JP6649705B2 - Laser processing method - Google Patents

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本発明は、ガラス板や半導体ウエーハ等の被加工物にレーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成するレーザー加工方法に関する。   The present invention relates to a laser processing method for forming a laser processing groove by irradiating a workpiece such as a glass plate or a semiconductor wafer with a laser beam.

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状であるシリコン基板の表面に格子状に形成された複数の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 a semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are divided by a plurality of planned dividing lines formed in a lattice on the surface of a substantially disk-shaped silicon substrate, and devices such as ICs and LSIs are divided into the divided regions. Form. Then, the semiconductor wafer is cut along the dividing lines to divide the region where the devices are formed, thereby manufacturing individual devices.

上述した半導体ウエーハ等のウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射することによりアブレーション加工を施してレーザー加工溝を形成する技術が実用化されている。   As a method of dividing a wafer such as a semiconductor wafer described above along a planned dividing line, a laser beam having an absorptive wavelength is applied to the wafer along the planned dividing line to perform ablation processing to form a laser-processed groove. The forming technology has been put to practical use.

上述したようにウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射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レーザー光線照射手段と、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備しており、曲線加工が可能なことからガラス等の被加工物を複雑な形状に加工することができる(例えば、特許文献1参照)。   As described above, a laser processing apparatus that irradiates a wafer with a laser beam having an absorptive wavelength to a wafer includes a workpiece holding unit that holds a workpiece, and a workpiece held by the workpiece holding unit. Laser beam irradiating means for irradiating a laser beam, and a moving means for relatively moving the workpiece holding means and the laser beam irradiating means are provided. It can be processed into a complicated shape (for example, see Patent Document 1).

特開2007−275962号公報JP 2007-275962 A

上述したように、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すと、アブレーション加工によって形成されたレーザー加工溝の両側にクラックが発生して製品の品質を低下させるという問題がある。   As described above, when a workpiece is irradiated with a laser beam having an absorptive wavelength and subjected to ablation processing, cracks occur on both sides of the laser processing groove formed by the ablation processing and the quality of the product deteriorates. There is a problem of causing.

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、アブレーション加工によって形成されたレーザー加工溝に沿って発生するクラックを除去することができるレーザー加工方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above facts, and a main technical problem thereof is to provide a laser processing method capable of removing a crack generated along a laser processing groove formed by ablation processing. is there.

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パルスレーザー光線発振器によって発振したレーザー光線を集光して照射する集光器を備えたレーザー光線照射手段と、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備するレーザー加工装置を用いたレーザー加工方法であって、
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加工ラインに沿って被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該パルスレーザー光線発振器によって発振し該集光器にて集光し照射してアブレーション加工を施すことにより、被加工物に加工ラインに沿って第1のレーザー加工溝を形成する第1の加工工程と、
該第1の加工工程を実施した後、該第1のレーザー加工溝に隣接して該集光器によって集光される該パルスレーザー光線発振器によって発振したレーザー光線の集光スポットを位置付け、該第1のレーザー加工溝に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、被加工物に該第1のレーザー加工溝に沿って第2のレーザー加工溝を形成する第1の加工工程とは別に実施される第2の加工工程と、を含み、
該第2の加工工程は、該集光スポットを該第1のレーザー加工溝に重合して照射するものであり、且つ、被加工物が第1のレーザー加工溝を挟んで製品となる製品領域と廃棄する廃棄領域とに分かれるものであって、該第2の加工工程は製品領域側に実施するレーザー加工方法が提供される。
In order to solve the main technical problem, according to the present invention, a workpiece holding means for holding a workpiece, and a laser beam oscillated by a pulse laser beam oscillator on the workpiece held by the workpiece holding means. A laser processing method using a laser processing apparatus comprising: a laser beam irradiating unit having a condenser for condensing and irradiating the laser beam; and a moving unit for relatively moving the workpiece holding unit and the laser beam irradiating unit. And
A laser beam having a wavelength that is absorptive to the workpiece is oscillated by the pulse laser beam oscillator along a processing line set on the workpiece held by the workpiece holding means, and collected by the condenser. A first processing step of forming a first laser processing groove on a workpiece along a processing line by performing ablation processing by irradiating light;
After performing the first processing step, a converging spot of a laser beam oscillated by the pulsed laser beam oscillator condensed by the concentrator is positioned adjacent to the first laser processing groove. By performing ablation by irradiating a laser beam along the laser processing groove, the processing is performed separately from the first processing step of forming a second laser processing groove along the first laser processing groove on the workpiece. A second processing step to be performed,
The second processing step includes irradiating the converging spot onto the first laser processing groove to irradiate the first laser processing groove, and a product area in which a workpiece becomes a product with the first laser processing groove interposed therebetween. It is those divided into a waste area for disposal and, second processing step is the laser processing how to practice the product area side is provided.

上記第2の加工工程は、レーザー光線の集光スポットを第1のレーザー加工溝に対して10〜90%の範囲で重合して照射する。   In the second processing step, the condensed spot of the laser beam is polymerized and irradiated to the first laser processing groove in a range of 10 to 90%.

本発明によるレーザー加工方法は、被加工物保持手段に保持された被加工物に設定された加工ラインに沿って被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該パルスレーザー光線発振器によって発振し該集光器にて集光し照射してアブレーション加工を施すことにより、被加工物に加工ラインに沿って第1のレーザー加工溝を形成する第1の加工工程と、該第1の加工工程を実施した後、第1のレーザー加工溝に隣接して集光器によって集光される該パルスレーザー光線発振器によって発振したレーザー光線の集光スポットを位置付け、第1のレーザー加工溝に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、被加工物に該第1のレーザー加工溝に沿って第2のレーザー加工溝を形成する第1の加工工程とは別に実施される第2の加工工程と、を含み、該第2の加工工程は、集光スポットを第1のレーザー加工溝に重合して照射すものであり、且つ、被加工物が第1のレーザー加工溝を挟んで製品となる製品領域と廃棄する廃棄領域とに分かれるものであって、該第2の加工工程は製品領域側に実施するので、被加工物に形成された第1のレーザー加工溝に沿って発生したクラックが第2の加工工程によってアブレーション加工されて消滅するとともに、第2の加工工程で照射されるレーザー光線のエネルギーが第1のレーザー加工溝に吸収されてクラックの発生が抑制される。従って、第2のレーザー加工溝に沿ってクラックが発生することがなく、クラックの発生によって製品の品質の低下を招くという問題が解消される。 In the laser processing method according to the present invention, the pulse laser beam oscillator oscillates a laser beam having a wavelength that is absorptive to the workpiece along a processing line set on the workpiece held by the workpiece holding means. A first processing step of forming a first laser processing groove on a workpiece along a processing line by performing ablation processing by condensing and irradiating the light with the light collector; and the first processing step. Is performed, the converging spot of the laser beam oscillated by the pulsed laser beam oscillator condensed by the concentrator is positioned adjacent to the first laser processing groove, and the laser beam is irradiated along the first laser processing groove. And performing ablation processing, thereby forming a second laser processing groove along the first laser processing groove in the workpiece, separately from the first processing step. It includes a second processing step is carried out, a step of processing the second is intended to irradiation by polymerizing condensed spot on the first laser groove, and, the workpiece is first be those divided into a waste area for discarding the product to become the product area across the laser processed groove, the second processing step Runode be carried in the product area side, a first formed in the workpiece Cracks generated along the laser processing groove disappear by being ablated in the second processing step, and the energy of the laser beam irradiated in the second processing step is absorbed by the first laser processing groove to generate a crack. Is suppressed. Therefore, cracks do not occur along the second laser processing grooves, and the problem that cracks cause deterioration in product quality is solved.

