JP6912267B2 - レーザ加工方法 - Google Patents
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Description
以下に、被加工物WをデバイスDを備えるチップに分割する場合の各工程について説明していく。
被加工物Wを保持するチャックテーブルが−X方向側に送り出され、被加工物Wの切削ブレード110を切り込ませるべきストリートSのY軸方向の座標位置が検出される。ストリートSが検出されるのに伴って、切削手段11がY軸方向に割り出し送りされ、切削すべきストリートSと切削ブレード110とのY軸方向における位置合わせが行われる。
図3に示すように、保護部材T1側を下側に向けて保持面700上に被加工物Wが載置される。そして、図示しない吸引源により生み出された吸引力が保持面700に伝達されることで、保持テーブル70は保持面700上で被加工物Wを吸引保持する。
また、接着フィルムT2の下面(基材面)T2bには、テープT3が貼着される。テープT3は、接着フィルムT2の外径よりも大きい外径を有する円盤状のシートである。また、テープT3の粘着面T3aの外周部を円形の開口を備える環状フレームFに貼着することで、被加工物Wは、テープT3を介して環状フレームFに支持された状態となり、環状フレームFを介したハンドリングが可能な状態になる。接着フィルムT2の被加工物Wに対する貼着等は、図示しないテープマウンタにおいて貼着ローラを転動させて接着フィルムT2を被加工物Wに押し付けてなされるものとしてもよいし、オペレータによる手作業でなされてもよい。さらに、被加工物Wの表面Waから保護部材T1が剥離される。
本実施形態においては、加工送り手段21のモータ212は、制御手段9に備える図示しないパルス発振器から供給される駆動パルスによって動作するパルスモータである。よって、制御手段9は、加工送り手段21に供給する駆動パルス数をカウントすることにより、保持テーブル30のX軸方向における位置を検出することも可能である。
例えば、加工送り手段21のモータ212をパルスモータではなくサーボモータとし、サーボモータにロータリエンコーダが接続された構成としてもよい。この場合には、ロータリエンコーダは、サーボアンプとしての機能も有する制御手段9に接続されており、制御手段9からサーボモータに対して動作信号が供給された後、エンコーダ信号(サーボモータの回転数)を制御手段9に対して出力する。制御手段9は、ロータリエンコーダから送出されたエンコーダ信号によって、保持テーブル30のX軸方向における移動量を算出し、保持テーブル30のX軸方向における位置を検出する。
本実施形態においては、Y軸方向移動手段22のモータ222は、制御手段9に備える図示しないパルス発振器から供給される駆動パルスによって動作するパルスモータである。よって、制御手段9は、Y軸方向移動手段22に供給する駆動パルス数をカウントすることにより、保持テーブル30のY軸方向における位置を検出することも可能である。
例えば、Y軸方向移動手段22のモータ222をパルスモータではなくサーボモータとし、サーボモータにロータリエンコーダが接続された構成としてもよい。この場合には、このロータリエンコーダは、サーボアンプとしての機能も有する制御手段9に接続されており、制御手段9からサーボモータに対して動作信号が供給された後、エンコーダ信号(サーボモータの回転数)を制御手段9に対して出力する。制御手段9は、ロータリエンコーダから送出されたエンコーダ信号によって、保持テーブル30のY軸方向における移動量を算出し、保持テーブル30のY軸方向における位置を検出する。
図6に示すように、環状フレームFによって支持された被加工物Wが、接着フィルムT2側を下方に向けた状態で保持テーブル30の保持面300a上に載置される。保持面300aに連通する図示しない吸引源により生み出された吸引力が保持面300aに伝達されることで、保持テーブル30は、保持面300a上で表面Waを露出させた状態の被加工物Wを吸引保持する。また、各固定クランプ33によって環状フレームFが固定される。
