KR20090030301A - Laser processing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 판 모양의 가공 대상물을 절단 예정 라인을 따라서 절단하기 위한 레이저 가공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing method for cutting a plate-shaped object to be cut along a cutting schedule line.
종래의 레이저 가공 방법으로서, 판 모양의 가공 대상물의 내부에 집광점을 맞추고 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라서 절단의 기점이 되는 개질 영역을 가공 대상물의 두께 방향으로 복수 열 형성하는 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이와 같은 레이저 가공 방법에서는, 가공 대상물에 있어서 레이저 광이 입사하는 제1 면의 위치를 검출하고, 이 검출 신호에 따라 레이저 광의 집광점의 위치를 제어함으로써, 가공 대상물의 내부에 있어서 제1 면으로부터 소정 거리의 위치에 각 개질 영역을 형성하는 것이 일반적이다.In the conventional laser processing method, a plurality of modified regions serving as starting points of cutting along a cutting scheduled line of the processing target are plural in the thickness direction of the processing target by aligning the light collection point inside the plate-like processing target and irradiating laser light. The method of forming heat is known (for example, refer patent document 1). In such a laser processing method, the position of the first surface on which the laser light is incident on the object to be processed is detected, and the position of the light converging point of the laser light is controlled in accordance with the detection signal, thereby from the first surface within the object to be processed. It is common to form each modified region at a position of a predetermined distance.
특허문헌1: 일본 특개2005-150537호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-150537
발명이 해결하고자 하는 과제Problems to be Solved by the Invention
그런데, 개질 영역을 가공 대상물의 두께 방향으로 복수 열 형성하여 가공 대상물을 절단하는 경우, 제1 면에 가장 가까운 개질 영역 및 제1 면에 대향하는 제2 면에 가장 가까운 개질 영역의 형성 위치에는, 절단면의 품질상, 특히 높은 정밀도가 요구된다. 왜냐하면, 이들 개질 영역이 제1 면 및 제2 면으로부터 소정 거리의 위치에 각각 정밀도 좋게 형성되어 있지 않으면, 절단했을 때, 예를 들어 가공 대상물의 두께 방향에 있어서의 절단면의 단부(端部)가 절단 예정 라인으로부터 크게 벗어나는 이른바 스커트 현상이 발생하는 일이 있기 때문이다.By the way, in the case where the modified object is cut in a plurality of rows in the thickness direction of the object to be processed to cut the object, the formation region of the modified region closest to the first surface and the modified region closest to the second surface opposite to the first surface, In view of the quality of the cut surface, particularly high precision is required. This is because, when these modified regions are not formed precisely at positions of a predetermined distance from the first surface and the second surface, respectively, the ends of the cut surface in the thickness direction of the object to be processed are cut, for example. This is because a so-called skirt phenomenon may be largely deviated from the cutting schedule line.
그러나, 상술한 바와 같은 레이저 가공 방법에서는, 제1 면의 위치만을 기준으로 하여 개질 영역을 가공 대상물의 두께 방향으로 복수 열 형성하기 때문에, 가공 대상물의 두께가 예를 들어 연삭 로트의 차이로 인하여 복수의 가공 대상물간에 고르지 않거나, 1개의 가공 대상물에 있어서 그 일부분이 두껍고 혹은 얇아지거나 하는 경우(즉, 가공 대상물의 두께가 변화하는 경우)에는, 제2 면에 가장 가까운 개질 영역을 제2 면으로부터 소정 거리의 위치에 정밀도 좋게 형성할 수 없을 우려가 있다.However, in the laser processing method as described above, since a plurality of rows of modified regions are formed in the thickness direction of the object to be processed based only on the position of the first surface, the thickness of the object to be processed is plural, for example, due to the difference in the grinding lot. In the case of uneven between the object to be processed, or when a part of the object is thick or thin in one object (i.e., the thickness of the object is changed), the modified region closest to the second surface is determined from the second surface. There is a possibility that the position of the distance cannot be formed with high precision.
따라서, 본 발명은 절단 예정 라인을 따라서 개질 영역을 가공 대상물의 두께 방향으로 복수 열 형성하는 경우에 있어서, 제1 면에 가장 가까운 제1 개질 영역 및 제2 면에 가장 가까운 제2 개질 영역을 정밀도 좋게 형성할 수 있는 레이저 가공 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.Therefore, in the present invention, when a plurality of rows of modified regions are formed along the cutting line, in the thickness direction of the object to be processed, the first modified region closest to the first surface and the second modified region closest to the second surface are precisely determined. An object of the present invention is to provide a laser processing method which can be formed satisfactorily.
과제를 해결하기 위한 수단Means to solve the problem
상기 과제를 달성하기 위해서, 본 발명에 관계된 레이저 가공 방법은 판 모양의 가공 대상물의 내부에 집광점을 맞추고 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 가공 대상물의 절단 예정 라인을 따라서 절단의 기점이 되는 개질 영역을 두께 방향으로 복수 열 형성하는 레이저 가공 방법으로서, 가공 대상물에 있어서 레이저 광이 입사하는 제1 면의 위치를 기준으로 하여 개질 영역 중 제1 면에 가장 가까운 제1 개질 영역을 형성하는 공정과, 가공 대상물에 있어서 제1 면에 대향하는 제2 면의 위치를 기준으로 하여 개질 영역 중 제2 면에 가장 가까운 제2 개질 영역을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the laser processing method according to the present invention, a modified region which becomes a starting point of cutting along a cutting schedule line of the processing object by aligning a light collection point inside the plate-shaped processing object and irradiating laser light. A laser processing method for forming a plurality of rows in a thickness direction, comprising: forming a first modified region closest to a first surface among the modified regions on the basis of a position of a first surface on which a laser light is incident in a workpiece; And a step of forming a second modified region closest to the second surface among the modified regions on the basis of the position of the second surface opposite to the first surface in the object to be processed.
이 레이저 가공 방법에 의하면, 개질 영역 중 제1 면에 가장 가까운 제1 개질 영역이 제1 면의 위치를 기준으로 하여 형성되며, 개질 영역 중 제2 면에 가장 가까운 제2 개질 영역이 제2 면의 위치를 기준으로 하여 형성된다. 이와 같이, 제1 면 및 제2 면의 쌍방의 위치가 기준으로 되기 때문에, 비록 가공 대상물의 두께가 변화하는 경우에도, 개질 영역 중 제1 면에 가장 가까운 제1 개질 영역의 위치 및 제2 면에 가장 가까운 제2 개질 영역의 위치가 가공 대상물의 두께 변화에 기인하여 이탈되는 것을 억제할 수 있다. 즉, 절단 예정 라인을 따라서 개질 영역을 가공 대상물의 두께 방향으로 복수 열 형성하는 경우에 있어서, 제1 면에 가장 가까운 제1 개질 영역 및 제2 면에 가장 가까운 제2 개질 영역을 정밀도 좋게 형성하는 것이 가능해진다. 그 결과, 절단면의 높은 품질을 유지할 수 있다. 또한, 각 개질 영역은 가공 대상물의 내부에 집광점을 맞추고 레이저 광을 조사하는 것에 의해, 가공 대상물의 내부에 있어서 다광자 흡수 그 외의 광 흡수를 일으킴으로써 형성된다.According to this laser processing method, the first modified region closest to the first surface among the modified regions is formed based on the position of the first surface, and the second modified region closest to the second surface among the modified regions is the second surface. It is formed based on the position of. Thus, since the position of both the 1st surface and the 2nd surface becomes a reference | standard, even if the thickness of a process object changes, the position and the 2nd surface of the 1st modified area | region which are closest to a 1st surface among the modified area | regions. The position of the second modified region closest to can be suppressed from being released due to the change in the thickness of the object. That is, in the case where a plurality of rows of modified regions are formed along the cutting scheduled line in the thickness direction of the object to be processed, the first modified region closest to the first surface and the second modified region closest to the second surface can be formed with high accuracy. It becomes possible. As a result, high quality of the cut surface can be maintained. In addition, each modified region is formed by aligning a light-converging point within the object to be processed and irradiating laser light to cause multiphoton absorption or other light absorption in the object to be processed.
여기서, 제1 개질 영역을 형성하는 공정에 있어서는, 제1 면에서 반사된 반사광을 검출하는 것에 의해, 제1 면의 위치에 관한 제1 위치 정보를 취득하고, 이 제1 위치 정보에 기초하여, 제1 면으로부터 소정의 거리만큼 내측에 제1 개질 영역을 형성하고, 제2 개질 영역을 형성하는 공정에 있어서는, 제2 면에서 반사된 반사광을 검출하는 것에 의해 제2 면의 위치에 관한 제2 위치 정보를 취득하며, 이 제2 위치 정보에 기초하여, 제2 면으로부터 소정의 거리만큼 내측에 제2 개질 영역을 형성하는 경우가 있다.Here, in the step of forming the first modified region, by detecting the reflected light reflected from the first surface, first position information about the position of the first surface is obtained, and based on the first position information, In the step of forming the first modified region on the inner side by a predetermined distance from the first surface and forming the second modified region, by detecting the reflected light reflected from the second surface, the second position with respect to the position of the second surface The positional information is acquired and a second modified region may be formed on the inside by a predetermined distance from the second surface based on the second positional information.