本発明によるレーザー加工方法を実施するためのレーザー加工装置の斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a laser processing apparatus for performing a laser processing method according to the present invention. 図1に示すレーザー加工装置に装備されるレーザー光線照射手段のブロック構成図。FIG. 2 is a block diagram of a laser beam irradiation unit provided in the laser processing apparatus shown in FIG. 1. 図1に示すレーザー加工装置に装備される制御手段のブロック構成図。FIG. 2 is a block configuration diagram of control means provided in the laser processing apparatus shown in FIG. 1. 被加工物としてのガラス板および該ガラス板を環状のフレームに装着された保護テープに貼着した状態を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a glass plate as a workpiece and a state in which the glass plate is attached to a protective tape mounted on an annular frame. 図4に示すガラス板が図1に示すレーザー加工装置のチャックテーブルの所定位置に保持された状態における座標位置との関係を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship with a coordinate position in a state where the glass plate shown in FIG. 4 is held at a predetermined position on a chuck table of the laser processing apparatus shown in FIG. 1. 図1に示すレーザー加工装置によって実施する本発明によるレーザー加工方法の第1の実施形態における第1の加工工程を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory view showing a first processing step in the first embodiment of the laser processing method according to the present invention, which is performed by the laser processing apparatus shown in FIG. 1. 図6に示す本発明によるレーザー加工方法の第1の実施形態における第1の加工工程が実施されたガラス板の平面図およびガラス板に形成された第1のレーザー加工溝の状態を示す説明図。FIG. 6 is a plan view of a glass plate on which a first processing step is performed in the first embodiment of the laser processing method according to the present invention shown in FIG. 6 and an explanatory diagram showing a state of a first laser processing groove formed in the glass plate. . 本発明によるレーザー加工方法の第1の実施形態における第2の加工工程を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing a second processing step in the first embodiment of the laser processing method according to the present invention. 被加工物としての半導体ウエーハおよび該半導体ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープに貼着した状態を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing a semiconductor wafer as a workpiece and a state where the semiconductor wafer is attached to a protective tape attached to an annular frame. 図1に示すレーザー加工装置によって実施する本発明によるレーザー加工方法の参考例における第1の加工工程を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory view showing a first processing step in a reference example of the laser processing method according to the present invention, which is performed by the laser processing apparatus shown in FIG. 1. 図10に示す本発明によるレーザー加工方法の参考例における第1の加工工程が実施された半導体ウエーハの平面図および半導体ウエーハに形成された第1のレーザー加工溝の状態を示す説明図。FIG. 11 is a plan view of a semiconductor wafer on which a first processing step is performed in the reference example of the laser processing method according to the present invention shown in FIG. 10 and an explanatory diagram showing a state of a first laser processing groove formed in the semiconductor wafer. 本発明によるレーザー加工方法の参考例における第2の加工工程を示す説明図。Explanatory drawing which shows the 2nd processing process in the reference example of the laser processing method by this invention.

以下、本発明によるレーザー加工方法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。   Hereinafter, preferred embodiments of the laser processing method according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

図1には、本発明によるレーザー加工方法を実施するため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1は、静止基台2と、該静止基台2に矢印Xで示すX軸方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構3と、静止基台2上に配設されたレーザー光線照射手段としてのレーザー光線照射ユニット4とを具備している。   FIG. 1 is a perspective view of a laser processing apparatus for performing a laser processing method according to the present invention. A laser processing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a stationary base 2, a chuck table mechanism 3 movably disposed in the X-axis direction indicated by an arrow X on the stationary base 2 to hold a workpiece, and a stationary base 2. A laser beam irradiating unit 4 as a laser beam irradiating means disposed on the table 2;

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X軸方向と直交する矢印Yで示す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の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動すること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、被加工物を保護テープを介して支持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 chuck table mechanism 3 includes a pair of guide rails 31, 31 disposed in parallel on the stationary base 2 along the X-axis direction, and movably disposed on the guide rails 31, 31 in the X-axis direction. A first sliding block 32 provided; a second sliding block 33 disposed on the first sliding block 32 so as to be movable in a Y-axis direction indicated by an arrow Y perpendicular to the X-axis direction; A cover table 35 supported by a cylindrical member 34 on a second sliding block 33 and a chuck table 36 as workpiece holding means are provided. The chuck table 36 has a suction chuck 361 formed of a porous material, and holds a workpiece on a holding surface, which is an upper surface of the suction chuck 361, by operating a suction unit (not shown). ing. The chuck table 36 configured as described above is rotated by a pulse motor (not shown) provided in the cylindrical member 34. The chuck table 36 is provided with a clamp 362 for fixing an annular frame that supports the workpiece via a protective tape.

上記第1の滑動ブロック32は、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、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軸方向移動手段37を具備している。X軸方向移動手段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 grooves 321, 321 fitted on the pair of guide rails 31, 31 on the lower surface, and is formed in parallel on the upper surface along the Y-axis direction. A pair of guide rails 322 and 322 are provided. The first sliding block 32 configured as described above moves in the X-axis direction along the pair of guide rails 31, 31 by the guided grooves 321 being fitted into the pair of guide rails 31, 31. It is configured to be possible. The illustrated chuck table mechanism 3 includes an X-axis direction moving means 37 for moving the first sliding block 32 along the pair of guide rails 31 in the X-axis direction. The X-axis direction moving means 37 includes a male screw rod 371 disposed in parallel between the pair of guide rails 31 and 31 and a drive source such as a pulse motor 372 for driving the male screw rod 371 to rotate. I have. One end of the male screw rod 371 is rotatably supported by a bearing block 373 fixed to the stationary base 2, and the other end is operatively connected to the output shaft of the pulse motor 372. Note that the male screw rod 371 is screwed into a through female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided to project from the lower surface of the central portion of the first sliding block 32. Accordingly, the first sliding block 32 is moved in the X-axis direction along the guide rails 31, 31 by driving the male screw rod 371 to rotate forward and reverse by the pulse motor 372.

図示のレーザー加工装置1は、上記チャックテーブル36の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、例えば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X軸方向位置を検出する。なお、上記X軸方向移動手段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X軸方向位置を検出することもできる。また、上記X軸方向移動手段37の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が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X軸方向位置を検出することもできる。   The illustrated laser processing apparatus 1 includes an X-axis direction position detector 374 for detecting the position of the chuck table 36 in the X-axis direction. The X-axis direction position detecting means 374 includes a linear scale 374a disposed along the guide rail 31 and a reading disposed on the first sliding block 32 and moving along the linear scale 374a together with the first sliding block 32. And a head 374b. The reading head 374b of the X-axis direction position detecting means 374 sends a pulse signal of, for example, one pulse every 1 μm to a control means described later. Then, the control means described later detects the position of the chuck table 36 in the X-axis direction by counting the input pulse signals. When a pulse motor 372 is used as a drive source of the X-axis direction moving means 37, a drive pulse of a control means, which will be described later, which outputs a drive signal to the pulse motor 372, is counted. An axial position can also be detected. When a servomotor is used as a drive source of the X-axis direction moving means 37, a pulse signal output from a rotary encoder for detecting the number of rotations of the servomotor is sent to a control means described later, and the control means inputs the pulse signal. By counting the pulse signals, the position of the chuck table 36 in the X-axis direction can be detected.