次いで、図7に示すように、保持テーブル30に保持された被加工物Wが−X方向(往方向)に送られるとともに、被加工物WのX軸方向に延びる一本の溝M1に凡そ沿ったレーザビーム照射予定ラインを撮像手段25で撮像できるように、被加工物Wと撮像手段25とが位置合わせされる。次に、レーザビーム照射予定ラインの伸びる方向(X軸方向)において被加工物Wと撮像手段25とが相対的に移動することで、撮像手段25により被加工物Wの表面Waが所定のチップ間隔で撮像されていく。即ち、図8に示すように、レーザビーム照射予定ラインに沿って、被加工物Wの表面Waが第一の間隔L1を空けて撮像されていく。第一の間隔L1は、本実施形態においては、X軸方向に並ぶ各チップCを2個飛ばした3個おきの間隔であるが、これに限定されるものではない。そして、例えば、図8において二点鎖線で示す計4つの撮像領域G1、G2、G3、G4についての各々の撮像画像が撮像手段25(図8においては不図示)により形成される。撮像領域G1〜G4は、レーザビーム照射予定ライン及びその周辺のチップCを含む領域が収まった領域である。なお、図8においては、チップCのデバイスDを省略して示している。
図8において、チップCのY軸方向における位置がずれているのは、先に複数のチップCに分割された被加工物Wに接着フィルムT2を貼着した際に、チップCのダイシフトが起きたことによる。
撮像手段25は、形成した4つの撮像画像についてのデータを制御手段9の溝幅検出部90に対して送出する。溝幅検出部90は、送られてきた撮像画像に対して、例えば、撮像画像に写ったチップCの外周を強調する鮮鋭化フィルタを用いたフィルタ処理を行う。図9に示すように、フィルタ処理後の撮像画像G11、G21、G31、G41は、例えば所定の解像度の仮想的な出力画面B(X軸Y軸直交座標系)上に表示される。なお、図9に示す撮像画像G11は図8に示す撮像領域G1に、撮像画像G21は撮像領域G2に、撮像画像G31は撮像領域G3に、撮像画像G41は撮像領域G4に対応するものである。
また、チップCの外周Cd1は、溝M1とチップCとのY軸方向における境界に相当するので、溝幅検出部90は、2個のチップCの外周Cd1間のY軸方向の中間位置を溝M1の幅B1のY軸方向における中心座標y1として検出する。なお、溝M1の幅B1の中心座標y1は、例えば、撮像画像G11中のX軸方向の中央の位置で検出される。
図5に示すように、制御手段9は、溝幅検出部90が検出した溝幅B1〜B4、及び溝幅B1〜B4の各中心座標y1〜y4をもとにレーザビームの照射ラインを算出するレーザビーム照射ライン算出部91を備えている。
溝幅検出部90は、検出した溝幅B1〜B4及び溝幅B1〜B4の中心座標y1〜y4についてのデータをレーザビーム照射ライン算出部91に転送する。レーザビーム照射ライン算出部91は、図9に示す撮像画像G11における溝幅B1の中心座標y1と撮像画像G11に隣接する撮像画像G21における溝幅B2の中心座標y2とを比較して、撮像画像G11〜撮像画像G21間の溝M1のずれ量(シフト量)N1を算出する。ずれ量N1は、溝幅B1の中心座標y1と溝幅B2の中心座標y2との座標値の差(Y軸方向における離間距離)で表現される。
同様に、レーザビーム照射ライン算出部91が、撮像画像G21における溝幅B2の中心座標y2と撮像画像G21に隣接する撮像画像G31における溝幅B3の中心座標y3とを比較して、撮像画像G21〜撮像画像G31間の溝M1のずれ量N2を算出し、撮像画像G31における溝幅B3の中心座標y3と撮像画像G31に隣接する撮像画像G41における溝幅B4の中心座標y4とを比較して、撮像画像G31〜撮像画像G41間の溝M1のずれ量N3を算出する。
所定のチップ間隔で撮像されていく。即ち、図8に示すように、レーザビーム照射予定ラインに沿って、被加工物Wの表面Waが第一の間隔L1を空けて撮像されていく。第一の間隔L1は、本実施形態においては、X軸方向に並ぶ各チップCを2個飛ばした3個おきの間隔をレーザビーム照射ラインとして決定してしまうと、図8に示すように、撮像領域G2と撮像領域G3との間のチップC(図8における−X方向側から6番目のチップ)にレーザビーム照射ラインが重なってしまい、レーザ加工ステップを実施した際に、チップCにレーザビームが照射されることでデバイスが損傷してしまうおそれがある。
なお、レーザビーム照射ライン算出部91は、再度の溝幅検出ステップを実施後に、レーザビーム照射ラインを最終的に算出するためのデータとして撮像画像G11〜G41、溝幅B1〜B4の各値、及び溝幅B1〜B4の各中心座標y1〜y4を記憶する。