또, 제1 개질 영역을 형성하는 공정에 있어서는, 제1 면에서 반사된 반사광을 검출하는 것에 의해 제1 면의 위치에 관한 제1 위치 정보를 취득하고, 이 제1 위치 정보에 기초하여, 제1 면으로부터 소정의 거리만큼 내측에 제1 개질 영역을 형성하고, 제2 개질 영역을 형성하는 공정에 있어서는, 제1 위치 정보와 가공 대상물의 두께에 관한 두께 정보에 기초하여, 제2 면으로부터 소정의 거리만큼 내측에 제2 개질 영역을 형성하는 경우가 있다.Moreover, in the process of forming a 1st modified area | region, the 1st position information regarding the position of a 1st surface is acquired by detecting the reflected light reflected from the 1st surface, and based on this 1st position information, In the step of forming the first modified region on the inside by a predetermined distance from one surface and forming the second modified region, the second modified region is predetermined from the second surface based on the first positional information and the thickness information on the thickness of the object to be processed. In some cases, the second modified region may be formed by the distance of.
또, 제2 개질 영역을 형성하는 공정에 있어서는, 제2 면에서 반사된 반사광을 검출하는 것에 의해 제2 면의 위치에 관한 제2 위치 정보를 취득하고, 이 제2 위치 정보에 기초하여, 제2 면으로부터 소정의 거리만큼 내측에 제2 개질 영역을 형성하고, 제1 개질 영역을 형성하는 공정에 있어서는, 제2 위치 정보와 가공 대상물의 두께에 관한 두께 정보에 기초하여, 제1 면으로부터 소정의 거리만큼 내측에 제1 개질 영역을 형성하는 경우가 있다.In the step of forming the second modified region, second position information relating to the position of the second surface is obtained by detecting the reflected light reflected from the second surface, and based on the second position information, In the step of forming the second modified region on the inside by a predetermined distance from the two surfaces and forming the first modified region, the second modified region is predetermined from the first surface based on the second positional information and the thickness information on the thickness of the object to be processed. The first modified region may be formed on the inner side by the distance of.
또, 가공 대상물이 반도체 기판을 구비하고, 개질 영역이 용융 처리 영역을 포함하는 경우가 있다.In addition, the object to be processed may include a semiconductor substrate, and the modified region may include a molten processed region.
또, 개질 영역을 절단의 기점으로 하여 절단 예정 라인을 따라서 가공 대상물을 절단하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 가공 대상물을 절단 예정 라인을 따라서 정밀도 좋게 절단할 수 있다.Moreover, it is preferable to include the process of cut | disconnecting a process object along a cutting plan line, using a modified area as a starting point of cutting | disconnection. Thereby, a process object can be cut | disconnected with high precision along a cutting schedule line.
발명의 효과Effects of the Invention
본 발명에 의하면, 절단 예정 라인을 따라서 개질 영역을 가공 대상물의 두께 방향으로 복수 열 형성하는 경우에 있어서, 제1 면에 가장 가까운 제1 개질 영역 및 제2 면에 가장 가까운 제2 개질 영역을 정밀도 좋게 형성할 수 있다.According to the present invention, in the case where a plurality of rows of modified regions are formed along the cutting scheduled line in the thickness direction of the object to be processed, the first modified region closest to the first surface and the second modified region closest to the second surface are precisely determined. It can form well.
도 1은 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 장치에 의한 레이저 가공 중의 가공 대상물의 평면도이다.1 is a plan view of an object to be processed during laser processing by the laser processing apparatus according to the present embodiment.
도 2는 도 1에 나타내는 가공 대상물의 II-II선을 따른 단면도이다.It is sectional drawing along the II-II line of the process target object shown in FIG.
도 3은 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 장치에 의한 레이저 가공 후의 가공 대상물의 평면도이다.3 is a plan view of the object to be processed after laser processing by the laser processing apparatus according to the present embodiment.
도 4는 도 3에 나타내는 가공 대상물의 IV-IV선을 따른 단면도이다.It is sectional drawing along the IV-IV line of the to-be-processed object shown in FIG.
도 5는 도 3에 나타내는 가공 대상물의 V-V선을 따른 단면도이다.It is sectional drawing along the V-V line of the process target object shown in FIG.
도 6은 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 장치에 의해 절단된 가공 대상물의 평면도이다.6 is a plan view of the object to be cut by the laser processing apparatus according to the present embodiment.
도 7은 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 장치에 있어서의 전계(電界)강도와 크랙 스폿의 크기의 관계를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the relationship between the electric field strength and the magnitude of the crack spot in the laser processing apparatus according to the present embodiment.
도 8은 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 장치의 제1 공정에 있어서의 가공 대상물의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of the object to be processed in the first step of the laser machining apparatus according to the present embodiment.
도 9는 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 장치의 제2 공정에 있어서의 가공 대상물의 단면도이다.9 is a cross-sectional view of the object to be processed in the second step of the laser machining apparatus according to the present embodiment.
도 10은 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 장치의 제3 공정에 있어서의 가공 대상물의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of the object to be processed in the third step of the laser machining apparatus according to the present embodiment.
도 11은 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 장치의 제4 공정에 있어서의 가공 대상물의 단면도이다.11 is a cross-sectional view of the object to be processed in the fourth step of the laser machining apparatus according to the present embodiment.
도 12는 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 장치에 의해 절단된 실리콘 웨이퍼의 일부에 있어서의 단면의 사진을 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the photograph of the cross section in a part of silicon wafer cut | disconnected by the laser processing apparatus which concerns on this embodiment.
도 13은 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 장치에 있어서의 레이저 광의 파장과 실리콘 기판의 내부의 투과율의 관계를 나타내는 그래프이다.FIG. 13 is a graph showing the relationship between the wavelength of laser light and the transmittance inside the silicon substrate in the laser processing apparatus in accordance with the present embodiment. FIG.
도 14는 본 발명의 제1 실시형태에 관계된 레이저 가공 방법의 대상이 되는 가공 대상물을 나타내는 정면도이다.It is a front view which shows the processing target object of the laser processing method which concerns on 1st Embodiment of this invention.
도 15는 도 14 중의 XV-XV선을 따른 부분 단면도이다.FIG. 15 is a partial cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG. 14.
도 16은 본 발명의 제1 실시형태에 관계된 레이저 가공 방법을 나타내는 플로차트이다.16 is a flowchart showing a laser processing method according to the first embodiment of the present invention.
도 17은 도 16에 나타내는 레이저 가공 방법에 있어서의 이면(裏面) 위치 정보 및 표면 위치 정보의 산출을 설명하기 위한 도면이다.It is a figure for demonstrating calculation of back surface position information and surface position information in the laser processing method shown in FIG.
도 18은 도 16에 나타내는 레이저 가공 방법을 설명하기 위한 도 14 중의 XVIII-XVIII선을 따른 부분 단면도이다.FIG. 18 is a partial cross-sectional view along the line XVIII-XVIII in FIG. 14 for explaining the laser processing method shown in FIG. 16.
도 19는 본 발명의 제2 실시형태에 관계된 레이저 가공 방법에 있어서의 이 면 위치 정보 및 표면 위치 정보의 산출을 설명하기 위한 도면이다.It is a figure for demonstrating calculation of this surface position information and surface position information in the laser processing method which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
도 20은 종래의 오토 포커스 기능에 의한 레이저 가공 방법에서의 도 14 중의 XVIII-XVIII선을 따른 부분 단면도이다.20 is a partial cross-sectional view taken along the line XVIII-XVIII in FIG. 14 in the laser processing method by a conventional autofocus function.
도 21은 본 발명의 일실시형태에 관계된 레이저 가공 장치를 나타내는 개략 구성도이다.It is a schematic block diagram which shows the laser processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.
부호의 설명Explanation of the sign
31…가공 대상물, 5…절단 예정 라인, 11a…표면(제2 면), 21…이면(제1 면), L…레이저 광, L1, L3, L5…반사광(제1 면에서 반사된 반사광), L2, L4, L6…반사광(제2 면에서 반사된 반사광), M1, M2, M3, M4, M5, M6…개질 영역, P…집광점.31... Processing object, 5... Line to be cut, 11a... Surface (second side), 21... Back side (first side), L... Laser light, L1, L3, L5... Reflected light (reflected light reflected from the first surface), L2, L4, L6... Reflected light (reflected light reflected from the second surface), M1, M2, M3, M4, M5, M6... Modified region, P... Condensing point.
발명을 실시하기 위한 바람직한 형태Best Mode for Carrying Out the Invention
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시형태의 레이저 가공 방법에서는, 가공 대상물의 내부에 개질 영역을 형성하기 위해서 다광자 흡수라고 하는 현상을 이용한다. 따라서, 맨 먼저 개질 영역을 형성하기 위한 레이저 가공 방법에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of this invention is described in detail with reference to drawings. In the laser processing method of the present embodiment, a phenomenon called multiphoton absorption is used in order to form a modified region inside the object to be processed. Therefore, the laser processing method for forming a modified region is demonstrated first.
재료 흡수의 밴드 갭 EG보다 광자의 에너지 hv가 작으면 광학적으로 투명해진다. 따라서, 재료에 흡수가 생기는 조건은 hv>EG이다. 그러나, 광학적으로 투명해도, 레이저 광의 강도를 아주 크게 하면 nhv>EG의 조건(n=2, 3, 4,…)에서 재료에 흡수가 생긴다. 이 현상을 다광자 흡수라고 한다. 펄스파의 경우, 레이저 광의 강도는 레이저 광의 집광점의 피크 파워 밀도(W/㎠)로 정해지며, 예를 들어 피크 파워 밀도가 1× 108(W/㎠) 이상의 조건에서 다광자 흡수가 생긴다. 피크 파워 밀도는 (집광점에 있어서의 레이저 광의 1 펄스당의 에너지)÷ (레이저 광의 빔 스폿 단면적× 펄스폭)에 의해 구해진다. 또, 연속파의 경우, 레이저 광의 강도는 레이저 광의 집광점의 전계강도(W/㎠)로 정해진다.If the energy hv of the photons is smaller than the band gap EG of the material absorption, it becomes optically transparent. Therefore, the condition under which absorption occurs in the material is hv> EG. However, even if it is optically transparent, when the intensity of the laser light is made very large, absorption occurs in the material under the condition of nhv> EG (n = 2, 3, 4,...). This phenomenon is called multiphoton absorption. In the case of a pulse wave, the intensity of the laser light is determined by the peak power density (W / cm 2) of the converging point of the laser light. For example, multi-photon absorption occurs at a peak power density of 1 × 10 8 (W / cm 2) or more. . The peak power density is determined by (energy per pulse of laser light at the converging point) ÷ (beam spot cross-sectional area x pulse width of laser light). In the case of the continuous wave, the intensity of the laser light is determined by the electric field intensity (W / cm 2) of the light converging point of the laser light.