上記第2の滑動ブロック33は、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Y軸方向移動手段38を具備している。Y軸方向移動手段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、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、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 block 33 has a pair of guided grooves 331 and 331 fitted on a lower surface thereof with a pair of guide rails 322 and 322 provided on the upper surface of the first sliding block 32. By fitting the guided grooves 331 and 331 into the pair of guide rails 322 and 322, the guide grooves 331 and 331 can be moved in the Y-axis direction. The illustrated chuck table mechanism 3 includes a Y-axis direction moving unit 38 for moving the second sliding block 33 in the Y-axis direction along a pair of guide rails 322 and 322 provided on the first sliding block 32. I have it. The Y-axis direction moving means 38 includes a male screw rod 381 disposed in parallel between the pair of guide rails 322, 322, and a drive source such as a pulse motor 382 for rotating the male screw rod 381. I have. One end of the male screw rod 381 is rotatably supported by a bearing block 383 fixed to the upper surface of the first sliding block 32, and the other end is operatively connected to the output shaft of the pulse motor 382. Note that the male screw rod 381 is screwed into a through female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided to protrude from the lower surface of the central portion of the second sliding block 33. Accordingly, the second sliding block 33 is moved in the Y-axis direction along the guide rails 322 and 322 by driving the male screw rod 381 to rotate forward and reverse by the pulse motor 382.

図示のレーザー加工装置1は、上記第2の滑動ブロック33の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。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、例えば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Y軸方向位置を検出する。なお、上記Y軸方向移動手段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Y軸方向位置を検出することもできる。また、上記Y軸方向移動手段38の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が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Y軸方向位置を検出することもできる。   The illustrated laser processing apparatus 1 includes a Y-axis direction position detecting unit 384 for detecting the position of the second sliding block 33 in the Y-axis direction. The Y-axis direction position detecting means 384 includes a linear scale 384a provided along the guide rail 322 and a reading provided on the second sliding block 33 and moving along the linear scale 384a together with the second sliding block 33. And a head 384b. The read head 384b of the Y-axis direction position detecting means 384 sends a pulse signal of, for example, one pulse every 1 μm to a control means described later. Then, the control means described later detects the position of the chuck table 36 in the Y-axis direction by counting the input pulse signals. When the pulse motor 382 is used as a drive source of the Y-axis direction moving means 38, the Y-direction of the chuck table 36 is counted by counting a drive pulse of a control means which outputs a drive signal to the pulse motor 382, which will be described later. The axial position can also be detected. When a servomotor is used as a drive source of the Y-axis direction moving means 38, a pulse signal output from a rotary encoder that detects the number of rotations of the servomotor is sent to a control means described later, and the control means inputs the pulse signal. By counting the pulse signals, the position of the chuck table 36 in the Y-axis direction can be detected.

上記レーザー光線照射ユニット4は、上記静止基台2上に配設された支持部材41と、該支持部材41によって支持され実質上水平に延出するケーシング42と、該ケーシング42に配設されたレーザー光線照射手段5と、ケーシング42の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段6を具備している。なお、撮像手段6は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子(CCD)等を備え、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。   The laser beam irradiation unit 4 includes a support member 41 provided on the stationary base 2, a casing 42 supported by the support member 41 and extending substantially horizontally, and a laser beam provided on the casing 42. The apparatus includes an irradiating unit 5 and an imaging unit 6 disposed at the front end of the casing 42 and detecting a processing region to be laser-processed. The imaging unit 6 includes an illumination unit that illuminates the workpiece, an optical system that captures an area illuminated by the illumination unit, an imaging device (CCD) that captures an image captured by the optical system, and the like. Then, the captured image signal is sent to the control means described later.

上記レーザー光線照射手段5について、図2を参照して説明する。
図示のレーザー光線照射手段5は、パルスレーザー光線発振手段51と、該パルスレーザー光線発振手段51から発振されたパルスレーザー光線の出力を調整する出力調整手段52と、該出力調整手段52によって出力が調整されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル36に保持された被加工物に照射する集光器53を具備している。パルスレーザー光線発振手段51は、パルスレーザー光線発振器511と、これに付設された繰り返し周波数設定手段512とから構成されている。なお、パルスレーザー光線発振手段51のパルスレーザー光線発振器511は、図示の実施形態においては波長が355nmのパルスレーザー光線LBを発振する。上記集光器53は、上記パルスレーザー光線発振手段51から発振され出力調整手段52によって出力が調整されたパルスレーザー光線を図2において下方に向けて方向変換する方向変換ミラー531と、該方向変換ミラー531によって方向変換されたパルスレーザー光線を集光してチャックテーブル36に保持された被加工物Wに照射する集光レンズ532とからなっている。なお、集光器53によって集光されるパルスレーザー光線の集光点(集光スポット)位置は、図示しない集光点位置調整手段によってチャックテーブル36の上面である保持面に対して垂直な方向(Z軸方向)に調整されるようになっている。このように構成されたレーザー光線照射手段5のパルスレーザー光線発振手段51および出力調整手段52は、後述する制御手段によって制御される。
The laser beam irradiation means 5 will be described with reference to FIG.
The illustrated laser beam irradiation unit 5 includes a pulse laser beam oscillation unit 51, an output adjustment unit 52 that adjusts the output of the pulse laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillation unit 51, and a pulse whose output is adjusted by the output adjustment unit 52. A concentrator 53 for condensing the laser beam and irradiating the work held on the chuck table 36 with the laser beam is provided. The pulse laser beam oscillation means 51 includes a pulse laser beam oscillator 511 and a repetition frequency setting means 512 attached thereto. The pulse laser beam oscillator 511 of the pulse laser beam oscillator 51 oscillates a pulse laser beam LB having a wavelength of 355 nm in the illustrated embodiment. The condenser 53 includes a direction changing mirror 531 for changing the direction of the pulse laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillating unit 51 and having its output adjusted by the output adjusting unit 52 downward in FIG. And a condensing lens 532 that condenses the pulse laser beam whose direction has been changed by the laser beam and irradiates the work W held on the chuck table 36. The focal point (focus spot) of the pulsed laser beam focused by the condenser 53 is set in a direction perpendicular to the holding surface, which is the upper surface of the chuck table 36, by a focal point position adjusting means (not shown). (Z-axis direction). The pulse laser beam oscillating means 51 and the output adjusting means 52 of the laser beam irradiating means 5 thus configured are controlled by a control means described later.

