KR20130121718A - Laser machining apparatus and laser machining method - Google Patents

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KR20130121718A
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노부모리 오고시
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

The present invention relates to a laser processing device and a laser processing method capable of performing an even laser processing regardless of the conditions of the surface irradiated with a laser. The laser processing device comprises: a chuck table maintaining objects; a laser oscillator; a laser beam irradiation member including a processing head having a condensing lens condensing laser beams oscillated from the laser oscillator; a reflection light amount detection member detecting the reflection light amount of the laser beams with which the object is irradiated from the laser beam irradiation member; and a singular number calculating member calculating the singular numbers performing the laser processing towards the thickness direction of the object from the laser beam irradiation member based on the reflection light amount detected from the reflection light amount detection member. [Reference numerals] (12) Processing transporting unit;(22) Indexing transporting unit;(64) Laser oscillator;(66) Repetition frequency setting unit;(68) Output adjusting unit;(78) Reflex light amount detector;(80) Singular calculating unit;(81) Concentrating light point changing unit

Description

레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법{LASER MACHINING APPARATUS AND LASER MACHINING METHOD}LASER MACHINING APPARATUS AND LASER MACHINING METHOD}

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피가공물에 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method for performing laser processing on a workpiece such as a semiconductor wafer.

IC, LSI, LED 등의 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼, 사파이어 웨이퍼 등의 웨이퍼는 가공 장치에 의해 개개의 디바이스로 분할되고, 분할된 디바이스는 휴대 전화, PC 등의 각종 전자 기기에 널리 이용되고 있다. A plurality of devices such as ICs, LSIs, LEDs, etc. are partitioned by lines to be divided, and wafers such as silicon wafers and sapphire wafers formed on the surface are divided into individual devices by a processing apparatus, and the divided devices are divided into mobile phones, PCs, and the like. It is widely used in various electronic devices.

웨이퍼의 분할에는, 다이서라고 불리는 절삭 장치를 이용한 다이싱 방법이 널리 채택되고 있다. 다이싱 방법에서는, 다이아몬드 등의 지립을 금속이나 수지로 굳혀 두께 30 ㎛ 정도로 한 절삭 블레이드를, 30000 rpm 정도의 고속으로 회전시키면서 웨이퍼를 커팅하게 함으로써 웨이퍼를 절삭하여, 개개의 디바이스 칩으로 분할한다. For dividing the wafer, a dicing method using a cutting device called a dicer is widely adopted. In the dicing method, a wafer is cut by dividing a grain such as diamond into metal or resin and cutting the wafer while rotating the cutting blade having a thickness of about 30 μm at a high speed of about 30000 rpm to cut the wafer into individual device chips.

한편, 최근에는, 레이저 빔을 이용하여 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 방법이 개발되어 실용화되고 있다. 레이저 빔을 이용하여 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 방법으로서, 이하에 설명하는 제1 및 제2 가공 방법이 알려져 있다. On the other hand, in recent years, a method of dividing a wafer into individual device chips using a laser beam has been developed and put into practical use. As a method of dividing a wafer into individual device chips using a laser beam, first and second processing methods described below are known.

제1 가공 방법은, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장(예컨대 1064 ㎚)의 레이저 빔의 집광점을 분할 예정 라인에 대응하는 웨이퍼의 내부에 위치시켜, 레이저 빔을 분할 예정 라인을 따라서 조사하여 웨이퍼 내부에 개질층을 형성하고, 그 후 분할 장치에 의해 웨이퍼에 외력을 부여하여 웨이퍼를 개질층을 분할 기점으로 하여 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 방법이다(예컨대, 일본 특허 제3408805호 참조). In a first processing method, a light converging point of a laser beam having a transmittance with respect to a wafer (for example, 1064 nm) is positioned inside a wafer corresponding to a dividing scheduled line, and the laser beam is irradiated along the dividing scheduled line, thereby A modified layer is formed on the substrate, and then, an external force is applied to the wafer by a dividing apparatus, and the wafer is divided into individual device chips with the modified layer as the starting point of division (see Japanese Patent No. 3408805, for example).

제2 가공 방법은, 웨이퍼에 대하여 흡수성을 갖는 파장(예컨대 355 ㎚)의 레이저 빔의 집광점을 분할 예정 라인에 대응하는 영역에 조사하여 어블레이션 가공에 의해 가공 홈을 형성하고, 그 후 외력을 부여하여 웨이퍼를 가공 홈을 분할 기점으로 하여 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 방법이다(예컨대, 일본 특허 공개 평10-305420호 참조). The second processing method irradiates a region corresponding to a division scheduled line with a light-converging point of a laser beam having a wavelength (for example, 355 nm) having an absorptance with respect to a wafer to form a processing groove by ablation processing, and then applies external force. It is a method of dividing a wafer into individual device chips by making a process groove into a division origin (for example, refer Unexamined-Japanese-Patent No. 10-305420).

레이저 빔을 이용하는 가공 방법은, 다이서에 의한 다이싱 방법에 비해 가공 속도를 빠르게 할 수 있고, 사파이어나 SiC 등의 경도가 높은 소재로 이루어진 웨이퍼라 하더라도 비교적 용이하게 가공할 수 있다. The processing method using a laser beam can make processing speed faster than the dicing method by a dicer, and can process it easily even with the wafer which consists of materials with high hardness, such as sapphire and SiC.

또, 개질층 또는 가공 홈을 예컨대 10 ㎛ 이하 등의 좁은 폭으로 할 수 있기 때문에, 다이싱 방법으로 가공하는 경우에 비해 웨이퍼 1장당 디바이스를 취할 수 있는 양을 늘릴 수 있다고 하는 이점을 갖고 있다. Moreover, since a modified layer or a process groove can be made into narrow width, such as 10 micrometers or less, it has the advantage that the quantity which can take a device per wafer can be increased compared with the case of processing by the dicing method.

그런데, 연삭 장치에 의한 이면 연삭을 실시하기 전의 반도체 웨이퍼의 이면에는 산화막이나 질화막이 잔존해 있다. 또, 표면에 Low-k막이 형성된 반도체 웨이퍼나 이면에 금속막이 형성된 웨이퍼도 있다. By the way, an oxide film and a nitride film remain | survive on the back surface of the semiconductor wafer before back surface grinding by a grinding apparatus. There are also semiconductor wafers in which a low-k film is formed on the surface and a wafer on which a metal film is formed on the back surface.

이러한 막이 있는 피가공물에 레이저 빔을 조사하여 레이저 가공을 실시하면, 막에 의해 조사된 레이저 빔의 일부가 반사된다. 반사율은 막의 종류나 두께 등에 따라 상이하여, 피가공물마다 반사율이 상이한 것, 또는 하나의 피가공물 내에서도 반사율이 불균일한 것도 있다. When a laser beam is irradiated to the workpiece | work which has such a film | membrane, a part of the laser beam irradiated by the film | membrane will be reflected. The reflectance is different depending on the kind, thickness, etc. of the film, and the reflectance is different for each workpiece, or the reflectance is uneven even in one workpiece.

피가공물에 대하여 투과성을 갖는 파장을 이용하여 피가공물 내부에 개질층을 형성하는 제1 가공 방법 및 피가공물에 대하여 흡수성을 갖는 파장을 이용하여 피가공물에 어블레이션 가공을 실시하는 제2 가공 방법의 경우에도, 피가공물의 반사율이 크면 투과 또는 흡수되는 레이저 빔의 광량이 감소하기 때문에, 원하는 레이저 가공을 실시하기 위해서는 조사하는 레이저 빔의 출력을 높일 필요가 있다.A first processing method for forming a modified layer inside a workpiece by using a wavelength having a transmittance with respect to the workpiece and a second processing method for ablating the workpiece with a wavelength having absorption with the workpiece. Even in this case, when the reflectance of the workpiece is large, the amount of light of the laser beam that is transmitted or absorbed is reduced. Therefore, in order to perform desired laser processing, it is necessary to increase the output of the irradiated laser beam.