이와 같은 다광자 흡수를 이용하는 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 방법의 원리에 대하여, 도 1~도 6을 참조하여 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 모양(판 모양)의 가공 대상물(1)의 표면(3)에는, 가공 대상물(1)을 절단하기 위한 절단 예정 라인(5)이 있다. 절단 예정 라인(5)은 직선 모양으로 연장된 가상선이다. 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 방법에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 다광자 흡수가 생기는 조건에서 가공 대상물(1)의 내부에 집광점(P)을 맞추고 레이저 광(L)을 조사하여 개질 영역(7)을 형성한다. 또한, 집광점(P)이란, 레이저 광(L)이 집광하는 개소이다. 또, 절단 예정 라인(5)은 직선 모양에 한하지 않고 곡선 모양이어도 되며, 가상선에 한하지 않고 가공 대상물(1)에 실제로 그어진 선이어도 된다.The principle of the laser processing method concerning this embodiment using such multiphoton absorption is demonstrated with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the cutting
그리고, 레이저 광(L)을 절단 예정 라인(5)을 따라서(즉, 도 1의 화살표 A방향으로) 상대적으로 이동시키는 것에 의해, 집광점(P)을 절단 예정 라인(5)을 따라서 이동시킨다. 이에 의해, 도 3~도 5에 나타내는 바와 같이, 개질 영역(7)이 절단 예정 라인(5)을 따라서 가공 대상물(1)의 내부에 형성되며, 이 개질 영역(7)이 절단 기점 영역(8)이 된다. 여기서, 절단 기점 영역(8)이란, 가공 대상물(1)이 절 단될 때에 절단(갈라짐)의 기점이 되는 영역을 의미한다. 이 절단 기점 영역(8)은 개질 영역(7)이 연속적으로 형성됨으로써 형성되는 경우도 있고, 개질 영역(7)이 단속적으로 형성됨으로써 형성되는 경우도 있다.Then, by moving the laser light L relatively along the cutting schedule line 5 (that is, in the direction of the arrow A in FIG. 1), the light collection point P is moved along the
본 실시형태에 관계된 레이저 가공 방법에 있어서는, 가공 대상물(1)의 표면(3)에서는 레이저 광(L)이 대부분 흡수되지 않기 때문에, 가공 대상물(1)의 표면(3)이 용융하는 일은 없다.In the laser processing method which concerns on this embodiment, since the laser beam L is hardly absorbed by the
가공 대상물(1)의 내부에 절단 기점 영역(8)을 형성하면, 이 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 갈라짐이 발생하기 쉬워지기 때문에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 비교적 작은 힘으로 가공 대상물(1)을 절단할 수 있다. 따라서, 가공 대상물(1)의 표면(3)에 불필요한 갈라짐을 발생시키지 않고, 가공 대상물(1)을 고정밀도로 절단하는 것이 가능해진다.When the
이 절단 기점 영역(8)을 기점으로 한 가공 대상물(1)의 절단에는, 다음의 2가지 방법을 생각할 수 있다. 하나는, 절단 기점 영역(8)을 형성한 후, 가공 대상물(1)에 인위적인 힘이 인가되는 것에 의해, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 가공 대상물(1)이 갈라져서 가공 대상물(1)이 절단되는 경우이다. 이것은, 예를 들어 가공 대상물(1)의 두께가 큰 경우의 절단이다. 인위적인 힘이 인가된다는 것은, 예를 들어, 가공 대상물(1)의 절단 기점 영역(8)을 따라서 가공 대상물(1)에 굽힘 응력이나 전단 응력을 가하거나, 가공 대상물(1)에 온도 차를 주는 것에 의해 열응력을 발생시키거나 하는 것이다. 다른 하나는, 절단 기점 영역(8)을 형성하는 것에 의해, 절단 기점 영역(8)을 기점으로 하여 가공 대상물(1)의 단면 방향(두께 방향)을 향하여 자연스럽게 갈라져서, 결과적으로 가공 대상물(1)이 절단되는 경우이다. 이것은, 예를 들어 가공 대상물(1)의 두께가 작은 경우에는, 1열의 개질 영역(7)에 의해 절단 기점 영역(8)이 형성됨으로써 가능해지며, 가공 대상물(1)의 두께가 큰 경우에는, 두께 방향으로 복수 열 형성된 개질 영역(7)에 의해 절단 기점 영역(8)이 형성됨으로써 가능해진다. 또한, 이 자연스럽게 갈라지는 경우도, 절단하는 개소에 있어서, 절단 기점 영역(8)이 형성되어 있지 않은 부위에 대응하는 부분의 표면(3)상에까지 갈라짐이 앞질러 나가는 일이 없어, 절단 기점 영역(8)을 형성한 부위에 대응하는 부분만을 클리빙(cleaving)(割斷)할 수 있기 때문에 클리빙을 잘 제어할 수 있다. 근년 실리콘 웨이퍼 등의 가공 대상물(1)의 두께는 얇아지는 경향에 있기 때문에, 이와 같은 제어성이 좋은 클리빙 방법은 매우 유효하다.The following two methods can be considered for the cutting | disconnection of the
그런데, 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 방법에 있어서, 개질 영역으로는, 다음의 (1)~(3)의 경우가 있다.By the way, in the laser processing method which concerns on this embodiment, there exist a case of following (1)-(3) as a modified area | region.
(1) 개질 영역이 1개 또는 복수의 크랙을 포함하는 크랙 영역인 경우(1) When the modified region is a crack region including one or a plurality of cracks
가공 대상물(예를 들어 유리나 LiTaO3으로 이루어진 압전(壓電) 재료)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 전계강도가 1× 108(W/㎠) 이상이며 또한 펄스폭이 1㎲ 이하인 조건에서 레이저 광을 조사한다. 이 펄스폭의 크기는, 다광자 흡수를 계속 일으키면서 가공 대상물의 표면에 불필요한 손상을 주지 않고, 가공 대상물의 내부에만 크랙 영역을 형성할 수 있는 조건이다. 이에 의해, 가공 대상물의 내부에는 다광자 흡수에 의한 광학적 손상이라고 하는 현상이 발생한다. 이 광학적 손상에 의해 가공 대상물의 내부에 열 변형이 야기되며, 이에 의해 가공 대상물의 내부에 크랙 영역이 형성된다. 전계강도의 상한치로는, 예를 들어 1× 1012(W/㎠)이다. 펄스폭은 예를 들어 1㎱~200㎱가 바람직하다. 또한, 다광자 흡수에 의한 크랙 영역의 형성은, 예를 들어, 제45회 레이저 열가공 연구회 논문집(1998년. 12월)의 제23페이지~제28페이지의 「고체 레이저 고조파에 의한 유리 기판의 내부 마킹」에 기재되어 있다.The focusing point is aligned inside the object to be processed (for example, a piezoelectric material made of glass or LiTaO 3 ), the electric field strength at the focusing point is 1 × 10 8 (W / cm 2) or more, and the pulse width is 1. The laser light is irradiated under the condition of or less. The magnitude of the pulse width is a condition in which a crack region can be formed only inside the object to be processed without causing unnecessary damage to the surface of the object while continuing to absorb multiphotons. As a result, a phenomenon called optical damage due to multiphoton absorption occurs inside the object to be processed. This optical damage causes thermal deformation inside the object to be processed, whereby a crack region is formed inside the object. As an upper limit of electric field intensity, it is 1 * 10 <12> (W / cm <2>), for example. As for pulse width, 1 micrometer-200 micrometers are preferable, for example. In addition, the formation of the crack region by multiphoton absorption is described, for example, in "The glass substrate by solid laser harmonics" on pages 23 to 28 of the 45th Laser Thermal Processing Society Proceedings (December 1998). Internal marking ”.
본 발명자는 전계강도와 크랙 크기의 관계를 실험에 의해 구하였다. 실험 조건은 다음과 같다.The inventors obtained the relationship between the electric field strength and the crack size by experiment. Experimental conditions are as follows.
(A) 가공 대상물: 파이렉스(등록상표) 유리(두께 700㎛)(A) Object to be processed: Pyrex (registered trademark) glass (700 μm thick)
(B) 레이저(B) laser
광원: 반도체 레이저 여기 Nd: YAG 레이저Light source: semiconductor laser excitation Nd: YAG laser
파장 :1064㎚Wavelength: 1064nm
레이저 광 스폿 단면적: 3.14× 10-8㎠Laser light spot cross section: 3.14 × 10 -8 cm 2
발진 형태: Q 스위치 펄스Oscillation form: Q switch pulse
반복 주파수: 100㎑Repetition frequency: 100 Hz
펄스폭: 30㎱Pulse width: 30 Hz
출력: 출력<1mJ/펄스Output: output <1mJ / pulse
레이저 광 품질: TEM00 Laser light quality: TEM 00
편광 특성: 직선 편광Polarization Characteristics: Linearly Polarized
(C) 집광용 렌즈(C) condensing lens
레이저 광 파장에 대한 투과율: 60 퍼센트Transmittance for Laser Light Wavelength: 60 Percent
(D) 가공 대상물이 재치되는 재치대(載置臺)의 이동 속도: 100 ㎜/초(D) Movement speed of the mounting table on which the object to be processed is placed: 100 mm / sec
또한, 레이저 광 품질이 TEM00이라는 것은 집광성이 높고 레이저 광의 파장 정도까지 집광 가능함을 의미한다.In addition, the laser light quality of TEM 00 means that the light collecting property is high and the light can be collected up to the wavelength of the laser light.