図示のレーザー加工装置1は、図3に示す制御手段8を具備している。制御手段8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)81と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ(ROM)82と、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)83と、入力インターフェース84および出力インターフェース85とを備えている。制御手段8の入力インターフェース84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、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8の出力インターフェース85からは、上記X軸方向移動手段37、Y軸方向移動手段38、レーザー光線照射手段5のパルスレーザー光線発振手段51および出力調整手段52等に制御信号を出力する。   The illustrated laser processing apparatus 1 includes a control unit 8 shown in FIG. The control means 8 is constituted by a computer, and has a central processing unit (CPU) 81 for performing arithmetic processing according to a control program, a read-only memory (ROM) 82 for storing a control program and the like, and a readable and writable memory for storing an arithmetic result and the like. It has a random access memory (RAM) 83, an input interface 84 and an output interface 85. Detection signals from the X-axis direction position detecting means 374, the Y-axis direction position detecting means 384, the imaging means 6, and the like are input to the input interface 84 of the control means 8. Then, a control signal is output from the output interface 85 of the control means 8 to the X-axis direction moving means 37, the Y-axis direction moving means 38, the pulse laser beam oscillation means 51 of the laser beam irradiation means 5, the output adjusting means 52, and the like.

以上のように構成されたレーザー加工装置1を用いて実施する本発明によるレーザー加工方法について説明する。
図4の(a)には、本発明の第1の実施形態におけるレーザー加工方法によって加工される被加工物としてのガラス板10が示されている。図4の(a)に示すガラス板10は、例えば厚みが200μmの正方形に形成されており、表面10aには加工すべき加工ライン101および加工開始位置101aが印されている。このガラス板10に形成された加工ライン101の座標および加工開始位置101aは、制御手段8を構成するランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納される。なお、加工ライン101および加工開始位置101aは必ずしもガラス板10の表面10aに形成する必要はなく、設定された加工ライン101の座標および加工開始位置101aの座標を制御手段8を構成するランダムアクセスメモリ(RAM)83に格納しておけばよい。このように構成されたガラス板10は、図4の(b)に示すように、環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着された保護テープTの表面に貼着される(被加工物支持工程)。
A laser processing method according to the present invention, which is performed using the laser processing apparatus 1 configured as described above, will be described.
FIG. 4A shows a glass plate 10 as a workpiece to be processed by the laser processing method according to the first embodiment of the present invention. The glass plate 10 shown in FIG. 4A is formed in, for example, a square having a thickness of 200 μm, and a processing line 101 to be processed and a processing start position 101a are marked on the surface 10a. The coordinates of the processing line 101 and the processing start position 101a formed on the glass plate 10 are stored in a random access memory (RAM) 83 constituting the control means 8. The processing line 101 and the processing start position 101a do not necessarily need to be formed on the surface 10a of the glass plate 10, and the set coordinates of the processing line 101 and the coordinates of the processing start position 101a are stored in a random access memory constituting the control means 8. (RAM) 83 may be stored. As shown in FIG. 4B, the glass plate 10 thus configured is attached to the surface of the protective tape T having an outer peripheral portion attached so as to cover the inner opening of the annular frame F. (Workpiece support step).

上述した被加工物支持工程を実施したならば、図1に示すレーザー加工装置1のチャックテーブル36上にガラス板10の保護テープ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、保護テープTを介してガラス板10をチャックテーブル36上に吸引保持する(被加工物保持工程)。従って、チャックテーブル36に保持されたガラス板10は、表面10aが上側となる。なお、ガラス板10が貼着された保護テープTが装着された環状のフレームFは、クランプ362によって固定される。   After the above-described workpiece support step is performed, the protective tape T side of the glass plate 10 is placed on the chuck table 36 of the laser processing apparatus 1 shown in FIG. Then, by operating a suction unit (not shown), the glass plate 10 is suction-held on the chuck table 36 via the protective tape T (workpiece holding step). Therefore, the surface 10a of the glass plate 10 held on the chuck table 36 is on the upper side. The annular frame F to which the protective tape T to which the glass plate 10 is attached is fixed by the clamp 362.

上述したようにガラス板10を吸引保持したチャックテーブル36は、X軸方向移動手段37によって撮像手段6の直下に位置付けられる。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8によってガラス板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工程を実行する。即ち、撮像手段6および制御手段8は、ガラス板10に形成すべき加工ライン101の加工開始位置101aを所定の座標(x1,y1)に位置付けるためのアライメント工程を実施する。このようにしてアライメント工程が行われると、チャックテーブル36上のガラス板10は、図5に示す座標位置に位置付けられた状態となる。   As described above, the chuck table 36 holding the glass plate 10 by suction is positioned directly below the imaging unit 6 by the X-axis direction moving unit 37. When the chuck table 36 is positioned directly below the imaging unit 6, the imaging unit 6 and the control unit 8 execute an alignment step of detecting a processing region of the glass plate 10 to be laser-processed. That is, the imaging unit 6 and the control unit 8 execute an alignment process for positioning the processing start position 101a of the processing line 101 to be formed on the glass plate 10 at the predetermined coordinates (x1, y1). When the alignment process is performed in this manner, the glass plate 10 on the chuck table 36 is positioned at the coordinate position shown in FIG.

上述したガラス板10に形成すべき加工ライン101の加工開始位置101aのアライメント作業を実施したならば、制御手段8はX軸方向移動手段37およびY軸方向移動手段38を作動してチャックテーブル36に保持されたガラス板10に形成すべき加工ライン101の加工開始位置101aをレーザー光線照射手段5の集光器53の直下に位置付ける。次に、図示しない集光点位置調整手段を作動して図6に示すように集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線LBの集光スポット(s)をガラス板10の表面10a(上面)に位置付ける(集光スポット位置付け工程)。   When the above-described alignment work of the processing start position 101a of the processing line 101 to be formed on the glass sheet 10 is performed, the control means 8 operates the X-axis direction moving means 37 and the Y-axis direction moving means 38 to operate the chuck table 36. The processing start position 101a of the processing line 101 to be formed on the glass plate 10 held at the position is positioned immediately below the condenser 53 of the laser beam irradiation means 5. Next, by operating a not-shown condensing point position adjusting means, the condensed spot (s) of the pulsed laser beam LB condensed by the condensing lens 532 of the condensing device 53 as shown in FIG. Positioning on the front surface 10a (upper surface) (focusing spot positioning step).

上述したように集光スポット位置付け工程を実施したならば、レーザー光線照射手段5を作動して集光器53からガラス板10に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線LBを照射しつつX軸方向移動手段37およびY軸方向移動手段38を作動してチャックテーブル36をガラス板10に形成すべき加工ライン101に沿って移動せしめる(第1の加工工程)。このX軸方向移動手段37およびY軸方向移動手段38によるチャックテーブル36の移動は、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から送られる位置情報に基づいて制御される。そして、加工開始位置101aが集光器53の直下に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにX軸方向移動手段37およびY軸方向移動手段38の作動を停止してチャックテーブル36の移動を停止する。この結果、ガラス板10は加工ライン101に沿ってアブレーション加工され、図7の(a)および(b)に示すように加工ラインに沿って第1のレーザー加工溝110が形成される。このようにしてアブレーション加工によって第1のレーザー加工溝110が形成されたガラス板10には、図7の(a)および(b)に示すように第1のレーザー加工溝110の両側にクラック111が発生する。   After the focusing spot positioning step is performed as described above, the laser beam irradiation means 5 is operated to irradiate the glass plate 10 with the pulsed laser beam LB having an absorptive wavelength from the light collector 53 to the X-axis direction. The moving means 37 and the Y-axis direction moving means 38 are operated to move the chuck table 36 along the processing line 101 to be formed on the glass plate 10 (first processing step). The movement of the chuck table 36 by the X-axis direction moving unit 37 and the Y-axis direction moving unit 38 is controlled based on the position information sent from the X-axis direction position detecting unit 374 and the Y-axis direction position detecting unit 384. When the processing start position 101a reaches just below the condenser 53, the irradiation of the pulse laser beam is stopped, and the operations of the X-axis direction moving means 37 and the Y-axis direction moving means 38 are stopped to move the chuck table 36. Stop. As a result, the glass plate 10 is ablated along the processing line 101, and a first laser processing groove 110 is formed along the processing line as shown in FIGS. 7A and 7B. As shown in FIGS. 7A and 7B, cracks 111 are formed on both sides of the first laser processing groove 110 in the glass plate 10 in which the first laser processing groove 110 is formed by the ablation processing. Occurs.