일본 특허 제3408805호 공보Japanese Patent No. 3408805 일본 특허 공개 평10-305420호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 10-305420 일본 특허 공개 제2009-021476호 공보Japanese Patent Publication No. 2009-021476 일본 특허 공개 제2010-245172호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2010-245172

피가공물마다 반사율이 상이한 경우, 단일의 가공 조건으로 복수의 피가공물에 레이저 가공을 실시하면, 피가공물 사이에서 레이저 빔의 조사에 의해 형성되는 레이저 가공 홈의 깊이가 불균일해지거나, 레이저 빔의 조사에 의해 형성되는 개질층에 불균일이 생긴다고 하는 문제가 있다. When the reflectance is different for each workpiece, when a plurality of workpieces are subjected to laser processing under a single processing condition, the depth of the laser processing groove formed by the irradiation of the laser beam between the workpieces becomes uneven or the laser beam is irradiated. There exists a problem that a nonuniformity arises in the modified layer formed by this.

또, 하나의 피가공물 내에서 반사율이 불균일한 것에서는, 단일의 가공 조건으로 레이저 가공을 실시하면, 영역에 따라 레이저 빔의 조사에 의해 형성되는 레이저 가공 홈의 깊이가 불균일해지거나, 레이저 빔의 조사에 의해 형성되는 개질층에 불균일이 생긴다고 하는 문제가 있다. Moreover, in the case where the reflectance is nonuniform in one workpiece, when the laser processing is performed under a single processing condition, the depth of the laser processing groove formed by the irradiation of the laser beam depending on the area becomes uneven or the laser beam There exists a problem that a nonuniformity arises in the modified layer formed by irradiation.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 피가공물의 레이저 조사면 상태에 상관없이 균일한 레이저 가공을 실시하는 것이 가능한 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법을 제공하는 것이다.This invention is made | formed in view of such a point, Comprising: It aims at providing the laser processing apparatus and laser processing method which can perform uniform laser processing irrespective of the state of the laser irradiation surface of a to-be-processed object.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 피가공물에 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 장치로서, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 레이저 발진기와, 상기 레이저 발진기로부터 발진된 레이저 빔을 집광하는 집광 렌즈를 갖는 가공 헤드를 포함하는 레이저 빔 조사 수단과, 상기 레이저 빔 조사 수단으로부터 상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 조사된 레이저 빔의 반사 광량을 검출하는 반사 광량 검출 수단과, 상기 반사 광량 검출 수단에서 검출된 반사 광량에 기초하여, 상기 레이저 빔 조사 수단에서 피가공물의 두께 방향에 걸쳐 복수단의 레이저 가공을 실시하는 단수를 산출하는 단수 산출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치가 제공된다. According to the invention of claim 1, there is provided a laser processing apparatus for performing laser processing on a workpiece, which has a chuck table for holding the workpiece, a laser oscillator, and a condenser lens for condensing the laser beam oscillated from the laser oscillator. Laser beam irradiation means including a head, reflected light amount detection means for detecting the reflected light amount of the laser beam irradiated from the laser beam irradiation means to the workpiece held on the chuck table, and the reflection detected by the reflected light amount detection means On the basis of the amount of light, the laser processing apparatus is provided with the number calculating means which calculates the number of stages which perform a plurality of steps of laser processing in the thickness direction of a to-be-processed object by the said laser beam irradiation means.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 피가공물에 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 방법으로서, 피가공물을 척 테이블에 유지하는 유지 단계와, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 빔 조사 수단으로부터 제1 조건으로 레이저 빔을 조사하는 반사 광량 검출용 레이저 빔 조사 단계와, 상기 반사 광량 검출용 레이저 빔 조사 단계에서 피가공물에 조사된 레이저 빔이 피가공물 상면(上面)에서 반사된 반사광의 광량을 검출하는 반사 광량 검출 단계와, 상기 반사 광량 검출 단계에서 검출된 반사 광량에 기초하여, 피가공물의 두께 방향에 걸쳐 복수단의 레이저 가공을 실시하는 단수를 산출하는 단수 산출 단계와, 상기 단수 산출 단계를 실시한 후, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 상기 레이저 빔 조사 수단으로부터 제2 조건으로 레이저 빔을 조사하여 피가공물의 두께 방향에 걸쳐 상기 단수 산출 단계에서 산출된 단수의 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법이 제공된다.According to the invention of claim 2, there is provided a laser processing method for performing laser processing on a workpiece, comprising: a holding step of holding the workpiece on a chuck table, and a first condition from a laser beam irradiation means on the workpiece held on the chuck table; A laser beam irradiation step of detecting a reflected light amount to irradiate a laser beam and a reflection of detecting a light amount of reflected light reflected from an upper surface of the workpiece by a laser beam irradiated to the workpiece in the reflected beam amount detecting laser beam irradiation step After the step of calculating the number of steps for performing the laser processing of a plurality of stages over the thickness direction of the workpiece based on the amount of light detection step and the reflected light amount detected in the reflected light amount detection step, and after the step And a laser beam under the second condition from the laser beam irradiation means to the workpiece held on the chuck table. There is provided a laser processing method comprising a laser processing step of irradiating and performing a single laser processing calculated in the above-mentioned stage calculation step over the thickness direction of the workpiece.

본 발명의 레이저 가공 장치는, 피가공물 상면에서 반사된 반사광의 광량을 검출하는 반사 광량 검출 수단과, 검출된 반사 광량에 기초하여 레이저 가공을 실시하는 최적의 단수를 산출하는 단수 산출 수단을 갖기 때문에, 피가공물의 레이저 조사면 상태에 상관없이 균일한 레이저 가공을 실시하는 것이 가능해진다. Since the laser processing apparatus of the present invention has a reflected light amount detecting means for detecting the light amount of the reflected light reflected from the upper surface of the workpiece, and a singular calculating means for calculating the optimum number of steps for laser processing based on the detected reflected light amount. It becomes possible to perform uniform laser processing irrespective of the state of the laser irradiation surface of a to-be-processed object.

본 발명의 레이저 가공 방법은, 반사 광량 검출용 레이저 빔 조사 단계와, 반사 광량을 검출하는 반사 광량 검출 단계와, 반사 광량 검출 단계에서 검출된 반사 광량에 기초하여 피가공물의 두께 방향에 걸쳐 복수단의 레이저 가공을 실시하는 단수를 산출하는 단수 산출 단계를 포함하기 때문에, 피가공물의 레이저 조사면 상태에 상관없이 균일한 레이저 가공을 피가공물에 실시할 수 있다.The laser processing method of the present invention comprises a plurality of stages over the thickness direction of the workpiece based on the laser beam irradiation step for detecting the reflected light amount, the reflected light amount detecting step for detecting the reflected light amount, and the reflected light amount detected in the reflected light amount detecting step. Since it includes the stage calculating step of calculating the stage which performs the laser processing of the workpiece | work, a uniform laser processing can be performed to a to-be-processed object irrespective of the state of the laser irradiation surface of a to-be-processed object.