도 7은 상기 실험의 결과를 나타내는 그래프이다. 가로축은 피크 파워 밀도이며, 레이저 광이 펄스 레이저 광이므로 전계강도는 피크 파워 밀도로 표시된다. 세로축은 1 펄스의 레이저 광에 의해 가공 대상물의 내부에 형성된 크랙 부분(크랙 스폿)의 크기를 나타내고 있다. 크랙 스폿이 모여 크랙 영역이 된다. 크랙 스폿의 크기는, 크랙 스폿의 형상 중 최대 길이가 되는 부분의 크기이다. 그래프 중의 검은색 동그라미로 나타내는 데이터는 집광용 렌즈(C)의 배율이 100배, 개구수(NA)가 0.80인 경우이다. 한편, 그래프 중의 흰색 동그라미로 나타내는 데이터는 집광용 렌즈(C)의 배율이 50배, 개구수(NA)가 0.55인 경우이다. 피크 파워 밀도가 1011(W/㎠) 정도부터 가공 대상물의 내부에 크랙 스폿이 발생하며, 피크 파워 밀도가 커짐에 따라 크랙 스폿도 커지는 것을 알 수 있다.7 is a graph showing the results of the experiment. The abscissa is the peak power density, and since the laser light is pulsed laser light, the electric field strength is represented by the peak power density. The vertical axis | shaft has shown the magnitude | size of the crack part (crack spot) formed in the inside of a to-be-processed object by 1 pulse of laser light. Crack spots gather to form a crack area. The size of the crack spot is the size of the portion that becomes the maximum length of the shape of the crack spot. Data represented by black circles in the graph is a case where the magnification of the condensing lens C is 100 times and the numerical aperture NA is 0.80. On the other hand, the data represented by the white circle in the graph is a case where the magnification of the condensing lens C is 50 times and the numerical aperture NA is 0.55. From the peak power density of about 10 11 (W / cm 2), crack spots are generated inside the object to be processed, and as the peak power density increases, the crack spots also increase.
다음에, 크랙 영역 형성에 의한 가공 대상물의 절단 메커니즘에 대하여, 도 8~도 11을 참조하여 설명한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 다광자 흡수가 생기는 조건에서 가공 대상물(1)의 내부에 집광점(P)을 맞추고 레이저 광(L)을 조사하여 절단 예정 라인을 따라서 내부에 크랙 영역(9)을 형성한다. 크랙 영역(9)은 1개 또는 복수의 크랙을 포함하는 영역이다. 이와 같이 형성된 크랙 영역(9)이 절단 기점 영역이 된다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 크랙 영역(9)을 기점으로 하여(즉, 절단 기점 영역을 기점으로 하여) 크랙이 더욱 성장하고, 도 10에 나타내는 바와 같이, 크랙이 가공 대상물(1)의 표면(3)과 이면(裏面)(21)에 도달하며, 도 11에 나타내는 바와 같이, 가공 대상물(1)이 갈라짐으로써 가공 대상물(1)이 절단된다. 가공 대상물(1)의 표면(3)과 이면(21)에 도달하는 크랙은 자연스럽게 성장하는 경우도 있고, 가공 대상물(1)에 힘이 인가됨으로써 성장하는 경우도 있다.Next, the cutting mechanism of the object to be processed by forming the crack region will be described with reference to FIGS. 8 to 11. As shown in FIG. 8, in the condition which multiphoton absorption generate | occur | produces, the converging point P is made to fit inside the
(2) 개질 영역이 용융 처리 영역인 경우(2) When the reformed region is a molten processed region
가공 대상물(예를 들어 실리콘과 같은 반도체 재료)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 전계강도가 1× 108(W/㎠) 이상이며 또한 펄스폭이 1㎲ 이하인 조건에서 레이저 광을 조사한다. 이에 의해 가공 대상물의 내부는 다광자 흡수에 의해 국소적으로 가열된다. 이 가열에 의해 가공 대상물의 내부에 용융 처리 영역이 형성된다. 용융 처리 영역이란 일단 용융 후 재고체화한 영역이나, 확실히 용융 상태인 영역이나, 용융 상태로부터 재고체화하는 상태의 영역이며, 상변화한 영역이나 결정 구조가 변화한 영역이라고 할 수도 있다. 또, 용융 처리 영역이란 단결정 구조, 비정질 구조, 다결정 구조에 있어서, 어떤 구조가 다른 구조로 변화한 영역이라고 할 수도 있다. 즉, 예를 들어, 단결정 구조로부터 비정질 구조로 변화한 영역, 단결정 구조로부터 다결정 구조로 변화한 영역, 단결정 구조로부터 비정질 구조 및 다결정 구조를 포함하는 구조로 변화한 영역을 의미한다. 가공 대 상물이 실리콘 단결정 구조인 경우, 용융 처리 영역은 예를 들어 비정질 실리콘 구조이다. 전계강도의 상한치로는, 예를 들어 1× 1012(W/㎠)이다. 펄스폭은 예를 들어 1㎱~200㎱가 바람직하다.The laser beam is placed under the condition that the focusing point is aligned inside the object to be processed (for example, a semiconductor material such as silicon), and the electric field strength at the focusing point is 1 × 10 8 (W / cm 2) or more and the pulse width is 1 dB or less. Investigate As a result, the inside of the object to be processed is locally heated by multiphoton absorption. By this heating, a molten processed region is formed inside the object to be processed. The melt processing region is a region that is once remelted after melting, a region that is certainly in a molten state, or a region that is restocked from a molten state, and may be referred to as a phase changed region or a region in which the crystal structure is changed. The molten processed region may also be referred to as a region in which a structure is changed to another structure in a single crystal structure, an amorphous structure, and a polycrystalline structure. That is, for example, a region changed from a single crystal structure to an amorphous structure, a region changed from a single crystal structure to a polycrystalline structure, and a region changed from a single crystal structure to a structure including an amorphous structure and a polycrystalline structure. If the workpiece is a silicon single crystal structure, the molten processed region is, for example, an amorphous silicon structure. As an upper limit of electric field intensity, it is 1 * 10 <12> (W / cm <2>), for example. As for pulse width, 1 micrometer-200 micrometers are preferable, for example.
본 발명자는 실리콘 웨이퍼(반도체 기판)의 내부에서 용융 처리 영역이 형성되는 것을 실험에 의해 확인하였다. 실험 조건은 다음과 같다.The inventors confirmed by experiment that a molten processed region was formed inside a silicon wafer (semiconductor substrate). Experimental conditions are as follows.
(A) 가공 대상물: 실리콘 웨이퍼(두께 350㎛, 외경 4 인치)(A) Object to be processed: Silicon wafer (thickness 350 µm, outer diameter 4 inches)
(B) 레이저(B) laser
광원: 반도체 레이저 여기 Nd: YAG 레이저Light source: semiconductor laser excitation Nd: YAG laser
파장: 1064㎚Wavelength: 1064 nm
레이저 광 스폿 단면적: 3.14× 10-8㎠Laser light spot cross section: 3.14 × 10 -8 cm 2
발진 형태: Q 스위치 펄스Oscillation form: Q switch pulse
반복 주파수: 100㎑Repetition frequency: 100 Hz
펄스폭: 30㎱Pulse width: 30 Hz
출력: 20μJ/펄스Output: 20 μJ / pulse
레이저 광 품질: TEM00 Laser light quality: TEM 00
편광 특성: 직선 편광Polarization Characteristics: Linearly Polarized
(C) 집광용 렌즈(C) condensing lens
배율: 50배Magnification: 50 times
N.A.: 0.55N.A .: 0.55
레이저 광 파장에 대한 투과율: 60 퍼센트Transmittance for Laser Light Wavelength: 60 Percent
(D) 가공 대상물이 재치되는 재치대의 이동 속도: 100㎜/초(D) Moving speed of the mounting table on which the object to be processed is placed: 100 mm / sec
도 12는, 상기 조건에서의 레이저 가공에 의해 절단된 실리콘 웨이퍼의 일부에 있어서의 단면의 사진을 나타낸 도면이다. 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 용융 처리 영역(13)이 형성되어 있다. 또한, 상기 조건에 의해 형성된 용융 처리 영역(13)의 두께 방향의 크기는 100㎛ 정도이다.It is a figure which shows the photograph of the cross section in a part of silicon wafer cut | disconnected by the laser processing on the said conditions. The molten processed
용융 처리 영역(13)이 다광자 흡수에 의해 형성되었음을 설명한다. 도 13은, 레이저 광의 파장과 실리콘 기판의 내부 투과율의 관계를 나타내는 그래프이다. 단, 실리콘 기판의 표면측과 이면측 각각의 반사 성분을 제거하고, 내부만의 투과율을 나타내고 있다. 실리콘 기판의 두께 t가 50㎛, 100㎛, 200㎛, 500㎛, 1000㎛의 각각에 대하여 상기 관계를 나타내었다.It is explained that the molten processed