上記第1の加工工程における加工条件は、次のように設定されている。
波長 :355nmのパルスレーザー
繰り返し周波数 :200kHz
平均出力 :3.7W
集光スポット径 :φ15μm
移動速度 :10mm/秒
The processing conditions in the first processing step are set as follows.
Wavelength: 355 nm pulse laser Repetition frequency: 200 kHz
Average output: 3.7W
Focusing spot diameter: φ15 μm
Moving speed: 10mm / sec

上述したように第1の加工工程を実施しガラス板10に設定された加工ライン101に沿って第1のレーザー加工溝110を形成することにより、図7の(a)および(b)に示すようにレーザー加工溝110の両側にクラック111が発生すると、製品の品質が低下する。従って、第1のレーザー加工溝110に沿って発生したクラック111を除去することが望ましい。第1のレーザー加工溝110に沿って発生したクラック111を除去するために、本発明においては第1のレーザー加工溝110に隣接して集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポットを位置付け、第1のレーザー加工溝110に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、ガラス板10に第1のレーザー加工溝110に沿って第2のレーザー加工溝を形成する第2の加工工程を実施する。   As described above, by performing the first processing step and forming the first laser processing groove 110 along the processing line 101 set in the glass plate 10, the first laser processing groove 110 is shown in FIGS. 7A and 7B. If the cracks 111 are formed on both sides of the laser processing groove 110 as described above, the quality of the product is degraded. Therefore, it is desirable to remove the crack 111 generated along the first laser processing groove 110. In order to remove the cracks 111 generated along the first laser processing groove 110, in the present invention, the pulse collected by the condenser lens 532 of the condenser 53 adjacent to the first laser processing groove 110 is used. The laser beam is irradiated along the first laser processing groove 110 to perform the ablation processing by positioning the laser beam focusing spot, and the second laser processing groove is formed along the first laser processing groove 110 on the glass plate 10. Is performed in the second processing step.

上記図7の(a)および(b)に示すように加工ラインに沿って第1のレーザー加工溝110が形成されたガラス板10において、第1のレーザー加工溝110の内側を製品領域120とし、第1のレーザー加工溝110の外側が廃棄領域130として分かれる場合には、第1のレーザー加工溝110に沿って製品領域120に発生したクラック111を除去する。従って、ガラス板10に第1のレーザー加工溝110に沿って第2のレーザー加工溝を形成する第2の加工工程は、製品領域120に実施する。即ち、図8の(a)に示すように第1のレーザー加工溝110に隣接して集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を位置付け、第1のレーザー加工溝110に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、ガラス板10に第1のレーザー加工溝110に沿って第2のレーザー加工溝を形成する第2の加工工程を実施する。このとき、集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝110に重合する。この集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝110に対して重合する割合は、図示の実施形態においては40%に設定されている。なお、集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝110に対して重合する割合は、10〜90%の範囲が望ましい。   As shown in FIGS. 7A and 7B, in the glass plate 10 in which the first laser processing groove 110 is formed along the processing line, the inside of the first laser processing groove 110 is defined as a product area 120. If the outside of the first laser processing groove 110 is divided as a discarded area 130, the crack 111 generated in the product area 120 along the first laser processing groove 110 is removed. Therefore, the second processing step of forming a second laser processing groove along the first laser processing groove 110 in the glass plate 10 is performed on the product area 120. That is, as shown in FIG. 8A, the focused spot (s) of the pulsed laser beam focused by the focusing lens 532 of the focusing device 53 is positioned adjacent to the first laser processing groove 110, and A second processing step of forming a second laser processing groove along the first laser processing groove 110 in the glass plate 10 by irradiating a laser beam along the first laser processing groove 110 and performing ablation processing is performed. carry out. At this time, the focused spot (s) of the pulse laser beam focused by the focusing lens 532 of the focusing device 53 is superimposed on the first laser processing groove 110. The ratio of overlapping the converging spot (s) with the first laser processing groove 110 is set to 40% in the illustrated embodiment. The ratio of the converging spot (s) overlapping the first laser processing groove 110 is preferably in the range of 10 to 90%.

以上のようにして、集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝110に対して40%の位置に位置付けたならば、上記第1の加工工程と同様にレーザー光線照射手段5を作動して集光器53からガラス板10に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつX軸方向移動手段37およびY軸方向移動手段38を作動してチャックテーブル36をガラス板10に形成すべき加工ライン101に沿って移動せしめる(第2の加工工程)。この結果、ガラス板10の製品領域120の外周部には図8の(b)に示すように第1のレーザー加工溝110に沿って第2のレーザー加工溝140が形成される。この第2の加工工程においては、集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝110に重合して照射されるので、ガラス板10の製品領域120の外周部に第1のレーザー加工溝110に沿って発生したクラック111(図8の(a)参照)が第2の加工工程によってアブレーション加工されて消滅するとともに、第2の加工工程で照射されるパルスレーザー光線のエネルギーが第1のレーザー加工溝110に吸収されてクラックの発生が抑制される。従って、第2のレーザー加工溝140に沿ってクラックが発生することがなく、クラックの発生によって製品の品質の低下を招くという問題が解消される。なお、第2の加工工程における加工条件は、上記第1の加工工程における加工条件と同じでよい。   As described above, if the focused spot (s) of the pulse laser beam focused by the focusing lens 532 of the focusing device 53 is positioned at 40% of the first laser processing groove 110, In the same manner as in the first processing step, the laser beam irradiating means 5 is operated to irradiate the glass plate 10 with a pulsed laser beam having an absorptive wavelength from the light collector 53 while the X-axis direction moving means 37 and the Y-axis direction. The moving means 38 is operated to move the chuck table 36 along the processing line 101 to be formed on the glass plate 10 (second processing step). As a result, a second laser processing groove 140 is formed along the first laser processing groove 110 on the outer peripheral portion of the product region 120 of the glass plate 10 as shown in FIG. In the second processing step, the condensed spot (s) of the pulsed laser beam condensed by the condensing lens 532 of the condensing device 53 is superimposed on the first laser processing groove 110 and irradiated. Cracks 111 (see FIG. 8A) generated along the first laser processing groove 110 on the outer peripheral portion of the product region 120 of the plate 10 are ablated by the second processing step to disappear and disappear. The energy of the pulsed laser beam applied in the processing step is absorbed by the first laser processing groove 110, and the generation of cracks is suppressed. Therefore, cracks do not occur along the second laser processing grooves 140, and the problem that cracks cause deterioration in product quality is solved. The processing conditions in the second processing step may be the same as the processing conditions in the first processing step.