도 1은 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 레이저 빔 조사 유닛의 광학계의 블록도이다.
도 3은 반도체 웨이퍼의 표면측 사시도이다.
도 4는 반도체 웨이퍼의 표면측을, 외측 둘레부가 환형 프레임에 장착된 점착 테이프에 접착하는 양태를 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 유지 단계를 나타내는 일부 단면 측면도이다.
도 6은 반사 광량 검출용 레이저 빔 조사 단계를 나타내는 일부 단면 측면도이다.
도 7은 피가공물의 반사율과 적절한 펄스 에너지 간의 상관 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 웨이퍼 내부에 개질층을 형성하는 레이저 가공 단계를 나타내는 일부 단면 측면도이다.
도 9는 레이저 가공의 단수를 설명하는 단면도이다.
도 10은 웨이퍼의 표면측에 실시하는 반사 광량 검출용 레이저 빔 조사 단계를 나타내는 일부 단면 측면도이다.
도 11은 반사 광량을 검출하면서 레이저 가공을 실시하는 실시형태를 나타내는 일부 단면 측면도이다.
도 12는 이면 연삭 단계를 나타내는 사시도이다.
1 is a perspective view of a laser processing apparatus.
2 is a block diagram of an optical system of a laser beam irradiation unit.
3 is a perspective view of the surface side of a semiconductor wafer.
It is an exploded perspective view which shows the aspect which adhere | attaches the surface side of a semiconductor wafer to the adhesive tape with which the outer peripheral part was attached to the annular frame.
5 is a partial cross-sectional side view showing the holding step.
6 is a partial cross-sectional side view showing the laser beam irradiation step for detecting the reflected light amount.
7 is a diagram showing a correlation between reflectance of a workpiece and an appropriate pulse energy.
8 is a partial cross-sectional side view illustrating a laser processing step of forming a modified layer inside a wafer.
9 is a cross-sectional view illustrating the number of stages of laser processing.
10 is a partial cross-sectional side view showing a laser beam irradiation step for detecting a reflected light amount on a surface side of a wafer.
It is a partial cross-sectional side view which shows embodiment which performs laser processing, detecting the amount of reflected light.
12 is a perspective view illustrating the back grinding step.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시형태에 따른 레이저 가공 장치의 외관 사시도가 도시되어 있다. 레이저 가공 장치(2)는 정지 베이스(4) 상에 X축 방향으로 이동 가능하게 탑재된 제1 슬라이드 블록(6)을 포함한다.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1, there is shown an external perspective view of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The laser processing apparatus 2 includes the first slide block 6 mounted on the stationary base 4 so as to be movable in the X-axis direction.

제1 슬라이드 블록(6)은 볼나사(8) 및 펄스 모터(10)로 구성되는 가공 이송 수단(가공 이송 유닛)(12)에 의해 한 쌍의 가이드 레일(14)을 따라서 가공 이송 방향, 즉 X축 방향으로 이동한다. The first slide block 6 is processed along a pair of guide rails 14 by a processing feed means (processing feed unit) 12 composed of a ball screw 8 and a pulse motor 10, that is, Move in the X-axis direction.

제1 슬라이드 블록(6) 상에는 제2 슬라이드 블록(16)이 Y축 방향으로 이동 가능하게 탑재되어 있다. 즉, 제2 슬라이드 블록(16)은 볼나사(18) 및 펄스 모터(20)로 구성되는 인덱싱 이송 수단(인덱싱 이송 유닛)(22)에 의해 한 쌍의 가이드 레일(24)을 따라서 인덱싱 방향, 즉 Y축 방향으로 이동한다. The second slide block 16 is mounted on the first slide block 6 so as to be movable in the Y-axis direction. That is, the second slide block 16 is indexed in the indexing direction along the pair of guide rails 24 by the indexing conveying means (indexing conveying unit) 22 composed of the ball screw 18 and the pulse motor 20. That is, it moves in the Y-axis direction.

제2 슬라이드 블록(16) 상에는 원통 지지 부재(26)를 통해 척 테이블(28)이 탑재되어 있고, 척 테이블(28)은 가공 이송 수단(12) 및 인덱싱 이송 수단(22)에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하다. 척 테이블(28)에는, 척 테이블(28)에 흡인 유지된 반도체 웨이퍼를 클램프하는 클램프(30)가 설치되어 있다. The chuck table 28 is mounted on the 2nd slide block 16 via the cylindrical support member 26, and the chuck table 28 is an X-axis direction by the process feed means 12 and the indexing feed means 22. As shown in FIG. And move in the Y-axis direction. The chuck table 28 is provided with a clamp 30 for clamping the semiconductor wafer attracted and held by the chuck table 28.

정지 베이스(4)에는 칼럼(32)이 세워져 설치되어 있고, 이 칼럼(32)에 레이저 빔 조사 유닛(34)이 부착되어 있다. 레이저 빔 조사 유닛(34)은 케이싱(35) 내에 수용된 도 2에 도시하는 레이저 발진 유닛(62)과, 케이싱(35)의 선단에 부착된 가공 헤드(36)를 포함한다.A column 32 is erected on the stationary base 4, and a laser beam irradiation unit 34 is attached to the column 32. The laser beam irradiation unit 34 includes a laser oscillation unit 62 shown in FIG. 2 accommodated in the casing 35 and a processing head 36 attached to the tip of the casing 35.

레이저 발진 유닛(62)은 도 2에 도시하는 바와 같이, YAG 레이저 또는 YVO4 레이저를 발진시키는 레이저 발진기(64)와, 반복 주파수 설정 유닛(66)을 포함한다. 특별히 도시하지는 않지만, 레이저 발진기(64)는 브루스터 창을 갖고 있고, 레이저 발진기(64)로부터 출사되는 레이저 빔은 직선 편광의 레이저 빔이다. As shown in FIG. 2, the laser oscillation unit 62 includes a laser oscillator 64 for oscillating a YAG laser or a YVO4 laser, and a repetition frequency setting unit 66. Although not particularly shown, the laser oscillator 64 has a Brewster window, and the laser beam emitted from the laser oscillator 64 is a linearly polarized laser beam.

케이싱(35)의 선단부에는, 가공 헤드(36)와 X축 방향으로 정렬하여 레이저 가공해야 할 가공 영역을 검출하는 촬상 유닛(38)이 배치되어 있다. 촬상 유닛(38)은 가시광에 의해 반도체 웨이퍼의 가공 영역을 촬상하는 통상의 CCD 등의 촬상 소자를 포함한다.At the distal end of the casing 35, an imaging unit 38 is arranged that detects a machining region to be laser-processed by aligning the machining head 36 in the X-axis direction. The imaging unit 38 includes an imaging device such as a normal CCD for imaging a processing region of a semiconductor wafer with visible light.

촬상 유닛(38)은 반도체 웨이퍼에 적외선을 조사하는 적외선 조사 수단과, 적외선 조사 수단에 의해 조사된 적외선을 포착하는 광학계와, 이 광학계에 의해 포착된 적외선에 대응한 전기 신호를 출력하는 적외선 CCD 등의 적외선 촬상 소자로 구성되는 적외선 촬상 수단을 더 포함하고, 촬상된 화상 신호는 컨트롤러(제어 수단)(40)에 송신된다. The imaging unit 38 includes infrared irradiation means for irradiating infrared rays to a semiconductor wafer, an optical system for capturing infrared rays irradiated by the infrared irradiation means, an infrared CCD for outputting an electric signal corresponding to the infrared rays captured by the optical system, and the like. Infrared imaging means constituted by an infrared imaging element, wherein the captured image signal is transmitted to a controller (control means) 40.

컨트롤러(40)는 컴퓨터에 의해 구성되어 있고, 제어 프로그램에 따라서 연산 처리하는 중앙 처리 장치(CPU)(42)와, 제어 프로그램 등을 저장하는 리드 온리 메모리(ROM)(44)와, 연산 결과 등을 저장하는 기록·판독 가능한 랜덤 액세스 메모리(RAM)(46)와, 카운터(48)와, 입력 인터페이스(50)와, 출력 인터페이스(52)를 구비한다.The controller 40 is configured by a computer, and includes a central processing unit (CPU) 42 for arithmetic processing in accordance with a control program, a read-only memory (ROM) 44 for storing a control program and the like, arithmetic results, and the like. A read / write random access memory (RAM) 46, a counter 48, an input interface 50, and an output interface 52.