本実施形態において、図9に示す撮像画像G11及び撮像画像G21に基づいて算出されるずれ量N1、並びに撮像画像G31及び撮像画像G41に基づいて算出されるずれ量N3は許容値を超えておらず、そのため、図8に示す撮像領域G1と撮像領域G2との間の領域及び撮像領域G3と撮像領域G4との間の領域は、再度の溝幅検出ステップにおける撮像領域としなくてもよい。
その一方で、図9に示す撮像画像G21及び撮像画像G31に基づいて検出されるずれ量N2は許容値を超えているので、図8に示す撮像領域G2と撮像領域G3との間の領域は、再度の溝幅検出ステップにおける撮像領域になる。
なお、例えば、許容値を超えるずれ量N2が検出されたライン全体を、第二の間隔L2で撮像し直すようにしても良い。この場合においては、図10においてチップCの個数分の10箇所の撮像領域で各撮像画像が形成されることになる。
次いで、レーザビーム照射ライン算出部91は、撮像画像G21における溝幅B2の中心座標y2と撮像画像G21に隣接する撮像画像G22における溝幅B22の中心座標y22とを比較して、撮像画像G21〜撮像画像G22間の溝M1のずれ量N21を算出する。ずれ量N21は、溝幅B2の中心座標y2と溝幅B22の中心座標y22との座標値の差(Y軸方向における離間距離)で表現される。同様に、レーザビーム照射ライン算出部91は、図11に示すずれ量N22及びずれ量N23を算出する。
なお、ずれ量N21〜N23のうち許容値外のものがあった場合には、レーザビーム照射ライン算出部91は、例えば、本被加工物Wはレーザ加工に適さない被加工物であるとのエラーを出すようにしてもよい。または、第二の間隔L2の間隔よりも短い第三の間隔を設定し、第三の間隔で再再度の溝幅検出ステップを実施するものとしてもよい。
例えば、図5に示すように、制御手段9は、算出されたレーザビーム照射ラインKの溝M1の幅方向(Y軸方向)の各ずれ量に応じて各ずれレベルを決定するレベル決定部92を備えている。
レベル決定部92は、例えば、図13に示すずれレベルとそれに対応する加工条件とを示すデータ表92Aを備えている。レベル決定部92による各ずれレベルの決定は、図12に示すレーザビーム照射ラインKの溝M1の幅方向(Y軸方向)の各ずれ量、即ち、レーザビーム照射ラインKのY軸方向における変位(曲がり具合)に応じて決定され、例えば、レーザビーム照射ライン1本毎にレベルが認定される。データ表92Aに示すずれレベルは、例えば、レベル1(ずれレベルが極小)、レベル2(ずれレベルが小)、レベル3(ずれレベルが中程度)、レベル4(ずれレベルが大)の4段階となっているが、これに限定されるものではなく、さらに多くの段階に区分けされていてもよい。ずれレベル4は、被加工物WのY軸方向における移動によるレーザビーム照射ラインに対するレーザビームの追従性を適切に保てる限度となるレベルである。
本実施形態における図12に示すレーザビーム照射ラインKのずれレベルは、例えば、ずれレベル3となる。
ずれレベルが大きくなるほど加工送り速度が小さく設定される理由は、被加工物Wの割り出し送り方向(Y軸方向)における移動によるレーザビーム照射ラインに対するレーザビームの追従性が適切に担保されるようにするためである。また、ずれレベルが大きくなるほどレーザビームの出力が小さく設定される理由は、加工送り速度の低下に伴って接着フィルムT2上のレーザビーム照射位置の移動も遅くなるため、これに合わせて接着フィルムがレーザビームから吸収するエネルギーが低くなるようにして、各レーザビーム照射ライン毎に接着フィルムT2に均一的にエネルギーが吸収されるようにするためである。
また、図13のデータ表92Aに示す加工痕の長さは、各ずれレベル毎の固有の数値が設定されている。本実施形態においては、レーザビーム照射ラインのずれレベルがレベル1である場合には、テープT3に形成される加工痕の長さは0mmなり、すなわち、テープT3に加工痕は形成されない。そして、レーザビーム照射ラインのずれレベルが1ずつ上がっていくことに、テープT3に形成する加工痕の長さが10mmずつ長くなっている。なお、各ずれレベルにおける加工痕の長さは本数値に限定されるものではない。