本発明者の実験によると、上述した第2の加工工程において、パルスレーザー光線の集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝110に対して重合する割合が10%より小さいと、第1のレーザー加工溝110に吸収されるパルスレーザー光線のエネルギーの割合が少なくガラス板10の製品領域120にクラックが発生し易くなる。一方、パルスレーザー光線の集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝110に対して重合する割合が90%より大きいと、ガラス板10の製品領域120に照射されるパルスレーザー光線のエネルギーが少なく第1のレーザー加工溝110に沿って発生したクラック111を消滅させることが困難となることが判った。従って、パルスレーザー光線の集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝110に重合する割合は、10〜90%の範囲が望ましい。   According to the experiment of the present inventor, in the above-described second processing step, if the ratio of the converging spot (s) of the pulsed laser beam to the first laser processing groove 110 is smaller than 10%, the first processing is performed. The ratio of the energy of the pulse laser beam absorbed in the laser processing groove 110 is small, and cracks are easily generated in the product region 120 of the glass plate 10. On the other hand, if the ratio of the converging spot (s) of the pulse laser beam to the first laser processing groove 110 is larger than 90%, the energy of the pulse laser beam applied to the product region 120 of the glass plate 10 is small. It has been found that it is difficult to eliminate the crack 111 generated along the first laser processing groove 110. Therefore, it is desirable that the ratio at which the focused spot (s) of the pulsed laser beam is superimposed on the first laser processing groove 110 is in the range of 10 to 90%.

次に、本発明の参考例について説明する。
図9の(a)には、本発明の参考例によって加工される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9の(a)に示す半導体ウエーハ20は、例えば厚みが300μmのシリコンウエーハからなっており、表面20aに複数の加工ライン21が格子状に形成されているとともに、該複数の加工ライン21によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス22が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ20は、図9の(b)に示すように、環状のフレームFの内側開口部を覆うように外周部が装着された保護テープTの表面に裏面20bが貼着される(被加工物支持工程)。従って、保護テープTの表面に貼着された半導体ウエーハ20は、表面20aが上側となる。
Next, a reference example of the present invention will be described.
In (a) of FIG. 9 is a perspective view of a semiconductor wafer as a workpiece to be machined is indicated by the reference example of the present invention. The semiconductor wafer 20 shown in FIG. 9A is made of, for example, a silicon wafer having a thickness of 300 μm, and has a plurality of processing lines 21 formed in a grid on a surface 20a. Devices 22 such as ICs and LSIs are formed in a plurality of partitioned areas. As shown in FIG. 9B, the semiconductor wafer 20 thus configured has a back surface 20b attached to a front surface of a protective tape T having an outer peripheral portion attached so as to cover an inner opening of the annular frame F. (Workpiece supporting step). Accordingly, the surface of the semiconductor wafer 20 attached to the surface of the protective tape T is on the upper side.

上述した被加工物支持工程を実施したならば、図1に示すレーザー加工装置1のチャックテーブル36上に半導体ウエーハ20の保護テープ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、保護テープTを介して半導体ウエーハ20をチャックテーブル36上に吸引保持する(被加工物保持工程)。従って、チャックテーブル36に保持された半導体ウエーハ20は、表面20aが上側となる。なお、半導体ウエーハ20が貼着された保護テープTが装着された環状のフレームFは、クランプ362によって固定される。   After the above-described workpiece support step is performed, the protection tape T side of the semiconductor wafer 20 is placed on the chuck table 36 of the laser processing apparatus 1 shown in FIG. Then, by operating a suction unit (not shown), the semiconductor wafer 20 is suction-held on the chuck table 36 via the protective tape T (workpiece holding step). Therefore, the surface 20a of the semiconductor wafer 20 held on the chuck table 36 faces upward. The annular frame F on which the protective tape T to which the semiconductor wafer 20 is attached is fixed by the clamp 362.

上述したように半導体ウエーハ20を吸引保持したチャックテーブル36は、X軸方向移動手段37によって撮像手段6の直下に位置付けられる。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8によって半導体ウエーハ20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工程を実行する。即ち、撮像手段6および制御手段8は、半導体ウエーハ20の所定方向に形成されている加工ライン21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5の集光器53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を検出するアライメント工程を遂行する。また、半導体ウエーハ20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加工ライン21に対しても、同様にレーザー光線照射位置を検出するアライメント工程を遂行する。   As described above, the chuck table 36 holding the semiconductor wafer 20 by suction is positioned directly below the imaging unit 6 by the X-axis direction moving unit 37. When the chuck table 36 is positioned directly below the imaging unit 6, the imaging unit 6 and the control unit 8 execute an alignment step of detecting a processing region of the semiconductor wafer 20 to be laser-processed. In other words, the imaging means 6 and the control means 8 are used to align the pattern with the condenser 53 of the laser beam irradiating means 5 for irradiating a laser beam along the processing line 21 formed in a predetermined direction of the semiconductor wafer 20. Image processing such as matching is performed to perform an alignment step of detecting a laser beam irradiation position. Similarly, an alignment step of detecting a laser beam irradiation position is performed on a processing line 21 formed in a direction orthogonal to a predetermined direction formed on the semiconductor wafer 20.

以上のようにしてチャックテーブル36上に保持された半導体ウエーハ20に形成されている加工ラインを検出し、レーザー光線照射位置のアライメント工程を実施したならば、図10の(a)で示すようにチャックテーブル36をレーザー光線照射手段5の集光器53が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の加工ラインの一端(図10の(a)において左端)を集光器53の直下に位置付ける。そして、集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を半導体ウエーハ20の表面(上面)付近に合わせる。次に、レーザー光線照射手段5の集光器53から半導体ウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル36を図10の(a)において矢印X1で示す方向に所定の移動速度で移動せしめる。そして、加工ライン21の他端(図10の(b)において右端)が集光器53の直下位置に達したら、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。この結果、図10の(b)および図10の(c)に示すように半導体ウエーハ20には、加工ライン21に沿って第1のレーザー加工溝210が形成される(第1の加工工程)。なお、第1の加工工程における加工条件は、上記第1の実施形態における加工条件と同様でよい。   As described above, when the processing line formed on the semiconductor wafer 20 held on the chuck table 36 is detected and the alignment process of the laser beam irradiation position is performed, the chucking is performed as shown in FIG. The table 36 is moved to the laser beam irradiation area where the condenser 53 of the laser beam irradiation means 5 is located, and one end of the predetermined processing line (the left end in FIG. 10A) is positioned immediately below the condenser 53. Then, the focused spot (s) of the pulsed laser beam focused by the focusing lens 532 of the focusing device 53 is adjusted to the vicinity of the surface (upper surface) of the semiconductor wafer 20. Next, the chuck table 36 is moved in the direction indicated by the arrow X1 in FIG. 10A while irradiating the semiconductor wafer with a pulse laser beam having an absorptive wavelength from the collector 53 of the laser beam irradiation means 5. Move at speed. When the other end of the processing line 21 (the right end in FIG. 10B) reaches a position immediately below the condenser 53, the irradiation of the pulse laser beam is stopped and the movement of the chuck table 36 is stopped. As a result, as shown in FIGS. 10B and 10C, a first laser processing groove 210 is formed on the semiconductor wafer 20 along the processing line 21 (first processing step). . The processing conditions in the first processing step may be the same as the processing conditions in the first embodiment.