도면부호 56은 가이드 레일(14)을 따라서 배치된 리니어 스케일(54)과, 제1 슬라이드 블록(6)에 배치된 도시하지 않은 판독 헤드로 구성되는 가공 이송량 검출 수단이며, 가공 이송량 검출 수단(56)의 검출 신호는 컨트롤러(40)의 입력 인터페이스(50)에 입력된다. Reference numeral 56 denotes a machining feed amount detecting means comprising a linear scale 54 arranged along the guide rail 14 and a readhead (not shown) disposed on the first slide block 6, and the machining feed amount detecting means 56 ) Is input to the input interface 50 of the controller 40.

도면부호 60은 가이드 레일(24)을 따라서 배치된 리니어 스케일(58)과 제2 슬라이드 블록(16)에 배치된 도시하지 않은 판독 헤드로 구성되는 인덱싱 이송량 검출 수단이며, 인덱싱 이송량 검출 수단(60)의 검출 신호는 컨트롤러(40)의 입력 인터페이스(50)에 입력된다. Reference numeral 60 is an indexing feed amount detecting means composed of a linear scale 58 arranged along the guide rail 24 and a read head (not shown) arranged on the second slide block 16, and the indexing feed amount detecting means 60. The detection signal of is input to the input interface 50 of the controller 40.

촬상 유닛(38)으로 촬상된 화상 신호도 컨트롤러(40)의 입력 인터페이스(50)에 입력된다. 한편, 컨트롤러(40)의 출력 인터페이스(52)로부터는 펄스 모터(10), 펄스 모터(20), 레이저 빔 조사 유닛(34) 등에 제어 신호가 출력된다. The image signal picked up by the imaging unit 38 is also input to the input interface 50 of the controller 40. On the other hand, a control signal is output from the output interface 52 of the controller 40 to the pulse motor 10, the pulse motor 20, the laser beam irradiation unit 34, and the like.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시형태에 따른 레이저 빔 조사 유닛(34)의 광학계가 도시되어 있다. 가공 헤드(36)의 케이싱(70) 내에는 반사 미러(76)와 집광 렌즈(74)가 수용되어 있다. 또한, 반사 미러(72)와 집광 렌즈(74) 사이에는 하프 미러(빔 스플리터)(76)가 배치되어 있다. 2, an optical system of a laser beam irradiation unit 34 according to an embodiment of the present invention is shown. The reflective mirror 76 and the condenser lens 74 are accommodated in the casing 70 of the processing head 36. In addition, a half mirror (beam splitter) 76 is disposed between the reflection mirror 72 and the condenser lens 74.

레이저 빔 발진 유닛(62)으로부터 발진되고 또한 출력 조정 유닛(68)에서 정해진 파워로 조정된 레이저 빔(69)은 가공 헤드(36)의 반사 미러(72)에서 반사되고, 그 일부는 하프 미러(76)를 투과하여 집광 렌즈(74)에 의해 피가공물인 웨이퍼(11)에 조사된다. The laser beam 69 oscillated from the laser beam oscillation unit 62 and adjusted to the power determined in the output adjustment unit 68 is reflected by the reflection mirror 72 of the processing head 36, and part of the half mirror ( It penetrates 76 and is irradiated to the wafer 11 which is a workpiece by the condensing lens 74.

웨이퍼(11) 상면에서 반사된 반사광(71)은 집광 렌즈(74)에서 집광되고, 그 일부는 하프 미러(76)에서 반사되어, 포토다이오드 등의 수광 소자를 포함하는 반사 광량 검출기(78)로 반사 광량이 검출된다. The reflected light 71 reflected from the upper surface of the wafer 11 is collected by the condenser lens 74, and part of the reflected light is reflected by the half mirror 76 to the reflected light amount detector 78 including light receiving elements such as a photodiode. The amount of reflected light is detected.

이 반사 광량에 기초하여, 단수 산출 유닛(80)에서 피가공물(웨이퍼)의 두께 방향에 걸쳐 복수단의 레이저 가공을 실시하는 단수를 산출한다. 단수 산출 유닛(80)은 가공 이송 유닛(12), 인덱싱 이송 유닛(22) 및 집광점 위치 변경 유닛(81)에 접속되어 있고, 산출된 단수에 따라서 컨트롤러(40)가 가공 이송 유닛(12), 인덱싱 이송 유닛(22) 및 집광점 위치 변경 유닛(81)을 제어한다. Based on this reflected light quantity, the number of stages which perform a laser processing of multiple stages in the thickness direction of a to-be-processed object (wafer) in the stage calculation unit 80 is calculated. The stage calculating unit 80 is connected to the machining transfer unit 12, the indexing transfer unit 22, and the condensing point position changing unit 81, and the controller 40 controls the machining transfer unit 12 in accordance with the calculated stage. , The indexing transfer unit 22 and the condensing point position changing unit 81 are controlled.

하프 미러(76)는 집광 렌즈(74)와 피가공물(웨이퍼)(11)의 사이에 배치되어도 좋지만, 집광 렌즈(74)보다 상류측에 하프 미러(76)를 배치하는 편이, 웨이퍼(11)의 상면에서 반사된 반사광만을 집광 렌즈(74)로 집광하여 하프 미러(76)에 입사시킬 수 있기 때문에, 반사 광량의 검출에는 이러한 배치가 바람직하다. Although the half mirror 76 may be arrange | positioned between the condensing lens 74 and the to-be-processed object (wafer) 11, the half mirror 76 is arrange | positioned upstream rather than the condensing lens 74, The wafer 11 Since only the reflected light reflected from the upper surface of the light can be collected by the condenser lens 74 and incident on the half mirror 76, such an arrangement is preferable for the detection of the reflected light amount.

도 3을 참조하면, 본 발명의 레이저 가공 방법의 피가공물의 하나인 반도체 웨이퍼(11)의 표면측 사시도가 도시되어 있다. 반도체 웨이퍼(11)는, 예컨대 두께 700 ㎛의 실리콘 웨이퍼로 이루어져 있고, 표면(11a)에 복수의 분할 예정 라인(13)이 격자형으로 형성되어 있으며, 복수의 분할 예정 라인(13)에 의해 구획된 각 영역에 각각 IC, LSI 등의 디바이스(15)가 형성되어 있다. 반도체 웨이퍼(11)의 이면(11b)에는, 도 4에 도시하는 바와 같이, SiO2로 이루어진 산화막(17)이 형성되어 있다. Referring to Fig. 3, there is shown a perspective view of the surface side of a semiconductor wafer 11, which is one of the workpieces of the laser processing method of the present invention. The semiconductor wafer 11 is made of, for example, a silicon wafer having a thickness of 700 μm, and a plurality of division scheduled lines 13 are formed in a lattice shape on the surface 11 a, and divided by a plurality of division scheduled lines 13. In each of the regions, devices 15 such as IC and LSI are formed. On the back surface 11b of the semiconductor wafer 11, an oxide film 17 made of SiO 2 is formed, as shown in FIG.

본 발명의 레이저 가공 방법에서는, 피가공물이 도 3에 도시하는 반도체 웨이퍼(11)에 한정되는 것은 아니며, 표면 또는 이면에 산화막, 질화막, 금속막, Low-k막 등의 막을 갖는 피가공물을 포함하는 것이다. In the laser processing method of the present invention, the workpiece is not limited to the semiconductor wafer 11 shown in FIG. 3, and includes a workpiece having a film such as an oxide film, a nitride film, a metal film, a Low-k film or the like on the front or back surface. It is.

본 발명의 레이저 가공 방법을 실시함에 있어서, 반도체 웨이퍼(11)의 표면(11a)측이, 도 4에 도시하는 바와 같이, 외측 둘레부가 환형 프레임(F)에 장착된 점착 테이프(T)에 접착되고, 그 이면(11b)이 상측이 된다. In performing the laser processing method of this invention, as shown in FIG. 4, the surface 11a side of the semiconductor wafer 11 adhere | attaches the adhesive tape T by which the outer periphery was attached to the annular frame F. As shown in FIG. The back surface 11b becomes an upper side.