예를 들어, Nd:YAG 레이저의 파장인 1064㎚에 있어서, 실리콘 기판의 두께가 500㎛ 이하인 경우, 실리콘 기판의 내부에서는 레이저 광이 80% 이상 투과하는 것을 알 수 있다. 도 12에 나타내는 실리콘 웨이퍼(11)의 두께는 350㎛이므로, 다광자 흡수에 의한 용융 처리 영역(13)은 실리콘 웨이퍼(11)의 중심 부근, 즉 표면으로부터 175㎛의 부분에 형성된다. 이 경우의 투과율은 두께 200㎛의 실리콘 웨이퍼를 참고로 하면 90% 이상이므로, 레이저 광이 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에서 흡수되는 것은 불과 얼마 안 되며 대부분이 투과한다. 이것은, 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에서 레이저 광이 흡수되고, 용융 처리 영역(13)이 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 형성(즉 레이저 광에 의한 통상의 가열로 용융 처리 영역이 형성)된 것이 아니 라, 용융 처리 영역(13)이 다광자 흡수에 의해 형성되었음을 의미한다. 다광자 흡수에 의한 용융 처리 영역의 형성은, 예를 들어, 용접학회 전국대회 강연개요 제66집(2000년 4월)의 제72페이지~제73페이지의 「피코초(picosecond) 펄스 레이저에 의한 실리콘의 가공 특성 평가」에 기재되어 있다.For example, at 1064 nm which is the wavelength of an Nd: YAG laser, when the thickness of a silicon substrate is 500 micrometers or less, it turns out that 80% or more of laser light transmits inside a silicon substrate. Since the thickness of the
또한, 실리콘 웨이퍼는 용융 처리 영역에 의해서 형성되는 절단 기점 영역을 기점으로 하여 단면 방향을 향하여 갈라짐을 발생시키고, 그 갈라짐이 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면에 도달함으로써, 결과적으로 절단된다. 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면에 도달하는 이 갈라짐은 자연스럽게 성장하는 경우도 있고, 실리콘 웨이퍼에 힘이 인가됨으로써 성장하는 경우도 있다. 그리고, 절단 기점 영역으로부터 실리콘 웨이퍼의 표면과 이면에 갈라짐이 자연스럽게 성장하는 경우로는, 절단 기점 영역을 형성하는 용융 처리 영역이 용융하고 있는 상태로부터 갈라짐이 성장하는 경우와, 절단 기점 영역을 형성하는 용융 처리 영역이 용융하고 있는 상태로부터 재고체화할 때에 갈라짐이 성장하는 경우 모두 있다. 단, 어느 쪽의 경우도 용융 처리 영역은 실리콘 웨이퍼의 내부에만 형성되며, 절단 후의 절단면에는, 도 12와 같이 내부에만 용융 처리 영역이 형성되어 있다. 이와 같이, 가공 대상물의 내부에 용융 처리 영역에 의해 절단 기점 영역을 형성하면, 클리빙시, 절단 기점 영역 라인으로부터 벗어난 불필요한 갈라짐이 생기기 어렵기 때문에 클리빙 제어가 용이해진다. 덧붙여서 말하면, 용융 처리 영역의 형성은 다광자 흡수가 원인인 경우뿐만 아니라, 다른 흡수 작용이 원인인 경우도 있다.In addition, the silicon wafer generates cracks in the cross-sectional direction starting from the cutting origin region formed by the molten processed region, and the cracks are cut as a result by reaching the front and back surfaces of the silicon wafer. This crack reaching the front and back of the silicon wafer may grow naturally, or may grow when a force is applied to the silicon wafer. In the case where the cracks naturally grow from the cutting starting point region to the front and back surfaces of the silicon wafer, the cracks grow from the molten state in which the molten processed region forming the starting point region is melted, and the cutting starting region is formed. There are cases where cracks grow when remelting from the state in which the molten processed region is molten. In either case, the molten processed region is formed only inside the silicon wafer, and the molten processed region is formed only inside the cut surface after cutting, as shown in FIG. 12. In this way, when the starting point region for cutting is formed inside the object to be processed by the molten processing region, the cleaving control is facilitated because unnecessary splitting off the starting point region line during cleaving hardly occurs. Incidentally, the formation of the molten processed region may be caused not only by multiphoton absorption but also by other absorption effects.
(3) 개질 영역이 굴절률 변화 영역인 경우(3) the modified region is a refractive index change region
가공 대상물(예를 들어 유리)의 내부에 집광점을 맞추고, 집광점에 있어서의 전계강도가 1× 108(W/㎠) 이상이며 또한 펄스폭이 1㎱ 이하인 조건에서 레이져 광을 조사한다. 펄스폭을 극히 짧게 하고, 다광자 흡수를 가공 대상물의 내부에 일으키면, 다광자 흡수에 의한 에너지가 열에너지에 바뀌지 않고, 가공 대상물의 내부에는 이온 가수 변화, 결정화 또는 분극 배향 등의 영속적인 구조 변화가 야기되어 굴절률 변화 영역이 형성된다. 전계강도의 상한치로는, 예를 들어 1× 1012(W/㎠)이다. 펄스폭은 예를 들어 1㎱ 이하가 바람직하며, 1ps 이하가 더욱 바람직하다. 다광자 흡수에 의한 굴절률 변화 영역의 형성은, 예를 들어, 제42회 레이저 열가공 연구회 논문집(1997년. 11월)의 제105페이지~제111페이지의 「펨토초 레이저(femtosecond laser) 조사에 의한 유리 내부에 대한 광야기 구조 형성」에 기재되어 있다.The condensing point is set inside the object to be processed (for example, glass), and the laser light is irradiated under the condition that the electric field strength at the condensing point is 1 × 10 8 (W / cm 2) or more and the pulse width is 1 ㎱ or less. When the pulse width is extremely short and multiphoton absorption is caused inside the workpiece, the energy due to the multiphoton absorption does not change to thermal energy, and permanent structure changes such as ion valence change, crystallization, or polarization orientation do not occur inside the workpiece. Is caused to form a refractive index change region. As an upper limit of electric field intensity, it is 1 * 10 <12> (W / cm <2>), for example. The pulse width is preferably, for example, 1 m or less, more preferably 1 ps or less. The formation of the refractive index change region by multiphoton absorption is described, for example, by the femtosecond laser irradiation on
이상, 개질 영역으로서 (1)~(3)의 경우를 설명하였으나, 웨이퍼 모양의 가공 대상물의 결정 구조나 그 벽개성(劈開性) 등을 고려하여 절단 기점 영역을 다음과 같이 형성하면, 그 절단 기점 영역을 기점으로 하여 한층 더 작은 힘으로, 게다가 정밀도 좋게 가공 대상물을 절단하는 것이 가능해진다.As mentioned above, although the case of (1)-(3) was demonstrated as a modified area | region, when the starting point area | region of cutting | disconnection is formed in consideration of the crystal structure of a wafer-like process object, its cleavage property, etc., it will cut | disconnect the following. It is possible to cut the object to be processed more precisely with a smaller force using the starting point area as a starting point.
즉, 실리콘 등의 다이아몬드 구조의 단결정 반도체로 이루어진 기판의 경우는, (111)면(제1 벽개면)이나 (110)면(제2 벽개면)을 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 또, GaAs 등의 섬아연광형 구조의 III-V족 화합물 반도체로 이루어진 기판의 경우는, (110)면에 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 사파이어(A1203) 등의 육방정계의 결정 구조를 갖는 기판의 경우는, (0001)면(C면)을 메인 면으로 하여 (1120)면(A면) 혹은 (1100)면(M면)을 따른 방향으로 절단 기점 영역을 형성하는 것이 바람직하다.That is, in the case of a substrate made of a single crystal semiconductor having a diamond structure such as silicon, it is preferable to form a starting point region for cutting in the direction along the (111) plane (first cleaved plane) or the (110) plane (second cleaved plane). Moreover, in the case of the board | substrate which consists of a group III-V compound semiconductor of a galvanic light structure, such as GaAs, it is preferable to form a cutting origin region in the direction along the (110) plane. In the case of a substrate having a hexagonal crystal structure such as sapphire (A1 2 0 3 ), the (0001) plane (A plane) or (1100) plane (A plane) or (1100) plane ( It is preferable to form a cut origin region in the direction along M plane).
또한, 상술한 절단 기점 영역을 형성해야 할 방향(예를 들어, 단결정 실리콘 기판에 있어서의 (111)면을 따른 방향), 혹은 절단 기점 영역을 형성해야 할 방향에 직교하는 방향을 따라서 기판에 오리엔테이션 플랫(orientation flat)을 형성하면, 그 오리엔테이션 플랫을 기준으로 함으로써, 절단 기점 영역을 형성해야 할 방향을 따른 절단 기점 영역을 용이하고 또한 정확하게 기판에 형성하는 것이 가능해진다.Further, orientation is performed on the substrate along a direction perpendicular to the direction in which the above-mentioned cutting origin region should be formed (for example, a direction along the (111) plane in a single crystal silicon substrate) or a direction in which the cutting origin region should be formed. By forming an orientation flat, it is possible to easily and accurately form the cutting origin region along the direction in which the cutting origin region is to be formed on the substrate by referring to the orientation flat.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명한다.Next, preferable embodiment of this invention is described.