次いで、図12に示すレーザビーム照射ラインKに沿って溝M1の底部の接着フィルムT2にレーザビームを照射して接着フィルムT2を分断するレーザ加工ステップを実施する。また、レーザ加工ステップでは、レベル決定ステップで決定したずれレベルにそれぞれ対応した図13に示すデータ表92Aの加工条件でレーザ加工を実施する。
レーザビーム照射ラインKのずれレベルはレベル3であるため、図13に示すデータ表92Aを用いた制御手段9による保持テーブル30のX軸方向における位置制御の下で、さらに、−X方向へ保持テーブル30が加工送りされることによって、接着フィルムT2上からテープT3上へレーザビームの照射位置が移る。そして、被加工物Wの外周縁を越えて溝M1に沿って、換言すれば、レーザビーム照射ラインKに沿ってテープT3にレーザビームが照射されて、ずれレベル3に対応する長さ(20mm)の加工痕が接着フィルムT2の+X方向側の外周縁からテープT3上に+X方向に向かって形成される。なお、図15においては、レーザビームによる接着フィルムT2の分断ラインを便宜上直線で表している。
なお、本実施形態においては、図15に示すように、被加工物Wの外周縁を越えた−X方向側及び+X方向側のテープT3に加工痕が形成されているが、例えば、+X方向側のテープT3のみに加工痕が形成されるものとしてもよい。
順次同様に上記各ステップを実施することで、X軸方向に延びる全ての各溝M1ににそれぞれ対応するレーザビーム照射ラインに沿って、溝M1の底部の接着フィルムT2にレーザビームを照射して接着フィルムを分断する
11:切削手段 110:切削ブレード 111:スピンドル
7:研削装置 70:保持テーブル 700:保持面
71:研削手段 710:回転軸 713:マウント 714:研削ホイール 714a:研削砥石 714b:ホイール基台
T2:接着フィルム M1:溝 T3:テープ F:環状フレーム
2:レーザ加工装置 20:基台 20A:コラム
30:保持テーブル 300:吸着部 300a:保持面 301:枠体 31:カバー 32:回転手段 33:固定クランプ
21:加工送り手段
210:ボールネジ 211:ガイドレール 212:パルスモータ 213:可動板
22:Y軸方向移動手段 220:ボールネジ 221:ガイドレール 222:パルスモータ 223:可動板
23:X軸方向位置測定手段 230:スケール 231:読み取り部
24:Y軸方向位置測定手段 240:スケール 241:読み取り部
6:レーザビーム照射手段 60:ハウジング 61:レーザビーム発振器 69:出力調整部 62:集光器 62a:集光レンズ 25:撮像手段
9:制御手段 90:溝幅検出部 91:レーザビーム照射ライン算出部 92:レベル決定部 92A:データ表
Claims (2)
- 表面の交差する複数のストリートに沿って個々のチップへと分割され、裏面に接着フィルムが貼着されることで該ストリートに対応した溝が形成された被加工物に対して該溝の底部となる該接着フィルムにレーザビームを照射するレーザ加工方法であって、
被加工物の裏面の該接着フィルムの下面にはテープが貼着されており、
保持テーブルで被加工物の該接着フィルム側を保持する保持ステップと、
該保持ステップで保持した被加工物の該溝において所定のチップ間隔で該溝幅と該溝幅の中心座標とを検出する溝幅検出ステップと、
該溝幅検出ステップで検出した該溝幅と該溝幅の中心座標とをもとに該レーザビームの照射ラインを算出するレーザビーム照射ライン算出ステップと、
該レーザビーム照射ライン算出ステップで算出した該レーザビーム照射ラインに沿って該溝の底部の該接着フィルムに該レーザビームを照射して該接着フィルムを分断するレーザ加工ステップと、を備え、
該レーザビーム照射ライン算出ステップで算出された該レーザビーム照射ラインの該溝の幅方向のずれ量に応じてずれレベルを決定するレベル決定ステップを更に備え、
該レーザ加工ステップでは、該レベル決定ステップで決定した該ずれレベルにそれぞれ対応した加工条件でレーザ加工を実施するとともに、被加工物の外周縁を越えて該溝に沿って該テープに該レーザビームを照射して加工痕を形成し、該加工痕の長さは該ずれレベルに対応するものとする、レーザ加工方法。 - 前記レーザ加工ステップでは、前記レベル決定ステップで決定した前記ずれレベルにそれぞれ対応した加工送り速度でレーザ加工を実施する、請求項1に記載のレーザ加工方法。
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