照射されるパルスレーザー光線の集光点Pを半導体ウエーハ10の厚み方向中間位置に位置付ける。
When the realignment process is performed as described above, the control means 7 controls the X-axis moving means 37 and the first Y-axis moving means 38 to move the chuck table 36, and as shown in FIG. The position where the operation of the
次に、制御手段7はレーザー光線照射手段52を作動し集光器524を通してシリコンウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射するとともに、X軸移動手段37を作動してチャックテーブル36を図7において矢印X1で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめることにより上述した改質層形成工程を実施する。以後、全ての未加工の分割予定ライン101に沿って改質層形成工程を実施する(再加工工程)。
Next, the control means 7 operates the laser beam irradiating means 52 to irradiate a pulse laser beam having a wavelength that is transmissive to the silicon wafer through the
以上のように、作業が中断した時点から作業を再開する時点までの経過時間が例えば5分以上の場合には、第2の記録領域73bに記録された加工情報と第1の記録領域73aに記録されている半導体ウエーハ10に設定された複数の分割予定ラインの座標情報に基づいて未加工の分割予定ラインを特定し、撮像手段6を作動してチャックテーブル36に保持され加工作業が中断された半導体ウエーハ10に設定されている未加工の分割予定ライン101を検出する再アライメントを実行した後、未加工の分割予定ライン101に沿って再加工するので、未加工の分割予定ライン101に沿って確実に加工することができる。
As described above, when the elapsed time from the time when the work is interrupted to the time when the work is resumed is, for example, 5 minutes or longer, the processing information recorded in the
なお、作業を再開するための信号が制御手段7に入力され、作業が中断した時点から作業を再開する時点までの経過時間が5分未満である場合には、レーザー加工装置の各構成機構の冷却による変位が僅かであるため、ランダムアクセスメモリ(RAM)73の第1の記録領域73aおよび第2の記録領域73bに記録されている情報に基づいて未加工の分割予定ラインとしての分割予定ライン101に沿って改質層形成工程を実施する。
When a signal for resuming the work is input to the control means 7 and the elapsed time from the time when the work is interrupted to the time when the work is resumed is less than 5 minutes, each component mechanism of the laser processing apparatus Since the displacement due to cooling is slight, the line to be divided as an unprocessed line to be divided based on the information recorded in the first recording area 73a and the
以上、本発明をレーザー加工装置に適用した例を示したが、本発明はウエーハを複数の分割予定ラインに沿って切断する切削装置に適用しても同様の作用効果が得られる。 In the above, an example in which the present invention is applied to a laser processing apparatus has been shown. However, the same effect can be obtained even if the present invention is applied to a cutting apparatus that cuts a wafer along a plurality of division lines.
2:静止基台
3:チャックテーブル機構
36:チャックテーブル
37:X軸移動手段
38:第1のY軸移動手段
4:レーザー光線照射ユニット支持機構
43:第2のY軸移動手段
5:レーザー光線照射ユニット
52:レーザー光線照射手段
524:集光器
53:集光点位置調整手段
6:撮像手段
7:制御手段
8:電源
80:バックアップ電源
10:半導体ウエーハ
F:環状のフレーム
T:ダイシングテープ
2: stationary base 3: chuck table mechanism 36: chuck table 37: X-axis moving means 38: first Y-axis moving means 4: laser beam irradiation unit support mechanism 43: second Y-axis moving means 5: laser beam irradiation unit 52: Laser beam irradiation means 524: Condenser 53: Condensing point position adjusting means 6: Imaging means 7: Control means 8: Power supply 80: Backup power supply 10: Semiconductor wafer F: Ring frame T: Dicing tape
Claims (1)
被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物に加工を施す加工手段と、該被加工物保持手段と該加工手段とをX軸方向に相対的に加工送りするX軸移動手段と、該被加工物保持手段と該加工手段とをX軸方向に直交するY軸方向に割り出し送りするY軸移動手段と、該X軸移動手段によるX軸方向移動位置を検出するX軸方向位置検出手段と、該Y軸移動手段によるY軸方向移動位置を検出するY軸方向位置検出手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物に設定された分割予定ラインを検出する撮像手段と、該X軸方向位置検出手段と該Y軸方向位置検出手段および該撮像手段の検出信号に基づいて該加工手段と該X軸移動手段および該Y軸移動手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、被加工物に設定された複数の分割予定ラインの座標を記録する第1の記録領域および加工が施された分割予定ラインの座標を記録する第2の記録領域を備えたメモリと、計時手段とを具備しており、該撮像手段を作動して該被加工物保持手段に保持され被加工物の加工領域を検出するアライメントを実行して加工作業を実施し、加工作業が中断した後に加工作業を再開する際には、該計時手段によって計時された加工作業が中断した時点から加工作業を再開する時点までの経過時間が所定時間を経過したか否かを判定し、該経過時間が所定時間を経過した場合に該第2の記録領域に記録された加工情報と該第1の記録領域に記録されている被加工物に設定された複数の分割予定ラインの座標情報に基づいて未加工の分割予定ラインを特定し、該撮像手段を作動して該被加工物保持手段に保持され加工作業が中断された被加工物に設定されている未加工の分割予定ラインを検出する再アライメントを実行した後、該X軸移動手段と該Y軸移動手段および該加工手段を制御することにより、被加工物の未加工の分割予定ラインに沿って加工し、該経過時間が所定時間に達していない場合には該第1の記録領域および該第2の記録領域に記録された情報に基づいて該再アライメントをせずに被加工物の未加工の分割予定ラインに沿って加工する、
ことを特徴とする加工装置。 A processing device that performs processing along a plurality of scheduled division lines set on a workpiece,
A workpiece holding means for holding the workpiece, a processing means for processing the workpiece held by the workpiece holding means, and the workpiece holding means and the processing means in the X-axis direction. X-axis moving means for relatively machining and feeding, Y-axis moving means for indexing and feeding the workpiece holding means and the machining means in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and X by the X-axis moving means X-axis direction position detection means for detecting the axial movement position, Y-axis direction position detection means for detecting the Y-axis direction movement position by the Y-axis movement means, and the workpiece held by the workpiece holding means An imaging means for detecting a division-scheduled line set to the X-axis direction position detecting means, the Y-axis direction position detecting means, and the processing means, the X-axis moving means, and the Control means for controlling the Y-axis moving means,
The control means includes a first recording area for recording the coordinates of a plurality of scheduled division lines set on the workpiece, and a memory having a second recording area for recording the coordinates of the scheduled division lines that have been processed. And time measuring means, and performing the machining operation by executing the alignment for detecting the machining area of the workpiece held by the workpiece holding means by operating the imaging means. When resuming the machining operation after the interruption, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed from the time when the machining operation timed by the time measuring means is interrupted to the time when the machining operation is resumed. When the elapsed time exceeds a predetermined time, the processing information recorded in the second recording area and the coordinate information of the plurality of scheduled division lines set in the workpiece recorded in the first recording area Raw splitting plan based on After performing the realignment to detect the unscheduled division line set on the workpiece that is held by the workpiece holding unit and the machining operation is interrupted by operating the imaging unit When the X-axis moving means, the Y-axis moving means and the machining means are controlled to process along the unscheduled division line of the workpiece and the elapsed time has not reached the predetermined time Is processed along the unscheduled division lines of the workpiece without the realignment based on the information recorded in the first recording area and the second recording area ,
A processing apparatus characterized by that.
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