〔제1 실시형태〕[First Embodiment]
도 14 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 가공 대상물(1)은 실리콘 웨이퍼(11)와, 복수의 기능 소자(15)를 포함하여 실리콘 웨이퍼(11)의 표면(이하, 간단히 「표면」이라고도 함)(11a)에 형성된 기능 소자층(16)을 구비하며, 그 두께가 약 300㎛로 되어 있다. 기능 소자(15)는, 예를 들어, 결정 성장에 의해 형성된 반도체 동작층, 포토다이오드 등의 수광 소자, 레이저 다이오드 등의 발광 소자, 또는 회로로서 형성된 회로 소자 등이며, 실리콘 웨이퍼(11)의 오리엔테이션 플랫(6)에 평행한 방향 및 수직인 방향으로 매트릭스 모양으로 다수 형성되어 있다. 이와 같은 가공 대상물(1)은, 서로 이웃하는 기능 소자(15)사이를 통과하도록 격자 모양으로 설정된 절단 예정 라인(5)(도 14의 파선 참조)을 따라서 절단되어 아주 작은 칩인 디스크리트 디바이스(Discrete Device) 등으로 되는 것이다.As shown in FIG. 14 and FIG. 15, the
이 가공 대상물(1)을 절단하는 경우, 우선 기능 소자층(16)의 표면에 보호 테이프를 붙이고, 보호 테이프에 의해 기능 소자층(16)을 보호한 상태에서, 레이저 가공 장치의 스테이지에 가공 대상물(1)을 유지한 보호 테이프를 고정한다. 계속해서, 가공 대상물(1)의 이면(이하, 간단히 「이면」이라고도 함.)(21)으로부터 실리콘 웨이퍼(11)의 내부에 집광점을 맞추어 다광자 흡수가 생기는 조건에서 레이저 광을 조사하고, 각 절단 예정 라인(5)을 따라서 절단의 기점이 되는 개질 영역을 형성한다(이면 입사 가공). 여기서는, 각 절단 예정 라인(5)을 따라서 가공 대상물(1)의 두께 방향으로 개질 영역을 6열 형성한다. 계속해서, 스테이지에 고정된 보호 테이프를 가공 대상물(1)과 함께 이격시킨다. 그리고, 실리콘 웨이퍼(11)의 이면(21)에 익스팬드 테이프를 붙이고, 기능 소자층(16)의 표면으로부터 보호 테이프를 벗긴 후, 익스팬드 테이프를 확장시킨다. 이에 의해, 개질 영역을 절단의 기점으로 하고, 가공 대상물(1)이 절단 예정 라인(5)을 따라서 기능 소자(15)마다 정밀도 좋게 절단되어 복수의 반도체 칩이 서로 이간되게 된다. 또한, 개질 영역은 용융 처리 영역 외에 크랙 영역 등을 포함하는 경우가 있다.When cutting this
그런데, 가공 대상물(1)은, 그 두께가 예를 들어 연삭 로트의 차이로 인하여 복수의 가공 대상물(1)사이가 불규칙하거나, 1개의 가공 대상물(1)에 있어서 연삭시의 고르지 못함 등에 의해 그 일부분이 두껍고 혹은 얇아지거나 하는 경우(가공 대상물(1)의 두께가 변화하는 경우)가 있다. 구체적으로는, 두께 300㎛의 가공 대 상물(1)에서는, 복수의 가공 대상물(1)간에 두께가 ± 10㎛ 이상 편차가 나는 경우가 있으며, 또 1개의 가공 대상물(1) 중에서 그 일부분의 두께가 ± 5㎛ 이상 편차가 나는 경우가 있다.By the way, the object to be processed 1 may have irregular thicknesses between a plurality of objects to be processed 1 due to, for example, a difference in grinding lot, or may be uneven at the time of grinding in one object to be processed 1. There is a case where a part becomes thick or thin (when the thickness of the
그러나, 일반적인 오토 포커스 기능에서는 가공 대상물(1)의 두께를 일정하다고 간주하고, 레이저 광 입사면인 이면(21)의 변위량만을 측정함으로써, 레이저 광의 집광점 위치를 이면(21)으로부터 소정의 위치에 제어한다. 그 때문에, 종래 도 20에 나타내는 바와 같이, 형성된 개질 영역 M 중 표면(11a)에 가장 가까운 개질 영역은, 가공 대상물(1)이 두꺼운 부분에서는 이 가공 대상물(1)로부터 돌출되도록 형성되거나, 가공 대상물(1)이 얇은 부분에서는 가공 대상물(1)의 깊은 위치까지 닿지 않고 이면(21)쪽에 형성되거나 하게 되는 경우가 있다.However, in the general autofocus function, the thickness of the object to be processed 1 is regarded as constant, and only the displacement amount of the
따라서, 본 실시형태의 레이저 가공 방법에서는, 가공 대상물(1)의 절단 예정 라인(5)을 따라서 두께 방향으로 복수 열 형성된 개질 영역 중, 이면(제1 면)(21)에 가장 가까운 제1 개질 영역이 이면(21)의 위치를 기준으로 하여 형성되며, 표면(제2 면)(11a)에 가장 가까운 제2 개질 영역이 표면(11a)의 위치를 기준으로 하여 형성된다. 이하, 이 개질 영역의 형성에 대하여 보다 상세하게 설명한다.Therefore, in the laser processing method of this embodiment, the 1st modification closest to the back surface (1st surface) 21 among the modification areas formed in multiple rows along the cutting
[높이 설정(height set)][Height set]
우선 가공 대상물(1)의 이면(21)에 투영한 예를 들어 레티클(reticle) 화상의 핀트를 맞춘 상태에서 거리측정용 레이저 광을 조사하고, 이면(21)에서 반사한 거리측정용 레이저 광의 반사광을 전압값으로서 검출하며, 검출된 전압값을 메모리한다(도 16 중의 S1).First, the laser beam for distance measurement is irradiated on the
[트레이스(trace)][Trace]
계속해서, 거리측정용 레이저 광을 조사하여 이면(21)에서 반사하는 거리측정용 레이저 광의 반사광을 전압값으로서 검출하면서, 이 전압값이 높이 설정에 의한 전압값을 유지하도록 절단 예정 라인(5)을 따라서 스캔하고, 절단 예정 라인(5)을 따르는 이면(21)의 변위를 취득하며, 이 이면(21)의 변위를 이면 위치 정보(제1 위치 정보)로서 메모리한다. 즉, 이면 위치 정보가, 이면(21)으로부터 높이 설정한 이면(21) 위치까지의 두께 방향의 상대 거리로서 구해진다.Subsequently, the
이면 위치 정보=이면(21)의 변위Back position information = displacement of
=이면(21)으로부터 높이 설정한 이면(21) 위치까지의 두께 방향의 상대 거리 = Relative distance in the thickness direction from the
이 때, 거리측정용 레이저 광을 스캔하는 동시에, 절단 예정 라인(5)을 따라서 두께 측정기에 의해 광학적으로 가공 대상물(1)의 두께(두께 정보)를 측정하여 연산한다. 구체적으로는, 도 17의 (a)에 나타내는 바와 같이, 절단 예정 라인(5)을 따라서 이면(21)으로부터의 반사광(L1) 및 가공 대상물(1)의 내부에 투과하여 표면(11a)에서 반사하는 반사광(L2)을 라인 센서(50)로 수광한다. 그리고, 라인 센서(50)에 있어서의 이들 반사광(L1, L2)의 수광 위치와 미리 구해진 가공 대상물(1)의 굴절률에 의해, 표면(11a)으로부터 이면(21)까지의 거리, 즉 가공 대상물(1)의 두께를 연산한다.At this time, the laser beam for distance measurement is scanned, and the thickness (thickness information) of the object to be processed 1 is optically measured by a thickness measuring device along the
그리고, 이 연산된 가공 대상물(1)의 두께에 상술한 이면 위치 정보를 가산하고, 절단 예정 라인(5)을 따르는 표면 위치 정보(제2 위치 정보)로서 메모리한다. 즉, 표면 위치 정보가, 표면(11a)으로부터 높이 설정한 이면(21) 위치까지의 두께 방향의 상대 거리로서 구해진다(도 16 중의 S2).Then, the above-mentioned backside positional information is added to the calculated thickness of the
표면 위치 정보=이면 위치 정보+가공 대상물(1)의 두께If surface positional information =, the positional information + thickness of the
=표면(11a)으로부터 높이 설정한 이면(21) 위치까지의 두께 방향의 상대 거리 = Relative distance in thickness direction from
또한, 여기서는, 이면(21)의 측정계와 가공 대상물(1)의 두께의 측정계가 2축으로 구성되어 있다. 또, 이면(21)의 변위 및 가공 대상물(1)의 두께가 절단 예정 라인(5)을 따른 방향의 좌표와 관련지어져 취득되고 있다. 따라서, 이면(21)의 측정계와 가공 대상물(1)의 두께 측정계를 2축으로 구성되며, 각 측정계 사이의 거리 D1로부터 이면 위치 정보 및 표면 위치 정보가 좌표상에서 합성되어 이면 위치 정보 및 표면 위치 정보가 정밀도 좋게 구해지고 있다.In addition, here, the measuring system of the
혹은, 도 17의 (b)에 나타내는 바와 같이, 이면(21)으로부터의 반사광(L3)과 표면(11a)으로부터의 반사광(L4)을 간섭시킴으로써 가공 대상물(1)의 두께를 측정하기도 한다. 이 경우에도, 이면(21)의 측정계와 가공 대상물(1)의 두께 측정계가 2축으로 구성되어 있으며, 또 이면(21)의 변위 및 가공 대상물(1)의 두께가 절단 예정 라인(5)을 따른 방향의 좌표와 관련지어져서 취득되고 있다. 따라서, 각 측정계 사이의 거리 D2로부터 이면 위치 정보 및 표면 위치 정보가 좌표상에서 합성되어 이면 위치 정보 및 표면 위치 정보가 정밀도 좋게 구해지고 있다.Alternatively, as shown in FIG. 17B, the thickness of the
[개질 영역의 형성][Formation of modified region]