그리고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 레이저 가공 장치(2)의 척 테이블(28)에 반도체 웨이퍼(11)가 점착 테이프(T)를 통해 흡인 유지되고, 환형 프레임(F)이 클램프(30)에 의해 클램프되어 고정된다. As shown in FIG. 5, the semiconductor wafer 11 is sucked and held by the adhesive tape T on the chuck table 28 of the laser processing apparatus 2, and the annular frame F is clamped 30. It is clamped and fixed by.

이어서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 척 테이블(28)에 유지된 웨이퍼(11)에 레이저 빔 조사 유닛(34)의 가공 헤드(36)로부터 제1 조건으로 레이저 빔(69)을 조사하는 반사 광량 검출용 레이저 빔 조사 단계를 실시한다. 6, the reflection which irradiates the laser beam 69 to a 1st condition from the processing head 36 of the laser beam irradiation unit 34 to the wafer 11 hold | maintained at the chuck table 28 as shown in FIG. A laser beam irradiation step for detecting the amount of light is performed.

이 반사 광량 검출용 레이저 빔 조사 단계를 실시하기 전에, 레이저 가공해야 할 분할 예정 라인(13)을 검출하는 얼라인먼트를 실시한다. 즉, 촬상 유닛(38)의 적외선 카메라로 웨이퍼(11)를 이면(11b)측으로부터 촬상하고, 잘 알려져 있는 패턴 매칭 등의 화상 처리를 이용하여, 제1 방향으로 연장되는 분할 예정 라인(13) 및 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장되는 분할 예정 라인(13)을 검출한다. Before performing the laser beam irradiation step for detecting the reflected light amount, alignment is performed to detect the division scheduled line 13 to be laser processed. That is, the division scheduled line 13 extending in the first direction by imaging the wafer 11 from the back surface 11b side with an infrared camera of the imaging unit 38 and using well-known image processing such as pattern matching. And the division scheduled line 13 extending in the second direction orthogonal to the first direction.

다른 실시형태로서, 척 테이블(28)의 유지면을 투명 부재로 형성하고, 척 테이블(28)의 아래에 배치된 카메라로 웨이퍼(11)를 촬상하여, 얼라인먼트를 실시하도록 해도 좋다. As another embodiment, the holding surface of the chuck table 28 may be formed of a transparent member, and the wafer 11 may be picked up by the camera disposed below the chuck table 28 to perform alignment.

또한, 본 발명에서는, 웨이퍼(11)의 반사 광량을 검출하기 전에, 미리 기지의 반사율을 갖는 하나 또는 복수의 기준 워크를 준비하고, 기준 워크에서 반사 광량을 검출하여, 그 때의 반사 광량을 기준 데이터로서 컨트롤러(40)의 RAM(46)에 기억시켜 둔다. In the present invention, before detecting the amount of reflected light of the wafer 11, one or a plurality of reference workpieces having a predetermined reflectance are prepared in advance, the amount of reflected light is detected by the reference workpiece, and the amount of reflected light at that time is referenced. The data is stored in the RAM 46 of the controller 40 as data.

이 반사 광량 검출용 레이저 빔 조사 단계에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 척 테이블(28)을 화살표 X1 방향으로 가공 이송하면서, 가공 헤드(36)로부터 산화막(17)이 형성된 웨이퍼(11)의 이면(11b)에 레이저 빔(69)을 조사하여, 이 반사광(71)을 반사 광량 검출기(78)로 검출한다. In this laser beam irradiation step for detecting the reflected light amount, as illustrated in FIG. 6, the wafer 11 on which the oxide film 17 is formed from the processing head 36 is processed while transferring the chuck table 28 in the direction of arrow X1. The laser beam 69 is irradiated to the rear surface 11b to detect the reflected light 71 by the reflected light amount detector 78.

예컨대, 웨이퍼(11)의 임의의 분할 예정 라인(13), 복수의 분할 예정 라인(13), 또는 모든 분할 예정 라인(13)에 반사 광량 검출용 레이저 빔을 조사하여 반사 광량을 검출한다. For example, the reflected light amount detection laser beam is irradiated to an arbitrary division scheduled line 13, a plurality of division scheduled lines 13, or all the division scheduled lines 13 of the wafer 11 to detect the reflected light amount.

레이저 빔(69)의 조사에 의해, 웨이퍼(11)의 내부에 개질층을 형성하는 경우의 반사 광량 검출용 레이저 빔의 조사 조건은, 예컨대 이하에 나타낸 바와 같다. Irradiation conditions of the laser beam for detecting the reflected light amount when the modified layer is formed inside the wafer 11 by irradiation of the laser beam 69 are as described below, for example.

광원 : LD 여기 Q 스위치 Nd:YVO4 펄스 레이저 Light source: LD excitation Q switch Nd: YVO4 pulse laser

파장 : 1064 ㎚ Wavelength: 1064 nm

반복 주파수 : 100 ㎑ Repetition frequency: 100 ㎑

평균 출력 : 0.1 W Average power: 0.1 W

가공 이송 속도 : 400 ㎜/sMachining feed rate: 400 mm / s

반사 광량 검출용 레이저 빔 조사 단계에서 웨이퍼(11)의 이면(11b)에 레이저 빔(69)을 조사하면, 산화막(17)이 형성된 이면(11b)에서 반사된 반사광(71)이 도 2에 도시하는 집광 렌즈(74)에서 집광되고, 그 일부가 하프 미러(76)에서 반사되어 수광 소자를 포함하는 반사 광량 검출기(78)에 입사하고, 웨이퍼(11)의 이면(11b)에서 반사된 반사 광량이 검출된다. 검출된 반사 광량과 RAM(46)에 저장되어 있는 반사율이 기지인 기준 워크의 반사 광량으로부터 웨이퍼(11)의 이면(11b)의 반사율을 산출한다. When the laser beam 69 is irradiated to the back surface 11b of the wafer 11 in the laser beam irradiation step for detecting the reflected light amount, the reflected light 71 reflected from the back surface 11b on which the oxide film 17 is formed is shown in FIG. 2. The amount of reflected light reflected by the condensing lens 74, a part of which is reflected by the half mirror 76, is incident on the reflected light amount detector 78 including the light receiving element, and is reflected on the back surface 11b of the wafer 11. Is detected. The reflectance of the back surface 11b of the wafer 11 is calculated from the amount of reflected light detected and the amount of reflected light of the reference workpiece whose reflectance stored in the RAM 46 is known.

컨트롤러(40)의 ROM(44)에는, 예컨대 피가공물의 종류마다 또는 가공 조건마다 피가공물의 반사율과 적절한 가공 단수 간의 상관 관계(73)를 나타내는, 도 7에 나타낸 바와 같은 상관도를 복수개 저장해 둔다. 본 발명에서는, 출력 조정 유닛(68)에서 조정되는 레이저 발진기(64)가 발진시키는 레이저 빔의 파워가 1회의 레이저 가공으로는 충분한 가공이 이루어질 수 없는 경우를 상정하고 있다. The ROM 44 of the controller 40 stores, for example, a plurality of correlations as shown in FIG. 7 showing the correlation 73 between the reflectance of the workpiece and the appropriate number of cutting stages for each kind of workpiece or processing conditions. . In the present invention, the case where the power of the laser beam oscillated by the laser oscillator 64 adjusted by the output adjustment unit 68 cannot fully process by one laser processing is assumed.