上述した第1の加工工程を半導体ウエーハ20に形成された全ての加工ライン21に沿って実施する。この結果、半導体ウエーハ20には全ての加工ライン21に沿ってアブレーション加工が施され、図11に示すように全ての加工ライン21に沿って第1のレーザー加工溝210が形成される。このようにしてアブレーション加工によって第1のレーザー加工溝210が形成された半導体ウエーハ20には、図10の(c)および図11に示すように第1のレーザー加工溝210の両側にクラック211が発生する。半導体ウエーハ20に形成された第1のレーザー加工溝210の両側にクラック211が発生すると、製品としてのデバイスの品質が低下する。従って、第1のレーザー加工溝210に沿って発生したクラック211を除去することが望ましい。従って、半導体ウエーハ20のように加工ライン21に沿って形成された第1のレーザー加工溝210の両側がデバイス22として製品領域となる場合には、第1のレーザー加工溝210に沿って両側に発生したクラック211を除去する。   The first processing step described above is performed along all the processing lines 21 formed on the semiconductor wafer 20. As a result, the semiconductor wafer 20 is subjected to ablation along all the processing lines 21, and first laser processing grooves 210 are formed along all the processing lines 21 as shown in FIG. In the semiconductor wafer 20 in which the first laser processing groove 210 is formed by the ablation processing in this manner, cracks 211 are formed on both sides of the first laser processing groove 210 as shown in FIG. 10C and FIG. appear. If cracks 211 occur on both sides of the first laser processing groove 210 formed on the semiconductor wafer 20, the quality of a device as a product is degraded. Therefore, it is desirable to remove the crack 211 generated along the first laser processing groove 210. Therefore, when both sides of the first laser processing groove 210 formed along the processing line 21 like the semiconductor wafer 20 become a product region as the device 22, both sides along the first laser processing groove 210 The generated crack 211 is removed.

第1のレーザー加工溝210に沿って両側に発生したクラック211を除去するために、先ず、第1のレーザー加工溝210の一方の側に隣接して集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポットを位置付け、第1のレーザー加工溝210に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、半導体ウエーハ20に第1のレーザー加工溝210に沿って第2のレーザー加工溝を形成する第2の加工工程を実施する。即ち、図12の(a)に示すように第1のレーザー加工溝210に隣接して一方の側(図12の(a)において上側)に集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を位置付け、第1のレーザー加工溝210に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、半導体ウエーハ20に第1のレーザー加工溝210に沿って第2のレーザー加工溝を形成する第2の加工工程を実施する。このとき、集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝210に重合する。この集光スポット(s)が第1のレーザー加工溝210に対して重合する割合は、図示の実施形態においては上記第1の実施形態と同様に40%に設定されている。なお、集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝210に対して重合する割合は、上述したように10〜90%の範囲が望ましい。   In order to remove cracks 211 generated on both sides along the first laser processing groove 210, first, the light is collected by the condenser lens 532 of the condenser 53 adjacent to one side of the first laser processing groove 210. The condensed spot of the pulsed laser beam to be emitted is positioned, and the laser beam is irradiated along the first laser processing groove 210 to perform ablation processing, so that the semiconductor wafer 20 is subjected to the second laser processing groove 210 along the first laser processing groove 210. A second processing step of forming a laser processing groove is performed. That is, as shown in FIG. 12A, the light is condensed on one side (the upper side in FIG. 12A) by the condenser lens 532 of the condenser 53 adjacent to the first laser processing groove 210. The laser beam is irradiated along the first laser processing groove 210 and ablation processing is performed by locating the focused spot (s) of the pulsed laser beam, and the semiconductor wafer 20 is irradiated with the laser light along the first laser processing groove 210. A second processing step for forming a second laser processing groove is performed. At this time, the focused spot (s) of the pulsed laser beam focused by the focusing lens 532 of the focusing device 53 is superimposed on the first laser processing groove 210. In the illustrated embodiment, the ratio at which the condensed spot (s) overlaps the first laser processing groove 210 is set to 40% as in the first embodiment. Note that the ratio of overlapping the condensed spot (s) with the first laser processing groove 210 is desirably in the range of 10 to 90% as described above.

以上のようにして、集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝210に対して40%の位置に位置付けたならば、上記第1の加工工程と同様にレーザー光線照射手段5を作動して集光器53から半導体ウエーハ20に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつ半導体ウエーハ20を保持したチャックテーブル36を所定の移動速度で移動せしめる(第2の加工工程)。この結果、半導体ウエーハ20における第1のレーザー加工溝210の一方の側には図12の(b)に示すように第1のレーザー加工溝210に沿って第2のレーザー加工溝220が形成される。この第2の加工工程においては、集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)が第1のレーザー加工溝210に重合して照射されるので、半導体ウエーハ20における第1のレーザー加工溝210の一方の側に沿って発生したクラック211(図12の(a)参照)が第2の加工工程によってアブレーション加工されて消滅するとともに、第2の加工工程で照射されるパルスレーザー光線のエネルギーが第1のレーザー加工溝210に吸収されてクラックの発生が抑制される。   As described above, if the focused spot (s) of the pulsed laser beam focused by the focusing lens 532 of the focusing device 53 is positioned at 40% of the first laser processing groove 210, The chuck table 36 holding the semiconductor wafer 20 while irradiating the semiconductor wafer 20 with a pulse laser beam having an absorptive wavelength from the condenser 53 by operating the laser beam irradiating means 5 in the same manner as in the first processing step. It is moved at a predetermined moving speed (second processing step). As a result, a second laser processing groove 220 is formed on one side of the first laser processing groove 210 on the semiconductor wafer 20 along the first laser processing groove 210 as shown in FIG. You. In the second processing step, the condensed spot (s) of the pulsed laser beam condensed by the condensing lens 532 of the condenser 53 is superimposed on the first laser processing groove 210 and irradiated. Cracks 211 (see FIG. 12 (a)) generated along one side of the first laser processing groove 210 in the wafer 20 are ablated by the second processing step and disappear, and the second processing step is performed. The energy of the pulsed laser beam irradiated in the step (1) is absorbed by the first laser processing groove 210, and the generation of cracks is suppressed.