계속해서, 도 18의 (a)에 나타내는 바와 같이, 가공 대상물(1)의 내부에 있어서, 표면(11a)으로부터 10㎛만큼 내측(도시 위쪽)에 집광점을 맞추어 레이저 광 을 조사하고, 절단 예정 라인(5)을 따라서 스캔한다. 구체적으로는, 가공 대상물(1)의 내부에 있어서, 표면 위치 정보로부터 10㎛만큼 이면(21)측의 위치에 집광점을 이동시켜 레이저 광을 출력 0.72W로 조사하고, 메모리된 표면 위치 정보를 위치 조정 소자(본 실시형태에서는 피에조 소자를 이용한 액추에이터)에 의해 재생하여 집광점 위치를 제어하면서 절단 예정 라인(5)을 따라서 스캔한다. 이에 의해, 표면(11a)을 기준으로 하여 이 표면(11a)으로부터 10㎛만큼 내측에 개질 영역(제2 개질층) M1이 절단 예정 라인(5)을 따라서 형성된다(도 16 중의 S3). 구체적으로는, 표면 위치 정보로부터 10㎛만큼 이면(21)측의 위치에 절단 예정 라인(5)을 따른 개질 영역 M1이 형성된다.Subsequently, as shown in FIG. 18 (a), inside the
계속해서, 도 18의 (b)에 나타내는 바와 같이, 가공 대상물(1)의 내부에 있어서, 표면(11a)으로부터 25㎛만큼 내측(도시 상측)에 집광점을 맞추어 레이저 광을 조사하고, 절단 예정 라인(5)을 따라서 스캔한다. 구체적으로는, 가공 대상물(1)의 내부에 있어서, 표면 위치 정보로부터 25㎛만큼 이면(21)측의 위치에 집광점을 이동시켜 레이저 광을 출력 1.20W로 조사하고, 메모리된 표면 위치 정보를 피에조 소자에 의해 재생하여 집광점 위치를 계속 제어하면서 절단 예정 라인(5)을 따라서 스캔한다. 이에 의해, 표면(11a)을 기준으로 하여 이 표면(11a)으로부터 25㎛만큼 내측에 개질 영역 M2가 절단 예정 라인(5)을 따라서 형성된다(도 16 중의 S4). 구체적으로는, 표면 위치 정보로부터 25㎛만큼 이면(21)측의 위치에 절단 예정 라인(5)을 따른 개질 영역 M2가 형성된다.Subsequently, as shown in FIG. 18 (b), inside the
계속해서, 가공 대상물(1)의 내부에 있어서, 표면(11a)으로부터 35㎛만큼 내 측(도시 위쪽)에 집광점을 맞추어 레이저 광을 조사하고, 절단 예정 라인(5)을 따라서 스캔한다. 구체적으로는, 가공 대상물(1)의 내부에 있어서, 표면 위치 정보로부터 35㎛만큼 이면(21)측의 위치에 집광점을 이동시켜 레이저 광을 출력 1.20W로 조사하고, 메모리된 표면 위치 정보를 피에조 소자에 의해 재생하여 집광점 위치를 계속 제어하면서 절단 예정 라인(5)을 따라서 스캔한다. 이에 의해, 표면(11a)을 기준으로 하여 이 표면(11a)으로부터 35㎛만큼 내측에, 개질 영역 M3이 절단 예정 라인(5)을 따라서 형성된다(도 16 중의 S5). 구체적으로는, 표면 위치 정보로부터 35㎛만큼 이면(21)측의 위치에 절단 예정 라인(5)을 따른 개질 영역 M3이 형성된다.Subsequently, inside the
계속해서, 가공 대상물(1)의 내부에 있어서, 표면(11a)으로부터 45㎛만큼 내측(도시 위쪽)에 집광점을 맞추어 레이저 광을 조사하고, 절단 예정 라인(5)을 따라서 스캔한다. 구체적으로는, 가공 대상물(1)의 내부에 있어서, 표면 위치 정보로부터 45㎛만큼 이면(21)측의 위치에 집광점을 이동시켜 레이저 광을 출력 1.20W로 조사하고, 메모리된 표면 위치 정보를 피에조 소자에 의해 재생하여 집광점 위치를 계속 제어하면서 절단 예정 라인(5)을 따라서 스캔한다. 이에 의해, 표면(11a)을 기준으로 하여 이 표면(11a)으로부터 45㎛만큼 내측에 개질 영역 M4가 절단 예정 라인(5)을 따라서 형성된다(도 16 중의 S6). 구체적으로는, 표면 위치 정보로부터 45㎛만큼 이면(21)측의 위치에 절단 예정 라인(5)을 따른 개질 영역 M4가 형성된다.Subsequently, in the inside of the
계속해서, 도 18의 (c)에 나타내는 바와 같이, 가공 대상물(1)의 내부에 있 어서, 이면(21)으로부터 25㎛만큼 내측(도시 아래쪽)에 집광점을 맞추어 레이저 광을 조사하고, 절단 예정 라인(5)을 따라서 스캔한다. 구체적으로는, 가공 대상물(1)의 내부에 있어서, 이면 위치 정보로부터 25㎛만큼 표면(11a)측의 위치에 집광점을 이동시켜 레이저 광을 출력 1.20W로 조사하고, 메모리된 이면 위치 정보를 피에조 소자에 의해 재생하여 집광점 위치를 계속 제어하면서 절단 예정 라인(5)을 따라서 스캔한다. 이에 의해, 이면(21)을 기준으로 하여 이 이면(21)으로부터 25㎛만큼 내측에 개질 영역 M5가 절단 예정 라인(5)을 따라서 형성된다(도 16 중의 S7). 구체적으로는, 이면 위치 정보로부터 25㎛만큼 표면(11a)측의 위치에 절단 예정 라인(5)을 따른 개질 영역 M5가 형성된다.Subsequently, as shown in FIG. 18C, inside the
마지막으로, 가공 대상물(1)의 내부에 있어서, 이면(21)으로부터 15㎛만큼 내측(도시 아래쪽)에 집광점을 맞추어 레이저 광을 조사하고, 절단 예정 라인(5)을 따라서 스캔한다. 구체적으로는, 가공 대상물(1)의 내부에 있어서, 이면 위치 정보로부터 10㎛만큼 표면(11a)측의 위치에 집광점을 이동시켜 레이저 광을 출력 0.68W로 조사하고, 메모리된 이면 위치 정보를 피에조 소자에 의해 재생하여 집광점 위치를 계속 제어하면서 절단 예정 라인(5)을 따라서 스캔한다. 이에 의해, 이면(21)을 기준으로 하여 이 이면(21)으로부터 15㎛만큼 내측에, 개질 영역(제2 개질층) M6이 절단 예정 라인(5)을 따라서 형성된다(도 16 중의 S8). 구체적으로는, 이면 위치 정보로부터 15㎛만큼 표면(11a)측의 위치에 절단 예정 라인(5)을 따른 개질 영역 M6이 형성된다.Finally, in the inside of the
여기서, 가공 대상물(1)의 내부에 있어서 두께 방향으로 복수 열 형성된 개 질 영역 M1~M6 중, 개질 영역 M5, M6은 상면(上面)에 하프 컷을 형성하기 위한 개질 영역이며, 이른바 하프 컷 SD라고 칭해진다. 이 하프 컷은 익스팬드 테이프를 확장시키는 것에 의해 분리를 확실하게 하는 것이며, 따라서 하프 컷 SD는 매우 중요한 요소이다. 또, 복수 열 형성된 개질 영역 M1~M6 중, 표면(11a)에 가장 가까운 개질 영역 M1은 절단 후의 절단면의 품질에 특별히 영향을 주는 개질 영역이며, 이른바 품질 SD라고 칭해진다. 품질 SD는 기능 소자층(16)을 정밀도 좋게 절단하기 위한 것이며, 가공 대상물(1)을 절단할 때의 품질을 유지시키기 위해 매우 중요한 요소이다.Here, among the modified regions M1 to M6 formed in a plurality of rows in the thickness direction in the interior of the
따라서, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 가공 대상물(1)의 내부에 있어서, 이면(21)을 기준으로 하여 이 이면(21)으로부터 소정의 거리만큼 내측에, 개질 영역 M5, M6을 절단 예정 라인(5)을 따라서 형성하는 동시에, 표면(11a)을 기준으로 하여 이 표면(11a)으로부터 소정의 거리만큼 내측에, 개질 영역 M1을 절단 예정 라인(5)을 따라서 형성한다. 이와 같이, 이면(21) 및 표면(11a)의 쌍방의 위치가 기준으로 되기 때문에, 비록 가공 대상물(1)의 두께가 불규칙적으로 변화하더라도, 개질 영역 M5, M6의 위치 및 개질 영역 M6의 위치가 가공 대상물(1)의 두께의 변화에 기인하여 이탈되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 절단 예정 라인(5)을 따라서 개질 영역을 가공 대상물(1)의 두께 방향으로 복수 열 형성하는 경우에 있어서, 이면(21)에 가장 가까운 개질 영역 M6, 개질 영역 M6에 인접하는 개질 영역 M5 및 표면(11a)에 가장 가까운 개질 영역 M1을 정밀도 좋게 형성할 수 있다.Therefore, in the present embodiment, as described above, the modified regions M5 and M6 are cut inside the
또한, 이와 같이 본 실시형태에서는 개질 영역 M5, M6이 정밀도 좋게 형성되기 때문에, 이하의 효과를 나타낸다. 즉, 개질 영역 M5, M6이 이면(21)에 지나치게 가깝기 때문에 하프 컷이 구불구불해지고, 열화하는 것을 억제한다. 또한, 개질 영역 M5, M6이 이면(21)으로부터 너무 떨어져 있기 때문에 이 개질 영역 M5, M6으로부터 발생하는 균열의 신장이 불충분해져서 하프 컷이 잘 형성되지 않는 것도 방지한다.In addition, in this embodiment, since the modified regions M5 and M6 are formed with high accuracy, the following effects are obtained. That is, since the modified regions M5 and M6 are too close to the
또, 상술한 바와 같이, 개질 영역 M1이 정밀도 좋게 형성되기 때문에, 이하의 효과를 나타낸다. 즉, 개질 영역 M1이 표면(11a)에 지나치게 가까워짐으로 인하여 조사되는 레이저 광이 가공 대상물(1)로부터 돌출되게 되어 표면(11a)에 구멍이 뚫려, 가공 대상물(1)의 항절(抗折) 강도가 약해져 버리는 것을 억제한다. 또한, 개질 영역 M1이 표면(11a)으로부터 지나치게 멀어지는 것으로 인하여 절단면에 있어서 표면(11a)측의 단부가 절단 예정 라인(5)으로부터 크게 벗어나는, 이른바 스커트 현상이 발생하는 것을 방지한다. 또한, 본 실시형태에서는, 이면 입사 가공을 위해서 레이저 광이 입사 하는 면과 반대측의 면인 표면(11a)에 기능 소자(15)가 형성되고 있으며, 따라서, 스커트 현상의 발생을 방지한다고 하는 상기 효과는 특히 현저하다.In addition, as described above, since the modified region M1 is formed with high accuracy, the following effects are obtained. That is, since the modified region M1 is too close to the
또, 본 실시형태에 의하면, 가공 대상물(1)에 두께 편차나 고르지 못함이 존재하는 것에 따른 개질 영역의 위치 이탈을 보정할 수 있으며, 또 표면(11a)과의 거리 및 이면(21)과의 거리에 의존하는 개질 영역의 품질을 최량으로 하여 절단 후의 절단면 품질을 최량으로 하는 다단 가공을 행하는 것이 가능해진다.In addition, according to the present embodiment, the positional deviation of the modified region due to the thickness variation and unevenness present in the