반사 광량 검출 단계를 실시한 후, 반사 광량 검출 단계에서 검출된 반사 광량에 기초하여, 단수 산출 유닛(80)이 가공 단수를 산출하고, 척 테이블(28)에 유지된 웨이퍼(11)에 레이저 빔 조사 유닛(34)의 가공 헤드(36)로부터 제2 조건으로 레이저 빔을 조사하여, 웨이퍼(11)의 내부에 개질층(19)을 형성하는 레이저 가공 단계를 실시한다. After performing the reflected light amount detection step, based on the reflected light amount detected in the reflected light amount detection step, the singularity calculating unit 80 calculates the number of processed pieces and irradiates a laser beam to the wafer 11 held on the chuck table 28. The laser beam is irradiated under the second condition from the processing head 36 of the unit 34 to perform the laser processing step of forming the modified layer 19 inside the wafer 11.

이 레이저 가공 단계에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 척 테이블(28)을 화살표 X1 방향으로 가공 이송하면서, 레이저 빔 조사 유닛(34)의 가공 헤드(36)로부터 제2 조건으로 레이저 빔(69)을 조사하여, 웨이퍼(11) 내부에 개질층(19)을 형성한다. In this laser machining step, as shown in FIG. 8, the laser beam 69 is subjected to the second condition from the machining head 36 of the laser beam irradiation unit 34 while processing the chuck table 28 in the direction of arrow X1. ), And the modified layer 19 is formed inside the wafer 11.

척 테이블(28)을 Y축 방향으로 인덱싱 이송하면서, 제1 방향으로 연장되는 분할 예정 라인(13)을 따라서 웨이퍼(11)의 내부에 동일한 개질층(19)을 차례차례 형성한다. 이어서, 척 테이블(28)을 90도 회전하고 나서, 제2 방향으로 연장되는 분할 예정 라인(13)을 따라서 동일한 개질층(19)을 형성한다. While indexing and conveying the chuck table 28 in the Y-axis direction, the same reformed layer 19 is sequentially formed inside the wafer 11 along the division scheduled line 13 extending in the first direction. Subsequently, the chuck table 28 is rotated 90 degrees, and then the same modified layer 19 is formed along the dividing line 13 extending in the second direction.

단수 산출 유닛(80)에서 산출된 가공 단수가 2단인 경우에는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 집광점 위치 변경 유닛(81)에 의해 집광점의 위치를 바꾸면서, 제1 개질층(19a) 및 제2 개질층(19b)을 웨이퍼 내부에 형성한다. In the case where the number of processing stages calculated by the stage calculating unit 80 is two stages, as shown in FIG. 9, the first modified layer 19a and the position of the focusing point are changed by the focusing point position changing unit 81. The second reformed layer 19b is formed inside the wafer.

이 개질층 형성 단계에서의 레이저 가공 조건은, 예컨대 이하와 같이 설정된다. The laser processing conditions in this modified layer forming step are set as follows, for example.

광원 : LD 여기 Q 스위치 Nd:YVO4 펄스 레이저 Light source: LD excitation Q switch Nd: YVO4 pulse laser

파장 : 1064 ㎚Wavelength: 1064 nm

반복 주파수 : 100 ㎑Repetition frequency: 100 ㎑

평균 출력 : 2.0 WAverage power: 2.0 W

가공 이송 속도 : 400 ㎜/sMachining feed rate: 400 mm / s

도 10을 참조하면, 웨이퍼(11)에 어블레이션 가공을 실시하는 경우에, 반사 광량 검출용 레이저 빔 조사 단계를 설명하는 일부 단면 측면도가 도시되어 있다. 예컨대, 웨이퍼(11)의 표면(11a)에 형성된 Low-k막에 어블레이션 가공을 실시하는 경우에는, 레이저 빔(69)은 웨이퍼(11)의 표면(11a)측에 입사된다. 그리고, 표면(11a)에서 반사된 반사광(71)의 광량을 반사 광량 검출기(78)로 검출한다. Referring to FIG. 10, a partial cross-sectional side view for explaining the laser beam irradiation step for detecting the reflected light amount when ablating the wafer 11 is shown. For example, when ablation processing is performed on the Low-k film formed on the surface 11a of the wafer 11, the laser beam 69 is incident on the surface 11a side of the wafer 11. Then, the light amount of the reflected light 71 reflected from the surface 11a is detected by the reflected light amount detector 78.

어블레이션 가공의 경우에도 전술한 개질층 형성 가공과 마찬가지로, 웨이퍼(11)의 임의의 분할 예정 라인(13), 복수의 분할 예정 라인(13), 또는 모든 분할 예정 라인(13)에 반사 광량 검출용 레이저 빔을 조사하여 반사 광량을 검출한다. In the case of ablation processing, the amount of reflected light is detected on any of the scheduled division lines 13, the plurality of scheduled division lines 13, or all the scheduled division lines 13 of the wafer 11, similarly to the modified layer forming process described above. The amount of reflected light is detected by irradiating the laser beam.

어블레이션 가공의 경우에 레이저 빔 조사 조건은, 예컨대 이하와 같이 설정된다. In the case of ablation processing, laser beam irradiation conditions are set as follows, for example.

광원 : LD 여기 Q 스위치 Nd:YVO4 펄스 레이저Light source: LD excitation Q switch Nd: YVO4 pulse laser

파장 : 355 ㎚(YVO4 펄스 레이저의 제3 고조파)Wavelength: 355 nm (third harmonic of the YVO4 pulsed laser)

반복 주파수 : 200 ㎑Repetition frequency: 200 ㎑

평균 출력 : 0.1 WAverage power: 0.1 W

가공 이송 속도 : 200 ㎜/sMachining feed rate: 200 mm / s

어블레이션 가공에서는, 반사 광량 검출 단계를 실시한 후, 반사 광량 검출 단계에서 검출된 반사 광량에 기초하여, 단수 산출 유닛(80)이 가공 단수를 산출하고, 척 테이블(28)에 유지된 웨이퍼(11)의 표면(11a)에 레이저 빔 조사 유닛(34)의 가공 헤드(36)로부터 제2 조건으로 레이저 빔을 조사해서, 웨이퍼(11)의 분할 예정 라인(13)에 어블레이션 가공을 실시하여 레이저 가공 홈을 형성하는 레이저 가공 단계를 실시한다. In the ablation processing, after the reflected light amount detection step is performed, the number of stages calculating unit 80 calculates the number of processed steps based on the reflected light amount detected in the reflected light amount detection step, and the wafer 11 held in the chuck table 28 is provided. Irradiates the laser beam to the surface 11a of the laser beam under the second condition from the processing head 36 of the laser beam irradiation unit 34, and performs ablation processing on the division scheduled line 13 of the wafer 11, A laser machining step is performed to form a processing groove.

이 어블레이션 가공에서의 레이저 가공 조건은, 예컨대 이하와 같이 설정된다. The laser processing conditions in this ablation processing are set as follows, for example.

광원 : LD 여기 Q 스위치 Nd:YVO4 펄스 레이저Light source: LD excitation Q switch Nd: YVO4 pulse laser

파장 : 355 ㎚(YVO4 펄스 레이저의 제3 고조파)Wavelength: 355 nm (third harmonic of the YVO4 pulsed laser)

반복 주파수 : 200 ㎑Repetition frequency: 200 ㎑

평균 출력 : 1 WAverage power: 1 W

가공 이송 속도 : 200 ㎜/sMachining feed rate: 200 mm / s

단수 산출 유닛(80)에서 산출된 가공 단수가 2단인 경우에는, 1회째의 레이저 가공의 경우는 집광점 위치를 웨이퍼(11)의 표면(11a) 상에 설정하고, 2회째의 레이저 가공의 경우는 1회째의 어블레이션 가공에 의해 형성된 레이저 가공 홈의 바닥면 근방에 집광점 위치를 설정한다. In the case of the first laser processing, in the case of the first laser processing, the focusing point position is set on the surface 11a of the wafer 11 in the case of the second laser processing, and in the case of the second laser processing Sets the light collection point position in the vicinity of the bottom surface of the laser processing groove formed by the first ablation processing.