次に、図12の(c)に示すように第1のレーザー加工溝210の他方の側(図12の(c)において下側)に隣接して集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を位置付け、第1のレーザー加工溝210に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、半導体ウエーハ20に第1のレーザー加工溝210に沿って第2のレーザー加工溝を形成する第2の加工工程を実施する。このとき、集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝210に重合する。この集光スポット(s)が第1のレーザー加工溝210に対して重合する割合は、図示の実施形態においては40%に設定されている。なお、集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝210に対して重合する割合は、上述したように10〜90%の範囲が望ましい。このようにして集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)を第1のレーザー加工溝210に対して重合する割合は40%の位置に位置付け、上述したように第2の加工工程を実施することにより、半導体ウエーハ20における第1のレーザー加工溝210の他方の側には図12の(d)に示すように第1のレーザー加工溝210に沿って第2のレーザー加工溝230が形成される。この第2の加工工程においては、集光器53の集光レンズ532によって集光されるパルスレーザー光線の集光スポット(s)が第1のレーザー加工溝210に重合して照射されるので、半導体ウエーハ20における第1のレーザー加工溝210の他方の側に沿って発生したクラック211(図12の(a)および(c)参照)が第2の加工工程によってアブレーション加工されて消滅するとともに、第2の加工工程で照射されるパルスレーザー光線のエネルギーが第1のレーザー加工溝210に吸収されてクラックの発生が抑制される。   Next, as shown in FIG. 12C, the light is collected by the condenser lens 532 of the condenser 53 adjacent to the other side of the first laser processing groove 210 (the lower side in FIG. 12C). The focused spot (s) of the pulsed laser beam to be emitted is positioned, and the laser beam is irradiated along the first laser processing groove 210 to perform ablation processing. To perform a second processing step of forming a second laser processing groove. At this time, the focused spot (s) of the pulse laser beam focused by the focusing lens 532 of the focusing device 53 is superimposed on the first laser processing groove 210. The ratio of the converging spot (s) overlapping the first laser processing groove 210 is set to 40% in the illustrated embodiment. Note that the ratio of the converging spot (s) overlapping the first laser processing groove 210 is preferably in the range of 10 to 90% as described above. In this manner, the ratio of the converging spot (s) of the pulse laser beam condensed by the converging lens 532 of the concentrator 53 to the first laser processing groove 210 is positioned at a position of 40%, By performing the second processing step as described above, the other side of the first laser processing groove 210 in the semiconductor wafer 20 is formed along the first laser processing groove 210 as shown in FIG. Thus, a second laser processing groove 230 is formed. In the second processing step, the condensed spot (s) of the pulsed laser beam condensed by the condensing lens 532 of the condenser 53 is superimposed on the first laser processing groove 210 and irradiated. Cracks 211 (see (a) and (c) of FIG. 12) generated along the other side of the first laser processing groove 210 in the wafer 20 are ablated by the second processing step to disappear and disappear. The energy of the pulsed laser beam applied in the second processing step is absorbed by the first laser processing groove 210, and the generation of cracks is suppressed.

以上のようにして、半導体ウエーハ20に形成された所定の第1のレーザー加工溝210の両側に隣接して上記第2の加工工程を実施したならば、半導体ウエーハ20に形成された全ての第1のレーザー加工溝210の両側に隣接して上記第2の加工工程を実施する。この結果、上記第1の加工工程を実施することによって半導体ウエーハ20における第1のレーザー加工溝210の両側に沿って発生したクラック211が除去されるとともに第2のレーザー加工溝220、230に沿ってクラックが発生することがなく、クラックの発生によってデバイスの品質の低下を招くという問題が解消される。   As described above, if the second processing step is performed adjacent to both sides of the predetermined first laser processing groove 210 formed on the semiconductor wafer 20, all the second processing steps formed on the semiconductor wafer 20 are performed. The second processing step is performed adjacent to both sides of one laser processing groove 210. As a result, by performing the first processing step, cracks 211 generated along both sides of the first laser processing groove 210 in the semiconductor wafer 20 are removed, and along the second laser processing grooves 220 and 230. Thus, the problem that cracks do not occur and the quality of the device is deteriorated due to the cracks is solved.

1:レーザー加工装置
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軸方向移動手段
38:Y軸方向移動手段
4:レーザー光線照射ユニット
5:レーザー光線照射手段
51:パルスレーザー光線発振手段
52:出力調整手段
53:集光器
6:撮像手段
8:制御手段
10:ガラス板
101:加工ライン
110:第1のレーザー加工溝
140:第2のレーザー加工溝
111:クラック
20:半導体ウエーハ
21:加工ライン
210:第1のレーザー加工溝
211:クラック
220、230:第2のレーザー加工溝
F:環状のフレーム
T:保護テープ
1: Laser processing apparatus 2: Stationary base 3: Chuck table mechanism 36: Chuck table 37: X-axis direction moving means 38: Y-axis direction moving means 4: Laser beam irradiation unit 5: Laser beam irradiation means 51: Pulsed laser beam oscillation means 52 : Output adjusting means 53: condenser 6: imaging means 8: control means 10: glass plate 101: processing line 110: first laser processing groove 140: second laser processing groove 111: crack 20: semiconductor wafer 21: Processing line 210: first laser processing groove 211: crack 220, 230: second laser processing groove
F: Ring frame
T: Protective tape

Claims (2)

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パルスレーザー光線発振器によって発振したレーザー光線を集光して照射する集光器を備えたレーザー光線照射手段と、該被加工物保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備するレーザー加工装置を用いたレーザー加工方法であって、
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加工ラインに沿って被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該パルスレーザー光線発振器によって発振し該集光器にて集光し照射してアブレーション加工を施すことにより、被加工物に加工ラインに沿って第1のレーザー加工溝を形成する第1の加工工程と、
該第1の加工工程を実施した後、該第1のレーザー加工溝に隣接して該集光器によって集光される該パルスレーザー光線発振器によって発振したレーザー光線の集光スポットを位置付け、該第1のレーザー加工溝に沿ってレーザー光線を照射してアブレーション加工を施すことにより、被加工物に該第1のレーザー加工溝に沿って第2のレーザー加工溝を形成する第1の加工工程とは別に実施される第2の加工工程と、を含み、
該第2の加工工程は、該集光スポットを該第1のレーザー加工溝に重合して照射するものであり、且つ、被加工物が第1のレーザー加工溝を挟んで製品となる製品領域と廃棄する廃棄領域とに分かれるものであって、該第2の加工工程は製品領域側に実施するレーザー加工方法。
A laser beam irradiating means comprising: a workpiece holding means for holding a workpiece; and a condenser for focusing and irradiating a laser beam oscillated by a pulse laser beam oscillator onto the workpiece held by the workpiece holding means. And, a laser processing method using a laser processing apparatus comprising a moving means for relatively moving the workpiece holding means and the laser beam irradiation means,
A laser beam having a wavelength that is absorptive to the workpiece is oscillated by the pulse laser beam oscillator along a processing line set on the workpiece held by the workpiece holding means, and collected by the condenser. A first processing step of forming a first laser processing groove on a workpiece along a processing line by performing ablation processing by irradiating light;
After performing the first processing step, a converging spot of a laser beam oscillated by the pulsed laser beam oscillator condensed by the concentrator is positioned adjacent to the first laser processing groove. By performing ablation by irradiating a laser beam along the laser processing groove, the processing is performed separately from the first processing step of forming a second laser processing groove along the first laser processing groove on the workpiece. A second processing step to be performed,
The second processing step includes irradiating the converging spot onto the first laser processing groove to irradiate the first laser processing groove, and a product area in which a workpiece becomes a product with the first laser processing groove interposed therebetween. and be one divided into a waste area for disposal, processing steps of said second laser processing how to practice the product area side.
該第2の加工工程は、レーザー光線の集光スポットを該第1のレーザー加工溝に対して10〜90%の範囲で重合して照射する、請求項1記載のレーザー加工方法。   2. The laser processing method according to claim 1, wherein in the second processing step, the condensed spot of the laser beam is polymerized and irradiated to the first laser processing groove in a range of 10 to 90%. 3.
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