또한, 가공 대상물(1)의 두께는 접촉형의 두께 측정기로 측정하는 것도 생각할 수 있으나, 이 경우에는, 가공 대상물(1)과 스테이지 사이에 이물이 있거나, 익스팬드 테이프로 붙였을 때에 익스팬드 테이프와 가공 대상물(1) 사이에 공기가 혼입하거나 하는 경우가 있어, 접촉한 가공 대상물(1)의 위치가 반드시 가공 대상물(1)의 두께를 나타내는 위치로는 되지 않는다. 따라서, 본 실시형태에서는, 투과형의 레이저를 사용하는 측정기를 이용하고 있어, 가공 대상물(1)의 두께가 정밀도 좋게 측정되고 있다.In addition, although the thickness of the
덧붙여서 말하면, 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 개질 영역 M2, M3, M4는 표면(11a)을 기준으로 하여 형성되어 있으나, 본 실시형태로 한정되지 않고, 개질 영역 M2, M3, M4는 이면(21)을 기준으로 하여 형성되어 있어도 된다.Incidentally, in the present embodiment, as described above, the modified regions M2, M3, and M4 are formed based on the
〔제2 실시형태〕Second Embodiment
다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 관계된 레이저 가공 방법에 대하여 설명한다. 이 제2 실시형태에 관계된 레이저 가공 방법이, 제1 실시형태에 관계된 레이저 가공 방법과 다른 점은, 가공 대상물(1)의 두께를 측정하지 않고, 도 19에 나타내는 바와 같이, 오토 포커스 기능에 있어서의 광학계를 이용하여 이면(21)에서의 반사광(L5) 및 표면(11a)에서의 반사광(L6)을 각각 검출한 점이다.Next, the laser processing method concerning 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. The laser processing method according to the second embodiment differs from the laser processing method according to the first embodiment in the autofocus function as shown in FIG. 19 without measuring the thickness of the
구체적으로는, 본 실시형태에 관계된 레이저 가공 방법에서는, 이면(21)에서 반사한 반사광(L5) 및 가공 대상물(1)을 투과하여 표면(11a)에서 반사한 반사광(L6)을 각각 검출하고, 표면(11a)의 변위와 이면(21)의 변위를 각각 직접 취득함으로써 이면 위치 정보 및 표면 위치 정보가 직접 구해진다.Specifically, in the laser processing method according to the present embodiment, the reflected light L5 reflected from the
이면 위치 정보=이면(21)의 변위Back position information = displacement of
=이면(21)으로부터 높이 설정한 이면(21) 위치까지의 두께 방향의 상대 거리 = Relative distance in the thickness direction from the
표면 위치 정보=표면(11a)의 변위=Surface positional information = displacement of the
표면(11a)으로부터 높이 설정한 이면(21) 위치까지의 두께 방향의 상대 거리 Relative distance in the thickness direction from the
이와 같이, 본 실시형태의 레이저 가공 방법으로도, 상기 실시형태와 같은 효과, 즉 비록 가공 대상물(1)의 두께가 불규칙적으로 변화하더라도, 개질 영역 M5, M6의 위치 및 개질 영역 M6의 위치가 가공 대상물(1)의 두께의 변화에 기인하여 이탈되는 것을 억제한다고 하는 효과를 나타낸다. 이에 의해, 절단 예정 라인(5)을 따라서 개질 영역을 가공 대상물(1)의 두께 방향으로 복수 열 형성하는 경우에 있어서, 이면(21)에 가장 가까운 개질 영역 M6, 개질 영역 M6에 인접하는 개질 영역 M5 및 표면(11a)에 가장 가까운 개질 영역 M1을 정밀도 좋게 형성할 수 있다.Thus, even with the laser processing method of this embodiment, even if the effect similar to the said embodiment, ie, even if the thickness of the
다음에, 본 발명의 일 실시형태에 관계된 레이저 가공 장치에 대하여 설명한다.Next, the laser processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated.
도 21에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치(100)는, 레이저 광(가공용 레이저 광)(L)을 펄스 발진하는 레이저 광원(101)과, 레이저 광(L)의 광축의 방향을 90°로 바꾸도록 배치된 다이크로익 미러(dichroic mirror)(103)와, 레이저 광(L)을 집광하기 위한 집광용 렌즈(105)를 구비하고 있다. 또, 레이저 가공 장치(100)는, 집광용 렌즈(105)로 집광된 레이저 광(L)이 조사되는 가공 대상물(1)을 재치하기 위한 재치대(107)와, 재치대(107)를 X, Y, Z축 방향으로 이동시키기 위한 스테이지(111)와, 레이저 광(L)의 출력이나 펄스폭 등을 조절하기 위해서 레이저 광원(101)을 제어하는 레이저 광원 제어부(102)와, 스테이지(111)의 이동을 제어하는 스테이지 제어부(115)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 21, the
이 레이저 가공 장치(100)에 의하면, 레이저 광원(101)으로부터 조사된 레이저 광(L)이 다이크로익 미러(103)에서 그 광축이 90° 바뀌며, 집광렌즈(105)로 재치대(107)상의 가공 대상물(1)의 내부에 집광된다. 이와 함께, 스테이지(111)가 이동되며, 가공 대상물(1)이 레이저 광(L)에 대해 절단 예정 라인(5)을 따라서 상대 이동된다. 이에 의해, 절단 예정 라인(5)을 따라서 가공 대상물(1)에 개질 영역이 형성되게 된다.According to the
또한, 레이저 가공 장치(100)는 본 실시형태에 한정되지 않고, 다이크로익 미러(103)를 이용하지 않고 레이저 광원(101)으로부터의 레이저 광(L)을 집광용 렌즈(105)에 도광(導光)해도 된다. 또, 레이저 광(L)의 이동은, 레이저 광(L)을 가공 대상물(1)에 대해 상대적으로 이동시킬 수 있으면 된다. 특히 Z축 방향에 대해서는, 재치대(107)를 이동시키는 대신에 집광용 렌즈(105)의 위치를 이동시킴으로써 레이저 광(L)의 초점 위치를 바꾸는 것이 가능해진다.In addition, the
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않는다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment.
예를 들어, 상기 실시형태에서는, 가공 대상물(1)의 표면(11a)의 변위 등을 측정한 후에 레이저 광을 스캔하여 개질 영역을 형성하는, 이른바 트레이스 가공이지만, 표면(11a)의 변위 등을 측정하는 동시에 개질 영역을 형성하는, 이른바 리얼 타임 가공이어도 된다.For example, in the said embodiment, although it is what is called trace processing which forms a modified area | region by scanning a laser beam after measuring the displacement etc. of the
또, 가공 대상물을 투과하는 거리측정용 레이저 광 및 투과하지 않고 반사되는 거리측정용 레이저 광의 조사에 있어서는, 복수의 레이저 광원을 이용해도 되며, 1개의 레이저 광원으로부터 파장을 바꾸어 조사해도 된다.Moreover, in irradiation of the distance measuring laser light which permeate a process object and the distance measuring laser light reflected without permeation, you may use a some laser light source, and you may irradiate by changing a wavelength from one laser light source.
또, 상기 실시형태에서는, 기능 소자(15)가 형성된 표면(11a)에 대향하는 이면(21)측으로부터 레이저 광을 입사하는 이면 입사 가공으로 하고 있으나, 표면(11a)측으로부터 레이저 광을 입사하는 가공이어도 물론 된다.Moreover, in the said embodiment, although it is set as back surface incidence process which injects a laser beam from the
또, 가공 대상물로서 실리콘 웨이퍼(11)를 구비한 가공 대상물(1)을 이용하고 있으나, 실리콘 웨이퍼(11)가 아니어도, 예를 들어, 갈륨비소 등의 반도체 화합물 재료, 압전 재료, 사파이어 등의 결정성을 갖는 재료여도 된다. In addition, although the
본 발명에 의하면, 절단 예정 라인을 따라서 개질 영역을 가공 대상물의 두께 방향으로 복수 열 형성하는 경우에 있어서, 제1 면에 가장 가까운 제1 개질 영역 및 제2 면에 가장 가까운 제2 개질 영역을 정밀도 좋게 형성할 수 있다.According to the present invention, in the case where a plurality of rows of modified regions are formed along the cutting scheduled line in the thickness direction of the object to be processed, the first modified region closest to the first surface and the second modified region closest to the second surface are precisely determined. It can form well.
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