본 발명의 레이저 가공 방법의 제2 실시형태에서는, 반사 광량 검출 단계를 실시하면서 레이저 가공 단계를 실시하도록 해도 좋다. 즉, 도 11에 도시하는 바와 같이, 척 테이블(28)을 화살표 X1 방향으로 가공 이송하면서 레이저 빔 조사 유닛(34)의 가공 헤드(36)로부터 레이저 빔(69)을 조사하여, 웨이퍼(11)의 이면(11b)에서 반사된 반사광(71)의 반사 광량을 반사 광량 검출기(78)로 검출한다. In the second embodiment of the laser processing method of the present invention, the laser processing step may be performed while the reflected light amount detection step is performed. That is, as shown in FIG. 11, the laser beam 69 is irradiated from the processing head 36 of the laser beam irradiation unit 34, processing the chuck table 28 in the direction of arrow X1, and the wafer 11 A reflected light amount detector 78 detects the reflected light amount of the reflected light 71 reflected from the back surface 11b of the.

이 반사 광량에 기초하여, 단수 산출 유닛(80)이 필요로 하는 가공 단수를 산출하고, 웨이퍼(11)의 내부에 산출된 단수의 개질층(19)을 형성한다. 어블레이션 가공의 경우에도, 반사 광량에 따라서 단수 산출 유닛(80)이 필요로 하는 가공 단수를 산출하고, 산출된 단수의 어블레이션 가공을 실시한다. 웨이퍼(11)에 개질층(19)이나 레이저 가공 홈을 형성한 후, 웨이퍼(11)에 외력을 부여하여 개개의 칩으로 분할하는 분할 단계를 실시한다. Based on this reflected light amount, the number of stages of processing required by the stage calculating unit 80 is calculated, and the number of stages of modified layers 19 calculated inside the wafer 11 are formed. In the case of ablation processing, the number of processing stages required by the stage calculating unit 80 is calculated according to the amount of reflected light, and the calculated number of stages of ablation processing is performed. After the modified layer 19 and the laser processing groove are formed on the wafer 11, the division step of applying an external force to the wafer 11 and dividing it into individual chips is performed.

본 실시형태에서는, 모든 분할 예정 라인(13)을 따라서 웨이퍼(11)의 내부에 개질층(19)을 형성한 후, 웨이퍼(11)의 이면(11b)을 연삭하는 이면 연삭 단계를 실시한다. 이 이면 연삭 단계에서는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 연삭 장치의 척 테이블(96)에 유지된 웨이퍼(11)의 이면(11b)을 연삭 지석(94)으로 연삭하고, 연삭중의 압박력으로 웨이퍼(11)를 개개의 칩으로 분할한다. In this embodiment, after the modified layer 19 is formed in the inside of the wafer 11 along all the division scheduled lines 13, the back surface grinding step which grinds the back surface 11b of the wafer 11 is performed. In this back surface grinding step, as shown in FIG. 12, the back surface 11b of the wafer 11 hold | maintained by the chuck table 96 of a grinding apparatus is ground by the grinding grindstone 94, and a wafer is pressed by the pressing force during grinding. (11) is divided into individual chips.

도 12에서, 연삭 유닛(82)은 스핀들(84)과, 스핀들(84)의 선단에 고정된 휠 마운트(86)와, 휠 마운트(86)에 복수의 나사(90)로 착탈 가능하게 장착된 연삭 휠(88)로 구성된다. 연삭 휠(88)은 환형 베이스(92)의 하단부 외측 둘레에 복수의 연삭 지석(94)을 고착하여 구성된다. In FIG. 12, the grinding unit 82 is detachably mounted with a spindle 84, a wheel mount 86 fixed to the tip of the spindle 84, and a plurality of screws 90 to the wheel mount 86. It consists of a grinding wheel 88. The grinding wheel 88 is configured by fixing a plurality of grinding grindstones 94 around the outside of the lower end of the annular base 92.

이 이면 연삭 단계에서는, 척 테이블(96)은 화살표 a 방향으로 예컨대 300 rpm으로 회전시키고, 연삭 휠(88)은 화살표 b 방향으로 예컨대 6000 rpm으로 회전시키면서 연삭 유닛 이송 기구를 작동하여 연삭 지석(94)을 웨이퍼(11)의 이면(11b)에 접촉시킨다.In this back grinding step, the chuck table 96 is rotated at, for example, 300 rpm in the direction of arrow a, and the grinding wheel 88 is operated at the grinding unit feed mechanism while rotating at, for example, 6000 rpm in the direction of arrow b, thereby grinding the grinding wheel 94 ) Is brought into contact with the back surface 11b of the wafer 11.

그리고, 연삭 휠(88)을 정해진 연삭 이송 속도로 아래쪽으로 연삭 이송하면서, 웨이퍼(11)의 이면(11b)의 연삭을 실시한다. 접촉식 또는 비접촉식의 두께 측정 게이지로 웨이퍼(11)의 두께를 측정하면서, 웨이퍼(11)를 원하는 두께, 예컨대 50 ㎛로 마무리한다. And the grinding | polishing wheel 88 is grind | pulverized and conveyed downward at the predetermined grinding | polishing conveyance speed, grinding the back surface 11b of the wafer 11 is performed. While measuring the thickness of the wafer 11 with a contact or non-contact thickness measuring gauge, the wafer 11 is finished to a desired thickness, such as 50 μm.

이 연삭 도중에, 웨이퍼(11)의 내부에는 분할 예정 라인(13)을 따라서 개질층(19)이 형성되어 있기 때문에, 연삭중의 압박력으로 개질층(19)을 분할 기점으로 하여 웨이퍼(11)가 개개의 칩으로 분할된다. During this grinding process, since the modified layer 19 is formed inside the wafer 11 along the dividing line 13, the wafer 11 is divided by the pressing force during grinding as the starting point. It is divided into individual chips.

여기서, 분할성이 낮은 피가공물인 경우에는, 이면 연삭을 실시하기 전에 피가공물에 외력을 부여하여 분할하는 분할 단계를 실시한다. 또는, 이면 연삭 실시후에, 피가공물에 외력을 부여하여 분할하는 분할 단계를 실시한다. Here, in the case of a workpiece having a low dividing property, a division step of dividing the workpiece by applying an external force to the workpiece before back grinding is performed. Or after a back grinding operation, the division | segmentation step of applying and dividing an external force to a to-be-processed object is implemented.

전술한 실시형태에서는, 두께가 두꺼운(700 ㎛) 웨이퍼에 개질층(19)을 형성한 후, 웨이퍼(11)의 이면(11b)을 연삭하여 웨이퍼를 박화하는 것과 동시에 연삭 시의 압박력에 의해 개질층(19)을 분할 기점으로 하여 개개의 칩으로 분할하고 있지만, 미리 이면(11b)을 연삭하여 박화된 웨이퍼(11)에 개질층(19)이나 레이저 가공 홈을 형성하도록 해도 좋다. In the above-described embodiment, after the modified layer 19 is formed on the thick (700 µm) wafer, the back surface 11b of the wafer 11 is ground to thin the wafer and modified by the pressing force at the time of grinding. Although the layer 19 is divided into individual chips as the starting point of division, the modified back surface 11b may be ground in advance to form the modified layer 19 or the laser processing groove in the thinned wafer 11.

11 : 반도체 웨이퍼 13 : 분할 예정 라인
15 : 디바이스 17 : 산화막
19, 19a, 19b : 개질층 28 : 척 테이블
34 : 레이저 빔 조사 유닛 36 : 가공 헤드
38 : 촬상 유닛 62 : 레이저 발진 유닛
64 : 레이저 발진기 66 : 반복 주파수 설정 유닛
68 : 출력 조정 유닛 69 : 레이저 빔
71 : 반사광 74 : 집광 렌즈
76 : 하프 미러 78 : 반사 광량 검출기
80 : 단수 산출 유닛
11: semiconductor wafer 13: line to be divided
15 device 17 oxide film
19, 19a, 19b: modified layer 28: chuck table
34 laser beam irradiation unit 36 machining head
38: imaging unit 62: laser oscillation unit
64: laser oscillator 66: repetition frequency setting unit
68: output adjustment unit 69: laser beam
71: reflected light 74: condensing lens
76: half mirror 78: reflected light amount detector
80: singular calculation unit

Claims (2)

피가공물에 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 장치에 있어서,
피가공물을 유지하는 척 테이블과,
레이저 발진기와, 상기 레이저 발진기로부터 발진된 레이저 빔을 집광하는 집광 렌즈를 갖는 가공 헤드를 포함하는 레이저 빔 조사 수단과,
상기 레이저 빔 조사 수단으로부터 상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 조사된 레이저 빔의 반사 광량을 검출하는 반사 광량 검출 수단과,
상기 반사 광량 검출 수단에서 검출된 반사 광량에 기초하여, 상기 레이저 빔 조사 수단에서 피가공물의 두께 방향에 걸쳐 복수단의 레이저 가공을 실시하는 단수를 산출하는 단수 산출 수단
을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
In the laser processing apparatus which performs a laser processing on a to-be-processed object,
A chuck table for holding the workpiece,
Laser beam irradiation means comprising a laser oscillator and a processing head having a condenser lens for condensing the laser beam oscillated from the laser oscillator;
Reflected light amount detecting means for detecting the reflected light amount of the laser beam irradiated from the laser beam irradiation means to the workpiece held on the chuck table;
Number of stages calculating means for calculating the number of stages of laser processing of a plurality of stages in the thickness direction of a workpiece by the said laser beam irradiation means based on the amount of reflected light detected by the said reflected light quantity detection means.
Laser processing apparatus comprising a.
피가공물에 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 방법에 있어서,
피가공물을 척 테이블에 유지하는 유지 단계와,
상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 레이저 빔 조사 수단으로부터 제1 조건으로 레이저 빔을 조사하는 반사 광량 검출용 레이저 빔 조사 단계와,
상기 반사 광량 검출용 레이저 빔 조사 단계에서 피가공물에 조사된 레이저 빔이 피가공물 상면(上面)에서 반사된 반사광의 광량을 검출하는 반사 광량 검출 단계와,
상기 반사 광량 검출 단계에서 검출된 반사 광량에 기초하여, 피가공물의 두께 방향에 걸쳐 복수단의 레이저 가공을 실시하는 단수를 산출하는 단수 산출 단계와,
상기 단수 산출 단계를 실시한 후, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물에 상기 레이저 빔 조사 수단으로부터 제2 조건으로 레이저 빔을 조사하여, 피가공물의 두께 방향에 걸쳐 상기 단수 산출 단계에서 산출된 단수의 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
In the laser processing method which performs a laser processing on a to-be-processed object,
A holding step of holding the workpiece on the chuck table;
A laser beam irradiation step for detecting a reflected light amount for irradiating a workpiece held on the chuck table to a workpiece under a first condition from a laser beam irradiation means;
A reflected light amount detecting step of detecting a light amount of reflected light reflected from the upper surface of the workpiece by the laser beam irradiated to the workpiece in the laser beam irradiation step for detecting the reflected light amount;
A stage calculating step of calculating a stage for performing a plurality of stages of laser processing over the thickness direction of the workpiece, based on the amount of reflected light detected in the reflected light amount detecting step;
After performing the number calculating step, the laser beam is irradiated to the workpiece held on the chuck table under a second condition from the laser beam irradiation means, and the number of lasers calculated in the number calculating step in the thickness direction of the workpiece is Laser processing step to perform processing
Wherein the laser processing method comprises the steps of:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017138684A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 (주)이오테크닉스 Laser processing system

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9663095B2 (en) 2013-11-06 2017-05-30 Suzuki Motor Corporation Traction control device
JP2015145926A (en) * 2014-01-31 2015-08-13 日本電産コパル株式会社 laser exposure apparatus
DE102014108259A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 Scanlab Ag Device for laser material processing
JP6367048B2 (en) * 2014-08-28 2018-08-01 株式会社ディスコ Laser processing equipment
JP2016157880A (en) * 2015-02-26 2016-09-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Method of manufacturing semiconductor device, and semiconductor device
JP2017006930A (en) * 2015-06-17 2017-01-12 株式会社ディスコ Laser processing device
JP6342949B2 (en) * 2016-05-17 2018-06-13 ファナック株式会社 Laser processing apparatus and laser processing method for performing laser processing while suppressing reflected light
JP6906837B2 (en) * 2017-02-13 2021-07-21 株式会社ディスコ Laser processing equipment
JP6994852B2 (en) * 2017-06-30 2022-01-14 株式会社ディスコ Laser processing equipment and laser processing method
CN107378258B (en) * 2017-07-14 2019-02-12 中国科学院微电子研究所 A kind of method and system laser machining wafer
CN107378232B (en) * 2017-07-14 2019-03-15 中国科学院微电子研究所 A kind of method and system laser machining wafer
JP7043124B2 (en) * 2017-09-22 2022-03-29 株式会社ディスコ Wafer processing method
CN113169057B (en) * 2018-11-19 2022-05-27 株式会社东京精密 Laser processing apparatus and control method thereof
JP2022106384A (en) * 2021-01-07 2022-07-20 セイコーエプソン株式会社 Metal component decoration method, metal component, and clock component

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3733489A1 (en) * 1987-10-03 1989-04-20 Telemit Electronic Gmbh METHOD AND DEVICE FOR PROCESSING MATERIALS WITH THE AID OF A LASER
JP2900915B2 (en) * 1997-07-15 1999-06-02 日本電気株式会社 Laser processing equipment
JP4349075B2 (en) * 2003-10-28 2009-10-21 パナソニック電工株式会社 Laser processing method and processing state judgment method
JP3708104B2 (en) * 2004-01-13 2005-10-19 浜松ホトニクス株式会社 Laser processing method and laser processing apparatus
KR100676252B1 (en) * 2005-05-17 2007-02-01 삼성전자주식회사 A layer count method of multi-layer disk
JP2007095952A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Tokyo Seimitsu Co Ltd Laser dicing equipment and laser dicing method
JP2007206550A (en) * 2006-02-03 2007-08-16 Toshiba Corp Defective pixel correcting device for liquid crystal panel
JP2007284288A (en) * 2006-04-17 2007-11-01 Seiko Epson Corp Scribing method and scribing device for substrate
JP2008012542A (en) * 2006-07-03 2008-01-24 Hamamatsu Photonics Kk Laser beam machining method
JP5122773B2 (en) * 2006-08-04 2013-01-16 株式会社ディスコ Laser processing machine
JP2009140958A (en) * 2007-12-03 2009-06-25 Tokyo Seimitsu Co Ltd Laser dicing device and dicing method
EP2210696A1 (en) * 2009-01-26 2010-07-28 Excico France Method and apparatus for irradiating a semiconductor material surface by laser energy
JP2010183014A (en) * 2009-02-09 2010-08-19 Disco Abrasive Syst Ltd Method of processing wafer
KR20120019649A (en) * 2010-08-26 2012-03-07 삼성엘이디 주식회사 Apprartus and method for laser scribing
JP5721377B2 (en) * 2010-09-09 2015-05-20 株式会社ディスコ Split method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017138684A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 (주)이오테크닉스 Laser processing system

Also Published As

Publication number Publication date
CN103372721A (en) 2013-10-30
JP2013230478A (en) 2013-11-14
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TW201345638A (en) 2013-11-16
TWI584899B (en) 2017-06-01

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